(57)【要約】【課題】  多孔質状表面層を有した導電性部材を帯電部材として用いた場合においても、安定した感光体表面電位を得ることを可能とする。【解決手段】  像担持体１を負極性に帯電することで画像形成を行う画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、像担持体と、前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電する帯電部材であって、前記像担持体に接触する表面層に非導電性の多孔質体を有する帯電部材２と、を備え、前記像担持体の仕事関数をΦ１、前記表面層の仕事関数をΦ２としたとき、Φ１＞ Φ２の関係を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を負極性に帯電することで画像形成を行う画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
像担持体と、
前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電する帯電部材であって、前記像担持体に接触する表面層に非導電性の多孔質体を有する帯電部材と、
を備え、
前記像担持体の仕事関数をΦ１、前記表面層の仕事関数をΦ２としたとき、
Φ１ ＞ Φ２
の関係を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
像担持体を正極性に帯電することで画像形成を行う画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
像担持体と、
前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電する帯電部材であって、前記像担持体に接触する表面層に非導電性の多孔質体を有する帯電部材と、
を備え、
前記像担持体の仕事関数をΦ１、前記表面層の仕事関数をΦ２としたとき、
Φ１ ＜ Φ２
の関係を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項３】
像担持体を負極性に帯電することで画像形成を行う画像形成装置において、
像担持体と、
前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電する帯電部材であって、前記像担持体に接触する表面層に非導電性の多孔質体を有する帯電部材と、
を備え、
前記像担持体の仕事関数をΦ１、前記表面層の仕事関数をΦ２としたとき、
Φ１ ＞ Φ２
の関係を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
像担持体を正極性に帯電することで画像形成を行う画像形成装置において、
像担持体と、
前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電する帯電部材であって、前記像担持体に接触する表面層に非導電性の多孔質体を有する帯電部材と、
を備え、
前記像担持体の仕事関数をΦ１、前記表面層の仕事関数をΦ２としたとき、
Φ１ ＜ Φ２
の関係を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体と前記帯電部材とは周速差をもって回転することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタなどに用いられるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機やレーザビームプリンタなどの画像形成装置は、一様に帯電させた感光体表面に画像データに対応した光を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像を現像剤によって現像して記録媒体に転写することで画像記録を行う。
【０００３】
上記のような電子写真方式の画像形成装置にあっては、感光体への帯電手段として感光体表面に導電性部材を接触配置し、導電性部材にバイアス印加することによって生じる放電作用により帯電処理を行う帯電方式が広く用いられている。
【０００４】
近年、電子写真画像形成プロセスの高速化に伴い、感光体を帯電させる時間が相対的に短くなってきており、十分な帯電電位を感光体表面に付与することが難しくなってきている。高速化された電子写真画像形成プロセスにおいても十分な帯電電位を感光体表面に付与するためには、帯電手段である帯電部材に印加する電圧を上げる必要がある。
【０００５】
しかしながら、印加する帯電電圧を上げていくと、局所的な強い放電を誘発して安定的な放電が妨げられ、画像ムラが発生する場合があった。そして、前記局所的な強い放電を抑制するために単に電界を低下させるだけでは感光体表面の帯電電位が低下してしまう。
【０００６】
かかる課題に対して、特許文献１は導電性支持体上に開空孔を有した多孔質の表面層を有した導電性部材を帯電部材として用いた構成が開示されている。これは、多孔質状の表面層と感光体との間で発生した放電により表面層が帯電することによって、表面層内部でも放電が発生する。それにより、感光体へ放電電荷量を増加させることが可能となり、安定的な放電を得ることが可能となるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−８７７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように導電性支持体上に開空孔を有した多孔質状の表面層（以下、多孔質状表面層）を有する帯電部材は、表面層が多孔質状であるという性質上、表面層への空気中の水分の付着や吸着、転写残現像剤や外添剤等が多孔質体の隙間に入り込む等の現象が発生しやすい。多孔質状表面層が水分を吸湿すると低抵抗化するため帯電量が低下しやすくなる。また、現像剤等が多孔質体の隙間に入り込むと、隙間を塞いでしまうため放電量の減少を引き起こすおそれがある。そして、感光体表面電位の低下は、カブリといった画像不良を引き起こす要因となる。
【０００９】
本発明は上記のように導電性支持体上に開空孔を有した多孔質状の表面層を有した帯電部材を用いて像担持体を帯電するときに、安定した感光体表面電位を得ることを可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、像担持体を負極性に帯電することで画像形成を行う画像形成装置において、像担持体と、前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電する帯電部材であって、前記像担持体に接触する表面層に非導電性の多孔質体を有する帯電部材と、を備え、前記像担持体の仕事関数をΦ１、前記表面層の仕事関数をΦ２としたとき、Φ１＞ Φ２の関係を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、多孔質状表面層を有した導電性部材を帯電部材として用いた場合においても、安定した感光体表面電位を得ることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態におけるプロセスカートリッジを説明する図
【図２】第１実施形態における画像形成装置を説明する図
【図３】第１実施形態における帯電部材を説明する図
【図４】第１実施形態における帯電部材の製法を説明する図
【図５】第１実施形態における多孔質状表面層の断面写真図
【図６】第１実施形態における帯電部材の軸芯体から感光体ドラムアルミシリンダまでの電位を説明する図
【図７】第１実施形態における各放電開始電圧における帯電バイアスと感光体ドラム表面電位の関係を説明する図
【図８】第１実施形態における仕事関数測定を説明する図
【図９】第１実施形態で測定した仕事関数の序列を説明する図
【図１０】第３実施形態における帯電部材の駆動を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔第１実施形態〕
次に本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置について図面を参照して説明する。
【００１４】
＜プロセスカートリッジ＞
第１実施形態の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について説明する。
【００１５】
図１は、像担持体である感光体ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た第１実施形態のプロセスカートリッジ７の主断面図である。尚、本実施形態では、収容している現像剤（以下、トナー）の色を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成及び動作は実質的に同一である。また、本実施形態では、感光体ドラム１を負極性に帯電させ、反転現像することで画像形成を行う。
【００１６】
プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１等を備えた感光体ユニット１２と、現像ローラ４等を備えた現像ユニット３とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能なものである。
【００１７】
感光体ユニット１２には、感光体ドラム１が回転可能に取り付けられている。感光体ドラム１は、導電性のアルミシリンダ基体の上に、抵抗層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を、ディッピング塗工法により順次重ねて層形成された有機感光体である。この感光体ドラム１は画像形成動作に応じて図１の矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。なお、本実施形態では電荷輸送層材料として、ポリカーボネート樹脂を用いた。
【００１８】
前記感光体ユニット１２には、感光体ドラム１の周面上に接触するように感光体ドラム１を帯電するための帯電部材２、クリーニング部材６が配置されている。帯電部材２は感光体ドラム１の回転に伴い図示矢印Ｆ方向（反時計方向）に従動回転する構成としており、帯電バイアスを印加可能としている。本実施形態では、帯電バイアスとしては、負極性バイアス−１０００Ｖを印加するようにしている。
【００１９】
現像ユニット３には、感光体ドラム１と接触して図示矢印Ｄ方向（反時計方向）に回転する現像剤担持体としての現像ローラ４が設けられている。本実施形態では前記現像ローラ４と感光体ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向に移動するようにそれぞれ回転する。現像ローラ４には画像形成中は負極性の現像バイアスが印加されるようになっている。
【００２０】
さらに、現像ユニット３には、図示矢印Ｅ方向（反時計方向）に回転する現像剤供給部材としての現像剤供給ローラ５（以下、供給ローラ）が配置されている。ここで、供給ローラ５は、現像ローラ４の周面上に接触する。第１実施形態では、供給ローラ５と現像ローラ４とは、対向部（接触部）において互いの表面が逆方向に移動するようにそれぞれ回転する。供給ローラ５は、現像ローラ４上にトナーを供給すると共に、現像に供されずに現像ローラ４上に残留したトナーを現像ローラ４上から剥ぎ取る作用をなす。又、現像ユニット３には、供給ローラ５によって現像ローラ４上に供給されたトナーの層厚を規制する現像剤規制部材としての現像ブレード８が配置されている。ここで、現像ブレード８は現像ローラ４の周面上に接触する。
【００２１】
現像剤収納室としてのトナー収納室１３には、現像剤として非磁性一成分現像剤、即ち、トナーが収納されている。なお、本実施形態では負極性に帯電する負極性帯電トナーが収納されている。また、トナー収納室１３内には、回転自在に支持されたトナー搬送部材１１が設けられている。トナー搬送部材１１は、矢印Ｃ方向に回転してトナー収納室１３内に収納されたトナーを撹拌すると共に、上記現像ローラ４や供給ローラ５が設けられた現像室１４へとトナーを搬送する。尚、本実施形態ではトナー収納室１３及びトナー搬送部材１１だけを有し、装置本体に着脱可能な現像剤容器（トナーカートリッジ）として構成したものにも適用できる。
【００２２】
＜画像形成装置＞
次に上記プロセスカートリッジを用いて画像を形成する画像形成装置について説明する。図２は前記プロセスカートリッジ７を備えた画像形成装置１００を示す概略断面図である。
【００２３】
本実施形態の画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザービームプリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録媒体（例えば、記録シート、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体に接続された画像読み取り装置、或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。
【００２４】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部としてのプロセスカートリッジ７が、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するためのＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能となっている。
【００２５】
感光体ドラム１は、不図示の駆動手段（駆動源）により回転駆動される。感光体ドラム１の周囲にはスキャナユニット（露光装置）３０が配置されている。スキャナユニット３０は、画像情報に基づきレーザーを照射して感光体ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段である。４個の感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム１上のトナー像を記録媒体Ｐに転写するための中間転写体としての中間転写ベルト３１が配置されている。
【００２６】
中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト３１は、全ての感光体ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に循環移動（回転）する。
【００２７】
中間転写ベルト３１の内周面側には、各感光体ドラム１に対向するように、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ３２が並設されている。そして、一次転写ローラ３２に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の一次転写バイアス（本実施形態では正極性バイアス）を印加する。これによって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト３１上に一次転写される。
【００２８】
中間転写ベルト３１の外周面側において二次転写手段としての二次転写ローラ３３が配置されている。そして、二次転写ローラ３３に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の二次転写バイアス（本実施形態では正極性バイアス）を印加することにより、中間転写ベルト３１上のトナー像が記録媒体Ｐに二次転写される。
【００２９】
上記のようにして、トナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着手段としての定着装置３４に搬送され、熱及び圧力を加えられることで、記録媒体Ｐにトナー像が定着される。
【００３０】
＜帯電部材＞
次に本実施形態に係る帯電部材２の構成について説明する。図３は帯電部材２の概略図である。帯電部材２は、導電性支持体９としての導電性の軸芯体９ａと導電性弾性層９ｂ、その外周に設けられた連続した開空孔を有する非導電性の多孔質体からなる多孔質状表面層１０とで構成されている。
【００３１】
（導電性支持体）
導電性支持体９としては、導電性部材用として利用できるものから、その用途に応じて適宜選択したものを用いることができる。本実施形態においては、快削鋼の表面に無電解ニッケルメッキ処理を施した直径６ｍｍの丸棒に、厚さ３ｍｍのニトリルブタジエンゴムからなる導電性弾性層９ｂを設けたものを、導電性支持体９として用いた。そして、その上に多孔質体から形成される多孔質状表面層１０を作成した。導電性弾性層９ｂとしては、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム等を用いることもできる。また、導電性弾性層９ｂを設けずに、直径６ｍｍの丸棒と、厚さ３ｍｍの導電性弾性層９ｂを一体的に金属で構成し、段付きの軸芯体として用いることも可能である。この場合には、軸芯体９ａ表面に直接多孔質状表面層１０を形成することとなる。
【００３２】
（多孔質状表面層）
多孔質状表面層１０を構成する多孔質体は、３次元的に連続な骨格と３次元的に連続な開空孔を有する構造である。連続した開空孔とは、空孔同士が多孔質状表面層１０内部で連続的に繋がり、空孔内の空隙が多孔質状表面層１０外へも繋がっていることをいう。このような連続した開空孔を有することで、多孔質状表面層１０内での放電によって発生した電子が多孔質状表面層１０外へ移動可能となる。本実施形態における多孔質体の製造方法としては、エレクトロスピニング法（電界紡糸法・静電紡糸法）により作製した微細繊維を導電性支持体９上に堆積させたものである。
【００３３】
ここで、エレクトロスピニング法による多孔質状表面層１０の製造方法について、図４を用いて説明する。図４に示すように、高圧電源２３、多孔質体を形成するための液体原料の貯蔵タンク２１、ノズル２０、および軸芯体９ａをアースされた導電性支持体９を用いる。液体原料は貯蔵タンク２１からノズル２０まで一定の速度で押し出される。ノズル２０には１〜５０ｋＶの電圧が印加されており、電気引力が液体原料の表面張力を越える時に液体原料のジェット２２が導電性支持体９に向けて噴射される。このとき、溶媒を用いた液体原料の場合はジェット２２中の溶媒が徐々に揮発し、導電性支持体９に到達するまでに液体原料が繊維化し、直径は数十μｍ以下に減少して導電性支持体９の表面形状に沿って付着して固定化される。一例として、エレクトロスピニング法によって作製した多孔質状表面層１０の断面画像を図５に示す。尚、本実施形態では、多孔質体の材料として、ポリメタクリル酸メチル：ＰＭＭＡ（シグマアルドリッチ製）を用いた。
【００３４】
本実施形態における多孔質状表面層１０の多孔質体は、体積抵抗率が少なくとも１．０×１０１０Ω・ｃｍ以上、空孔率は４０％〜９８％、ＢＥＴ法により測定した比表面積は０．５μｍ２／μｍ２〜１００μｍ２／μｍ２、垂直方向の厚みは１μｍ〜２００μｍ、繊維径は０．５μｍ〜３．０μｍの範囲の間で作製したものを使用した。
【００３５】
前記空孔率は任意の二次元断面から測定される空孔率の平均値であって、帯電部材の長手方向を５等分し、各分割における任意の５箇所において切り出された切片について測定された計２５箇所の空孔率の平均値を意味する。また、各測定位置での空孔率は走査型電子顕微鏡（：ＳＥＭ  商品名Ｓ―４８００  日立ハイテク社製）によって観察し、画像処理ソフト（ImageProPlus Media Cybernetics社製）によって計算したものである。厚み、繊維径は多孔質体の切片を切り出したものを走査型電子顕微鏡により観察、測定した。なお、観察の視野としては表面層を形成する空孔と骨格の構造周期の１００倍程度を１辺とする正方形とするのがよい。
【００３６】
（帯電バイアスと感光体ドラムの帯電電位の特性）
ここで、表面層として多孔質体を有していない帯電部材、具体的には軸芯体９ａ上にニトリルブタジエンゴム層とフッ素系樹脂層を順次積層した帯電部材に、帯電バイアス（Ｖpri）を印加した場合の感光体ドラム１の表面電位（Ｖd）は以下のように求まる。
【００３７】
放電開始電圧をＶthとした場合、放電が発生する範囲｜Ｖpri｜＞｜Ｖth｜において、これらの関係は、｜Ｖd｜＝｜Ｖpri｜―｜Ｖth｜で表される。
【００３８】
本実施形態の表面層として多孔質体を有した帯電部材２では、帯電バイアスとして、−１０００Ｖの負極性バイアスを印加すると、多孔質状表面層１０と感光体ドラム１の間で、ネガ放電が開始される。そのネガ放電によって生じた陽イオンや多孔質体の二次電子の放出によって、多孔質状表面層１０はポジ帯電する。そのため、表面層として多孔質体を有した帯電部材の場合と、多孔質体を有さない帯電部材の場合では同じ帯電バイアスを印加しても、帯電特性が異なる。以下にその理由を説明する。
【００３９】
図６は横軸に、軸芯体９ａと、多孔質状表面層１０からなる帯電部材２と、感光体ドラム１表面と、感光体ドラム１の基体であるアルミシリンダの位置関係を示し、縦軸には各位置関係における電位を表したものである。軸芯体９ａに−１０００Ｖの負極性帯電バイアスを印加した場合において、図６の点線で示すように、表面層に多孔質体を有しない帯電部材の場合は、軸芯体９ａ表面から感光体ドラム１のアルミシリンダ表面（ＧＮＤ接続）に向かってほぼ直線的に電位が変化する。
【００４０】
一方、図６の実線で示すように、多孔質状表面層１０を有する帯電部材２においては、例えば＋２００Ｖの帯電電位を多孔質状表面層１０が有する場合、軸芯体９ａの電位−１０００Ｖから、多孔質状表面層１０の電位−８００Ｖに向かい電位が急勾配で直線的に変化する。そして、多孔質状表面層１０から感光体ドラム１のアルミシリンダ基体に向かって、直線的に電位が変化していく。結果として、多孔質状表面層１０が帯電バイアスの極性とは逆の極性に帯電することで、軸芯体９ａから感光体ドラム１表面までのギャップ間電位差を図中のΔ分だけ大きくすることができる。それにより放電量を増加させることが可能となる。この放電量は多孔質状表面層１０のポジ帯電量と比例する。
【００４１】
図７は、縦軸に感光体ドラム１の表面電位Ｖd、横軸に帯電部材２に印加する帯電バイアスＶpriを示したものである。図７の実線は多孔質状表面層１０を有する帯電部材２、点線は多孔質状表面層１０を有さない帯電部材を表している。
【００４２】
図６で説明したように、多孔質状表面層１０を有する帯電部材２は、ギャップ間電位差をΔ分だけ大きくすることができる。そのため図７に示すように、多孔質状表面層１０の帯電量が飽和した時における放電開始電圧Ｖth1の絶対値は、多孔質状表面層１０がない帯電部材における放電開始電圧Ｖthの絶対値よりも小さい値となる。つまり、多孔質状表面層１０を有する帯電部材２と、有さない帯電部材で、感光体ドラム１の表面電位Ｖdを同じにしようとした場合、多孔質状表面層１０を有する帯電部材２の方が、絶対値で低い帯電バイアスＶpriで感光体ドラム１を帯電することが可能となる。
【００４３】
＜感光体ドラムと帯電部材の仕事関数の関係＞
ここで多孔質状表面層１０は先にも述べたように、多孔質体という特性上、空気中の水分やトナー等が内部に取り込まれやすい。多孔質状表面層１０に水分が付着すると、その水分が多孔質体に吸収される等して、多孔質体が低抵抗化しやすくなる。そのため帯電した電荷の漏えいが起こる等して帯電量を保持できなくなる場合がある。また多孔質状表面層１０の隙間にトナー等が入り込むと、その隙間を塞いでしまうため、多孔質状表面層１０内部での放電が起こりづらくなる。そのため放電量が減少し、帯電量が減ってしまう。つまりこれらの事由により、多孔質状表面層１０はポジ帯電しづらくなる。特に高温高湿環境下ではこれらの事由が複合して発生しやすい。その結果、感光体ドラム１の表面電位は、多孔質状表面層１０を有さない帯電部材を用いた場合と同じ感光体ドラム１の表面電位まで低下してしまう（図７の点αの表面電位から、点βの表面電位へと低下する）。それによってカブリ等の画像不良を引き起こすおそれが生ずる。
【００４４】
そこで、本実施形態では、感光体ドラム１を負極性に帯電して画像形成を行う場合は、感光体ドラム１と帯電部材２を構成する多孔質状表面層１０の関係が、感光体ドラム１の仕事関数をΦ１、多孔質表面層の仕事関数をΦ２としたとき、「Φ１ ＞ Φ２」となるように構成している。
【００４５】
これにより、帯電部材２が感光体ドラム１の回転に伴い従動回転することによる摺擦・剥離作用によって、常に感光体ドラム１をネガ側、多孔質状表面層１０をポジ側に摩擦帯電させるようにする。つまり多孔質状表面層１０の放電によるポジ帯電を補う役目を持たせる。それにより安定した感光体ドラム１の表面電位を得ることが可能となる。
【００４６】
（仕事関数測定概要）
一般的に仕事関数（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、例えば２つの物質を擦り合わせた場合、仕事関数の小さい物質はポジ側に、仕事関数の大きい物質はネガ側に帯電しやすい、という特性をもつ。
【００４７】
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等の帯電極性を評価しうるものである。
【００４８】
（仕事関数測定装置）
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）を使用して測定を行った。本実施形態では、この装置において重水素ランプを使用して照射光量を適宜設定し、分光器により単色光を選択して、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。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を行い、あるエネルギー値［ｅＶ］から始まる光電子放出を検知する。そしてこの光電子放出が始まったエネルギーしきい値を仕事関数［ｅＶ］とするものである。
【００４９】
本装置では、帯電部材２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８（ａ）に示す形状の測定用試料片Ｓを得る。そして図８（ｂ）に示すように、その測定用試料片Ｓをサンプル台４１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、放出される光電子が検知器（光電子倍像管）４２により効率よく検知される。
【００５０】
（仕事関数測定結果）
図９に上記測定器で測定を行った結果を示す。感光体ドラム１（材料Ａ）、及び本実施形態で用いたＰＭＭＡからなる多孔質状表面層１０（材料Ｂ）、の他に、多孔質状表面層１０の比較例として、３種類の材料を加えた計５種類の材料を測定したものを示す。比較例のいずれの材料についても、エレクトロスピニング法（電界紡糸法・静電紡糸法）を用いて、多孔質体を形成した。
【００５１】
材料Ｃ：ナイロン（メッシュテック製ＮＸＸＸ２５）
材料Ｄ：ポリエチレンテレフタラート：ＰＥＴ（東レ製ルミラーＳ１０＃１８８）
材料Ｅ：ポリエチレン（三井化学製ミペロンＸＭ２２０  ）
図９に示すように、感光体ドラム１（材料Ａ）の仕事関数は５．５３［ｅＶ］であり、材料Ｂの仕事関数は５．４１［ｅＶ］である。つまり「感光体ドラム１の仕事関数 ＞ 多孔質状表面層１０の仕事関数」となっている。そのため、感光体ドラム１と多孔質状表面層１０の当接部では、回転駆動による摺擦・剥離作用により、感光体ドラム１がネガ極性、多孔質状表面層１０がポジ極性、に帯電する。
【００５２】
また、帯電部材２には負極性バイアスが印加されているため、多孔質状表面層１０は、感光体ドラム１との間で発生した放電によりポジ極性に帯電する。つまり、当接部の摺擦・剥離作用による帯電が、放電による帯電に加わることで、多孔質状表面層１０の帯電状態を補うことになるのである。それにより多孔質状表面層１０は安定した帯電状態を得やすくなる。
【００５３】
仮に水分やトナー等により、多孔質状表面層１０の帯電量の低下が起こりやすい状況になったとしても、摺擦・剥離作用による帯電も行われているため、多孔質状表面層１０の帯電状態を良好に保つことができる。そして、多孔質状表面層１０の帯電状態を保つことができれば、多孔質状表面層１０内部での放電も確実に発生し、多孔質状表面層１０と感光体ドラム１との間での放電も促進され、安定した感光体ドラム１の表面電位を得ることができる（図７において点αから点βの状態になること無く、点αの表面電位を保つ）。
【００５４】
ここで、多孔質状表面層１０は放電及び摺擦・剥離作用によって帯電し、その帯電量は飽和（以下、飽和帯電量）し、一定値に定まる特性を有する。この飽和帯電量は多孔質状表面層１０の多孔質体の膜厚や空孔率で決定される。また、感光体ドラム１と帯電部材２が回転している間は、常に摺擦・剥離作用による摩擦帯電で多孔質状表面層１０はポジ帯電している。したがって、多孔質状表面層１０は放電によるポジ帯電が不足した場合に、摺擦・剥離作用による摩擦帯電で飽和帯電量になるように、そのポジ帯電量が補われる。よって摺擦・剥離作用による摩擦帯電で多孔質状表面層１０が過剰に帯電されることはない。
【００５５】
実際に、本実施形態における画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７に、帯電部材２の多孔質状表面層１０として材料Ｂを用いたものを取り付け、Ａ４サイズのシートを縦方向に１００００枚の画像形成を行った。その結果、感光体ドラム１の表面電位の低下によるカブリ等の画像不良を発生させることなく、良好な画像を得ることができた。
【００５６】
また、比較例として示した、材料Ｃの仕事関数は５．４９［ｅＶ］である。よって材料Ｃを多孔質状表面層１０の材料として用いた場合も「感光体ドラム１の仕事関数 ＞ 多孔質状表面層１０の仕事関数」を満足することとなる。よって、材料Ｃを用いた場合にも、摺擦・剥離作用による摩擦帯電で飽和帯電量になるようにポジ帯電が補われる。しかしながら、より好適には、摺擦・剥離作用による摩擦帯電量を大きくするため、感光体ドラム１と多孔質状表面層１０の仕事関数の差をより大きくするのが望ましい。
【００５７】
尚、本実施形態においては多孔質状表面層１０の多孔質体を形成するために、エレクトロスピニング法（電界紡糸法・静電紡糸法）を用いたが、多孔質体を導電性支持体上の表面層として形成できる限りにおいて特に制限はなく、次のような製造方法によって形成してもよい。
【００５８】
・高分子溶液の相分離を利用して、細孔を形成する方法
・発泡体を利用して細孔を形成する方法
・レーザー等のエネルギー線を照射して細孔を形成する方法
・樹脂粒子を堆積させる方法
以上説明したように、帯電部材２に負極性バイアスを印加し、感光体ドラム１を負極性に帯電させて画像形成を行う画像形成装置においては、「感光体ドラム１の仕事関数 ＞ 多孔質状表面層１０の仕事関数」の関係を満足する構成とすることにより、感光体ドラム１の表面電位の低下によるカブリ等の画像不良を発生させることなく、良好な画像を得ることができる。
【００５９】
〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について説明する。前述した第１実施形態では、帯電部材２に印加するバイアスとして、負極性バイアスを印加する場合、つまり感光体ドラム１を負極性に帯電させ、反転現像することで画像形成を行う場合について説明した。第２実施形態では、正極性バイアスを印加する場合、つまり感光体ドラム１を第１実施形態とは逆極性の正極性に帯電させ、反転現像することで画像形成を行う場合について説明する。尚、画像形成装置１００、プロセスカートリッジ７等の概略構成は、第１実施形態と同じであるため説明は省略する。
【００６０】
第２実施形態では、帯電バイアスの他に、現像バイアスとして正極性バイアス、一次転写バイアスとして負極性バイアス、二次転写バイアスとして負極性バイアスを印加する。さらにトナーとしては、正極性帯電トナーを用いた。
【００６１】
そして、図９ですでに示しているように、感光体ドラム１（材料Ａ）の仕事関数Φ１は５．５３［ｅＶ］であるが、帯電部材の多孔質状表面層１０として図９の材料Ｅ、すなわち、多孔質状表面層１０の仕事関数Φ２は５．６９［ｅＶ］の材料を使用した。よって、本実施形態では「Φ１ ＜ Φ２」となるように構成している。
【００６２】
本実施形態では第１実施形態とは逆に「感光体ドラム１の仕事関数 ＜ 多孔質状表面層１０の仕事関数」となっている。そのため感光体ドラム１と多孔質状表面層１０の当接部では、回転駆動による摺擦・剥離作用により、感光体ドラム１がポジ極性、多孔質状表面層１０がネガ極性に帯電する。
【００６３】
また、帯電部材２には正極性バイアスが印加されているため、多孔質状表面層１０は、感光体ドラム１との間で発生した放電によりネガ極性に帯電する。つまり、当接部の摺擦・剥離作用による帯電が、放電による帯電に加わることで、多孔質状表面層１０の帯電状態を補うことになる。これにより、第１実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００６４】
なお、比較例として示した、材料Ｄの仕事関数は５．６４［ｅＶ］である。よって材料Ｄを多孔質状表面層１０の材料として用いた場合も「感光体ドラム１の仕事関数 ＜ 多孔質状表面層１０の仕事関数」を満足することとなる。
【００６５】
実際に、第２実施形態における画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７に、帯電部材２の多孔質状表面層１０として、材料Ｄ、及び材料Ｅを用いたものを取り付け、１００００枚の画像形成を行った。その結果、感光体ドラム１の表面電位の低下によるカブリ等の画像不良を発生させることなく、良好な画像を得ることができた。より好適には、摺擦・剥離作用による摩擦帯電量を大きくするため、感光体ドラム１と多孔質状表面層１０の仕事関数の差をより大きくするのが望ましい。
【００６６】
以上説明したように、帯電部材２に正極性バイアスを印加し、感光体ドラム１を正極性に帯電させて画像形成を行う画像形成装置においては、「感光体ドラム１の仕事関数 ＜ 多孔質状表面層１０の仕事関数」の関係を満足する構成とすることで感光体ドラム１の表面電位の低下によるカブリ等の画像不良を発生させることなく、良好な画像を得ることができる。
【００６７】
上記のように、感光体ドラム１を負極性と正極性のどちらに帯電させて画像形成を行うかによって、感光体ドラム１と多孔質状表面層１０の仕事関数の関係を決定すればよい。
【００６８】
〔第３実施形態〕
次に本発明の第３の実施形態について説明する。前述した実施形態では、帯電部材２は感光体ドラム１の回転に伴って従動回転する場合について説明した。第３実施形態では、帯電部材２と感光体ドラム１に所定の周速差をつける場合について説明する。尚、画像形成装置１００、プロセスカートリッジ７等の概略構成は、第１実施形態と同じである（帯電部材２には負極性バイアスを印加する）ため省略する。
【００６９】
図１０は帯電部材２及び感光体ドラム１の駆動側における構成の概略図である。本実施形態では、帯電部材２は軸芯体９ａに帯電部材駆動ギア２４を介して、図示矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１に対して、図示矢印Ｆ方向に１１０％の周速差をもって駆動している。帯電部材駆動ギア２４は、感光体ドラム１に設けられたカップリング部材ギア２５とかみ合うことで駆動力を受ける構成である。
【００７０】
帯電部材２が感光体ドラム１に対して周速差を持って駆動することで、感光体ドラム１と帯電部材２の当接部において、単位時間あたりにおける感光体ドラム１と帯電部材２の摺擦回数を多くすることができる。それにより摺擦・剥離作用による摩擦帯電が促進されることになる。よって仮に水分やトナー等により、多孔質状表面層１０の帯電量の低下が起こりやすい状況になったとしても、多孔質状表面層１０の帯電状態を、摺擦・剥離作用による摩擦帯電でより効果的に補うことができる。そうすることで、さらに安定した感光体ドラム１の表面電位を得ることができる。
【００７１】
実際に、本実施形態における画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７に、帯電部材２の多孔質状表面層１０として、材料Ｂ、及び材料Ｃを用いたものを取り付け、１００００枚の画像形成を行った。その結果、感光体ドラム１の表面電位の低下によるカブリ等の画像不良を発生させることなく、良好な画像を得ることができた。
【００７２】
以上説明したように、帯電部材２に負極性バイアスを印加し、感光体ドラム１を負極性に帯電させて画像形成を行う画像形成装置においては、「感光体ドラム１の仕事関数 ＞ 多孔質状表面層１０の仕事関数」の関係を満足する構成とする。さらに、帯電部材２を感光体ドラム１と所定の周速差を持って回転駆動させることで、より安定的に感光体ドラム１の表面電位を得ることができる。
【００７３】
同様に、第２実施形態の場合も帯電部材２を感光体ドラム１と所定の周速差を持って回転駆動をすることで同様の効果を得ることができる。
【００７４】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では画像形成部をプロセスカートリッジで構成した例を説明したが、感光体ドラム１、帯電部材２、クリーニング部材６等が画像形成装置本体に設けられている画像形成装置、あるいは現像ユニット３を単独で画像形成装置本体に着脱可能な構成とした画像形成装置であっても前述した感光体ドラム１と帯電部材の関係を適用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１    …感光体ドラム
２    …帯電部材
７    …プロセスカートリッジ
９    …導電性支持体
９ａ  …軸芯体
９ｂ  …導電性弾性層
１０  …多孔質状表面層
【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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【図９】
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【図１０】
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