(57)【要約】【課題】  帯電ローラ２０１に当接するシート部材２０３にトナー外添剤（シリカ）が付着することに起因する縦スジ状の帯電不良を抑制する。【解決手段】  発明の一実施例として、直流電圧のみを印加する帯電ローラ２００を有する画像形成装置において、帯電ローラ２０１、帯電ローラに当接するシート部材２０３、外添剤シリカの仕事関数が「当接部材の仕事関数＞シリカの仕事関数＞帯電ローラの仕事関数」の関係を満足するようにする。【選択図】  図６
2006268021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧のみを印加され前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電する接触帯電部材と、
前記帯電部材に当接する当接部材と、を有する像担持体を帯電する帯電装置であって、
前記像担持体は外添剤を有するトナーにより像担持体上にトナー像を現像され、
前記外添剤はシリカを有しており、
前記帯電部材と、前記当接部材と、前記シリカのそれぞれの仕事関数は
当接部材の仕事関数＞シリカの仕事関数＞帯電部材の仕事関数
を満たすことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記シリカの粒径は、前記トナーの粒径よりも小さい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】
前記当接部材は前記接触帯電部材の軸方向に対して往復運動をす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４】
像担持体と、
直流電圧のみを印加され前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電する接触帯電部材と、
外添剤を有するトナーにより前記像担持体上にトナー像を現像する現像装置とを有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
前記外添剤はシリカを有しており、
前記帯電装置は、直流電圧のみを印加され前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電する接触帯電部材と、前記帯電部材に当接する当接部材とを備え、
前記帯電部材と、前記当接部材と、前記シリカのそれぞれの仕事関数は、
当接部材の仕事関数＞シリカの仕事関数＞帯電部材の仕事関数
を満たすことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電装置と、
帯電した前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成装置と、
外添剤を有するトナーにより前記像担持体上にトナー像を現像する現像装置と、
前記像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
転写後の前記像担持体上に残ったトナーをクリーニングするクリーニング装置と、を有する画像形成装置であって、
前記外添剤はシリカを有しており、
前記帯電装置は、直流電圧のみを印加され前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電する接触帯電部材と、前記帯電部材に当接する当接部材とを備え、
前記帯電部材と、前記当接部材と、前記シリカのそれぞれの仕事関数は、
当接部材の仕事関数＞シリカの仕事関数＞帯電部材の仕事関数
を満たす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、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体に帯電部材を接触させて像担持体を帯電させる帯電装置に関する。また、この帯電装置を有したプロセスカートリッジに関する。更には、前記帯電装置を有した電子写真方式等を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真方式を用いた画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体（例えば、記録紙、ＯＨＰシート等）に画像を形成するものである。画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター（例えばレーザープリンター、ＬＥＤプリンター等）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ及びこれらの複合機（マルチファンクションプリンター等）が含まれる。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての、帯電装置、現像装置、クリーニング装置の少なくとも１つと像担持体としての感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。したがって、プロセスカートリッジには、少なくともプロセス手段としての帯電装置と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものも含まれる。
【背景技術】
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置においては、一般に以下のプロセスで行なわれる。像担持体としての感光ドラムを帯電する帯電プロセス。感光ドラムにレーザー走査露光する等の露光手段により静電潜像を形成する露光プロセス。静電潜像をトナーで可視像化する現像プロセス。感光ドラム上のトナー像を記録メディアに転写する転写プロセス。記録メディア上のトナー像を定着させる定着プロセス。そして、転写プロセス後の感光ドラムを清掃するクリーニングプロセス。このような一連の流れにより画像を形成するようになっている。
【０００５】
ここでトナーには、適切な粉体特性を付与する目的で、種々の微粒子である外添剤をトナー粒子表面に付着させている。また外添剤は、一般的にトナーと同極性の帯電性を有している。
【０００６】
感光ドラムを帯電する帯電装置は、非接触方式と接触方式に大別される。
【０００７】
非接触方式の帯電装置は一般にコロナ帯電器を使用する。すなわち、コロナ帯電器を感光ドラムに対して非接触に対向配設する。そのコロナ帯電器の金属ワイヤ（放電ワイヤ）に高電圧（ＤＣ５〜８ｋＶ）を印加する。この時発生するコロナ放電によって感光ドラム表面の帯電を行うものである。
【０００８】
接触方式の帯電装置は帯電ローラなどの帯電部材（以下、帯電ローラと記す）を感光ドラムに接触させて、該帯電部材に電圧を印加することで感光ドラム表面の帯電を行うものである。接触方式の帯電装置は非接触方式の帯電装置との対比において、低オゾン、低電力等の利点を有する。
【０００９】
また、接触方式の帯電装置には、帯電ローラにＤＣ電圧のみを印加して感光ドラムの帯電を行う、いわゆるＤＣ接触帯電方式と、帯電ローラにＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧を印加して感光ドラムの帯電を行う、いわゆるＡＣ接触帯電方式とが有る。
【００１０】
ＤＣ接触帯電方式はＡＣ接触帯電方式との比較において、帯電音レス、静電ノイズレス、電源のコストダウン、低オゾン、低コスト等の利点がある。その他にも、感光ドラム表面を所定の電位に帯電するための放電に関わる電流量が少ない等の優れたメリットが得られる。
【００１１】
一般的に、反転現像を行う画像形成装置では、帯電ローラには負極性のバイアスを印加し、感光ドラムは負極性に帯電させる。
【００１２】
また、転写プロセス終了後の感光ドラム上は、転写残トナーや紙粉等の異物が存在している。これら異物はクリーニングプロセスにおいて、クリーニングブレード等を用いて掻き落とし、廃トナー容器に収容するようになっている。しかしながら、クリーニングプロセスにおいて、感光ドラム上のすべての異物を掻き落とすことは難しく、極一部のトナー等の異物はクリーニングブレードをすり抜けてしまう。
【００１３】
すり抜けた残留トナーは、転写プロセスにより正極性、又は弱負極性となっているものが含まれる。それらの残留トナーは、帯電プロセスにおける放電により電荷を付与され、ある程度は負極性に電荷を付与することができる。負極性に帯電されられた残留トナーは、帯電ローラには付着しづらい。しかし、電荷付与が不充分となる残留トナーも存在する。このような電荷付与が不充分な残留トナーは帯電ローラに付着してしまう。
【００１４】
このようにトナーが帯電ローラ表面に不均一に付着すると、特に帯電ローラにＤＣ電圧のみを印加するＤＣ接触帯電方式では、ＡＣ接触帯電方式と比べて、帯電ローラ表面のムラ（付着ムラ等）が、そのまま帯電電位のムラとなりやすい。そのため、帯電ムラによる画像不良が発生するという不具合が生じる。
【００１５】
そこで、接触帯電部材である帯電ローラにシート状の当接部材（摺擦部材）を配設して、該当接部材により帯電ローラに付着したトナーを散らすことで、帯電ムラ発生を防止し、均一な帯電電位を得る技術が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−５６５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、前述の従来例の技術においても、以下に述べるようなトナーに添加している外添剤の前記当接部材に対する付着堆積に起因する帯電不良が生じることが判明した。そしてその改善策が要望された。
【００１７】
すなわち、トナーには、先述したように種々の微粒子である外添剤が添加されている。そして、これら外添剤は、一般的にトナーと同極性の負極性粒子である。これら外添剤は、現像プロセス、転写プロセス及びクリーニングプロセスを経るうちに、トナー粒子から一部遊離してしまうことがある。これは例えば耐久性を要求される画像形成装置や、外添剤の種類及びトナーの製造条件等によって、顕著に発生することがある。さらに外添剤は、トナー粒子の粒径（平均体積粒径約６μｍ）よりも、粒径が非常に小さい（平均体積粒径約０．０１μｍ）。そのため、クリーニング装置で感光ドラム面から掻き落とすことは困難である。このような外添剤は、トナーよりもクリーニング装置を多くすり抜けて帯電ローラの位置に持ち運ばれてしまう場合があった。よってこの場合、すり抜け外添剤はトナーと同様に帯電プロセスにおいて負極性に電荷を付与されても、電荷付与が不充分となってしまう外添剤の量は非常に多くなり、より帯電ローラに対して付着しやすくなってしまった。
【００１８】
このように帯電ローラに付着した外添剤については、用いる外添剤の種類や、当接部材としてのシート部材の材料によっては、帯電ローラの回転に伴って帯電ローラとシート部材の当接部を通過する時にシート部材に付着してしまう現象が見られた。そして、外添剤はトナーに比べて凝集しやすい性質を持つため、シート部材に付着した外添剤に、さらに次々に外添剤が堆積し、シート部材上に極微小な外添剤塊の突起を形成してしまう現象が見られた。
【００１９】
そうなると、その微小な突起が帯電ローラ表面に円周状のキズをつけたり、その堆積物付近でシート部材が帯電ローラに対して不均一に当接したりすることになる。そして、帯電ローラに付着した外添剤を均一に分散させることが出来ず、その部分が縦スジ状の帯電不良となり、画像上に縦スジ状の画像不良が発生することが判明した。特に外添剤にシリカを有していると画像不良が発生する可能性が高い。
【００２０】
本発明は、前述の従来例の技術を更に発展させたものであり、帯電部材に付着したトナー外添剤が、帯電部材に当接している当接部材に付着し、それが堆積することに起因する帯電不良を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本願発明の実施例の一つとして以下の様な帯電装置がある。
【００２２】
像担持体を帯電する帯電装置は以下を有する：
直流電圧のみを印加され前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電する接触帯電部材；
前記帯電部材に当接する当接部材；
ここで、
前記像担持体は外添剤を有するトナーにより像担持体上にトナー像を現像され、
前記帯電部材と、前記当接部材と、前記外添剤のそれぞれの仕事関数は以下を満たす。
当接部材の仕事関数＞外添剤の仕事関数＞帯電部材の仕事関数
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、外添剤が帯電部材の当接部材に付着するのを抑制することができる。これにより、帯電部材に付着したトナー外添剤が、帯電部材に当接している当接部材に付着し、それが堆積することに起因する帯電不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に説明する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２５】
（画像形成装置）
図１は本発明が適用された帯電装置２００を有する画像形成装置の模式図である。この画像形成装置は、その内部の略中央部に静電潜像が形成される像担持体である感光ドラム（ドラム型の電子写真感光体）１００を配置してある。この感光ドラム１００の周囲には、プロセス手段としての、帯電装置２００、露光装置３００、現像装置４００、転写装置５００、クリーニング装置６００等を配置してある。
【００２６】
帯電装置２００はＤＣ接触帯電方式により感光ドラム１００を一様に帯電させる帯電手段である。露光装置３００は帯電された感光ドラム１００に印字情報及び画像情報に対応する静電潜像をレーザー露光等により形成する潜像形成手段である。現像装置４００は形成された静電潜像を帯電したトナーで可視像化する現像手段である。転写装置５００は感光ドラム１００上のトナー像を記録媒体である記録メディア９００に転写する転写手段である。クリーニング装置６００は感光ドラム１００上の転写残トナーなどを除去する清掃手段である。７００は記録メディア９００を供給する給紙装置たるカセットである。８００は転写された記録メディア９００上のトナー像を永久定着させる定着装置である。
【００２７】
帯電装置２００は、接触帯電部材としての帯電ローラ２０１を有する。また、この帯電ローラ２０１に帯電バイアスを印加する電源２０２を有する。そして更に、帯電ローラ２０１に当接し、帯電ローラ２０１に付着した異物を分散させる当接部材としてのシート部材２０３を有する。
【００２８】
帯電ローラ２０１は、φ６の芯金に、厚さ約３ｍｍのウレタンゴムからなる導電性弾性層と、その上に厚さ数μｍのウレタンゴムにカーボンブラックを分散させた高抵抗層を順次に形成したものである。帯電ローラ２０１の高抵抗層としては、ウレタンゴムのほかに、アクリル樹脂、ナイロン樹脂及びフッ素樹脂などを用いてもかまわない。帯電ローラ２０１は感光ドラム１００に対してほぼ並行に配列される。芯金の両端部を導電性の支持部材（不図示）により回転自在に支持させて、更にその支持部材をばね部材（不図示）により感光ドラム１００の方向に移動付勢してある。これにより、帯電ローラ２０１は導電性弾性層の弾性に抗して感光ドラム１００に対して所定の押圧力で圧接されて帯電ニップ部を形成する。
【００２９】
帯電ローラ２０１は感光ドラム１００に接触して感光ドラム１００の回転に従動回転する。そして、帯電ローラ２０１には電源２０２により、前記の導電性支持部材および芯金を介して帯電バイアスが印加される。本実施例では、感光ドラム１００と帯電ローラ２０１間に約−１０００Ｖの直流電圧を印加して、感光ドラム１００上の表面電位を暗電位（ＶＤ）−５００Ｖに帯電させている。
【００３０】
図２は帯電ローラ２０１部分の上面側を見た俯瞰模式図である。当接部材としてのシート部材２０３は、厚さ２５〜１００μｍのシート材であり、帯電ローラ２０１の弾性層部分の長さ寸法とほぼ同じ長さ寸法を有する。そしてその長手上辺部分をシート部材貼り付け台２０４に両面テープで波打ちの無いように貼り付けて支持させてある。そのシート部材貼り付け台２０４を、クリーニング装置６００の固定のクリーニングブレード支持部材６０３に対して固定支持させてある。シート部材２０３は、帯電ローラ２０１の回転方向に対して、順方向に腹あたりとなるように適度な押圧力を持って当接させている。帯電ローラ２０１とシート部材２０３との当接部において両者間に部分的にも隙間の無いように配置される。これにより、シート部材２０３は回転する帯電ローラ２０１を摺擦して帯電ローラ２０１に付着した異物を均一に分散する。
【００３１】
本実施例においては、当接部材であるシート部材２０３として、下記Ａ・Ｂ・Ｃの３種を用意した。
シート部材Ａ＝ポリイミドシート（（株）宇部興産製、商品名：ユーピレックス）
シート部材Ｂ＝ポリイミドシート（東レ・デュポン（株）製、商品名：カプトン）
シート部材Ｃ＝ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）シート（東レ（株）製、商品名：トレリナ）
ここで、ポリイミドシートについて説明する。一般的にポリイミドは芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンを縮合重合することによって製造される。ジアミンは、種々の原料モノマーが工業的に製造されており選択の余地が大きいのに対し、芳香族テトラカルボン酸二無水物は工業的に製造されている種類が少なく、ポリイミドの性質はこの芳香族テトラカルボン酸二無水物に依存するといわれている。
【００３２】
シート部材Ａのポリイミドシートは、芳香族テトラカルボン酸二無水物として、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）を使用しており、シート部材Ｂのポリイミドシートは、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）を使用している。
【００３３】
感光ドラム１００は帯電装置２００によってその表面が暗電位（ＶＤ）−５００Ｖに帯電された後、露光装置３００により印字情報及び画像情報等に対応するレーザー走査露光を受け、静電潜像が形成される。露光された部分の電位は、明電位（ＶＬ）−１００Ｖであった。３００ａは露光装置３００から出力されたレーザー光を感光ドラム１００の露光部に反射させるミラーである。
【００３４】
現像装置４００は、負極性に帯電したトナーを用いて、感光ドラム１００上の静電潜像の露光明部にトナーを付着させる反転現像装置である。この現像装置４００は、仕切り部４０５によってトナーを貯留するホッパー部４０６と、現像室４０７に区画されている。そして、ホッパー部４０６には撹拌装置４０４が配置され、現像室４０７にトナーを送り込む。
【００３５】
現像室４０７には、感光ドラム１００の静電潜像をトナー像として現像する現像ローラ４０１が配置されている。この現像ローラ４０１はφ１６のシリコンゴムを基層とし、アクリル・ウレタン系ゴムを表面にコートした二層構成のローラである。また、この現像ローラ４０１にトナーを供給するφ１６のウレタンスポンジからなる供給ローラ４０２が配置されている。そして、現像ローラ４０１のトナー層厚を規制する金属製の現像ブレード４０３が配置されている。
【００３６】
上記撹拌装置４０４、現像ローラ４０１及び供給ローラ４０２は、外部から駆動が掛けられる構成になっており、現像プロセス中は、常に回転してトナーを感光ドラム１００に供給するように動作する。
【００３７】
現像ローラ４０１は、感光ドラム１００に接触して静電潜像の現像を行うように設置されている。現像ローラ４０１には電源４０８により現像バイアスが印加される。本実施例においては、感光ドラム１００と現像ローラ４０１の間に約−３００Ｖの直流電圧を印加して、感光ドラム１００上に形成された静電潜像を反転現像している。
【００３８】
転写装置５００は、φ１２のＥＰＤＭスポンジからなる転写ローラ５０１を有する。この転写ローラ５０１は感光ドラム１００に対して所定の押圧力で当接されて転写ニップ部を形成する。転写ローラ５０１には転写バイアスを電源５０２を接続してあり、画像形成時には定電圧制御される。
【００３９】
給紙装置であるカセット７００内に収納された記録メディア９００は、給紙ローラ７０１によって感光ドラム１００上のトナー像の形成と同期してレジストローラ７０２まで供給される。そして、この記録メディア９００は、レジストローラ７０２によって感光ドラム１００上に形成されたトナー像の先端と同期して、転写ローラ５０１と感光ドラム１００との当接部である転写ニップ部に給送される。記録メディア９００は転写ニップ部を挟持搬送されていく。その間、転写ローラ５０１には電源５０２より転写バイアスとして約＋２０００Ｖの直流電圧が印加される。これにより、感光ドラム１００上のトナー像が記録メディア９００上に順次に静電転写される。
【００４０】
転写ニップ部を出た記録メディア９００は感光ドラム１００の面から分離されて定着装置８００に搬送される。そして、定着装置８００により記録メディア９００上の未定着のトナー像が熱と圧力により固着画像として定着される。定着装置８００を出た記録メディア９００は画像形成物として画像形成装置より排出される。
【００４１】
一方、転写ニップ部を通過した記録メディアを分離した後の感光ドラム１００上の転写残トナーは、クリーニング装置６００のポリウレタンゴムからなるクリーニングブレード６０１による拭掃により感光ドラム１００上から取り除かれる。そして、廃トナー容器６０２に収容される。その後、感光ドラム１００の表面は次の画像形成に備えるため、再び帯電装置２００により帯電が行われる。
【００４２】
ここで、トナーは非磁性１成分現像剤である。トナーの結着樹脂としては、スチレン−アクリル、スチレン−メタクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂等が用いられる。トナーの着色剤としてはカーボンブラック等が用いられる。またトナーを負帯電性に制御する制御剤としては、有機金属錯体、キレート化合物が有効である。具体的には、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体を用いて、負帯電性に制御する。
【００４３】
着色剤の使用量は結着樹脂１００質量部に対して０．１〜６０質量部である。好ましくは０．５〜５０質量部である。また、負帯電性制御剤の使用量は、結着樹脂１００質量部に対して０．１〜１５質量部である。好ましくは０．５〜１０質量部である。
【００４４】
また、トナーには適切な粉体特性を付与する目的で、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ハイドロタルサイト類化合物、ジターシャリーブチルサリチル酸アルミ錯体等の無機微粉体を外添剤として、単一種若しくは複数種添加して用いる。
【００４５】
該無機微粉体は比表面積（ＢＥＴ）が、２０ｍ２／ｇ〜４００ｍ２／ｇであることが好ましい。さらに該無機微粉体の表面処理品を外添で用いることもできる。表面処理剤としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等が挙げられる。好ましくはシランカップリング剤、シリコーンオイルで処理したものである。シランカップリング剤とシリコーンオイルの２種で表面処理をしても良い。上記微粉体のトナーへの添加量は、トナー１００質量部に対して、０．０３〜５質量部である。好ましくは０．０３〜３質量部である。
【００４６】
本実施例においては、外添剤として、トナー１００質量部に対して、シリカ（外添剤α）１．５質量部、ハイドロタルサイト類化合物０．１質量部、ジターシャリーブチルサリチル酸アルミ錯体０．１質量部を添加したものを用いた。
【００４７】
このような外添剤を用いた場合、シリカがシート部材に付着することによる画像不良が発生した。そこで、本実施例でシリカを外添剤αとして評価した。
【００４８】
（仕事関数測定）
帯電ローラ２０１に付着したトナーについては、帯電ローラ２０１に配設した当接部材としてのシート部材２０３により帯電ローラ２０１に付着したトナーが散らされることで、付着トナーに起因する帯電ムラ発生は防止される。
【００４９】
しかし、前述したように、トナーに添加している、トナー粒子の粒径（体積平均粒径約６μｍ）よりも粒径が非常に小さい（体積平均粒径約０．０１μｍ）外添剤がシート部材２０３に対して付着堆積することに起因する帯電不良が生じる。
【００５０】
本実施例においては、帯電部材である帯電ローラ２０１と、当接部材であるシート部材２０３と、シリカの仕事関数が、シート部材２０３＞シリカ＞帯電ローラ２０１、の関係を満足するように構成する。これにより、トナーの外添剤（シリカ）がシート部材２０３に付着し、それが堆積することに起因する帯電不良を防止している。
【００５１】
すなわち、帯電ローラ２０１、帯電ローラ２０１に当接するシート部材２０３、外添剤αに関して、下記の測定方法により測定される仕事関数により評価する。
【００５２】
仕事関数（Φ）は、その物質から電子を取り出すために必要なエネルギーとして知られており、仕事関数が小さいほど電子を出しやすく、大きい程電子を出しにくい。そのため、仕事関数の小さい物質は正に、仕事関数の大きい物質は負に帯電しやすいという特性をもつ。
【００５３】
仕事関数は下記の測定方法により測定されるものであり、その物質から電子を取り出すためのエネルギー（ｅＶ）として数値化され、画像形成装置に使用される種々の物質からなる部材及び外添剤等の帯電極性を評価しうるものである。
【００５４】
仕事関数（Φ）は、表面分析装置（理研計器（株）製ＡＣ−２、低エネルギー電子計数方式）を使用して測定される。本発明にあっては、該装置において、重水素ランプを使用し、照射光量５００ｎＷに設定する。また分光器により単色光を選択し、スポットサイズ４ｍｍ角、エネルギー走査範囲３．４〜６．２ｅＶ、測定時間１０ｓｅｃ／１ポイントでサンプルに照射する。そして、サンプル表面から放出される光電子を検知し、仕事関数計ソフトを使用して演算処理され得られるものである。仕事関数に関しては、繰り返し精度（標準偏差）０．０２ｅＶで測定されるものである。なお、データ再現性を確保するための測定環境としては、使用温湿度２５℃、５５％ＲＨの条件下で、２４時間放置したものを測定サンプルとする。
【００５５】
サンプルである外添剤の仕事関数測定には図３に示すような専用測定セル１０を用いる。（ａ）はセル１０の平面図、（ｂ）は一部切欠く側面図、（ｃ）は斜視図である。このセル１０は、直径３０ｍｍ、高さ５ｍｍのステンレス製円盤の中央に、直径１５ｍｍで、深さ３ｍｍの外添剤収容用凹部１０ａを有する。凹部１０ａ内にシリカを、秤量サジを用いて突き固めないで入れた後、ナイフエッジを使用して表面を均して平らにした状態で、測定セルをサンプル台の規定位置上に固定し測定を行う。
【００５６】
また、帯電ローラ等の形状が円筒形状の画像形成装置部材をサンプルとする場合には、円筒形状の画像形成装置部材を１〜１．５ｃｍの幅で切断する。ついで、稜線に沿って横方向に切断して図４の（ａ）に示す形状の測定用試料片ａを得る。そして図４（ｂ）に示すように、その測定用試料片ａをサンプル台１１の規定位置上に、測定光Ｌが照射される方向に対して照射面が平滑になるように固定する。これにより、放出される光電子１２が検知器（光電子倍像管）１３により効率よく検知される。
【００５７】
また、帯電ローラ２０１に当接するシート部材２０３等のようにシート形状の画像形成装置部材をサンプルとする場合には、試料片は少なくとも１ｃｍ角の大きさに切りとり、サンプル台１１に固定し同様に測定される。これは、上述のように測定光が４ｍｍ角のスポットで照射されるためである。
この表面分析においては、単色光の励起エネルギーを低い方から高い方にスキャンすると、あるエネルギー値［ｅＶ］から光量子放出が始まり、このエネルギーしきい値を仕事関数［ｅＶ］とする。
【００５８】
図５に、前記シート部材Ａ＝ポリイミドシート（（株）宇部興産製、商品名：ユーピレックス）について、表面分析装置を使用して得られるチャートの１例を示す。図５は励起エネルギー［ｅＶ］を横軸とし、規格化光量子収率（単位光量子当りの光電子収率のｎ乗）を縦軸とするものであり、一定の傾き［Ｙ／ｅＶ］が得られる。図５の場合、仕事関数は、その屈曲点（Ａ）における励起エネルギー値［ｅＶ］で示される。この図５においては、５．３１［ｅＶ］である。
【００５９】
図６は、上記測定方法で測定された、帯電ローラ２０１、帯電ローラ２０１に対する当接部材としての前記３種のシート部材Ａ、シート部材Ｂ、シート部材Ｃ、および外添剤α（シリカ）の仕事関数の関係を示すものである。
【００６０】
これらの関係の中では、帯電ローラ２０１が最も正極側に帯電しやすく、シート部材Ｃが負極性側に帯電しやすい。
【００６１】
本実施例１では、上記測定方法により仕事関数を測定した帯電ローラ２０１、シート部材Ａ、外添剤αを用いた例、及び帯電ローラ２０１、シート部材Ｃ、外添剤αを用いた例を示す。そして比較例として、帯電ローラ２０１、シート部材Ｂ、外添剤αを用いた例を示す。そしてこれらの部材を組み合わせて帯電装置を構成し、先述した画像形成装置を用いて実際に画像形成を行い、評価を行った。その結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
2006268021.tif 000003
【００６３】
このような結果になった理由を考察する。実施例の帯電装置２００においては、帯電ローラ２０１、シート部材２０３、シリカの仕事関数が「シート部材＞シリカ＞帯電ローラ」の関係を満足する。この関係を満足すれば、シリカに対してシート部材２０３が負極性側、帯電ローラ２０１が正極性側に帯電しやすいと言える。このことから、帯電プロセスにより負電荷を与えられたシリカはシート部材２０３とは反発する。そのためシート部材２０３には付着せず、正極性側の帯電ローラ２０１側に引き付けられ、帯電ローラ２０１の回転と共に移動する。これにより、シート部材２０３に堆積することなく、シート部材２０３によって均一に分散させられ、縦スジ状の帯電不良の発生を抑えることができる。そして、その後帯電ローラ２０１上のシリカは、再び帯電プロセスにより負電荷を付与される。そして、帯電ローラ２０１と感光ドラム１００の間の電界により、静電的に感光ドラム１００側へ移行する。それでも電荷付与が不充分であったシリカは、幾度かの帯電プロセスを通過する間に、充分な負電荷を付与され、やがて感光ドラム１００へ移行することになる。以上のことから、実施例では、シリカによる画像不良の発生が抑制されたものと考えられる。
【００６４】
シート部材Ａ及びシート部材Ｂの場合について、図６を参照してそれぞれ説明する。
【００６５】
（シート部材Ａを用いた場合）
シート部材Ａを用いた場合、図６より、シート部材Ａの仕事関数は５．３１［ｅＶ］であり、帯電ローラ２０１の仕事関数は４．７［ｅＶ］である。そのため、シート部材Ａと帯電ローラ２０１の当接部では、これらの摺擦により、シート部材Ａが負極性側に帯電し、帯電ローラ２０１が正極性側に帯電している。ここで、負極性に帯電しているシリカは仕事関数が５．０１［ｅＶ］であるため、シリカよりも負極性側に帯電しているシート部材Ａとは反発する。そのため、シリカはシート部材Ａには付着せず、正極性側に帯電している帯電ローラ２０１側に引き付けられ、帯電ローラ２０１の回転と共に移動する。
【００６６】
またシート部材Ａと帯電ローラ２０１の当接部での静電気力を考える。一般的に静電気力は、それぞれの仕事関数の差によりその大小が決定される。その差が大きいほど当接部での静電気力は大きく、小さいほど静電気力は小さくなる。シート部材Ａを用いた場合には、後で述べるシート部材Ｂを用いた場合よりも、その仕事関数の大小から、帯電ローラ２０１との当接部での静電気力が大きくなる。加えて、シート部材Ａがシリカよりも負極性側に帯電していることから、シリカとの間で反発力が生まれる。そのため、シート部材Ａと帯電ローラ２０１の当接部では、シリカはシート部材Ａに付着することはない。したがって、シリカは帯電ローラ２０１上で均一に分散させられる。これにより、縦スジ状の帯電不良を抑制することができる。そして、再び帯電プロセスにより負電荷を付与されることで、静電的に感光ドラム１００側に移行する。これは、感光ドラム１００と帯電ローラ２０１の間には負に帯電をした粒子を感光ドラム１００側へ移行させるような電界が形成されているためである。感光ドラム１００へ移行したシリカは、現像装置４００、転写装置５００及びクリーニング装置６００にて回収されることになる。なお、上記説明は、シート部材Ａと帯電ローラ２０１を用いて説明したが、シート部材Ａよりもさらに仕事関数の大きいシート部材Ｃを用いても同様な理由によりシリカの付着による画像不良を抑制することができる。つまり用いる帯電ローラ２０１に当接する部材（シート部材２０３）の材料によって、それぞれの仕事関数の関係を「当接部材＞シリカ＞帯電部材」とすることができればよい。なお、シート部材Ｃを用いた方が、シート部材Ａを用いた時よりも、シート部材２０３と帯電ローラ２０１との間の仕事関数の差が大きくなるため、シート部材２０３と帯電ローラ２０１との当接部の静電気力が大きくなる。したがって、シート部材２０３とシリカとの間の反発力が大きくなるため、シート部材Ａを用いた時よりもシート部材Ｃを用いた時の方がシリカの付着の抑止力は大きくなると考えられる。
【００６７】
（シート部材Ｂを用いた場合）
一方、シート部材Ｂを用いた場合、図６よりシート部材Ｂの仕事関数は４．７９［ｅＶ］であり、帯電ローラ２０１の仕事関数は４．７［ｅＶ］である。そのため、シート部材Ｂと帯電ローラ２０１の当接部においても、これらの摺擦により、シート部材Ｂが負極性側、帯電ローラ２０１が正極性側に帯電している。しかしながら、負極性に帯電している外添剤α（シリカ）の仕事関数は５．０１［ｅＶ］であり、シリカから見れば、シート部材Ｂも帯電ローラ２０１も正極性側である。したがってシリカは、帯電ローラ２０１の回転と共に移動する場合と、シート部材Ｂに付着してしまう場合が有り得ると考えられる。加えて、シート部材Ｂと帯電ローラ２０１の当接部での静電気力は、先に延べたシート部材Ａと比較すると小さい。よってシート部材Ｂを用いた場合には、帯電ローラ２０１に付着したシリカを均一に分散させることは困難となり、シート部材Ｂにシリカが付着してしまう。したがって先述したように、シリカはシート部材Ｂに堆積し、それが微小な突起となり、帯電ローラ２０１を傷つけ、縦スジ状の帯電不良を発生させてしまったものと考えられる。
【００６８】
したがって本実施例１において、外添剤α（シリカ）よりも仕事関数の大きいシート部材Ａまたはシート部材Ｃをシート部材２０３として用いるのがよい。
【００６９】
実際に、シート部材Ａを用いた帯電装置２００を画像形成装置に適用させて、１００００枚の画像形成を行った。その結果、シート部材Ａにシリカが付着することなく、帯電ローラ２０１上でシリカを分散させることで、縦スジ状の帯電不良の発生を防止し、良好な画像を得ることが出来た。
【実施例２】
【００７０】
本実施例２は、シート部材２０３を帯電ローラ２０１に対する接触を保たせて帯電ローラ長手（感光ドラム軸方向）にほぼ平行に往復移動させるようにした。すなわち、図７において、２０６は駆動支持部材であり、帯電ローラ２０１に対してほぼ並行に配列して、帯電ローラ長手方向にスライド移動可能にガイド部材（不図示）に支持させてある。当接部材としてのシート部材２０３はその長手上辺部分を上記の駆動支持部材２０６に両面テープで波うちの無いように貼り付けて支持させてある。シート部材２０３は、帯電ローラ２０１の回転方向に対して、順方向に腹あたりとなるように適度な押圧力を持って当接させている。帯電ローラ２０１とシート部材２０３との当接部において両者間に部分的にも隙間の無いように配置される。駆動支持部材２０６はクランク機構等の往復駆動機構２０５により往復移動運動される。
【００７１】
このような構成とすることで、仕事関数の関係による外添剤の付着抑制効果と共に、シート部材２０３による外添剤を分散させる効果をより効果的に得ることができるため、縦スジ状の帯電不良を防止し、均一な帯電電位を得ることができる。
【実施例３】
【００７２】
本実施例３では、本発明を適用した帯電装置２００を、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジと組み合わせた場合について説明する。
【００７３】
図８は、本発明を適用したプロセスカートリッジＰを着脱可能に構成された画像形成装置の模式図である。
【００７４】
本実施例におけるプロセスカートリッジＰは、現像プロセスユニットＤと、画像形成プロセスユニットＣとを一体化して構成されている。
【００７５】
現像プロセスユニットＤは、トナーを貯留するホッパー部４０６と、トナーを供給する供給ローラ４０２と、現像剤担持体たる現像ローラ４０１、及び現像剤規制部材たる現像ブレード４０３とを備えている。
【００７６】
画像形成プロセスユニットＣは、潜像担持体たる感光ドラム１００と、感光ドラム表面を一様に帯電する帯電ローラ２０１とを備えている。また、画像形成プロセスユニットＣは、帯電ローラ２０１に当接するシート部材２０３と、感光ドラム１００上の転写残トナー等の異物を除去するクリーニングブレード６０１を備えている。
【００７７】
また、このプロセスカートリッジＰは、画像形成装置本体に対して、着脱自在に装着する装着手段（不図示）を有しており、画像形成装置本体に着脱可能となっている。
【００７８】
ここで本実施例３のプロセスカートリッジＰには、仕事関数の関係が「当接部材＞シリカ＞帯電部材」を満足する、実施例１で説明したシート部材Ａ、シリカ、帯電ローラ２０１を用いた構成が採用されている。
【００７９】
このプロセスカートリッジＰが画像形成装置本体に取り付けられた状態において、プリント開始信号が入力すると、画像形成装置本体より感光ドラム１００、現像ローラ４０１及び供給ローラ４０２への駆動が与えられる。また、帯電ローラ２０１、現像ローラ４０１へのバイアスが印加される。そして、像形成のための露光を露光装置３００から与えられ、感光ドラム１００上に静電潜像が形成され、それが現像ローラ４０１により現像されてトナー像が形成される。このトナー像が転写ローラ５０１により記録メディア９００に転写される。記録メディア９００は定着装置８００に搬送され、熱または圧力によりトナー像の定着処理を受ける。一方、転写後に感光ドラム１００上に残った転写残トナー、紙粉及び外添剤等の異物は、クリーニングブレード６０１により取り除かれ、廃トナー容器６０２に蓄積される。その後、感光ドラム１００表面は再び帯電ローラ２０１により帯電され、上述の工程を繰り返す。
【００８０】
クリーニングブレード６０１をすり抜けてきたシリカは、帯電ローラ２０１に付着しても、仕事関数の関係が「シート部材Ａ＞シリカ＞帯電ローラ」となっているため、シリカはシート部材Ａに付着することなく、帯電ローラ２０１上で均一に分散させられる。
【００８１】
本実施例におけるプロセスカートリッジＰを画像形成装置本体に取り付け、１００００枚の画像形成を行った。その結果、シリカ起因による縦スジ状の帯電不良を発生させることなく、良好な画像を得ることが出来た。
【００８２】
シート部材２０３は、実施例１で説明した材料や物質の場合に限ったことではない。例えば外添剤としてシリカを用いた場合、シート部材Ａやシート部材Ｃではなく、さらに仕事関数の大きいシート部材を用いても良い。つまり用いる帯電ローラ２０１と帯電ローラ２０１に当接する部材（シート部材２０３）との材料によって、それぞれの仕事関数の関係を「当接部材＞シリカ＞帯電ローラ」とする。これにより、外添剤が当接部材に付着することを防止でき、縦スジ状の帯電不良の発生を抑制し、均一な帯電電位を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施例１における画像形成装置の模式図
【図２】帯電ローラ部分の俯瞰模式図
【図３】（ａ）は外添剤の仕事関数を測定するための専用測定セルの模式図（平面図）、（ｂ）は外添剤の仕事関数を測定するための専用測定セルの模式図（側面図）、（ｃ）は外添剤の仕事関数を測定するための専用測定セルの模式図（斜視図）
【図４】（ａ）は円筒形状の画像形成装置部材の仕事関数を測定するためのサンプルの模式図、（ｂ）は表面分析装置の模式図
【図５】シート部材Ａの仕事関数を表面分析装置を用いて測定した時のチャート
【図６】測定した仕事関数の序列模式図
【図７】実施例２における、駆動機構を備えたシート部材の模式図
【図８】プロセスカートリッジ着脱方式の画像形成装置の模式図
【符号の説明】
【００８４】
１００  感光ドラム（像担持体）
２００  帯電装置
２０１  帯電ローラ（接触帯電部材）
２０３  シート部材（当接部材）
３００  露光装置
４００  現像装置
５００  転写装置
６００  クリーニング装置
６０１  クリーニングブレード
７００  カセット
８００  定着装置
９００  記録メディア（記録媒体）
Ｐ  プロセスカートリッジ
Ｃ  画像形成プロセスユニット
Ｄ  現像プロセスユニット
【図１】
2006268021.tif 000004
【図２】
2006268021.tif 000005
【図３】
2006268021.tif 000006
【図４】
2006268021.tif 000007
【図５】
2006268021.tif 000008
【図６】
2006268021.tif 000009
【図７】
2006268021.tif 000010
【図８】
2006268021.tif 000011