(57)【要約】【課題】長寿命でも帯電手段の潤滑剤汚れを防止する。【解決手段】画像形成装置１は、感光体ドラム４０、感光体ドラム４０に潤滑剤３を塗布する塗布ブラシローラ２、感光体ドラム４０に接触して感光体ドラム４０を帯電させる帯電ローラ４１、帯電ローラ４１に電圧を印加する電圧印加手段９、及び、感光体ドラム４０に付勢されて感光体ドラム４０の表面４０ａに残留した転写残トナーを除去するクリーニングブレード７を備える。感光体ドラム４０の回転数１０００回転当たりの、感光体ドラム４０の単位面積当たりの潤滑剤３の消費量をＸ、クリーニングブレード７が感光体ドラム４０を付勢する力をＦ、感光体ドラム４０に対する帯電ローラ４１の単位長さ当たりの接触圧をＹとすると、帯電ローラ４１の接触圧Ｙは、以下の数式（１）の関係を満たす。０．０５ｇｆ/ｃｍ＜Ｙ≦−０．０３７４αＸ＋（０．００７Ｆ）・・・（１）【選択図】図２
2015161793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、
前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記像担持体に付勢されて前記像担持体の表面に残留した転写残トナーを除去するクリーニング手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記像担持体の回転数１０００回転当たりの、前記像担持体の単位面積当たりの潤滑剤の消費量をＸ、前記クリーニング手段が前記像担持体を付勢する力をＦとし、前記像担持体に対する前記帯電手段の単位長さ当たりの接触圧をＹとすると、前記帯電手段の前記接触圧は、以下の数式（１）の関係を満たす、画像形成装置。
０．０５ｇｆ/ｃｍ＜Ｙ≦−０．０３７４αＸ＋（０．００７Ｆ）・・・（１）
（ただし、Ｘ＝０ｇ/ｃｍは除き、単位補正のための係数をαとする。）
【請求項２】
前記帯電手段の表面における凹凸の平均間隔Ｓｍ［μｍ］が、以下の数式（２）の関係を満たし、
前記帯電手段の表面における十点平均粗さＲｚ［μｍ］が、以下の数式（３）の関係を満たす、
請求項１に記載の画像形成装置。
３０μｍ≦Ｓｍ≦４００μｍ・・・（２）
１０．０μｍ≦Ｒｚ≦４０．０μｍ・・・（３）
【請求項３】
前記帯電手段が、導電性支持体と、前記導電性支持体の上に積層された導電性弾性体層と、前記導電性弾性体層の上に最外層として積層された、樹脂又は無機の粒子を有する導電性樹脂層と、を含み、
前記導電性樹脂層の膜厚Ａ［μｍ］と、前記粒子の平均粒子径Ｂ［μｍ］とが、以下の数式（４）の関係を満たす、
請求項２に記載の画像形成装置。
５．０≦Ｂ／Ａ≦３０．０ 且つ １．０μｍ≦Ａ≦５．０μｍ・・・（４）
【請求項４】
前記像担持体の表面に、有機又は無機の微粒子が含有されている、
請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電圧印加手段により前記帯電手段に印加される交流電圧の最大振幅Ｖｐｐは、放電開始電圧の２．６倍よりも大きく、且つ、放電開始電圧の３．２倍よりも小さい、
請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記潤滑剤が、マイクロビッカース硬度で３．０以上７．０以下の固形物である、
請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記潤滑剤塗布手段が塗布ブラシであり、前記塗布ブラシの密度が３０Ｋ本/inch2〜１２０Ｋ本/inch2であり、前記塗布ブラシの太さが３ｄ〜９ｄである、
請求項１〜６の何れか一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】
従来、像担持体に潤滑剤が塗布された画像形成装置において、接触式の帯電手段である帯電ローラに潤滑剤が付着することにより、帯電ローラの電荷付与作用が阻害されてしまい、画像品質が損なわれるという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するため、特許文献１に記載の画像形成装置では、像担持体に潤滑剤が塗布されている場合に、潜像担持体を１周以上回転させてから帯電ローラを感光体に接触させている。これにより、潤滑剤の感光体に対する付着力を強固にして潤滑剤が帯電ローラに付着することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４８７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発明者等が検討を行った結果、上記特許文献１に記載の画像形成装置では、経時により徐々に帯電ローラに潤滑剤が付着して、画像不良が発生するおそれがあることを見出した。
【０００６】
そこで、本発明は、接触式の帯電手段を用いた画像形成装置において、長期にわたって帯電手段の潤滑剤汚れを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、発明者等が像担持体に対する帯電手段の単位長さ当たりの接触圧について研究したところ、当該接触圧の数値をある範囲に設定することで、長期にわたって帯電手段の潤滑剤汚れを抑制することができることを見出した。本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、潤滑剤塗布手段と、帯電手段と、電圧印加手段と、クリーニング手段と、を備える。潤滑剤塗布手段は、像担持体に潤滑剤を塗布する。帯電手段は、像担持体に接触して像担持体を帯電させる。電圧印加手段は、帯電手段に電圧を印加する。クリーニング手段は、像担持体に付勢されて像担持体の表面に残留した転写残トナーを除去する。像担持体の回転数１０００回転当たりの、像担持体の単位面積当たりの潤滑剤の消費量をＸ［ｇ/ｃｍ］とし、クリーニング手段が像担持体を付勢する力をＦ［ｇｆ/ｃｍ］とし、像担持体に対する帯電手段の単位長さ当たりの接触圧をＹ［ｇｆ/ｃｍ］とすると、帯電手段の接触圧は、以下の数式（１）の関係を満たす。
０．０５ｇｆ/ｃｍ＜Ｙ≦−０．０３７４αＸ＋（０．００７Ｆ）・・・（１）
（ただし、Ｘ＝０ｇ/ｃｍは除き、単位補正のための係数をα［ｇｆ/ｇ］とする。）
【０００８】
本発明に係る画像形成装置によれば、帯電手段の接触圧Ｙが数式（１）の関係を満たすことにより、帯電手段に付着する潤滑剤の量を少なくすることができ、長期にわたって帯電手段の潤滑剤汚れを抑制することができる。
【０００９】
帯電手段の表面における凹凸の平均間隔Ｓｍ[μｍ]が、以下の数式（２）の関係を満たし、帯電手段の表面における十点平均粗さＲｚ［μｍ］が、以下の数式（３）の関係を満たしてもよい。この場合、上記効果を好適に奏する。
３０μｍ≦Ｓｍ≦４００μｍ・・・（２）
１０．０μｍ≦Ｒｚ≦４０．０μｍ・・・（３）
【００１０】
帯電手段が、導電性支持体と、導電性支持体の上に積層された導電性弾性体層と、導電性弾性体層の上に最外層として積層された、樹脂又は無機の粒子を有する導電性樹脂層と、を含み、導電性樹脂層の膜厚Ａ［μｍ］と、粒子の平均粒子径Ｂ［μｍ］とが、以下の数式（４）の関係を満たしてもよい。この場合、上記効果を好適に奏する。
５．０≦Ｂ／Ａ≦３０．０ 且つ １．０μｍ≦Ａ≦５．０μｍ・・・（４）
【００１１】
像担持体の表面に、有機又は無機の微粒子が含有されていてもよい。この場合、像担持体の表面に有機又は無機の微粒子が含有されていることにより、像担持体の帯電手段に対する接触面積が低くなるので、像担持体の上の潤滑剤が帯電手段側に移りにくくなり、帯電手段の潤滑剤汚れを抑制することができる。
【００１２】
電圧印加手段により帯電手段に印加される交流電圧の最大振幅Ｖｐｐは、放電開始電圧の２倍×１．３よりも大きく、且つ、放電開始電圧の２倍×１．６よりも小さくてもよい。この場合、交流電圧の最大振幅Ｖｐｐが放電開始電圧の２倍×１．３よりも大きいので帯電不良を起こすことなく良好な画像が得られ、且つ、交流電圧の最大振幅Ｖｐｐが放電開始電圧の２倍×１．６よりも小さいので、像担持体と帯電手段との間に生じる放電生成物により像担持体が削られることを抑制できる。
【００１３】
潤滑剤が、マイクロビッカース硬度で３．０以上７．０以下の固形物であってもよい。この場合、潤滑剤を像担持体の上に大量に付着させることなく、像担持体の上にほどよく塗布することができる。
【００１４】
潤滑剤塗布手段が塗布ブラシである場合において、塗布ブラシの密度が３０Ｋ本/inch2〜１２０Ｋ本/inch2であり、塗布ブラシの太さが３ｄ〜９ｄであってもよい。この場合、潤滑剤を好適に像担持体に塗布させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、接触式の帯電手段を用いた画像形成装置において、長期にわたって帯電手段の潤滑剤汚れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の一部を感光体ドラムの周方向から見た概略構成図である。
【図３】クリーニングブレードの拡大図である。
【図４】潤滑剤の消費量Ｘ及び帯電ローラの接触圧Ｙを変化させて、帯電ローラの潤滑剤汚れを測定した結果を示す表である。
【図５】図３の測定結果に基づいて、潤滑剤の消費量Ｘに対する帯電ローラの接触圧Ｙの関係を示すグラフである。
【図６】本実施形態に係る帯電ローラの断面を示す概略断面図である。
【図７】電圧印加手段により帯電ローラに印加される交流電圧の最大振幅Ｖｐｐに対する、画像上の帯電不良性を測定した結果を示すグラフである。
【図８】電圧印加手段により帯電ローラに印加される交流電圧の最大振幅Ｖｐｐに対する、感光体ドラムの削れ度合いを測定した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１８】
まず、本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を説明する。画像形成装置１は、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置である。図１に示されるように、画像形成装置１は、用紙Ｐを搬送する記録媒体搬送ユニット１０と、静電潜像を現像する現像装置２０と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写ユニット３０と、周面に画像が形成される静電潜像担持体である感光体ドラム４０と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着ユニット５０と、を備えている。
【００１９】
記録媒体搬送ユニット１０は、画像が形成される記録媒体としての用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上で搬送する。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容される。記録媒体搬送ユニット１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒ２に到達するタイミングで、搬送経路Ｒ１を介して二次転写領域Ｒ２に用紙Ｐを到達させる。
【００２０】
現像装置２０は、色ごとに４個設けられている。各現像装置２０は、トナーを感光体ドラム４０に担持させる現像ローラ２１を備えている。現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ２１に担持させる。そして、現像ローラ２１の回転により現像剤が感光体ドラム４０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ２１に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム４０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。
【００２１】
転写ユニット３０は、現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する二次転写領域Ｒ２に搬送する。転写ユニット３０は、転写ベルト３１と、転写ベルト３１を懸架する懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、感光体ドラム４０と共に転写ベルト３１を挟持する一次転写ローラ３２と、懸架ローラ３１ｄと共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３と、を備えている。
【００２２】
転写ベルト３１は、懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにより循環移動する無端状のベルトである。一次転写ローラ３２は、転写ベルト３１の内周側から感光体ドラム４０を押圧するように設けられる。二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１の外周側から懸架ローラ３１ｄを押圧するように設けられる。
【００２３】
感光体ドラム４０は、色ごとに４個設けられている。各感光体ドラム４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられている。感光体ドラム４０の周上には、現像装置２０と、帯電ローラ４１と、露光ユニット４２と、クリーニングユニット４３と、が設けられている。
【００２４】
帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の回転に追従して動く。露光ユニット４２は、帯電ローラ４１によって帯電した感光体ドラム４０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム４０の表面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４個の現像装置２０は、それぞれの現像装置２０に対向して設けられたトナータンクＮから供給されたトナーによって感光体ドラム４０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンクＮ内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックのトナーが充填されている。クリーニングユニット４３は、感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に感光体ドラム４０上に残存するトナーを回収する。
【００２５】
定着ユニット５０は、転写ベルト３１から用紙Ｐへ二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着ユニット５０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１を押圧する加圧ローラ５２と、を備えている。加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２は円筒状に形成されており、加熱ローラ５１は内部にハロゲンランプ等の熱源を備えている。加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間には接触領域である定着ニップ部が設けられ、定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。
【００２６】
また、画像形成装置１には、定着ユニット５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ６１及び６２が設けられている。
【００２７】
続いて、画像形成装置１による印刷工程について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１の制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ４１により感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる（帯電工程）。その後、露光ユニット４２により感光体ドラム４０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する（露光工程）。
【００２８】
現像装置２０では、静電潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程）。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム４０と転写ベルト３１とが対向する領域において、感光体ドラム４０から転写ベルト３１へ一次転写される（転写工程）。転写ベルト３１には、４個の感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ３１ｄと二次転写ローラ３３とが対向する二次転写領域Ｒ２において、記録媒体搬送ユニット１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。
【００２９】
積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット５０へ搬送される。用紙Ｐを加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間で熱及び圧力を加えながら通過させることにより、積層トナー像を用紙Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。その後、用紙Ｐは、排出ローラ６１及び６２によって画像形成装置１の外部へ排出される。
【００３０】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１における感光体ドラム４０及び帯電ローラ４１周辺の構成について、詳細に説明する。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の一部を感光体ドラム４０の軸線方向から見た概略構成図である。ただし、図２では、簡単のため、図１で示す現像装置２０を省略して示している。
【００３２】
図２に示されるように、画像形成装置１は、感光体ドラム４０に潤滑剤３を塗布する潤滑剤塗布手段である塗布ブラシローラ２と、感光体ドラム４０の表面４０ａに残留した転写残トナーを除去するクリーニング手段であるクリーニングブレード７と、帯電ローラ４１の表面４１ａに付着したトナーを含む異物を除去するクリーニングローラ８と、帯電ローラ４１に電圧を印加する電圧印加手段９と、を更に備える。
【００３３】
本実施形態においては、感光体ドラム４０の表面４０ａに、有機又は無機の微粒子が含有されている。有機又は無機の微粒子としては、シリカ微粒子、アルミナ、ＰＴＦＥ樹脂粒子、及びチタニウム等が挙げられる。
【００３４】
潤滑剤３は、固形物である。潤滑剤３の硬度は、マイクロビッカース硬度で３．０以上７．０以内である。潤滑剤３の組成としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、バルチミン酸亜鉛、バルチミン酸コバルト、バルチミン酸銅、バルチミン酸マグネシウム、バルチミン酸アルミニウム、バルチミン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸鉛、リノレン酸カルシウム、コリノレン酸カドミウム等が挙げられる。
【００３５】
塗布ブラシローラ２は、感光体ドラム４０の回転方向に対して、クリーニングブレード７の下流側に配置されている。塗布ブラシローラ２には、弾性体５によって潤滑剤３が押し付けられている。塗布ブラシローラ２は、回転することで、固形の潤滑剤３を削り取り、削り取った潤滑剤３を感光体ドラム４０の表面４０ａへ塗布する。塗布ブラシローラの密度は３０Ｋ本/inch2〜１２０Ｋ本/inch2であり、塗布ブラシの太さは３ｄ（デニール）〜９ｄである。
【００３６】
クリーニングブレード７は、ウレタンゴム等の弾性体から構成される板状部材である。クリーニングブレード７は、感光体ドラム４０の軸方向に延在している。クリーニングブレード７は、感光体ドラム４０の表面４０ａを付勢することで、感光体ドラム４０の表面４０ａに残留した転写残トナーを先端部７ａで掻き取り、感光体ドラム４０の表面４０ａから転写残トナーを除去する。
【００３７】
図３は、クリーニングブレード７の拡大図である。図２及び図３に示されるように、クリーニングブレード７は、支持部材１１により片持ち支持されている。支持部材１１は、クリーニングブレード７を感光体ドラム４０の表面４０ａに押し付けて、クリーニングブレード７を撓ませている。これにより、クリーニングブレード７は、先端部７ａにおいて感光体ドラム４０の表面４０ａを付勢する。
【００３８】
クリーニングブレード７が感光体ドラム４０を付勢する力Ｆは、例えば次のように算出される。図３に示されるように、クリーニングブレード７の弾性変形可能な部分の長さＬ、クリーニングブレード７のたわみ量ｄ、クリーニングブレード７の厚みｔ、及びクリーニングブレード７のヤング率Ｅとする。この場合、以下の数式（５）により、クリーニングブレード７が感光体ドラム４０を付勢する力Ｆが算出される。なお、クリーニングブレード７が力Ｆで感光体ドラム４０を付勢することにより、感光体ドラム４０に対するクリーニングブレード７の接触角度が感光体ドラム４０に対する支持部材１１の接触角度θ１より小さい角度θ２に変化する。
Ｆ＝（ｄＥｔ３）／（４Ｌ３）・・・（５）
【００３９】
図２に示されるように、クリーニングローラ８は、帯電ローラ４１の軸方向に延在し、帯電ローラ４１の表面４１ａに当接している。クリーニングローラ８は、帯電ローラ４１に追従して動く。クリーニングローラ８は、帯電ローラ４１の表面４１ａに付着した異物を除去することで、帯電ローラ４１の汚れを抑制する。
【００４０】
電圧印加手段９により帯電ローラ４１に印加される交流電圧の最大振幅Ｖｐｐは、放電開始電圧の２．６倍よりも大きく、且つ、放電開始電圧の３．２倍よりも小さい範囲に設定されている。
【００４１】
感光体ドラム４０の回転数１０００回転当たりの、感光体ドラム４０の単位面積当たりの潤滑剤３の消費量をＸ［ｇ/ｃｍ］とし、クリーニングブレード７が感光体ドラム４０を付勢する力をＦ[ｇｆ/ｃｍ]とし、感光体ドラム４０に対する帯電ローラ４１の単位長さ当たりの接触圧をＹ［ｇｆ/ｃｍ］とする。この場合、接触圧Ｙは、以下の数式（１）の関係を満たす（ただし、Ｘ＝０ｇ/ｃｍは除き、単位補正のための係数をα［ｇｆ/ｇ］とする）。以下、感光体ドラム４０の回転数が１０００回転当たりの、感光体ドラム４０の単位面積当たりの潤滑剤３の消費量を「潤滑剤３の消費量」といい、クリーニングブレード７が感光体ドラム４０を付勢する力を「クリーニングブレード７の付勢力」といい、感光体ドラム４０に対する帯電ローラ４１の単位長さ当たりの接触圧を「帯電ローラ４１の接触圧」という。
０．０５ｇｆ/ｃｍ＜Ｙ≦−０．０３７４αＸ＋（０．００７Ｆ）・・・（１）
【００４２】
数式（１）の導出について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、潤滑剤３の消費量Ｘ及び帯電ローラ４１の接触圧Ｙを変化させて、帯電ローラ４１の潤滑剤汚れを測定した結果を示す表である。図４に示されるように、潤滑剤３の消費量Ｘが０．８ｇ/ｃｍの場合において、帯電ローラ４１の接触圧Ｙを変化させる。すると、当該接触圧Ｙが０．０９ｇｆ/ｃｍ以下の場合には帯電ローラ４１の潤滑剤汚れが発生しないが、当該接触圧Ｙが０．１ｇｆ/ｃｍ以上になると帯電ローラ４１の潤滑剤汚れが発生した。同様に、潤滑剤３の消費量Ｘが１．６ｇ/ｃｍの場合において、帯電ローラ４１の接触圧Ｙを変化させる。すると、当該接触圧Ｙが０．０６ｇｆ/ｃｍ以下の場合には帯電ローラ４１の潤滑剤汚れが発生しないが、当該接触圧Ｙが０．０８ｇｆ/ｃｍ以上になると帯電ローラ４１の潤滑剤汚れが発生した。同様に、潤滑剤３の消費量Ｘが２．４ｇ/ｃｍの場合において、帯電ローラ４１の接触圧Ｙを変化させる。すると、当該接触圧Ｙが０．０３ｇｆ/ｃｍ以下の場合には帯電ローラ４１の潤滑剤汚れが発生しないが、当該接触圧Ｙが０．０４ｇｆ/ｃｍ以上になると帯電ローラ４１の潤滑剤汚れが発生した。
【００４３】
図５は、図４の測定結果に基づいて、潤滑剤３の消費量Ｘに対する帯電ローラ４１の接触圧Ｙの関係を示すグラフである。図５の横軸は潤滑剤３の消費量Ｘを示し、図５の縦軸は帯電ローラ４１の接触圧Ｙを示している。例えば、クリーニングブレード７の付勢力Ｆが１７ｇｆ/ｃｍである場合において、帯電ローラ４１の潤滑剤汚れを発生させないような潤滑剤３の消費量Ｘに対する帯電ローラ４１の接触圧Ｙの関係は、図５の線Ｄ以下の範囲で示される。線Ｄは、以下の数式（６）で示される。ただし、α［ｇｆ/ｇ］は単位補正のための係数である。なお、クリーニングブレード７の付勢力Ｆが１７ｇｆ/ｃｍである場合の線Ｄは、クリーニングブレードの付勢力Ｆが大きくなるほど、同じ傾きでＹ軸方向に上昇する。従って、帯電ローラ４１の接触圧Ｙを図５の線Ｄ以下の範囲に設定することで、帯電ローラ４１の潤滑剤汚れを抑制することができる。
Ｙ＝−０．０３７４αＸ＋０．１２ｇｆ/ｃｍ…（６）
【００４４】
さらに、図５の線Ｄ以下の範囲において、帯電ローラ４１の接触圧Ｙは、０．０５ｇｆ/ｃｍよりも大きい値に設定されている。これは、図５の線Ｄ以下の範囲では、帯電ローラ４１の接触圧Ｙが０．０５ｇｆ/ｃｍ以下になると、帯電ローラ４１の感光体ドラム４０に対する追従不良が起こってしまうためである。以上のことから、帯電ローラ４１の接触圧Ｙは、図５の範囲Ｃにおける値に設定されている。範囲Ｃは、以下の数式（１）で示される。接触圧Ｙが数式（１）の関係を満たすとき、接触方式の帯電手段である帯電ローラ４１を用いた場合であっても、長期にわたって帯電ローラ４１の潤滑剤汚れを防止することができる。
０．０５ｇｆ/ｃｍ＜Ｙ≦−０．０３７４αＸ＋（０．００７Ｆ）・・・（１）
【００４５】
また、帯電ローラ４１の表面粗さ、即ち、ＪＩＳで規定された帯電ローラ４１の表面４１ａにおける凹凸の平均間隔Ｓｍ［μｍ］及びＪＩＳで規格された帯電ローラ４１の表面４１ａにおける十点平均粗さＲｚ［μｍ］は、ある関係を満たす値に規定されている。具体的に、帯電ローラ４１の表面４１ａにおける凹凸の平均間隔Ｓｍ［μｍ］が、以下の数式（２）の関係を満たし、且つ、帯電ローラ４１の表面４１ａにおける十点平均粗さＲｚ［μｍ］が、以下の数式（３）の関係を満たす。これにより、上記帯電ローラ４１の潤滑剤汚れを防止する効果を好適に奏することができる。なお、帯電ローラ４１の表面４１ａにおける凹凸の平均間隔Ｓｍ［μｍ］とは、帯電ローラ４１の表面４１ａに樹脂又は無機の粒子が含まれている場合には、これらの粒子間距離をいう。
３０μｍ≦Ｓｍ≦４００μｍ・・・（２）
１０．０μｍ≦Ｒｚ≦４０．０μｍ・・・（３）
【００４６】
図６は、本実施形態に係る帯電ローラ４１の断面を示す概略断面図である。図６に示されるように、帯電ローラ４１は、導電性支持体４１ｂと、導電性支持体４１ｂの上に積層された導電性弾性体層４１ｃと、導電性弾性体層４１ｃの上に最外層として積層された、樹脂又は無機の粒子を有する導電性樹脂層４１ｄと、を含んで構成されている。なお、導電性樹脂層に含まれる樹脂としては、アクリル樹脂、アクリル／スチレンの共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーンゴム樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００４７】
上記のように、帯電ローラ４１の表面粗さが数式（２）及び数式（３）を満たすことに加え、本実施形態においては、導電性樹脂層の膜厚Ａ［μｍ］と、粒子の平均粒子径Ｂ［μｍ］とが、以下の数式（４）の関係を満たす。これにより、上記効果をより好適に奏することができる。
５．０≦Ｂ／Ａ≦３０．０ 且つ １．０μｍ≦Ａ≦５．０μｍ・・・（４）
【００４８】
以上、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、帯電ローラ４１の接触圧Ｙが数式（１）の関係を満たすことにより、帯電ローラ４１に付着する潤滑剤３の量を少なくすることができ、長期にわたって帯電ローラ４１の潤滑剤汚れを抑制することができる。
【００４９】
さらに、画像形成装置１によれば、帯電ローラ４１の表面４１ａにおける凹凸の平均間隔Ｓｍ[μｍ]が、数式（２）の関係を満たし、帯電ローラ４１の表面４１ａにおける十点平均粗さＲｚ［μｍ］が、数式（３）の関係を満たすことにより、上記効果を好適に奏する。
【００５０】
画像形成装置１によれば、導電性樹脂層の膜厚Ａ［μｍ］と、粒子の平均粒子径Ｂ［μｍ］とが、数式（４）の関係を満たすので、上記効果を好適に奏する。
【００５１】
画像形成装置１によれば、感光体ドラム４０の表面４０ａに、有機又は無機の微粒子が含有されていることにより、感光体ドラム４０の帯電ローラ４１に対する接触面積が低くなるので、感光体ドラム４０の上の潤滑剤が帯電ローラ４１側に移りにくくなり、帯電ローラ４１の潤滑剤汚れを抑制することができる。
【００５２】
画像形成装置１によれば、電圧印加手段９により帯電ローラ４１に印加される交流電圧の最大振幅Ｖｐｐは、放電開始電圧の２．６倍よりも大きく、且つ、放電開始電圧の３．２倍よりも小さくなるように設定されている。この場合の効果について、図７及び図８を参照して説明する。
【００５３】
図７は、電圧印加手段９により帯電ローラ４１に印加される交流電圧の最大振幅Ｖｐｐに対する、画像上の帯電不良性を測定した結果を示すグラフである。図８は、電圧印加手段９により帯電ローラ４１に印加される交流電圧の最大振幅Ｖｐｐに対する、感光体ドラム４０の削れ度合いを測定した結果を示すグラフである。
【００５４】
図７に示されるように、電圧印加手段９により帯電ローラ４１に印加される交流電圧の最大振幅Ｖｐｐが、放電開始電圧の２．６倍である約よりも大きい場合には、帯電不良を起こすことなく良好な画像が得られる。これに対し、当該最大振幅Ｖｐｐが、放電開始電圧の２．６倍よりも小さい場合には、画像上の帯電不良を生じてしまい適切な画像が得られない。また、図８に示されるように、電圧印加手段９により帯電ローラ４１に印加される交流電圧の最大振幅Ｖｐｐが放電開始電圧の３．２倍よりも小さい場合には、感光体ドラム４０の削れ度合いが許容できる範囲内である。これに対し、当該最大振幅Ｖｐｐが放電開始電圧の３．２倍よりも大きい場合には、感光体ドラム４０と帯電ローラ４１との間に生じる放電生成物が多くなることにより感光体ドラム４０が許容できないほど削られてしまう。
【００５５】
以上のことから、画像形成装置１によれば、交流電圧の最大振幅Ｖｐｐが放電開始電圧の２．６倍よりも大きいので帯電不良を起こすことなく良好な画像が得られ、且つ、交流電圧の最大振幅Ｖｐｐが放電開始電圧の３．２倍よりも小さいので、感光体ドラム４０と帯電ローラ４１との間に生じる放電生成物により感光体ドラム４０が削られることを抑制できる。
【００５６】
また、画像形成装置１によれば、潤滑剤３が、マイクロビッカース硬度で３．０以上７．０以下の固形物であるので、当該潤滑剤３を感光体ドラム４０の上に大量に付着させることなく、感光体ドラム４０の上にほどよく塗布することができる。
【００５７】
画像形成装置１によれば、塗布ブラシローラ２の密度が３０Ｋ本/inch2〜１２０Ｋ本/inch2であり、塗布ブラシローラ２の太さが３ｄ〜９ｄであるので、潤滑剤３を好適に感光体ドラム４０に塗布させることができる。
【００５８】
次に、実施例及び比較例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例及び比較例では、画像形成装置において、潤滑剤３の消費量Ｘを０．８ｇ／ｃｍとし、クリーニングブレード７の付勢力Ｆを２０ｇｆ／ｃｍとした。この場合において、数式（５）から導き出される帯電ローラ４１の接触圧Ｙを基準値とした。当該基準値は、０．１１ｇｆ／ｃｍであった。
【００５９】
潤滑剤３の消費量Ｘは、固形の潤滑剤３の重量を感光体ドラム４０の回転数で規格化することで算出した値を用いた。また、クリーニングブレード７の付勢力Ｆは、クリーニングブレード７に関する物理量、及びヤング率Ｅを用いて算出した値を用いた。
【００６０】
（実施例１）
実施例１では、帯電ローラ４１の接触圧Ｙを、上記基準値よりもやや小さい０．１ｇｆ／ｃｍとした。なお、帯電ローラ４１の接触圧Ｙは、既存の圧力分布計測システムを用いて、帯電ローラ４１と感光体ドラム４０との間の荷重を測定することができる。この場合において、画像形成装置を作動させ、感光体ドラム４０の回転数を計測した。帯電ローラ４１の潤滑剤の汚れが発生した時点での感光体ドラム４０の回転数を計測結果とした。
【００６１】
（比較例１）
比較例１では、帯電ローラ４１の接触圧Ｙを、上記基準値よりもやや大きい０．１５ｇｆ／ｃｍとした。この場合において、画像形成装置を作動させ、感光体ドラム４０の回転数を計測した。帯電ローラ４１の潤滑剤の汚れが発生した時点での感光体ドラム４０の回転数を計測結果とした。
【００６２】
（結果）
実施例１における計測結果は、６０００００回転であった。これに対し、比較例１における計測結果は、３０００００回転であった。従って、実施例１においては、帯電ローラ４１の潤滑剤汚れが発生するまでに、感光体ドラム４０を少なくとも比較例１の２倍回転させることができることが確認された。
【００６３】
以上、本実施形態の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…画像形成装置、２…塗布ブラシローラ（潤滑剤塗布手段）、３…潤滑剤、７…クリーニングブレード（クリーニング手段）、９…電圧印加手段、４０…感光体ドラム（像担持体）、４０ａ…表面、４１…帯電ローラ（帯電手段）、４１ａ…表面、４１ｂ…導電性支持体、４１ｃ…導電性弾性体層、４１ｄ…導電性樹脂層。
【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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