(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心を中心に回転されたローラ状の導電性部材の外周面に当接されるとともに前記導電性部材と逆方向に回転される円筒状、円柱状又は球状の第１電極と、前記導電性部材の前記軸心に接続された第２電極と、を有する導電性部材評価装置において、
前記第１電極と前記第２電極との間に交流成分を少なくとも含む評価電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段によって前記評価電圧が印加されているときに、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流値を測定する電流値測定手段と、
前記電流値測定手段によって測定された前記電流値から、該電流値に含まれる交流成分の一周期における極大値及び極小値のうち少なくとも一方の極値を取得する極値取得手段と、
前記極値取得手段によって取得された前記極値に基づいて、前記導電性部材を評価する評価手段と、を有し、
前記評価手段が、前記極値取得手段によって取得された所定の評価期間における前記極値の単位時間当たりの変化量を算出して、この変化量と予め定められた変化量基準値とを比較した結果に基づいて、前記導電性部材を評価する手段である
ことを特徴とする導電性部材評価装置。
【請求項２】
前記評価期間は、前記導電性部材が１回転する期間であることを特徴とする請求項１に記載の導電性部材評価装置。
【請求項３】
ローラ状の導電性部材を評価する方法であって、
軸心を中心に回転された前記導電性部材の外周面に当接されるとともに前記導電性部材と逆方向に回転される円筒状、円柱状又は球状の第１電極と、前記導電性部材の前記軸心に接続された第２電極と、の間に交流成分を少なくとも含む評価電圧を印加する電圧印加工程と、
前記電圧印加工程での前記評価電圧が印加されているときに、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流値を測定する電流値測定工程と、
前記電流値測定工程で測定された前記電流値から、該電流値に含まれる交流成分の一周期における極大値及び極小値のうち少なくとも一方の極値を取得する極値取得工程と、
前記極値取得工程で取得された前記極値に基づいて、前記導電性部材を評価する評価工程と、を順次有し、
前記評価工程が、前記極値取得工程で取得された所定の評価期間における前記極値の単位時間当たりの変化量を算出して、この変化量と予め定められた変化量基準値とを比較した結果に基づいて、前記導電性部材を評価する工程である
ことを特徴とする導電性部材評価方法。
【請求項４】
前記評価期間は、前記導電性部材が１回転する期間であることを特徴とする請求項３に記載の導電性部材評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置等が備える静電潜像担持体を帯電させる導電性部材を評価する導電性部材評価装置、及び、導電性部材評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像が形成される静電潜像担持体（即ち、像担持体）としての感光体の表面を一様に帯電させる帯電処理を行う帯電部材を備えている。このような帯電部材として、ローラ状などに形成された導電性部材（以下、帯電ローラ）が用いられる。そして、従来、この帯電ローラの外周面を感光体の表面に接触させて上記帯電処理を行う接触帯電方式が知られていた（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、上述した接触帯電方式には、（１）帯電ローラを構成している物質が帯電ローラからしみ出し、接触している感光体の表面に付着移行してしまう、（２）帯電ローラに交流電圧を印加したときに振動音が生じてしまう、（３）感光体上のトナーが帯電ローラに付着して帯電性能が低下してしまう、（４）感光体の回転を長期間停止すると、帯電ローラの感光体との当接部分が永久変形してしまう、という問題があった。
【０００４】
そこで、これらの問題を解決するために、帯電ローラを感光体の表面に対して所定のギャップ（空隙）を有するように近接配置して帯電処理を行う近接帯電方式が提案されている（例えば、特許文献２）。このような近接帯電方式では、上記ギャップの最近接距離が５０〜３００μｍとなるように帯電ローラと感光体とを対向させ、帯電ローラに、例えば、直流電圧と交流電圧とを重畳させた電圧を印加することにより、感光体の帯電処理を行うものである。この近接帯電方式では、帯電ローラと感光体とが接触していないので、接触帯電方式において生じる上述した問題を解消することができた。
【０００５】
上述した接触帯電方式に使用される帯電ローラは、感光体を一様に帯電させるために、感光体の表面に帯電ローラが均一に接触することが求められるので、芯金の周囲を弾性体である加硫ゴムなどで被覆して構成されている。一方、近接帯電方式に使用される帯電ローラは、感光体を一様に帯電させるために、帯電ローラと感光体とのギャップを均一にすることが求められるので、芯金の周囲を変形や経時でのへたりのない被弾性体である熱可塑性樹脂などで被覆して構成されている。このように、接触帯電方式で用いられる帯電ローラと近接帯電方式で用いられる帯電ローラとでは、それぞれの帯電ローラを構成する材料が異なっている。
【０００６】
上述した帯電ローラによる感光体の表面への帯電メカニズムは、接触帯電方式、近接帯電方式に関わらず、帯電ローラと感光体との間に生じる微小放電におけるパッシェンの法則に従った放電の寄与が大きいことが知られている。そのため、感光体の表面を所定の電位で均一に（即ち、一様に）帯電させるという帯電ローラの基本機能を評価するためには、帯電ローラの電気特性（放電特性）を評価することが重要となる。
【０００７】
そして、従来は、帯電ローラの電気特性の評価方法（即ち、導電性部材評価方法）として、図１４に模式的に示すように、静止状態の帯電ローラ１０１の外周面１０１ａに軸方向に沿って複数の棒状の電極３０２を接続し、帯電ローラ１０１の芯金１０６に電極３０３を接続して、直流電源３０１よりこれら電極３０２、３０３間に直流電圧を印加して、帯電ローラ１０１に流れる電流値を測定することにより帯電ローラ１０１の抵抗値を算出して、この抵抗値を用いて帯電ローラの良否を判断する評価方法が用いられてきた。この評価方法によれば、帯電ローラの抵抗値が低いほど、導電性が高く均一な放電が可能であり、良好な画像が得られる帯電ローラであると評価していた。
【０００８】
または、他の導電性部材評価方法として、実際の画像形成装置と同様に、帯電ローラを、それと略同一長さの感光体と平行に接触又は近接配置して互いに逆方向に回転させながら上述した帯電処理を行い、そのときに帯電ローラと感光体とに流れる電流波形を測定して、この測定した電流波形の面積や、印加した電圧の電圧波形と測定した電流波形との位相差などに基づいて、帯電ローラを評価していた（特許文献３、４）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した帯電ローラについては、様々な構成や製造方法等が開発されているが、帯電ローラの構成や製造方法、製造条件などによっては、当該帯電ローラを用いて形成された画像に局所的な濃度ムラが生じてしまうことがあった。図１５に、局所的な濃度ムラが生じた画像の一例を示す。図１５の左右方向は、帯電ローラの軸方向に一致し、上下方向は帯電ローラの周方向に一致する。なお、本明細書において、「局所的」とは、帯電ローラの外周面における軸方向又はそれに一致する方向の一部で、且つ、周方向又はそれに一致する方向の一部であることを表す。
【００１０】
このような局所的な濃度ムラが生じてしまう一つの原因として、以下が考えられる。例えば、帯電ローラの製造時において軸心としての芯金上に電気抵抗調整層を成形する際に、押出成形や射出成形の工法、または、成形条件の影響などにより、芯金と電気抵抗調整層との間の密着性が低下した部分が局所的に生じてしまうことがあり、この部分は抵抗値などの電気特性が他の部分に対して変化するため導電性が不均一となり、つまり、帯電ローラの外周面において電気特性の局所的な差異が生じてしまっていた。そして、これが一つの原因となって、画像に局所的な濃度ムラが生じてしまっていた。
【００１１】
しかしながら、図１４に示す装置を用いた従来の評価方法では、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａに軸方向に沿って複数の棒状の電極３０２を接続しているので、外周面１０１ａの軸方向の複数部分について抵抗値を測定することになり、軸方向の一部について抵抗値を測定することができず、また、帯電ローラ１０１を静止させた状態で測定しているので、測定毎に複数の電極３０２を周方向に移動させることになり、帯電ローラ１０１の周方向について連続した測定ができず、つまり、帯電ローラの外周面の局所的な一部について電気特性を測定することができなかった。そのため、帯電ローラの外周面における電気特性の局所的な差異を検出できず、画像の局所的な濃度ムラについて良否を評価できなかった。
【００１２】
また、電流波形の面積や、電圧波形と電流波形との位相差を用いる従来の他の評価方法についても、帯電ローラの軸方向の全体にわたって感光体に放電するので、外周面の局所的な一部のみに放電できず、そのため、上記評価方法と同様に、画像の局所的な濃度ムラについて良否を評価できなかった。
【００１３】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、導電性部材の外周面の電気特性の局所的な差異を検出して導電性部材の良否を評価できる導電性部材評価装置及び導電性部材評価方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、ローラ状の導電性部材の外周面における電気特性の局所的な差異を検出すべく、導電性部材の評価方法について鋭意検討を重ねた結果、導電性部材の外周面の局所的な一部（即ち、軸方向の一部で且つ周方向の一部）に一の電極を当接させて、この一の電極を外周面の周方向に移動しながら、該一の電極と導電性部材の軸心に接続した他の電極との間に交流成分を含む電圧を印加したときに流れる電流値を測定したところ、その電流値の交流成分の一周期における極値が、外周面の電気特性の局所的な差異に応じて変化することを見出し、本発明の完成に至った。
【００１５】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、軸心を中心に回転されたローラ状の導電性部材の外周面に当接されるとともに前記導電性部材と逆方向に回転される円筒状、円柱状又は球状の第１電極と、前記導電性部材の前記軸心に接続された第２電極と、を有する導電性部材評価装置において、前記第１電極と前記第２電極との間に交流成分を少なくとも含む評価電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって前記評価電圧が印加されているときに、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流値を測定する電流値測定手段と、前記電流値測定手段によって測定された前記電流値から、該電流値に含まれる交流成分の一周期における極大値及び極小値のうち少なくとも一方の極値を取得する極値取得手段と、前記極値取得手段によって取得された前記極値に基づいて、前記導電性部材を評価する評価手段と、を有し、前記評価手段が、前記極値取得手段によって取得された所定の評価期間における前記極値の単位時間当たりの変化量を算出して、この変化量と予め定められた変化量基準値とを比較した結果に基づいて、前記導電性部材を評価する手段であることを特徴とする導電性部材評価装置である。
【００１９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記評価期間は、前記導電性部材が１回転する期間であることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項３に記載された発明は、上記目的を達成するために、ローラ状の導電性部材を評価する方法であって、軸心を中心に回転された前記導電性部材の外周面に当接されるとともに前記導電性部材と逆方向に回転される円筒状、円柱状又は球状の第１電極と、前記導電性部材の前記軸心に接続された第２電極と、の間に交流成分を少なくとも含む評価電圧を印加する電圧印加工程と、前記電圧印加工程での前記評価電圧が印加されているときに、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流値を測定する電流値測定工程と、前記電流値測定工程で測定された前記電流値から、該電流値に含まれる交流成分の一周期における極大値及び極小値のうち少なくとも一方の極値を取得する極値取得工程と、前記極値取得工程で取得された前記極値に基づいて、前記導電性部材を評価する評価工程と、を順次有し、前記評価工程が、前記極値取得工程で取得された所定の評価期間における前記極値の単位時間当たりの変化量を算出して、この変化量と予め定められた変化量基準値とを比較した結果に基づいて、前記導電性部材を評価する工程であることを特徴とする導電性部材評価方法である。
【００２４】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、前記評価期間は、前記導電性部材が１回転する期間であることを特徴とする方法である。
【００２５】
請求項１、３に記載された発明によれば、円筒状、円柱状又は球状の第１電極を、軸心を中心に回転されたローラ状の導電性部材の外周面に当接させるとともに導電性部材と逆方向に回転させるようにして、該導電性部材の外周面に接続し、第２電極を、該導電性部材の軸心に接続して、これら電極間に交流成分を含む評価電圧を印加するとともに、これら電極間、即ち、回転に伴い周方向に移動する導電性部材の外周面における第１電極の当接部分と軸心との間に流れる電流値を測定する。そして、測定した電流値から交流成分の一周期における極値（極大値及び／又は極小値）を取得して、この極値に基づいて導電性部材を評価する。所定の評価期間における極値の単位時間当たりの変化量を算出して、この変化量と予め定められた変化量基準値とを比較した結果に基づいて、導電性部材を評価する。
【００２９】
請求項２、４に記載された発明によれば、評価期間は、導電性部材が１回転する期間である。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１、３に記載された発明によれば、回転に伴って周方向に移動する導電性部材の外周面における第１電極の当接部分と軸心との間に流れる電流値を測定するので、この電流値に含まれる交流成分の一周期における極値（極大値及び／又は極小値）は、導電性部材の外周面における第１電極の当接部分の電気特性、つまり、導電性部材の外周面の局所的な一部の電気特性を表しており、そのため、外周面の局所的な一部について周方向に移動しながら測定した電流値から前記極値を取得して評価に用いることにより、導電性部材の外周面における電気特性の局所的な差異を検出でき、局所的な濃度ムラについて導電性部材の良否を評価することができる。
【００３３】
また、請求項１、３に記載された発明によれば、所定の評価期間における極値の単位時当たりの変化量を算出して、この変化量と予め定められた変化量基準値とを比較した結果に基づいて、導電性部材を評価するので、この極値の単位時間当たりの変化量は、導電性部材の外周面の電気特性の局所的な変化の傾きを示しており、この傾きが大きければ濃度ムラの濃度変化が急激であり、傾きが小さければ濃度ムラの濃度変化が緩やかであり、そのため、画像の濃度ムラにおける濃度変化の程度によって導電性部材を評価することができる。
【００３４】
請求項２、４に記載された発明によれば、評価期間は、導電性部材が１回転する期間であるので、導電性部材の周方向全体にわたって電気特性の局所的な差異を検出して導電性部材を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の導電性部材評価装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】（ａ）は、図１の導電性部材評価装置が備える電極支持部（２つの円柱状部材で第１電極を構成）の側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の電極支持部の変形例の構成（１つの円柱状部材で第１電極を構成）を示す側面図である。
【図３】図１の導電性部材評価装置の電気的接続関係を模式的に示す図である。
【図４】図１の導電性部材評価装置が備える制御部が実行する評価処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、形成された画像に局所的な濃度ムラが生じる良好でない帯電ローラについて測定した評価電流の波形の一例を示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）の一部を拡大したグラフである。
【図６】図５（ａ）に示す評価電流に含まれる交流成分の一周期における極小値の変化（波形）の一例を示すグラフである。
【図７】形成された画像に局所的な濃度ムラが生じない良好な帯電ローラについて測定した評価電流に含まれる交流成分の一周期における極小値の変化（波形）の一例を示すグラフである。
【図８】導電性部材である帯電部材の構成と、像担持体の感光層領域、画像領域、及び、非画像領域の位置関係と、の一例を示す図である。
【図９】帯電部材を備えた帯電装置、及び、帯電装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
【図１０】図９の画像形成装置の画像形成部の構成図である。
【図１１】帯電装置、及び、プロセスカートリッジの一実施形態を示す構成図である。
【図１２】実施例１において、形成された画像に局所的な濃度ムラが生じない良好な帯電ローラについて取得した評価電流に含まれる交流成分の一周期における極小値の変化の一例を示すグラフである。
【図１３】実施例１において、形成された画像に局所的な濃度ムラが生じる良好でない帯電ローラについて取得した評価電流に含まれる交流成分の一周期における極小値の変化の一例を示すグラフである。
【図１４】従来の導電性部材評価装置の構成図である。
【図１５】局所的な濃度ムラが生じた画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に、本発明に係る導電性部材評価装置及び評価方法の一実施形態、並びに、この導電性部材評価装置において評価される導電性部材、及び、この導電性部材を備える画像形成装置、のそれぞれの構成例について、順に説明する。そのあと、本発明者らによる本発明の検証内容について説明する。
【００３７】
（導電性部材評価装置及び評価方法）
【００３８】
まず、本発明の完成に至った経緯について、図５〜図７を参照して説明する。
【００３９】
本発明者は、導電性部材としての帯電ローラの外周面の電気特性の局所的な差異を検出すべく、この外周面の局所的な一部と帯電ローラの芯金（即ち、軸心）との間に交流成分を含む評価電圧を印加したときに流れる電流値の交流成分の一周期における極値に着目して、（Ａ）形成された画像に局所的な濃度ムラが生じてしまう良好でない帯電ローラ（以下、帯電ローラＡ）、及び、（Ｂ）形成された画像に局所的な濃度ムラが生じない良好な帯電ローラ（以下、帯電ローラＢ）、を用意して、それぞれの帯電ローラについて、以下に示すように、上記極値の波形の確認を行った。
【００４０】
本発明者は、帯電ローラＡの外周面の局所的な一部に、回転可能に軸支された円柱状の第１電極を当接して接続し、帯電ローラＡの芯金に第２電極を接続し、そして、帯電ローラＡを一方向に回転させ、第１電極を一方向と反対方向に同一線速度（即ち、表面の周方向移動速度）で回転させて、第１電極を帯電ローラの外周面の周方向に相対的に移動させながら、第１電極と第２電極との間に直流電圧に正弦波交流電圧を重畳した評価電圧を印加して、このときに流れる電流値（評価電流）を測定した。図５に、この測定した評価電流の波形を示す。
【００４１】
図５（ａ）に示す波形は、時間スケールが大きいため面状に示されているが、実際には、図５（ｂ）の拡大図に示すように、交流波形となっている。そして、図５（ａ）から判るように、この評価電流の交流成分における極大値が、−０．１Ｖ付近でほぼ一定となり、極小値が、−１．０Ｖ〜−１．４Ｖ付近で変動している。評価電圧に負の直流成分を含む場合には、図５（ａ）に示すように、交流成分の極小値が大きく変動する。逆に、評価電圧に正の直流成分を含む場合には、交流成分の極大値が大きく変動する。この交流成分の１周期における極大値と極小値との差（即ち、振幅）が大きい箇所が、帯電ローラの外周面の一部と芯金との間の抵抗値（交流のためリアクタンス含む）が小さいことを示しており、差が小さい箇所が、抵抗値が大きいことを示している。そして、この波形のもととなる評価電流は、第１電極を帯電ローラの外周面の周方向に相対的に移動させながら測定したものであるので、この波形は、外周面における第１電極の当接部分の抵抗値などの電気特性に応じて変化し、つまり、この変化は、帯電ローラの外周面における周方向の電気特性の局所的な差異を示している。図５においては極大値がほぼ一定であるので、極小値のみ参照することとして、評価電流から極小値を取得した。図６に取得した極小値の波形を示す。
【００４２】
図６に示すように、極小値は、帯電ローラＡの回転周期Ｔ１毎に、同様の波形を繰り返し、そして、この波形の変化と、この帯電ローラＡを用いて形成した画像と、を比較したところ、この波形の変化が、画像における局所的な濃度ムラと一致することが判明した。
【００４３】
また、本発明者は、上記と同様にして、帯電ローラＢについて、評価電流を測定して、この評価電流から極小値を取得した。図７に取得した極小値の波形を示す。図７に示すように、極小値は、上記と同様に、帯電ローラＢの回転周期Ｔ１毎に、同様の波形を繰り返し、そして、この波形は、図６の波形と比較すると変動が非常に小さく、ほぼ一定の値となっており、帯電ローラＢを用いて形成された局所的な濃度ムラのない画像状態と一致することが判明した。
【００４４】
これら結果から、評価電流の極値の波形は、帯電ローラの外周面の電気特性の局所的な差異に対応し、形成された画像の局所的な濃度ムラと相関性があることが明らかとなり、つまり、この極値に基づいて、帯電ローラを用いて形成された画像の局所的な濃度ムラについての良否の評価ができることを見出し、本発明の完成に至った。
【００４５】
以下に、本発明に係る導電性部材評価装置の一実施形態を、図１〜図４を参照して説明する。図１は、本発明の導電性部材評価装置の構成図である。図２（ａ）は、図１の導電性部材評価装置が備える電極支持部（２つの円柱状部材で第１電極を構成）の側面図であり、図２（ｂ）は、（ａ）の電極支持部の変形例の構成（１つの円柱状部材で第１電極を構成）を示す側面図である。図３は、図１の導電性部材評価装置の電気的接続関係を模式的に示す図である。図４は、図１の導電性部材評価装置が備える制御部が実行する評価処理の一例を示すフローチャートである。
【００４６】
導電性部材評価装置２００は、導電性部材としての帯電ローラの評価に用いられ、特に、帯電ローラの構成や製造方法などを新たに開発した場合などに、当該帯電ローラにおいて形成した画像に局所的な濃度ムラが生じるか否かを予め評価するために用いられる。勿論、これに限定されるものではなく、帯電ローラの量産ラインにおける評価などで用いてもよい。
【００４７】
この導電性部材評価装置２００で評価される帯電ローラ１０１は、芯金（即ち、軸心）としての導電性支持体１０６と、該導電性支持体１０６の上に設けられた円筒状の電気抵抗調整層１０４と、電気抵抗調整層１０４の外周面に重ねて設けられた表面層１０５と、を備えている。この帯電ローラ１０１は、導電性支持体１０６と電気抵抗調整層１０４とが互いに固定されており、導電性支持体１０６を中心に回転される。この帯電ローラ１０１の詳細については後述する。
【００４８】
導電性部材評価装置２００は、図１に示すように、ベース２０１と、一対の支持部材２０２と、駆動部２０３と、第１電極２１１が設けられた電極支持部２０４と、第２電極２２１と、電源部２０５と、測定部２０６と、制御部２０７と、を備えている。
【００４９】
ベース２０１は、平板状に形成されて、工場のフロアやテーブル上等に設置される。ベース２０１の上面２０１ａは、水平方向と平行に保たれる。ベース２０１の平面形状は、矩形状に形成されている。
【００５０】
一対の支持部材２０２は、ベース２０１の上面２０１ａから互いに相対して垂直に立設された板状若しくは棒状の部材である。一対の支持部材２０２は、それら間に、帯電ローラ１０１を回転可能に軸支する。一対の支持部材２０２は、帯電ローラ１０１が容易に取り付け可能、取り外し可能にされている。帯電ローラ１０１には高電圧が印加されるので、ベース２０１及び一対の支持部材２０２における帯電ローラ１０１の近傍に位置する箇所は、電気的絶縁性を有する材料で構成されている。
【００５１】
駆動部２０３は、一対の支持部材２０２の一方に配設されており、周知のモータ２０３ａと、互いに組み合わされた複数の歯車からなる駆動力伝達部２０３ｂと、を備えている。駆動部２０３は、モータ２０３ａの回転を、駆動力伝達部２０３ｂの複数の歯車を介して、帯電ローラ１０１に伝達し、帯電ローラ１０１を一方向に回転させる。駆動部２０３は、後述の制御部２０７に接続されており、制御部２０７から送られる制御信号に基づき、帯電ローラ１０１の回転速度などの制御が行われる。
【００５２】
電極支持部２０４は、第１電極２１１と、支持部２１２と、を有している。第１電極２１１は、例えば、銅などの導電性金属等を用いて、図２（ａ）に示すように、互いに近接した２つの円柱状の電極２１１Ａ、２１１Ｂで構成されている。本実施形態において、電極２１１Ａ、２１１Ｂは、外径が１０ｍｍ、厚み（軸方向長さ）が４ｍｍに形成されている。または、第１電極２１１は、図２（ｂ）に示すように、１つの円柱状の電極として形成されていてもよいが、互いに近接した複数の電極で構成した方が、帯電ローラ１０１の表面層１０５の外周面１０１ａ（以下、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａともいう）の状態の測定値への影響を低減できると考えられるので好ましい。また、第１電極２１１は、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの軸方向の一部で、且つ、周方向の一部（即ち、外周面１０１ａの局所的な一部）に当接されるように、円柱状、円筒状、又は、球状で、且つ、球状の場合を除いてその回転軸方向の長さが、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの軸方向長さより短く形成されていればよい。勿論、球状で、且つ、その回転軸方向の長さが、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの軸方向長さより短く形成されていてもよい。
【００５３】
支持部２１２は、一方の端部２１２ａが直角に折り曲げられた略Ｌ字の棒状に形成されている。支持部２１２は、一方の端部２１２ａが帯電ローラ１０１の上方に間隔をあけて配置されるようにして、ベース２０１の上面２０１ａに立設されている。支持部２１２の一方の端部２１２ａには、軸受２１３が設けられており、第１電極２１１を回転自在に軸支している。第１電極２１１は、この軸受２１３を介して後述の電源部２０５の一方の端子２０５ａと接続される。また、支持部２１２の他方の端部２１２ｂは、ベース２０１の上面２０１ａに、一対の支持部材２０２の相対方向（図２の矢印Ｗ）、即ち、帯電ローラ１０１の軸方向に沿って移動可能に取り付けられている。また、支持部２１２は、後述する制御部２０７に接続された図示しない第１電極移動用のアクチュエータに取り付けられており、このアクチュエータによって移動されて、帯電ローラ１０１の軸方向における位置が制御される。なお、支持部２１２は、手動で移動されるものであってもよい。
【００５４】
支持部２１２は、第１電極２１１の回転軸が、一対の支持部材２０２に軸支された帯電ローラ１０１の回転軸（即ち、導電性支持体１０６）と平行になるように、且つ、第１電極２１１（即ち、電極２１１Ａ、２１１Ｂ）の外周面が、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの局所的な一部（即ち、電極２１１Ａ、２１１Ｂとの２つの当接部分を含む一部分）と互いに当接するように、第１電極２１１を配置する。これにより、第１電極２１１は、帯電ローラ１０１の回転に伴い、帯電ローラ１０１と略同一線速度で逆方向に回転される（即ち、連れ回る）。つまり、第１電極２１１は、導電性支持体１０６を中心に回転される帯電ローラ１０１の外周面１０１ａを周方向に相対的に移動するようにして当接されている。
【００５５】
なお、本実施形態では、第１電極２１１は、回転自在に軸支されており、帯電ローラ１０１の回転に伴って連れ回るように設けられていたが、これに限らず、例えば、電極支持部２０４にモータ等の回転駆動手段を設けて、この回転駆動手段によって、第１電極２１１を、帯電ローラ１０１と同一線速度で逆方向に回転させるようにしてもよい。
【００５６】
第２電極２２１は、回転する導電性支持体１０６と電気的接続が可能なように、例えば、周知のスリップリング、ブラシ電極、又は、金属片などで構成されており、一対の支持部材２０２の一方に配設されている。第２電極２２１は、この一方の支持部材２０２に回転可能に軸支された帯電ローラ１０１が備える導電性支持体１０６（即ち、軸心）に電気的に接続されるように設けられている。
【００５７】
電源部２０５は、図３に示すように、直流電圧源と正弦波交流電圧源とを備え、一対の端子２０５ａ、２０５ｂ間に任意の周波数の電圧（即ち、評価電圧）を発生可能な周知の電源装置である。電源部２０５は、直流電圧（直流成分）に正弦波となる交流電圧（交流成分）を重畳して評価電圧を生成している。この評価電圧は、交流成分を少なくとも含む電圧であればよいが、交流成分とともに直流成分も含むことが望ましい。この交流電圧の周波数ｆ（Ｈｚ）は、実機と対応させる必要があるため、帯電ローラ１０１の線速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）に対して、周波数線速度比ｆ／Ｖが７以上１２以下となるように設定する。周波数線速度比がこの範囲であれば、線速度を下げて測定することも可能である。電源部２０５は、後述の制御部２０７に接続されており、制御部２０７から送られる制御信号に基づき、一対の端子２０５ａ、２０５ｂ間に発生させる電圧及び周波数などの制御が行われる。
【００５８】
電源部２０５の一方の端子２０５ａは、測定部２０６が備える電流計２０６ｂを介して、電極支持部２０４に設けられた第１電極２１１に接続されている。また、電源部２０５の他方の端子２０５ｂは、第２電極２２１に接続されている。
【００５９】
測定部２０６は、電圧計２０６ａと電流計２０６ｂとを備える周知の計測器である。電圧計２０６ａは、電源部２０５の一対の端子２０５ａ、２０５ｂ間に接続され、電源部２０５が発生する電圧（評価電圧）を測定する。電流計２０６ｂは、電源部２０５の一方の端子２０５ａと第１電極２１１との間に接続され、第１電極２１１と第２電極２２１との間、即ち、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの局所的な一部と、導電性支持体１０６との間に流れる電流値（評価電流）を測定する。測定部２０６は、制御部２０７に接続されており、評価電圧及び評価電流に関する測定情報を制御部２０７に送信する。測定部２０６において、評価電圧及び評価電流を測定する際のサンプリングレートとしては、交流電圧の周波数より高くすることが必要であり、特に、評価電流に含まれる交流成分の一周期における極値（極大値及び／又は極小値）を取得できるサンプリングレートが必要である。
【００６０】
制御部２０７は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの周知のコンピュータなどで構成されている。制御部２０７は、それが備える種々の外部インタフェース（ＵＳＢ、ＧＰＩＢ等）を介して、上述した駆動部２０３、電源部２０５、測定部２０６、第１電極移動用のアクチュエータ等のそれぞれと接続されており、それらとの間で制御信号や各種情報などの送受信を行う。
【００６１】
また、制御部２０７はハードディスクやメモリカード等の記憶手段を備えており、この記憶手段には、（１）帯電ローラ１０１の回転速度（線速度）に関する情報、（２）帯電ローラ１０１に印加する評価電圧（直流電圧値、交流電圧値、交流周波数）に関する情報、及び、（３）帯電ローラ１０１が１回転する期間における極値の最大値と最小値との差分値Ｄの判定に用いられる差分基準値Ｄｔ、などが予め記憶されている。この差分基準値Ｄｔは、評価対象となる帯電ローラ１０１の構成や評価電圧の電圧値、周波数等に応じて適宜定められる。
【００６２】
制御部２０７は、ＲＯＭや記憶手段などに予め格納されたプログラムに基づき、導電性部材評価装置２００における各種制御を司り、また、測定部２０６から受信した評価電流に関する測定情報を基に、帯電ローラ１０１が１回転する期間など所定の評価期間における評価電流の極値の最大値と最小値との差分値Ｄを算出して、この差分値Ｄと予め定められた差分基準値Ｄｔとを比較した結果に基づいて帯電ローラ１０１を評価する。
【００６３】
制御部２０７によって行われる本発明に係る評価処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００６４】
最初に、評価対象となる帯電ローラ１０１を一対の支持部材２０２に取り付け、第１電極２１１を、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの局所的な一部に当接させて接続し、第２電極２２１を、帯電ローラ１０１の導電性支持体１０６に接続したのち、導電性部材評価装置２００の電源を投入する。制御部２０７は、電源が投入されると、所定の初期化処理を実行したのち、評価処理を開始する。
【００６５】
制御部２０７は、記憶手段から帯電ローラ１０１の回転速度（線速度）に関する情報を読み出して、この情報に基づき駆動部２０３に対して所定の制御信号を送信して、帯電ローラ１０１を所定の線速度（例えば、４０ｍｍ／ｓｅｃ）で一方向に回転させる（Ｓ１１０）。これにより、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａに当接された第１電極２１１も、略同一線速度で逆方向に回転する。
【００６６】
そして、制御部２０７は、記憶手段から帯電ローラ１０１に印加する評価電圧に関する情報を読み出して、この情報に基づき電源部２０５に所定の制御信号を送信して、第１電極２１１と第２電極２２１との間に、即ち、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの局所的な一部と導電性支持体１０６との間に所定の評価電圧を印加する（Ｓ１２０）。この評価電圧は、例えば、直流電圧（Ｖｄｃ＝−０．７ｋＶ）に交流電圧（ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１．０ｋＶ、周波数ｆ＝３００Ｈｚ）を重畳したものなどである。このときの周波数線速度比ｆ／Ｖは、７．５となる。
【００６７】
そして、制御部２０７は、測定部２０６による評価電圧及び評価電流の測定を開始する。すると、測定部２０６は、評価電圧を順次測定し、これと同時に、帯電ローラ１０１の回転に伴い第１電極２１１の当接箇所が帯電ローラ１０１の周方向に移動されている状態において、第１電極２１１と第２電極２２１との間を流れる評価電流を順次測定する。そして、制御部２０７は、測定部２０６から評価電圧及び評価電流に関する測定情報を順次受信する（Ｓ１３０）。
【００６８】
そして、制御部２０７は、測定部２０６から受信した測定情報を解析して、評価電流に含まれる交流成分の一周期における極値を取得する（Ｓ１４０）。具体的には、評価電圧に負の直流成分が含まれている場合には極小値を取得し、正の直流成分が含まれている場合には極大値を取得し、直流成分が含まれていない場合には極小値及び極大値のいずれか一方を取得する。
【００６９】
そして、制御部２０７は、帯電ローラ１０１が１回転する期間における極値の最大値と最小値との差分値Ｄを算出する（Ｓ１５０）。
【００７０】
そして、制御部２０７は、上記差分値Ｄを複数回（例えば、２回）算出したのち、この算出した複数の差分値Ｄと記憶手段に記憶された差分基準値Ｄｔ（例えば、０．３ｍＡ）とを比較して、複数の差分値Ｄの全てが差分基準値Ｄｔ以下のとき、帯電ローラ１０１の電気抵抗調整層１０４の外周面における電気特性の局所的な差異が小さいものとして、局所的な濃度ムラのない良好な画像が得られる帯電ローラ１０１と判定し、複数の差分値Ｄのうち１つでも差分基準値Ｄｔより大きいとき、上記電気特性の局所的な差異が大きいものとして、局所的な濃度ムラのある不良画像となる帯電ローラ１０１と判定して、これら判定結果を、制御部２０７が備えるディスプレイなどの表示装置に表示する（Ｓ１６０）。そして、本フローチャートの処理を終了する。
【００７１】
上述した評価処理においては、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの軸方向の一部についてのみ、周方向全体にわたっての評価を行っているが、必要に応じて、電極支持部２０４を帯電ローラ１０１の軸方向に沿って移動させることにより、第１電極２１１を帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの軸方向の他の一部に当接させて、当該他の一部について上記評価処理を再度実行して、軸方向の複数の部分について評価を行ってもよい。より確実な評価のためには、帯電ローラの１０１の外周面１０１ａにおける軸方向の全ての部分について、上記評価処理を行うことが望ましい。また、複数の差分値Ｄを算出して差分基準値Ｄｔと比較しているが、１つの差分値Ｄだけ比較するようにしてもよい。但し、複数の差分値Ｄを用いたほうが精度を高めることができるので望ましい。
【００７２】
なお、上述したステップＳ１２０は、請求項中の電圧印加手段、電圧印加工程に相当し、ステップＳ１３０は、請求項中の電流値測定手段、電流値測定工程に相当し、ステップＳ１４０は、請求項中の極値取得手段、極値取得工程に相当し、ステップＳ１５０、Ｓ１６０は、請求項中の評価手段、評価工程に相当する。
【００７３】
上述した導電性部材評価装置２００を用いて、実際に帯電ローラ１０１の評価を行った。外径１２．７ｍｍ、全長３１５ｍｍの帯電ローラ１０１を複数本用意して、この帯電ローラ１０１を上記導電性部材評価装置２００に取り付けた。そして、測定環境２３℃、５０％ＲＨの大気中において、帯電ローラ１０１の線速度を４０ｍｍ／ｓｅｃで回転させた。そして、第１電極２１１と第２電極２２１との間に直流電圧Ｖｄｃ＝−０．７ｋＶ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１．０ｋＶ、周波数ｆ＝３００Ｈｚの電圧を印加して、帯電ローラ１０１が１回転する期間における第１電極２１１と第２電極２２１との間に流れる評価電流の極小値の最大値と最小値との差分値Ｄを求めた。そして、この差分値Ｄが、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの全ての部分で０．３ｍＡ以下のもの（以下、帯電ローラＡ）と、差分値Ｄが０．３ｍＡより大きいもの（以下、帯電ローラＢ）と、を選別した。そして、選別した帯電ローラを用いて所定濃度のベタ画像を形成した。すると、帯電ローラＡでは、局所的な濃度ムラのない良好な画像が形成され、その一方で、帯電ローラＢでは、局所的な濃度ムラのある良好でない画像が形成された。つまり、導電性部材評価装置２００の評価結果と、形成された画像の局所的な濃度ムラについての画像評価結果とが一致した。
【００７４】
本実施形態によれば、円柱状の第１電極２１１を、導電性支持体１０６を中心に回転された帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの局所的な一部に当接させるとともに帯電ローラ１０１と同一線速度で逆方向に回転させるようにして、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａに接続し、第２電極２２１を、帯電ローラ１０１の導電性支持体１０６に接続して、これら電極間に交流成分を含む評価電圧を印加するとともに、これら電極間、即ち、回転に伴い周方向に移動する帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの当接部分と導電性支持体１０６との間に流れる電流値を測定する。そして、測定した電流値から交流成分の一周期における極値（極大値及び／又は極小値）を取得して、この極値に基づいて帯電ローラ１０１を評価する。
【００７５】
また、帯電ローラ１０１が１回転する期間における極値の最大値と最小値との差分値Ｄを算出して、この差分値Ｄと予め定められた差分基準値Ｄｔとを比較した結果に基づいて、帯電ローラ１０１を評価する。
【００７６】
以上より、本発明によれば、回転に伴って周方向に移動する帯電ローラ１０１の外周面１０１ａにおける第１電極２１１の当接部分と、導電性支持体１０６と、の間に流れる電流値を測定するので、この電流値に含まれる交流成分の一周期における極値（極大値及び／又は極小値）は、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａにおける第１電極２１１の当接部分の電気特性、つまり、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの局所的な一部の電気特性を表し、そのため、外周面１０１ａの局所的な一部について周方向に移動しながら連続して測定した電流値から前記極値を取得して用いることにより、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａにおける電気特性の局所的な差異を検出でき、局所的な濃度ムラについて帯電ローラ１０１の良否を評価することができる。
【００７７】
また、帯電ローラ１０１が１回転する期間における極値の最大値と最小値との差分値Ｄを算出して、この差分値Ｄと予め定められた差分基準値Ｄｔとを比較した結果に基づいて、帯電ローラ１０１を評価するので、極値の最大値及び最小値は、一方が濃度の高い箇所に対応し且つ他方が濃度の低い箇所に対応しており、そのため、局所的な濃度ムラにおける濃度差によって帯電ローラ１０１を評価することができる。また、複雑な計算を必要としない簡易な処理で評価することができる。また、帯電ローラ１０１の周方向全体にわたる電気特性の局所的な差異を検出して評価することができる。
【００７８】
本実施形態においては、帯電ローラ１０１の評価に、評価電流の極小値及び極大値の一方を用いていたが、これに限定されるものではなく、例えば、極小値及び極大値の両方を用いて、いずれか一方の差分値Ｄが差分基準値Ｄｔより大きいか否かを判定して、評価を行ってもよい。または、極小値及び極大値の両方を用いて交流成分の一周期における振幅（即ち、極大値と極小値の差）を求めて、この振幅を上述した極値と同様に用いて評価を行ってもよい。つまり、帯電ローラ１０１が１回転する期間における振幅の最大値と最小値との差分値を算出して、この差分値と予め定められた振幅の差分基準値とを比較して、この比較結果に基づいて、帯電ローラ１０１の評価を行うようにしてもよい。
【００７９】
また、本実施形態においては、評価電流の極値の最大値と最小値との差分値Ｄを予め定められた差分基準値Ｄｔと比較して帯電ローラ１０１を評価していたが、これに限定されるものではない。例えば、評価電流の極値の標準偏差σを算出して、この標準偏差σと予め定められた偏差基準値とを比較した結果に基づいて、帯電ローラ１０１を評価するようにしてもよい。このようにすることで、極値のばらつき程度、即ち、画像の局所的な濃度のばらつき程度によって帯電ローラ１０１を評価することができる。
【００８０】
または、評価電流の極小値の単位時間当たりの変化量を算出して、この変化量と予め定められた変化量基準値とを比較した結果に基づいて、帯電ローラ１０１を評価するようにしてもよい。この極小値の単位時間当たりの変化量は、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａにおける電気特性の局所的な変化の傾きを示しており、この傾きが大きければ濃度変化が急激であり、傾きが小さければ濃度変化が緩やかであることを示すものである。そのため、この変化量を用いて評価を行うことで、形成画像の濃度ムラにおける濃度変化の程度によって帯電ローラ１０１を評価することができる。
【００８１】
また、本実施形態においては、所定の評価期間として帯電ローラ１０１が１回転する期間を用いて評価を行っていたが、これに限定されるものではなく、例えば、帯電ローラ１０１が複数回回転する期間における極値を用いて評価を行ってもよく、評価期間の長さは本発明の目的に反しない限り任意である。
【００８２】
（導電性部材）
図８は、本発明の導電性部材評価装置及び導電性部材評価方法で評価される導電性部材の一例である帯電部材と、像担持体の感光層領域及び、画像領域、非画像領域の位置関係を示す概略図である。以下では、帯電部材を近接帯電方式の帯電ローラとして使用する導電性部材について示すが、導電性部材としては、これに限定したものではない。
【００８３】
帯電部材１０１は（即ち、帯電ローラ１０１）、図８に示すように、例えばステンレス等の導電性金属を用いて中実の円柱棒状に形成された導電性支持体１０６と、該導電性支持体１０６上に形成された電気抵抗調整層１０４と、該電気抵抗調整層１０４の両端に配設された空隙保持部材１０３と、を備えている。更に、電気抵抗調整層１０４上にはトナー及び、トナー添加剤が付着しにくいように、表面に表面層１０５が形成されている。
【００８４】
帯電部材１０１は、像担持体６１に微少間隙Ｇ（空隙）を持たせて対向して配設される。帯電部材１０１と像担持体６１の間隙Ｇは、空隙保持部材１０３を帯電部材１０１の非画像形成領域に当接させて形成する。感光層領域に空隙保持部材１０３を当接させることにより、像担持体６１の感光層の塗布厚がばらついても、空隙のばらつきを防止することができる。
【００８５】
帯電部材１０１の形状は、上述した導電性部材評価装置での評価のために、円柱状に形成されている。このように、帯電部材１０１は、像担持体６１への最近接部から、像担持体６１移動方向の上下流に漸次離間する曲面で形成されていると、像担持体６１をより均一に帯電させることができる。像担持体６１に対向する帯電部材１０１が、先鋭な部分があると、その部分の電位が高くなるために優先的に放電が開始され、像担持体６１の均一な帯電が困難になる。従って、円柱状の形状で、曲面を有することで均一な像担持体６１の帯電が可能になる。また、帯電部材１０１の放電している表面は強いストレスを受ける。放電が常に同じ面で発生するので、その劣化が促進され、さらに、削り落ちることがある。そのために、帯電部材１０１の全面を放電する面として使用できるのであれば、回転させることで、早期の劣化を防止することで、長期にわたって使用することができる。
【００８６】
帯電部材１０１と像担持体６１との間隙Ｇは、空隙保持部材１０３により１００μｍ以下、特に、５〜７０μｍ程度の範囲にする。これにより、帯電装置１００の作動時における異常画像の形成を抑えることができる。間隙Ｇが、１００μｍ以上では、像担持体６１に到達するまでの距離も長くなることで、パッシェンの法則の放電開始電圧が大きくなり、さらに、像担持体６１までの放電空間が大きくなることで、像担持体６１を所定の帯電をさせるためには放電による放電生成物が多量に必要となり、これが画像形成後も放電空間に多量に残留し、像担持体６１に付着して、像担持体６１の経時劣化を促進する原因になる。また、この間隙Ｇが小さいと、像担持体６１までの到達距離も短く、放電エネルギーも小さくても像担持体６１を帯電させることができる。しかし、帯電部材１０１と像担持体６１により形成される空間が狭くなり、空気の流が悪くなってしまう。そのために、放電空間で形成された放電生成物はこの空間内に滞留するために、間隙Ｇが大きい場合と同様に、画像形成後も放電空間に多量に残留し、像担持体６１に付着して、像担持体６１の経時劣化を促進する原因になる。従って、放電エネルギーを小さくして放電生成物の生成を少なくし、かつ、空気が滞留しない程度の空間を形成することが好ましい。そのために、間隙Ｇは、１００μｍ以下であって、５〜７０μｍの範囲にすることが好ましい。これにより、ストリーマ放電の発生を防止し、放電生成物の生成を少なくして像担持体６１に堆積する量を少なくして、斑点状の画像斑・像流れを防止することができる。
【００８７】
ここで、像担持体６１上に現像後に残留するトナーは、像担持体６１に対向して設けられるクリーニング装置６４によりクリーニングされるが、完全に除去するのは困難であり、極わずかのトナーがクリーニング装置を通過し、帯電装置１００へと搬送されてくる。このときに、トナーの粒径が間隙Ｇより大きいと、トナーは回転する像担持体６１や帯電部材１０１により摺擦されて熱を帯び、帯電部材１０１に融着することがある。このトナーが融着した部分は、像担持体６１に近くなるために優先的に放電が生ずる異常放電を起こす。従って、間隙Ｇは、画像形成装置１に用いられるトナーの最大粒径よりも大きいことが好ましい。
【００８８】
また、帯電部材１０１は、図５などに示すように、帯電装置１００の図示しないハウジングの側板に設けられる軸受に嵌合され、軸受には従動しない摩擦係数の低い樹脂による軸受１０７に設ける圧縮バネ１０８により像担持体６１表面方向に押圧されている。これにより、機械的振動、芯金の偏位があっても一定の間隙Ｇを形成することができる。押圧する荷重は、４〜２５Ｎにする。好ましくは、６〜１５Ｎにする。帯電部材１０１は、軸受１０７で固定されていても、回転するときの振動、帯電部材１０１の偏心、その表面の凹凸により間隙Ｇの大きさが変動し、間隙Ｇが適正な範囲からはずれる場合があり、このために、経時的には像担持体６１の劣化を促進することになる。ここで、荷重とは、空隙保持部材１０３を通して像担持体６１に加わるすべての荷重を意味する。これは、帯電部材１０１の両端に設けられる圧縮バネ１０８の力、帯電部材１０１とクリーニング部材１０２の自重等により調整できる。荷重が小さいと、帯電部材１０１の回転時による変動、駆動するギア等の衝撃力による跳ね上がりを抑えることができない。荷重が大きいと、帯電部材１０１と嵌合する軸受１０７との摩擦が大きくなり、経時的な摩耗量を大きくして変動を促進することになる。従って、荷重を４〜２５Ｎ、好ましくは、６〜１５Ｎの範囲にすることにより、間隙Ｇを適正な範囲にして、放電生成物の生成を少なくして像担持体６１に堆積する量を少なくして像担持体６１の寿命を延ばし、かつ、斑点状の異常画像・画像流を防止することができる。
【００８９】
空隙保持部材１０３は、その一部が電気抵抗調整層１０４と高低差を有している。空隙を形成する方法としては、電気抵抗調整層１０４と空隙保持部材１０３とを切削、研削等の除去加工により同時加工することにより形成することができる。空隙保持部材１０３と電気抵抗調整層１０４とを同時加工することにより、空隙を高精度に形成することが可能となる。
【００９０】
空隙保持部材１０３の電気抵抗調整層１０４と隣接する部分の高さを、電気抵抗調整層１０４の高さと同一、もしくは低く形成することで、空隙保持部材１０３と像担持体６１との接触幅が低減され、帯電部材１０１と像担持体６１との空隙を高精度にすることができる。このようにすることで、空隙保持部材１０３の電気抵抗調整層１０４側端部の外表面が像担持体６１に当接することを防止することができ、この端部を介して隣接する電気抵抗調整層１０４が像担持体６１に接触してリーク電流が発生してしまうことを防止することが可能となる。また、空隙保持部材１０３の電気抵抗調整層１０４側の端部を低く加工することによって、この部分を、除去加工を行う際の切削刃等の逃げ代（逃げ加工）とすることができる。なお、逃げ代（逃げ加工）の形状は、空隙保持部材１０３の端部の外表面が像担持体６１に当接しないような形状であるならばどのような形状であっても良い。
【００９１】
更に、表面層１０５をコーティングする際のマスキングを電気抵抗調整層１０４と空隙保持部材１０３の境界で行うことは、ばらつきを考慮すると制御が難しく、段差を形成する際に、電気抵抗調整層１０４と同一もしくは、低く形成された空隙保持部材１０３まで表面層１０５を形成することで、電気抵抗調整層１０４上に確実に表面層１０５を形成することができる。
【００９２】
空隙保持部材１０３の必要な特性としては、像担持体６１との空隙を環境及び、長期(経時)に渡って安定して形成することであり、そのためには、吸湿性、耐摩耗性が小さい材料が望ましい。また、トナー及び、トナー添加剤が付着しにくいことや、像担持体６１と当接し、摺動するために、像担持体６１を摩耗させないということも重要であり、種々の条件に応じて、適宜選択されるものである。具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）およびその共重合体（ＡＳ、ＡＢＳ）等の汎用樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ウレタン、フッ素（ＰＴＦＥ）等があげられる。特に空隙保持部材１０３を確実に固定するためには、接着剤を塗布して接着することができる。また、空隙保持部材１０３は絶縁性材料が好ましく、体積固有抵抗で１０＾１３Ωｃｍ上であることが好ましい。絶縁性が必要である理由は、像担持体６１とのリーク電流の発生を無くすためである。空隙保持部材１０３は、成型加工により成形されたものである。
【００９３】
電気抵抗調整層１０４は、高分子型イオン導電材料が分散された熱可塑性樹脂組成物が特に好ましい。電気抵抗調整層１０４の体積固有抵抗は１０＾６〜１０＾９Ωｃｍであることが望ましい。１０＾９Ωcmを越えると、帯電能力や転写能力が不足してしまい、１０＾６Ωｃｍよりも体積固有抵抗が低いと、像担持体６１全体への電圧集中によるリークが生じてしまう。
【００９４】
電気抵抗調整層１０４に用いられる熱可塑性樹脂は特に限定されるものではないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）およびその共重合体（ＡＳ、ＡＢＳ）等の汎用樹脂であれば、成形加工が容易であり好ましい。
【００９５】
その熱可塑性樹脂に分散させる高分子型イオン導電材料としては、ポリエーテルエステルアミド成分を含有する高分子化合物が好ましい。ポリエーテルエステルアミドはイオン導電性の高分子材料であり、マトリクスポリマー中に分子レベルで均一に分散、固定化される。したがって、導電性顔料を分散した組成物に見られるような分散不良に伴う抵抗値のバラツキが生じない。また高分子材料であるため、ブリードアウトが生じ難い。配合量については、抵抗値を所望の値にする必要があることから、熱可塑性樹脂が３０〜７０重量％、高分子型イオン導電材が７０〜３０重量％とすることが好ましい。電気抵抗調整層はイオン導電による導電機構を得るために、分子中に少なくともポリアミドエラストマー、ポリオレフィンブロックポリマーを含有する熱可塑性樹脂（Ａ）と、過塩素酸塩及び含フッ素有機アニオン塩を含有する樹脂材料より構成される。イオン導電性が必要な理由は、一般的にカーボンブラックのような電子導電系の導電剤を用いた場合、電荷がカーボンブラックを通して像担持体へ放電するために、カーボンブラックの分散状態に起因した微小な放電ムラが生じやすく、高画質化の妨げとなる。特に高電圧印加時はこの現象が顕著となるからである。イオン導電材料としては、アルカリ金属塩、アンモニウム塩のような低分子量の塩があるが、通電のため、分極してブリードアウトしやすい。そこで高分子型イオン導電材料として、エーテル基を含む固体状のポリアミドエラストマー、ポリオレフィンブロックポリマーが用いられる。分子中にエーテル基を有することにより、エーテル結合に含まれる酸素原子等により塩が安定化され、高い導電性を得ることが可能となる。この構成ではマトリクスポリマー中に分子レベルで均一に分散、固定化されるので、導電性顔料を分散した組成物に見られるような分散不良に伴う導電性のバラツキが生じない。また高分子材料であるため、ブリードアウトが生じ難い。高分子型イオン導電材料としては、エーテル基を有する液状のポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドのようなポリエーテルポリオール類も挙げられるが、液状の場合は熱可塑性樹脂中に均一に分散させることができないため、固体状のポリアミドエラストマー、ポリオレフィンブロックポリマーを用いることが必要となる。ポリアミドエラストマー、ポリオレフィンブロックポリマーは、一般に親水性、疎水性グレードに大別され、特性が大きく異なる。そのため、目的の特性を得るために、複数のグレードをブレンドすることも可能である。ただし、ポリアミドエラストマー、ポリオレフィンブロックポリマーを含む熱可塑性樹脂材料のみでは、導電性部材として使用するための導電性を得ることができないため、電解質塩を併用することにより、導電性向上が達成できる。電解質塩としては、過塩素酸塩が最も一般的であり、その他に含フッ素有機アニオン塩や有機ホスホニウム塩等を使用することも可能である。
【００９６】
過塩素酸塩としては、一般的に用いられているものであれば、使用することは可能であるが、導電性を考慮すると、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩から選ばれた塩であることが望ましい。その中でも、特に過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウムが好ましい。
含フッ素有機アニオン塩としては、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩が望ましい。上記陰イオンを備えた塩は、フルオロ基（−Ｆ）およびスルホニル基（−ＳＯ２−）による強い電子吸引効果によって電荷が非局在化するため、陰イオンが安定なポリマー組成物中で高い解離度を示し、高いイオン導電性を実現できる。中でも、ビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドのアルカリ金属塩、トリス（フルオロアルキルスルホニル）メチドのアルカリ金属塩およびフルオロアルキルスルホン酸のアルカリ金属塩等は抵抗値の低下を容易に達成可能であり、望ましい。特に、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、およびトリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウムの導電度の高いリチウム塩が好ましい。
【００９７】
過塩素酸塩、含フッ素有機アニオン塩は、高分子型イオン導電材料に添加して混練することにより、所定の割合に配合することが可能であり、それぞれ1種以上の電解質塩をブレンドして添加することもできる。また、過塩素酸塩を含有する高分子型イオン導電材料としては、例えばチバスペシャルティケミカルズ製の「ＩＲＧＡＳＴＡＴ  Ｐ１８」として、含フッ素有機アニオン塩を含有する高分子型イオン導電材料として、例えば三光化学工業（株）の「サンコノール」シリーズとして入手することが可能である。塩の配合量としては、高分子型イオン導電材料中に０．０１〜２０重量％の割合で配合されていることが望ましい。配合量が０．０１重量％よりも低い場合は、導電性が不足してしまい、２０重量％よりも高い場合は、樹脂組成物中に均一に分散させることが困難となる。抵抗調整層の体積固有抵抗は１０＾６〜１０＾９Ωｃｍであることが望ましい。１０＾９Ωｃｍを越えると、帯電能力や転写能力が不足してしまい、１０＾６Ωｃｍよりも体積固有抵抗が低いと、像担持体６１全体への電圧集中によるリークが生じてしまう。
【００９８】
また、上述したような導電性部材は、部品の高精度化を達成するためは、切削、研削のような、機械加工が必要となる。ポリアミドエラストマー、ポリオレフィンブロックポリマーは柔らかく、機械加工しにくいという課題がある。そこで、必要に応じて、これらの樹脂より硬度が高い、他の熱可塑性樹脂（Ｂ）とブレンドすることが可能である。硬度が高くなることにより、機械加工性が向上する。高硬度の熱可塑性樹脂（Ｂ）は特に限定されるものではないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）およびその共重合体（ＡＳ、ＡＢＳ）等の汎用樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール等のエンジニアリングプラスチック等であれば、成形加工が容易であり好ましい。配合量については、電気抵抗調整層の導電性を損なわない範囲であれば、目的の機械加工性に応じて設定することが可能である。
【００９９】
電気抵抗調整層１０４の導電性を向上させる際には、導電樹脂材料、電解質塩の選定と共に、分散状態の制御も重要となる。電解質塩の分散状態が粗い場合には、低温低湿環境で分散状態に起因した不均一な放電が発生しやすく、画像不良となってしまう。そのため、分散状態の緻密化を目的として、相溶化剤を添加することが望ましい。そのような相溶化剤としては、前述のポリアミドエラストマー、ポリオレフィンブロックポリマーを含有する熱可塑性樹脂（Ａ）に親和性を有するグラフトコポリマー（Ｃ）が挙げられる。具体的には、主鎖にポリカーボネート樹脂を、側鎖にアクリロニトリル-スチレン-グリシジルメタクリレート共重合体を有するグラフトコポリマーを用いる。このグラフトコポリマーは、側鎖に含まれるアクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体が、アクリロニトリル成分及びスチレン成分と反応基であるグリシジルメタクリレート成分から成る。反応基のグリシジルメタクリレートは成分を溶融混練する際の加熱により、エポキシ基が（Ａ）のエステル基やアミノ基と反応し、（Ａ）と強固に化学的結合をするので、このグラフトコポリマーを添加することで、電解質塩の分散状態を均一かつ緻密化する。それにより、電解質塩の分散不良に伴う不均一な放電の発生を防止することができる。グラフトコポリマーの量は（Ａ）に対して１〜１５重量％に設定することで分散状態を緻密化させることができる。
【０１００】
また、熱可塑性樹脂（Ａ）を高硬度の熱可塑性樹脂（Ｂ）とブレンドした場合にも、このグラフトコポリマーが相溶化剤として機能を果たす。主鎖のポリカーボネート樹脂は有極性基、ジオキシ基の鎖をもつ分子構造のため、分子間引力が非常に強い。このため、力学的強度・クリープ特性などに優れ、特に衝撃強度は他プラスチックと比較してずばぬけて優れている。また比較的低吸水であるため、吸水変動に伴う体積変動が少ない。これらの特性により、グラフトコポリマーの主鎖としてポリカーボネート樹脂を使用した系では、使用時の機械的・電気的ストレス・経時や環境での体積変動によるクラックが生じ難い。
【０１０１】
更に、側鎖のアクリロニトリル成分及びスチレン成分は、（Ｂ）との相溶性が良好である。そのため、（Ｃ）のグラフトコポリマーは、（Ａ）（Ｂ）間の親和性が低い場合でも、相溶化剤として機能し、（Ａ）（Ｂ）の分散状態を均一かつ緻密化する。それにより、（Ａ）（Ｂ）の分散不良に伴うウェルド部の導電ムラや、使用時の電気的・機械的ストレスや経時・環境での体積変動により抵抗調整層のウェルド部分に発生するクラックを抑制することができる。その結果、主鎖の効果と合わせて強度的に優れた混練系の樹脂組成物を形成することができる。
【０１０２】
樹脂組成物の製造方法に関しては特に制限はなく、各材料の混合物を二軸混練機、ニーダー等で溶融混練することによって、容易に製造できる。抵抗調整層としての導電性支持体上への形成は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体に上記半導電性樹脂組成物を被覆することによって、容易に行うことができる。
【０１０３】
導電性支持体１０６上に電気抵抗調整層１０４のみを形成して帯電部材１０１を構成すると、電気抵抗調整層１０４にトナー及び、トナーの添加剤等が固着して性能低下する場合がある。このような不具合は、電気抵抗調整層１０４に表面層１０５を形成することで、防止することができる。
【０１０４】
表面層１０５の抵抗値は、電気抵抗調整層１０４のそれよりも大きくなるように形成され、それによって像担持体６１欠陥部への電圧集中、過剰な放電(リーク)を回避することができる。ただし、表面層１０５の抵抗値を高くしすぎると帯電能力や転写能力が不足してしまうため、表面層１０５と電気抵抗調整層１０４との抵抗値の差は、３オーダー以下にすることが好ましい。
【０１０５】
表面層１０５を形成する材料としては、製膜性が良好であるという点で熱可塑性樹脂組成物が好適である。特に、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が非粘着性に優れ、トナー固着防止の面で好ましい。また、樹脂材料は電気的に絶縁性であるため樹脂に対して各種導電材料を分散することによって表面層の抵抗を調整する。また表面層の抵抗調整層上への形成は、上記表面層構成材料を有機溶媒に溶解して塗料を作製し、スプレー塗装、ディッピング、ロールコート等の種々のコーティング方法で行なう。膜厚については、１０〜３０μm程度が望ましい。
【０１０６】
表面層１０５の材料は、１液性、２液性どちらも使用可能であるが、硬化剤を併用する２液性塗料にすることより、耐環境性、非粘着性、離型性を高めることが出来る。２液性塗料の場合、塗膜を加熱することにより、樹脂を架橋・硬化させる方法が一般的である。しかしながら、抵抗調整層は熱可塑性樹脂のため、高い温度で加熱することができない。２液性塗料としては、分子中に水酸基を有する主剤及び、水酸基と架橋反応を起こす、イソシアネート系樹脂を用いることことが有効である。イソシアネート系樹脂を用いることにより、１００℃以下の比較的低温で架橋・硬化反応が起こる。トナーの非粘着性から検討を進めた結果、シリコーン系樹脂でトナーの非粘着性が高い樹脂であることを確認し、特に、分子中にアクリル骨格を有するアクリルシリコーン樹脂が良好である。
【０１０７】
帯電部材１０１は電気特性が重要であるため、表面層１０５を導電性にする必要がある。導電性の形成方法は、樹脂材料中に導電剤を分散することにより可能である。導電性としては、特に制約を受けるものではなく、ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラー用カーボン、熱分解カーボン、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び、金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。また、導電性付与材として、イオン導電性物質もあり、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導電物質、更に、エチルトリフェニルホスホニウム・テトラフルオロボレート、テトラフェニルホスホニウム・ブロマイド等の四級ホスホニウム塩、変性脂肪酸ジメチルアンモニウムエトサルファート、ステアリン酸アンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテート等の有機イオン性導電性物質がある。
【０１０８】
（画像形成装置）
図９は、本発明の導電性部材評価装置及び導電性部材評価方法で評価される導電性部材である帯電部材を備えた帯電装置及びプロセスカートリッジを用いる画像形成装置の構成を示す概略図である。図１０は、図９の画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略図である。図１１は、帯電装置及び、プロセスカートリッジの構成を示す概略図である。プロセスカートリッジとは、少なくとも、像担持体６１と帯電装置１００、クリーニング装置６４を含むものであり、図１１に示すように、現像装置６３が含まれる場合もある。プロセスカートリッジは、それ自体が一体で画像形成装置に着脱自由なものである。
【０１０９】
この画像形成装置１は、表面に感光層を有するドラム状であってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する分の個数分の像担持体６１と、各像担持体６１をほぼ一様に帯電する帯電装置１００と、帯電された像担持体６１にレーザ光で露光して静電潜像を形成する露光装置７０と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像剤を収容し、像担持体６１上の静電潜像に対応するトナー像を形成する現像装置６３と、像担持体６１上のトナー像を転写する１次転写装置６２と、像担持体６１上のトナー像が転写されるベルト状の中間転写体５０と、中間転写体５０のトナー像を転写する２次転写装置５１と、中間転写体５０のトナー像が転写される記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置８０と、さらに、像担持体６１上に転写後残留するトナーを除去するクリーニング装置６４とを備える。記録媒体は、記録媒体を収納する給紙装置２１、２２のひとつから、１枚ずつ搬送経路を搬送ローラでレジストローラ２３まで搬送され、ここで、像担持体６１上のトナー像と同期を計って転写位置に搬送される。
【０１１０】
図９に示すように、画像形成装置１における露光装置７０は、帯電装置１００により帯電された像担持体６１に光を照射して、光導電性を有する像担持体６１上に静電潜像を形成する。光Ｌは、蛍光灯、ハロゲンランプ等のランプ、ＬＥＤ、ＬＤ等の半導体素子によるレーザ光線等であっても良い。ここでは、図示しない画像処理部からの信号により像担持体６１の回転速度に同期して照射される場合は、ＬＤの素子を用いる。
【０１１１】
現像装置６３は、現像剤担持体を有し、現像装置６３内に貯蔵されたトナーを供給ローラで攪拌部に搬送されて、キャリアを含む現像剤と混合・攪拌され、像担持体６１に対向する現像領域に搬送される。このときに、正又は負極性に帯電されたトナーは、像担持体６１の静電潜像に転移して現像される。現像剤は、磁性又は非磁性の一成分現像剤又はこれらを併せて使用するものであっても良いし、湿式の現像液を用いるものであっても良い。
【０１１２】
１次転写装置６２は、像担持体６１上の現像されたトナー像を中間転写体５０の裏側からトナーの極性と反対の極性の電場を形成して、中間転写体５０に転写する。１次転写装置６２は、コロトロン、スコロトロンのコロナ転写器、転写ローラ、転写ブラシのいずれの転写装置であっても良い。その後、給紙装置２２から搬送されてくる記録媒体と同期させて、再度２次転写装置５１による転写で記録媒体上にトナー像を転写する。ここで、最初の転写が中間転写体５０ではなく、記録媒体に直接転写する方式であっても良い。
【０１１３】
定着装置８０は、記録媒体上のトナー像を、加熱及び又は加圧して記録媒体上にトナー像を固定して定着させる。ここでは、１対の加圧・定着ローラの間を通過させ、このときに熱・圧力をかけて、トナーの結着樹脂を溶融しながら定着させる。定着装置８０は、ローラ状ではなく、ベルト状であっても良いし、ハロゲンランプ等で熱照射により定着させるものであっても良い。像担持体６１のクリーニング装置６４は、転写されずに像担持体６１上に残留したトナーをクリーニングして除去し、次の画像形成を可能にする。クリーニング装置６４は、ウレタン等のゴムによるブレード、ポリエステル等の繊維によるファーブラシ等のいずれの方式であっても良い。
【０１１４】
以下、画像形成装置１の動作について説明する。読み取り部３０は、原稿搬送部３６の原稿台上に原稿をセットするか、又、原稿搬送部３６を開いてコンタクトガラス３１上に原稿をセットし、原稿搬送部３６を閉じて原稿を押さえる。そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿搬送部３６に原稿をセットしたときは原稿をコンタクトガラス３１上へと搬送して後、他方コンタクトガラス３１上に原稿をセットしたときは直ちに、第１読み取り走行体及び第２読み取り走行体３２、３３を走行する。そして、第１読み取り走行体３２で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２読み取り走行体３３に向け、第２読み取り走行体３３のミラーで反射して結像レンズ３４を通して読取りセンサであるＣＣＤ３５に入れ、画像情報を読み取る。読み取った画像情報をこの制御部に送る。制御部は、読み取り部３０から受け取った画像情報に基づき、画像形成部６０の露光装置７０内に配設された図示しないＬＤ又はＬＥＤ等を制御して像担持体６１に向けて、書き込みのレーザ光Ｌを照射させる。この照射により、像担持体６１の表面には静電潜像が形成される。
【０１１５】
給紙部２０は、多段に備える給紙カセット２１から給紙ローラにより記録媒体を繰り出し、繰り出した記録媒体を分離ローラで分離して給紙路に送り出し、画像形成部６０の給紙路に記録媒体を搬送ローラで搬送する。この給紙部２０以外に、手差し給紙も可能となっており、手差しのための手差しトレイ、手差しトレイ上の記録媒体を手差し給紙路に向けて一枚ずつ分離する分離ローラも装置側面に備えている。レジストローラ２３は、それぞれ給紙カセット２１に載置されている記録媒体を１枚だけ排出させ、中間転写体５０と２次転写装置５１との間に位置する２次転写部に送る。画像形成部６０では、読み取り部３０から画像情報を受け取ると、上述のようなレーザ書き込みや、現像プロセスを実施させて像担持体６１上に潜像を形成させる。
【０１１６】
現像装置６３内の現像剤は、図示しない磁極により汲み上げて保持され、現像剤担持体上に磁気ブラシを形成する。さらに、現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧により像担持体６１に転移して、その像担持体６１上の静電潜像を可視化して、トナー像を形成する。現像バイアス電圧は、交流電圧と直流電圧を重畳させている。次に、トナー像に応じたサイズの記録媒体を給紙させるべく、給紙部２０の給紙ローラのうちの１つを作動させる。また、これに伴なって、駆動モータで支持ローラの１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体５０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成ユニットでその像担持体６１を回転して像担持体６１上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体５０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体５０上に合成トナー像を形成する。
【０１１７】
一方、給紙部２０の給紙ローラの１つを選択回転し、給紙カセット２１の１つから記録媒体を繰り出し、分離ローラで１枚ずつ分離して給紙路に入れ、搬送ローラで画像形成装置１の画像形成部６０内の給紙路に導き、この記録媒体をレジストローラ２３に突き当てて止める。そして、中間転写体５０上の合成トナー像にタイミングを合わせてレジストローラ２３を回転し、中間転写体５０と２次転写装置５１との当接部である２次転写部に記録媒体を送り込み、この２次転写部に形成されている２次転写バイアスや当接圧力などの影響によってトナー像を２次転写して記録媒体上にトナー像を記録する。ここで、２次転写バイアスは、直流であることが好ましい。画像転写後の記録媒体は、２次転写装置の搬送ベルトで定着装置８０へと送り込み、定着装置８０で加圧ローラによる加圧力と熱の付与によりトナー像を定着させた後、排出ローラ４１で排紙トレイ４０上に排出する。
【０１１８】
ここで、導電性部材が帯電部材として用いられる場合について、帯電装置１００で詳細に説明する。
【０１１９】
帯電装置１００は、像担持体６１に対向し、微少間隙Ｇを設けて配設される帯電部材１０１と、帯電部材を清掃するクリーニング部材１０２と、帯電部材１０１に電圧を印加する不図示の電源と、帯電部材１０１を像担持体に６１に加圧して接触させる不図示の加圧スプリングとを少なくとも備える。または、帯電部材１０１は、両端をギア又は軸受で回転可能に支持されていても良い。
【０１２０】
図１０、図１１に基づいて説明すると、像担持体６１の表面は画像形成領域が非接触で配置された帯電部材１０１により一様に帯電され、画像(潜像)形成後に現像によって可視化され、トナー像が記録媒体に転写される。記録媒体に転写されずに像担持体６１上に残ったトナーは、補助クリーニング部材６４ｄによって回収される。その後、像担持体６１の表面へのトナー及び、トナー構成材料の付着を防止するために、固体潤滑剤６４ａを塗布部材６４ｂで像担持体６１上に一様に塗布し滑剤層を形成する。その後、クリーニング部材６４ｃで、補助クリーニング部材６４ｄで回収しきれなかったトナーを回収し排トナー回収部へ搬送する。補助クリーニング部材６４ｄは、ローラ形状、ブラシ形状があり、固体潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類、ポリテトラフルオロエチレン等、像担持体上の摩擦係数を低減して、非粘着性を付与できるものであれば良い。クリーニング部材はシリコーン、ウレタン等のゴムによるブレード、ポリエステル等の繊維によるファーブラシ等が挙げられる。
【０１２１】
帯電装置１００は、帯電部材１０１の汚染を除去するためのクリーニング部材１０２を備える。クリーニング部材１０２の形状は、ローラ状、パッド形状でもよいが、本発明ではローラ形状とした。クリーニング部材１０２は、帯電装置１００の図示しないハウジングに設けられる軸受に嵌合され、回転可能に軸支される。このクリーニング部材１０２は、帯電部材１０１に当接して、外周面をクリーニングする。帯電部材１０１の表面にトナー、紙粉、部材の破損物等の異物が付着すると、電界が異物部分に集中するために優先的に放電が生ずる異常放電を起こす。逆に、電気的絶縁性の異物が広い範囲に付着すると、その部分では放電が生じないために、像担持体６１に帯電斑が生ずる。このために、帯電装置１００には帯電部材１０１の表面をクリーニングするクリーニング部材１０２を設けることが好ましい。クリーニング部材１０２としては、ポリエステル等の繊維によるブラシ、メラミン樹脂等の多孔質(スポンジ)のようなものを用いることができる。クリーニング部材は、帯電部材に連れ回り、線速差を持って回転、離間して間欠等の形式で回転させても良い。
【０１２２】
本構成例においては、補助クリーニング部材６４ｄはブラシローラ、滑剤はステアリン酸亜鉛をブロック状に形成し、塗布部材であるブラシローラに、バネ等の加圧部材で加圧することにより、塗布ローラで固体潤滑剤ブロックから削り取った固体潤滑剤を像担持体へ塗布するような構成である。クリーニング部材６４ｃはウレタンブレードを用いカウンター方式とした。また、帯電部材のクリーニング部材１０２は、メラミン樹脂のスポンジローラを用いて、帯電部材１０１と連れ回りで回転させる方式とすることにより、帯電部材１０１の表面の汚れを良好にクリーニングできる。
【０１２３】
また、帯電装置１００は、帯電部材１０１に電圧を印加する電源を備える。電圧としては、直流電圧だけでも良いが、直流電圧と交流電圧を重畳した電圧が好ましい。帯電部材１０１の層構成が不均一な部分がある場合には、直流電圧のみを印加すると像担持体６１の表面電位が不均一になることがある。重畳した電圧では、帯電部材１０１表面が等電位となり、放電が安定して像担持体６１を均一に帯電させることができる。重畳する電圧における交流電圧は、ピ−ク間電圧を像担持体６１の帯電開始電圧の２倍以上にすることが好ましい。帯電開始電圧とは、帯電部材１０１に直流のみを印加した場合に像担持体６１が帯電され始めるときの電圧の絶対値である。これにより、像担持体６１から帯電部材１０１への逆放電が生じ、そのならし効果で像担持体６１をより安定した状態で均一に帯電させることができる。また、交流電圧の周波数は像担持体の周速度(プロセススピード)の７倍以上であることが望ましい。７倍以上の周波数にすることにより、モアレ画像が(目視)認識できなくなる。
【０１２４】
（本発明の検証）
本発明者らは、画像形成装置を用いて画像形成したときに局所的な濃度ムラが生じる良好でない帯電ローラ１０１（以下、帯電ローラＸという）と、局所的な濃度ムラが生じない良好な帯電ローラ１０１（以下、帯電ローラＹという）と、を作製して、これら帯電ローラＸ、帯電ローラＹに対して以下の各実施例、各比較例に示す評価方法による評価を行った。そして、その評価結果と、実際に形成した画像の評価結果とを比較して、上述した本発明によって導電性部材の評価が正しく行えるかを検証した。
【０１２５】
検証には、以下の構成の帯電ローラを使用した。
【０１２６】
（帯電ローラＸ）
ステンレスからなる導電性支持体（外径８ｍｍ）に、以下のＡ、Ｂ、Ｃを２２０℃で溶融混練した樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０＾８Ωｃｍ）を、射出成形により被覆して電気抵抗調整層（全長３００ｍｍ）を形成した。
Ａ：ＩＲＧＡＳＴＡＴ  Ｐ１８（チバスペシャルティケミカルズ製）６０重量部
（以上、ポリアミドエラストマー、Ａは過塩素酸塩類含有）
Ｂ：ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ  ＧＲ−３０００、電気化学工業製）４０重量部
Ａ、Ｂの混合物１００重量部に対して、
Ｃ：ポリカーボネート−グリシジルメタクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体
（モディパーＣ  Ｌ４４０−Ｇ、日本油脂製）４．５重量部
（グラフトコポリマー）
【０１２７】
次いで、切削加工によって、電気抵抗調整層の外径を１２．７ｍｍに同時仕上げを行なった。
【０１２８】
次いで、電気抵抗調整層の表面に、アクリル変性シリコーン樹脂（ムキコート３０００ＶＨ、川上塗料社製）とイオン導電剤（ＰＥＬ２０Ａ、日本カーリット社製）、イソシアネート樹脂（Ｔ４硬化剤、川上塗料社製）の混合物からなる塗料を酢酸ブチル、トルエン、ＭＥＫからなる希釈溶剤で希釈後、スプレー塗装により膜厚約１０μｍの表面層を形成し、焼成工程を経て、帯電ローラＸを得た。
【０１２９】
（帯電ローラＹ）
帯電ローラＸで用いた上記Ａ、Ｂ、Ｃを溶融混練した樹脂組成物を押出成形してチューブ状の成形品（内径９．８ｍｍ）を作製し、そして、当該成形品にステンレスからなる導電性支持体（外径１０ｍｍ）を圧入して電気抵抗調整層を形成した。
【０１３０】
次いで、帯電ローラＸと同様に、切削加工によって、電気抵抗調整層の外径を１２．７ｍｍに同時仕上げを行なった。
【０１３１】
次いで、帯電ローラＸと同様に、電気抵抗調整層の表面に、アクリル変性シリコーン樹脂（ムキコート３０００ＶＨ、川上塗料社製）とイオン導電剤（ＰＥＬ２０Ａ、日本カーリット社製）、イソシアネート樹脂（Ｔ４硬化剤、川上塗料社製）の混合物からなる塗料を酢酸ブチル、トルエン、ＭＥＫからなる希釈溶剤で希釈後、スプレー塗装により膜厚約１０μｍの表面層を形成し、焼成工程を経て、帯電ローラＹを得た。
【０１３２】
（実施例１）
測定環境２３℃、５０％ＲＨの大気中において、画像形成に用いていない通電前（即ち、初期状態）の帯電ローラＸ、帯電ローラＹを帯電ローラ１０１として、図１に示す導電性部材評価装置２００に取り付けた。そして、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａに第１電極２１１（電極２１１Ａ、２１１Ｂ：外径１０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を当接させて接続し、帯電ローラ１０１の導電性支持体１０６に第２電極２２１と接続し、帯電ローラ１０１及び第１電極２１１をそれぞれ線速度４０ｍｍ／ｓｅｃで互いに反対方向に回転させた。そして、この状態で、電源部２０５（１０／１０Ｂ、トレック・ジャパン製）から第１電極２１１と第２電極２２１との間に直流電圧Ｖｄｃ＝−０．７ｋＶ、ピーク間電圧（交流電圧）Ｖｐｐ＝１．０ｋＶ、周波数ｆ＝３００Ｈｚの電圧（即ち、評価電圧）を印加した。そして、電源部２０５のモニタリング端子に測定部２０６（ＵＳＢ型データ収集システムＮＲ−２０００、キーエンス製）を接続して１０ｋＨｚのサンプリングレートで電源部２０５が出力する電圧値と電流値（即ち、評価電圧と評価電流）の測定（サンプリング）を行った。そして、制御部２０７において、測定部２０６で測定した評価電圧と評価電流に関するデータ（情報）を取り込み、この評価電流に含まれる交流成分の極小値を取得した。そして、帯電ローラ１０１が１回転する期間（回転周期Ｔ１）における極小値の最大値と最小値の差分値Ｄを算出した。そして、第１電極２１１を帯電ローラ１０１の軸方向に移動して、この差分値Ｄの算出を、帯電ローラ１０１の外周面１０１ａにおける軸方向の全ての部分（即ち、外周面１０１ａの全体）について行い、差分値Ｄと予め定められた差分基準値Ｄｔとを比較して、全ての差分値Ｄが差分基準値Ｄｔ以下のとき、局所的な濃度ムラが生じない良好な帯電ローラ１０１と判定し、１つでも差分値Ｄが差分基準値Ｄｔより大きいとき、局所的な濃度ムラが生じる良好でない帯電ローラ１０１と判定するものとして、上記帯電ローラＸ、帯電ローラＹの評価を行った。
【０１３３】
（実施例２）
ピーク間電圧をＶｐｐ＝１．５ｋＶとした以外は、上記実施例１と同様にして、上記帯電ローラＸ、帯電ローラＹの評価を行った。
【０１３４】
（実施例３）
ピーク間電圧をＶｐｐ＝２．２ｋＶとした以外は、上記実施例１と同様にして、上記帯電ローラＸ、帯電ローラＹの評価を行った。
【０１３５】
（実施例４）
直流電圧をＶｄｃ＝０．７ｋＶとし、評価電流に含まれる交流成分の極大値を用いた以外は、上記実施例１と同様にして、上記帯電ローラＸ、帯電ローラＹの評価を行った。
【０１３６】
（実施例５）
図９に示した画像形成装置を改造した加速試験装置を用いて、２３℃、５０％ＲＨの環境で、通紙無し状態での通電空回し試験を１２０時間（１５０，０００枚の複写に相当）実施したあと（即ち、通電後）の帯電ローラＸ、帯電ローラＹに対して、実施例１と同様の測定を行った。
【０１３７】
（比較例１）
測定環境２３℃、５０％ＲＨの大気中において、図１４のように、静止状態の帯電ローラ１０１の外周面１０１ａに軸方向に沿って複数の棒状の導電性ゴム電極を接触させ、これら複数の電極と、導電性支持体１０６に接続された電極との間に直流電圧を印加した状態で抵抗測定を行なった。帯電ローラ１０１には、デジタル超高抵抗／微少電流計（Ｒ８３４０Ａ、アドバンテスト製）から０．１ｋＶの直流電圧を印加して、１５秒後の値からローラ抵抗値を算出した。そして、この抵抗値を、予め定められた抵抗基準値と比較して、抵抗値が抵抗基準値以下のとき、局所的な濃度ムラが生じない良好な帯電ローラ１０１と判定し、抵抗値が抵抗基準値より大きいとき、局所的な濃度ムラが生じる良好でない帯電ローラ１０１と判定するものとして、上記帯電ローラＸ、帯電ローラＹの評価を行った。
【０１３８】
（比較例２）
０．７ｋＶの直流電圧を印加した以外は、上記比較例１と同様にして、上記帯電ローラＸ、帯電ローラＹの評価を行った。
【０１３９】
（比較例３）
直流電圧Ｖｄｃ＝−０．７ｋＶ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝２．２ｋＶ、周波数ｆ＝３００Ｈｚの電圧を印加した以外は、上記比較例１と同様にして、上記帯電ローラＸ、帯電ローラＹの評価を行った。
【０１４０】
（比較例４）
直流電圧をＶｄｃ＝０．７ｋＶ、ピーク間電圧をＶｐｐ＝０Ｖ、周波数をｆ＝０Ｈｚとした（つまり、直流電圧Ｖｄｃのみ印加）以外は、上記実施例１と同様にして、上記帯電ローラＸ、帯電ローラＹの評価を行った。
【０１４１】
（比較例５）
測定環境２３℃、５０％ＲＨの大気中において、画像形成に用いていない通電前の帯電ローラＸ、帯電ローラＹを帯電ローラ１０１として用いて、この帯電ローラ１０１を外径４０ｍｍ、全長３２０ｍｍの感光体と平行に配置して互いに当接させ、それぞれを線速度２８２ｍｍ／ｓｅｃで互いに逆方向に回転させた。そして、この状態で、高圧電源（１０／１０Ｂ、トレック・ジャパン製）から帯電ローラ１０１に直流電圧Ｖｄｃ＝−０．７ｋＶ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝２．２ｋＶ、周波数ｆ＝２．２ｋＨｚの電圧（即ち、評価電圧）を印加した。そして、高圧電源のモニタリング端子にＵＳＢ型データ収集システム（ＮＲ−２０００、キーエンス製）を接続して２００ｋＨｚのサンプリングレートで高圧電源が出力する電圧値と電流値（即ち、評価電圧と評価電流）の測定（サンプリング）を行った。そして、ＰＣ（パソコン）において、ＵＳＢ型データ収集システムで測定した評価電圧と評価電流に関するデータ（情報）を取り込み、評価電流における帯電ローラ１０１が１回転する期間における電流波形面積を算出した。そして、この電流波形面積を、予め定められた面積基準値と比較して、電流波形面積が面積基準値以上のとき、局所的な濃度ムラが生じない良好な帯電ローラ１０１と判定し、電流波形面積が面積基準値より小さいとき、局所的な濃度ムラが生じる良好でない帯電ローラ１０１と判定するものとして、上記帯電ローラＸ、帯電ローラＹの評価を行った。
【０１４２】
（比較例６）
測定環境２３℃、５０％ＲＨの大気中において、画像形成に用いていない通電前の帯電ローラＸ、帯電ローラＹを帯電ローラ１０１として用いて、この帯電ローラ１０１を外径４０ｍｍ、全長３２０ｍｍの感光体と平行に配置して互いに当接させ、それぞれを線速度２８２ｍｍ／ｓｅｃで互いに逆方向に回転させた。そして、この状態で、高圧電源（１０／１０Ｂ、トレック・ジャパン製）から帯電ローラ１０１に直流電圧Ｖｄｃ＝−０．７ｋＶ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝２．２ｋＶ、周波数ｆ＝２．２ｋＨｚの電圧（即ち、評価電圧）を印加した。そして、高圧電源のモニタリング端子にＵＳＢ型データ収集システム（ＮＲ−２０００、キーエンス製）を接続して２００ｋＨｚのサンプリングレートで高圧電源が出力する電圧値と電流値（即ち、評価電圧と評価電流）の測定（サンプリング）を行った。そして、ＰＣ（パソコン）において、ＵＳＢ型データ収集システムで測定した評価電圧と評価電流に関するデータ（情報）を取り込み、評価電圧の直流電圧Ｖｄｃ及び評価電流の０Ａをそれぞれの中心値としたときの、評価電圧と評価電流との立ち上がり位相差α１及び立ち下がり位相差α２を算出し、そして、立ち上がり位相差α１と立ち下がり位相差α２との差（即ち、測定値）を求めた。そして、この差を、予め定められた基準値と比較して、この差が基準値以下のとき、局所的な濃度ムラが生じない良好な帯電ローラ１０１と判定し、この差が基準値より大きいとき、局所的な濃度ムラが生じる良好でない帯電ローラ１０１と判定するものとして、上記帯電ローラＸ、帯電ローラＹの評価を行った。
【０１４３】
また、上述した各実施例、各比較例における評価とは別に、帯電ローラＸ、帯電ローラＹを上述した画像形成装置に組み込んで所定濃度のベタ画像を形成し、このベタ画像を目視によって評価した。そして、帯電ローラＸについては、局所的な濃度ムラのない良好画像が形成され、帯電ローラＹについては、局所的な濃度ムラのある不良画像が形成された、という評価結果を得た。
【０１４４】
そして、上述した各実施例、各比較例における帯電ローラＸ、帯電ローラＹの評価結果と、これら帯電ローラＸ、帯電ローラＹを用いて実際に形成した画像評価結果と、を比較して、以下の判定基準に基づいて、各実施例、各比較例の判定を行った。
画像評価との対応の判定基準
○  ：  帯電ローラの評価結果と、画像評価結果と、が一致した。
×  ：  帯電ローラの評価結果と、画像評価結果と、が不一致だった。
総合評価の判定基準
○  ：  局所的な濃度ムラについて帯電ローラの良否を正しく評価できる。
×  ：  局所的な濃度ムラについて帯電ローラの良否を正しく評価できない。
【０１４５】
上記各実施例、各比較例の評価構成等をそれぞれ比較した表を表１、２に示し、上記各実施例、各比較例における判定結果を表３に示す。
【０１４６】
【表１】
0005585331.tif 000002
【０１４７】
【表２】
0005585331.tif 000003
【０１４８】
【表３】
0005585331.tif 000004
【０１４９】
上記各表に示された判定結果により、以下の事項が明らかとなった。静止状態の帯電ローラに電極を当てて抵抗値を測定する従来の評価方法（比較例１、２、３）では、印加する電圧が、直流電圧又は直流電圧に交流電圧を重畳した電圧のいずれかに関わらず、帯電ローラＸ、帯電ローラＹの良否を正しく評価することができなかった。特に、比較例１では、帯電ローラＹについて電極を当てる位置を変えても、抵抗値の差異（即ち、電気特性の局所的な差異）は検出できなかった。検出できなかった原因の一つとして、一方の電極を帯電ローラの外周面の局所的な一部に当接させていないことが考えられる。また、比較例２、３では、静止状態の帯電ローラに高電圧を印加したため、局所的にリーク電流が発生してしまい、放電破壊により測定不可能であった。
【０１５０】
比較例４では、実施例１と同様に、第１電極２１１を帯電ローラ１０１の外周面１０１ａの局所的な一部に当接させて、直流電圧を印加するとともに、当接部分が外周面の周方向に沿って移動するようにして電流値を測定するものであったが、帯電ローラＸと帯電ローラＹとで、測定した評価電流の波形に顕著な差異が生じなかった。これについては、実際の帯電処理では帯電ローラ１０１に交流成分を含む電圧が印加されるので、電気特性として交流に対して抵抗となるリアクタンスについても考慮する必要があると考えられるが、比較例４のように直流電圧を印加した場合には、リアクタンスについて確認することができず、そのため、直流電圧のみ印加する評価方法では、帯電ローラＸ、帯電ローラＹの良否を正しく評価することができないと考えられる。
【０１５１】
比較例５、６では、帯電ローラの軸方向の全体にわたる放電によって該帯電ローラと感光体との間を流れる電流値に基づいて評価を行うものであるので、帯電ローラの外周面の局所的な一部についてのみ放電させることができず、帯電ローラの外周面の軸方向全体についての評価になってしまった。そのため、帯電ローラＸと帯電ローラＹとで、測定した電流波形面積及び評価電圧と評価電流との位相差に、顕著な差異が生じず、帯電ローラＸ、帯電ローラＹの良否を正しく評価することができなかった。
【０１５２】
一方、実施例１〜５では、各実施例における評価結果と、画像に基づく評価結果とが正確に一致した。参考として、図１２、図１３に、実施例１において、帯電ローラＸと帯電ローラＹとについて取得した極小値の波形を示す。図１２に示すように、帯電ローラＸについては、外周面の全体で極小値の変動が小さく、良好な電気特性を示す波形が得られたが、帯電ローラＹについては、外周面の部分によって極小値が大きく変動してしまい、不良な電気特性を示す波形が得られた。また、実施例２〜４によって、評価電圧にふくまれる直流成分の電圧値（Ｖｄｃ）を正負反転（−０．７Ｖ又は０．７Ｖ）させても、又は、交流成分の振幅（Ｖｐｐ）を変化（１．０ｋＶ〜２．２ｋＶ）させても、評価結果には影響がないことが判った。また、実施例５によって、初期状態の帯電ローラ及び通電後の帯電ローラのいずれにおいても、正確に評価できることが判った。
【０１５３】
上記検証からも、本発明に係る導電性部材評価装置及び導電性部材評価方法によれば、導電性部材としての帯電ローラ１０１の評価を正確に行うことができることが明らかとなった。
【０１５４】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１５５】
１        画像形成装置
１０１    帯電部材、帯電ローラ（導電性部材）
１０１ａ  外周面
１０４    電気抵抗調整層
１０５    表面層
１０６    導電性支持体（軸心）
２００    導電性部材評価装置
２０３    駆動部
２０４    電極支持部
２０５    電源部
２０７    制御部（電圧印加手段、電流値測定手段、極値取得手段、評価手段）
２１１    第１電極
２１２    支持部
２１３    軸受
２２１    第２電極
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５６】
【特許文献１】特開平１−２６７６６７号公報
【特許文献２】特開平５−１０７８７１号公報
【特許文献３】特開２００９−３００８９９号公報
【特許文献４】特開２０１０−７２０５６号公報
【図１】
0005585331.tif 000005
【図２】
0005585331.tif 000006
【図３】
0005585331.tif 000007
【図４】
0005585331.tif 000008
【図５】
0005585331.tif 000009
【図６】
0005585331.tif 000010
【図７】
0005585331.tif 000011
【図８】
0005585331.tif 000012
【図９】
0005585331.tif 000013
【図１０】
0005585331.tif 000014
【図１１】
0005585331.tif 000015
【図１２】
0005585331.tif 000016
【図１３】
0005585331.tif 000017
【図１４】
0005585331.tif 000018
【図１５】
0005585331.tif 000019