(57)【要約】【課題】動作開始後の初期の画像中に発生する白点を抑制し、経持後における帯電部材の汚染による画像欠陥を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】動作開始後の初期においては、抵抗弾性層上に表面粗さＲｚが３μｍないし６μｍの表面層を有し、周波数８００Ｈｚないし３０００Ｈｚにおけるインピーダンス比の絶対値が０．８１以下であり、所定経時後における表面層の表面粗さＲｚの減少量ΔＲｚが０．１μｍないし４μｍである帯電ローラと、動作開始後の初期における膜厚Ｄが２０μｍないし４０μｍであり、所定経時後における膜厚Ｄの減少量ΔＤが５μｍないし２５μｍである感光体ドラムと、を備え、０．００５≦ΔＲｚ／ΔＤ≦０．８である。ここで、インピーダンス比は、抵抗弾性層のインピーダンスをＺＥ、表面層のインピーダンスをＺＳとしたときにＺＥ／（ＺＥ＋ＺＳ）で表される。【選択図】図８
2014153488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作開始後の初期においては、抵抗弾性層上に表面粗さＲｚが３μｍないし６μｍの表面層を有し、周波数８００Ｈｚないし３０００Ｈｚにおけるインピーダンス比の絶対値が０．８１以下であり、所定経時後における前記表面層の表面粗さＲｚの減少量ΔＲｚが０．１μｍないし４μｍである帯電ローラと、
動作開始後の初期における膜厚Ｄが２０μｍないし４０μｍであり、所定経時後における前記膜厚Ｄの減少量ΔＤが５μｍないし２５μｍである感光体ドラムと、を備え、
０．００５≦ΔＲｚ／ΔＤ≦０．８である、
ことを特徴とする画像形成装置。
ここで、インピーダンス比は、前記抵抗弾性層のインピーダンスをＺＥ、前記表面層のインピーダンスをＺＳとしたときにＺＥ／（ＺＥ＋ＺＳ）で表され、所定経時後は画像密度７％の画像が記録されたＡ４サイズの記録媒体を１００ｋ枚印刷したときとする。
【請求項２】
体積平均粒径１００ｎｍないし３００ｎｍ、円形度０．７ないし１．０の無機微粒子を含有する現像剤からなる現像装置を備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤が研磨微粒子を含有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体ドラムの回転サイクル数に対するΔＲｚ／ΔＤの変化が線形である、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体ドラムの回転サイクル数に対するΔＲｚ／ΔＤの変化が指数関数的である、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記感光体ドラムの回転サイクル数に対するΔＲｚ／ΔＤの変化が対数関数的である、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
潜像担持体表面を研磨する研磨手段と、研磨手段による研磨を開始させ、かつ、所定のタイミングで研磨を終了させる研磨開始終了制御を行う制御手段とを有する画像形成装置が知られている（特許文献１）。
基材と、基材上に設けられ、多孔質充填剤と樹脂とを含有し、ゲル分率が５０％以上、表面粗度Ｒｚが２μｍ以上２０μｍ以下の範囲である最外層と、を含み、多孔質充填剤が、ポリアミド樹脂であり、最外層の樹脂の主成分がＮ−アルコキシメチル化ナイロンである帯電部材も知られている（特許文献２）。
また、少なくとも体積平均粒径が８０〜３００ｎｍの微粒子と、研磨剤と、潤滑剤と、が外添されたトナーを含む現像剤であって、微粒子、研磨剤及びトナーの体積平均粒径をそれぞれＡ、Ｂ及びＣとしたとき、Ａ＜Ｂ＜Ｃの関係を満たす現像剤を用いる画像形成装置も知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−００７８４８号公報
【特許文献１】特許４６６６０５１号公報
【特許文献１】特開２００４−０３７７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、動作開始後の初期の画像中に発生する白点を抑制し、経持後における帯電部材の汚染による画像欠陥を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装置は、
動作開始後の初期においては、抵抗弾性層上に表面粗さＲｚが３μｍないし６μｍの表面層を有し、周波数８００Ｈｚないし３０００Ｈｚにおけるインピーダンス比の絶対値が０．８１以下であり、所定経時後における前記表面層の表面粗さＲｚの減少量ΔＲｚが０．１μｍないし４μｍである帯電ローラと、
動作開始後の初期における膜厚Ｄが２０μｍないし４０μｍであり、所定経時後における前記膜厚Ｄの減少量ΔＤが５μｍないし２５μｍである感光体ドラムと、を備え、
０．００５≦ΔＲｚ／ΔＤ≦０．８である、
ことを特徴とする。
ここで、インピーダンス比は、前記抵抗弾性層のインピーダンスをＺＥ、前記表面層のインピーダンスをＺＳとしたときにＺＥ／（ＺＥ＋ＺＳ）で表され、所定経時後は画像密度７％の画像が記録されたＡ４サイズの記録媒体を１００ｋ枚印刷したときとする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、
体積平均粒径１００ｎｍないし３００ｎｍ、円形度０．７ないし１．０の無機微粒子を含有する現像剤からなる現像装置を備えた、
ことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記現像剤が研磨微粒子を含有する、
ことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記感光体ドラムの回転サイクル数に対するΔＲｚ／ΔＤの変化が線形である、
ことを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記感光体ドラムの回転サイクル数に対するΔＲｚ／ΔＤの変化が指数関数的である、
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記感光体ドラムの回転サイクル数に対するΔＲｚ／ΔＤの変化が対数関数的である、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、動作開始後の初期の画像中に発生する白点を抑制し、経持後における帯電部材の汚染による画像欠陥を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置１の概略構成の一例を示す断面模式図である。
【図２】画像形成装置１における作像部の機能を説明するための模式図である。
【図３】帯電ローラに供給する交流電流値と感光体ドラムの表面電位との関係を示す図であり肩電圧を示す図である。
【図４】インピーダンスを測定する計測構成の一例を示す図である。
【図５】インピーダンス測定に基づくＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロット（ナイキスト線図）の一例を示す図である。
【図６】印加電圧の周波数に対する印加電圧−応答電流間の位相差をプロットしたグラフの一例を示す図である。
【図７】（ａ）は実施例及び比較例のそれぞれについての基本配合を示す図、（ｂ）はそれぞれのインピーダンス測定結果及び表面粗さＲｚを示す図である。
【図８】感光体ドラム３１の膜厚Ｄの減少量ΔＤと、帯電ローラ３２の表面層３２ａの十点平均表面粗さＲｚの減少量ΔＲｚとの関係を示す
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【００１４】
（１）画像形成装置の全体構成及び動作
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置１の全体構成及び動作を説明する。
【００１５】
画像形成装置１は、制御装置１０、給紙装置２０、感光体ユニット３０、現像装置４０、転写装置５０、定着装置６０とを備えて構成されている。画像形成装置１の上面（Ｚ方向）には、画像が記録された用紙が排出・収容される排出積載部１ａが形成されている。
【００１６】
制御装置１０は、画像形成装置１の動作を制御するコントローラ１１と、コントローラ１１により作動を制御される画像処理部１２、電源装置１３等を有する。電源装置１３は、後述する帯電ローラ３２、現像ローラ４２、一次転写ローラ５２、二次転写ローラ５３等に電圧を印加する。
画像処理部１２は、外部の情報送信装置（例えばパーソナルコンピュータ等）から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して予め設定されたタイミングで、駆動信号を露光装置ＬＨに出力する。本実施形態の露光装置ＬＨは、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）が線状に配置されたＬＥＤヘッドにより構成されている。
【００１７】
画像形成装置１の底部には、給紙装置２０が設けられている。給紙装置２０は、用紙積載板２１を備え、用紙積載板２１の上面には多数の記録媒体としての用紙Ｐが積載される。用紙積載板２１に積載され、規制板（不図示）で幅方向位置が決められた用紙Ｐは、上側から１枚ずつ用紙引き出し部２２により前方（−Ｘ方向）に引き出された後、レジストローラ対２３のニップ部まで搬送される。
【００１８】
感光体ユニット３０は、給紙装置２０の上方（Ｚ方向）に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する像保持体としての感光体ドラム３１を備えている。感光体ドラム３１の回転方向にそって、帯電ローラ３２、露光装置ＬＨ、現像装置４０、一次転写ローラ５２、クリーニングブレード３４が配置されている。帯電ローラ３２には、帯電ローラ３２の表面をクリーニングするクリーニングローラ３３が対向、接触して配置されている。
【００１９】
現像装置４０は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング４１を有する。現像ハウジング４１内には、感光体ドラム３１に対向して配置された現像ローラ４２と、この現像ローラ４２の背面側斜め下方には現像剤を現像ローラ４２側へ撹拌搬送する一対のオーガ４４、４５が配設されている。現像ローラ４２には、現像剤の層厚を規制する層規制部材４６が近接配置されている。
現像装置４０各々は、現像ハウジング４１に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
【００２０】
回転する感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により帯電され、露光装置ＬＨから出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム３１上に形成された静電潜像は現像ローラ４２によりトナー像として現像される。
【００２１】
転写装置５０は、各感光体ユニット３０の感光体ドラム３１にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト５１、各感光体ユニット３０にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト５１に順次転写（一次転写）する一次転写ローラ５２を備えている。さらに、中間転写ベルト５１上に重畳して転写された各色トナー像を記録媒体である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ローラ５３、とから構成されている。
【００２２】
各感光体ユニット３０の感光体ドラム３１に形成された各色トナー像は、コントローラ１１により制御される電源装置１３等から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ５２により中間転写ベルト５１上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。
【００２３】
中間転写ベルト５１上の重畳トナー像は、中間転写ベルト５１の移動に伴って二次転写ローラ５３が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて給紙装置２０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。
そして、二次転写ローラ５３には、コントローラ１１により制御される電源装置１３等から所定の転写電圧が印加され、レジストローラ対２３から送り出され、搬送ガイドにより案内された用紙Ｐに中間転写ベルト５１上の多重トナー像が一括転写される。
【００２４】
感光体ドラム３１表面の残留トナーは、クリーニングブレード３４により除去され、廃トナー収容部（不図示）に回収される。感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により再帯電される。尚、クリーニングブレード３４で除去しきれず帯電ローラ３２に付着した残留物は、帯電ローラ３２に接触して回転するクリーニングローラ３３表面に捕捉される。
【００２５】
定着装置６０は一方向へ回転する無端状の定着ベルト６１と、定着ベルト６１の周面に接し、一方向へ回転する加圧ローラ６２と、を有し、定着ベルト６１と加圧ローラ６２の圧接領域によってニップ部Ｎ（定着領域）が形成される。
転写装置５０においてトナー像が転写された用紙Ｐは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを経由して定着装置６０に搬送される。定着装置６０に搬送された用紙Ｐは、一対の定着ベルト６１と加圧ローラ６２により、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。定着トナー像が形成された用紙Ｐは、搬送ガイドによってガイドされ、排出ローラ対６９から画像形成装置１上面の排出積載部１ａに排出される。
【００２６】
（２）作像部の構成・動作
（２．１）作像部の構成
図２は、本実施形態の画像形成装置１における制御装置１０、感光体ユニット３０、露光装置ＬＨ、現像装置４０、転写装置５０等から構成される作像部の機能を更に詳しく説明するための模式図である。
【００２７】
図２に示すように、作像部は感光体ドラム３１に、帯電ローラ３２が回転可能に接触して配置され、帯電ローラ３２にはクリーニングローラ３３が対向・接触して配置されている。帯電ローラ３２の下流側には、露光装置ＬＨの露光位置が設定され、その下流側には、現像ローラ４２が対向して配置されている。現像ローラ４２の下流側には、一次転写ローラ５２が中間転写ベルト５１を挟んで接触配置され転写部を形成している。転写部の下流側で帯電ローラ３２の上流側にはクリーニングブレード３４が弾力的に接触している。
【００２８】
制御装置１０は、画像形成装置１の動作を制御するコントローラ１１と、コントローラ１１により作動を制御される画像処理部１２、電源装置１３等を有する。電源装置１３は、帯電ローラ３２に直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とが重畳された重畳電圧を印加するほか、現像ローラ４２、一次転写ローラ５２、二次転写ローラ５３等に必要な電圧を印加する。
【００２９】
画像処理部１２は、外部の情報送信装置（例えばパーソナルコンピュータ等）から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して予め設定されたタイミングで、駆動信号を露光装置ＬＨに出力する。本実施形態の露光装置ＬＨは、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）が線状に配置されたＬＥＤヘッドにより構成されている。
【００３０】
（２．２）作像部の作用
帯電ローラ３２を用いた接触帯電方式においては、帯電ローラ３２に帯電のための直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とが重畳された重畳電圧が印加される。
直流電圧（Ｖｄｃ）の印加だけでは、感光体ドラム３１上の抵抗の低いところにだけ電流が流れるため均一に帯電することができない。また、感光体ドラム３１表面が局所的に汚れると、その部分だけ帯電しなくなるという問題が生じる。そのため、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とが重畳された重畳電圧を印加して、感光体ドラム３１表面を帯電させている。
【００３１】
また、回転駆動される感光体ドラム３１に対して接触配置された帯電ローラ３２に所定の直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とが重畳された重畳電圧が印加されると、交流電圧（ピーク・トウ・ピーク：Ｖｐｐ）を一定値以上印加しても、感光体ドラム３１の表面電位は、ある電圧（肩電圧）以上には上がらない（飽和電流値Ｉａｃ０：図３参照）。
【００３２】
実際には、画質的観点や環境変動に対応するため飽和電流値（Ｉａｃ０）に対して、例えば１０％ないし２５％増加した交流電流値（Ｉａｃ１）に設定されるが、交流電流値（Ｉａｃ１）が大きすぎると感光体ドラム３１が磨耗するという不具合が生じる。逆に小さすぎると、帯電の均一性が保てなくなり、特に低温低湿環境下において画像形成したときに白点等の画像欠損が生じてしまう。
【００３３】
白点を抑制するためには交流電流値（Ｉａｃ１）を肩電流値（Ｉａｃ０）に対して一定程度高く設定して用いるのが一般的であり、肩電流値（Ｉａｃ０）から徐々に交流電圧の振幅（ピーク・トウ・ピーク：Ｖｐｐ）を増加させると白点は減少していき、やがて消失する。そして、肩電流値（Ｉａｃ０）から白点が消滅する交流電流値（Ｉａｃ１）までの範囲を白点消失マージンと定義する。
【００３４】
また、帯電ローラ３２は、その製作過程において表面が研磨加工され、表面層３２ａの十点平均表面粗さＲｚを３〜１２μｍの範囲に設定することによって、凹凸の高低差による局所的な異常放電を抑制し白点等の画像欠損を軽減することも行われている。
表面層３２ａの十点平均表面粗さＲｚは７〜１２μｍであることがより好ましく、１０〜１２μｍであることが特に好ましい。このような範囲に設定することによって、表面層３２ａにトナーや外添剤などの異物が付着しにくくなり、帯電ローラ３２の耐汚染性が高くなる。
十点平均表面粗さＲｚが３μｍ未満であると、トナーや外添剤などの異物が付着する虞があり、十点平均表面粗さＲｚが１２μｍよりも大きい場合には、凹凸部分にトナー及び紙粉等が溜まり易くなり、また、凹凸の高低差が大きいことによって局所的に異常放電が発生し、均一帯電が妨げられ、白点等の画像欠損が生じてしまう。
【００３５】
このように、画像形成装置１の動作開始後の初期においては、帯電ローラ３２に印加する交流電流値（Ｉａｃ１）を白点消失マージンを確保して設定したり、帯電ローラ３２の製作過程において表面層３２ａの十点平均表面粗さＲｚを３〜１２μｍの範囲に設定することによって、凹凸の高低差による局所的な異常放電を抑制し白点等の画像欠損を軽減することも行われている。
【００３６】
一方、所定経時後はトナー中に含有された外添剤によって、帯電ローラ３２の表面層３２ａが削られて十点平均表面粗さＲｚが減少し、表面層３２ａには外添剤が付着して（帯電ローラ汚染）、例えばハーフトーン画像中に画像筋としての濃度低下が発生する虞がある。
【００３７】
上記課題を検討した結果、動作開始後の初期においては、抵抗弾性層上に表面粗さＲｚが３μｍないし６μｍの表面層を有し、周波数８００Ｈｚないし３０００Ｈｚにおけるインピーダンス比の絶対値が０．８１以下であり、所定経時後における前記表面層の表面粗さＲｚの減少量ΔＲｚが０．１μｍないし４μｍである帯電ローラと、動作開始後の初期における膜厚Ｄが２０μｍないし４０μｍであり、所定経時後における膜厚Ｄの減少量ΔＤが５μｍないし２５μｍである感光体ドラムと、が０．００５≦ΔＲｚ／ΔＤ≦０．８の範囲内にあるときに、動作開始後の初期の画像中に発生する白点を抑制し、経持後における帯電部材の汚染による画像欠陥を防止できることが明らかとなった。
尚、インピーダンス比は、抵抗弾性層のインピーダンスをＺＥ、表面層のインピーダンスをＺＳとしたときにＺＥ／（ＺＥ＋ＺＳ）で表され、所定経時後は、具体的には幅１．５ｍｍの線画像が画像密度７％で記録されたＡ４サイズの記録媒体を１００ｋ枚印刷したときである。
【００３８】
（２．３）インピーダンスの測定方法
図４はインピーダンスを測定する計測構成の一例を示す図である。以下、図面を参照しながら帯電ローラ３２の抵抗弾性層３２ｂのインピーダンスＺＥ、表面層３２ａのインピーダンスＺＳの測定方法について説明する。
インピーダンスの測定には、計測装置として０．１Ｈｚ〜１Ｍｈｚを計測できるもので、インピーダンスアナライザ、周波数解析装置等、例えばＳｏｌａｒｔｒｏｎ社製１２６０を用いる。
【００３９】
インピーダンスの測定はφ３０ｍｍの表面粗さＲｍａｘ１．６μｍ以下のアルミ製素管（金属導電体）に帯電ローラ３２を、用いられる画像形成装置１と同等の条件で接触・押圧（押圧力としてそれぞれ片側５Ｎ）させ、静止状態で計測する。
具体的には、白点は低温低湿環境で発生しやすく、その帯電ローラ３２の物性値を管理するために温度１０℃、湿度１５ＲＨ％の環境下で、１Ｖｐ−ｐの交流電圧を周波数１ＭＨｚから１０ｍＨｚまでの範囲で高周波側から印加して、インピーダンスを測定する。
【００４０】
図５に示すように、インピーダンス計測ではそれぞれの周波数における実部インピーダンスＲｅ［Ｚ（ω）］、虚部インピーダンスＩｍ［Ｚ（ω）］が得られ、Ｒｅ［Ｚ（ω）］−Ｉｍ［Ｚ（ω）］でｃｏｌｅ−ｃｏｌｅ法と呼ばれる定数特定法により、抵抗Ｒと静電容量Ｃが並列接続している等価回路の場合、Ｒｅ［Ｚ（ω）］軸上に中心を有し、そのＲ値を直径とした半円上のカーブを描き、帯電ローラ３２のＲＣ定数を非破壊で測定できる。
フィッティングはＳｏｌａｒｔｒｏｎ社製解析ソフトウェアＺＶｉｅｗ２のＩｎｓｔａｎｔ
Ｆｉｔ機能を使用して実施できる。
【００４１】
帯電ローラ３２はその層構造に応じ、各層ごとの抵抗Ｒと静電容量Ｃが並列接続し、これを層数で直列接続した等価回路モデルで近似できる（図５参照）。尚、接着層は電気特性に影響しないので除外するが、影響する場合は加えることもできる。
【００４２】
処方変更や単層計測での結果から，抵抗弾性層３２ｂの固有周波数は、表面層３２ａの固有周波数よりも高い値となっており、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロット（ナイキスト線図）による周波数帯域別の半円形状からそれぞれのＲＣ定数が特定できる。
その結果、抵抗弾性層３２ｂの抵抗ＲＥ、静電容量ＣＥ、表面層３２ａの抵抗ＲＳ、静電容量ＣＳが得られる。
【００４３】
（２．４）インピーダンスの算出
インピーダンスは印加電圧（１Ｖｐ−ｐ）に対する応答電流の振幅比と、印加電圧（１Ｖｐ−ｐ）と応答電流の位相の２つのパラメータで表現され、印加電圧（１Ｖｐ−ｐ）の周波数に対する印加電圧−応答電流間の位相から、位相θが極大になる周波数を求められる。
一方、図６に示すように，高周波帯域と低周波帯域で２つの固有周波数を有する帯電ローラ３２の位相においては、低周波帯域と高周波帯域に２つの位相ピークが存在する（低周波側は位相０ｄｅｇに漸近し、これをピークと称している）。そのために、同じ位相値が複数の周波数に現れることになり、位相θを特性値とした場合には白点消失マージンが一意に決定されないことになる。
【００４４】
そこで一意的に管理できる特性値としてインピーダンス比を定義することにより、帯電ローラ３２全体に対する抵抗弾性層３２ｂの抵抗ＲＥと抵抗弾性層３２ｂの静電容量ＣＥによる合成抵抗であるインピーダンスＺＥと、表面層３２ａの抵抗ＲＳと表面層３２ａの静電容量ＣＳによる合成抵抗であるインピーダンスＺＳとによる損失度合いが定量的かつ一意に表される。
【００４５】
インピーダンスは抵抗弾性層３２ｂのインピーダンスＺＥと表面層３２ａのインピーダンスＺＳごとに算出し、それぞれのインピーダンスはＲ／（１＋ｊωＲＣ）で表され（ｊは虚数単位）、インピーダンス比はＺＥ／（ＺＥ＋ＺＳ）の絶対値で表される。
すなわち、インピーダンス比は、印加電圧の周波数内で発生する損失インピーダンスを、帯電ローラ３２全体を表わすインピーダンスで除した値として構成される。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４７】
「帯電ローラの作成」
図７（ａ）に実施例、比較例のそれぞれについての基本配合を示す。
図７（ａ）に示すポリマ（エピクロルヒドリンゴム）を１２インチオープンロールで３分間素練りを行った後、オープンロール回転中にカーボンブラック、炭酸カルシウム、イオン導電剤を徐々に添加し、最後に加硫剤と加硫促進剤を混入させた後、５分間混錬を行い抵抗弾性層３２ｂの生ゴムを作成した。
その後、上記生ゴムを射出成形機にて金型内に注入し、３分間保持した後、金型から脱型した。
尚、金型は、φ１４．５ｍｍの内径を持つ射出成形用の円筒金型を用い、ヒータによって１７０℃±５℃に保たれている状態であり、その中に導電性芯体３２ｃをセットした。
ローラ成形後は、トラバース研削盤を用いて外径をφ１４ｍｍに仕上げて、弾性ローラを得た。そのときの表面粗さは、ＪＩＳ
Ｂ０６０１（１９８２）に規定された十点平均粗さＲｚで６μｍであり、端部に比べて中央部の外径は、５５μｍ程度大きな状態に仕上げた（クラウン形状）。
【００４８】
次に、表面層３２ａの材料導電液中の固形分１００質量部に対して、フィラとして平均粒径φ５μｍのナイロン粒子を図７（ａ）に示す質量部入れて作成された表面層形成用液に、外径を研削仕上げした弾性ローラを浸漬させたのち、一定速度で引き上げ平均膜厚９μｍの表面層形成用液をディップコートした。
そして、表面層形成用液を乾燥・焼成して表面層３２ａの凹凸部の凸部に平滑部を形成するために、研磨機で表面層形成弾性ローラの表面を研磨して、それぞれの帯電ローラ３２を得た。
【００４９】
作成した実施例、比較例のそれぞれの帯電ローラ３２を、図４に示す計測構成で、抵抗弾性層３２ｂのインピーダンスＺＥ、表面層３２ａのインピーダンスＺＳの測定を行った。
インピーダンスの測定には、インピーダンスアナライザとしてＳｏｌａｒｔｒｏｎ社製１２６０を用い、φ３０ｍｍの表面粗さＲｍａｘ１．６μｍ以下のアルミ製素管（金属導電体）に帯電ローラ３２を、押圧力としてそれぞれ片側５Ｎで接触・押圧させ、静止状態で計測した。
具体的には、温度１０℃、湿度１５ＲＨ％の環境下で、１Ｖｐ−ｐの交流電圧を周波数１ＭＨｚから１０ｍＨｚまでの範囲で高周波側から印加して、インピーダンスを測定した。
【００５０】
作成した実施例の帯電ローラ３２の抵抗弾性層３２ｂの抵抗ＲＥ、静電容量ＣＥ、表面層３２ａの抵抗ＲＳ、静電容量ＣＳ、及び表面層３２ａの十点平均表面粗さＲｚを図７（ｂ）に示す。
【００５１】
「実施例」
表面層３２ａの十点平均表面粗さＲｚ４．８μｍ、抵抗弾性層３２ｂの抵抗ＲＥ６．０×１０４Ω／ｍ、静電容量ＣＥ３．５×１０−１０Ｆ／ｍ、表面層３２ａの抵抗ＲＳ３．６×１０６Ω／ｍ、静電容量ＣＳ２．２×１０−９Ｆ／ｍの帯電ローラ３２と、初期膜厚Ｄが３２μｍの感光体ドラム３１と、体積平均粒径１１０ｎｍ・円形度０．７７４の外添剤（ＳｉＯ２）を含有する現像剤とからなる画像形成装置１で、以下のような評価方法によって白点を評価した。
【００５２】
低温低湿環境下（温度１０℃、湿度１５ＲＨ％）にて、帯電ローラ３２への交流印加電圧（Ｖａｃ）１．７ｋＶｐｐ、直流電圧（Ｖｄｃ）７００Ｖｄｃで、網点面積率５０％のハーフトーン画像中の白点発生個数を計数した。その結果、動作開始後の初期において、画像中の白点発生は少なく良好であった。
【００５３】
次に、幅１．５ｍｍの線画像が画像密度７％で記録されたＡ４サイズの記録媒体をランレングス１３で印刷試験を行い、帯電ローラ３２の表面層３２ａの外添剤付着によるプロセス方向に発生する画像筋を評価した。
ランレングスは、画像形成装置１に対する１回の印刷指令で平均何枚の印刷が行われるかを示す値である。例えば、ランレングス１は、画像形成装置１に対する１回の印刷指令で平均１枚の印刷が行われることを示し、ランレングス１０は、画像形成装置１に対する１回の印刷指令で平均１０枚の印刷が行われることを示す。
【００５４】
その結果、感光体ドラム３１の回転サイクル数４００ｋ走行後、プロセス方向の画像筋の発生は視認されず良好であった。
さらに、このときの白点も上述の方法と同様に行ったところ、画像中の白点発生は少なく良好であった。
このとき、帯電ローラ３２の表面層３２ａの十点平均表面粗さＲｚは３．０μｍに削られており、感光体ドラム３１の膜厚Ｄは２２μｍまで摩耗していた（ΔＲｚ＝１．５μｍ、ΔＤ＝１０μｍ、ΔＲｚ／ΔＤ＝０．１５）。
【００５５】
「比較例」
表面層３２ａの十点平均表面粗さＲｚ１０．４μｍ、抵抗弾性層３２ｂの抵抗ＲＥ１．４×１０５Ω／ｍ、静電容量ＣＥ３．５×１０−１０Ｆ／ｍ、表面層３２ａの抵抗ＲＳ１．６×１０９Ω／ｍ、静電容量ＣＳ２．３×１０−９Ｆ／ｍの帯電ローラ３２と、初期膜厚Ｄが３２μｍの感光体ドラム３１と、体積平均粒径１１０ｎｍ・円形度０．７７４の外添剤（ＳｉＯ２）を含有する現像剤とからなる画像形成装置１で、実施例と同様の評価を行った。
【００５６】
その結果、動作開始後の初期及び経時後においては、網点面積率５０％のハーフトーン画像中の白点発生は少なく良好であった。
一方、所定経時後の帯電ローラ３２の表面層３２ａへの外添剤付着によるプロセス方向に発生する画像筋は、実施例と比べて悪かった（ΔＲｚ＝１．５μｍ、ΔＤ＝１０μｍ、ΔＲｚ／ΔＤ＝０．１５）。
【００５７】
図８に感光体ドラム３１の膜厚Ｄの減少量ΔＤと、帯電ローラ３２の表面層３２ａの十点平均表面粗さＲｚの減少量ΔＲｚとの関係を示す。
帯電ローラ３２の表面層３２ａの十点平均表面粗さＲｚの減少量ΔＲｚと感光体ドラム３１の膜厚Ｄの減少量ΔＤの比の変化は、感光体ドラム３１の膜厚Ｄの変化に対して、帯電ローラ３２の表面層３２ａが初期的に削れやすい場合（対数関数的）、初期摩耗は少なく経時的に削れやすい場合（指数関数的）、初期から略一定して削れていく場合（線形）がある。
【００５８】
特に、本実施例においては、現像剤が研磨微粒子を含有するために、帯電ローラ３２の表面層３２ａが削れやすく、帯電ローラ３２の表面層３２ａの十点平均表面粗さＲｚの減少量ΔＲｚと感光体ドラム３１の膜厚Ｄの減少量ΔＤの比の変化は対数関数的となりやすい。
外添される研磨微粒子としては、公知の研磨剤を用いることが可能であるが、特に研磨性に優れる無機微粒子としては、酸化セリウム、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物等が挙げられる。
【００５９】
感光体ドラム３１の膜厚Ｄの変化が少ない領域で、これらの関係式の外側に位置する画像形成装置１においては、白点が発生しやすく、感光体ドラム３１の膜厚Ｄの変化が大きい領域（経時）で、これらの関係式の外側に位置する画像形成装置１においては、帯電ローラ３２の表面層３２ａの外添剤付着によるプロセス方向の画像筋が発生しやすい。
【００６０】
以上、本発明に係る実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行うことが可能である。
本実施形態では画像形成装置１は、いわゆるタンデム型であったが、これに限られるものではない。また、現像装置を複数備えたカラー画像形成装置として説明したが、これに限られず、例えば、モノクロの画像形成装置であっても適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１・・・画像形成装置
１０・・・制御装置
１１・・・コントローラ
１２・・・画像処理部
１３・・・電源装置
１５・・・スクリーン制御部
２０・・・給紙装置
３０・・・感光体ユニット
３１・・・感光体ドラム
３２・・・帯電ローラ
３２ａ・・・表面層
３２ｂ・・・抵抗弾性層
３２ｃ・・・導電性芯体
３３・・・クリーニングローラ
３４・・・クリーニングブレード
４０・・・現像装置
４２・・・現像ローラ
５０・・・転写装置
５１・・・中間転写ベルト
５２・・・一次転写ローラ
５２・・・二次転写ローラ
６０・・・定着装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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