Переносящий проявитель элемент, проявочное устройство, технологический картридж и устройство формирования изображений
DEVELOPER TRANSFER ELEMENT, DEVELOPING DEVICE, PROCESS CARTRIDGE AND IMAGING DEVICE

Предпосылки создания изобретения
Область техники изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к электрофотографическому устройству формирования изображений, которое формирует изображение на материале для записи.
Описание предшествующего уровня техники
[0002] В устройстве формирования изображений скрытое электростатическое изображение, сформированное на поверхности переносящего изображение элемента, проявляется проявителем на переносящем проявитель элементе, за счет чего формируется изображение. Известна конфигурация контактной проявочной системы, в которой изображение проявляется в состоянии, в котором переносящий проявитель элемент находится в контакте с переносящим изображение элементом. В качестве переносящего проявитель элемента в такой конфигурации обычно используется проявочный валик, в котором упругий слой сформирован на внешней окружной поверхности сердцевины, который вращается.
Кроме того, проявочный валик иногда имеет целесообразную неровность (шероховатость) поверхности вследствие таких причин, как способность к транспортировке проявителя и эффективность обеспечения заряда, и в качестве одного из средств для этого добавляются имеющие подходящий размер частицы. Например, как раскрыто в японском патенте № 3112489, известен проявочный валик, в котором в упругом слое на его поверхности содержатся обладающие упругостью частицы органического полимерного соединения, так что на поверхности образуется очень небольшая неровность.
Кроме того, в устройстве формирования изображений, поскольку возникает разряд, когда переносящий изображение элемент заряжается зарядным устройством, продукты разряда, такие как озон или NOx, прилипают к поверхности переносящего изображение элемента. Поскольку поверхность переносящего изображение элемента имеет низкий коэффициент μ поверхностного трения и является твердой, тяжело зачищать поверхность и затруднительно удалять продукты разряда, прилипающие к поверхности. Когда продукты разряда, прилипающие к поверхности переносящего изображение элемента, поглощают влагу, с учетом того, что электрическое сопротивление поверхности переносящего изображение элемента снижается, а электрический заряд, формирующий скрытое электростатическое изображение, не сохраняется, с большой вероятностью возникает размытость изображения, которая представляет собой явление, при котором изображение смазывается.
С другой стороны, чтобы обеспечить уменьшение размеров устройства формирования изображений и снижение затрат за счет экономии компонентов, предложено так называемое устройство формирования изображений без очистки переносящего изображение элемента, в котором не предусмотрен очищающий элемент для удаления и сбора тонера, остающегося на переносящем изображение элементе. В такой системе без очистки переносящего изображение элемента, поскольку поверхность переносящего изображение элемента не зачищается очищающим элементом, с большей вероятностью возникает размытость изображения. Чтобы решить эту проблему, в публикации заявки на японский патент № 2003-162132 раскрывается конфигурация, в которой размытость изображения подавляется путем изменения скорости вращения зарядного устройства, находящегося в контакте с переносящим изображение элементом, для создания разности окружных скоростей между переносящим изображение элементом и зарядным устройством, и путем зачистки поверхности переносящего изображение элемента с использованием окружной скорости в течение периода без печати.
Сущность изобретения
[0003] Однако, традиционные примеры имеют следующие проблемы. В нижеприведенном описании контактное давление, когда поверхность проявочного валика прижимается к переносящему изображение элементу таким образом, что они вступают в контакт друг с другом, будет называться контактным давлением барабана. В качестве конфигурации, в которой контактное давление барабана понижается, известна, например, конфигурация, в которой на обоих концах проявочного валика обеспечивается межвальный регулирующий элемент, который регулирует межвальное расстояние между проявочным валиком и переносящим изображение элементом, чтобы регулировать степень проникновения проявочного валика в переносящий изображение элемент. Однако, в такой конфигурации усилие проявочного валика, зачищающее продукты разряда на переносящем изображение элементе, ослабляется, и с большой вероятностью возникает размытость изображения. В частности, в системе без очистки переносящего изображение элемента эта проблема является заметной, когда устройство помещается в среду с повышенной влажностью. Следовательно, требуется элемент для удаления продуктов разряда, как в традиционном примере, размер и стоимость устройства увеличиваются, и когда продукты разряда удаляются, операция удаления должна выполняться часто, что снижает удобство пользователя.
[0004] Настоящее изобретение осуществлено с учетом этих проблем. Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в подавлении возникновения размытости изображения без снижения удобства пользователя со стабильным получением удовлетворительного качества изображений за счет простой конфигурации.
[0005] С целью решения вышеуказанной задачи переносящий проявитель элемент по настоящему изобретению имеет:
вращательный вал; и
упругий слой, сформированный на внешней окружной поверхности вращательного вала, причем на поверхности упругого слоя переносится проявитель,
2
при этом упругий слой сконфигурирован так, что нагрузка на единицу площади участка контакта между одной поверхностью плоской стеклянной пластины и поверхностью упругого слоя должна составлять 5,8 Н/мм или более в состоянии, в котором упомянутая одна поверхность плоской стеклянной пластины параллельна осевому направлению вращательного вала и упомянутая одна поверхность плоской стеклянной пластины входит в контакт с упомянутой поверхностью упругого слоя с заданной степенью проникновения, и
при этом средняя шероховатость Rzjis по десяти точкам на упомянутой поверхности упругого слоя больше среднего по объему диаметра частиц проявителя.
[0006] С целью решения вышеуказанной задачи проявочное устройство по настоящему изобретению имеет:
вышеупомянутый переносящий проявитель элемент для подачи проявителя на переносящий изображение элемент для переноса изображения; и
регулирующий элемент для регулирования толщины проявителя, переносимого переносящим проявитель элементом,
причем переносящий проявитель элемент включает в себя:
вращательный вал; и
упругий слой, сформированный на внешней окружной поверхности вращательного вала, причем на поверхности упругого слоя переносится проявитель,
2
при этом упругий слой сконфигурирован так, что нагрузка на единицу площади участка контакта между одной поверхностью плоской стеклянной пластины и поверхностью упругого слоя должна составлять 5,8 Н/мм или более в состоянии, в котором упомянутая одна поверхность плоской стеклянной пластины параллельна осевому направлению вращательного вала и упомянутая одна поверхность плоской стеклянной пластины входит в контакт с упомянутой поверхностью упругого слоя с заданной степенью проникновения, и
при этом средняя шероховатость Rzjis по десяти точкам на упомянутой поверхности упругого слоя больше среднего по объему диаметра частиц проявителя.
[0007] С целью решения вышеуказанной задачи технологический картридж по настоящему изобретению имеет:
вышеупомянутый переносящий проявитель элемент или вышеупомянутое проявочное устройство и
переносящий изображение элемент для переноса изображения;
при этом технологический картридж присоединяется с возможностью отсоединения к основному корпусу устройства формирования изображений.
[0008] С целью решения вышеуказанной задачи устройство формирования изображений по настоящему изобретению имеет:
вышеупомянутый переносящий проявитель элемент или вышеупомянутое проявочное устройство, или вышеупомянутый технологический картридж; и
элемент переноса,
при этом переносящий проявитель элемент выполнен так, чтобы контактировать с переносящим изображение элементом с заданной степенью проникновения.
[0009] Согласно настоящему изобретению, можно подавлять возникновение размытости изображения без снижения удобства пользователя со стабильным получением удовлетворительного качества изображений за счет простой конфигурации.
[0010] Дополнительные признаки настоящего изобретения станут очевидными из нижеприведенного описания примерных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
[0011] Фиг. 1 является принципиальной схемой, иллюстрирующей пример устройства формирования изображений согласно варианту 1 осуществления;
Фиг. 2A и 2B являются схематичным видом в поперечном сечении и укрупненным видом в поперечном сечении проявочного валика согласно варианту 1 осуществления;
Фиг. 3 является видом в поперечном сечении, иллюстрирующим степень проникновения между проявочным валиком и фоточувствительным барабаном;
Фиг. 4A и 4B являются схемами, иллюстрирующими способ измерения на участке контакта между проявочным валиком и плоской стеклянной пластиной;
Фиг. 5A и 5B являются схемами для описания износа проявочного валика;
Фиг. 6 является схемой для описания процесса возникновения белых точек;
Фиг. 7A и 7B являются схемами, иллюстрирующими то, как белые точки подавляются в варианте 3 осуществления;
Фиг. 8A и 8B являются схемами для описания эффектов варианта 4 осуществления;
Фиг. 9 является схемой для описания износа крупных частиц проявочного валика;
Фиг. 10 является укрупненной схемой участка контакта между проявочным валиком и плоской стеклянной пластиной;
Фиг. 11 является схемой для описания способа вычисления числа зачищающих участков на поверхности проявочного валика согласно варианту 6 осуществления;
Фиг. 12A и 12B являются схемами для описания эффекта зачистки поверхности фоточувствительного барабана зачищающим участком на поверхности проявочного валика;
Фиг. 13A и 13B являются принципиальными схемами, иллюстрирующими состояние контакта между проявочным валиком и регулирующим лезвием согласно варианту 7 осуществления;
Фиг. 14 является схемой, иллюстрирующей определение длины RSm элемента профиля поверхности; и
Фиг. 15 является схемой, иллюстрирующей определение разности Sk уровней высоты поверхности для сердцевины.
Описание вариантов осуществления
[0012] Здесь далее со ссылкой на чертежи будет приведено описание вариантов осуществления (примеров) настоящего изобретения. Однако, размеры, материалы, формы, их относительные расположения или подобные для составляющих, описанных в вариантах осуществления, могут надлежащим образом изменяться согласно конфигурациям, различным условиям или подобным для элементов устройства, к которым применяется изобретение. Следовательно, размеры, материалы, формы, их относительные расположения или подобные для составляющих, описанных в вариантах осуществления, не предназначены для ограничения объема изобретения нижеприведенными вариантами осуществления.
Вариант 1 осуществления
[0013]
Обзор устройства формирования изображений
Со ссылкой на фиг. 1 будет описана общая конфигурация и операция формирования изображения электрофотографического устройства формирования изображений (здесь далее устройства формирования изображений) согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения. Фиг. 1 является схематичным видом в поперечном сечении, иллюстрирующим схематичную конфигурацию устройства 100 формирования изображений согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
В настоящем варианте осуществления станции формирования изображений четырех цветов из желтого, пурпурного, голубого и черного размещены в этом порядке слева направо на чертеже. Станции формирования изображений представляют собой электрофотографические механизмы формирования изображений, имеющие аналогичную конфигурацию за исключением того, что отличаются цвета проявителя 90 (здесь далее - тонера), хранимого в соответствующем проявочном устройстве. В нижеприведенном описании, когда конкретное различие не требуется, подстрочные индексы Y (желтый), M (пурпурный), C (голубой) и K (черный), добавляемые к ссылочным позициям для указания цвета соответствующего компонента, будут опускаться, и станции формирования изображений будут описаны совместно.
[0014] Каждая станция формирования изображений включает, в качестве своей основной конфигурации, фоточувствительный барабан 1 в качестве переносящего изображение элемента, зарядный валик 2 в качестве зарядного устройства, экспонирующее устройство 3, проявочное устройство 4 и блок 51 первичного переноса. В настоящем варианте осуществления фоточувствительный барабан 1, зарядный валик 2 и проявочное устройство 4 объединяются в качестве технологического картриджа 8, который присоединяется с возможностью отсоединения к основному корпусу устройства формирования изображений (части устройства 100 формирования изображений за исключением технологического картриджа 8). Однако, в настоящем изобретении технологический картридж может представлять собой картридж, который включает в себя по меньшей мере фоточувствительный барабан 1 и проявочное устройство 4 и который присоединяется с возможностью отсоединения к основному корпусу. Кроме того, только проявочное устройство 4 может присоединяться с возможностью отсоединения к основному корпусу или технологическому картриджу 8. Кроме того, фоточувствительный барабан 1 и проявочное устройство 4 могут присоединяться к основному корпусу устройства формирования изображений таким образом, что замена пользователем не требуется.
[0015] Фоточувствительный барабан 1 представляет собой цилиндрический фоточувствительный элемент и вращается в направлении против часовой стрелки, указанном стрелкой вокруг его вала. В настоящем варианте осуществления внешняя окружная поверхность фоточувствительного барабана 1 вращается со скоростью 100 мм/сек. Поверхность фоточувствительного барабана 1 равномерно заряжается зарядным валиком 2. В настоящем варианте осуществления зарядный валик 2 представляет собой проводящий валик, в котором проводящий резиновый слой сформирован на сердцевине и который размещается параллельно фоточувствительному барабану 1 с заданным контактным давлением с тем, чтобы вращаться, следуя вращению фоточувствительного барабана 1. В настоящем варианте осуществления фоточувствительный барабан 1 заряжается путем приложения напряжения постоянного тока (DC) -1100 В к зарядному валику 2, в результате чего поверхностный потенциал фоточувствительного барабана 1 составляет приблизительно -550 В. На заряженном фоточувствительном барабане 1 с помощью экспонирующего узла 3 формируется скрытое электростатическое изображение, соответствующее сигналу изображения.
[0016] Проявочное устройство 4 подает тонер 90 на скрытое электростатическое изображение на фоточувствительном барабане 1, в результате чего скрытое электростатическое изображение визуализируется в виде тонерного изображения. В настоящем примере проявочное устройство 4 представляет собой обратное проявочное устройство с типом контактной проявки, которое содержит тонер 90 в качестве однокомпонентного проявителя, имеющего отрицательную нормальную полярность заряда (полярность заряда для проявки скрытого электростатического изображения).
Проявочное устройство 4 включает в себя проявочный валик 42 в качестве переносящего проявитель элемента, валик 43 подачи тонера и регулирующее лезвие (ракель) 44 в качестве элемента регулирования проявителя. Валик 43 подачи тонера представляет собой упругий губчатый валик, имеющий слой пены на внешней окружности проводящей сердцевины. Валик 43 подачи тонера выполнен с возможностью вступать в контакт с проявочным валиком 42 с заданной степенью проникновения. Тонер 90, подаваемый валиком 43 подачи тонера и удерживаемый на проявочном валике 42, регулируется регулирующим лезвием 44 с формированием тонкого слоя тонера, который подается для проявки. Здесь регулирующее лезвие 44 имеет функцию регулирования толщины слоя тонера 90 на проявочном валике 42 и функцию в качестве устройства зарядки проявителя, которое прикладывает заданный заряд к тонеру 90 на проявочном валике 42.
Проявочный валик 42 вращается в направлении, показанном стрелкой на фиг. 1, так что направление перемещения его поверхности идентично направлению перемещения фоточувствительного барабана 1. В настоящем примере, чтобы получить соответствующую плотность изображения, проявочный валик 42 вращается таким образом, что скорость перемещения упомянутой поверхности составляет 140% от скорости перемещения поверхности фоточувствительного барабана 1. Проявочное устройство 4 прижимается к фоточувствительному барабану 1 поджимающим элементом (не проиллюстрирован), и в результате проявочный валик 42 прижимается к фоточувствительному барабану 1. Таким образом, поверхность проявочного валика 42 деформируется, формируя проявочную зону контакта (контактный участок), за счет чего стабильная проявка может выполняться в стабильном состоянии контакта.
[0017] Тонерное изображение, сформированное на фоточувствительном барабане 1, электростатическим образом переносится на ремень 53 промежуточного переноса блоком 51 первичного переноса, который представляет собой один из элементов переноса. Тонерные изображения соответствующих цветов последовательно накладываются и переносятся на ремень 53 промежуточного переноса, за счет чего формируется полноцветное тонерное изображение. Полноцветное тонерное изображение переносится на материал для записи блоком 52 вторичного переноса, который представляет собой элемент переноса, отличающийся от блока 51 первичного переноса. После этого тонерное изображение на материале для записи прижимается и нагревается закрепляющим устройством 6 и закрепляется на материале для записи, и материал для записи выпускается в качестве отпечатанного материала.
Кроме того, со стороны ниже по ходу от узла 52 вторичного переноса в направлении перемещения ремня 53 промежуточного переноса располагается устройство 7 для очистки ремня таким образом, что тонер 90, остающийся на ремне 53 промежуточного переноса, удаляется и собирается.
[0018] Настоящий пример использует систему без очистки переносящего изображение элемента, в которой в фоточувствительном барабане 1 не обеспечивается специального устройства для очистки. Никакой элемент не вступает в контакт с поверхностью фоточувствительного барабана 1 до тех пор, пока поверхность фоточувствительного барабана 1, пройдя через противоположную позицию (позицию первичного переноса) блока 51 первичного переноса, не достигнет контактной позиции (позиции зарядки) с зарядным валиком 2. Таким образом, когда проявочный валик 42 проявочного устройства 4 приводится в контакт с фоточувствительным барабаном 1, тонер 90, остающийся на фоточувствительном барабане 1, может собираться в проявочное устройство 4 после выполнения печати. Однако, конфигурация для получения преимуществ настоящего изобретения не ограничена вышеописанной конфигурацией.
Контактная конфигурация между проявочным валиком и фоточувствительным барабаном
[0019]
Далее будут описаны проявочный валик 42 согласно настоящему изобретению и его поверхностный слой 423. Фиг. 2A является схематичным видом в поперечном сечении, иллюстрирующим схематичную конфигурацию проявочного валика 42 согласно настоящему примеру и видом в поперечном сечении, если смотреть в направлении оси вращения проявочного валика 42. Фиг. 2B является схематичным видом в поперечном сечении, иллюстрирующим поверхностный слой 423 проявочного валика 42 согласно настоящему примеру в увеличенном масштабе.
[0020] Как проиллюстрировано на фиг. 2A, проявочный валик 42 представляет собой резиновый валик, в котором имеющий упругость упругий слой, включающий в себя слой 422 основания и поверхностный слой 423, сформирован на внешней окружности сердцевины 421 в виде вала, сформированной с использованием проводящего элемента, такого как металл, и поверхность поверхностного слоя 423 вступает в контакт с фоточувствительным барабаном 1. Как проиллюстрировано на фиг. 2B, поверхностный слой 423 содержит связующую смолу 423a поверхностного слоя и крупные частицы 423b в качестве крупных элементов, распределенных в связующей смоле 423a поверхностного слоя. Таким образом, на поверхности поверхностного слоя 423 сформировано множество выступов. В настоящем изобретении связующая смола 423a поверхностного слоя и крупные частицы 423b выбираются так, чтобы удовлетворять диапазону модуля упругости при сжатии.
Кроме того, длина поверхностного слоя 423 проявочного валика 42 в продольном направлении, параллельном его оси вращения, составляет 235 мм в настоящем варианте осуществления и задается меньше длины в продольном направлении, параллельном оси вращения фоточувствительного барабана 1.
[0021] Проявочный валик 42 поддерживается с возможностью вращения проявочным устройством 4 с помощью части, через которую открыта сердцевина 421 в виде вала. Межвальный регулирующий элемент 45 (не проиллюстрирован) обеспечен на участке обоих концов проявочного валика 42, через который открыта сердцевина 421 в виде вала. Межвальный регулирующий элемент 45 представляет собой элемент, имеющий такую толщину, что расстояние между сердцевиной 421 в виде вала и фоточувствительным барабаном 1 регулируется.
[0022] Здесь со ссылкой на фиг. 3 будет описана степень d проникновения проявочного валика 42 в фоточувствительный барабан 1. Фиг. 3 является схематичным видом в поперечном сечении, иллюстрирующим состояние, в котором фоточувствительный барабан 1 и проявочный валик 42 находятся в контакте между собой в течение периода печати, если смотреть в направлении оси вращения проявочного валика 42. Внешняя окружная форма фоточувствительного барабана 1 представляет собой окружность, имеющую радиус r1, и внешняя окружная форма проявочного валика 42 представляет собой окружность, имеющую радиус r2. Межвальное расстояние d0 представляет собой расстояние между центром 10 вращения фоточувствительного барабана 1 и центром 420 вращения проявочного валика 42 в состоянии, в котором проявочный валик 42 и фоточувствительный барабан 1 находятся в контакте между собой для печати. Кроме того, контакты D1 и D2 представляют собой контакты между окружностями, имеющими радиусы r1 и r2, соответственно, которые представляют собой внешние окружные поверхности на линии, соединяющей центры 10 и 420 вращения, когда предполагается, что фоточувствительный барабан 1 и проявочный валик 42 не деформируются при вхождении в контакт. Расстояние между контактами D1 и D2 задается как степень d проникновения. В этом случае степень d проникновения может быть представлена нижеприведенным уравнением 1 с использованием радиуса r1 фоточувствительного барабана 1, радиуса r2 проявочного валика 42 и межвального расстояния d0 и может быть вычислена.
d=r1+r2-d0 (уравнение 1)
Радиусы r1 и r2 измеряются с использованием полностью автоматической валиковой измерительной системы RVS-860-3C/S4 (продукт компании Tokyo Opto-Electronics Co., Ltd.). В настоящем варианте осуществления r1 составляет 10,00 мм, а r2 составляет 5,00 мм.
Степень d проникновения может регулироваться путем регулирования толщины межвального регулирующего элемента 45 со стороны сердцевины 421 в виде вала к стороне фоточувствительного барабана 1. Например, когда степень d проникновения задается на 0,04 мм, с учетом того, что расстояние между центром вращения 420 и контактом D1, которое является результатом вычитания радиуса r1 из межвального расстояния d0, может составлять 4,96 мм, исходя из уравнения 1, толщина межвального регулирующего элемента 45 задается на значение, полученное путем вычитания радиуса сердцевины 421 в виде вала из 4,96 мм.
[0023] Здесь, поскольку проявочный валик 42 деформируется в процессе вступления в контакт с фоточувствительным барабаном 1, прижимающая сила формируется вследствие силы отталкивания. В нижеприведенном описании нагрузка на единицу длины в продольном направлении, действующая между проявочным валиком 42 и фоточувствительным барабаном 1, будет называться "контактным давлением P барабана". Контактное давление P барабана является значением, определяемым компонентами и уровнем d проникновения, в том числе модулем упругости при сжатии компонентов проявочного валика 42. Если проявочные валики 42 имеют идентичную конфигурацию, чем больше степень d проникновения, тем больше сила отталкивания и тем больше контактное давление P барабана. Следовательно, чтобы регулировать контактное давление P барабана проявочного валика 42 до заданного значения, степень d проникновения регулируется вышеописанным способом.
В настоящем примере, поскольку степень d проникновения регулируется межвальным регулирующим элементом 45, контактное давление P барабана не увеличивается больше требуемого.
[0024] В настоящем примере степень d проникновения задается так, чтобы контактное давление P барабана составляло 7,7 Н/м или более. Таким образом формируется проявочная зона контакта, имеющая соответствующую ширину, и выполняется стабильная печать. Кроме того, формируется контактное давление U, которое представляет собой усилие для зачистки продуктов разряда на фоточувствительном барабане 1 с помощью поверхности проявочного валика 42, и получается эффект подавления размытости изображения.
Форма поверхности проявочного валика
[0025]
Хотя на поверхности проявочного валика 42 сформирован слой тонера 90, тонер на участке поверхности с большей толщиной (участке, выступающем к фоточувствительному барабану 1) с большой вероятностью должен зачищаться и падать при прохождении через контактную область, контактирующую с регулирующим лезвием 44 или фоточувствительным барабаном 1. Поскольку такой выступ превышает высоту тонера 90, выступ может вступать в контакт с фоточувствительным барабаном 1 без тонера 90, расположенного между ними. В результате продукты разряда на фоточувствительном барабане 1 с большой вероятностью должны зачищаться проявочным валиком 42.
Следовательно, в настоящем изобретении, средняя шероховатость Rzjis по десяти точкам на поверхности проявочного валика 42 больше среднего по объему диаметра частиц тонера 90, в результате чего продукты разряда легко зачищаются, и может подавляться размытость изображения.
[0026] В настоящем изобретении средняя шероховатость Rzjis по десяти точкам проявочного валика 42 может измеряться, например, с использованием прибора для измерения шероховатости контактной поверхности Surfcorder SE3500 (продукт компании Kosaka Laboratory Ltd.). В качестве условий измерения значение отсечки составляло 0,8 мм, длина измерения составляла 2,5 мм, и скорость подачи составляла 0,1 мм/сек. Три произвольные позиции, отличающиеся в продольном направлении, измеряли для одного проявочного валика, и среднее значение полученных значений измерения использовали в качестве Rzjis проявочного валика 42.
Средний по объему диаметр частиц тонера 90 может вычисляться с использованием значений измерения, измеренных следующим способом измерения. Счетчик Культера Multisizer IV (продукт компании Beckman Coulter, Inc.) использовали в качестве измерительного устройства. В качестве электролитического раствора может использоваться раствор (например, ISOTON II (продукт компании Beckman Coulter, Inc.)), в котором хлорид натрия специальной марки растворяется в ионообменной воде до концентрации приблизительно 1% по массе. В качестве способа измерения 0,5 мл алкилбензолсульфоната добавляют в качестве диспергирующего агента к 100 мл водного электролитического раствора, и дополнительно добавляют 10 мг образца для измерения. Электролитический раствор, в котором суспендирован образец для измерения, подвергают дисперсной обработке в течение 1 минуты ультразвуковым диспергатором, и объемное распределение частиц по размерам измеряют измерительным устройством с использованием 30-микрометровой апертуры, и измеренный медианный диаметр (D50) используют в качестве среднего по объему диаметра частиц. В настоящем примере средний по объему диаметр частиц тонера 90 составляет 7 мкм, тогда как средняя шероховатость Rzjis по десяти точкам на поверхности проявочного валика 42 составляет 10 мкм.
[0027] В настоящем примере средний по объему диаметр частиц для крупных частиц 423b больше среднего по объему диаметра частиц тонера 90. Например, средний по объему диаметр частиц тонера 90 составляет 7 мкм, тогда как средняя шероховатость Rzjis по десяти точкам на поверхности проявочного валика 42 составляет 10 мкм. За счет этого Rzjis поверхности поверхностного слоя 423 может легко быть выполнено больше, чем Rzjis тонера 90. Однако, чтобы получать эффекты настоящего изобретения, средняя шероховатость Rzjis по десяти точкам на поверхности проявочного валика 42 может быть больше среднего по объему диаметра частиц тонера 90, и средний по объему диаметр частиц для крупных частиц 423b может быть меньше среднего по объему диаметра частиц тонера 90. Например, Rzjis поверхности поверхностного слоя 423 может быть больше Rzjis тонера 90 за счет увеличения вставляемого количества крупных частиц 423b относительно связующей смолы 423a поверхностного слоя независимо от размера частиц для крупной частицы 423b.
Площадь S контакта и контактное давление U
[0028]
2
2
Далее со ссылкой на фиг. 4A и 4B будет описан способ измерения площади S контакта и контактного давления U между проявочным валиком 42 и плоской стеклянной пластиной I, который представляет собой особенность настоящего изобретения. Здесь площадь S контакта и контактное давление U представляют собой площадь и давление очень небольшой части проявочного валика 42, вступающей в контакт с фоточувствительным барабаном 1, измеренные с использованием плоской стеклянной пластины I, которая представляет собой прозрачную жесткую плоскую пластину, вместо фоточувствительного барабана 1. Поскольку значение площади S контакта (мм) представляет собой площадь очень небольшой части, контактирующей с областью проявочной зоны контакта, имеющей единицу площади 1 мм, площадь S контакта имеет смысловое значение относительной площади контактирующей очень небольшой части.
[0029] Фиг. 4A является схемой, иллюстрирующей конфигурацию для измерения площади S контакта и контактного давления U.
Сначала будет описан способ измерения площади S контакта. Сердцевина 421 в виде вала проявочного валика 42 размещается на закрепленной части J, в которой высоты на столике микроскопа E равны, так что проявочный валик 42 поддерживается в состоянии, в котором нижняя поверхность поверхностного слоя 423 не находится в контакте со столиком микроскопа E. Кроме того, проявочный валик 42 поддерживается таким образом, что ось вращения проявочного валика 42 является вертикальной к направлению силы тяжести. Прозрачная жесткая плоская стеклянная пластина I, параллельная оси вращения проявочного валика 42, прижимается к поверхностному слою 423 проявочного валика 42. Толщина плоской стеклянной пластины I может задаваться на 1 мм - 5 мм, например, в пределах диапазона, в котором трещины или т.п. не возникают во время прижатия, и плоская стеклянная пластина I не создает помехи линзе микроскопа E. В настоящем примере плоская стеклянная пластина I имеет толщину 1 мм. Кроме того, плоская стеклянная пластина I имеет гладкую поверхность и достаточно очищена, так что надлежащим образом получают наблюдаемое изображение, описываемое ниже.
В настоящем примере измерение выполняли, ограничивая область проявочного валика 42, вступающего в контакт с плоской стеклянной пластиной I, частью в его продольном направлении. Более конкретно, слой 422 основания и поверхностный слой 423 проявочного валика 42 извлекаются из сердцевины 421 в виде вала при оставлении части в продольном направлении, которая вступает в контакт с плоской стеклянной пластиной I и в которой измеряется площадь S контакта. Измерение может выполняться путем приведения плоской стеклянной пластины I в контакт со всей областью проявочного валика 42 без извлечения слоя 422 основания и поверхностного слоя 423. Здесь длина в продольном направлении части, в которой присутствуют слой 422 основания и поверхностный слой 423 проявочного валика 42, с которым приводится в контакт плоская стеклянная пластина I, представляет собой длину l. В настоящем примере площадь S контакта, контактное давление P барабана, описываемое ниже, и контактное давление U измеряли путем задания длины l на 50 мм.
В этом случае межвальный регулирующий элемент 45 обеспечен на обеих концах сердцевины 421 в виде вала, открытой с обоих концов части, в которой присутствуют слой 422 основания и поверхностный слой 423 проявочного валика 42. Плоская стеклянная пластина I имеет такой размер, что она может вступать в контакт с участком, имеющим длину l в продольном направлении проявочного валика 42, в котором присутствуют слой 422 основания и поверхностный слой 423, и с межвальным регулирующим элементом 45 на обоих концах. При этой конфигурации проявочный валик 42 может вступать в контакт с плоской стеклянной пластиной I со степенью d проникновения, идентичной степени d проникновения относительно фоточувствительного барабана 1. Кроме того, идентичная нагрузка F прикладывается к участкам около межвальных регулирующих элементов 45 на обоих концах в вертикальном направлении к оси вращения проявочного валика 42, так что плоская стеклянная пластина I равномерно прижимается к проявочному валику 42. В этом случае ко всему проявочному валику 42 и всем межвальным регулирующим элементам 45 на обоих концах также прикладываются нагрузка F0, соответствующая весу плоской стеклянной пластины I, а также нагрузка 2F, прижимаемая сверху плоской стеклянной пластины I.
[0030] Нагрузка F при измерении площади S контакта должна иметь некоторую величину для вступления в контакт со степенью d проникновения. В настоящем примере, когда измеряется площадь S контакта, нагрузка F задавалась в 5N раз большей минимальной нагрузки F1, описываемой ниже, с обеих сторон, так что межвальный регулирующий элемент 45 вступает в контакт с плоской стеклянной пластиной I со степенью d проникновения. Когда измеряется площадь S контакта, степень проникновения между проявочным валиком 42 и плоской стеклянной пластиной I может быть идентичной степени d проникновения, когда проявочный валик 42 вступает в контакт с фоточувствительным барабаном 1. Следовательно, нагрузка F, упомянутая здесь, не обязательно является идентичной нагрузке прижимающего усилия, действующего между проявочным валиком 42, межвальным регулирующим элементом 45 и фоточувствительным барабаном 1.
Состояние контакта между проявочным валиком 42 и плоской стеклянной пластиной I наблюдается с использованием микроскопа E, способного наблюдать состояние в направлении, вертикальном к плоской стеклянной пластине I. В качестве микроскопа E может использоваться лазерный микроскоп VK-X200 (продукт компании Keyence Corporation) или подобный. Во время наблюдения фокусируются на поверхности плоской стеклянной пластины I, находящейся в контакте с проявочным валиком 42. В настоящем примере наблюдение выполняли в условиях увеличения в 200 раз. Кроме того, условие яркости во время наблюдения задавали на 128, что составляет медианное значение между 0, соответствующим полностью черному изображению, и 255, соответствующим полностью белому изображению.
[0031] Фиг. 4B является схемой, иллюстрирующей состояние частичного контакта, когда участок контакта наблюдали вышеописанным способом. Направление по оси Х на чертеже представляет собой направление, параллельное оси вращения проявочного валика 42, а направление по оси Y представляет собой направление, вертикальное к направлению по оси Х. В области L1 наблюдения, наблюдаемой с помощью микроскопа E, видимым является участок контакта Q, который находится в частичном контакте. Участки, отличные от участка контакта Q в области L1 наблюдения, представляют собой участки, в которых проявочный валик 42 не находится в контакте с плоской стеклянной пластиной I. Участок контакта Q включает в себя множество изолированных отдельных областей в области L1 наблюдения, коэффициент отражения света снижается на участке контакта Q, при этом участок контакта Q выглядит темным на наблюдаемом изображении. Область L1 наблюдения наблюдается таким образом, что все участки контакта Q, в которых плоская стеклянная пластина I и проявочный валик 42 находятся в контакте между собой, включаются в направлении по оси Y. Однако, необязательно включать все участки контакта Q в направление по оси Х. Здесь область L1 наблюдения может наблюдаться путем комбинирования множества наблюдаемых изображений и перемещения взаимного расположения между проявочным валиком 42 и линзой микроскопа E.
2
Чтобы определить область, в которой измеряется площадь S контакта, контактная область L2 в качестве области, в которой формируется проявочная зона контакта, ограничивается следующим образом. Контактная область L2 представляет собой прямоугольную область, имеющую площадь 1 мм или более, в которой участок контакта Q включен в ее четыре стороны, и определяется таким образом, что ширина в направлении по оси Y области L2 контакта максимизируется. Таким образом, контактная область L2 ограничивается в виде прямоугольной области, имеющей верхнюю сторону, в которую включей самый верхний конец в направлении по оси Y из всех участков контакта Q в области L1 наблюдения, и нижнюю сторону, в которую включен самый нижний конец в направлении по оси Y. Ширина в направлении по оси Y области L2 контакта представляет собой ширину n зоны контакта.
2
2
[0032] Измеряется площадь S контакта, которая представляет собой сумму площадей всех участков контакта Q в области L3 измерения, имеющей площадь 1 мм, выбранной из области L2 контакта. Здесь область L3 измерения представляет собой область, имеющую форму, симметричную в направлении по оси Y относительно центральной позиции в направлении по оси Y, расположенную в позиции, обращенной к оси вращения проявочного валика 42. В качестве области L3 измерений предпочтительно выбирается область, расположенная максимально близко к центру наблюдаемого изображения, в котором может стабильно детектироваться сила света. Область L3 измерения представляет собой, например, прямоугольную область, имеющую ширину в направлении по оси Y 0,5 мм и ширину в направлении по оси Х 2,0 мм относительно центральной позиции в направлении по оси Y, расположенную в центральной позиции в направлении по оси Y области L2 контакта, которая может считаться эквивалентной позиции, обращенной к оси вращения проявочного валика 42, так что область L3 измерений включается в область L2 контакта. Форма области L3 измерений может представлять собой область, имеющую площадь 1 мм, и ограничения на такой способ выбора отсутствуют. В качестве примера способа вычисления площади S контакта из наблюдаемого изображения, может использоваться анализ преобразования в двоичную форму.
2
В анализе преобразования в двоичную форму обработка (преобразование в двоичную форму) изображений выполняется таким образом, что участок контакта Q соответствует черной части, а бесконтактный участок, отличный от участка контакта Q, соответствует белой части. Здесь далее будет описан способ анализа преобразования в двоичную форму с использованием программного обеспечения для обработки изображений ImageJ (разработано компанией Wayne Rasband (NIH), версия 1.52d), которое используется в настоящем примере. Площадь S контакта также может вычисляться с использованием другого программного обеспечения для анализа изображений, с помощью которого может выполняться анализ преобразования в двоичную форму. Сначала наблюдаемое изображение вырезается таким образом, что область L3 измерения включается в изображение, а области, отличные от области L2 контакта, не включаются, и вырезанное изображение преобразуется в 32-битовое полутоновое изображение. Алгоритм Йена выбирается в качестве метода автоматического задания пороговых значений, и пороговый уровень преобразования в двоичную форму задается автоматически таким образом, что участок контакта Q совпадает с диапазоном черной части после преобразования в двоичную форму. Площадь всех участков контакта Q в области L3 измерений, преобразованной в черные части, вычисляется в числе пикселей, а значение, полученное путем деления вычисленной площади (числа пикселей) на общее число пикселей области L3 измерений, вычисляется как площадь S контакта (мм) на единицу площади.
[0033] Далее будет описан способ измерения контактного давления P барабана, необходимого для вычисления контактного давления U. Контактное давление P барабана представляет собой нагрузку на единицу длины в продольном направлении, когда проявочный валик 42 вступает в контакт с фоточувствительным барабаном 1, и контактное давление P барабана может измеряться с использованием плоской стеклянной пластины I вместо фоточувствительного барабана 1. Контактное давление P барабана может измеряться следующим образом с использованием конфигурации измерения по фиг. 4A, идентичной конфигурации измерения, используемой для измерения площади S контакта. Сначала нагрузка F постепенно увеличивается в состоянии нулевой нагрузки F из состояния, в котором плоская стеклянная пластина I не находится в контакте с межвальным регулирующим элементом 45. Нагрузка, когда плоская стеклянная пластина I вступает в контакт с обоими межвальными регулирующими элементами 45 с обеих сторон, измеряется в качестве F1. Таким образом, минимальная нагрузка F1 для вступления в контакт со степенью d проникновения может быть известна. Здесь полная нагрузка (2F1+F0), полученная путем суммирования нагрузки 2F1, прикладываемой к обоим концам, и собственного веса F0 плоской стеклянной пластины I, равна нагрузке, прикладываемой к проявочному валику 42 только тогда, когда плоская стеклянная пластина I находится в контакте с межвальными регулирующими элементами 45 на обоих концах. Следовательно, контактное давление P барабана (Н/м) представлено нижеприведенным уравнением 2 с использованием минимальной нагрузки F1 (Н), собственного веса F0 (Н) плоской стеклянной пластины I и длины l (мм) в продольном направлении и может измеряться.
-3
P=(2F1+F0)/(l × 10) (уравнение 2)
Корреляция между контактным давлением P барабана и степенью d проникновения определяется с помощью конфигурации, такой как твердость или форма проявочного валика 42, и корреляция является такой, что, чем больше степень d проникновения, тем большим становится контактное давление P барабана. Кроме того, когда нагрузка F, равная или большая минимальной нагрузки F1, прикладывается аналогично измерению площади S контакта, степень d проникновения определяется межвальным регулирующим элементом 45, и плоская стеклянная пластина I находится в контакте с проявочным валиком 42 с контактным давлением P барабана, соответствующим степени d проникновения.
2
2
[0034] Контактное давление U (Н/мм) представляет собой нагрузку (давление) на единицу площади, прикладываемую только к участку контакта Q, и представлено в виде нижеприведенного уравнения 3 с использованием контактного давления P барабана (Н/м), площади S контакта (мм) и ширины n зона контакта (мм).
3
U=P/(10 × S × n) (уравнение 3)
2
Исходя из уравнения 3, контактное давление U может вычисляться из значений измерения площади S контакта, ширины n зона контакта и контактного давления P барабана. В настоящем примере контактное давление U задается на 5,8 Н/мм или более, так что может подавляться возникновение размытости изображения.
[0035] Здесь будет описана причина, по которой размытость изображения может подавляться путем увеличения контактного давления U. Размытость изображения возникает, поскольку продукты разряда, прилипающие к и накапливающиеся на фоточувствительном барабане 1 вследствие разряда или подобного из зарядного валика 2, не удаляются надлежащим образом. Следовательно, за счет снижения площади S контакта, которая представляет собой площадь участка проявочного валика 42, выступающего далее тонера 90, который вступает в контакт с фоточувствительным барабаном 1, контактное давление U, которое представляет собой давление контактного участка, дополнительно увеличивается (т.е. проявочный валик 42 вступает в контакт с фоточувствительным барабаном 1 частично более сильно). Таким образом, поскольку продукты разряда на фоточувствительном барабане 1 зачищаются и сокращаются, можно подавлять размытость изображения.
Модуль R упругости при сжатии поверхностного слоя проявочного валика
[0036]
Далее будет описан модуль R упругости при сжатии поверхностного слоя 423 проявочного валика 42 для получения контактного давления U по настоящему изобретению. Модуль упругости при сжатии характеризуется путем деления давления, приложенного во время вдавливания, на коэффициент сжатия сжимаемой во время вдавливания высоты. В нижеприведенном описании модуль упругости относится к модулю упругости в таком направлении сжатия.
[0037] Модуль R упругости (здесь далее называемый просто "модулем R упругости поверхностного слоя 423") на участке контакта Q, который представляет собой очень небольшой участок поверхностного слоя 423, вступающего в контакт с фоточувствительным барабаном 1, может измеряться следующим образом. Сначала будет описан способ измерения модуля A упругости при сжатии связующей смолы 423a поверхностного слоя для поверхностного слоя 423 и модуля B упругости при сжатии крупной частицы 423b поверхностного слоя 423 для вычисления модуля R упругости поверхностного слоя 423. В качестве показателей, используемых в описании настоящего примера, вырезали кусок резины проявочного валика 42, и модули упругости крупной частицы 423b и связующей смолы 423a поверхностного слоя измеряли с использованием SPM (название продукта: MFP-3D-Origin, продукт компании Oxford Instruments Corporation). Далее будут описаны подробности способа измерения.
Сначала при температуре 150°C с использованием Cryomicrotome (UC-6 (название продукта), продукт компании Leica Microsystems Corporation) вырезали тонкий кусок резины, имеющий толщину 200 нм и размер 100 мкм × 100 мкм, включающий поперечное сечение поверхностного слоя 423 проявочного валика 42. Тонкий кусок резины загружали на гладкую кремниевую полупроводниковую пластину и оставляли на 24 часа в окружении с комнатной температурой 25°C и влажностью 50%. Затем кремниевую полупроводниковую пластину с загруженным на неё тонким куском резины устанавливали на SPM-столик, и поперечное сечение поверхностного слоя 423 наблюдали с использованием SPM. Кроме того, жесткость пружины и импульсная константа зонда (название продукта: AC160, продукт компании Olympus Corporation) были равны или меньше заданных констант в методе тепловых шумов с использованием SPM-устройства (жесткость пружины: 28,23 Н/нм, и импульсная константа: 82,59 нм/В). Кроме того, зонд настраивали заранее, и получали резонансную частоту зонда (282 кГц (первого порядка) и 1,59 МГц (высшего порядка)). Режим SPM-измерений представлял собой AM-FM-режим, свободная амплитуда зонда составляла 3 В, и заданная точечная амплитуда составляла 2 В (первого порядка) и 25 мВ (высшего порядка). Сканирование выполняли при размере поля обзора 5 мкм × 5 мкм в условиях, в которых скорость сканирования составляла 1 Гц (скорость возвратно-поступательного перемещения зонда), и число точек сканирования составляло 256 (по вертикали) на 256 (по горизонтали) точек, и изображение высоты и изображение фазы получали одновременно.
[0038] Затем обозначали участки полученного изображения, в которых модуль упругости должен измеряться путем измерения на основе графиков усилий. Таким образом, обозначали 20 точек участка связующей смолы 423a поверхностного слоя и 20 точек участка с крупными частицами 423b. После этого измерение графиков усилий выполняли в контактном режиме однократно для всех точек. График усилий получали при следующих условиях. При измерении графиков усилий измерение выполняется путем выполнения управления таким образом, что Z-пьезопозиция приближается к поверхности образца и зонд загибается, когда отклонение зонда достигает заданного значения. В этом случае точка загибания называется "значением срабатывания" и указывает, когда зонд загибается, то, насколько увеличивалось напряжение V относительно отклоняющего напряжения в начале графика усилия. При этом измерении измерение выполняли в диапазоне значений срабатывания 0,2-0,5 В. Значение срабатывания 0,2 В используется для образцов с низкой твердостью, поскольку достаточная глубина проталкивания обеспечивается за счет совсем незначительного отклонения пружины. Значение срабатывания 0,5 В используется для образцов с высокой твердостью, поскольку необходимо значительно отклонять пружину для того, чтобы обеспечивать глубину проталкивания. В качестве других условий измерений графиков усилий, расстояние для измерения после загибания при значении срабатывания составляло 500 нм, а скорость сканирования составляла 1 Гц (скорость возвратно-поступательного перемещения зонда).
Затем для каждого из полученных графиков усилий выполняли подгонку на основе теории Герца и вычисляли модули упругости. Здесь среднее значение модулей упругости, вычисленное из двадцати графиков усилий, измеренных на участке связующей смолы 423a поверхностного слоя, использовали в качестве модуля A упругости при сжатии связующей смолы 423a поверхностного слоя. Кроме того, среднее значение модулей упругости, вычисленное из двадцати графиков усилий, измеренных на участке крупных частиц 423b, используется в качестве модуля B упругости при сжатии крупных частиц 423b.
[0039] Здесь, в настоящем изобретении, относительная толщина e для вычисления модуля R упругости поверхностного слоя 423 задается, как указано ниже. На участке контакта Q, который представляет собой очень небольшой участок, в котором проявочный валик 42 вступает в контакт с фоточувствительным барабаном 1, отношение толщины h слоя (мкм) крупных частиц 423b к толщине g слоя (мкм) связующей смолы 423a поверхностного слоя в направлении, ортогональном осевому направлению проявочного валика 42, представляет собой относительную толщину e. Относительная толщина e представлена нижеприведенным уравнением 4.
e=h/g (уравнение 4)
Относительная толщина e может вычисляться путем вырезания поверхностного слоя 423 и наблюдения его поперечного сечения. Например, будет описан случай, в котором результат наблюдения имеет такую форму поперечного сечения, как показано на фиг. 2B. Поскольку средний по объему диаметр частиц проявочного валика 42, вступающего в контакт с фоточувствительным барабаном 1, представляет собой участок вершины высоты профиля поверхности, толщины g1, g2 и h1 участка вершины измеряются. Толщина g слоя связующей смолы 423a поверхностного слоя представляет собой сумму толщины g1 верхней части крупной частицы и толщины g2 нижней части крупной частицы, и толщина h слоя крупной частицы 423b представляет собой только толщину h1 (диаметр частицы) для крупной частицы. Когда множество крупных частиц 423b присутствует на участке вершины, толщина h слоя представляет собой сумму толщин (диаметра частицы) для соответствующих крупных частиц 423b. В настоящем примере относительная толщина e составляла приблизительно 7. Хотя эффекты настоящего изобретения получают путем регулирования значения модуля R упругости поверхностного слоя 423, описываемого ниже, отсутствуют ограничения на относительную толщину e.
[0040] Ниже будет описано то, как выводится уравнение для вычисления модуля R упругости поверхностного слоя 423. В этом примере будет рассмотрена величина очень небольшой части поверхностного слоя 423, вступающего в контакт с фоточувствительным барабаном 1, причем эта очень небольшая часть вдавливается за счет контакта.
Поскольку очень небольшая часть поверхностного слоя 423, вступающего в контакт с фоточувствительным барабаном 1, представляет собой выступ, включающий в себя крупную частицу 423b, очень небольшая часть рассматривается в качестве слоистой структуры, в которой участок связующей смолы 423a поверхностного слоя и участок крупной частицы 423b перекрывают друг друга. Контактное давление U прикладывается к очень небольшой части. Когда давление прикладывается ко множеству перекрывающихся слоев, равное давление прикладывается ко всем слоям. Таким образом, контактное давление U прикладывается к каждому из перекрывающегося участка связующей смолы 423a поверхностного слоя и перекрывающегося участка крупной частицы 423b. Следовательно, по определению модуля упругости, когда коэффициенты сжатия связующей смолы 423a поверхностного слоя и крупной частицы 423b составляют Δg и Δh, коэффициенты сжатия представлены нижеприведенными уравнениями 5 и 6, соответственно.
Δg=U/A (уравнение 5)
Δh=U/B (уравнение 6)
[0041] С использованием коэффициентов Δh и Δg сжатия, высота сжатия связующей смолы 423a поверхностного слоя составляет g × Δg, и высота сжатия крупной частицы 423b составляет h × Δh. Когда коэффициент сжатия поверхностного слоя 423 составляет Δk, коэффициент Δk сжатия представлен нижеприведенным уравнением 7 путем оценки того, что поверхностный слой 423 представляет собой слоистую структуру из связующей смолы 423a поверхностного слоя и крупной частицы 423b.
Δk=(g × Δg+h × Δh)/(g+h) (уравнение 7)
Кроме того, модуль R упругости поверхностного слоя 423 представлен нижеприведенным уравнением 8 из определения модуля упругости.
R=U/Δk (уравнение 8)
[0042] Когда уравнения 4-7 применяются к уравнению 8, модуль R упругости поверхностного слоя 423 представляется нижеприведенным уравнением 9 с использованием модуля A упругости связующей смолы 423a поверхностного слоя, модуля B упругости крупной частицы 423b и относительной толщины e.
R=(1+e)/(1/А+e/B) (уравнение 9)
Модуль R упругости поверхностного слоя 423 может вычисляться путем подстановки в уравнение 9 значений измерения модуля A упругости связующей смолы 423a поверхностного слоя, модуля B упругости крупной частицы 423b и относительной толщины e, полученных вышеописанным методом измерения.
Из уравнения 9 направление, в котором модуль A упругости связующей смолы 423a поверхностного слоя и модуль B упругости крупной частицы 423b увеличиваются, представляет собой направление, в котором модуль R упругости поверхностного слоя 423 увеличивается. Кроме того, модуль R упругости поверхностного слоя 423 превышает меньший из модуля A упругости связующей смолы 423a поверхностного слоя и модуля B упругости крупной частицы 423b. Кроме того, модуль R упругости поверхностного слоя 423 меньше большего из модуля A упругости связующей смолы 423a поверхностного слоя и модуля B упругости крупной частицы 423b.
[0043] Здесь большой модуль R упругости поверхностного слоя 423 указывает на то, что он легко не вдавливается, когда заданное давление прикладывается к поверхностному слою 423. Когда модуль R упругости поверхностного слоя 423 является большим, поскольку участок 423e частицы, который представляет собой выступ вследствие крупной частицы 423b, не продавливается или деформируется легко в плоскую форму, площадь S контакта с большой вероятностью должна снижаться. Вследствие этого, когда модуль R упругости поверхностного слоя 423 является большим, контактное давление U с большой вероятностью увеличивается из взаимосвязи уравнения 3.
2
2
В настоящем примере, чтобы подавлять возникновение размытости изображения, модуль R упругости поверхностного слоя 423 задается на 50 МПа или более, так что контактное давление U составляет 5,8 Н/мм или более. Кроме того, если модуль R упругости поверхностного слоя 423 является большим, и контактное давление U является слишком большим, поскольку поверхность фоточувствительного барабана 1 локально глубоко зачищается, формируя вертикальные полосы, и фоточувствительный барабан 1 с большой вероятностью должен зачищаться, при этом толщина не может поддерживаться надлежащим образом, и затруднительно продлевать срок службы фоточувствительного барабана. Следовательно, предпочтительно задавать контактное давление U на 873 Н/мм или менее. Кроме того, модуль R упругости поверхностного слоя 423 предпочтительно составляет 6000 МПа или менее.
Подробности примера 1 и сравнительного примера 1
[0044]
Значения контактного давления P барабана, площади S контакта, давления U контактного участка, модуля A упругости связующей смолы 423a поверхностного слоя, модуля B упругости крупной частицы 423b и модуля R упругости поверхностного слоя 423 в примере 1 (в примерах 1-1 - 1-5), который представляет собой настоящий пример, и в сравнительном примере 1 (в сравнительных примерах 1-1 - 1-4) показаны в таблице 1. Таблица 1 также показывает результаты оценки, полученные при фактическом формировании изображений с использованием технологических картриджей 8 по примерам 1 и сравнительным примерам 1.
Таблица 1
Конфигурация
Вариант 1-1 осуществления
Вариант 1-2 осуществления
Вариант 1-3 осуществления
Вариант 1-4 осуществления
Вариант 1-5 осуществления
Сравнительный пример 1-1
Сравнительный пример 1-2
Сравнительный пример 1-3
Сравнительный пример 1-4
Контактное давление P барабана (Н/м)
7,7
7,7
7,7
7,7
7,7
7,7
7,7
7,7
7,7
Площадь S контакта (10<sup>-3</sup> мм<sup>2</sup>)
1,0
1,2
1,7
2,5
2,6
2,9
4,9
4,9
5,0
Давление U участка контакта (Н/мм<sup>2</sup>)
14,8
12,5
8,9
6,0
5,8
5,2
3,1
3,1
3,0
Модуль A упругости связующей смолы поверхностного слоя (МПа)
100
50
20
100
50
20
100
50
20
Модуль B упругости крупной частицы (МПа)
200
200
200
50
50
50
10
10
10
Модуль R упругости поверхностного слоя (МПа)
178
145
94
53
50
42
11
11
11
Результат оценки размытости изображения
○
○
○
Δ
Δ
×
×
×
×
Результат оценки плотности изображения
○
○
○
○
○
○
○
○
○
Примеры 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 и 1-5
[0045]
Во всех примерах 1-1 - 1-5 средняя шероховатость Rzjis по десяти точкам на поверхности проявочного валика 42 выполнена больше среднего по объему диаметра частиц тонера 90. Это помогает выступам на поверхности проявочного валика 42 счищать продукты разряда на фоточувствительном барабане 1 без прохождения через слой тонера. Дополнительно, в каждом из примеров 1-1 - 1-5 предварительно заданная степень d проникновения регулируется в соответствии с проявочным валиком 42 по каждому примеру таким образом, что контактное давление P барабана становится 7,7 Н/м. Более конкретно, контактное давление P барабана для каждой степени d проникновения измеряется путем использования множества межвальных регулирующих элементов 45, обеспечивающих множество различных степеней d проникновения с помощью вышеописанного способа измерения контактного давления P барабана. Степень d проникновения, когда контактное давление P барабана достигает целевого значения, в силу этого получается из корреляции между контактным давлением P барабана и степенью d проникновения. Например, в примере 1-3, предварительно задаваемую степень d проникновения задавали на 0,03 мм в качестве степени d проникновения, при которой контактное давление P барабана составляло 7,7 Н/м. В примере 1-5 значение ширины n зоны контакта составляло 0,51 мм.
Кроме того, как показано в таблице 1, в конфигурации по настоящему варианту осуществления площадь S контакта уменьшается, и давление U участка контакта увеличивается при увеличении модуля R упругости поверхностного слоя 423. В вариантах 1-1 - 1-5 осуществления модуль R упругости поверхностного слоя 423 задавали больше 50 МПа. Кроме того, в вариантах 1-1 - 1-3 осуществления модуль R упругости поверхностного слоя 423 задавали больше 94 МПа. Чтобы получить такой модуль R упругости поверхностного слоя 423, как показано в таблице 1, материалы и т.д. связующей смолы 423a поверхностного слоя и крупной частицы 423b регулируются таким образом, чтобы увеличить модуль A упругости первой или увеличить модуль B упругости второй.
Сравнительные примеры 1-1, 1-2, 1-3 и 1-4
[0046]
Ниже здесь будет описан поверхностный слой 423 проявочного валика 42 по сравнительным примерам 1-1 - 1-4. Поскольку конфигурация, отличная от поверхностного слоя 423 проявочного валика 42, является практически идентичной конфигурации по варианту 1 осуществления, ее описание здесь пропускается.
2
Как показано в таблице 1, в сравнительных примерах 1-1 - 1-4 использовали связующую смолу 423a поверхностного слоя, имеющую меньший модуль упругости, или крупную частицу 423b, имеющую меньший модуль упругости, чем в вариантах 1-1 - 1-5 осуществления. Следовательно, модуль R упругости поверхностного слоя 423 меньше 50 МПа. В результате давление U участка контакта меньше 5,8 Н/мм.
Метод оценки
[0047]
Здесь описан метод оценки размытости изображения, осуществляемый для подтверждения эффектов настоящего варианта осуществления. Относительно размытости изображения, смазывание символов в выходном изображении во время печати изображения с символами визуально определяли и оценивали на основе следующих критериев. Таким образом, символ × соответствует случаю, в котором смазывание символов было значительным и возникала проблема при фактическом использовании, символ Δ соответствует случаю, в котором возникало небольшое смазывание символов, но отсутствовала проблема при фактическом использовании, и символ ○ соответствует случаю, в котором не возникло смазывания символов.
При оценке размытости изображения испытание на прохождение бумаги в 4000 отпечатков выполнялся в окружении с температурой 30ºC и относительной влажностью 80% в каждом из вариантов осуществления и сравнительных примеров, с последующей верификацией после предоставления возможности устройству простаивать без прохождения бумаги в течение 12 ч или более.
Сравнение примера 1 и сравнительных примеров 1
[0048]
В таблице 1, при сравнении результатов оценки вариантов 1-1 - 1-5 осуществления и сравнительных примеров 1-1 - 1-4, в которых контактное давление P барабана задается практически идентичным значению, размытость изображения возникает менее вероятно по мере того, как давление U участка контакта увеличивается. Это обусловлено тем, что поверхностный слой 423 проявочного валика 42 частично входит в контакт с фоточувствительным барабаном 1 под более сильным давлением, и прилипшие к фоточувствительному барабану 1 продукты разряда легко счищаются.
2
Следовательно, как показано в таблице 1, чтобы улучшить эффект подавления размытости изображения, давление U участка контакта предпочтительно составляет 5,8 Н/мм или более, как в вариантах 1-1 - 1-5 осуществления.
Дополнительно, модуль R упругости поверхностного слоя 423 проявочного валика 42 предпочтительно задается на 50 МПа или более, как в вариантах 1-1 - 1-5 осуществления, с тем, чтобы получить такое давление U участка контакта. Причина для этого может рассматриваться следующим образом. Если модуль R упругости поверхностного слоя 423 проявочного валика 42 является большим, участок 423e частицы, выступающий вследствие включения крупной частицы 423b проявочного валика 42, такой как показан на фиг. 4B, менее вероятно должен вдавливаться. Следовательно, каждый участок контакта Q уменьшается в размере, и их число также уменьшается, так что площадь S контакта с большой вероятностью снижается. Считается, что это позволяет увеличивать давление U участка контакта.
[0049] В варианте 1 осуществления (в вариантах 1-1 - 1-5 осуществления) возникновение размытости изображения подавляется, поскольку продукты разряда счищаются проявочным валиком 42. Следовательно, можно предотвращать увеличение размера и стоимости устройства в результате предоставления средства, отличного от проявочного валика 42, для удаления продукта разряда. Кроме того, можно предотвращать снижение удобства для пользователя, которое вызвано частым выполнением операции удаления продуктов разряда в течение периода без формирования изображений.
[0050] В частности, в традиционном устройстве формирования изображений типа без очистки переносящего изображение элемента, в котором на фоточувствительном барабане 1 не обеспечено никакого блока очистки, легко возникает размытость изображения, поскольку поверхность фоточувствительного барабана 1 не зачищается узлом очистки. Однако, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, можно подавлять возникновение размытости изображения за счет простой конфигурации без снижения удобства для пользователя.
Вариант 2 осуществления
[0051]
Здесь далее будет описан вариант 2 осуществления. Базовая конфигурация и работа устройства 100 формирования изображений идентичны базовой конфигурации и работе по варианту 1 осуществления. Соответственно, элементы, имеющие функции или конфигурации, идентичные либо соответствующие функциям или конфигурациям устройства 100 формирования изображений по варианту 1 осуществления, обозначены ссылочными позициями, идентичными ссылочным позициям в варианте 1 осуществления, и их подробное описание пропускается.
[0052] В вышеописанном варианте 1 осуществления межвальный регулирующий элемент 45 обеспечен между проявочным валиком 42 и фоточувствительным барабаном 1, и степень d проникновения проявочного валика 42 в фоточувствительный барабан 1 регулируется. Эта конфигурация обеспечивает, чтобы давление P не увеличивалось больше требуемого.
Однако, когда степень d проникновения увеличивается вследствие конфигурации, в которой межвальный регулирующий элемент 45 не обеспечен, сила отталкивания увеличивается по мере увеличения степени d проникновения, и контактное давление P барабана увеличивается. Обнаружено, что в такой конфигурации, в которой контактное давление P барабана является большим, дефекты изображения, вызываемые при ухудшении характеристик проявочного устройства 4, возникают с большой вероятностью вследствие длительного использования или т.п., и может быть затруднительным продлевать срок службы проявочного устройства 4. Ниже будет описана причина означенного. Таким образом, когда контактное давление P барабана является большим, давление и сила трения, действующие на тонер 90, увеличиваются. В результате с большой вероятностью возникают растрескивание тонера 90, уменьшение эффекта внешней добавки, внешне добавляемой в тонер 90, и загрязненность проявочного валика 42, регулирующего лезвия 44 и т.п. внешней добавкой. Когда возникает такое ухудшение характеристик проявочного устройства 4, слой тонера 90, имеющего стабильную толщину слоя, не может формироваться на проявочном валике 42, или становится неправильным заряд тонера 90. Дополнительно, сила прикрепления тонера 90 к фоточувствительному барабану 1 может увеличиваться, и тонер 90 может прилипать к непечатаемому участку. По этой причине возникают дефекты изображения, такие как снижение плотности изображения на печатаемом участке и вуалирование на непечатаемом участке.
[0053] Соответственно, в настоящем варианте осуществления, аналогично варианту 1 осуществления, обеспечивается межвальный регулирующий элемент 45, и проявочный валик 42 примыкает к фоточувствительному барабану 1 так, чтобы иметь предварительно заданную степень d проникновения. Контактное давление P барабана в это время задается на 20 Н/м или менее. Таким образом, поскольку контактное давление P барабана уменьшается, а не чрезмерно увеличивается, ухудшение характеристик проявочного устройства 4 может подавляться. В результате подавляется возникновение дефектов изображения, таких как снижение плотности изображения, и срок службы проявочного устройства 4 может продлеваться.
Подробности варианта 2 осуществления и сравнительного примера 2
[0054]
Значения контактного давления P барабана, площади S контакта, давления U участка контакта, модуля A упругости связующей смолы 423a поверхностного слоя, модуля B упругости крупной частицы 423b и модуля R упругости поверхностного слоя 423 в варианте 2 осуществления (в вариантах 2-1 и 2-2 осуществления), который представляет собой настоящий вариант 2 осуществления, и в сравнительном примере 2 (в сравнительных примерах 2-1 и 2-2), показаны в таблице 2. Таблица 2 также показывает результаты оценки, полученные при фактическом формировании изображений с использованием технологических картриджей 8 по вариантам 2 осуществления и сравнительным примерам 2.
Таблица 2
Конфигурация
Вариант 2-1 осуществления
Вариант 2-2 осуществления
Сравнительный пример 2-1
Сравнительный пример 2-2
Контактное давление P барабана (Н/м)
20,0
20,0
42,6
42,6
Площадь S контакта (10<sup>-3</sup> мм<sup>2</sup>)
2,2
4,0
3,0
5,0
Давление U участка контакта(Н/мм<sup>2</sup>)
12,6
7,1
16,3
9,9
Модуль A упругости связующей смолы поверхностного слоя (МПа)
20
50
20
50
Модуль B упругости крупной частицы (МПа)
200
50
200
50
Модуль R упругости поверхностного слоя (МПа)
94
50
94
50
Результат оценки размытости изображения
○
Δ
○
○
Результат оценки плотности изображения
○
○
×
×
Варианты 2-1 и 2-2 осуществления
[0055]
Поверхностный слой 423 проявочного валика 42 в вариантах 2-1 и 2-2 осуществления идентичен поверхностному слою 423 в варианте 1-3 осуществления и варианте 1-5 осуществления, соответственно, которые описаны здесь выше. Однако, в вариантах 2-1 и 2-2 осуществления толщина межвального регулирующего элемента 45 от стороны сердцевины 421 в виде вала до стороны фоточувствительного барабана 1 уменьшалась, а степень d проникновения увеличивалась. Следовательно, как показано в таблице 2, в этой конфигурации контактное давление P барабана выше контактного давления P барабана в вариантах 1-3 и 1-5 осуществления. Поскольку конфигурация, за исключением межвального регулирующего элемента 45, практически идентична конфигурации по варианту 1 осуществления, ее описание здесь пропускается. В варианте 2-1 осуществления предварительно задаваемую степень d проникновения задавали на 0,06 мм, чтобы задавать контактное давление P барабана на 20,0 Н/м. Дополнительно, в сравнительном примере 2-1 предварительно задаваемую степень d проникновения задавали на 0,10 мм, чтобы задавать контактное давление P барабана на 42,6 Н/м. В варианте 2-1 осуществления и сравнительном примере 2-1 ширина n зоны контакта составляла 0,71 мм и 0,86 мм, соответственно.
Как показано в таблице 2, в вариантах 2-1 и 2-2 осуществления контактное давление P барабана при измерении площади S контакта со стеклянной пластиной I больше по сравнению с вариантами 1-3 и 1-5 осуществления, соответственно, и в силу этого площадь S контакта немного увеличивается, поскольку поверхностный слой 423 дополнительно продавливается. Однако, поскольку контактное давление P барабана является большим, давление U участка контакта увеличивается.
Сравнительные примеры 2-1 и 2-2
[0056]
Поверхностный слой 423 проявочного валика 42 по сравнительным примерам 2-1 и 2-2 идентичен поверхностному слою 423 по вариантам 1-3 и 1-5 осуществления, соответственно. Однако, в конфигурации по сравнительным примерам 2-1 и 2-2, межвальный регулирующий элемент 45 исключен. Следовательно, как показано в таблице 2, контактное давление P барабана выше, чем в вариантах 1-3 и 1-5 осуществления. Дополнительно, конфигурация является такой, в которой контактное давление P барабана выше, чем в вариантах 2-1 и 2-2 осуществления, в которых контактное давление P барабана выше, чем в вариантах 1-3 и 1-5 осуществления. Соответственно, степень d проникновения в фоточувствительный барабан 1 может не регулироваться межвальным регулирующим элементом 45, и степень d проникновения также увеличивается. Поскольку признаки, за исключением присутствия или отсутствия межвального регулирующего элемента 45, практически идентичны признакам в варианте 1 осуществления, их описание здесь пропускается.
Как показано в таблице 2, в сравнительных примерах 2-1 и 2-2 контактное давление P барабана при измерении площади S контакта со стеклянной плоской пластиной I больше, чем в вариантах 2-1 и 2-2 осуществления, соответственно, и в силу этого площадь S контакта немного увеличивается, поскольку поверхностный слой 423 дополнительно продавливается. Однако, поскольку контактное давление P барабана является большим, давление U участка контакта увеличивается.
Метод оценки
[0057]
Здесь описан способ оценки плотности изображения, осуществляемый для подтверждения эффектов настоящего варианта осуществления. Что касается плотности изображений, изображение, включающее в себя множество полей для печати сплошных черных 10-миллиметровых квадратов, печатали на белой бумаге для записи, и плотность сплошного черного печатаемого участка измеряли в пяти точках на одном листе бумаги путем использования цветного отражательного денситометра X-Rite 504 (изготовленного компанией X-Rite), и ее среднее значение определяли в качестве плотности изображения. Символ × соответствует случаю, в котором плотность изображения была уменьшена до менее чем 1,2, и символ ○ соответствует случаю, в котором плотность изображения составляла 1,2 или более.
При оценке плотности изображения, также как в варианте 1 осуществления, испытание на основе прохождения бумаги в 4000 отпечатков выполняли в окружении с температурой 30ºC и относительной влажностью 80% в каждом из вариантов осуществления и сравнительных примеров, с последующей верификацией после предоставления возможности устройству простаивать без прохождения бумаги в течение 12 ч или более.
Дополнительно, в настоящем варианте осуществления поверхностный слой 423 проявочного валика 42 имеет конфигурацию, идентичную конфигурации по вариантам 1-3 и 1-5 осуществления, и также выполняли оценку размытости изображения. Результаты оценки размытости изображения показаны в таблице 2 вместе с результатами оценки плотности изображения.
Сравнение варианта 2 осуществления и сравнительных примеров 2
[0058]
Здесь будет описано сравнение результатов варианта 2 осуществления и сравнительных примеров 2. Поскольку поверхностный слой 423 проявочного валика 42 имеет конфигурацию, идентичную конфигурации по вариантам 1-3 и 1-5 осуществления, также будет описано сравнение с вариантом 1 осуществления.
2
В сравнительных примерах 2-1 и 2-2, поскольку давление U участка контакта составляет 5,8 Н/мм или более, хорошие результаты получаются с точки зрения размытости изображения. Однако, по сравнению с вариантами 1-3 и 1-5 осуществления, в которых модуль R упругости поверхностного слоя 423 является идентичным, наблюдается снижение плотности изображения. Это обусловлено тем, что ухудшению характеристик проявочного устройства 4 способствует контактное давление P барабана, превышающее 20 Н/м. Как описано выше, когда возникает ухудшение характеристик проявочного устройства 4, становится невозможным формировать слой тонера 90 со стабильной толщиной слоя на проявочном валике 42 или становится неправильным заряд тонера 90. В результате возникают дефекты изображения, такие как снижение плотности печатаемого участка.
2
[0059] В вариантах 2-1 и 2-2 осуществления, поскольку контактное давление P барабана задается на 20 Н/м или менее, подавляется ухудшение характеристик проявочного устройства 4 и плотность изображения не снижается. Как показано в таблице 2, в варианте 2-1 осуществления, в котором модуль R упругости поверхностного слоя 423 идентичен модулю R упругости в сравнительном примере 2-1, контактное давление P барабана составляет 20 Н/м или менее, так что не возникает снижение плотности изображения. Дополнительно, в варианте 2-2 осуществления, в котором модуль R упругости поверхностного слоя 423 идентичен модулю R упругости в сравнительном примере 2-2, снижение плотности изображений также не возникает, поскольку контактное давление P барабана составляет 20 Н/м или менее. В результате срок службы проявочного устройства 4 может продлеваться. Помимо этого, даже если контактное давление P барабана является низким, такое условие, что давление U участка контакта в варианте 1 осуществления составляет 5,8 Н/мм или более, удовлетворяется, поверхность проявочного валика 42 находится частично в сильном контакте с фоточувствительным барабаном 1, продукты разряда легко удаляются, так что размытость изображения может подавляться.
2
[0060] Следовательно, в конфигурации по сравнительным примерам 2 (сравнительным примерам 2-1 и 2-2) невозможно достигать как большего срока службы проявочного устройства 4, так и подавления возникновения размытости изображений, тогда как в конфигурации по варианту 2 осуществления (вариантам 2-1 и 2-2 осуществления) можно достигать как большего срока службы проявочного устройства 4, так и подавления возникновения размытости изображений. В вариантах 1-1 - 1-5 осуществления в варианте 1 осуществления, поскольку давление U участка контакта составляет 5,8 Н/мм или более, и контактное давление P барабана составляет 20 Н/м или менее, реализуется такая конфигурация, в которой можно достигать как большего срока службы проявочного устройства 4, так и подавления возникновения размытости изображений.
Как описано выше, согласно конфигурации по настоящему варианту осуществления, можно подавлять возникновение размытости изображений при увеличении срока службы проявочного устройства 4 за счет простой конфигурации без снижения удобства для пользователя.
Вариант 3 осуществления
[0061]
Ниже показаны конфигурации по настоящему варианту 3 осуществления и сравнительному примеру 3 (сравнительным примерам 3-1 и 3-2). Базовая конфигурация и работа устройства 100 формирования изображений идентичны базовой конфигурации и работе по варианту 1 осуществления. Следовательно, в устройствах 100 формирования изображений по настоящему варианту 3 осуществления и сравнительному примеру 3 элементы, имеющие функции или конфигурации, идентичные либо соответствующие функциям или конфигурациям устройства 100 формирования изображений по варианту 1 осуществления, обозначены идентичными ссылочными позициями и их подробное описание здесь пропускается.
В случае устройства формирования изображений с использованием способа контактной проявки, аналогично настоящему варианту осуществления, и с использованием проявочного валика 42, имеющего незначительную неровность, сформированную на поверхности, в котором изображения формируются в течение длительного периода времени, тонер 90 может улавливаться между выступами на поверхности проявочного валика 42 и поверхности фоточувствительного барабана 1. В это время, если тонер 90, уловленный между выступом на поверхности проявочного валика 42 и поверхностью фоточувствительного барабана 1, вдавливается, возникает точечное прилипание расплава тонера к фоточувствительному барабану 1. Обнаружено, что в таком случае на участке, где тонер 90 термически закрепляется, формирование скрытого изображения экспонирующим блоком 3 становится неудовлетворительным, тонер 90 не проявляется, и выходное изображение имеет белое пятно, которое представляет собой дефект изображения.
Настоящий вариант осуществления нацелен на подавление такого прилипания расплава тонера. Этот вариант осуществления отличается тем, что для регулирующего лезвия 44 в качестве элемента регулирования проявителя для регулирования тонера 90 на проявочном валике 42 до требуемого количества используется проводящий материал, и проводящий материал выполнен с возможностью обеспечивать приложение напряжения. Другая особенность заключается в том, что на регулирующее лезвие 44 от средства 110 приложения напряжения устройства 100 формирования изображений прикладывается напряжение смещения. Еще одна особенность заключается в том, что для крупных частиц 423b, содержащихся в поверхностном слое 423 проявочного валика 42, используется изолятор, и напряжение смещения, прикладываемое на регулирующее лезвие 44, имеет полярность, идентичную полярности заряда тонера 90.
Конфигурация проявочного устройства
[0062]
Проявочный валик 42, регулирующее лезвие 44, прикладываемое напряжение смещения и тонер 90 по настоящему варианту осуществления задаются так, как описано ниже.
Вариант 3 осуществления
[0063]
Крупные частицы 423b: изолятор (уретановые частицы, средний размер частиц 50 мкм)
Регулирующее лезвие 44: SUS (нержавеющая сталь)
Контактное давление P барабана (Н/м): 20,0
2
Давление U участка контакта (Н/мм): 37,7
Напряжение, прикладываемое на регулирующее лезвие 44: -500 В постоянного тока
Напряжение, прикладываемое на проявочный валик 42: -300 В постоянного тока
Разность потенциалов между напряжением, прикладываемым на проявочный валик 42, и напряжением, прикладываемым на регулирующее лезвие 44 (разность потенциалов, полученная путем вычитания потенциала проявочного валика из потенциала регулирующего лезвия): -200 В
Полярность заряда тонера 90: отрицательная
В настоящем варианте осуществления контактное давление P барабана задавали на 20 Н/м или менее, чтобы удовлетворять плотности изображения даже в длительном испытании на долговечность, давление U участка контакта увеличивалось в достаточной степени, чтобы подавлять размытость изображения, и продукты разряда счищались удовлетворительно даже в длительном испытании на долговечность.
Дополнительно, напряжение постоянного тока -300 В прикладывается к проявочному валику 42 от средства приложения напряжения (не показано), и напряжение постоянного тока -500 В прикладывается на регулирующее лезвие 44 от средства 110 приложения напряжения в качестве напряжения смещения для проявки, действующего на проявление тонера 90. Разность потенциалов между напряжением, прикладываемым на проявочный валик 42, и напряжением, прикладываемым на регулирующее лезвие 44, задается на стороне с отрицательной полярностью (-200 В в настоящем варианте осуществления), которая представляет собой полярность, идентичную полярности заряда тонера 90. За счет этого повышается эффективность подачи заряда в тонер 90, имеющий характеристику отрицательного заряда, и количество тонера 90, имеющего низкую величину заряда, уменьшается.
[0064] В сравнительном примере проявочный валик 42, регулирующее лезвие 44, прикладываемое напряжение смещения и тонер 90 задаются следующим образом.
Сравнительный пример 3-1
Крупные частицы 423b: проводник (сферические углеродные частицы, средний диаметр частиц 50 мкм)
Регулирующее лезвие 44: SUS
Контактное давление P барабана (Н/м): 20,0
2
Давление U участка контакта (Н/мм): 37,7
Напряжение, прикладываемое на регулирующее лезвие 44: -500 В постоянного тока
Напряжение, прикладываемое на проявочный валик 42: -300 В постоянного тока
Разность потенциалов между напряжением, прикладываемым на проявочный валик 42, и напряжением, прикладываемым на регулирующее лезвие 44: -200 В
Полярность заряда тонера 90: отрицательная
Отличие от настоящего варианта 3 осуществления заключается в том, что для крупных частиц 423b используется проводник. Таким образом, нижеописанный открытый участок 423c крупной частицы 423b не заряжается.
Сравнительный пример 3-2
[0065]
Крупные частицы 423b: изолятор (уретановые частицы, средний диаметр частиц 50 мкм)
Регулирующее лезвие 44: SUS
Контактное давление P барабана (Н/м): 20,0
2
Давление U участка контакта (Н/мм): 37,7
Напряжение, прикладываемое на регулирующее лезвие 44: -300 В постоянного тока
Напряжение, прикладываемое на проявочный валик 42: -300 В постоянного тока
Разность потенциалов между напряжением, прикладываемым на проявочный валик 42, и напряжением, прикладываемым на регулирующее лезвие 44: 0 В
Полярность заряда тонера 90: отрицательная
Отличие от настоящего варианта 3 осуществления заключается в том, что напряжение, прикладываемое на регулирующее лезвие 44, составляет -300 В постоянного тока, и разность потенциалов между напряжением, прикладываемым на проявочный валик 42, и напряжением, прикладываемым на регулирующее лезвие 44, составляет 0 В. Таким образом, нижеописанный открытый участок 423c крупной частицы 423b заряжается до отрицательной полярности, которая представляет собой полярность, идентичную полярности тонера 90, но величина заряда тонера 90 не является стабильной.
Испытание на долговечность
[0066]
Испытание на долговечность печати в 8000 отпечатков выполняли в высокотемпературном окружении с повышенной влажностью. Чтобы верифицировать преимущественные эффекты настоящего варианта осуществления, оценивали конфигурации по варианту 3 осуществления, сравнительному примеру 3-1 и сравнительному примеру 3-2. Ниже показаны конкретные условия и критерии оценки изображений.
Условия испытания на долговечность печати
[0067]
Окружение: температура 30ºC, влажность 80%
Режим печати: прерывистый, по одному отпечатку
Интервал вывода оцениваемых изображений: каждые 1000 отпечатков
Критерии оценки для размытости изображения
[0068]
Размытость изображения визуально определяли на основе следующих критериев путем вывода изображения с символами.
○: без смазывания символов
Δ: смазывание символов, но без проблем при фактическом использовании
×: смазывание символов, и имеется проблема при фактическом использовании
Критерии оценки для плотности изображения
[0069]
Что касается плотности изображения, изображение, включающее в себя множество полей для печати сплошных черных 10-миллиметровых квадратов, печатали на белой бумаге для записи, и плотность сплошного черного печатаемого участка измеряли в пяти точках на одном листе бумаги путем использования цветного отражательного денситометра X-Rite 504 (изготовленного компанией X-Rite), и ее среднее значение определяли в качестве плотности изображения.
○: 1,2 или более
×: меньше 1,2
Критерии оценки для белых пятен
[0070]
Белые пятна (термическое закрепление на барабане) визуально определяли на основе следующих критериев путем вывода сплошного черного изображения.
○: отсутствуют мелкие белые пятна в выходном изображении
Δ: имеются мелкие белые пятна в выходном изображении, но без проблем при фактическом использовании
×: имеется множество больших белых пятен в выходном изображении
Результаты
[0071]
Таблица 3 показывает результаты оценки настоящего варианта 3 осуществления и сравнительных примеров 3-1 и 3-2.
Таблица 3
Конфигурация
Вариант 3 осуществления
Сравнительный пример 2-1
Сравнительный пример 2-2
Результат оценки размытости изображения
○
○
○
Результат оценки плотности изображения
○
○
○
Результат оценки белых пятен
○
×
×
Подавление белых пятен
[0072]
В сравнительных примерах 3-1 и 3-2 формировали белые пятна.
Здесь будет описано формирование белых пятен. В сравнительном примере 3, в котором белые пятна формируются в испытании на долговечность, наблюдается термическое закрепление тонера 90 на фоточувствительном барабане 1.
Это описывается здесь ниже подробно. Когда формирование изображений многократно выполняется в течение длительного периода времени с помощью устройства 100 формирования изображений, связующая смола 423a поверхностного слоя, покрывающая крупные частицы 423b поверхностного слоя 423 проявочного валика 42, как показано на фиг. 5A, изнашивается вследствие трения проявочного валика 42 и регулирующего лезвия 44. Таким образом, как показано на фиг. 5B, крупные частицы 423b открываются (обнажаются). Когда крупные частицы 423b открыты, тонер 90 может улавливаться между открытым участком 423c крупных частиц 423b и поверхностью фоточувствительного барабана 1, как показано на фиг. 6. Понятно, что при этом тонер 90 вдавливается на участке контакта между крупными частицами 423b проявочного валика 42 и фоточувствительным барабаном 1, в результате чего возникает точечное термическое закрепление на фоточувствительном барабане 1.
[0073] На участке, где тонер 90 термически закрепляется на фоточувствительном барабане 1, формирование скрытых изображений экспонирующим блоком 3 становится неудовлетворительным, и тонер 90 не проявляется на участке термического закрепления, в результате чего на выходном изображении формируется белая точка. В частности, считается, что, когда контактное давление U между крупными частицами 423b и фоточувствительным барабаном 1 является высоким, тонер 90 с большой вероятностью должен вдавливаться, и возникает термическое закрепление, как показано в таблице 3.
[0074] В сравнительном примере 3-1, поскольку крупная частица 423b представляет собой проводник, открытый участок 423c крупной частицы 423b не заряжается напряжением, прикладываемым на регулирующее лезвие 44. Следовательно, нижеописанная сила H отталкивания не действует между открытым участком 423c крупных частиц 423b и тонером 90. В сравнительном примере 3-2 открытый участок 423c крупных частиц 423b заряжается до полярности, идентичной полярности тонера 90, но величина заряда тонера 90 не является стабильной. Следовательно, нижеописанная сила H отталкивания не действует в достаточной степени между открытым участком 423c крупной частицы 423b и тонером 90, имеющим низкую величину заряда.
В результате в сравнительных примерах 3-1 и 3-2 тонер 90 прилипал к открытому участку 423c крупной частицы 423b и тонер 90 вдавливался между открытым участком 423c и фоточувствительным барабаном 1, за счет этого вызывая термическое закрепление, которое приводило к выходному изображению, имеющему белые пятна.
[0075] Между тем, в конфигурации по настоящему варианту 3 осуществления получали удовлетворительное выходное изображение, не имеющее проблем с точки зрения плотности изображения, возникновения размытости изображения и возникновения белых пятен в испытании на долговечность.
В настоящем варианте осуществления, когда устройство 100 формирования изображений используется в течение длительного периода времени, подавляется прилипание тонера 90 к участку поверхностного слоя 423 проявочного валика 42, на котором открыты крупные частицы 423b. Соответственно, тонер 90 не улавливается между крупными частицами 423b и фоточувствительным барабаном 1, и предотвращается термическое закрепление тонера 90 на фоточувствительном барабане 1, в силу этого обеспечивается подавление формирования белых пятен на выходном изображении.
[0076] Это будет подробно описано со ссылкой на фиг. 7. В настоящем варианте осуществления обеспечены проводящее регулирующее лезвие 44 и крупные частицы 423b, выполненные из изолятора, от проявочного валика 42 на регулирующее лезвие 44 средством 110 приложения напряжения прикладывается напряжение, имеющее полярность, идентичную полярности заряда тонера 90, и открытые участки 423c крупных частиц 423b заряжаются. Более конкретно, как показано на фиг. 7A, поскольку тонер 90 имеет отрицательную полярность заряда, от проявочного валика 42 на регулирующее лезвие 44 прикладывается отрицательное напряжение.
Таким образом, когда регулирующее лезвие 44 трется о поверхность проявочного валика 42, регулируя толщину слоя тонера 90 на проявочном валике 42, поверхность открытых крупных частиц 423b предполагает отрицательную полярность заряда, которая представляет собой полярность, идентичную полярности тонера 90. При этом, как показано на фиг. 7B, сила H отталкивания действует между открытым участком 423c крупной частицы 423b и тонером 90, и в силу этого тонер 90 с меньшей вероятностью прилипает к открытому участку 423c крупной частицы 423b. Следовательно, тонер 90 с меньшей вероятностью должен улавливаться между крупной частицей 423b и фоточувствительным барабаном 1, в силу этого обеспечивается предотвращение продавливания и термического закрепления тонера 90 на поверхности фоточувствительного барабана 1.
[0077] Здесь ниже будет подробнее описано напряжение, которое должно прикладываться на регулирующее лезвие 44. В настоящем варианте осуществления на проявочный валик 42 от средства приложения напряжения (не показано) прикладывается напряжение постоянного тока 300 В, а на регулирующее лезвие 44 от средства 110 приложения напряжения прикладывается напряжение постоянного тока -500 В в качестве напряжения смещения для проявки, действующего на проявление тонера 90. Разность потенциалов между напряжением, прикладываемым на проявочный валик 42, и напряжением, прикладываемым на регулирующее лезвие 44, задается на стороне отрицательной полярности (-200 В в этом варианте осуществления), которая представляет собой полярность, идентичную полярности заряда тонера 90. За счет этого повышается эффективность подачи заряда в тонер 90, имеющий характеристику отрицательного заряда, и количество тонера 90, имеющего низкую величину заряда, уменьшается. Это стабилизирует силу H отталкивания, действующую между открытым участком 423c крупной частицы 423b и тонером 90. В результате тонер 90 с меньшей вероятностью должен был улавливаться между крупной частицей 423b и поверхностью фоточувствительного барабана 1, и предотвращалось вдавливание и термическое закрепление тонера 90 на поверхности фоточувствительного барабана 1. В результате получали удовлетворительное выходное изображение без белых пятен.
[0078] Как описано выше, для крупных частиц 423b, содержащихся в поверхностном слое 423 проявочного валика 42, используется изолятор. Напряжение, прикладываемое на проводящее регулирующее лезвие 44, и разность потенциалов между напряжением, прикладываемым на проявочный валик 42, и напряжением, прикладываемым на регулирующее лезвие 44, формируются таким образом, что полярность на стороне регулирующего лезвия 44 становится идентичной полярности заряда тонера 90. За счет этого открытый участок 423c крупной частицы 423b, содержащейся в поверхностном слое 423 проявочного валика 42, заряжается до полярности, идентичной полярности заряда тонера 90. В результате между тонером 90, снабжаемым электрическим зарядом с помощью регулирующего лезвия 44, и открытым участком 423c крупной частицы 423b, содержащейся в поверхностном слое 423 проявочного валика 42, формируется сила H отталкивания и тонер 90 практически никогда не прилипает к открытому участку 423c крупной частицы 423b. Поскольку тонер 90 с меньшей вероятностью должен улавливаться между крупной частицей 423b и поверхностью фоточувствительного барабана 1, может быть подавлено термическое закрепление тонера 90 на поверхности фоточувствительного барабана 1. В результате может получаться удовлетворительное выходное изображение, не содержащее размытости изображения и белых пятен, за длительный период времени при удовлетворении плотности изображения.
В настоящем варианте осуществления показан вариант осуществления, в котором поверхностный слой 423 проявочного валика 42 изношен, и крупные частицы 423b открываются при повторном формировании изображений в устройстве 100 формирования изображений. Однако, даже когда проявочный валик 42, имеющий крупные частицы 423b, имеющие открытые участки 423c, предоставляется с начала, идентичный функциональный эффект может получаться, и может получаться удовлетворительное выходное изображение.
Вариант 4 осуществления
[0079]
Этот вариант осуществления, аналогично варианту 3 осуществления, нацелен на подавление термического закрепления тонера на фоточувствительном барабане 1.
2
Настоящий вариант осуществления характеризуется тем, что, когда о крупные частицы 423b, содержащиеся в поверхностном слое 423 проявочного валика 42, трется регулирующее лезвие 44, трущийся участок крупной частицы 423b, заряжаемой при трении, имеет полярность заряда, идентичную полярности заряда тонера 90. Отличие от варианта 3 осуществления заключается в том, что зарядка до полярности, идентичной полярности заряда тонера 90, выполняется не только тогда, когда поверхность крупной частицы 423b открыта, но также и тогда, когда трение продолжается в большей степени, и крупная частица 423b изнашивается. Ниже здесь показаны конфигурации по настоящему варианту 4 осуществления (вариантам 4-1 и 4-2 осуществления) и сравнительному примеру 4-1. Тонер 90 и регулирующее лезвие 44 идентичны тонеру 90 и регулирующему лезвию 44 по варианту 3 осуществления и включают в себя отрицательно заряженный тонер 90 и регулирующее SUS-лезвие 44. Дополнительно, упругий слой 422 и связующая смола 423a поверхностного слоя проявочного валика 42 являются такими же, как в варианте 3 осуществления. В настоящем варианте осуществления изменяли крупные частицы 423b, содержащиеся в поверхностном слое 423. Кроме этого, контактное давление барабана P=20,0 (Н/м) и давление участка контакта U=37,7 (Н/мм) идентичны условиям в варианте 3 осуществления. Что касается прикладываемого напряжения смещения, напряжение, прикладываемое на регулирующее лезвие 44, составляло -300 В постоянного тока, а напряжение, прикладываемое на проявочный валик 42, составляло -300 В постоянного тока, как в сравнительном примере 3-2. Следовательно, разность потенциалов между напряжением, прикладываемым на проявочный валик 42, и напряжением, прикладываемым на регулирующее лезвие 44, составляет 0 В. Однако, это значение не является ограничивающим с точки зрения получения эффекта подавления термического закрепления тонера на фоточувствительном барабане 1 в настоящем варианте осуществления.
Конфигурация проявочного устройства
[0080]
Здесь ниже будут описаны крупные частицы 423b, используемые для проявочного валика 42 по настоящему варианту осуществления.
Вариант 4-1 осуществления
Крупные частицы 423b: уретановые частицы, средний диаметр частиц 50 мкм.
Отрицательно заряжаемые сферические частицы 423d диоксида кремния наносили в виде покрытия при 2,0% по массе на крупные частицы 423b. Когда SUS регулирующего лезвия 44, обеспеченного в настоящем варианте осуществления, и открытые крупные частицы 423b трутся друг о друга, полярность заряда поверхности крупных частиц 423b становится отрицательной вследствие действия диоксида кремния, нанесенного в виде покрытия на поверхность крупных частиц 423b.
Вариант 4-2 осуществления
[0081]
Крупные частицы 423b: полистироловые частицы, средний диаметр частиц 50 мкм.
Когда SUS регулирующего лезвия 44, обеспеченного в настоящем варианте осуществления, и полистирол в качестве крупных частиц 423b трутся друг о друга, полистирол предполагает отрицательную полярность вследствие взаимосвязи последовательности зарядки материалов. Следовательно, крупные частицы 423b отрицательно заряжаются не только тогда, когда открыта поверхность крупных частиц 423b, но также и тогда, когда крупные частицы 423b изнашиваются.
[0082] В качестве сравнительного примера следующие частицы используются в качестве крупных частиц 423b, используемых для проявочного валика 42.
Сравнительный пример 4-1
Крупные частицы 423b: акриловые частицы, средний диаметр частиц 50 мкм.
Когда SUS регулирующего лезвия 44, обеспеченного в настоящем варианте осуществления, и акрил крупных частиц 423b трутся друг о друга, акрил предполагает полярность вследствие взаимосвязи последовательности зарядки материалов.
Испытание на долговечность
[0083]
Для верификации выполняли испытание на долговечность печати в 8000 отпечатков в высокотемпературном окружении с повышенной влажностью с использованием тех же самых условий и критериев оценки, как в варианте 3 осуществления, и оценивали размытость изображения, плотность изображения и белые точки (термическое закрепление на барабане). Для сравнения, идентичные операции выполняли в сравнительном примере 4-1.
Результаты
Таблица 4 показывает результаты оценки вариантов 4-1 и 4-2 осуществления и сравнительного примера 4-1.
Таблица 4
Конфигурация
Вариант 4-1 осуществления
Вариант 4-2 осуществления
Сравнительный пример 4-1
Результат оценки размытости изображения
○
○
○
Результат оценки плотности изображения
○
○
○
Результат оценки белых пятен
○
○
××
Функциональные преимущества
[0084]
Когда проявочный валик 42 вращается во время формирования изображения, и тонер 90, удерживаемый на проявочном валике 42, регулируется до требуемого количества и заряжается регулирующим лезвием 44, крупные частицы 423b, содержащиеся в поверхностном слое 423 проявочного валика 42, трутся о регулирующее лезвие 44. При этом тонер 90 заряжается до отрицательной полярности.
Акриловые частицы по сравнительному примеру 4-1 заряжаются до положительной полярности путем трения о SUS регулирующего лезвия 44. По этой причине действует сила, притягивая тонер 90 к открытому участку 423c крупной частицы 423b, тонер 90 прилипает к открытому участку 423c крупной частицы 423b от средней стадии до второй половины испытания на долговечность, и начинает возникать заметное термическое закрепление на поверхности фоточувствительного барабана 1. В результате от средней стадии до второй половины испытания на долговечность получали выходные изображения, имеющие четкое большое белое пятно. Следовательно, результат оценки белых точек в таблице 4 указывается как ××.
[0085] Между тем, в варианте 4-1 осуществления, как показано на фиг. 8A, диоксид кремния 423d, покрывающий крупные частицы 423b поверхностного слоя 423 проявочного валика 42, заряжается до отрицательной полярности вследствие трения о SUS регулирующего лезвия 44. Дополнительно, в варианте 4-2 осуществления, как показано на фиг. 8B, полистирол крупных частиц 423b заряжается до отрицательной полярности путем трения крупных частиц 423b поверхностного слоя 423 проявочного валика 42 о SUS регулирующего лезвия 44.
Следовательно, поскольку крупные частицы 423b и тонер 90 заряжали до идентичной полярности, действовала вышеописанная сила H отталкивания и прилипание тонера 90 к крупным частицам 423b подавлялось. Считается, что в результате, аналогично варианту 3 осуществления, тонер 90 не улавливается между фоточувствительным барабаном 1 и крупными частицами 423b, в результате чего отсутствует термическое закрепление тонера на фоточувствительном барабане 1, и получали удовлетворительное выходное изображение без белых пятен.
[0086] Как описано выше, крупные частицы 423b используются таким образом, что полярность заряда крупных частиц 423b, когда материал крупных частиц 423b, содержащихся в поверхностном слое 423 проявочного валика 42, и материал регулирующего лезвия 44 заряжаются путем трения, идентична полярности тонера 90. За счет этого между крупными частицами 423b и тонером 90 формируется сила H отталкивания, и тонер 90 практически никогда не прилипает к крупным частицам 423b. Поскольку тонер 90 с меньшей вероятностью должен улавливаться между крупными частицами 423b и поверхностью фоточувствительного барабана 1, термическое закрепление тонера 90 на поверхности фоточувствительного барабана 1 может подавляться, как в варианте 3 осуществления. В результате в течение длительного периода времени может получаться удовлетворительное выходное изображение без размытости изображения и белых пятен при удовлетворении плотности изображения.
Вариант 5 осуществления
[0087]
Ниже будет описан настоящий вариант осуществления. Аналогично вариантам 3 и 4 осуществления, настоящий вариант осуществления касается прилипания расплава тонера к фоточувствительному барабану 1. Однако, настоящий вариант осуществления отличается от вариантов 3 и 4 осуществления, которые сфокусированы на том, как подавлять прилипание расплава тонера к фоточувствительному барабану 1, тем, что настоящий вариант осуществления сфокусирован на том, как получать предпочтительное изображение, даже когда тонер 90 термически закрепляется на фоточувствительном барабане 1.
2
Ниже будет описана конфигурация по настоящему варианту осуществления. Аналогично условиям вышеописанных вариантов 3 и 4 осуществления, принимаются контактное давление барабана P=20,0 (Н/м) и давление участка контакта U=37,7 (Н/мм). Та же самая конфигурация, как в сравнительном примере 4-1, используется для сравнения, в которой модуль R упругости поверхностного слоя 423 составляет 296 МПа. Тонер 90 и регулирующее лезвие 44 аналогичны тонеру 90 и регулирующему лезвию 44 в вариантах 3 и 4 осуществления, при этом тонер 90 представляет собой отрицательно заряженный тонер, и регулирующее лезвие 44 выполнено из SUS. Что касается прикладываемого напряжения смещения, аналогично сравнительному примеру 4-1, прикладываемое на регулирующее лезвие 44 напряжение задается на -300 В постоянного тока, и прикладываемое на проявочный валик 42 напряжение задается как -300 В постоянного тока. Следовательно, разность потенциалов прикладываемого напряжения на регулирующее лезвие 44 относительно прикладываемого напряжения на проявочный валик 42 составляет 0 В. Однако, это значение не является ограничивающим для целей получения эффекта подавления белой точки согласно настоящему варианту осуществления.
Вариант 5-1 осуществления
[0088]
Настоящий вариант осуществления отличается от сравнительного примера 4-1 размером частиц для крупных частиц 423b, которые составляют поверхностный слой 423 проявочного валика 42. В частности, в качестве крупных частиц 423b использовались акриловые частицы (средний диаметр частиц 30 мкм). Модуль R упругости поверхностного слоя 423 составляет 296 МПа.
Вариант 5-2 осуществления
[0089]
Настоящий вариант осуществления отличается от сравнительного примера 4-1 размером частиц для крупных частиц 423b, которые составляют поверхностный слой 423 проявочного валика 42. В частности, в качестве крупных частиц 423b использовались акриловые частицы (средний диаметр частиц 40 мкм). Модуль R упругости поверхностного слоя 423 составляет 296 МПа.
Испытание на долговечность
[0090]
Относительно варианта 5-1 осуществления, варианта 5-2 осуществления и сравнительного примера 4-1, испытание на долговечность печати в 8000 листов выполняли в высокотемпературном окружении с повышенной влажностью с использованием тех же самых условий и критериев оценки, как при оценке согласно вышеописанному варианту 3 осуществления, чтобы оценить размытость изображения, плотность изображения и белую точку (термическое закрепление тонера на барабане).
Результаты
Результаты оценки варианта 5-1 осуществления, варианта 5-2 осуществления и сравнительного примера 4-1 являются такими, как показано в таблице 5.
Таблица 5
Конфигурация
Вариант 5-1 осуществления
Вариант 5-2 осуществления
Сравнительный пример 4-1
Результат оценки размытости изображения
○
○
○
Результат оценки плотности изображения
○
○
○
Результат оценки белых пятен
○
Δ
××
Функциональный эффект
[0091]
Сначала будет описан механизм формирования белой точки на сплошном черном изображении, сформированном в сравнительном примере 4-1, с точки зрения размера термически закрепленного объекта.
В сравнительном примере 4-1, в котором в испытании на долговечность была сформирована большая визуально подтверждаемая белая точка, на фоточувствительном барабане 1 наблюдали большой термически закрепленный объект из тонера 90. Помимо этого, в варианте 5-2 осуществления, в котором в испытании на долговечность была сформирована мелкая белая точка, которую трудно было визуально подтвердить, в такой степени, что белая точка не приводит к проблеме при практическом применении, на фоточувствительном барабане 1 наблюдали мелкий термически закрепленный объект из тонера 90. Кроме того, в варианте 5-1 осуществления, в котором в испытании на долговечность белая точка на выходном изображении не формировалась, на фоточувствительном барабане 1 наблюдали термически закрепленный объект из тонера 90, который является более мелким, чем термически закрепленный объект по варианту 5-2 осуществления.
[0092] Теперь будет приведено подробное описание. В проявочном валике 42 согласно настоящему варианту осуществления вследствие включения крупных частиц 423b в поверхностный слой 423, как показано на фиг. 2B, на поверхности формируется выступающий участок 423e из частицы. В проявочной зоне контакта, в которой поверхностный слой 423 проявочного валика 42 и фоточувствительный барабан 1 входят в контакт между собой, участок 423e частицы вдавливается в соответствии с модулями упругости связующей смолы 423a поверхностного слоя проявочного валика 42 и крупных частиц 423b и входит в контакт с проявочной зоной контакта. Когда формирование изображений выполняется в течение длительного периода времени в таком состоянии контакта, тонер 90, размещенный между участком 423e частицы проявочного валика 42 и фоточувствительным барабаном 1, вдавливается на участке контакта и становится термически закрепленным на фоточувствительном барабане 1. Размер термически закрепленного объекта, по максимуму, очевидно представляет собой размер, в той или иной степени идентичный размеру участка контакта между участком 423e частицы проявочного валика 42 и фоточувствительным барабаном 1. Следовательно, когда размеры отдельных участков контактов между участком 423e частицы и тонером увеличиваются, также увеличивается термически закрепленный объект.
[0093] Относительно размера отдельных участков контактов, в варианте 5-1 осуществления, варианте 5-2 осуществления и сравнительном примере 4-1, размер участка контакта между участком 423e частицы проявочного валика 42 и фоточувствительным барабаном 1 варьируется в течение длительного испытания на долговечность. В частности, как описано в варианте 3 осуществления, на ранней стадии испытания на долговечность связующая смола 423a поверхностного слоя проявочного валика 42 покрывает крупные частицы 423b и находится в контакте в состоянии, в котором участок контакта является небольшим, как показано на фиг. 5A. Однако, когда формирование изображений выполняется путем испытания на долговечность в течение длительного периода времени, связующая смола 423a поверхностного слоя изнашивается и крупные частицы 423b становятся открытыми, как показано на фиг. 5B. Кроме того, затем открытый участок 423c крупных частиц 423b изнашивается вследствие трения о регулирующее лезвие 44, как показано на фиг. 9, и участок 423e частицы получает плоскую поверхность. Следовательно, размер участка контакта увеличивается по сравнению с моментом до стирания участка 423e частицы поверхностного слоя 423. Соответственно, в течение испытания на долговечность, участок контакта между участком 423e частицы проявочного валика 42 и фоточувствительным барабаном 1 увеличивается.
[0094] На участке, на котором тонер 90 термически закрепляется на фоточувствительном барабане 1, формирование скрытых изображений экспонирующим блоком 3 является неудовлетворительным, и поскольку тонер 90 не проявляется на термически закрепленном участке, термически закрепленный участок в итоге создает белую точку на сплошном черном изображении. Поскольку размер белой точки, обуславливаемой термически закрепленным объектом, очевидно варьируется в соответствии с размером термически закрепленного объекта, размер белой точки должен поддерживаться равным или ниже размера, который может визуально подтверждаться человеческим глазом на выходном изображении. Например, когда максимальная ширина термически закрепленного объекта (вещества) на фоточувствительном барабане 1 превышает ширину минимального пикселя (1 точка) во время формирования изображения, белая точка может очевидно визуально подтверждаться на выходном изображении. В настоящем варианте осуществления эта 1 точка формируется с использованием устройства формирования изображений с разрешением 600 точек на дюйм и соответствует диаметру приблизительно 42 мкм.
[0095] При конфигурациях по вариантам 5-1 и 5-2 осуществления в вышеописанном испытании на долговечность получали предпочтительные выходные изображения без проблем с точки зрения формирования размытости изображения, снижения плотности изображения и формирования белой точки. Это можно пояснить следующим образом. В обоих вариантах 5-1 и 5-2 осуществления, даже когда участок 423e частицы проявочного валика 42 является открытым и получает плоскую поверхность, диаметр поверхности открытого участка 423c, который входит в контакт с фоточувствительным барабаном 1, меньше 30 мкм и 40 мкм, которые представляют собой соответствующие средние диаметры частиц для крупных частиц 423b. Следовательно, поскольку участок 423e частицы и фоточувствительный барабан 1 входят в контакт между собой за счет поверхности, ширина которой меньше 1 точки, когда тонер 90 сдавливается между участком 423e частицы и фоточувствительным барабаном 1, тонер 90 не распространяется больше, чем на ширину в 1 точку.
В результате, даже когда ширина участка контакта между участком 423e частицы и фоточувствительным барабаном 1 варьируется в течение испытания на долговечность, ширина участка контакта не распространяется больше, чем на ширину в 1 точку. Следовательно, даже когда тонер 90 размещается между участком 423e частицы и поверхностью фоточувствительного барабана 1, и тонер 90 сдавливается и становится термически закрепленным на поверхности фоточувствительного барабана 1, получают предпочтительное выходное изображение без дефекта изображения вследствие белой точки.
[0096] Интенсивные исследования, проведенные авторами настоящего изобретения, выявили, что при удовлетворении условиям, описанным ниже, как в настоящем варианте осуществления, белая точка, обуславливаемая термически закрепленным объектом, может подавляться в течении испытания на долговечность.
Условие подавления белых точек
В настоящем изобретении, с использованием способа, аналогичного описанному ранее способу измерения площади S контакта, ширина участка контакта Q между стеклянной пластиной I и участком 423e частицы проявочного валика 42, когда стеклянная пластина I приводится в контакт со степенью d проникновения с проявочным валиком 42, регулируется так, чтобы удовлетворять следующим условиям. В частности, как показано на фиг. 10, участок 423e частицы проявочного валика 42 находится в контакте со стеклянной пластиной I и формирует множество участков контактов Qj, выполненных из множества изолированных отдельных областей. Во множестве участков контактов Qj, из прямых линий, соединяющих любые две точки, которые противоположны друг другу на внешней окружности Lj (на контурной линии), которая представляет собой контурную линию каждого участка контакта Qj, наибольшее расстояние Wj составляет 40 мкм или менее. В этом случае j обозначает отдельное число от 1 до общего числа участков контактов в каждом контактном участке в поле обзора. При удовлетворении этого условия может подавляться белая точка, обуслаливаемая термически закрепленным объектом.
Вариант 6 осуществления
[0097]
Здесь далее будет описан вариант 6 осуществления. Базовая конфигурация и операции устройства 100 формирования изображений согласно настоящему варианту осуществления подобны базовой конфигурации и операциям по первому варианту осуществления. Следовательно, элементы, имеющие функции или конфигурации, которые являются идентичными или сравнимыми с устройством 100 формирования изображений согласно первому варианту осуществления, обозначены идентичными ссылочными позициями и их подробное описание пропускается.
[0098] В настоящем варианте осуществления, как описано выше, эффект зачистки продуктов разряда на фоточувствительном барабане 1 улучшается за счет вынуждения участка с большой разностью высот (участка, который выдается к фоточувствительному барабану 1 и который выступает из слоя тонера 90: здесь далее называемого "зачищающим участком") на поверхности проявочного валика 42 входить в контакт с фоточувствительным барабаном 1 с заданным контактным давлением или более без тонера 90, размещенного между ними.
[0099] Настоящий вариант осуществления обеспечивает более стабильное удаление продуктов разряда путем перевода эффективности зачистки в области контакта (участке зоны контакта) между проявочным валиком 42 и фоточувствительным барабаном 1 в предпочтительное состояние. В частности, индекс зачистки (коэффициент зачистки) проявочного валика 42 задается на заданное значение или более, причем индекс зачистки (коэффициент зачистки) вычисляется по числу зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42 и ширине в окружном направлении поверхностной области фоточувствительного барабана 1, которая подвергается действию зачистки с помощью зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42 на участке контакта между проявочным валиком 42 и фоточувствительным барабаном 1.
Среднее значение T числа зачищающих участков
[0100]
Здесь далее будет описан способ вычислений числа зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42 в варианте 6 осуществления согласно настоящему изобретению. Фиг. 11 является концептуальной схемой, которая иллюстрирует способ вычислений числа зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42 согласно настоящему варианту осуществления.
[0101] Сначала устройство 100 формирования изображений принудительно останавливают во время операции формирования изображения, чтобы подготовить проявочный валик 42 в состоянии, в котором слой тонера 90 формируется во время операции формирования изображений.
[0102] Затем линзу объектива с увеличением в 50 раз устанавливают в лазерном микроскопе VK-X200 (КОРПОРАЦИЯ KEYENCE), и поверхность проявочного валика 42 в заданной области S 285 мкм × 210 мкм двумерно сканируют лазерной конфокальной оптической системой, получая высококонтрастное изображение поверхности проявочного валика 42. Полученная область изображения приспосабливается в качестве объекта оценки. Помимо этого, в области изображения (второй области для оценки) измеряется число участков M1 с большой разностью высот (участков, которые выдаются к фоточувствительному барабану 1 и которые выступают из слоя тонера 90) на поверхности проявочного валика 42 или, другими словами, число зачищающих участков. В настоящем варианте осуществления число зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42 измеряется путем проведения визуального подсчета оцениваемого изображения. Однако, этот способ не является ограничивающим, и подсчет с использованием получения изображения или обработки изображения другим измерительным устройством может выполняться при условии, что область на поверхности проявочного валика 42, приспосабливаемой в качестве возвышающегося объекта, является идентичной.
[0103] В качестве заданной второй области для оценки на поверхности проявочного валика 42, во множестве различных позициях в продольном направлении проявочного валика 42 предпочтительно обеспечивается местоположение, в котором выполняется вышеописанный процесс. В настоящем варианте осуществления вышеописанный процесс выполняется относительно 10 точек в продольном направлении проявочного валика 42 (по одному местоположению в 10 областях, полученных путем равного разделения проявочного валика 42 в направлении оси вращения), и его арифметическое среднее значение выбирается в качестве среднего значения T (среднего числа) для числа зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42. Чем больше число зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42, тем выше частота зачистки продуктов разряда на фоточувствительном барабане 1, и в силу этого тем выше эффективность зачистки.
Разность N расстояний перемещения поверхностей в области контакта
[0104]
Здесь далее со ссылкой на чертежи будет описано действие зачистки поверхности фоточувствительного барабана 1 зачищающими участками на поверхности проявочного валика 42. Фиг. 12 является концептуальной схемой, которая иллюстрирует действие зачистки поверхности фоточувствительного барабана 1 зачищающими участками на поверхности проявочного валика 42.
[0105] Как показано на фиг. 12A, поверхность фоточувствительного барабана 1, напротив которой располагается (с которой входит в контакт) единственный зачищающий участок Ki на поверхности проявочного валика 42 во время входа в область контакта между проявочным валиком 42 и фоточувствительным барабаном 1, предположительно представляет собой зачищаемый участок Kpi. В настоящем изобретении проявочный валик 42 и фоточувствительный барабан 1 приводятся во вращательное движение путем обеспечения заданного отношения скоростей перемещения поверхностей (здесь далее называемого отношением окружных скоростей при проявке). В частности, в настоящем варианте осуществления проявочный валик 42 и фоточувствительный барабан 1 приводятся во вращательное движение таким образом, что скорость V2 перемещения поверхности (окружная скорость) проявочного валика 42 выше скорости V1 перемещения поверхности фоточувствительного барабана 1. Следовательно, как показано на фиг. 12B, в момент, когда зачищающий участок Ki выходит из области контакта между проявочным валиком 42 и фоточувствительным барабаном 1, разность N расстояний перемещения поверхностей формируется в области контакта между зачищающим участком Ki и зачищаемым участком Kpi вследствие разности соответствующих скоростей перемещения поверхностей.
[0106] На поверхности фоточувствительного барабана 1 область, соответствующая разности N расстояний перемещения поверхностей в области контакта, становится областью, подвергнутой действию зачистки зачищающими участками на поверхности проявочного валика 42. Разность N расстояний перемещения поверхностей в области контакта представлена нижеприведенным выражением 10.
N=(Vr-100)/100 × Dn... выражение 10
В выражении 10 Vr обозначает % отношения окружных скоростей при проявке (Vr=V2/V1×100), а Dn обозначает ширину поверхности фоточувствительного барабана 1 в окружном направлении (в направлении вращения) в области контакта между проявочным валиком 42 и фоточувствительным барабаном 1. Чем больше разность N расстояний перемещения поверхностей в области контакта, тем шире диапазон зачистки на поверхности фоточувствительного барабана 1 одним зачищающим участком, и в силу этого тем выше эффективность зачистки.
Индекс Kh зачистки
[0107]
В настоящем варианте осуществления индекс Kh зачистки (первый коэффициент Kh) вычисляется по среднему значению T числа зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42 и разности N расстояний перемещения поверхностей в вышеописанной области контакта между проявочным валиком 42 и фоточувствительным барабаном 1. Индекс Kh зачистки представлен нижеприведенным выражением 11.
Kh=T × N=T × (Vr-100)/100 × Dn... выражение 11
Индекс Kh зачистки представляет собой индекс, представленный числом зачищающих участков и диапазоном зачистки в расчете на один зачищающий участок. Чем больше индекс Kh зачистки, тем больше площадь поверхности фоточувствительного барабана 1, подвергнутого действию зачистки в области контакта между проявочным валиком 42 и фоточувствительным барабаном 1, и в силу этого тем выше эффективность зачистки.
[0108] Исследования, проведенные авторами настоящего изобретения, выявили, что индекс Kh зачистки проявочного валика 42 предпочтительно составляет 0,12 или более. Это обусловлено тем, что, как описано выше, чем больше площадь поверхности фоточувствительного барабана 1, подвергнутого действию зачистки в области контакта между проявочным валиком 42 и фоточувствительным барабаном 1, тем выше эффективность зачистки продуктов разряда. Следовательно, в настоящем варианте осуществления индекс Kh зачистки проявочного валика 42 задается на 0,12 или более.
[0109] Кроме того, исследования, проведенные авторами настоящего изобретения, выявили, что среднее значение T числа зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42 более предпочтительно составляет 1,8/ (где  обозначает размер оцениваемого изображения) или более. Это очевидно обусловлено тем, что чем больше число зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42, тем выше частота зачистки продуктов разряда на фоточувствительном барабане 1, и в силу этого тем выше эффективность зачистки.
[0110] Помимо этого, отношение окружных скоростей при проявке более предпочтительно составляет 135% или выше. Это обусловлено тем, что, когда отношение окружных скоростей при проявке является низким, величина слоя тонера 90, который формируется на проявочном валике 42, чтобы получать соответствующую плотность изображений, должна увеличиваться, затрудняя выступание из слоя тонера 90 зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42.
Подробности варианта 6 осуществления и сравнительного примера 6
[0111]
Таблица 6 показывает среднее значение T числа зачищающих участков, отношение Vr окружных скоростей при проявке, разность N скоростей перемещения поверхностей в области контакта, индекс Kh зачистки, контактное давление P барабана, площадь S контакта, давление U участка контакта, модуль A упругости связующей смолы 423a поверхностного слоя, модуль B упругости крупных частиц 423b и модуль R упругости поверхностного слоя 423 по варианту 6 (6-1-6-7) осуществления, который представляет собой настоящий вариант осуществления, и сравнительному примеру 6 (6-1-6-4). Помимо этого, таблица 6 также показывает результаты оценки формирования изображений, фактически выполняемого с использованием технологического картриджа 8 согласно каждому варианту 6 осуществления и каждому сравнительному примеру 6.
[0112] Таблица 6
Конфигурация
Вариант 6-1 осуществления
Вариант 6-2 осуществления
Вариант 6-3 осуществления
Вариант 6-4 осуществления
Вариант 6-5 осуществления
Вариант 6-6 осуществления
Вариант 6-7 осуществления
Сравнительный пример 6-1
Сравнительный пример 6-2
Сравнительный пример 6-3
Сравнительный пример 6-4
Среднее значение числа зачищающих участков (число/)
1,2
1,8
2,6
1,8
1,8
2,6
3,2
0,7
1,2
1,8
3,2
Отношение Vr окружных скоростей при проявке (%)
135
120
111
135
160
135
140
160
120
111
140
Разность N скоростей перемещения поверхностей в области контакта (мм)
0,10
0,07
0,05
0,12
0,21
0,15
0,20
0,14
0,06
0,04
0,21
Индекс Kh зачистки
0,12
0,12
0,12
0,22
0,37
0,40
0,65
0,10
0,07
0,07
0,66
Контактное давление P барабана (Н/м)
2,6
3,4
5,3
3,4
3,4
5,3
7,7
2,0
2,6
3,4
7,7
Площадь S контакта (10<sup>-3</sup> мм<sup>2</sup>)
0,8
1,0
1,3
1,0
1,0
1,3
1,7
0,6
0,8
1,0
5,0
Давление U участка контакта (Н/мм<sup>2</sup>)
8,9
8,9
8,9
8,9
8,9
8,9
8,9
8,9
8,9
8,9
3,0
Модуль A упругости связующей смолы поверхностного слоя (МПа)
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
Модуль B упругости крупной частицы (МПа)
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
10
Модуль R упругости поверхностного слоя (МПа)
94
94
94
94
94
94
94
94
94
94
11
Результат оценки размытости изображения
○Δ
○Δ
○Δ
○
○
○
○
Δ
Δ
Δ
×
Варианты 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, 6-5, 6-6, 6-7 осуществления
[0113]
2
В каждом из вариантов 6-1 - 6-7 осуществления использован проявочный валик 42, модуль R упругости поверхностного слоя 423 которого составлял 94 МПа. Помимо этого, контактное давление P барабана в каждом варианте осуществления регулируется так, чтобы достигать давления U участка контакта 8,9 Н/мм. В частности, толщина межвального регулирующего элемента 45 согласно каждому варианту осуществления варьируется и регулируется так, чтобы достигать заданного уровня проникновения d. Помимо этого, в каждом из вариантов 6-1 - 6-7 осуществления обеспечивали различные условия, такие как среднее значение T числа зачищающих участков и отношение Vr окружных скоростей при проявке, в результате чего индекс Kh зачистки проявочного валика 42 составляет 0,12 или более.
[0114] В частности, в вариантах 6-1 - 6-3 осуществления обеспечивали различные условия, такие как среднее значение T числа зачищающих участков и отношение Vr окружных скоростей при проявке, так, чтобы достигать индекса Kh зачистки проявочного валика 42 0,12 или более. В вариантах 6-4 - 6-7 осуществления использован проявочный валик 42, в котором среднее значение T числа зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42 составляет 1,8/ или более. Кроме того, в вариантах 6-4 - 6-7 осуществления отношение Vr окружных скоростей при проявке задается на 135% или выше. Каждый проявочный валик 42, используемый в настоящем варианте осуществления, изготавливали путем регулирования используемого количества крупных частиц 423b относительно связующей смолы 423a поверхностного слоя. В качестве крупных частиц 423b могут использоваться такие частицы, как уретановые частицы, полистироловые частицы и акриловые частицы, примерно проиллюстрированные в вариантах 3 - 5 осуществления.
Сравнительные примеры 6-1, 6-2, 6-3, 6-4
[0115]
2
В каждом из сравнительных примеров 6-1-6-3 использован проявочный валик 42, модуль R упругости поверхностного слоя 423 которого составлял 94 МПа, аналогично варианту 6 (6-1 - 6-7) осуществления. Помимо этого, контактное давление P барабана регулируется так, чтобы достигать давления U участка контакта 8,9 Н/мм. В частности, толщина межвального регулирующего элемента 45 согласно каждому сравнительному примеру варьируется и регулируется так, чтобы достигать заданного уровня проникновения d.
Помимо этого, в каждом из сравнительных примеров 6-1 - 6-3 обеспечивали различные условия, такие как среднее значение T числа зачищающих участков и отношение Vr окружных скоростей при проявке, так, чтобы достигать индекса Kh зачистки проявочного валика 42 менее 0,12.
2
[0116] С другой стороны, в сравнительном примере 6-4 использован проявочный валик 42, модуль R упругости поверхностного слоя 423 которого менее 50 МПа. Помимо этого, давление U участка контакта регулировали на ниже 5,8 Н/мм. Однако, в сравнительном примере 6-4 обеспечивали различные условия, такие как среднее значение T числа зачищающих участков и отношение Vr окружных скоростей при проявке, так, чтобы достигать индекса Kh зачистки проявочного валика 42 0,12 или более.
Способ оценки
[0117]
Чтобы подтвердить эффект настоящего варианта осуществления, выполняли оценку размытости изображения, аналогичную оценке по варианту 1 осуществления. Однако, при оценке согласно настоящему варианту осуществления смазанные символы на выходном изображении во время печати изображений с символами и разделение на линии на выходном изображении в ходе печати изображения с 2 точками и 3 пробелами (в частности, изображении, в котором повторно выполняются печать 2 строк точек и последующее отсутствие печати 3 строк точек) определяли и оценивали визуально согласно следующим критериям. Определение × выполняли, когда формировалось существенное количество смазанных символов, что приводило к проблеме при практическом применении, определение Δ выполняли, когда формировалось небольшое количество смазанных символов, но не возникала проблема при практическом применении, определение ○ выполняли, когда присутствовало разделение на линии, но смазанные символы не формировались и не возникала проблема при практическом применении, и определение ○Δ выполняли, когда не формировались ни разделение на линии, ни смазанные символы. Следует отметить, что оценку размытости изображения верифицировали после выполнения испытания на основе прохождения бумаги в 4000 листов относительно как вариантов осуществления, так и сравнительных примеров в окружении с температурой 30ºC и относительной влажностью 80% в нетронутом состоянии, в котором бумага не проходит в течение 12 часов или дольше.
Сравнение между вариантом 6 осуществления и сравнительным примером 6
[0118]
2
В результатах оценок вариантов 6-1 - 6-7 осуществления и сравнительных примеров 6-1 - 6-3, показанных в таблице 6, когда давление U участка контакта составляет 5,8 Н/мм или выше, сравнение между состояниями, в которых давление U участка контакта задается в той или иной степени идентичным, выявляет тренд в том, что, чем больше индекс Kh зачистки проявочного валика 42, тем менее легко формируется размытость изображения. Это обусловлено тем, что, чем больше площадь поверхности фоточувствительного барабана 1, подвергнутого действию зачистки в области контакта между проявочным валиком 42 и фоточувствительным барабаном 1, тем выше эффективность зачистки продуктов разряда.
[0119] Следовательно, как показано в таблице 6, чтобы дополнительно повысить эффект подавления размытости изображения, индекс Kh зачистки проявочного валика 42 предпочтительно составляет 0,12 или выше, аналогично вариантам 6-1 - 6-7 осуществления. Помимо этого, в результатах оценок вариантов 6-1 и 6-4 осуществления, сравнение между условиями, в которых отношение Vr окружных скоростей при проявке является в той или иной степени идентичным, выявляет то, что, чем больше среднее значение T числа зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42, тем больше подавление формирования размытости изображения. Это очевидно обусловлено тем, что чем больше число зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42, тем выше частота зачистки продуктов разряда на фоточувствительном барабане 1, и в силу этого тем выше эффективность зачистки. Следовательно, как показано в таблице 6, чтобы дополнительно повысить эффект подавления размытости изображения, предпочтительно, чтобы среднее значение T числа зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42 составляло 1,8/ или более (среднее число T во второй области для оценки составляет 1,8 или более).
[0120] Помимо этого, в результатах оценок вариантов 6-2 и 6-4 осуществления сравнение между условиями, в которых среднее значение T числа зачищающих участков на поверхности проявочного валика 42 является в той или иной степени идентичным, выявляет то, что, чем больше отношение Vr окружных скоростей при проявке, тем больше подавление формирования размытости изображения. Это обусловлено тем, что, чем больше отношение Vr окружных скоростей при проявке, тем больше разность N расстояний перемещения поверхностей в области контакта, тем шире диапазон зачистки на поверхности фоточувствительного барабана 1 одним зачищающим участком, и в силу этого тем выше эффект зачистки. Следовательно, как показано в таблице 6, чтобы дополнительно повысить эффект подавления размытости изображения, отношение Vr окружных скоростей при проявке предпочтительно составляет 135% или выше.
2
[0121] С другой стороны, в сравнительном примере 6-4 вследствие размытости изображений формировалось существенное количество размытых символов и возникала проблема при практическом применении. Это очевидно обусловлено тем, что давление U участка контакта ниже 5,8 Н/мм. В частности, когда давление U участка контакта является низким, и эффект зачистки поверхности фоточувствительного барабана 1 зачищающими участками является небольшим, расширение диапазона зачистки не имеет большого значения. Как описано выше, конфигурация согласно настоящему варианту осуществления обеспечивает возможность дополнительного подавления формирования размытости изображения за счет простой конфигурации.
Вариант 7 осуществления
[0122]
Здесь далее будет описан вариант 7 осуществления. Базовая конфигурация и операции устройства 100 формирования изображений аналогичны базовой конфигурации и операциям по первому варианту осуществления. Следовательно, элементы, имеющие функции или конфигурации, которые идентичны или сравнимы с устройством 100 формирования изображений согласно первому варианту осуществления, обозначены идентичными ссылочными позициями и их подробное описание пропускается.
[0123] Вышеописанный вариант 1 осуществления имеет такую конфигурацию, в которой участок 423e частицы проявочного валика 42 зачищает продукты разряда на поверхности фоточувствительного барабана 1 и подавляет формирование размытости изображения. Однако, когда интервалы участков 423e частиц поверхностного слоя проявочного валика расширяются для повышения эффективности зачистки продуктов разряда на участках 423e частиц, на слой тонера 90, сформированный в областях между множеством участков 423e частиц, воздействует регулирующее усилие, создаваемое регулирующим лезвием 44, и легче формируются варьирования плотности тонера (разности в переносимом количестве тонера формируются между вышеописанными областями). Помимо этого, в зависимости от компоновки регулирующего лезвия 44, как показано на фиг. 13A, регулирующее лезвие 44 может проникать в пространства между участками 423e частиц поверхностного слоя проявочного валика 42, регулируя тонер 90, и на проявочном валике 42 могут локально формироваться варьирования плотности тонера. Когда имеются варьирования плотности тонера на проявочном валике, в сплошном изображении может появляться шероховатость. Когда на проявочный валик 42 смотрят в направлении сечения, такие варьирования плотности тонера легче и заметно формируются, когда кончик регулирующего лезвия 44 проникает через сторону слоя основания проявочного валика 42 за пределы виртуальной линии 46, соединяющей вершины смежных участков 423e частиц.
[0124] С учетом этого, в настоящем варианте осуществления, как показано на фиг. 13B, путем обеспечения неровностей между (здесь далее называется "морским участком 423o") множеством участков 423e частиц поверхностного слоя проявочного валика и задания шероховатости этого участка на размер, достаточный для удержания тонера, даже когда регулирующее лезвие 44 проникает между участками 423e частиц, подавляется формирование шероховатости, которая обуславливается варьированиями плотности тонера на проявочном валике 42. Чтобы задавать максимальную высоту шероховатости морского участка 423o ниже участка 423e частицы на поверхностном слое проявочного валика и поддерживать способность к зачистке продуктов разряда участком 423e частицы, средний по объему диаметр частиц для крупных частиц 423b, используемых на участках 423e частиц, задается выше среднего по объему диаметра частиц придающей шероховатость частицы 423f небольшого диаметра, используемой на морском участке 423o. В настоящем варианте осуществления частицы со средним по объему диаметром частиц 20 мкм используются в качестве крупных частиц 423b, а частицы со средним по объему диаметром частиц 7 мкм используются в качестве небольших придающих шероховатость частиц 423f. В качестве материалов крупных частиц 423b и небольших придающих шероховатость частиц 423f могут использоваться такие частицы, как уретановые частицы, полистироловые частицы и акриловые частицы, примерно проиллюстрированные в вариантах 3 - 5 осуществления.
[0125] Хотя может быть предусмотрено три или более типов придающих шероховатость частиц с различными средними по объему диаметрами частиц или один тип придающей шероховатость частицы с большим средним по объему диаметром частиц, два типа придающих шероховатость частиц предпочтительно используются для того, чтобы удовлетворять как эффективность относительно предотвращения размытости изображения, так и характеристике подавления снижения шероховатости.
[0126] Кроме того, желательна конфигурация, в которой кончик (край) регулирующего лезвия 44, которое представляет собой регулирующий элемент, размещается так, чтобы проникать в область между двумя смежными крупными частицами 423b. В частности, более желательна конфигурация, в которой кончик регулирующего лезвия 44 размещается так, чтобы проникать в сторону проявочного валика 42 за пределами касательной линии, соединяющей вершины двух крупных частиц 423b (со ссылкой на фиг. 13). За счет этого, путем вхождения в контакт вершины участка 423e частицы с фоточувствительным барабаном 1, может улучшаться способность к зачистке продуктов разряда.
Профиль поверхности проявочного валика
[0127]
В настоящем варианте осуществления проявочный валик 42, который удовлетворяет как эффективности подавления размытости изображения, так и эффективности подавления шероховатости, задается параметром RSm средней длины элемента, который представляет интервалы (расположения) участков 423e частиц поверхностного слоя проявочного валика, и шероховатостью Sk сердцевины, которая представляет шероховатость морского участка 423o поверхностного слоя проявочного валика. Теперь будет приведено подробное описание.
[0128] Чтобы подавлять размытость изображения, давление U участка контакта поверхностного слоя проявочного валика 42 должно увеличиваться. Один способ увеличения давления U участка контакта заключается в уменьшении числа участков 423e частиц. Следовательно, эффективность подавления размытости изображения повышается, когда интервал RSm участков 423e частиц является большим. С другой стороны, когда регулирующее лезвие 44 проникает между участками 423e частиц, создается регулирующее усилие слоя тонера. В этот момент, когда удерживающее тонер усилие морского участка 423o является недостаточным, создается варьирование плотности тонера. Поскольку регулирующее усилие действует в качестве усилия в горизонтальном направлении на фиг. 13, один способ увеличения удерживающего тонер усилия, заключается в обеспечении морского участка 423o с неровностями. Соответственно, даже когда действует регулирующее усилие в горизонтальном направлении на схеме, тонер может удерживаться за счет неровностей на морском участке 423o и формирование варьирования плотности тонера может подавляться.
[0129] Когда интервал RSm участков 423e частиц является большим, регулирующее лезвие 44 легче приближается к стороне слоя основания проявочного валика между множеством участков 423e частиц, и поскольку создается более сильное регулирующее усилие, шероховатость Sk сердцевины, которая представляет шероховатость морского участка 423o, может задаваться большей, когда интервал RSm участков 423e частиц поверхностного слоя увеличивается. Однако, хотя шероховатость Sk сердцевины, которая представляет шероховатость морского участка 423o, увеличивается по мере того, как увеличивается количество придающих шероховатость частиц 423f небольшого диаметра, когда Sk становится слишком большим, тонер мене легко заменяется с использованием валика 43 подачи тонера. В настоящем варианте осуществления проблемы возникают, когда Sk равен или выше среднего по объему диаметра частиц 7 мкм тонера. Аналогичным образом, когда количество придающих шероховатость частиц 423f небольшого диаметра увеличивается, поскольку высота морского участка 423o увеличивается, и морской участок 423o в итоге входит в контакт с фоточувствительным барабаном 1, аналогично участку 423e частицы, который отвечает за удаление продуктов разряда, давление U участка контакта падает, и эффективность подавления размытости изображения снижается.
Способ измерения профиля поверхности
[0130]
2
Будут описаны способ измерения профиля поверхности проявочного валика 42 и интервала RSm участков 423e частиц. Для измерения профиля поверхности проявочного валика в микроскопе VK-X200, изготовленном компанией KEYENCE CORPORATION, устанавливается линза объектива с увеличением в 20 раз, задавая угол обзора 707 × 530 (мкм). Заданная область поверхности проявочного валика 42, которая может наблюдаться с этим углом обзора, соответствует первой области для оценки согласно настоящему изобретению. Проявочный валик 42 размещали так, чтобы совмещать длинную сторону 707 мкм с продольным направлением проявочного валика 42 и короткую сторону 530 мкм с окружным направлением проявочного валика 42. Поверхность проявочного валика 42 задавали на яркость 50, и измерение выполняли в режиме измерения профиля.
[0131] Полученные данные обрабатывали согласно следующей процедуры с использованием приложения для анализа множественных файлов, также изготовленного компанией KEYENCE CORPORATION.
[0132] Сначала выполняли процесс выравнивания поверхности проявочного валика 42. Его выполняли для преобразования проявочного валика 42 с приблизительно цилиндрической формой в плоскую форму и для анализа. Затем интервал RSm участков 423e частиц проявочного валика 42 получали путем следующей операции. Для измерения RSm используется функция, встроенная в вышеописанное приложение. После задания длины отсечки на 0,8 мм для удаления длинноволновых составляющих волнистости с использованием нескольких функция шероховатости поверхности, RSm измеряли на 20 линиях при совмещении линии измерения в продольном направлении проявочного валика. Средние значений измерения по 20 линиям принимали в качестве интервала RSm участков 423e частиц по настоящему варианту осуществления и сравнительным примерам.
[0133] Теперь будет описана значимость значения измерения RSm. Способ измерения RSm задается в документе "Surface Roughness JIS B 0601". Ниже будет предоставлены основные принципы. Как показано на фиг. 14, средняя длина (RSm) элемента представляет среднее периодов шероховатости кривой шероховатости. Средняя длина (RSm) элемента указывает среднее значение одного периода из пика и впадины, которые составляют шероховатость относительно опорной линии кривой шероховатости. Однако, пики и впадины с высотами, равными или меньшими 10% от максимальной высоты, или длинами, равными или меньшими 1% от секции вычисления, распознаются в качестве части предыдущего или следующего пика и впадины. В поверхностном слое 423 проявочного валика 42, используемого в настоящем варианте осуществления, поскольку высота участка 423e частицы выше высоты морского участка 423o, неровности морского участка 423o зачастую равны или менее 10% от максимальной высоты. Следовательно, RSm вычисляется вокруг значения измерения высоты участка 423e частицы. По этой причине значение измерения RSm очевидно представляет интервал участков 423e частиц.
[0134] Далее будут описаны способы измерения профиля поверхности проявочного валика 42, шероховатости морского участка 423o и разности Sk уровней сердцевины. Поскольку способ измерения с использованием микроскопа идентичен способу измерения интервала RSm участков 423e частиц, описание будет пропущено.
[0135] Полученные данные обрабатывали согласно следующей процедуре с использованием приложения для анализа множественных файлов, также изготовленного компанией KEYENCE CORPORATION.
[0136] Сначала выполняли процесс выравнивания поверхности проявочного валика 42. Его выполняли для преобразования проявочного валика 42 с приблизительно цилиндрической формой в плоскую форму. Затем получали разность Sk уровней сердцевины, которая представляет шероховатость морского участка 423o проявочного валика 42, следующей операцией. Для измерения Sk использовали функцию, встроенную в вышеописанное приложение. Чтобы извлечь высоту морского участка 423o из профиля поверхности проявочного валика 42, применяли фильтр верхних частот (здесь далее описываемый как HPF при необходимости) с длиной отсечки 25 мкм. Затем, с использованием функции измерения шероховатости поверхности, разность Sk уровней сердцевины измеряли с полной областью поля обзора для измерений в качестве области объекта (первой области для оценки). Поскольку разность Sk уровней сердцевины измеряли на основе высоты морского участка 423o, извлеченной с помощью процесса вычисления данных с использованием фильтра верхних частот, значение Sk измерения принимали в качестве шероховатости морского участка 423o.
[0137] Теперь будет описана значимость значения Sk измерения. Способ измерения разности Sk уровней сердцевины поверхности задается в "ISO 25178: Geometric Product Specifications". Ниже будут предоставлены основные принципы. Как показано на фиг. 15, последовательное накопленное значение измерения каждой измеренной высоты поверхности от наибольшего (самая верхняя поверхность) до наименьшего (дно формы поверхности) называется "кривой опорной поверхности (BAC)". Абсцисса кривой опорной поверхности представляет от 0 до 100%, а ордината представляет высоту, при этом 0%-я позиция является максимальной высотой, а 100%-я позиция является минимальной высотой. Способ измерения разности Sk уровней сердцевины включает задание разности уровней абсциссы на 40% (гарантируя, что включены 40% вероятности высоты поверхности) относительно кривой опорной поверхности и получение линии наименьших квадратов относительно кривой опорной поверхности при 40%-й разности уровней. Линия наименьших квадратов, которая минимизирует градиент, экстраполируется, и разность в значениях линии между коэффициентами переноса в 0% и 100% называется разностью Sk уровней сердцевины.
[0138] Следует отметить, что на кривой опорной поверхности участок около максимальной высоты называется выступающим участком, а участок около минимальной высоты называется участком впадины. Пространство между выступающим участком и участком впадины представляет собой участок шероховатости сердцевины. Поскольку разность Sk уровней сердцевины с меньшей вероятностью должна затрагиваться царапинами и прилипающими объектами поверхности, разность Sk уровней сердцевины является предпочтительной в качестве индекса, представляющего способность к удержанию тонера.
Подробности варианта 7 осуществления и сравнительного примера 7
[0139]
Таблица 7 показывает площадь S контакта, давление U участка контакта, интервал RSm участков 423e частиц и разность Sk уровней сердцевины для шероховатости поверхности после фильтра верхних частот шероховатости, которая представляет собой шероховатость морского участка 423o по варианту 7 (7-1 - 7-10) осуществления, который представляет собой настоящий вариант осуществления, и сравнительному примеру 7 (7-1 - 7-3). Помимо этого, таблица 7 также показывает результаты оценки формирования изображения, фактически выполняемого с использованием технологического картриджа 8 согласно каждому варианту осуществления и каждому сравнительному примеру. Следует отметить, что в каждом варианте 7 осуществления и каждом сравнительном примере 7 обычно принимают контактное давление P барабана 7,7 Н/м, модуль A упругости связующей смолы 423a поверхностного слоя 50 МПа, модуль упругости крупных частиц 423b 200 МПа и модуль упругости поверхностного слоя 423 167 МПа.
[0140] Таблица 7
Конфигурация
Вариант 7-1 осуществления
Вариант 7-2 осуществления
Вариант 7-3 осуществления
Вариант 7-4 осуществления
Вариант 7-5 осуществления
Вариант 7-6 осуществления
Вариант 7-7 осуществления
Вариант 7-8 осуществления
Вариант 7-9 осуществления
Вариант 7-10 осуществления
Сравнительный пример 7-1
Сравнительный пример 7-2
Сравнительный пример 7-3
Площадь S контакта (10<sup>-3</sup> мм<sup>2</sup>)
1,0
1,2
1,2
1,6
1,7
2,5
1,0
1,2
1,2
1,7
1,0
2,5
3,0
Давление U участка контакта (Н/мм<sup>2</sup>)
28,8
12,1
12,7
9,2
9,0
6,0
27,4
13,0
12,6
9,0
14,8
5,9
5,1
Период RSm шероховатости (мкм)
102
77
81
62
61
52
97
83
80
61
98
51
39
Высота Sk сердцевины с шероховатостью поверхности (мкм)
1,82
2,42
1,76
1,78
1,44
1,01
1,39
1,42
1,03
0,95
0,62
0,64
1,83
Результат оценки размытости изображения
○
○
○
○
○
Δ
○
○
○
○
○
Δ
×
Результат оценки качества изображения, сплошное черное
○
○
○
○
○
○
Δ
○
Δ
Δ
×
×
○
Варианты 7-1, 7-2, 7-3,..., 7-10 осуществления
[0141]
2
В каждом из вариантов 7-1 - 7-10 осуществления давление участка контакта задается на 5,8 Н/мм или выше, так что продукты разряда на фоточувствительном барабане 1 могут легко зачищаться. Модули упругости используемых связующей смолы 423a поверхностного слоя и крупных частиц 423b использовали как в варианте 1-2 осуществления, чтобы задавать высокий модуль упругости поверхностного слоя 167 МПа или выше. Помимо этого, чтобы добавить способность к удержанию тонера на морском участке 423o, в поверхностном слое 423 использовали комбинацию крупных частиц 423b и придающих шероховатость частиц 423f небольшого диаметра. Интервал участков 423e частиц задавали в диапазоне примерно от 40 мкм до RSm 100 мкм, и Sk после HPF, представляющий шероховатость морского участка, составлял 0,95 мкм - 2,42 мкм. Смешиваемые количества крупных частиц 423b и придающих шероховатость частиц 423f небольшого диаметра регулировали, чтобы получать такие характеристики поверхностного слоя 423.
Сравнительные примеры 7-1, 7-2, 7-3
[0142]
Теперь будет описан поверхностный слой 423 проявочного валика 42 согласно сравнительным примерам 7-1 - 7-3. Поскольку конфигурация проявочного валика 42 за исключением поверхностного слоя 423 является в той или иной степени идентичной конфигурации по варианту 7 осуществления, ее описание ниже будет пропущено. Как показано в таблице 7, в сравнительных примерах 7-1 - 7-3, хотя интервал участков 423e частиц составляет в диапазоне от 40 до 100 мкм, аналогично вариантам 7-1 - 7-10 осуществления, Sk после HPF уменьшалось за счет либо неиспользования придающих шероховатость частиц 423f небольшого диаметра, либо уменьшения смешиваемого количества придающих шероховатость частиц 423f небольшого диаметра относительно вариантов 7-1 - 7-10 осуществления. Смешиваемые количества крупных частиц 423b и придающих шероховатость частиц 423f небольшого диаметра регулировали, чтобы получать такие характеристики поверхностного слоя 423.
Способ оценки
[0143]
2
Теперь будет описан способ оценки нечеткости изображения, который представляет собой эффект настоящего варианта осуществления. Позицию регулирующего лезвия 44 относительно проявочного валика 42 регулировали таким образом, что количество тонера на проявочном валике 42 после прохождения регулирующего лезвия 44 составляло в диапазоне от 0,3 до 0,33 мг/см, и после выполнения испытания на основе прохождения бумаги в 4000 листов в каждом варианте осуществления и в каждом сравнительном примере сплошное черное изображение выводили в нетронутом состоянии, когда никакой бумаги не проходило в течение 12 часов или дольше. Визуально оценивали шероховатость выходного сплошного черного изображения и выполняли определение ○, когда отсутствовали проблемы, выполняли определение Δ, когда имелась небольшая шероховатость, и выполняли определение ×, когда имелась значительная шероховатость.
Сравнение между вариантом 7 осуществления и сравнительным примером 7
[0144]
По таблице 7 относительно варианта 7-1 осуществления, варианта 7-7 осуществления и сравнительного примера 7-1, для которых значение RSm приблизительно 100 мкм было в той или иной степени идентичным, шероховатость не наблюдалась в варианте 7-1 осуществления, для которого Sk после HPF составляло 1,82 мкм, шероховатость наблюдалась, но не вызывала проблемы при практическом применении в варианте 7-7 осуществления, для которого Sk после HPF составляло 1,39 мкм, но шероховатость наблюдалась в сравнительном примере 7-1, для которого Sk после HPF составляло 0,62 мкм.
[0145] Помимо этого, при RSm приблизительно 50 мкм, никакой шероховатости не наблюдалось в варианте 7-6 осуществления, для которого Sk после HPF составляло 1,01 мкм, но шероховатость наблюдалась в сравнительном примере 7-2, для которого Sk после HPF составляло 0,62 мкм. Кроме того, как совместно показано в вариантах 7-2 - 7-5 осуществления и в вариантах 7-8 - 7-10 осуществления, при RSm в диапазоне примерно от 60 мкм до 80 мкм, чем больше интервал RSm участков 423e частиц, тем больше значение Sk после HPF, которое представляет шероховатость участка небольшой частицы, что означает то, что меньшая шероховатость является видимой.
[0146] Чтобы удовлетворять как размытости изображения, так и шероховатости, как интервал RSm участков 423e частиц, так и Sk после HPF для шероховатости морского участка 423o предпочтительно являются большими, и размытость изображения и шероховатость удовлетворяются без вызывания проблемы при практическом применении, когда интервал RSm участков 423e частиц составляет 50 мкм или более, а Sk после HPF для шероховатости морского участка 423o составляет 0,95 мкм или более. В частности, чтобы удовлетворять как размытости изображения, так и шероховатости на предпочтительных уровнях, RSm предпочтительно составляет 60 мкм или более, а Sk после HPF предпочтительно составляет 1,4 мкм или более. Следует отметить, что, когда RSm составляло 40 мкм или менее, как показано в сравнительном примере 7-3, создавалась размытость изображения вследствие более узкого интервала участков контактов и увеличения размера площади S контакта.
Функциональный эффект
[0147]
Направление, в котором интервал RSm участков 423e частиц поверхностного слоя проявочного валика расширяется, представляет собой направление, в котором размытость изображения дополнительно подавляется путем увеличения давления U участка контакта. Это очевидно обусловлено тем, что когда интервал RSm участков 423e частиц увеличивается, регулирующее усилие легче воздействует на тонер на стороне поверхностного слоя проявочного валика через тонер рядом с регулирующим лезвием 44. Кроме того, чем шире интервал RSm участков 423e частиц, тем легче регулирующее лезвие 44 проникает между участками 423e частиц, за счет этого увеличивая усилие зачистки слоя тонера с поверхности проявочного валика и вызывая более легкое формирование варьирования плотности тонера.
[0148] Когда имеются неровности, способные удерживать тонер на морском участке 423o поверхностного слоя проявочного валика, тонер может легче удерживаться за счет неровностей, даже когда действует регулирующее усилие, и шероховатость, обуславливаемая варьированием плотности тонера, формируется мене легко. Относительно тонера со средним по объему диаметром частиц 7 мкм, удерживающее тонер усилие морского участка 423o демонстрируется в диапазоне Sk после HPF для шероховатости морского участка 423o 0,95 мкм или более. Когда RSm является большим, за счет дополнительного увеличения Sk после HPF и увеличения удерживающего тонер усилия тонер может удерживаться, а формирование шероховатости может подавляться.
[0149] Шероховатость иногда формируется при использовании проявочного валика, оснащенного функцией подавления формирования размытости изображения. За счет конфигурации согласно настоящему варианту осуществления может подавляться формирование шероховатости при одновременном подавлении формирования размытости изображения при простой конфигурации без снижения удобства пользователя.
[0150] Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на примерные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми примерными вариантами осуществления. Объем прилагаемой формулы изобретения должен соответствовать самой широкой интерпретации с тем, чтобы охватывать все такие модификации и эквивалентные конструкции и функции.