(57)【要約】【課題】高品質な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、帯電装置を備える。この帯電装置は、被帯電部材の表面を帯電させると共に被帯電部材の表面に圧接された第１表面を有し、被帯電部材の表面に第１表面が圧接されながら回転方向に回転可能であり、第１表面が回転方向に延在する複数の溝を有し、第１表面の表面自由エネルギーが１２．００ｄｙｎ／ｃｍ以上２５．６０ｄｙｎ／ｃｍ以下の範囲内である帯電部材と、第１表面に付着した異物を除去すると共に第１表面に圧接された第２表面を有し、第１表面に第２表面が圧接されながら回転方向と反対の方向に回転可能であり、第１表面と第２表面との動摩擦係数が０．４８以上０．８６以下の範囲内である清掃部材とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電部材の表面を帯電させると共に前記被帯電部材の表面に圧接された第１表面を有し、前記被帯電部材の表面に前記第１表面が圧接されながら回転方向に回転可能であり、前記第１表面が前記回転方向に延在する複数の溝を有し、前記第１表面の表面自由エネルギーが１２．００ｄｙｎ／ｃｍ以上２５．６０ｄｙｎ／ｃｍ以下の範囲内である、帯電部材と、
前記第１表面に付着した異物を除去すると共に前記第１表面に圧接された第２表面を有し、前記第１表面に前記第２表面が圧接されながら前記回転方向と反対の方向に回転可能であり、前記第１表面と前記第２表面との動摩擦係数が０．４８以上０．８６以下の範囲内である、清掃部材と
を備えた、帯電装置。
【請求項２】
前記第１表面は、前記回転方向にテープ研磨されている、
請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電部材は、前記第１表面を有する第１表面層を含み、
前記第１表面層は、フッ素樹脂を含む溶液により表面処理されている、
請求項１または請求項２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記第１表面層は、エピクロルヒドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエンゴムとの混合物を含む、
請求項３記載の帯電装置。
【請求項５】
前記清掃部材は、前記第２表面を有する第２表面層を含み、
前記第２表面層は、発泡ポリウレタンを含む、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項６】
被帯電部材である感光部材の表面において帯電処理を行う請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の帯電装置と、
前記感光部材を含むと共に、前記帯電装置により帯電処理された前記感光部材の表面にトナーを付着させる現像処理を行う現像装置と、
前記現像装置により現像処理された前記トナーを用いて転写処理を行う転写装置と、
前記転写装置により転写処理された前記トナーを用いて定着処理を行う定着装置と
を備えた、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被帯電部材の表面を帯電させる帯電装置およびその帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置が広く普及している。インクジェット方式などの他の方式の画像形成装置と比較して、鮮明な画像が短時間で得られるからである。
【０００３】
この電子写真方式の画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」と呼称する。）は、画像の形成工程（現像処理）において、感光部材の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる。このため、画像形成装置は、帯電装置を搭載しており、その帯電装置は、感光部材の表面を帯電させる帯電部材を備えている。
【０００４】
帯電装置の構成は、感光部材の表面の帯電状況、ひいては静電潜像を用いて形成される画像の品質に影響を及ぼすため、その帯電装置の構成に関しては、様々な検討がなされている。具体的には、感光部材の表面を均一に帯電させるために、接触帯電方式の帯電部材（帯電ローラ）が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。この帯電ローラは、感光部材に圧接されながら回転することにより、その感光部材の表面を帯電させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
画像形成装置に搭載される帯電装置の構成に関して様々な提案がなされているが、その帯電装置の構成は画像の品質を担保する観点において未だ十分でないため、改善の余地がある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高品質な画像を形成することが可能な帯電装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態の帯電装置は、被帯電部材の表面を帯電させると共に被帯電部材の表面に圧接された第１表面を有し、被帯電部材の表面に第１表面が圧接されながら回転方向に回転可能であり、第１表面が回転方向に延在する複数の溝を有し、第１表面の表面自由エネルギーが１２．００ｄｙｎ／ｃｍ以上２５．６０ｄｙｎ／ｃｍ以下の範囲内である帯電部材と、第１表面に付着した異物を除去すると共に第１表面に圧接された第２表面を有し、第１表面に第２表面が圧接されながら回転方向と反対の方向に回転可能であり、第１表面と第２表面との動摩擦係数が０．４８以上０．８６以下の範囲内である清掃部材とを備えたものである。
【０００９】
本発明の一実施形態の画像形成装置は、被帯電部材である感光部材の表面において帯電処理を行う帯電装置と、感光部材を含むと共に帯電装置により帯電処理された感光部材の表面にトナーを付着させる現像処理を行う現像装置と、現像装置により現像処理されたトナーを用いて転写処理を行う転写装置と、転写装置により転写処理されたトナーを用いて定着処理を行う定着装置とを備え、その帯電装置が上記した本発明の一実施形態の帯電装置と同様の構成を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施形態の帯電装置または画像形成装置によれば、その帯電装置において、帯電部材の第１表面が回転方向に延在する複数の溝を有している。また、帯電部材の第１表面の表面自由エネルギーが１２．００ｄｙｎ／ｃｍ以上２５．６０ｄｙｎ／ｃｍ以下の範囲内であると共に、帯電部材の第１表面と清掃部材の第２表面との動摩擦係数が０．４８以上０．８６以下の範囲内である。よって、高品質な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の画像形成装置の構成を表す平面図である。
【図２】画像形成装置の構成を表すブロック図である。
【図３】帯電装置の構成を表す平面図である。
【図４】帯電ローラの表面の一部の構成を拡大して表す斜視図である。
【図５】図４に示した帯電ローラの表面の構成を模式的に表す平面図である。
【図６】動摩擦係数の測定方法を説明するための平面図である。
【図７】第１比較例の画像形成装置における帯電ローラの表面の一部の構成を拡大して表す斜視図である。
【図８】図７に示した帯電ローラの表面の構成を模式的に表す平面図である。
【図９】第２比較例の画像形成装置における帯電ローラの表面の一部の構成を拡大して表す斜視図である。
【図１０】図９に示した帯電ローラの表面の構成を模式的に表す平面図である。
【図１１】表面自由エネルギーおよび動摩擦係数と画像の品質（斑点欠陥の発生状況）との相関を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に関して、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．画像形成装置（帯電装置）
１−１．構成
１−１−１．全体構成
１−１−２．ブロック構成
１−１−３．帯電装置の詳細な構成
１−２．動作
１−３．作用および効果
２．変形例
【００１３】
＜１．画像形成装置（帯電装置）＞
まず、本発明の一実施形態の画像形成装置に関して説明する。なお、本発明の一実施形態の帯電装置は、画像形成装置の一部（一構成要素）であるため、その帯電装置に関しては、以下で併せて説明する。
【００１４】
＜１−１．構成＞
ここで説明する画像形成装置は、例えば、後述するように、複数色のトナーを用いて媒体Ｍに画像を形成する装置であり、いわゆる電子写真方式のフルカラープリンタである（図１参照）。この画像形成装置は、例えば、媒体Ｍに画像を形成するために中間転写媒体を用いない直接転写方式を採用している。
【００１５】
媒体Ｍの種類は、特に限定されないが、例えば、紙およびフィルムなどのうちのいずれか１種類または２種類以上である。具体的には、媒体Ｍ（紙）は、例えば、普通紙（複写紙）、特殊紙および封筒などであると共に、媒体Ｍ（フィルム）は、例えば、オーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）シートなどである。
【００１６】
特に、媒体Ｍは、例えば、２枚の基材が粘着剤を介して互いに剥離可能に貼り合わされたラベル紙でもよい。２枚の基材のうちの一方は、例えば、粘着剤と貼り合わされる面に離型層が設けられた基材である、また、２枚の基材のうちの他方は、例えば、粘着剤が設けられた基材であり、上記した一方の基材から剥離されたのちに任意の対象物に貼り付け可能である。なお、２枚の基材のそれぞれは、紙でもよいし、フィルムでもよい。
【００１７】
＜１−１−１．全体構成＞
図１は、画像形成装置の平面構成を表している。この画像形成装置は、例えば、図１に示したように、カセット１０と、ホッピングローラ２０と、現像ユニット３０と、帯電ユニット４０と、露光ユニット５０と、転写ユニット６０と、定着ユニット７０と、搬送ローラ８０とを備えている。この画像形成装置では、破線で示した搬送経路Ｐに沿うように媒体Ｍが搬送方向Ｄ１に向かって搬送される。ここで、現像ユニット３０は、本発明の一実施形態の「現像装置」である。帯電ユニット４０は、本発明の一実施形態の「帯電装置」である。転写ユニット６０は、本発明の一実施形態の「転写装置」である。定着ユニット７０は、本発明の一実施形態の「定着装置」である。
【００１８】
以下で説明する一連のローラ、すなわち名称中に「ローラ」という文言を含む一連の構成要素は、図１の紙面と交差する方向（Ｘ軸方向）に延在する円筒状の部材であると共に、そのＸ軸方向に延在する回転軸を中心として回転可能である。
【００１９】
［カセットおよびホッピングローラ］
カセット１０は、例えば、媒体Ｍを収納しており、着脱可能である。このカセット１０には、例えば、複数の媒体Ｍが互いに重ねられた状態で収納されている。ホッピングローラ２０は、カセット１０から媒体Ｍを取り出すことにより、その媒体Ｍを搬送経路Ｐに供給する給紙ローラである。
【００２０】
［現像ユニット］
現像ユニット３０は、トナーを用いて現像処理を行う。具体的には、現像ユニット３０は、例えば、帯電ユニット４０により帯電処理された後述する感光体ドラム３１１の表面、より具体的には感光体ドラム３１１の表面に形成された静電潜像に、クーロン力を利用してトナーを付着させる。
【００２１】
この現像ユニット３０は、現像処理を行う現像処理ユニット３１を含んでいる。この現像処理ユニット３１は、例えば、上記した感光体ドラム３１１と、現像ローラ３１２と、供給ローラ３１３と、クリーニングブレード３１４とを含んでいる。ここで、感光体ドラム３１１は、本発明の一実施形態の「被帯電部材」および「感光部材」である。
【００２２】
感光体ドラム３１１は、Ｘ軸方向に延在する円筒状の部材であり、そのＸ軸方向に延在する回転軸を中心として回転可能である。この感光体ドラム３１１は、例えば、Ｘ軸方向に延在する円筒状の導電性シャフトと、その導電性シャフトの外周面を被覆する光導電層とを含む有機系感光体である。
【００２３】
導電性シャフトは、例えば、アルミニウムおよびステンレス鋼などの金属材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含む金属パイプである。光導電層は、例えば、互いに交互に積層された電荷発生層および電荷輸送層などを含んでいる。電荷発生層は、例えば、電荷発生物質および結着剤などを含んでいる。電荷輸送層は、例えば、電荷輸送物質および結着剤などを含んでおり、必要に応じて酸化防止剤および増感剤などの各種添加剤を含んでいてもよい。
【００２４】
電荷発生物質は、例えば、有機顔料および有機染料などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この他、電荷発生物質は、例えば、無金属フタロシアニン、銅塩化インジウム、塩化ガリウムおよびオキシチタニウムなどでもよいし、金属（例えば、錫、亜鉛およびバナジウムなど）またはその酸化物でもよいし、アゾ顔料（例えば、モノアゾ、ヒスアゾ、トリスアゾおよびポリアゾ類など）でもよい。結着剤は、例えば、高分子材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その高分子材料は、例えば、ポリエステル、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およびセルロースエーテルなどである。
【００２５】
電荷輸送物質は、例えば、電子供与性物質のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その電子供与性物質は、例えば、複素環化合物（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、ピラゾリンおよびチアジアゾールなど）、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体およびスチルベン誘導体などである。ただし、電荷輸送物質は、例えば、上記した電子供与性物質からなる基を主鎖中または側鎖中に有する重合体でもよい。結着剤は、例えば、高分子材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その高分子材料は、例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ビニル重合体（例えば、ポリ塩化ビニルなど）、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、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂およびシリコーン樹脂などである。なお、結着剤は、例えば、上記した一連の高分子材料のうちの任意の２種類以上の重合体または部分的架橋硬化物などでもよい。
【００２６】
現像ローラ３１２は、感光体ドラム３１１に圧接されており、その感光体ドラム３１１の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる。この現像ローラ３１２は、例えば、金属製の円筒状のシャフトと、そのシャフトの外周面を被覆する半導電性ウレタンゴム層とを含んでいる。
【００２７】
供給ローラ３１３は、現像ローラ３１２に圧接されており、図示しないトナーカートリッジから排出されるトナーを現像ローラ３１２に供給する。クリーニングブレード３１４は、感光体ドラム３１１に圧接された板状の部材であり、その感光体ドラム３１１の表面に残留した不要なトナーなどの異物を掻き落とす。このクリーニングブレード３１４は、例えば、可撓性のゴム材料および高分子材料などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【００２８】
ここでは、現像ユニット３０は、例えば、４個の現像処理ユニット３１（３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ）を含んでいる。現像処理ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋは、例えば、搬送方向Ｄ１における下流から上流に向かってこの順に配置されている。現像処理ユニット４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋのそれぞれは、例えば、現像処理に用いるトナーの種類（色）が互いに異なることを除いて、互いに同様の構成を有している。具体的には、現像処理ユニット３１Ｙは、例えば、イエロートナーを搭載している。現像処理ユニット３１Ｍは、例えば、マゼンタトナーを搭載している。現像処理ユニット３１Ｃは、例えば、シアントナーを搭載している。現像処理ユニット３１Ｋは、例えば、ブラックトナーを搭載している。
【００２９】
トナーは、例えば、着色剤、結着剤、離型剤および帯電制御剤などを含むトナー母粒子と、そのトナー母粒子の表面に定着された複数の無機粒子とを含んでいる。すなわち、着色剤、離型剤および帯電制御剤などは、いわゆる内部添加剤であると共に、複数の無機粒子は、いわゆる外部添加剤である。着色剤は、トナーの色に対応した色を有する顔料および染料などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。結着剤は、例えば、ポリエステルなどの高分子材料のうちのいずれか１種類または２種類以上である。複数の無機粒子は、例えば、二酸化ケイ素（シリカ）粒子および酸化チタン粒子などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。なお、トナーの円形度は、特に限定されないが、例えば、約０．９４〜０．９８である。トナーの平均粒径（メジアン径Ｄ５０）は、特に限定されないが、例えば、約７μｍである。無機粒子の平均粒径（メジアン径Ｄ５０）は、特に限定されないが、例えば、約５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００３０】
［帯電ユニット］
帯電ユニット４０は、感光体ドラム３１１の表面において帯電処理を行う。具体的には、帯電ユニット４０は、例えば、感光体ドラム３１１の表面に静電潜像を形成するために、その感光体ドラム３１１の表面を均一に帯電させる。この帯電ユニット４０は、例えば、現像処理ユニット３１ごとに配置されており、感光体ドラム３１１の表面を帯電させる帯電ローラ４１を含んでいる。なお、帯電ユニット４０の詳細な構成に関しては、後述する（図３参照）。ここで、帯電ローラ４１は、本発明の一実施形態の「帯電部材」である。
【００３１】
［露光ユニット］
露光ユニット５０は、露光用の光を用いて露光処理を行う。具体的には、露光ユニット５０は、例えば、帯電ユニット４０により感光体ドラム３１１の表面が帯電されたのち、その感光体ドラム３１１の表面に露光用の光を放射することにより、その感光体ドラム３１１の表面に静電潜像を形成する。
【００３２】
この露光ユニット５０は、例えば、現像処理ユニット３１ごとに配置されており、発光ダイオード（ＬＥＤ）およびレーザ素子などの光源５１を含んでいる。この他、露光ユニット５０は、例えば、感光体ドラム３１１の表面において露光用の光を結像させるレンズアレイなどを含んでいてもよい。ここでは、画像形成装置は、例えば、４個の現像処理ユニット３１（３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ）に対応する４個の露光ユニット５０を含んでいる。
【００３３】
［転写ユニット］
転写ユニット６０は、現像ユニット３０により現像処理されたトナーを用いて転写処理を行う。具体的には、転写ユニット６０は、例えば、静電潜像に付着されたトナーを媒体Ｍにトナーを転写させる。
【００３４】
この転写ユニット６０は、例えば、ドライブローラ６１と、アイドルローラ６２と、転写ベルト６３と、転写ローラ６４と、クリーニングブレード６５とを含んでいる。
【００３５】
ドライブローラ６１は、例えば、モータなどの駆動源を介して回転可能である。アイドルローラ６２は、例えば、ドライブローラ６１の回転に応じて回転可能である。転写ベルト６３は、例えば、無端のベルトである。この転写ベルト６３は、例えば、ドライブローラ６１およびアイドルローラ６２により張架された状態において、そのドライブローラ６１の回転に応じて移動方向Ｄ２に向かって移動可能である。
【００３６】
転写ローラ６４は、転写ベルト６３を介して感光体ドラム３１１に圧接されており、静電潜像に付着されたトナーを媒体Ｍに転写させる。ここでは、転写ユニット６０は、例えば、４個の現像処理ユニット３１（３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ）に対応する４個の転写ローラ６４（６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋ）を含んでいる。クリーニングブレード６５は、例えば、転写ベルト６３の表面に圧接された板状の部材であり、その転写ベルト６３の表面に付着した不要なトナーなどの異物を掻き落とす。
【００３７】
［定着ユニット］
定着ユニット７０は、転写ユニット６０により転写処理されたトナーを用いて定着処理を行う。具体的には、定着ユニット７０は、例えば、トナーが転写された媒体Ｍを加熱しながら加圧することにより、そのトナーを媒体Ｍに定着させる。
【００３８】
この定着ユニット７０は、例えば、加熱ローラ７１および加圧ローラ７２を含んでいる。加熱ローラ７１は、例えば、ハロゲンランプなどの加熱源を内蔵しており、トナーが転写された媒体Ｍを加熱する。加圧ローラ７２は、加熱ローラ７１に圧接されており、トナーが転写された媒体Ｍを加圧する。
【００３９】
［搬送ローラ］
搬送ローラ８０は、例えば、搬送経路Ｐを介して互いに対向する一対のローラを含んでおり、その搬送経路Ｐに沿ように媒体Ｍを搬送させる。ここでは、画像形成装置は、例えば、２個の搬送ローラ８０（８１，８２）を備えている。ただし、搬送ローラ８０の数は、特に限定されないため、任意に設定可能である。
【００４０】
＜１−１−２．ブロック構成＞
図２は、画像形成装置のブロック構成を表している。なお、図２では、既に説明した画像形成装置の構成要素の一部も併せて示している。
【００４１】
この画像形成装置は、例えば、図２に示したように、制御部１００と、受信メモリ１１１と、画像データ編集メモリ１１２と、操作パネル１１３と、センサ群１１４と、電源回路１２０とを備えている。
【００４２】
制御部１００は、画像形成装置の全体を制御する。この制御部１００は、例えば、制御回路、メモリ、入出力ポートおよびタイマなどの電子部品のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その制御回路は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などを含んでいる。メモリは、例えば、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの記憶素子のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【００４３】
この制御部１００は、例えば、主制御部１０１と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）制御部１０２と、露光制御部１０３と、定着制御部１０４と、搬送制御部１０５と、駆動制御部１０６とを含んでいる。主制御部１０１は、画像形成装置の全体の動作を統括的に制御する。Ｉ／Ｆ制御部１０２は、外部装置（例えば、パーソナルコンピュータなど）から画像形成装置に送信される画像データなどの情報を受信する。露光制御部１０３は、露光ユニット５０（光源５１）の動作を制御する。定着制御部１０４は、定着ユニット７０（加熱ローラ７１および加熱ローラ７２）の動作を制御する。搬送制御部１０５は、搬送ローラ８０の動作を制御する。駆動制御部１０６は、転写ユニット６０（転写ベルト６３）の動作を制御する。
【００４４】
受信メモリ１１１は、外部装置から画像形成装置に送信された画像データなどの情報を格納している。画像データ編集メモリ１１２は、編集処理された画像データなどを格納している。操作パネル１１３は、ユーザが画像形成装置を操作するために必要な情報を表示する表示装置であると共に、そのユーザが画像形成装置を操作するために用いられる入力装置であり、例えば、表示灯（例えば、ＬＥＤランプ）、表示パネル（例えば、タッチパネル）および操作ボタンなどを含んでいる。センサ群１１４は、例えば、温度センサ、湿度センサ、画像濃度センサ、媒体位置検出センサ、トナー残量検知センサおよび人感センサなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【００４５】
電源回路１２０は、例えば、帯電ローラ用電源１２１と、現像ローラ用電源１２２と、供給ローラ用電源１２３と、転写ローラ用電源１２４とを含んでいる。
【００４６】
帯電ローラ用電源１２１は、帯電ローラ４１に電圧を印加する電源である。現像ローラ用電源１２２は、現像ローラ３１２に電圧を印加する電源である。供給ローラ用電源１２３は、供給ローラ３１３に電圧を印加する電源である。転写ローラ用電源１２４は、転写ローラ６４に電圧を印加する電源である。
【００４７】
＜１−１−３．帯電装置の詳細な構成＞
図３は、帯電ユニット４０の平面構成を表している。ただし、図３では、感光体ドラム３１１の一部と共に帯電ローラ用電源１２１も併せて示している。
【００４８】
図４は、帯電ローラ４１の表面４１Ｍの一部の斜視構成を拡大して表していると共に、図５は、図４に示した帯電ローラ４１の表面４１Ｍの平面構成を模式的に表している。なお、図５では、Ｘ軸方向から帯電ローラ４１を見た状態を示している。
【００４９】
この帯電ユニット４０は、図３に示したように、帯電ローラ４１およびクリーニングローラ４２を備えている。なお、感光体ドラム３１１は、帯電ユニット４１により帯電される表面３１１Ｍを有している。ここで、クリーニングローラ４２は、本発明の一実施形態の「清掃部材」である。
【００５０】
［帯電ローラ］
帯電ローラ４１は、上記したように、感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍを帯電させるローラであり、その感光体ドラム３１１に圧接されている。この帯電ローラ４１は、例えば、導電性のシャフト（芯金）４１１と、導電性の弾性層４１２とを含んでいる。ここで、弾性層４１２は、本発明の一実施形態の「第１表面層」である。
【００５１】
シャフト４１１は、図３に示したように、Ｘ軸方向に延在する円筒状の部材であり、金属材料などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。金属材料の種類は、特に限定されないが、例えば、快削鋼（ＳＵＭ）およびステンレス鋼（ＳＵＳ）などである。ただし、シャフト４１１の表面には、例えば、無電解鍍金法などを用いてニッケルなどの金属材料が鍍金されていてもよい。このシャフト４１１は、帯電ローラ用電源１２１に接続されているため、その帯電ローラ用電源１２１は、シャフト４１１に電圧を印加可能である。
【００５２】
弾性層４１２は、図３に示したように、シャフト４１１の外周面を被覆しており、感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍに圧接された表面４１Ｍを有している。帯電ローラ４１（弾性層４１２）は、感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍに圧接されながら、シャフト４１１を中心（回転軸）として回転方向Ｒ２に回転可能である。この帯電ローラ４１の回転方向Ｒ２（例えば、反時計回り）は、感光体ドラム３１１の回転方向Ｒ１（例えば、時計回り）とは反対の方向である。なお、弾性層４１２は、例えば、単層でもよいし、多層でもよい。ここで、回転方向Ｒ２は、本発明の一実施形態の「回転方向」である。表面４１Ｍは、本発明の一実施形態の「第１表面」である。
【００５３】
この弾性層４１２は、例えば、ゴムおよび熱可塑性エラストマーなどの高分子材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。具体的には、高分子材料は、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）、ウレタンゴムおよびシリコーンゴムなどである。中でも、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）とアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）との混合物が好ましい。後述するように、帯電ローラ４１の表面４１Ｍの表面自由エネルギーが適正に低下しやすくなるからである。
【００５４】
弾性層４１２の導電性は、適正な電気抵抗との関係において設定されていることが好ましい。電気抵抗が大きすぎると、感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍにおいて帯電ムラおよび帯電不良などが発生する可能性があると共に、電気抵抗が小さすぎると、感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍに存在する傷などに起因してリーク電流が発生する可能性があるからである。このため、弾性層４１２は、所望の導電性を得るために、イオン導電性材料、イオン導電剤、カーボンブラックおよび金属性酸化物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。なお、弾性層４１２の導電性は、電子導電性でもよいし、イオン導電性でもよいが、中でも、イオン導電性が好ましい。電気抵抗ムラが抑制されるからである。
【００５５】
弾性層４１２の体積抵抗は、特に限定されないが、例えば、１０6 Ω〜１０9 Ωである。体積抵抗の値は、導電性がイオン導電性である場合には温度、湿度および測定電圧などの条件に応じて変動するが、ここで説明する体積抵抗の値は、温度＝２０℃および湿度＝５０％ＲＨの環境条件下において測定された値とする。
【００５６】
弾性層４１２の硬さは、特に限定されないが、例えば、３５度〜８０度である。帯電ローラ４１の表面４１Ｍと感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍとの間に微小なギャップが形成されるため、パッシェンの法則に基づいた放電に寄与する領域（適正なニップ状態）が確保されるからである。ここで説明した弾性層４１２の硬さは、例えば、高分子計器株式会社製のマイクロゴム硬度計  ＭＤ−１ｃａｐａ（ＴｙｐｅＡ）を用いてピーク測定される。ただし、弾性層４１２の硬さは、帯電ローラ４１および感光体ドラム３１１のそれぞれの円筒振れおよび形状ばらつきなどを吸収する役割も果たす。このため、上記した適正なニップ状態が得られれば、その弾性層４１２の硬さは任意に設定可能である。
【００５７】
弾性層４１２の表面形状は、例えば、切削処理、研磨処理および型成形処理などを用いて弾性層４１２が形成されているため、所望の研磨目および表面粗さを有するように調整されていてもよい。具体的には、帯電ローラ４１（弾性層４１２）の表面粗さ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：１９９４に準拠する最大高さＲｙ）は、印加電圧および使用環境などの条件に応じて多少変動するが、例えば、パッシェンの法則に基づいて約１μｍ〜４０μｍである。
【００５８】
なお、弾性層４１２は、表面処理されていてもよい。弾性層４１２中の成分により感光体ドラム３１１が汚染されることを防止できると共に、弾性層４１２の表面抵抗を調整できるからである。また、感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍに付着したトナーおよび外部添加剤などが帯電ローラ４１の表面４１Ｍに付着することを抑制できるからである。
【００５９】
表面処理は、例えば、紫外線照射処理および電子線照射処理などの照射処理である。また、表面処理は、例えば、浸漬、スプレーおよびコータなどを用いて弾性層４１２の表面４１Ｍに塗布溶液を供給する塗布処理である。この塗布溶液は、例えば、イソシアネート化合物およびポリオールなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。イソシアネート化合物は、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）およびイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）などである。ポリオールは、例えば、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、シリコーン系ポリオール、アクリルフッ素系ポリオール、アクリルシリコーン系ポリオールおよびフッ素系ポリオールなどである。ただし、ポリオールは、多重体および変性体などでもよい。
【００６０】
なお、塗布溶液は、必要に応じて、カーボンブラックおよびイオン導電剤などの導電性材料を含んでいてもよい。また、塗布溶液は、必要に応じて、複数の粒子を含んでいてもよい。この複数の粒子は、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、ポリエステル樹脂およびイソシアネート樹脂などの高分子材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【００６１】
中でも、塗布溶液は、フッ素樹脂を含んでいるため、弾性層４１２は、そのフッ素樹脂を含む塗布溶液により表面処理されていることが好ましい。後述するように、帯電ローラ４１の表面４１Ｍの表面自由エネルギーＥが適正に低下しやすくなるからである。このフッ素樹脂は、フッ素（Ｆ）を構成元素として含む樹脂（高分子材料）の総称であり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【００６２】
ここで、帯電ローラ４１（弾性層４１２）の表面４１Ｍは、図４および図５に示したように、複数の溝４１Ｚを有している。各溝４１Ｚは、回転方向Ｒ２（Ｙ軸方向）に延在していると共に、複数の溝４１Ｚは、その回転方向Ｒ２と交差する方向（Ｘ軸方向）に配列されている。このため、帯電ローラ４１の表面４１Ｍには、回転方向Ｒ２に延在する複数の稜線４１Ｌが設けられている。なお、溝４１Ｚの深さ（または稜線４１Ｌの高さ）は、特に限定されないため、任意に設定可能である。
【００６３】
弾性層４１２の表面４１Ｍが複数の溝４１Ｚを有しているのは、媒体Ｍとして粘着剤を含むラベル紙を用いた場合において、その媒体Ｍからはみ出した粘着剤が帯電ローラ４１の表面４１Ｍに付着しても、その粘着剤が帯電ローラ４１の表面４１Ｍに定着しにくくなるからである。これにより、粘着剤がクリーニングローラ４２により巻き上げられやすくなるため、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに付着した粘着剤が帯電処理に悪影響を及ぼしにくくなる。なお、ここで説明した理由の詳細に関しては、後述する。
【００６４】
回転方向Ｒ２に延在する複数の溝４１Ｚが帯電ローラ４１の表面４１Ｍに形成されれば、その複数の溝４１Ｚの形成方法、すなわち弾性層４１２の形成方法は、特に限定されない。中でも、帯電ローラ４１（弾性層４１２）の表面４１Ｍは、テープ研磨法を用いて回転方向Ｒ２にテープ研磨（湿式研磨）されていることが好ましい。回転方向Ｒ２に延在する複数の溝４１Ｚが容易かつ安定に形成されやすくなるからである。
【００６５】
［クリーニングローラ］
クリーニングローラ４２は、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに付着した異物を除去するローラ（清掃ローラ）であり、その帯電ローラ４１の表面４１Ｍに圧接されている。このクリーニングローラ４２は、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに付着した異物を回転しながら巻き上げることにより、その異物を除去する。具体的には、クリーニングローラ４２は、例えば、シャフト（芯体）４２１と、弾性層４２２とを含んでいる。ここで、弾性層４２２は、本発明の一実施形態の「第２表面層」である。
【００６６】
シャフト４２１は、図３に示したように、Ｘ軸方向に延在する円筒状の部材であり、金属材料および高分子材料などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。金属材料の種類は、特に限定されないが、例えば、快削鋼（ＳＵＭ）およびステンレス鋼（ＳＵＳ）などである。ただし、シャフト４１１の表面には、例えば、無電解鍍金法などを用いてニッケルなどの金属材料が鍍金されていてもよい。高分子材料の種類は、特に限定されないが、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）などである。
【００６７】
弾性層４２２は、図３に示したように、シャフト４２１の外周面を被覆しており、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに圧接された表面４２Ｍを有している。ただし、弾性層４２２は、例えば、シャフト４２１の外周面のうちの中央部（長手方向における両端部を除いた部分）だけを被覆していてもよいし、シャフト４２１の外周面を螺旋状に被覆していてもよい。クリーニングローラ４２（弾性層４２２）は、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに圧接されながら、シャフト４２１を中心（回転軸）として回転方向Ｒ３に回転可能である。このクリーニングローラ４２の回転方向Ｒ３（例えば、時計回り）は、帯電ローラ４１の回転方向Ｒ２（例えば、反時計回り）とは反対の方向である。なお、弾性層４２２は、例えば、単層でもよいし、多層でもよい。また、弾性層４２２は、例えば、発泡構造を有していてもよいし、ソリッド層と発泡層とが互いに積層された構造を有していてもよい。ここで、表面４２Ｍは、本発明の一実施形態の「第２表面」である。
【００６８】
この弾性層４２２は、例えば、発泡性樹脂およびゴム材料などの高分子材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。発泡性樹脂の種類は、特に限定されないが、例えば、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミドおよびポリプロピレンなどである。ゴム材料の種類は、特に限定されないが、例えば、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，ＥＤＰＭ）、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）およびクロロプレンゴム（ＣＲ）などである。なお、弾性層４２２は、必要に応じて、発泡助剤、整泡剤、触媒、硬化剤、可塑剤および加硫促進剤などの助剤のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００６９】
中でも、気泡を有する発泡性樹脂が好ましい。後述するように、帯電ローラ４１の表面４１Ｍとクリーニングローラ４２の表面４２Ｍとの動摩擦係数μが適正に低下しやすくなるからである。これにより、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに付着した異物がクリーニングローラ４２（弾性層４２２）により除去されやすくなる。
【００７０】
特に、発泡性のポリウレタン（発泡ポリウレタン）がより好ましい。発泡ポリウレタンは、引き裂きおよび引っ張りなどに対して耐性を有するため、帯電ローラ４１の表面４１Ｍが傷付きにくくなると共に、その帯電ローラ４１が破損（例えば、千切れなど）しにくくなるからである。
【００７１】
弾性層４２２の密度（ＪＩＳ  Ｋ７２２２）は、特に限定されないが、例えば、２０ｋｇ／ｍ3 〜８０ｋｇ／ｍ3 である。弾性層４２２の硬さ（ＪＩＳ  Ｋ６４００−２，２５％圧縮硬さ）は、特に限定されないが、例えば、１００Ｎ〜４１０Ｎである。弾性層４２２の引っ張り強度（ＪＩＳ  Ｋ６４００−５）は、特に限定されないが、例えば、６０ｋＰａ〜３００ｋＰａである。弾性層４２２の伸び（ＪＩＳ  Ｋ６４００−５）は、特に限定されないが、例えば、１００％〜２２０％である。
【００７２】
［物性］
この帯電ユニット４０では、上記したように、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに粘着剤Ｖが定着しにくくなると共に、その帯電ローラ４１の表面４１Ｍに付着した粘着剤Ｖがクリーニングローラ４２により除去されやすくするために、その帯電ローラ４１（弾性層４１２）の表面４１Ｍが複数の溝４１Ｚを有している。
【００７３】
この場合には、帯電ローラ４１の表面形状（複数の溝４１Ｚ）の観点において粘着剤Ｖが定着しにくくなると共に除去されやすくなるようにするだけでなく、帯電ローラ４１およびクリーニングローラ４２のそれぞれの物性の観点においても粘着剤Ｖが定着しにくくなると共に除去されやすくなるようにするために、その物性が適正化されている。
【００７４】
具体的には、帯電ローラ４１（弾性層４１２）の表面４１Ｍの表面自由エネルギーＥ（ｄｙｎ／ｃｍ）は、１２．００ｄｙｎ／ｃｍ〜２５．６０ｄｙｎ／ｃｍである。また、帯電ローラ４１（弾性層４１２）の表面４１Ｍとクリーニングローラ４２（弾性層４２２）の表面４２Ｍとの動摩擦係数μは、０．４８〜０．８６である。
【００７５】
表面自由エネルギーＥが上記した範囲内であるのは、その表面自由エネルギーＥが適正に低下するため、帯電ローラ４１の表面４１Ｍの極性が適正に低下するからである。これにより、表面４１Ｍに対する粘着剤Ｖの付着力が低下するため、その粘着剤Ｖが表面４１Ｍに定着しにくくなる。よって、クリーニングローラ４２が帯電ローラ４１の表面４１Ｍから粘着剤Ｖを除去しやすくなる。
【００７６】
また、動摩擦係数μが上記した範囲内であるのは、その動摩擦係数μが適正に低下するため、帯電ローラ４１の表面４１Ｍとクリーニングローラ４２の表面４２Ｍとが互いに摺接し合う力は適正に低下するからである。これにより、クリーニングローラ４２が帯電ローラ４１の表面４１Ｍに粘着剤Ｖを擦り付けにくくなるため、その粘着剤Ｖが表面４１Ｍに定着しにくくなる。よって、クリーニングローラ４２が帯電ローラ４１の表面４１Ｍから粘着剤Ｖをより除去しやすくなる。
【００７７】
ここで、表面自由エネルギーＥの測定方法は、以下の通りである。表面自由エネルギーＥを測定する場合には、表１に示した３種類の液体試料を用いて、帯電ローラ４１の表面４１Ｍにおける接触角を測定する。この３種類の液体試料は、水（Ｈ2 Ｏ）、ジヨードメタン（ＣＨ2 Ｉ2 ）およびドデカン（Ｃ12Ｈ26）である。これらの３種類の液体試料に関する表面自由エネルギー成分γｄ（ｄｙｎ／ｃｍ），γｐ（ｄｙｎ／ｃｍ），γｈ（ｄｙｎ／ｃｍ），γｔｏｔａｌ（ｄｙｎ／ｃｍ）は、表１に示した通りである。
【００７８】
【表１】
2020086348.tif 000003
【００７９】
接触角を測定する場合には、液適法を用いて、液量＝０．２２×１０-3 ｍｌ〜０．２７×１０-3 ｍｌ（＝０．２２ｍｍ3 〜０．２７ｍｍ3 ）として接触角を測定する。こののち、接触角の測定結果に基づいて、北崎・畑理論の式およびヤング−デュプレの式を用いて表面自由エネルギーＥを算出する。
【００８０】
また、動摩擦係数μの測定方法は、以下の通りである。図６は、動摩擦係数μの測定方法を説明するために、帯電ローラ４１などの平面構成を表している。動摩擦係数μを測定する場合には、オイラーのベルト式を用いる。
【００８１】
具体的には、図６に示したように、ベルト２０１の内側面を帯電ローラ４１（弾性層４１２）の表面４１Ｍに接触させたのち、そのベルト２０１の一端部を重り２０２に接続させると共に、そのベルト２０１の他端部を荷重計２０３に接続させる。この場合には、ベルト２０１の内側面が帯電ローラ４１の表面４１Ｍに巻き付けられる角度（巻き付け角度）をθ（ｒａｄ）とする。
【００８２】
この状態において、帯電ローラ４１をベルト２０１に接触させながら所定の回転速度で回転方向Ｒ４に回転させると、巻き付け角度θ（ｒａｄ）と、重り２０２の荷重Ｗ（ｇｆ）と、荷重計２０３において測定される力Ｆ（ｇｆ）と、帯電ローラ４１の表面４１Ｍとベルト２０１の内側面との動摩擦係数μとの間には、下記の式（１）で表される関係式が成立する。
【００８３】
μ＝（１／θ）ｌｎ（Ｆ／Ｗ）  ・・・（１）
【００８４】
式（１）に示した関係式を用いて、帯電ローラ４１の表面４１Ｍとクリーニングローラ４２の表面４２Ｍとの動摩擦係数μを測定する場合には、弾性層４２２の形成材料と同様の材料により形成されたベルト２０１を用いることにより、その動摩擦係数μを算出する。この場合には、巻き付け角度θ＝π／２ｒａｄ、ベルト２０１の幅＝７ｍｍおよび厚さ＝４ｍｍ、荷重Ｗ＝５０ｇｆ、帯電ローラ４１の回転速度（ベルト２０１に摺接する速度）＝１．０ｍｍ／秒とする。これにより、荷重計２０３を用いて力Ｆを測定したのち、式（１）に示した関係式を用いて動摩擦係数μを算出する。
【００８５】
＜１−２．動作＞
この画像形成装置では、例えば、以下で説明する手順により、媒体Ｍに画像が形成される。以下では、既に説明した図１〜図３を随時参照する。
【００８６】
媒体Ｍに画像を形成する場合には、外部装置から画像形成装置に画像データが送信されると、Ｉ／Ｆ制御部１０２が画像データを受信したのち、その画像データが受信メモリ１１１に格納されると共に、編集処理された画像データが画像データ編集メモリ１１２に格納される。
【００８７】
この場合には、搬送制御部１０５が搬送ローラ８０を駆動させることにより、ホッピングローラ２０によりカセット１０から媒体Ｍが取り出されたのち、その媒体Ｍが搬送方向Ｄ１に向かって搬送経路Ｐに沿うように搬送される。こののち、画像形成装置は、例えば、以下で説明するように、帯電処理、露光処理、現像処理、転写処理および定着処理をこの順に行う。これらの一連の処理は、制御部１００（主制御部１０１）により制御される。
【００８８】
［帯電処理］
最初に、帯電ユニット４０において、帯電ローラ用電源１２１が帯電ローラ４１（シャフト４１１）に電圧を印加すると、その帯電ローラ４１が感光体ドラム３１１に圧接されながら回転することにより、その感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍを均一に帯電させる。この場合には、クリーニングローラ４２が帯電ローラ４１に圧接されながら回転するため、その帯電ローラ４１の表面４１Ｍに付着した異物がクリーニングローラ４２により除去される。
【００８９】
［露光処理］
続いて、露光ユニット５０において、露光制御部１０３が光源５１を駆動させることにより、編集処理された画像データに基づいて光源５１が感光体ドラム３１１の表面に露光用の光を放射する。これにより、感光体ドラム３１１の表面に静電潜像が形成される。
【００９０】
［現像処理］
続いて、現像ユニット３０（現像処理ユニット３１）において、供給ローラ用電源１２３が供給ローラ３１３に電圧を印加すると共に、現像ローラ用電源１２２が現像ローラ３１２に電圧を印加すると、供給ローラ３１３が現像ローラ３１２の表面にトナーを供給すると共に、現像ローラ３１２が静電潜像にトナーを付着させる。この場合には、感光体ドラム３１１の表面に付着した不要なトナーなどの異物がクリーニングブレード３１４により掻き取られる。
【００９１】
［転写処理］
続いて、転写ユニット６０において、駆動制御部１０６が転写ベルト６３を駆動させると共に、転写ローラ用電源１２４が転写ローラ６４に電圧を印加すると、転写ベルト６３が移動方向Ｄ２に向かって移動すると共に、転写ローラ６４が転写ベルト６３を介して感光体ドラム３１１に圧接される。これにより、静電潜像に付着されたトナーが媒体Ｍに転写される。この場合には、転写ベルト６３の表面に付着した不要なトナーなどの異物がクリーニングブレード６５により掻き取られる。
【００９２】
なお、４個の現像処理ユニット３１（３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ）および４個の転写ローラ６４（６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋ）のうちのいずれの組み合わせにより現像処理および転写処理が行われるかは、画像を形成するために必要なトナーの色の組み合わせに応じて決定される。
【００９３】
［定着処理］
最後に、定着ユニット７０において、媒体Ｍに転写されたトナーが加圧ローラ７２により加圧されながら加熱ローラ７１により加熱されるため、その媒体Ｍにトナーが定着される。これにより、媒体Ｍに画像が形成されるため、画像の形成動作が完了する。
【００９４】
＜１−３．作用および効果＞
本実施形態の画像形成装置では、帯電ユニット４０において、帯電ローラ４１（弾性層４１２）の表面４１Ｍが回転方向Ｒ２に延在する複数の溝４１Ｚを有している。この場合において、帯電ローラ４１の表面４１Ｍの表面自由エネルギーＥが１２．００ｄｙｎ／ｃｍ〜２５．６０ｄｙｎ／ｃｍであると共に、その帯電ローラ４１の表面４１Ｍとクリーニングローラ４２（弾性層４２２）の表面４２Ｍとの動摩擦係数μが０．４８〜０．８６である。よって、以下で説明する理由により、高品質な画像を形成することができる。
【００９５】
以下では、帯電ローラ４１の表面４１Ｍが複数の溝４１Ｚを有していることが好ましい理由に関して説明したのち、表面自由エネルギーＥおよび動摩擦係数μのそれぞれに関して上記した条件が満たされていることが好ましい理由に関して説明する。
【００９６】
［複数の溝に関する理由］
図７は、第１比較例の画像形成装置における帯電ローラ１４１の表面１４１Ｍの一部の斜視構成を拡大して表しており、図４に対応している。図８は、図７に示した帯電ローラ１４１の表面１４１Ｍの平面構成を模式的に表しており、図５に対応している。
【００９７】
図９は、第２比較例の画像形成装置における帯電ローラ２４１の表面２４１Ｍの一部の斜視構成を拡大して表しており、図４に対応している。図１０は、図９に示した帯電ローラ２４１の表面２４１Ｍの平面構成を模式的に表しており、図５に対応している。
【００９８】
第１比較例の帯電ローラ１４１は、テープ研磨法を用いて弾性層４１２の表面１４１Ｍがテープ研磨（湿式研磨）されておらずに、円筒研磨法（砥石）を用いて弾性層４１２の表面４１２Ｍが砥石研磨（乾式研磨）されていることを除いて、帯電ローラ４１と同様の構成を有している。この場合には、回転方向Ｒ２に延在する複数の溝４１Ｚが表面１４１Ｍに形成されておらずに、回転方向Ｒ２に向かって複数の段差１４１Ｄが表面１４１Ｍに形成されている。
【００９９】
第２比較例の帯電ローラ２４１は、テープ研磨法を用いて弾性層４１２の表面２４１Ｍがテープ研磨（湿式研磨）されておらずに、その弾性層４１２が型成形されていることを除いて、帯電ローラ４１と同様の構成を有している。この場合には、回転方向Ｒ２に延在する複数の溝４１Ｚが表面２４１Ｍに形成されておらずに、ランダムに配置された複数の突起２４１Ｔが表面２４１Ｍに形成されている。
【０１００】
ここで、媒体Ｍとして粘着剤を含むラベル紙を用いた場合には、搬送途中において媒体Ｍから粘着剤Ｖがはみ出す場合がある。媒体Ｍから粘着剤Ｖがはみ出す原因としては、例えば、転写ローラ６４により媒体Ｍが転写ベルト６３を介して感光体ドラム３１１に押し付けられるため、その媒体Ｍが上下から押されることなどが考えられる。また、例えば、使用前の状態において何らかの原因に起因して媒体Ｍが上下から押されることなども考えられる。
【０１０１】
この場合には、帯電ローラ４１が感光体ドラム３１１に圧接されているため、媒体Ｍからはみ出した粘着剤Ｖが感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍに付着すると、その粘着剤Ｖが感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍから帯電ローラ４１の表面４１Ｍに移行しやすくなる。帯電ローラ４１の表面４１Ｍに粘着剤Ｖが付着すると、帯電処理時において感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍでは粘着剤Ｖの付着領域に対応する領域において帯電不良が発生するため、現像処理時において帯電不良が発生した領域に意図せずにトナーが付着されやすくなる。この帯電不良が発生する傾向は、特に、粘着剤Ｖが絶縁性を有している場合に顕著になる。帯電ローラ４１の表面４１Ｍに絶縁性の粘着剤Ｖが付着すると、その帯電ローラ４１が感光体ドラム３１１の表面３１１Ｍを帯電させにくくなるからである。
【０１０２】
これにより、画像形成装置により媒体Ｍに形成された画像中には、帯電ローラ４１の回転周期に対応する位置に画像不良（いわゆる斑点欠陥）が発生しやすくなる。この斑点欠陥は、帯電不良の発生領域に付着されたトナーの種類に応じた色を有する斑点状の画像欠陥であり、画像データ（静電潜像の形成パターン）とは無関係に形成される画像不良である。
【０１０３】
よって、画像中に斑点欠陥が発生することを抑制するためには、媒体Ｍとしてラベル紙を用いた場合において、クリーニングローラ４２による清掃機能を向上させる必要がある。すなわち、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに粘着剤Ｖが付着した際に、その帯電ローラ４１の表面４１Ｍに粘着剤Ｖが定着（滞留）しにくくなるように、クリーニングローラ４２が帯電ローラ４１の表面４１Ｍから粘着剤Ｖを除去しやすくする必要がある。
【０１０４】
この点に関して、第１比較例の帯電ローラ１４１では、図７に示したように、弾性層４１２の表面１４１Ｍが砥石研磨されたことに起因して、回転方向Ｒ２に向かって複数の段差１４１Ｄが形成されている。この場合には、図８に示したように、粘着剤Ｖが表面１４１Ｍに付着すると、その表面１４１Ｍに対する粘着剤Ｖの接触面積（言い替えれば付着力）が大きくなるため、その粘着剤Ｖが表面１４１Ｍに定着しやすくなる。しかも、粘着剤Ｖが段差１４１Ｄの近傍に付着すると、その粘着剤Ｖが段差１４１Ｄに引っ掛かりやすくなるため、帯電ローラ１４１に圧接されながらクリーニングローラ４２が回転しても、そのクリーニングローラ４２が帯電ローラ１４１の表面１４１Ｍから粘着剤Ｖを除去しにくくなる。
【０１０５】
よって、第１比較例の画像形成装置では、帯電ローラ１４１の表面１４１Ｍに粘着剤Ｖが定着しやすくなると共に、クリーニングローラ４２が粘着剤Ｖを除去しにくくなるため、斑点欠陥が発生しやすくなる。
【０１０６】
また、第２比較例の帯電ローラ２４１では、図９に示したように、弾性層４１２が型成形されたことに起因して、複数の突起２４１Ｔが形成されている。この場合には、図１０に示したように、粘着剤Ｖが表面２４１Ｍに付着すると、その表面２４１Ｍに対する粘着剤Ｖの接触面積（付着力）が大きくなるため、その粘着剤Ｖが表面２４１Ｍに定着しやすくなる。しかも、粘着剤Ｖが突起２４１Ｔの近傍に付着すると、その粘着剤Ｖが突起２４１Ｔに引っ掛かりやすくなるため、帯電ローラ１４１に圧接されながらクリーニングローラ４２が回転しても、そのクリーニングローラ４２が帯電ローラ２４１の表面２４１Ｍから粘着剤Ｖを除去しにくくなる。
【０１０７】
よって、第２比較例の画像形成装置では、上記した第１比較例の画像形成装置と同様に、帯電ローラ２４１の表面２４１Ｍに粘着剤Ｖが定着しやすくなると共に、クリーニングローラ４２が粘着剤Ｖを除去しにくくなるため、やはり斑点欠陥が発生しやすくなる。
【０１０８】
これに対して、本実施形態の帯電ローラ４１では、図４に示したように、弾性層４１２がテープ研磨されたことに起因して、回転方向Ｒ２に延在する複数の溝４１Ｚが形成されている。この場合には、図５に示したように、粘着剤Ｖが表面４１Ｍに付着しても、その粘着剤Ｖが複数の稜線４１Ｌにより部分的に支持されることに起因して表面４１Ｍに対する粘着剤Ｖの接触面積（付着力）が小さくなるため、その粘着剤Ｖが表面４１Ｍに定着しにくくなる。しかも、粘着剤Ｖが溝４１Ｚに入り込まない限り、その粘着剤Ｖが表面４１Ｍにおいて引っ掛かりにくくなるため、帯電ローラ１４１に圧接されながらクリーニングローラ４２が回転すると、そのクリーニングローラ４２が帯電ローラ４１の表面４１Ｍから粘着剤Ｖを除去しやすくなる。
【０１０９】
よって、本実施形態の画像形成装置では、上記した第１比較例の画像形成装置および第２比較例の画像形成装置とは異なり、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに粘着剤Ｖが定着しにくくなると共に、クリーニングローラ４２が粘着剤Ｖを除去しやすくなるため、斑点欠陥が発生しにくくなる。
【０１１０】
［表面自由エネルギーＥおよび動摩擦係数μに関する理由］
また、帯電ユニット４０では、帯電ローラ４１の表面４１Ｍが複数の溝４１Ｚを有している場合において、上記したように、表面自由エネルギーＥが所定の範囲となるように適正化されていると共に、動摩擦係数μも所定の範囲となるように適正化されている。
【０１１１】
この場合には、上記したように、表面自由エネルギーＥが適正に低下しているため、その表面自由エネルギーＥが適正に低下していない場合と比較して、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに対する粘着剤Ｖの付着力が十分に低下する。これにより、粘着剤Ｖが表面４１Ｍにより定着しにくくなるため、クリーニングローラ４２が帯電ローラ４１の表面４１Ｍから粘着剤Ｖをより除去しやすくなる。
【０１１２】
しかも、動摩擦係数μが適正に低下しているため、その動摩擦係数μが適正に低下していない場合と比較して、クリーニングローラ４２が帯電ローラ４１に圧接されながら回転しても、そのクリーニングローラ４２が帯電ローラ４１の表面４１Ｍに粘着剤Ｖを擦り付けにくくなる。これにより、粘着剤Ｖが表面４１Ｍにさらに定着しにくくなるため、クリーニングローラ４２が帯電ローラ４１の表面４１Ｍから粘着剤Ｖをさらに除去しやすくなる。
【０１１３】
［まとめ］
これらのことから、本実施形態の画像形成装置では、帯電ローラ４１の表面４１Ｍの形状（複数の溝４１Ｚ）が適正化されている観点において、クリーニングローラ４２が帯電ローラ４１の表面４１Ｍから粘着剤Ｖを除去しやすくなる。しかも、帯電ローラ４１およびクリーニングローラ４２に関する物性（表面自由エネルギーＥおよび動摩擦係数μ）が適正化されている観点において、クリーニングローラ４２が帯電ローラ４１の表面４１Ｍから粘着剤Ｖをより除去しやすくなる。よって、画像中に斑点欠陥が発生しにくくなるため、高品質な画像を形成することができる。
【０１１４】
［他の作用および効果］
この他、本実施形態の画像形成装置では、帯電ローラ４１（弾性層４１２）の表面４１Ｍが回転方向Ｒ２にテープ研磨されていれば、その表面４１Ｍに複数の溝４１Ｚが容易かつ安定に形成されやすくなる。よって、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに粘着剤Ｖがより定着しにくくなるため、より高い効果を得ることができる。
【０１１５】
また、帯電ローラ４１の弾性層４１２がフッ素樹脂を含む塗布溶液により表面処理されていれば、その帯電ローラ４１の表面４１Ｍの表面自由エネルギーＥが適正に低下しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。この場合には、弾性層４１２がエピクロルヒドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエンゴムとの混合物を含んでいれば、表面自由エネルギーがより低下しやすくなるため、さらに高い効果を得ることができる。
【０１１６】
また、クリーニングローラ４２の弾性層４２２が発泡ポリウレタンを含んでいれば、帯電ローラ４１の表面４１Ｍとクリーニングローラ４２の表面４２Ｍとの動摩擦係数μが適正に低下しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
【０１１７】
ここで説明した画像形成装置に関する作用および効果は、帯電装置（帯電ユニット４０）においても同様に得られる。
【０１１８】
＜２．変形例＞
上記した画像形成装置の構成は、適宜、変更可能である。具体的には、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに複数の溝４１Ｚが形成されれば、その表面４１Ｍの研磨方法は、上記したテープ研磨法に限られず、他の研磨法でもよい。また、表面自由エネルギーＥが上記した適正な範囲内になれば、その弾性層４１２の形成材料は、上記したエピクロルヒドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエンゴムとの混合物に限られず、他の材料でもよい。また、動摩擦係数μが上記した適正な範囲内になれば、弾性層４２２の形成材料は、上記した発泡ポリウレタンに限られず、他の材料でもよい。これらの場合においても、帯電ローラ４１の表面４１Ｍに複数の溝４１Ｍが形成されていると共に、表面自由エネルギーＥおよび動摩擦係数μのそれぞれに関して上記した適正な条件が満たされていれば、同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【０１１９】
本発明の実施例に関して、詳細に説明する。
【０１２０】
（実験例１〜２５）
以下の手順により、画像形成装置を用いて媒体Ｍに画像を形成したのち、その画像の品質を評価した。
【０１２１】
［画像形成装置などの準備］
帯電ユニット４０（帯電ローラ４１およびクリーニングローラ４２）を備えた画像形成装置と、媒体Ｍと、４色のトナー（イエロートナー，マゼンタトナー，シアントナー，ブラックトナー）とを準備した。
【０１２２】
画像形成装置としては、電子写真方式のフルカラープリンタ（株式会社沖データ製のプリンタ  Ｃ５４２ｄｎ）を用いた。媒体Ｍとしては、ラベル紙（Ａ５サイズ）と、普通紙（Ａ４サイズ）とを用いた。このラベル紙は、合成紙（厚さ＝１００μｍ）／粘着剤（絶縁性のアクリル系粘着剤，厚さ＝３０μｍ）／剥離紙（厚さ＝５０μｍ）という３層構造を有している。
【０１２３】
クリーニングローラ４２としては、シャフト４２１（無電解鍍金法を用いてニッケル鍍金された快削鋼（ＳＵＭ），外径＝４ｍｍ）の外周面に弾性層４２２（発泡ポリウレタン，株式会社ノイアックコーポレーション製のウレタンフォーム  モルトプレンＳＭ−５５，外径＝６ｍｍ）が設けられたローラを用いた。
【０１２４】
帯電ローラ４１としては、以下の手順により作製されたローラを用いた。帯電ローラ４１を作製する場合には、最初に、シャフト４１１（無電解鍍金法を用いてニッケル鍍金された快削鋼（ＳＵＭ），外径＝６ｍｍ）の外周面に弾性層４１２（エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）とアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）との混合物を主成分とするゴム材料，外径＝９．５ｍｍ）が設けられたローラ前駆体を準備した。
【０１２５】
続いて、回転方向Ｒ２において円筒研磨法（砥石）を用いて弾性層４１２の表面４１Ｍを乾式研磨したのち、同方向においてテープ研磨法を用いて弾性層４１２の表面４１Ｍを湿式研磨した。このテープ研磨法を用いた研磨処理により、回転方向Ｒ２に延在する複数の溝４１Ｚが弾性層４１２の表面４１Ｍに形成された。
【０１２６】
続いて、有機溶剤（酢酸エチル）１００質量部と、イソシアネート化合物（ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ））１５質量部と、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））０．３質量部〜３質量部とを混合したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、塗布溶液を調製した。
【０１２７】
最後に、浸漬法を用いて弾性層４１２の表面４１Ｍに塗布溶液を塗布したのち、その塗布溶液を乾燥させた。これにより、弾性層４１２の内部に塗布溶液が浸透すると共に、有機溶剤が揮発しながら塗布溶液が硬化したため、その弾性層４１２が表面処理された。よって、帯電ローラ４１が完成した。
【０１２８】
この場合には、弾性層４１２の表面４１Ｍの表面粗さ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：１９９４に準拠する最大高さＲｙ）を１μｍ〜２５μｍの範囲内において５段階に変化させると共に、塗布溶液中におけるフッ素樹脂の濃度を０．３質量部〜３質量部の範囲内において５段階に変化させることにより、表２に示したように、表面自由エネルギーＥおよび動摩擦係数μのそれぞれを変化させた。表面粗さを変化させる場合には、テープ研磨法を用いた研磨工程においてテープの粒度および研磨速度のそれぞれを変化させた。なお、表面自由エネルギーＥおよび動摩擦係数μのそれぞれの測定方法は、上記した通りである。
【０１２９】
【表２】
2020086348.tif 000004
【０１３０】
［画像の形成および評価］
以下の手順により、媒体Ｍに画像を形成したのち、その画像の品質を評価したところ、表２に示した結果が得られた。
【０１３１】
最初に、常温常湿の環境条件下（温度＝２４±４℃，湿度＝５０±１４％ＲＨ）において、媒体Ｍ（ラベル紙）に画像を連続形成した。この場合には、画像パターンをベタパターン（印字率＝１００％）とすると共に、画像の形成枚数を１００００枚とした。
【０１３２】
続いて、低温低湿の環境条件下（温度＝１０℃，湿度＝１５％ＲＨ）において、媒体Ｍ（普通紙）に画像を形成した。この場合には、画像パターンをベタパターン（印字率＝０％）および画像の形成枚数を１枚とすると共に、画像パターンをハーフトーンパターン（印字率＝２５％）および画像の形成枚数を１枚とした。
【０１３３】
最後に、媒体Ｍ（普通紙）に形成された２種類の画像の状態を目視で確認することにより、その画像の品質を評価した。具体的には、２種類の画像のうちのいずれにおいても斑点欠陥が発生していなかった場合を「Ａ」と評価した。一方、２種類の画像のうちの一方または双方において斑点欠陥が発生していた場合を「Ｂ」と評価した。
【０１３４】
なお、図１１は、表面自由エネルギーＥおよび動摩擦係数μと画像の品質（斑点欠陥の発生状況）との相関を表している。図１１では、表２中においてＡと評価されたデータを「○」で表していると共に、表２中においてＢと評価されたデータを「×」で表している。
【０１３５】
［考察］
表１および図１１に示したように、帯電ローラ４１（弾性層４１２）の表面４１Ｍが複数の溝４１Ｍを有している場合において、斑点欠陥の発生状況は、その帯電ローラ４１およびクリーニングローラ４２の物性（表面自由エネルギーＥおよび動摩擦係数μ）に応じて変動した。
【０１３６】
具体的には、表面自由エネルギーＥが１２．００ｄｙｎ／ｃｍ〜２５．６０ｄｙｎ／ｃｍであると共に動摩擦係数μが０．４８〜０．８６であるという２つの条件が満たされている場合（実験例１〜４，６〜９，１１〜１４，１６，１７，２１）には、その２つの条件が満たされていない場合（実験例５，１０，１５，１８〜２０，２２〜２５）とは異なり、斑点欠陥が発生しなかった。なお、図１１中において破線で囲まれた範囲は、斑点欠陥が発生しなかった範囲を表している。
【０１３７】
よって、帯電ローラ４１の表面４１Ｍが複数の溝４１Ｚを有している場合において、その帯電ローラ４１およびクリーニングローラ４２の物性（表面自由エネルギーＥおよび動摩擦係数μ）に関して上記した２つの条件が満たされていると、画像の品質が改善された。よって、高品質な画像を形成することができた。
【０１３８】
以上、一実施形態を挙げながら本発明の態様に関して説明したが、その本発明の態様は、上記した態様に限定されない。
【０１３９】
具体的には、例えば、本発明の一実施形態の画像形成装置は、カラー方式に限られず、モノクロ方式でもよい。また、本発明の一実施形態の画像形成装置は、プリンタに限られず、複写機、ファクシミリおよび複合機などでもよい。さらに、例えば、本発明の一実施形態の画像形成装置は、中間転写媒体を用いない直接転写方式に限られず、その中間転写媒体を用いた中間転写方式でもよい。この他、本発明の一実施形態の帯電装置は、プリンタなどの画像形成装置以外の用途に用いられてもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
３０…現像ユニット、４０…帯電ユニット、４１…帯電ローラ、４１Ｍ，４２Ｍ，３１１Ｍ…表面、４１Ｚ…溝、４２…クリーニングローラ、６０…転写ユニット、７０…定着ユニット、３１１…感光体ドラム、４１１，４２１…シャフト、４１２，４２２…弾性層、Ｒ１〜Ｒ３…回転方向。
【図１】
2020086348.tif 000005
【図２】
2020086348.tif 000006
【図３】
2020086348.tif 000007
【図４】
2020086348.tif 000008
【図５】
2020086348.tif 000009
【図６】
2020086348.tif 000010
【図７】
2020086348.tif 000011
【図８】
2020086348.tif 000012
【図９】
2020086348.tif 000013
【図１０】
2020086348.tif 000014
【図１１】
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