(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-30
(45)【発行日】2023-11-08
(54)【発明の名称】帯電装置、画像形成ユニット及び画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/02 20060101AFI20231031BHJP
F16C 13/00 20060101ALI20231031BHJP
【ＦＩ】
G03G15/02 101
F16C13/00 B
F16C13/00 A
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019233417
(22)【出願日】2019-12-24
(65)【公開番号】P2021103200
(43)【公開日】2021-07-15
【審査請求日】2022-08-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000000295
【氏名又は名称】沖電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100174104
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 康一
(72)【発明者】
【氏名】三浦 孝大
【審査官】市川 勝
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１８４７３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０５６１０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１３４１９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１２２９１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２０７９６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１９７１６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１１２７０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３０１０９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０８７８４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｇ １５／０２
Ｆ１６Ｃ １３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
静電潜像を表面に担持する像担持体の前記表面と接触して回転しながら当該表面を帯電させる帯電部材を備え、前記帯電部材の表面における、尖り度Ｓｋｕ（ＩＳＯ ２５１７８で規定）が２．３０以上、５．０２以下であり、且つ、前記帯電部材の表面と前記像担持体の表面との接触部分における前記帯電部材の軸方向の長さを評価長さＬ、当該評価長さＬから切り出した一定の長さを基準長さｌとして、前記帯電部材の表面における、当該基準長さｌ内での、前記帯電部材の軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１－１９９４で規定）が０．１７ｍｍ以上、前記基準長さｌ以下である
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項2】
前記基準長さｌが４４．８３ｍｍであり、前記評価長さＬが前記基準長さｌの５倍であることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項3】
前記帯電部材の表面における、前記尖り度Ｓｋｕが２．３０以上、３．６１以下であり、且つ前記凹凸の平均間隔Ｓｍが０．２５ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項4】
前記帯電部材の表面における、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑ（ＩＳＯ ２５１７８で規定）が８．１５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項5】
前記帯電部材は、帯電ローラであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項6】
請求項１～５のいずれかに記載の帯電装置を備えることを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項7】
請求項６に記載の画像形成ユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、帯電装置、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものであり、例えば、帯電装置を備えた画像形成ユニットを有する電子写真方式を用いた画像形成装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【0002】
プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機などの電子写真方式を用いた画像形成装置では、均一に帯電された感光ドラムの表面を露光装置で露光することにより感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像することにより感光ドラムの表面にトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体に転写するようになっている。
【0003】
この種の画像形成装置では、感光ドラムの表面を均一に帯電する為の帯電部材として、帯電ローラが感光ドラムの表面に接触することで感光ドラムの表面を帯電させる接触帯電方式のものが多く用いられている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１５－０９０４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、接触帯電方式では、帯電ローラの表面の粗さなどにより帯電ローラの軸方向に帯電電位のムラが発生し易く、このことが、感光ドラムの表面に帯電電位のムラが発生し易くなる要因となっていた。つまり、従来の技術では、感光ドラムの表面に帯電電位のムラが発生し易く、この為、用紙の非印字部（白地となるべき部分）にトナーがのる所謂カブリが発生し易いという問題を有していた。
【0006】
本発明は以上の点を考慮したものであり、カブリを抑制し得る帯電装置、画像形成ユニット及び画像形成装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、静電潜像を表面に担持する像担持体の前記表面と接触して回転しながら当該表面を帯電させる帯電部材を備え、前記帯電部材の表面における、尖り度Ｓｋｕ（ＩＳＯ ２５１７８で規定）が２．３０以上、５．０２以下であり、且つ、前記帯電部材の表面と前記像担持体の表面との接触部分における前記帯電部材の軸方向の長さを評価長さＬ、当該評価長さＬから切り出した一定の長さを基準長さｌとして、前記帯電部材の表面における、当該基準長さｌ内での、前記帯電部材の軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１－１９９４で規定）が０．１７ｍｍ以上、基準長さｌ以下であるとした。
【0008】
こうすることで、帯電部材の表面と像担持体の表面との距離のバラツキが小さくなり、像担持体の表面に帯電電位のムラが発生し難くなる。
【発明の効果】
【0009】
本発明は、カブリを抑制し得る帯電装置、画像形成ユニット及び画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】画像形成装置の印刷機構を示す側断面図である。
【図2】帯電部の構成を示す拡大図である。
【図3】画像形成装置の制御機構を示すブロック図である。
【図4】尖り度Ｓｋｕの定義を模式的に示すグラフである。
【図5】評価長さＬ、基準長さｌ、及び凹凸の平均間隔Ｓｍの定義を模式的に示す図である。
【図6】二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑの定義を模式的に示す図である。
【図7】試料１～１１について測定した、尖り度Ｓｋｕ、凹凸の平均間隔Ｓｍ、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑ、カブリの評価値ΔＥと、評価結果とを示す表である。
【図8】感光ドラムの表面の所定領域と、所定領域に張り付けるメンディングテープとを示す図である。
【図9】トナーが付着していない基準テープと、トナーが付着したメンディングテープを張り付けた白紙を示す図である。
【図10】尖り度Ｓｋｕと、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲を示すグラフである。
【図11】帯電ローラの表面形状と、尖り度Ｓｋｕ及び凹凸の平均間隔Ｓｍとの関係を示す図である。
【図12】凹凸の平均間隔Ｓｍを基準長さｌとした場合の帯電ローラの表面形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、発明を実施するための形態（以下、これを実施の形態と呼ぶ）について、図面を用いて詳細に説明する。
【0012】
［１．画像形成装置の印刷機構］
図１に、画像形成装置１の印刷機構を示す。尚、図１は、画像形成装置１の印刷機構を示す側断面図となっている。図１に示す画像形成装置１は、用紙やフィルムなどの媒体Ｐに対し、電子写真方式を用いてカラー画像を形成するプリンタである。尚、ここでは、図中右側を画像形成装置１の前側、図中左側を後側として、画像形成装置１の前側から後側への方向を後方向、後側から前側への方向を前方向、画像形成装置１の下側から上側への方向を上方向、上側から下側への方向を下方向、画像形成装置１の図中手前側から奥側への方向を右方向、図中奥側から手前側への方向を左方向とする。
図１に、画像形成装置１の印刷機構を示す。尚、図１は、画像形成装置１の印刷機構を示す側断面図となっている。図１に示す画像形成装置１は、用紙やフィルムなどの媒体Ｐに対し、電子写真方式を用いてカラー画像を形成するプリンタである。尚、ここでは、図中右側を画像形成装置１の前側、図中左側を後側として、画像形成装置１の前側から後側への方向を後方向、後側から前側への方向を前方向、画像形成装置１の下側から上側への方向を上方向、上側から下側への方向を下方向、画像形成装置１の図中手前側から奥側への方向を右方向、図中奥側から手前側への方向を左方向とする。
【0013】
この画像形成装置１は、内部に、媒体Ｐの通り道となる搬送路Ｒが設けられ、さらにこの搬送路Ｒに沿って、媒体供給部２と、搬送部３と、画像形成部４と、転写部５と、定着部６とが設けられている。
【0014】
媒体供給部２は、図中矢印Ａｒ１で示す媒体Ｐの搬送方向（以下、これを媒体搬送方向と呼ぶ）の最上流に位置していて、カセット（給紙トレイ）２１と、ホッピングローラ（給紙ローラ）２２とを有している。カセット２１は、媒体Ｐを積層した状態で収納する部材であり、例えば、画像形成装置１の下部に着脱自在に装着されている。ホッピングローラ２２は、カセット２１に収納されている媒体Ｐを１番上から順に１枚ずつ分離して搬送路Ｒへと繰り出す部材である。
【0015】
搬送部３は、媒体供給部２よりも媒体搬送方向下流に位置していて、搬送路Ｒを挟んで対向配置された２つの搬送ローラで構成される搬送ローラ対３１（３１Ａ、３１Ｂ）を有している。具体的には、搬送部３は、媒体搬送方向の上流側（つまり媒体供給部２に近い側）に位置する搬送ローラ対３１Ａと、媒体搬送方向の下流側（つまり媒体供給部２から遠い側）に位置する搬送ローラ対３１Ｂとを有している。搬送ローラ対３１（３１Ａ、３１Ｂ）は、媒体供給部２によって搬送路Ｒへと繰り出された媒体Ｐを、２つの搬送ローラの間に挟持して搬送するとともに、媒体Ｐの斜行を修正する部材である。
【0016】
画像形成部４と転写部５は、搬送部３よりも媒体搬送方向下流に位置していて、搬送路Ｒを挟んで上側に画像形成部４、下側に転写部５となる位置関係で対向配置されている。尚、画像形成部４及び転写部５は、本発明による画像形成ユニットの具体例である。
【0017】
画像形成部４は、複数の現像部４１（４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙ）を有している。具体的には、画像形成部４は、媒体搬送方向の上流側から順に並べられた、４つの現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙを有している。
【0018】
現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、それぞれ異なる色のトナー（現像剤）を用いて、媒体Ｐ上にトナー像（現像剤像）を形成する装置である。具体的には、現像部４１Ｋはブラックトナーを用いて黒色のトナー像を、現像部４１Ｃはシアントナーを用いてシアン色のトナー像を、現像部４１Ｙはイエロートナーを用いて黄色のトナー像を、現像部４１Ｍはマゼンタトナーを用いてマゼンタ色のトナー像をそれぞれ媒体Ｐ上に形成する。
【0019】
現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、用いるトナーが異なる点を除いて同一構成であり、それぞれ、感光ドラム４２と、帯電部４３と、露光装置４４と、現像ローラ４５と、トナー供給部４６と、クリーニングブレード４７とを有している。現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、それぞれ帯電部４３によって均一に帯電させた感光ドラム４２の表面に露光装置４４からの光を照射して露光することで、感光ドラム４２の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナー供給部４６から供給されるトナーを現像ローラ４５を介して付着させることで、感光ドラム４２の表面にトナー像を形成する。このようにして感光ドラム４２の表面に形成されたトナー像は、後述する転写部５によって媒体Ｐに転写される。また現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、それぞれ媒体Ｐに転写されずに感光ドラム４２の表面に残ったトナーをクリーニングブレード４７によって掻き取ることで除去する。尚、現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの構成の詳細については後述する。
【0020】
一方、転写部５は、搬送ベルト５１と、駆動ローラ５２と、従動ローラ５３と、転写ローラ５４と、クリーニングブレード５５とを有している。搬送ベルト５１は、画像形成部４の下方に設けられた環状の部材であり、転写部５の媒体搬送方向上流側（前側）に位置する駆動ローラ５２と、転写部５の媒体搬送方向下流側（後側）に位置する従動ローラ５３とによって張架されている。搬送ベルト５１は、搬送路Ｒに沿って画像形成部４の媒体搬送方向上流側から下流側へと延びる上側の直線部分５１Ｕと、上側の直線部分５１Ｕと並行な下側の直線部分５１Ｌとを有している。この搬送ベルト５１は、駆動ローラ５２によって上側の直線部分５１Ｕが図中矢印Ａｒ１で示す媒体搬送方向と同一方向に移動するように走行することで、搬送部３によって搬送されてきた媒体Ｐを、現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの下側を順に通過するように搬送する。
【0021】
駆動ローラ５２は、図中省略した駆動モータの動力によって回転することで、搬送ベルト５１を走行させるローラである。従動ローラ５３は、搬送ベルト５１の走行にともなって回転するローラである。
【0022】
転写ローラ５４は、現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの感光ドラム４２ごとに１つずつの計４個設けられている。各転写ローラ５４は、搬送ベルト５１の上側の直線部分５１Ｕを間に挟んで、各感光ドラム４２の下方に対向配置されている。各転写ローラ５４は、搬送ベルト５１によって搬送されてくる媒体Ｐが、各転写ローラ５４と各感光ドラム４２との間を通過する際に、媒体Ｐをトナーとは逆極性に帯電させることで、各感光ドラム４２に形成されたトナー像を媒体Ｐに転写させる部材である。クリーニングブレード５５は、搬送ベルト５１の下側の直線部分５１Ｌ上に付着したトナーを掻き取ることで除去する部材である。
【0023】
定着部６は、画像形成部４及び転写部５よりも媒体搬送方向下流に位置している。この定着部６は、転写部５によって媒体Ｐに転写されたトナー像を加熱及び加圧することで、媒体Ｐに定着させる為の装置である。この定着部６は、搬送路Ｒを挟んで上側に配置された加熱ローラ６１と、下側に配置された加圧ローラ６２とを有している。加熱ローラ６１は、内部にヒータを有していて、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２との間を媒体Ｐが通過する際に、媒体Ｐに転写されたトナー像を加熱する部材である。加圧ローラ６２は、加熱ローラ６１側に付勢されるようになっていて、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２との間を媒体Ｐが通過する際に、媒体Ｐに転写されたトナー像を加圧する部材である。画像形成装置１の印刷機構は、以上のようになっている。
【0024】
尚、画像形成装置１の前側に図示しない手差しトレイを取り付け、この手差しトレイにセットされた媒体Ｐが、手差しトレイから画像形成装置１の内部へと（具体的には搬送部３の搬送ローラ対３１Ｂへと）送り出されるようにしてもよい。こうすることで、画像形成装置１では、手差しトレイにセットされた媒体Ｐを用いて印刷できるようになる。
【0025】
ここで、画像形成装置１によるカラー印刷時の印刷動作について簡単に説明する。画像形成装置１は、媒体供給部２のカセット２１に収納されている媒体Ｐをホッピングローラ２２により１枚ずつ搬送路Ｒへと繰り出す。搬送路Ｒへと繰り出された媒体Ｐは、搬送部３により転写部５へと搬送され、転写部５の搬送ベルト５１により画像形成部４の現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙを順に通過するように搬送される。ここで、現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、それぞれの感光ドラム４２上に各色のトナー像を形成する。このようにして各感光ドラム４２上に形成された各色のトナー像は、転写部５の各転写ローラ５４により媒体Ｐ上に転写され、これにより媒体Ｐ上にカラーのトナー像が形成される。
【0026】
カラーのトナー像が形成された媒体Ｐは、搬送ベルト５１により定着部６へと搬送される。定着部６は、カラーのトナー像を媒体Ｐに定着させる。これにより、媒体Ｐ上にカラー画像が印刷されたことになる。その後、この媒体Ｐは、画像形成装置１の外部に設けられた図示しないスタッカ上に排出される。画像形成装置１のカラー印刷時の動作は、以上のようになっている。
【0027】
［２．現像部の構成］
次に、現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの構成の詳細について説明する。尚、上述したように、現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、用いるトナーが異なる点を除いて同一構成である為、ここでは、現像部４１Ｋの構成の詳細についてのみ説明する。
次に、現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの構成の詳細について説明する。尚、上述したように、現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、用いるトナーが異なる点を除いて同一構成である為、ここでは、現像部４１Ｋの構成の詳細についてのみ説明する。
【0028】
図１に示すように、現像部４１Ｋは、感光ドラム４２と、帯電部４３と、露光装置４４と、現像ローラ４５と、トナー供給部４６と、クリーニングブレード４７とを有している。
【0029】
感光ドラム４２は、表面に静電潜像を担持する部材であり、所定の周速度で回転するようになっている。尚、感光ドラム４２は、本発明による像担持体の具体例である。この感光ドラム４２は、感光体（例えば有機系感光体）を用いて構成されている。具体的には、感光ドラム４２は、導電性支持体と、その外周（表面）を覆う光導電層とを有している。導電性支持体は、例えば、アルミニウムやステンレス鋼からなる金属パイプにより構成されている。光導電層は、例えば、電荷発生層と電荷輸送層とを順に積層した構造を有している。
【0030】
電荷発生層は、電荷発生物質及びバインダー樹脂を主成分としている。電荷発生物質としては各種有機顔料及び有機染料が使用できる。なかでも無金属フタロシアニン、銅塩化インジウム、塩化ガリウム、錫、オキシチタニウム、亜鉛、バナジウムなどの金属もしくはその酸化物、塩化物の配位したフタロシアニン類、またはモノアゾ、ヒスアゾ、トリスアゾもしくはポリアゾ類などのアゾ顔料などが好ましい。電荷発生層は、これらの電荷発生物質の微粒子を、例えばポリエステル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、セルロースエステルまたはセルロースエーテルなどの各種バインダー樹脂で結着させた分散層として使用される。
【0031】
電荷輸送層は、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を主成分としている。電荷輸送物質としては、例えばカルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾールなどの複素環化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体、スチルベン誘導体、またはこれらの化合物からなる基を主鎖もしくは側鎖に有する重合体などの電子供与性物質が使用される。また電荷輸送層におけるバインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどのビニル重合体、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂またはこれらの重合体もしくは部分的架橋硬化物などが挙げられ、特にポリカーボネートが好ましい。また必要に応じてバインダー樹脂に酸化防止剤や増感剤などの各種添加物が含まれていてもよい。
【0032】
帯電部４３は、感光ドラム４２の表面を帯電させる装置であり、図２に拡大図を示すように、感光ドラム４２の表面に接するように配置された帯電ローラ４３Ａと、帯電ローラ４３Ａの表面に摺設するように配置されたクリーニングローラ４３Ｂとを有している。尚、帯電部４３は、本発明による帯電装置の具体例であり、帯電ローラ４３Ａは、本発明による帯電部材の具体例である。
【0033】
帯電ローラ４３Ａは、帯電ローラ用電源４３Ｖにより電圧が印可されることにより、感光ドラム４２の表面を帯電させるローラであり、感光ドラム４２の表面と接触して、感光ドラム４２に従動するようにして回転する。尚、帯電ローラ４３Ａは、感光ドラム４２と平行に配置されている為、帯電ローラ４３Ａの軸方向と、感光ドラム４２の軸方向は、同一方向とみなすことができる。この帯電ローラ４３Ａは、導電性を有する材料からなる芯金４３Ａ１と、芯金４３Ａ１の外周面に形成された導電性を有する弾性層４３Ａ２とを有している。芯金４３Ａ１には、例えば、無電解ニッケル鍍金をしたＳＵＭや、ＳＵＳなどの金属製の軸体を用いることが多い。弾性層４３Ａ２には、感光ドラム４２との適正な放電を得る為、感光ドラム４２とニップできるように、ゴムや熱可塑性エラストマー、樹脂などを用いることが多い。また弾性層４３Ａ２は、単層に限らず、必要に応じて２層以上の多層構造を有していてもよい。
【0034】
帯電ローラ４３Ａの弾性層４３Ａ２を構成する材料としては、例えば、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ、ＧＥＣＯ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化アクリロニトリル－ブタジエンゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどのうちの一種もしくは二種以上を混合したものを主成分とするゴム組成物を用いることができる。なかでも特に、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）を主成分としたゴムや、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）とアクリロニトリルーブタジエンゴム（ＮＢＲ）とを混合したものを主成分としたゴムが弾性層４３Ａ２として用いられることが多い。ちなみに、本実施の形態では、弾性層４３Ａ２として、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）を主成分としたゴムを用いた。
【0035】
この弾性層４３Ａ２の導電特性については、一般に抵抗（電気抵抗）が大きすぎると、感光ドラム４２の表面の帯電ムラや帯電不良による画像不良が発生し、抵抗（電気抵抗）が小さすぎると、感光ドラム４２の表面の傷などによってリークが発生してしまい画像不良となる。したがって、弾性層４３Ａ２の導電特性には、適正な抵抗領域が存在する。適正な抵抗領域を得る為に、弾性層４３Ａ２には、イオン導電性の材料や、イオン導電剤、カーボンブラックや金属製酸化物などを用いて所定の導電性を与えるようになっている。尚、弾性層４３Ａ２は、電子導電性またはイオン導電性のものを用いることができるが、部分的な抵抗ムラが感光ドラム４２の帯電ムラに影響し易いこともあり、抵抗ムラを抑制する為に、イオン導電性のものが用いられることが多い。
【0036】
具体的には、この弾性層４３Ａ２には、体積抵抗値が１０６～１０９Ωとなる抵抗層が望ましい。尚、帯電ローラ４３Ａの抵抗値（つまり弾性層４３Ａ２の体積抵抗値）は、イオン導電性の場合は、温度や湿度、測定電圧により異なる値を示すが、ここでは温度２０℃湿度５０％ＲＨの環境下で測定した。
【0037】
またこの弾性層４３Ａ２は、帯電ローラ４３Ａの表面と感光ドラム４２の表面との間に微小のギャップ（隙間）を形成して、パッシェンの法則に基づいた放電に寄与する領域を確保する必要がある。この為、弾性層４３Ａ２については、感光ドラム４２の表面との間に適正なニップが得られるように、硬さが調整されている。弾性層４３Ａ２の硬さについては、例えば、高分子計器（株）製のマイクロゴム硬度計（ＭＤ－１ｃａｐａタイプＡ）などを用いてピーク測定を行う。具体的には、試料台上に帯電ローラ４３Ａを載せて押針を当て、マイクロゴム硬度計に表示される測定値を整数値で読み取る。このとき、読み取った測定値（つまり弾性層４３Ａ２の硬度）が３５度から８０度の範囲であることが好ましい。また一方で、弾性層４３Ａ２の硬さの範囲については、帯電ローラ４３Ａや感光ドラム４２の円筒振れや形状のバラツキを吸収する目的も含んでいる為、感光ドラム４２に対する適正なニップが得られれば、この範囲（つまり３５度から８０度）にこだわる必要はない。ちなみに、本実施の形態では、弾性層４３Ａ２の実測値は４５度から５７度の範囲に入っている。
【0038】
さらにこの弾性層４３Ａ２の表面（つまり感光ドラム４２の表面と対向する面の形状）には、切削、研磨工程、または型成型により所定の研磨目及び表面粗さが形成される。さらにこの弾性層４３Ａ２の表面に、表面処理やコーティングを行うこともできる。
【0039】
具体的には、弾性層４３Ａ２の表面に、例えば、紫外線照射や電子線照射などの表面処理を行うようにしてもよい。またコーティングについては、ディッピング、スプレー、コーターなどで塗布する方法がある。塗布する材料（つまりコーティング剤）としては、例えば、イソシアネート化合物やポリオールなどがある。ここでいうイソシアネート化合物やポリオールとしては、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジイソシアネート（ＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、そしてイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、さらにポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールやシリコーン系ジオール、アクリルフッ素系ポリマー、アクリルシリコーン系ポリマー、フッ素系ポリマー及びこれらの多重体、変性体などが挙げられる。尚、コーティング剤には、必要に応じて、カーボンブラックやイオン導電剤などの導電剤を添加する。またコーティング剤に、粒子を混合させることもできる。混合する粒子としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂などを一種もしくは二種以上併用したものが挙げられる。
【0040】
クリーニングローラ４３Ｂは、帯電ローラ４３Ａの表面に付着した異物を除去するローラであり、帯電ローラ４３Ａの表面に加圧接触し、帯電ローラ４３Ａに従動するようにして回転する。このクリーニングローラ４３Ｂは、芯体４３Ｂ１と、芯体４３Ｂ１の外周面に形成された弾性層４３Ｂ２とを有している。芯体４３Ｂ１には、例えば、無電解ニッケル鍍金をしたＳＵＭや、ＳＵＳなどの金属製の軸体、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの樹脂を用いることができる。弾性層４３Ｂ２については、単層でも２層以上の積層構造でも構わない。また弾性層４３Ｂ２は、発泡体を含んで構成されていてもよいし、ソリッド層と発泡層との２層で構成されていてもよい。さらに弾性層４３Ｂ２は、芯体４３Ｂ１の表面の全体（軸方向の両端部は除く）を覆うようになっていてもよいし、芯体４３Ｂ１の表面上に螺旋状に配置されるようになっていてもよい。要は、弾性層４３Ｂ２が、帯電ローラ４３Ａの表面をクリーニングする構成となっていればよい。
【0041】
この弾性層４３Ｂ２を構成する材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、またはポリプロピレンなどの発泡性の樹脂、またはシリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化アクリロニトリル－ブタジエンゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などのうちの一種または二種以上を混合したものを用いることができる。尚、これらの材料に、必要に応じて、発泡助剤、整泡剤、触媒、硬化剤、可塑剤、加硫促進剤などの助剤を加えてもよい。
【0042】
尚、弾性層４３Ｂ２を構成する材料として好ましいのは、帯電ローラ４３Ａの表面の異物除去のし易さなどの観点から、気泡を有する材料（所謂発泡体）である。特に、擦れによって帯電ローラ４３Ａの表面に傷を付けない為に、また長期にわたり千切れや破損などが生じないようにする為に、引き裂き、引っ張りなどに強いポリウレタンの発泡体を、弾性層４３Ｂ２として用いることが好ましい。より具体的には、密度（ＪＩＳ Ｋ７２２２で規定）が２０～８０ｋｇ／ｍ３、硬さ（ＪＩＳ Ｋ６４００－２、Ｄ法で規定）が１００～４１０Ｎ、引張強度（ＪＩＳ Ｋ６４００－５で規定）が６０～３００ｋＰａ、伸び（ＪＩＳ Ｋ６４００－５で規定）が１００～２２０％でなるポリウレタンの発泡体が好ましい。帯電部４３の構成は、以上のようになっている。
【0043】
図１に戻り、露光装置４４は、感光ドラム４２の表面に光（照射光）を照射して露光することにより、感光ドラム４２の表面（表層部分）に静電潜像を形成する装置である。この露光装置４４は、例えば、画像形成装置１の筐体（図示せず）に支持されている。露光装置４４は、例えば、照射光を発する複数の光源と、この照射光を感光ドラム４２の表面に結像させるレンズアレイとを有している。尚、露光装置４４の光源としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）やレーザ素子などが用いられる。
【0044】
現像ローラ４５は、感光ドラム４２の表面に形成された静電潜像を現像する為のトナーを表面に担持する部材であり、感光ドラム４２の表面に接するように配置され、例えば、所定の周速度で感光ドラム４２とは逆方向に回転するようになっている。この現像ローラ４５は、例えば、金属シャフトと、その外周（表面）を覆う半導電性ウレタンゴム層とを有している。この現像ローラ４５には、図示しない供給ローラなどによってトナー供給部４６内に収容されているトナーが供給されるようになっている。
【0045】
トナー供給部４６は、トナーが収容されている容器を有している。つまり現像部４１Ｋのトナー供給部４６にはブラックのトナーが収容されている。同様に、現像部４１Ｃのトナー供給部４６にはシアンのトナーが収容され、現像部４１Ｍのトナー供給部４６にはマゼンタのトナーが収容され、現像部４１Ｙのトナー供給部４６にはイエローのトナーが収容されている。
【0046】
尚、各色のトナーは、それぞれ所定の着色剤、離型剤、帯電制御剤及び処理剤などを含んだ構成であり、これらの各成分が適宜混合され、あるいは表面処理されることによって製造される。これらの各成分のうち、着色剤、離型剤及び帯電制御剤については、それぞれ内部添加剤として機能する。またトナーは、内部添加材にくわえて、例えばシリカや酸化チタンなどの外部添加剤と、例えばポリエステル樹脂などの結着樹脂とを含んでいる。
【0047】
クリーニングブレード４７は、媒体Ｐに転写されずに感光ドラム４２の表面に残留したトナーを掻き取ることで除去する部材であり、その一端が感光ドラム４２の表面に当接するように配置されている。このクリーニングブレード４７は、例えば、可撓性のゴム材またはプラスチック材などで構成されている。現像部４１Ｋの構成は、以上のようになっている。現像部４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの構成についても、トナー供給部４６に収納されているトナーが異なる点を除いて、現像部４１Ｋと同一構成となっている。
【0048】
［３．画像形成装置の制御機構］
次に、図３を用いて、画像形成装置１の制御機構について説明する。尚、図３は、画像形成装置１の制御機構と、その制御対象とを示すブロック図となっている。図３に示すように、画像形成装置１は、制御機構として、例えば、制御部７０と、受信メモリ７１と、画像データ編集メモリ７２と、操作部７３と、センサ群７４と、電源回路８０とを有している。
次に、図３を用いて、画像形成装置１の制御機構について説明する。尚、図３は、画像形成装置１の制御機構と、その制御対象とを示すブロック図となっている。図３に示すように、画像形成装置１は、制御機構として、例えば、制御部７０と、受信メモリ７１と、画像データ編集メモリ７２と、操作部７３と、センサ群７４と、電源回路８０とを有している。
【0049】
制御部７０は、インターフェイス（以下、Ｉ／Ｆ）制御部７５と、主制御部７６と、露光装置制御部４４Ｓと、定着制御部６Ｓと、搬送モータ制御部３Ｓと、駆動制御部４Ｓとを有している。
【0050】
Ｉ／Ｆ制御部７５は、パーソナルコンピュータなどの図示しない外部装置から送られてくる印刷データや制御コマンドを受信したり、画像形成装置１の装置状態を示す情報を外部装置に送信したりする。主制御部７６は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポートなどにより構成され、例えば、あらかじめ定められたプログラムを実行することにより、画像形成装置１の動作を制御する。具体的には、主制御部７６は、Ｉ／Ｆ制御部７５で受信した印刷データや制御コマンドをＩ／Ｆ制御部７５から受け取り、露光装置制御部４４Ｓ、定着制御部６Ｓ、搬送モータ制御部３Ｓ及び駆動制御部４Ｓの制御を統括して印刷動作を行う。
【0051】
受信メモリ７１は、Ｉ／Ｆ制御部７５で受信した印刷データを一時的に格納する。画像データ編集メモリ７２は、受信メモリ７１に格納された印刷データを編集して得られる画像データを格納する。操作部７３は、例えば画像形成装置１の装置状態を表示する為の表示部（ＬＥＤランプなど）や、使用者が指示を画像形成装置１に与える為の入力部（ボタンやタッチパネルなど）を有する。センサ群７４は、画像形成装置１の動作状態を監視する各種センサを有する。具体的には、センサ群７４には、媒体Ｐの位置検出センサ、温湿度センサ、印刷濃度センサ及びトナー残量検知センサなどが含まれる。
【0052】
露光装置制御部４４Ｓは、画像データ編集メモリ７２に格納されている画像データを露光装置４４へ送るとともに、露光装置４４の駆動制御を行う。定着制御部６Ｓは、媒体Ｐに転写されたトナー像を媒体Ｐに定着させる際に、定着部６に印可される電圧を制御する。搬送モータ制御部３Ｓは、搬送部３（搬送ローラ対３１Ａ、３１Ｂ）が媒体Ｐを搬送する際に、搬送部３の動作制御を行う。駆動制御部４Ｓは、感光ドラム４２を駆動する為の駆動モータ４８の動作制御を行う。
【0053】
電源回路８０は、帯電ローラ用電源４３Ｖと、現像ローラ用電源４５Ｖと、トナー供給部用電源４６Ｖと、転写ローラ用電源５４Ｖとを有する。これら帯電ローラ用電源４３Ｖ、現像ローラ用電源４５Ｖ、トナー供給部用電源４６Ｖ及び転写ローラ用電源５４Ｖは、それぞれ主制御部７６の指示に基づく電圧を、帯電ローラ４３Ａ、現像ローラ４５、トナー供給部４６及び転写ローラ５４へ印加する。
【0054】
帯電ローラ用電源４３Ｖにより帯電ローラ４３Ａへ電圧が印加されることにより、感光ドラム４２の表面が帯電する。また現像ローラ用電源４５Ｖにより現像ローラ４５へ電圧が印加されることにより、現像ローラ４５が担持するトナーが、感光ドラム４２の表面に形成された静電潜像に付着して現像される。さらにトナー供給部用電源４６Ｖによりトナー供給部４６の例えば図示しない供給ローラへ電圧が印加されることにより、トナー供給部４６から供給ローラを介して現像ローラ４５にトナーが供給される。さらに転写ローラ用電源５４Ｖにより転写ローラ５４へ電圧が印加されることにより、感光ドラム４２の表面に形成されたトナー像を媒体Ｐに転写することができる。画像形成装置１の制御機構は、以上のようになっている。尚、画像形成装置１が、図３に示した制御機構以外の制御機構をさらに有していても構わない。
【0055】
［４．帯電ローラの表面粗さ］
次に、帯電ローラ４３Ａの表面粗さについて説明する。本実施の形態では、帯電ローラ４３Ａの表面粗さに関するパラメータである尖り度Ｓｋｕと、凹凸の平均間隔Ｓｍとに着目して、これらの値を変えることで、カブリの発生がどのように変化するのかを検証した。
次に、帯電ローラ４３Ａの表面粗さについて説明する。本実施の形態では、帯電ローラ４３Ａの表面粗さに関するパラメータである尖り度Ｓｋｕと、凹凸の平均間隔Ｓｍとに着目して、これらの値を変えることで、カブリの発生がどのように変化するのかを検証した。
【0056】
検証では、以下に試料１～１１として示す１１種類の帯電ローラ４３Ａを作成し、これらをそれぞれ画像形成装置１に実装して印刷を行うことで、媒体Ｐ上のカブリを評価した。試料１～１１の帯電ローラ４３Ａは、それぞれ弾性層４３Ａ２の表面粗さが異なるように作成されている。試料１～５は、粒子で弾性層４３Ａ２の表面粗さを形成し、表面を研磨していない非研磨品であり、試料６、７は、弾性層４３Ａ２に粒子が含まれてなく、表面を研磨していない非研磨品であり、試料８～１０は、弾性層４３Ａ２に粒子が含まれてなく、表面を研磨した研磨品であり、試料１１は、試料１～５と同様、粒子で弾性層４３Ａ２の表面粗さを形成し、表面を研磨していない非研磨品である。
【0057】
ここで、試料１～５、１１については、弾性層４３Ａ２に含まれる粒子の平均粒径をφ２０μｍとし、粒子の含有量を調整することで、表面粗さを調整した。弾性層４３Ａ２に含まれる粒子の成分としては、アクリル粒子、ウレタン粒子、ポリアミド樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、フッ素樹脂粒子、スチレン樹脂粒子、フェノール樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、オレフィン樹脂粒子、エポキシ樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子、カーボン、グラファイト、炭化バルン、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ酸、タルク、カリオンクレー、珪藻土、ガラスビーズ、中空ガラス球などが挙げられる。
【0058】
さらに、試料８～１０については、弾性層４３Ａ２の表面を研磨機で研磨して所定の寸法（厚さ）に合わせた後、研磨砥石による乾式研磨を行うことにより、表面粗さを調整した。具体的には、乾式研磨は、例えば、帯電ローラ４３Ａを回転させた状態で、弾性層４３Ａ２の表面に、回転する研磨砥石を当接させながら、この研磨砥石を帯電ローラ４３Ａの軸方向に移動させるようにして行う。試料８～１０では、研磨砥石の回転数を、例えば、試料８では１０００ｒｐｍ、試料９では２０００ｒｐｍ、試料１０では３０００ｒｐｍなどのように変えることで、弾性層４３Ａ２の表面粗さを調整した。
【0059】
試料６、７については、弾性層４３Ａ２の形成方法（切削、型成型、表面処理、コーティングなど）の違いにより、弾性層４３Ａ２の表面粗さが異なっている。
【0060】
試料１～１１については、このようにしてそれぞれの表面粗さが異なるように作成されている。実際、これら試料１～１１については、ハイブリッドレーザーコンフォーカル顕微鏡を用いて、表面粗さの指標となる、尖り度Ｓｋｕと、凹凸の平均間隔Ｓｍと、凹凸の二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑとを測定した。具体的には、帯電ローラ４３Ａの軸方向の両端と中央の３箇所で、それぞれ表面の尖り度Ｓｋｕと、凹凸の平均間隔Ｓｍと、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑとを測定し、３箇所の平均値を、尖り度Ｓｋｕ、凹凸の平均間隔Ｓｍ、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑのそれぞれの測定値とした。尚、このときのハイブリッドレーザーコンフォーカル顕微鏡の測定条件は、倍率：２０倍、分解能：０．１８μｍ、ゲイン：３３４、チャンネル：Ｂｌｕｅである。
【0061】
ここで、尖り度Ｓｋｕと、凹凸の平均間隔Ｓｍと、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑの定義について簡単に説明する。尖り度Ｓｋｕは、ＩＳＯ ２５１７８で定義されているパラメータであり、表面に形成されている凹凸の高さ分布の鋭さを表すものである。この尖り度Ｓｋｕは、図４（Ａ）～（Ｃ）のグラフに示すように、尖り度Ｓｋｕ＝３の場合に、凹凸の高さ分布が正規分布となり、尖り度Ｓｋｕ＞３の場合、平均値付近の高さをもつ凹凸がより多くなり（つまり凹凸の高さが平均値付近の高さで揃うようになり）、尖り度Ｓｋｕ＜３の場合、平均値付近の高さをもつ凹凸がより少なくなる（つまり凹凸の高さがばらつくようになる）ことを意味する。つまり、この尖り度Ｓｋｕは、凹凸の高さのバラツキ具合を示しているとも言える。
【0062】
凹凸の平均間隔Ｓｍは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１－１９９４で規定されているパラメータであり、図５（Ａ）に示すように、基準長さｌ内における、１つの山（凸）及びそれに隣り合う１つの谷（凹）に対応する長さＸｓｉ（ｉ＝１～ｍ）の平均値をミリメートル（ｍｍ）で表すものである。ここで、基準長さｌとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に定義されていて、図５（Ｂ）に示すように、標準で評価長さＬの５分の１の長さとなっている。またここでは、帯電ローラ４３Ａの表面（つまり弾性層４３Ａ２の表面）における、感光ドラム４２の表面との接触部分（つまり帯電ローラ４３Ａのニップ部）の軸方向の長さを評価長さＬとしている。具体的には、帯電ローラ４３Ａのニップ部の長さは、Ａ４サイズの媒体Ｐに対応する２２４．１５ｍｍとなっていて、基準長さｌは、２２４．１５／５の４４．８３ｍｍとなっている。このように、凹凸の平均間隔Ｓｍは、帯電ローラ４３Ａのニップ部における、軸方向の凹凸の平均間隔を示している。このＳｍが大きいほど、帯電ローラ４３Ａのニップ部における、軸方向の凹凸の間隔が大きくなり、軸方向に存在する凹凸の数が少なくなることを意味する。尚、基準長さｌについては、評価長さＬから切り出した一定の長さであればよいが、ここでは、標準的なものとして、評価長さＬの５分の１の長さとした。
【0063】
二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑは、ＩＳＯ ２５１７８で規定されているパラメータであり、表面の起伏の激しさを表すものである。この二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑは、図６（Ａ）に示すように、表面が完全に平坦な面の場合は０となり、図６（Ｂ）に示すように、表面に傾斜があると（つまり凹凸があると）大きくなる。図６（Ｂ）は、４５°の傾斜成分をもつ平面であり、この場合、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑは１となる。つまり、この二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが大きいほど、起伏が激しい（つまり表面の凹凸が鋭い）表面であることを意味する。
【0064】
ここで、図７の表に、試料１～１１について実際に測定した尖り度Ｓｋｕと、凹凸の平均間隔Ｓｍと、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑの値を示す。この表に示すように、試料１～１１（表内では〇囲み数字で示す）は、それぞれ尖り度Ｓｋｕ、凹凸の平均間隔Ｓｍ、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが異なっていて、表面粗さが異なっている。
【0065】
次に、上述した試料１～１１を、それぞれ画像形成装置１に実装して行ったカブリの評価方法について説明する。本実施の形態では、カブリの評価値として色差を示すΔＥを用いた。ΔＥは、ＣＩＥで定義されていて、具体的には、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間において、２つの色（Ｌ１
＊、ａ１
＊、ｂ１
＊）及び（Ｌ２
＊、ａ２
＊、ｂ２
＊）を用いて、次式で表される。
【0066】
（式）…ΔＥ＝√（Ｌ２
＊－Ｌ１
＊）２＋（ａ２
＊－ａ１
＊）２＋（ｂ２
＊－ｂ１）２
【0067】
尚、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間は、補色空間の１つで、明度を意味する次元Ｌと補色次元ａ、ｂをもち、ＸＹＺ空間の座標を非線形に圧縮したものに基づいている。
【0068】
本実施の形態では、試料１～１１の帯電ローラ４３Ａを、それぞれ画像形成装置１に実装してこのΔＥを測定した。ここで、このΔＥの測定方法について説明する。本実施の形態では、現像部４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙのうちの１つ（例えば現像部４１Ｍ）の帯電ローラ４３Ａを、試料１～１１の帯電ローラ４３Ａに順に入れ替えてΔＥを測定するようにした。
【0069】
このとき、画像形成装置１では、各種電圧の補正値が±０に設定されていて、温度２０℃湿度８０％の環境下で、手差しトレイにセットされた普通紙よりもやや厚い白紙（エクセレントホワイト）の媒体Ｐへの印刷動作を開始するようにした。
【0070】
具体的には、まず非露光条件（つまり白紙印刷）で媒体Ｐを手差しトレイにセットして、手差しトレイから画像形成装置１内部へと媒体Ｐを送り出す。ここで、媒体Ｐが例えば現像部４１Ｍの下方に位置する転写ローラ５４に到達する直前で、媒体Ｐの搬送を停止させ、現像部４１Ｍの感光ドラム４２の表面の所定領域にメンディングテープを張り付けてからはがす。
【0071】
このときメンディングテープを張り付ける領域は、図８（Ａ）に示すように、感光ドラム４２の下端から、感光ドラム４２の回転方向（図中矢印Ａｒ２で示す方向）の上流側に距離Ｄ１だけ離れた地点までの範囲とする。またこのときの距離Ｄ１は、例えば１６．９ｍｍとする。つまり、感光ドラム４２の表面におけるメンディングテープを張り付ける領域は、媒体Ｐが転写ローラ５４に到達してから大よそ距離Ｄ１だけ搬送される間に、媒体Ｐの印刷面と接触する部分であると言える。
【0072】
また図８（Ｂ）に、このとき用いるメンディングテープＭｔを示す。メンディングテープＭｔは帯状であり、短手方向の長さ（これを幅とする）Ｄ２がＤ１より長い１８．０ｍｍ、長手方向の長さＤ３が感光ドラム４２の軸方向の長さと同程度になっている。
【0073】
ところで、このときの印刷は非露光条件の為、感光ドラム４２の表面の所定領域にはトナーが付着しないはずだが、感光ドラム４２の表面に発生する帯電ムラなどによってトナーが付着してしまう。よって、メンディングテープＭｔを、感光ドラム４２の表面の所定領域に張り付けてからはがすと、感光ドラム４２の表面の所定領域に付着していたトナーがメンディングテープＭｔに移ることになる。このメンディングテープＭｔに移ったトナーの量が多いほど、媒体Ｐ上にカブリが発生し易いと言える。
【0074】
本実施の形態では、トナーが全く付着していない（つまり感光ドラム４２に張り付けていない）メンディングテープＭｔの色と、感光ドラム４２の表面から移ったトナーが付着しているメンディングテープＭｔの色との差分を測定することで、カブリの評価値であるΔＥを測定するようにした。
【0075】
すなわち、図９に示すように、まず所定の白紙（エクセレントホワイト）Ｗｐに、トナーが全く付着していないメンディングテープ（以下、基準テープと呼ぶ）ＭｔＮを張り付ける。さらにこの白紙Ｗｐに、感光ドラム４２の表面からはがした、トナーが付着しているメンディングテープＭｔを張り付ける。そして、トナーが全く付着していない基準テープＭｔＮの色を１つ目の色、トナーが付着しているメンディングテープＭｔの色（ハッチングを付与した領域の色）を２つ目の色として、これらの色差であるΔＥを、コニカミノルタ社製の分光側色計（ＣＭ－２６００ｄ）を用いて測定した。このとき、基準テープＭｔＮの色と、トナーが付着しているメンディングテープＭｔの５カ所Ｐｔ１～Ｐｔ５の色のそれぞれとで、ΔＥを測定するようにして、最後に５つのΔＥの平均値を算出して、これをΔＥの測定値とする。
【0076】
本実施の形態では、このようなΔＥの測定を、試料１～１１ごとに行う。このようにして測定された試料１～１１ごとのΔＥの値を、図７の表に示す。このΔＥは、上述したように、基準テープＭｔＮの色と、トナーが付着しているメンディングテープＭｔの色との色差を表している為、このΔＥが大きいほど、メンディングテープＭｔに付着しているトナーの量が多いことを意味する。メンディングテープＭｔに付着しているトナーの量が多いということは、感光ドラム４２から媒体Ｐの非印字部に転写されるトナーの量が多く、カブリが発生し易いことを意味する。
【0077】
実際に、媒体Ｐ上にカブリが発生しているかどうかを目視確認したところ、ΔＥが１．８未満であれば、カブリの発生を認識することはできず、ΔＥが１．８以上になると、カブリの発生を認識できた。このことから、図７の表では、ΔＥが１．８未満となる試料４～７については、カブリの発生を抑制できたとして評価結果（判定）を〇、ΔＥが１．８以上となる試料１～３と、試料８～１１については、カブリの発生を抑制できなかったとして評価結果を×とした。
【0078】
本実施の形態では、図７の表に示す試料１～１１の評価結果に基づいて、帯電ローラ４３Ａの表面粗さに関する尖り度Ｓｋｕと、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲を規定した。ここで、図１０に示す、縦軸を尖り度Ｓｋｕ、横軸を凹凸の平均間隔Ｓｍとするグラフを用いて、尖り度Ｓｋｕと、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲について説明する。
【0079】
尚、このグラフ上には、試料１～１１が、それぞれの尖り度Ｓｋｕと、凹凸の平均間隔Ｓｍとに基づいてプロットされている。また試料１～１１のうち、評価結果が〇のものについては〇囲み数字の横に〇印を付け、評価結果が×のものについては〇囲み数字の横に×印を付けている。
【0080】
このグラフから、評価結果が〇の試料４～７については、尖り度Ｓｋｕの最小値が２．３０であり、最大値が５．０２であることがわかる。このことから、尖り度Ｓｋｕの良好範囲については、２．３０以上、５．０２以下とした。
【0081】
ここで、図１１に、帯電ローラ４３Ａの表面形状（つまり弾性層４３Ａ２の表面形状）と、尖り度Ｓｋｕ及び凹凸の平均間隔Ｓｍとの関係について示す。この図１１は、左上、左下、右上、右下の４つの部分に分けられていて、左上部分は、尖り度Ｓｋｕが大で、凹凸の平均間隔Ｓｍが小の場合の帯電ローラ４３Ａの表面形状、左下部分は、尖り度Ｓｋｕが小で、凹凸の平均間隔Ｓｍも小の場合の帯電ローラ４３Ａの表面形状、右上部分は、尖り度Ｓｋｕが大で、凹凸の平均間隔Ｓｍも大の場合の帯電ローラ４３Ａの表面形状、右下部分は、尖り度Ｓｋｕが大で、凹凸の平均間隔Ｓｍも大の場合の帯電ローラ４３Ａの表面形状を示している。尚、図１１に示す帯電ローラ４３Ａの表面形状は、デフォルメしたものとなっている。また図１１に示す４つの部分のうち、尖り度Ｓｋｕと凹凸の平均間隔Ｓｍとが良好範囲に入っている場合の帯電ローラ４３Ａの表面形状は、右上部分である。
【0082】
この図１１の例えば右上部分に示すように、帯電ローラ４３Ａの表面の尖り度Ｓｋｕが大きくなるほど、帯電ローラ４３Ａの表面に形成された凸部の高さが揃う為、凸部と感光ドラム４２の表面との距離のバラツキが小さくなり、この結果、感光ドラム４２の表面の帯電ムラが抑制され、カブリが抑えられるものと考えられる。このことから、尖り度Ｓｋｕの最小値については、凹凸の高さ分布が正規分布となる３以上が好ましいと考えられるが、２．３０でもカブリが抑えられたのは、尖り度Ｓｋｕとともに、凹凸の平均間隔Ｓｍが規定されている為と考えられる。
【0083】
また図１０のグラフから、評価結果が〇の試料４～７については、凹凸の平均間隔Ｓｍの最小値が０．１７ｍｍであり、最大値が０．４１ｍｍであることがわかる。ここで、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲については、０．１７ｍｍ以上、０．４１ｍｍ以下ではなく、０．１７ｍｍ以上、基準長さｌ（ｌ＝４４．８３ｍｍ）以下とした。
【0084】
ここで、図１１と図１２を用いて、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲の最大値を、基準長さｌとした理由について説明する。図１２は、凹凸の平均間隔Ｓｍを、基準長さｌとした場合の帯電ローラ４３Ａの表面形状（つまり弾性層４３Ａ２の表面形状）を示している。この図１２に示す帯電ローラ４３Ａの表面形状も、デフォルメしたものとなっている。
【0085】
図１１の例えば右上部分に示すように、帯電ローラ４３Ａの表面の凹凸の平均間隔Ｓｍが大きくなるほど、帯電ローラ４３Ａの表面の凸部の間に位置する平坦部が大きくなる。この結果、帯電ローラ４３Ａの平坦部と感光ドラム４２との間で放電が発生する確率が高くなる為、感光ドラム４２の表面の帯電ムラが抑制され、カブリが抑えられるものと考えられる。この為、凹凸の平均間隔Ｓｍは、大きい方が好ましいが、帯電ローラ４３Ａの表面と感光ドラム４２の表面との間に微小なギャップを形成する為には、図１２に示すように、少なくとも、基準長さｌの両端に１つずつ凸部が必要になってくる。このことから、本実施の形態では、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲の最大値を、基準長さｌとした。
【0086】
ここで、尖り度Ｓｋｕと凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲外についても考えてみる。具体的には、尖り度Ｓｋｕが５．０２よりも大きい場合と、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．１７よりも小さい場合とについて考えてみると、これらの場合、図７の表からもわかるように、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが大きくなり、帯電ローラ４３Ａの表面の起伏が激しくなる（表面の凹凸が鋭くなる）。帯電ローラ４３Ａの表面の起伏が激しくなると、帯電ローラ４３Ａの表面と感光ドラム４２の表面との距離のバラツキが大きくなる為、感光ドラム４２の表面の帯電ムラを抑制できず、カブリを抑えることができなくなると考えられる。
【0087】
以上のことから、本実施の形態では、帯電ローラ４３Ａの表面における尖り度Ｓｋｕの良好範囲を２．３０以上、５．０２以下に規定するとともに、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲を０．１７ｍｍ以上、基準長さｌ（ｌ＝４４．８３ｍｍ）以下と規定した。こうすることで、本実施の形態では、帯電ローラ４３Ａの表面と感光ドラム４２の表面との距離のバラツキが小さくなり、この結果、感光ドラム４２の表面の帯電ムラを抑制して、カブリを抑えることができる。
【0088】
［５．まとめと効果］
ここまで説明したように、本実施の形態では、感光ドラム４２の表面に回転しながら接触して当該表面を帯電させる帯電ローラ４３Ａの表面における、尖り度Ｓｋｕの良好範囲を２．３０以上、５．０２以下と規定するとともに、帯電ローラ４３Ａの表面における、帯電ローラ４３Ａの軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲を０．１７ｍｍ以上、基準長さｌ以下と規定した。
ここまで説明したように、本実施の形態では、感光ドラム４２の表面に回転しながら接触して当該表面を帯電させる帯電ローラ４３Ａの表面における、尖り度Ｓｋｕの良好範囲を２．３０以上、５．０２以下と規定するとともに、帯電ローラ４３Ａの表面における、帯電ローラ４３Ａの軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲を０．１７ｍｍ以上、基準長さｌ以下と規定した。
【0089】
こうすることで、本実施の形態では、帯電ローラ４３Ａの表面と感光ドラム４２の表面との距離のバラツキが小さくなり、感光ドラム４２の表面に帯電電位のムラが発生し難くなる。かくして、本実施の形態によれば、媒体Ｐ上のカブリを抑制することができ、画像形成装置１による印刷品質を向上させることができる。
【0090】
［６．他の実施の形態］
［６－１．他の実施の形態１］
尚、上述した実施の形態では、カブリの評価値であるΔＥが１．８０未満であれば、媒体Ｐ上のカブリを目視で認識できなくなることから、ΔＥが１．８０未満となる試料４～６の尖り度Ｓｋｕの範囲と、凹凸の平均間隔Ｓｍの範囲とに基づいて、尖り度Ｓｋｕの良好範囲を２．３０以上、５．０２以下、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲を０．１７ｍｍ以上、基準長さｌｍｍ以下と規定した。ここで、例えば、トナーがのり易い、より高品質な媒体Ｐ（例えば光沢紙）を用いて、画像形成装置１で印刷を行ったところ、ΔＥが１．８０未満でも、媒体Ｐ上のカブリを目視で認識できる場合があり、ΔＥが０．７０未満であれば、媒体Ｐ上のカブリを目視で認識できなくなることがわかった。
［６－１．他の実施の形態１］
尚、上述した実施の形態では、カブリの評価値であるΔＥが１．８０未満であれば、媒体Ｐ上のカブリを目視で認識できなくなることから、ΔＥが１．８０未満となる試料４～６の尖り度Ｓｋｕの範囲と、凹凸の平均間隔Ｓｍの範囲とに基づいて、尖り度Ｓｋｕの良好範囲を２．３０以上、５．０２以下、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲を０．１７ｍｍ以上、基準長さｌｍｍ以下と規定した。ここで、例えば、トナーがのり易い、より高品質な媒体Ｐ（例えば光沢紙）を用いて、画像形成装置１で印刷を行ったところ、ΔＥが１．８０未満でも、媒体Ｐ上のカブリを目視で認識できる場合があり、ΔＥが０．７０未満であれば、媒体Ｐ上のカブリを目視で認識できなくなることがわかった。
【0091】
よってこのような媒体Ｐに印刷することを想定する場合には、試料４～7のうち、ΔＥが０．７０未満となる試料６、７の尖り度Ｓｋｕの範囲と、凹凸の平均間隔Ｓｍの範囲とに基づいて、尖り度Ｓｋｕの良好範囲を２．３０以上、３．６１以下、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲を０．２５ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以下と規定してもよい。
【0092】
つまり、一般的なコピー用紙などの普通紙への印刷のみを考慮する場合には、帯電ローラ４３Ａの表面における、尖り度Ｓｋｕの良好範囲を２．３０以上、５．０２以下、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲を０．１７ｍｍ以上、基準長さｌｍｍ以下と規定すればよく、より高品質な光沢紙などへの印刷も考慮する場合には、尖り度Ｓｋｕの良好範囲を２．３０以上、３．６１以下、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲を０．２５ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以下と規定すればよい。別の言い方をすると、帯電ローラ４３Ａの表面における、尖り度Ｓｋｕの良好範囲を、２．３０以上、５．０２以下、より好ましくは２．３０以上、３．６１以下にするとともに、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲を０．１７ｍｍ以上、基準長さｌｍｍ以下、より好ましくは０．２５ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以下にすればよい。
【0093】
［６－２．他の実施の形態２］
また上述した実施の形態では、帯電ローラ４３Ａの表面における、尖り度Ｓｋｕの良好範囲と、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲とを規定したが、これに加えて、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑの良好範囲を規定するようにしてもよい。具体的には、図７の表に示すように、評価結果が〇の試料４～７については、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑの最大値が８．１５となっている。また二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑについては、小さいほど、帯電ローラ４３Ａの表面の起伏が緩やかとなり、帯電ローラ４３Ａの表面と感光ドラム４２の表面との距離のバラツキが小さくなる。これらのことから、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑの良好範囲を、８．１５以下と規定してもよい。
また上述した実施の形態では、帯電ローラ４３Ａの表面における、尖り度Ｓｋｕの良好範囲と、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲とを規定したが、これに加えて、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑの良好範囲を規定するようにしてもよい。具体的には、図７の表に示すように、評価結果が〇の試料４～７については、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑの最大値が８．１５となっている。また二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑについては、小さいほど、帯電ローラ４３Ａの表面の起伏が緩やかとなり、帯電ローラ４３Ａの表面と感光ドラム４２の表面との距離のバラツキが小さくなる。これらのことから、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑの良好範囲を、８．１５以下と規定してもよい。
【0094】
［６－３．他の実施の形態３］
さらに上述した実施の形態では、帯電ローラ４３Ａの表面における、感光ドラム４２の表面との接触部分（つまり帯電ローラ４３Ａのニップ部）の軸方向の長さを評価長さＬとして、この評価長さＬを２２４．１５ｍｍ、評価長さＬの５分の１の長さを基準長さｌとして、この基準長さｌを、４４．８３ｍｍとした。これに限らず、画像形成装置１が、例えばＡ３サイズの媒体Ｐに対応していて、帯電ローラ４３Ａのニップ部の軸方向の長さが、上述した実施の形態とは異なる場合には、帯電ローラ４３Ａのニップ部の軸方向の長さに合わせて、評価長さＬと基準長さｌの数値を変えるようにしてもよい。この場合、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲の最大値も４４．８３ｍｍから変わることになる。
さらに上述した実施の形態では、帯電ローラ４３Ａの表面における、感光ドラム４２の表面との接触部分（つまり帯電ローラ４３Ａのニップ部）の軸方向の長さを評価長さＬとして、この評価長さＬを２２４．１５ｍｍ、評価長さＬの５分の１の長さを基準長さｌとして、この基準長さｌを、４４．８３ｍｍとした。これに限らず、画像形成装置１が、例えばＡ３サイズの媒体Ｐに対応していて、帯電ローラ４３Ａのニップ部の軸方向の長さが、上述した実施の形態とは異なる場合には、帯電ローラ４３Ａのニップ部の軸方向の長さに合わせて、評価長さＬと基準長さｌの数値を変えるようにしてもよい。この場合、凹凸の平均間隔Ｓｍの良好範囲の最大値も４４．８３ｍｍから変わることになる。
【0095】
［６－４．他の実施の形態４］
さらに上述した実施の形態では、像担持体の表面と接触して回転しながら当該表面を帯電させる為の帯電部材（帯電ローラ４３Ａ）を備える帯電装置の具体例である帯電部４３に本発明を適用した。これに限らず、帯電ローラ４３Ａと同一の表面形状を有する帯電部材を備えるものであれば、帯電部４３とは異なる構成の帯電装置に適用してもよい。例えば、ローラではなくベルトでなる帯電部材を備える帯電装置に適用してもよい。さらに上述した実施の形態では、帯電装置を備える画像形成ユニットの具体例である画像形成部４及び転写部５に、本発明を適用した。これに限らず、帯電装置を備えるものであれば、画像形成部４及び転写部５とは異なる構成の画像形成ユニットに適用してもよい。例えば、単色もしくは５色以上に対応する画像形成ユニットや、感光ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写した後、中間転写ベルトから媒体に二次転写する所謂二次転写方式の画像形成ユニットに適用してもよい。
さらに上述した実施の形態では、像担持体の表面と接触して回転しながら当該表面を帯電させる為の帯電部材（帯電ローラ４３Ａ）を備える帯電装置の具体例である帯電部４３に本発明を適用した。これに限らず、帯電ローラ４３Ａと同一の表面形状を有する帯電部材を備えるものであれば、帯電部４３とは異なる構成の帯電装置に適用してもよい。例えば、ローラではなくベルトでなる帯電部材を備える帯電装置に適用してもよい。さらに上述した実施の形態では、帯電装置を備える画像形成ユニットの具体例である画像形成部４及び転写部５に、本発明を適用した。これに限らず、帯電装置を備えるものであれば、画像形成部４及び転写部５とは異なる構成の画像形成ユニットに適用してもよい。例えば、単色もしくは５色以上に対応する画像形成ユニットや、感光ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写した後、中間転写ベルトから媒体に二次転写する所謂二次転写方式の画像形成ユニットに適用してもよい。
【0096】
［６－５．他の実施の形態５］
さらに上述した実施の形態では、電子写真方式のカラープリンタである画像形成装置１に本発明を適用した。これに限らず、帯電装置を有する画像形成ユニットを備えるものであれば、画像形成装置１とは異なる構成の画像形成装置に適用してもよい。例えば、モノクロプリンタである画像形成装置や、中間転写ベルトを備える構成の画像形成装置などに適用してもよく、またプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置、複合機などの画像形成装置に適用してもよい。
さらに上述した実施の形態では、電子写真方式のカラープリンタである画像形成装置１に本発明を適用した。これに限らず、帯電装置を有する画像形成ユニットを備えるものであれば、画像形成装置１とは異なる構成の画像形成装置に適用してもよい。例えば、モノクロプリンタである画像形成装置や、中間転写ベルトを備える構成の画像形成装置などに適用してもよく、またプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置、複合機などの画像形成装置に適用してもよい。
【0097】
［６－６．他の実施の形態６］
さらに本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態の一部または全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。
さらに本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態の一部または全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。
【産業上の利用可能性】
【0098】
本発明は、電子写真方式を用いたプリンタなどの画像形成装置で広く利用することができる。
【符号の説明】
【0099】
１……画像形成装置、４……画像形成部、５……転写部、４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙ……現像部、４２……感光ドラム、４３……帯電部、４４……露光装置、４５……現像ローラ、４６……トナー供給部、４７……クリーニングブレード、４３Ａ１……芯金、４３Ａ２……弾性層、Ｓｋｕ……尖り度、Ｓｍ……凹凸の平均間隔、Ｓｄｑ……二乗平均平方根傾斜、ΔＥ……カブリの評価値、Ｍｔ……メンディングテープ、ＭｔＮ……基準テープ、Ｐ……媒体。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】