(57)【要約】【課題】像担持体を均一に帯電させることができ、画像品位の低下を防ぐことができるようにする。【解決手段】像担持体の表面を所定の電位に帯電させるようになっている。表面に凹凸が形成され、像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、帯電部材と摺接させて配設されたクリーニング部材とを有する。凹凸は、クリーニング部材との摺接方向に対して逆目となる方向性を備え、最大山高さＲｐが２〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２００〔μｍ〕以下の範囲にされる。帯電部材の表面に付着した現像剤、外添剤等がフィルミングするのを防止することができる。【選択図】図１
2008122915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電装置において、
（ａ）表面に凹凸が形成され、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、
（ｂ）該帯電部材と摺接させて配設されたクリーニング部材とを有するとともに、
（ｃ）前記凹凸は、前記クリーニング部材との摺接方向に対して逆目となる方向性を備え、最大山高さＲｐが２〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２００〔μｍ〕以下の範囲にされることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電装置において、
（ａ）表面に凹凸が形成され、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、
（ｂ）該帯電部材と摺接させて配設されたクリーニング部材とを有するとともに、
（ｃ）前記凹凸は、前記クリーニング部材との摺接方向に対して逆目となる方向性を備え、
（ｄ）第１の測定条件で測定された最大山高さをＲｐ（ａ）とし、平均長さをＲＳｍとし、前記第１の測定条件より基準長が長い第２の測定条件で測定された最大山高さをＲｐ（ｂ）としたとき、最大山高さＲｐ（ａ）が１０〔μｍ〕より大きく、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲｓｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２５０〔μｍ〕以下の範囲、又は最大山高さＲｐ（ａ）が２〔μｍ〕以上、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲｓｍが２００〔μｍ〕より大きく、かつ、２５０〔μｍ〕以下の範囲であり、Ｒｐ（ｂ）／Ｒｐ（ａ）の値が１．２以下にされることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
前記クリーニング部材はスポンジによって形成される請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項４】
（ａ）前記第１の測定条件における基準長は０．８〔ｍｍ〕であり、
（ｂ）前記第２の測定条件における基準長は２．５〔ｍｍ〕である請求項２に記載の帯電装置。
【請求項５】
（ａ）請求項１〜４のいずれか１項に記載の帯電装置と、
（ｂ）該帯電装置の帯電部材によって帯電させられる像担持体と、
（ｃ）該像担持体の表面を印刷データに対応させて露光し、前記像担持体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、
（ｄ）前記静電潜像に現像剤を供給し、前記像担持体の表面に現像剤像を形成する現像器と、
（ｅ）前記現像剤像を記録媒体に転写する転写装置と、
（ｆ）前記記録媒体に転写された前記現像剤像を定着させる定着装置とを有する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、帯電装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等の電子写真式の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、像担持体としての感光体ドラムの表面を、帯電ローラによって帯電させ、ＬＥＤヘッドによって露光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像ローラ上で薄層化されたトナーを静電的に付着させてトナー像を形成し、該トナー像を転写ローラによって用紙に転写し、画像の形成、すなわち、印刷を行うようになっている。また、転写後に前記感光体ドラム上に残留したトナーは、クリーニングブレードによって除去される。
【０００３】
そして、トナー像が転写された用紙は、定着器に送られ、該定着器においてトナー像が用紙に定着させられる。
【０００４】
ところで、前記構成のプリンタにおいて印刷を継続している間、クリーニングブレードによって感光体ドラムの表面を十分にクリーニングすることができないことがあり、その場合、残留したトナー、外添剤、紙粉等が帯電ローラの表面に付着してしまう。
【０００５】
そこで、帯電ローラの表面に付着したトナー、外添剤、紙粉等を掻き落とすためのクリーニング部材を備えた帯電装置が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−４２６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の帯電装置においては、クリーニング部材を配設しても、トナーの小粒径化、装置自体の長寿命化等によって、掻き落とすことができないトナー、外添剤等の量が多くなると、帯電ローラの表面に付着したトナー、外添剤等がフィルミングを生じさせてしまい、その場合、感光体ドラムを均一に帯電させることができなくなってしまう。したがって、画像品位が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来の帯電装置の問題点を解決して、像担持体を均一に帯電させることができ、画像品位の低下を防ぐことができる帯電装置及び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】
【０００８】
そのために、本発明の帯電装置においては、像担持体の表面を所定の電位に帯電させるようになっている。
【０００９】
そして、表面に凹凸が形成され、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、該帯電部材と摺接させて配設されたクリーニング部材とを有する。
【００１０】
また、前記凹凸は、前記クリーニング部材との摺接方向に対して逆目となる方向性を備え、最大山高さＲｐが２〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２００〔μｍ〕以下の範囲にされる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、帯電装置においては、像担持体の表面を所定の電位に帯電させるようになっている。
【００１２】
そして、表面に凹凸が形成され、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、該帯電部材と摺接させて配設されたクリーニング部材とを有する。
【００１３】
また、前記凹凸は、前記クリーニング部材との摺接方向に対して逆目となる方向性を備え、最大山高さＲｐが２〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２００〔μｍ〕以下の範囲にされる。
【００１４】
この場合、前記凹凸は、前記クリーニング部材との摺接方向に対して逆目となる方向性を備え、最大山高さＲｐが２〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２００〔μｍ〕以下の範囲にされるので、帯電部材の表面に付着した現像剤、外添剤等がフィルミングするのを防止することができる。
【００１５】
したがって、像担持体を均一に帯電させることができ、画像品位の低下を防ぐことができるので、帯電部材の耐久性を高くすることができ、帯電装置及び画像形成装置の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
【００１７】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
【００１８】
図において、１１は回転自在に配設されたドラム状の像担持体としての感光体ドラムであり、該感光体ドラム１１の周辺には、感光体ドラム１１の表面を一様に、かつ、均一に帯電させる帯電装置１２、該帯電装置１２によって帯電させられた感光体ドラム１１の表面に、光を照射して感光体ドラム１１の表面を露光し、潜像としての静電潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤヘッド１３、前記静電潜像に現像剤としてのトナー１６を供給し、感光体ドラム１１の表面に現像剤像としてのトナー像を形成する現像器１４、前記感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を記録媒体としての用紙１８に転写する転写装置としての転写ローラ１７、トナー像の転写後に感光体ドラム１１の表面に残留したトナー１６、転写時に感光体ドラム１１に付着した紙粉等を掻き落とすためのクリーニング装置としてのクリーニングブレード１９、及び用紙１８に転写されたトナー像を定着させる定着装置としての定着器２０が配設される。
【００１９】
前記現像器１４には、感光体ドラム１１と接触させて、現像剤担持体としての現像ローラ１５が配設される。前記帯電装置１２は、回転自在に配設された帯電部材としての帯電ローラ１２ａ、及びプリンタの装置の本体、すなわち、装置本体に取り付けられたクリーニング部材１２ｂを備え、前記帯電ローラ１２ａに図示されない電源から電圧が印加されることによって、前記感光体ドラム１１の表面が一様に、かつ、均一に帯電させられる。なお、前記帯電装置１２、感光体ドラム１１、ＬＥＤヘッド１３、現像器１４、転写ローラ１７、定着器２０等によってプリンタが構成される。
【００２０】
前記構成のプリンタに、印刷データが送られると、媒体供給部としての給紙トレイから用紙１８が供給され、該用紙１８は、感光体ドラム１１と転写ローラ１７との間に送られ、このときに、トナー像が転写され、続いて、定着器２０においてトナー像が定着させられ、装置本体外に排出される。
【００２１】
前記トナー像を形成するに当たり、感光体ドラム１１は矢印Ａ方向（時計回り）に回転を開始する。これに伴って、前記感光体ドラム１１の表面は、感光体ドラム１１の表面に対して接触しながら従動して回転する帯電ローラ１２ａによって帯電させられる。該帯電ローラ１２ａには、図示されない電源から−１１００〔Ｖ〕前後の直流電圧が印加され、感光体ドラム１１の表面は−６００〔Ｖ〕前後の表面電位となる。そして、帯電させられた感光体ドラム１１の表面は、前記印刷データに対応させてＬＥＤヘッド１３から照射された光によって露光され、露光された部分の電位が０〜−３００〔Ｖ〕になり、静電潜像が形成される。形成された静電潜像に、現像器１４によってトナー１６が付着させられ、トナー像が形成され、該トナー像が転写ローラ１７によって用紙１８に転写される。
【００２２】
転写後、前記感光体ドラム１１の表面に、転写しきれずに残留したトナー１６及び外添剤、転写時に付着した紙粉等は、クリーニングブレード１９によって除去される。そして、感光体ドラム１１の表面は再び帯電ローラ１２ａによって帯電させられる。
【００２３】
ところで、前記感光体ドラム１１の表面に付着したトナー１６、外添剤、紙粉等が、クリーニングブレード１９によって十分に除去することができない場合があり、除去することができなかったトナー１６、外添剤、紙粉等が、帯電ローラ１２ａの表面に付着してしまう。
【００２４】
そこで、帯電ローラ１２ａの表面に付着したトナー１６、外添剤、紙粉等は、クリーニング部材１２ｂと摺接することによって掻き落とされる。
【００２５】
ところが、トナー１６の小粒径化、装置自体の長寿命化等によって、帯電ローラ１２ａの表面に付着するトナー１６、外添剤等の量が増え、トナー１６、外添剤等が帯電ローラ１２ａの表面からクリーニング部材１２ｂによって十分に掻き落とすことができず、その場合、掻き落とすことのできなかったトナー１６、外添剤等がフィルミングを生じさせてしまう。その結果、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電することができなくなり、画像品位が低下するのを防ぐことができない。
【００２６】
そこで、本実施の形態においては、帯電ローラ１２ａの表面に所定の凹凸を形成するようにしている。
【００２７】
図１は本発明の第１の実施の形態における帯電装置の概念図である。
【００２８】
図に示されるように、帯電装置１２は、帯電ローラ１２ａ及びクリーニング部材１２ｂから成る。前記帯電ローラ１２ａは、感光体ドラム１１に圧接又は近接させて配設され、感光体ドラム１１が回転するのに従動して回転させられる。前記帯電ローラ１２ａには、導電性を有する材料から成る心金の両端部を除く外周面に、導電性を有する弾性層が形成される。前記心金には、例えば、ＳＵＭに無電解ニッケルめっきを施した金属シャフトが使用される。また、前記弾性層は、体積固有抵抗が１０5 〔Ω・ｃｍ〕以上、かつ、１０11〔Ω・ｃｍ〕以下の範囲にされ、抵抗層として構成される。前記弾性層は、導電剤を添加することによって抵抗を調整することもできる。
【００２９】
そして、前記弾性層は、ゴム、熱可塑性エラストマー等によって形成することができ、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ、ＧＥＣＯ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等、一種又は二種以上を混合したものを主成分とするゴム組成物を使用することができる。
【００３０】
前記弾性層の外側表面には、切削工程又は研磨工程において所定の研磨目及び表面粗さが形成される。なお、切削工程又は研磨工程の次に、更に表面処理、コーティング等が行われても、所定の研磨目及び表面粗さが形成される。前記表面処理、コーティング等は、一層又は二層以上わたって行うことができる。例えば、イソシアネート、ポリオール等を表面に含浸させたり、被覆したり、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等によって表面を被覆したりすることができる。さらに、表面処理剤、コーティング剤に導電剤を添加して導電性を与えるようにしたり、抵抗を調整したりすることもできる。
【００３１】
前記クリーニング部材１２ｂは、帯電ローラ１２ａに常に圧接させた状態で配設され、帯電ローラ１２ａを回転させたときに、帯電ローラ１２ａと摺接し、離れることがないように装置本体に固定される。前記クリーニング部材１２ｂは、スポンジ等の発泡体、ブラシ状のもの、フェルト等によって形成される。
【００３２】
次に、前記帯電ローラ１２ａについて説明する。
【００３３】
図３は本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの表面の粗さ曲線を示す第１の図、図４は本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの表面の粗さ曲線を示す第２の図、図５は本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの表面の粗さ曲線を示す第３の図、図６は本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの表面の粗さ曲線を示す第４の図である。
【００３４】
本実施の形態における帯電ローラ１２ａ（図１）の表面の研磨目は、切削工程又は研磨工程において、削る向き等によって方向性が生じる。
【００３５】
ここで、図３に示されるように、帯電ローラ１２ａの表面に形成された凹凸の方向性には、クリーニング部材１２ｂに対して摩擦が小さくなる方向を順目方向とし、摩擦が大きくなる方向を逆目方向と定義する。
【００３６】
また、帯電ローラ１２ａの表面形状は、切削、研磨、表面処理、コーティング等の条件によって変化する。
【００３７】
図３〜６は同じ十点平均粗さＲｚＪＩＳを有すると仮定したときの帯電ローラ１２ａの表面形状の例を示す。このとき、図３〜６から分かるように、一概に十点平均粗さＲｚＪＩＳだけでは、表面形状の違いを判断することはできないので、該表面形状の差は、十点平均粗さＲｚＪＩＳ以外の表面粗さパラメータを使用することによって表すようにしている。
【００３８】
例えば、図３及び４に示されるような表面形状は、同じ十点平均粗さＲｚＪＩＳを有すると仮定した場合でも、平均長さＲＳｍ、二乗平均平方傾斜ＲΔｑ等の表面粗さパラメータによって区別することができる。この場合、前記平均長さＲＳｍは、図３において大きく、図４において小さい。
【００３９】
また、図５及び６に示されるような表面形状は、例えば、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ、スキューネスＲｓｋ、負荷長さ率Ｒｍｒ（ｃ）等の表面粗さパラメータによって区別することができる。この場合、前記最大山高さＲｐは、図５において小さく、図６において大きい。
【００４０】
前記帯電ローラ１２ａは、感光体ドラム１１と接触又は近接して回転させられ、感光体ドラム１１の表面を帯電させる。このとき、帯電ローラ１２ａの研磨目の山の部分が感光体ドラム１１を帯電させるが、研磨目の谷の部分はほとんど帯電に寄与しない。したがって、帯電ローラ１２ａの表面粗さの山の大きさ及びその間隔を管理することによって帯電性を管理することができる。
【００４１】
また、図１に示されるように、前記帯電ローラ１２ａは、表面の凹凸の方向が、クリーニング部材１２ｂに対して順目方向ではなく逆目方向になるようにクリーニング部材１２ｂと摺接させられる。したがって、帯電ローラ１２ａの山の部分にクリーニング部材１２ｂを強く接触させることができるので、クリーニングの効率を向上させることができる。
【実施例】
【００４２】
〔実施例１〕
実験に使用した帯電ローラ１２ａにおいて、心金として外径が６．０〔ｍｍ〕のＳＵＭ２３に無電解ニッケルめっきを施した金属シャフトを使用した。帯電装置１２に帯電ローラ１２ａを組み込んだ際に、導電性を有する弾性層は表面の凹凸の方向が帯電装置１２のクリーニング部材１２ｂに対して逆目方向になるように切削及び研磨して外径を１２．０〔ｍｍ〕にした。前記弾性層において、クロロプレンゴムを主成分とするゴムを使用し、表面に、イソシアネート及びポリカーボネート系ポリオールによって含浸処理を行った。前記帯電ローラ１２ａの表面の硬さは、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（高分子計器製）のタイプＡを使用して測定した値で６８〔°〕であった。また、本実施の形態においては、帯電ローラ１２ａの表面形状を表す最大山高さＲｐと平均長さＲＳｍとを変化させて帯電ローラ１２ａのサンプルを作成して使用した。
【００４３】
前記クリーニング部材１２ｂとしては、ポリエステル系のウレタンスポンジを使用した。スポンジの硬度はアスカーＣで２０〔°〕以下にして、スポンジの表面のセル数は約４０〔個／２５ｍｍ〕にした。前記クリーニング部材１２ｂは、厚さを２〔ｍｍ〕にし、帯電ローラ１２ａに常に圧接させ、ニップ幅を３〔ｍｍ〕にした。
【００４４】
なお、前記ウレタンスポンジを形成するための基材として使用されるポリエステル系のウレタンの硬さを、発泡させず、スポンジ状にしない状態で、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（高分子計器製）のタイプＡを使用して測定したところ、７３〔°〕であった。すなわち、ポリエステル系ウレタンの表面の硬さは、帯電ローラ１２ａの表面の硬さ６８〔°〕より大きい。
【００４５】
各表面粗さパラメータの値は、以下の方法を使用して測定した。
【００４６】
図７は本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの表面粗さを測定する方法を示す図である。
【００４７】
図において、１２ａは帯電ローラであり、該帯電ローラ１２ａの表面粗さは、表面粗度計ＳＥ−３５００、検出器ＰＵ−ＤＪ２Ｓ、円周粗さ測定装置ＳＲＭ−２００（小坂研究所製）等を使用して、帯電ローラ１２ａの表面に触針２１を当接させることによって測定した。また、帯電ローラ１２ａを矢印方向に回転させ、帯電ローラ１２ａの表面の凹凸の方向が、帯電動作時において帯電ローラ１２ａをクリーニング部材１２ｂ（図１）に対して摺動させたときと同じになるように、触針２１に対して逆目方向にした。
【００４８】
測定条件は、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に規定される粗さ曲線測定方法において、カットオフλｃを０．８〔ｍｍ〕に、基準長を０．８〔ｍｍ〕に、測定長を４．０〔ｍｍ〕に、送り速度を０．１〔ｍｍ／ｓ〕にした。また、複数のローラを使用し、各ローラごとに任意に長手方向において３箇所を選択し、周方向において３箇所を選択することによって９点を測定点とし、各ローラごとの平均値を算出した。
【００４９】
本実施例１において使用したプリンタにおいては、感光体ドラム１１の外径を３０〔ｍｍ〕にし、表面にポリカーボネートを含む層を形成し、印刷を行う際の感光体ドラム１１の回転速度を１２０〔ｒｐｍ〕にした。また、前記帯電ローラ１２ａに印加される電圧を約−１０５０〔Ｖ〕にした。そして、前記帯電ローラ１２ａは、感光体ドラム１１に接触し、従動して回転（連れ回り）させるようにした。
【００５０】
次に、前記構成の帯電装置１２を備えたプリンタを使用して印刷、すなわち、印字テストを行い、画像品位を評価するとともに、感光体ドラム１１の表面の電位を測定し、電位を確認した。
【００５１】
印字テストは、Ａ４判の用紙１８（図２）を使用し、縦送りで５万枚相当の印刷を行い、途中で１０００枚相当の印刷ごとに印字テストを行い、画像品位を評価した。評価される画像のパターンは、１〔％〕の濃度の印刷デューティから成る白紙、２０〔％〕の濃度の印刷デューティから成るハーフトーン、及び５０〔％〕の濃度の印刷デューティから成るハーフトーンとした。
【００５２】
画像品位の評価方法は、前記各画像のパターンについて、見本サンプルによって目視により判定する。見本サンプルは、横黒すじ、縦黒すじ、横白すじ、縦白すじ、縦帯、横帯、濃度むら等の各特徴ごとに、合格にすることのできる下限の画像である。目視による判定は、訓練された検査員によって官能評価され、印字テストにおいて得られた画質が前記見本サンプルより悪い場合、又は印字テストにおいて得られた画質が前記見本サンプルとほぼ等しく、判定に迷いが生じた場合、印字テストにおいて帯電ローラ１２ａは不合格とした。これに対して、印字テストにおいて得られた画質が見本サンプルより良い場合、印字テストにおいて帯電ローラ１２ａは合格とした。
【００５３】
また、電位測定においては、印字テストの開始前及び終了後に感光体ドラム１１の表面の電位を測定した。電位を測定する際、温度を２５〔℃〕、湿度を５０〔％〕、帯電ローラ１２ａに印加する電圧を−１０５０〔Ｖ〕とした。合否の判定方法は、印字テストの開始前の感光体ドラム１１の表面の電位の平均値と、印字テストの終了後の感光体ドラム１１の表面の電位の平均値との差Δｖ１が３０〔Ｖ〕以下であり、かつ、印字テストの終了後の感光体ドラム１１の表面の電位のばらつきを表す最大値と最小値との差Δｖ２が３０〔Ｖ〕以下である場合、電位測定において帯電ローラ１２ａは合格とし、前記差Δｖ１が３０〔Ｖ〕より大きいか、又は差Δｖ２が３０〔Ｖ〕より大きい場合、帯電ローラ１２ａは不合格とした。
【００５４】
図８は本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの印字テスト及び電位測定の評価結果を示す図である。なお、図において、横軸に帯電ローラ１２ａ（図１）の最大山高さＲｐを、縦軸に平均長さＲＳｍを採ってある。
【００５５】
図において、○は印字テスト及び電位測定において合格である帯電ローラ１２ａを、×は印字テスト及び電位測定のうちの少なくとも一方が不合格である帯電ローラ１２ａを示す。
【００５６】
最大山高さＲｐ及び平均長さＲＳｍの各値を表１に表す。
【００５７】
【表１】
2008122915.tif 000003
【００５８】
図８の破線で囲んだ範囲Ａ（最大山高さＲｐが３〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２００〔μｍ〕以下である範囲）に収まるすべての印字テスト及び電位測定において帯電ローラ１２ａは合格となる。
【００５９】
また、図８の破線で囲んだ範囲Ｂ（最大山高さＲｐが１０〔μｍ〕より大きく、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２４０〔μｍ〕以下である範囲、又は最大山高さＲｐが３〔μｍ〕以上、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが２００〔μｍ〕より大きく、かつ、２４０〔μｍ〕以下である範囲）に収まる場合、印字テスト及び電位測定の結果に○（合格）と×（不合格）とが混在することが分かる。この範囲Ｂは、実施例１における最大山高さＲｐと平均長さＲＳｍとの測定だけでは合否の判別が困難な領域、すなわち、グレーゾーンに相当する。実施例１においては、前記グレーゾーンを除外し、前記範囲Ａに含まれる帯電ローラ１２ａを選択的に使用するものとする。
【００６０】
そして、最大山高さＲｐが３〔μｍ〕より小さい帯電ローラ１２ａにおいては、平均長さＲＳｍによらず、すべての印字テスト及び電位測定の結果が×となることが分かる。これは、帯電ローラ１２ａの表面の凹凸が小さく、クリーニング部材１２ｂが帯電ローラ１２ａの表面を傷付けてしまい、画像に縦筋等の印字不良が発生するためである。また、最大山高さＲｐが１２〔μｍ〕より大きい帯電ローラ１２ａにおいては、同様に平均長さＲＳｍによらず、すべての印字テスト及び電位測定の結果が×となることが分かる。これは、帯電ローラ１２ａの表面の凹凸の隙間にトナー１６（図２）、外添剤等が詰まるので、クリーニングが不十分になり、帯電ローラ１２ａの表面にフィルミングが生じ、感光体ドラム１１の電位がばらついて画像に横筋、濃度むら等が発生するためである。
【００６１】
さらに、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕より小さい帯電ローラ１２ａにおいては、最大山高さＲｐによらず、すべての印字テスト及び電位測定の結果が×となることが分かる。これは、帯電ローラ１２ａの表面の凹凸の間隙が狭く、凹凸の隙間のクリーニングが不十分になり、帯電ローラ１２ａの表面にフィルミングが生じ、感光体ドラム１１の電位がばらついて画像に横筋、濃度むら等が発生するからである。
【００６２】
また、平均長さＲＳｍが２４０〔μｍ〕より大きい帯電ローラ１２ａにおいては、最大山高さＲｐによらず、すべての印字テスト及び電位測定の結果が×となることが分かる。これは、帯電ローラ１２ａの表面の凹凸の間隙が大きく、クリーニング部材１２ｂが帯電ローラ１２ａの表面を傷付け易くなり、画像に縦筋等の印字不良が発生し、更に、帯電ローラ１２ａの表面にフィルミングが生じ、感光体ドラム１１の電位がばらついて画像に横筋、濃度むら等が発生するためである。
【００６３】
このように、本実施の形態においては、帯電ローラ１２ａの表面粗さを最大山高さＲｐ及び平均長さＲＳｍで管理することによって、帯電ローラ１２ａの表面にフィルミングが生じるのを確実に防止することができ、感光体ドラム１１の帯電を均一化して画像品位を安定化させることができる。さらに、感光体ドラム１１への帯電を安定させて行うことができるので、帯電ローラ１２ａの耐久性を高くすることができ、帯電装置１２及びプリンタの耐久性を向上させることができる。
【００６４】
なお、前記ウレタンスポンジを形成するための基材として使用されるポリエステル系のウレタンの硬さを、発泡させず、スポンジ状にしない状態で、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（高分子計器製）のタイプＡを使用して測定したところ、７３〔°〕であった。すなわち、ポリエステル系ウレタンの表面の硬さは、帯電ローラ１２ａの表面の硬さ６８〔°〕より大きい。
【００６５】
すなわち、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（高分子計器製）のタイプＡを使用して測定したときに、前記ウレタンスポンジを形成するための基材として使用されるポリエステル系のウレタンの硬さが、帯電ローラ１２ａの表面の硬さより大きければ良く、例えば、本実施の形態においては、６８〔°〕より大きければ良い。
【００６６】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明をし、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
〔実施例２〕
本実施例２においては、前記実施例１と別の帯電部材としての帯電ローラ１２ａを使用し、クリーニング部材１２ｂとしてブチル系のゴム組成物から成るスポンジを使用した。該スポンジの硬度はアスカーＣで約２５〔°〕にして、スポンジの表面のセル数は約８０〔個／２５ｍｍ〕にした。
【００６７】
なお、前記スポンジを形成するための基材として使用されるブチル系のゴム組成物の硬さを、発泡させず、スポンジ状にしない状態で、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（高分子計器製）のタイプＡを使用して測定したところ、５６〔°〕であった。すなわち、ブチル系のゴム組成物の表面の硬さは、帯電ローラ１２ａの表面の硬さ６８〔°〕より小さい。
【００６８】
実施例１のクリーニング部材１２ｂであるポリエステル系のウレタンスポンジは、耐久性が高く、素材の硬度は帯電ローラ１２ａの表面より高い。これに対して、実施例２のクリーニング部材１２ｂに使用されるスポンジは、スポンジを構成するゴムの硬度が帯電ローラ１２ａの表面より低い。
【００６９】
次に、前記構成の帯電ローラ１２ａ及びクリーニング部材１２ｂを使用して実施例１と同じ評価を行った。
【００７０】
図９は本発明の第２の実施の形態における帯電ローラの印字テスト及び電位測定の評価結果を示す図である。なお、図において、横軸に帯電ローラ１２ａ（図１）の最大山高さＲｐを、縦軸に平均長さＲＳｍを採ってある。
【００７１】
図において、○は印字テスト及び電位測定において合格である帯電ローラ１２ａを、×は印字テスト及び電位測定のうちの少なくとも一方が不合格である帯電ローラ１２ａを示す。
【００７２】
最大山高さＲｐ及び平均長さＲＳｍの各値を表２及び３に表す。
【００７３】
【表２】
2008122915.tif 000004
【００７４】
【表３】
2008122915.tif 000005
【００７５】
図９の破線で囲んだ範囲Ａ（最大山高さＲｐが２〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２００〔μｍ〕以下の範囲）に収まるすべての印字テスト及び電位測定において帯電ローラ１２ａは合格となる。第１の実施の形態においては、最大山高さＲｐの下限が２〔μｍ〕とわずかに範囲が広くなっている。これは、クリーニング部材１２ｂにゴム組成物を使用して、帯電ローラ１２ａの表面の硬さよりクリーニング部材１２ｂを構成する材料の硬さを小さくすることで、第１の実施の形態よりもクリーニング部材１２ｂが帯電ローラ１２ａの表面を傷付けにくくなったためである。
【００７６】
また、図９の破線で囲んだ範囲Ｂ（最大山高さＲｐが１０〔μｍ〕より大きく、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２５０〔μｍ〕以下の範囲、又は最大山高さＲｐが２〔μｍ〕以上、かつ、１２〔μｍ〕以下の範囲であり、しかも、平均長さＲＳｍが２００〔μｍ〕より大きく、かつ、２５０〔μｍ〕以下である範囲）に収まる場合、印字テスト及び電位測定の結果に○と×とが混在することが分かる。この範囲Ｂは、実施例２における最大山高さＲｐと平均長さＲＳｍとの測定だけでは合否の判別が困難なグレーゾーンに相当する。実施例２においては、前記グレーゾーンを除外し、前記範囲Ａに含まれる帯電ローラ１２ａを選択的に使用するものとする。
【００７７】
なお、前記スポンジを形成するための基材として使用されるブチル系のゴム組成物の硬さを、発泡させず、スポンジ状にしない状態で、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（高分子計器製）のタイプＡを使用して測定したところ、５６〔°〕であった。すなわち、ブチル系のゴム組成物の表面の硬さは、帯電ローラ１２ａの表面の硬さ６８〔°〕より小さい。
【００７８】
また、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（高分子計器製）のタイプＡを使用して測定した値が帯電ローラ１２ａの表面の硬さと等しい場合も、帯電ローラ１２ａの表面の硬さより小さい場合と同様のクリーニング特性を有する。
【００７９】
すなわち、前記ブチル系のゴム組成物の硬さが帯電ローラ１２ａの表面の硬さと等しいか、又は小さければ良く、例えば、本実施の形態においては、６８〔°〕以下であれば良い。
【００８０】
なお、前記ブチル系のゴム組成物の硬さが小さすぎる場合、スポンジ状にしたときにセル目を確保することができず、容易に変形してしまうので、クリーニング特性が低くなってしまう。したがって、スポンジ基材のマイクロゴム硬度計ＭＤ−１（高分子計器製）のタイプＡを使用して測定した値が４０〔°〕以上であることが好ましく、４０〔°〕より小さい場合は良好なクリーニング特性を得ることができない。
【００８１】
この場合、クリーニング部材１２ｂのスポンジの硬度をアスカーＣで２５〔°〕としたが、別途、スポンジの硬度をパラメータに同様の印字テスト及び電位測定を行ったところ、スポンジの硬度が１５〜４０〔°〕の範囲では２５〔°〕の場合とほぼ同じ実験結果が得られた。したがって、発泡条件等を調整してクリーニング部材１２ｂのスポンジの硬度を１５〜４０〔°〕に設定することで、図８の破線で囲んだ範囲Ａで良好なクリーニング性を実現することができる。
【００８２】
このように、本実施の形態においては、帯電ローラ１２ａの表面粗さを最大山高さＲｐ及び平均長さＲＳｍによって管理するとともに、クリーニング部材１２ｂにスポンジを使用することによって、帯電ローラ１２ａの表面を傷付けにくくし、帯電ローラ１２ａの表面にフィルミングが生じない範囲を第１の実施の形態より広くすることができる。さらに、クリーニング部材１２ｂと帯電ローラ１２ａとの摺接に伴って発生する擦れ音を小さくすることができる。
【００８３】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明をし、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
〔実施例３〕
本実施例３においては、前記実施例１の印字テスト及び電位測定の結果において、合格と不合格が混在する範囲、すなわち、図８の破線で囲んだ範囲Ｂ（最大山高さＲｐが１０〔μｍ〕より大きく、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２４０〔μｍ〕以下である範囲、又は最大山高さＲｐが３〔μｍ〕以上、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが２００〔μｍ〕より大きく、かつ、２４０〔μｍ〕以下である範囲）に収まる場合について調査を行った。
【００８４】
本実施例においては、前記実施例１において使用された測定条件を測定条件１（第１の測定条件）としたとき、該測定条件１で測定された帯電部材としての帯電ローラ１２ａの表面粗さの測定データ及び前記測定条件１と異なる測定条件２（第２の測定条件）で測定された帯電ローラ１２ａの表面粗さの測定データを用いて、表面粗さの比較を行った。
【００８５】
すなわち、測定条件１において、カットオフλｃを０．８〔ｍｍ〕に、基準長を０．８〔ｍｍ〕に、測定長を４．００〔ｍｍ〕に、送り速度を０．１〔ｍｍ／ｓ〕にした。また、このときの最大山高さをＲｐ（ａ）にし、平均長さをＲＳｍにした。
【００８６】
そして、測定条件２において、カットオフλｃを２．５〔ｍｍ〕に、基準長を２．５〔ｍｍ〕に、測定長を１２．５〔ｍｍ〕に、送り速度を０．５〔ｍｍ／ｓ〕にした。また、このときの最大山高さをＲｐ（ｂ）にした。
【００８７】
なお、表面粗さの測定は、印字テストを行う前に行った。また、測定条件１及び２において、測定器は実施例１と同じ表面粗度計ＳＥ−３５００を使用し、測定方法は実施例１で行われたＪＩＳＢ０６０１：２００１に規定される粗さ曲線測定方法を使用した。
【００８８】
ところで、最大山高さは、基準長における粗さ曲線の各山高さのうちの最大値で表されるので、一般的に、基準長が長いほど山高さの大きい山が含まれる可能性が高くなり、最大山高さは大きくなる。したがって、測定条件１では、基準長が０．８〔ｍｍ〕であり、測定条件２では、基準長が２．５〔ｍｍ〕であって、互いに異なるので、一般的には、測定条件１及び２で得られる最大山高さＲｐ（ａ）、Ｒｐ（ｂ）が互いに異なる値を採り、最大山高さＲｐ（ｂ）は最大山高さＲｐ（ａ）より大きくなる。
【００８９】
図１０は本発明の第３の実施の形態における測定条件の差を示す第１の図、図１１は本発明の第３の実施の形態における測定条件の差を示す第２の図である。
【００９０】
図１０に示される山高さのばらつきが小さい粗さ曲線と、図１１に示される山高さのばらつきが大きい粗さ曲線とを比較すると、山高さのばらつきが小さい粗さ曲線においては、最大山高さＲｐ（ｂ）、Ｒｐ（ａ）の差が小さく、山高さのばらつきが大きい粗さ曲線においては、最大山高さＲｐ（ｂ）、Ｒｐ（ａ）の差が大きい。
【００９１】
そこで、最大山高さＲｐ（ｂ）を最大山高さＲｐ（ａ）で除算することによって得られる値を粗さ指標γ
γ＝Ｒｐ（ｂ）／Ｒｐ（ａ）
とすると、粗さ指標γが１．０に近づくほど、表面粗さが均一であることが分かり、粗さ指標γが大きいほど表面粗さが不均一であることが分かる。
【００９２】
実施例３の帯電ローラ１２ａの表面粗さを、粗さ測定条件１及び２で測定した結果を表４に表す。
【００９３】
【表４】
2008122915.tif 000006
【００９４】
表４に示されるように、印字テスト及び電位測定の結果において、図８の破線で囲まれた範囲Ｂ（最大山高さＲｐが１０〔μｍ〕より大きく、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２４０〔μｍ〕以下である範囲、又は最大山高さＲｐが３〔μｍ〕以上、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが２００〔μｍ〕より大きく、かつ、２４０〔μｍ〕以下である範囲）において、粗さ指標γが
γ≦１．２
である場合が合格となり、粗さ指標γが
γ＞１．２
である場合が不合格となることが分かる。また、粗さ指標γが
γ＞１．２
である場合、表面粗さが不均一であるので、帯電ローラ１２ａをクリーニング部材１２ｂによって均一に摺接させることができず、帯電ローラ１２ａの表面にフィルミングが生じ、帯電ローラ１２ａは感光体ドラム１１を安定させて帯電させることかできず、画像品位が低下してしまう。これに対して、粗さ指標γが
γ≦１．２
である場合、表面粗さが均一であるので、帯電ローラ１２ａをクリーニング部材１２ｂによって均一に摺接させることができ、帯電ローラ１２ａの表面にフィルミングが生じることがない。したがって、帯電ローラ１２ａは感光体ドラム１１を安定させて帯電させることができ、画像品位を向上させることができる。
【００９５】
このように、本実施の形態においては、実施例１のグレーゾーンにおいて、帯電ローラ１２ａの表面粗さを、平均長さＲｓｍ、測定条件１で測定された最大山高さＲｐ（ａ）及び粗さ指標γで管理することによって、帯電ローラ１２ａの表面にフィルミングが生じるのを確実に防止することができ、感光体ドラム１１を安定させて帯電させることができ、画像品位を向上させることができる。さらに、感光体ドラム１１を安定させて帯電させることができるので、帯電ローラ１２ａの耐久性を高くすることができ、帯電装置１２及びプリンタの耐久性を高くすることができる。
【００９６】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明をし、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
〔実施例４〕
本実施例４においては、前記実施例２の印字テスト及び電位測定の結果において、合格と不合格が混在する範囲、すなわち、図９の破線で囲まれた範囲Ｂ（最大山高さＲｐが１０〔μｍ〕より大きく、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２５０〔μｍ〕以下である範囲、又は最大山高さＲｐが２〔μｍ〕以上、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが２００〔μｍ〕より大きく、かつ、２５０〔μｍ〕以下である範囲）に収まる場合について調査を行った。
【００９７】
本実施例においては、前記実施例２において使用された測定条件を測定条件１（第１の測定条件）としたとき、該測定条件１で測定された帯電部材としての帯電ローラ１２ａの表面粗さの測定データ及び前記測定条件１と異なる測定条件２（第２の測定条件）で測定された帯電ローラ１２ａの表面粗さの測定データを用いて、表面粗さの比較を行った。
【００９８】
すなわち、測定条件１において、カットオフλｃを０．８〔ｍｍ〕に、基準長を０．８〔ｍｍ〕に、測定長を４．００〔ｍｍ〕に、送り速度を０．１〔ｍｍ／ｓ〕にした。また、このときの最大山高さをＲｐ（ａ）にし、平均長さをＲＳｍにした。
【００９９】
また、測定条件２において、カットオフλｃを２．５〔ｍｍ〕に、基準長を２．５〔ｍｍ〕に、測定長を１２．５〔ｍｍ〕に、送り速度を０．５〔ｍｍ／ｓ〕にした。また、このときの最大山高さをＲｐ（ｂ）にした。
【０１００】
なお、表面粗さの測定は、印字テストを行う前に行った。また、測定条件１及び２において、測定器は実施例２と同じ表面粗度計ＳＥ−３５００を使用し、測定方法は実施例１で行われたＪＩＳＢ０６０１：２００１に規定される粗さ曲線測定方法を使用した。
【０１０１】
前記実施例３と同様に、最大山高さＲｐ（ｂ）を最大山高さＲｐ（ａ）で除算することによって得られる値を粗さ指標γ
γ＝Ｒｐ（ｂ）／Ｒｐ（ａ）
としたとき、実施例４の帯電ローラ１２ａの表面粗さを、粗さ測定条件１及び２で測定した結果を表５に表す。
【０１０２】
【表５】
2008122915.tif 000007
【０１０３】
表５に示されるように、印字テスト及び電位測定の結果において、図９の破線で囲まれた範囲Ｂ（最大山高さＲｐが１０〔μｍ〕より大きく、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが４０〔μｍ〕以上、かつ、２５０〔μｍ〕以下の範囲、又は最大山高さＲｐが２〔μｍ〕以上、かつ、１２〔μｍ〕以下であり、しかも、平均長さＲＳｍが２００〔μｍ〕より大きく、かつ、２５０〔μｍ〕以下である範囲）において、粗さ指標γが
γ≦１．２
である場合が合格となり、粗さ指標γが
γ＞１．２
である場合が不合格となることが分かる。
【０１０４】
また、前記実施例３と同様に、粗さ指標γが
γ＞１．２
である場合、表面粗さが不均一であるので、帯電ローラ１２ａをクリーニング部材１２ｂによって均一に摺接させることができず、帯電ローラ１２ａの表面にフィルミングが生じ、帯電ローラ１２ａは感光体ドラム１１を安定させて帯電させることができず、画像品位が低下してしまう。これに対して、粗さ指標γが
γ≦１．２
である場合、表面粗さが均一であるので、帯電ローラ１２ａをクリーニング部材１２ｂによって均一に摺接させることができ、帯電ローラ１２ａの表面にフィルミングが生じることがない。したがって、帯電ローラ１２ａは感光体ドラム１１を安定させて帯電させることができ、画像品位を向上させることができる。
【０１０５】
このように、本実施の形態においては、実施例２のグレーゾーンにおいて、帯電ローラ１２ａの表面粗さを、平均長さＲｓｍ、測定条件１で測定された最大山高さＲｐ（ａ）及び粗さ指標γで管理することによって、帯電ローラ１２ａの表面にフィルミングが生じるのを確実に防止することができ、感光体ドラム１１を安定させて帯電させることができ、画像品位を向上させることができる。さらに、感光体ドラム１１を安定させて帯電させることができるので、帯電ローラ１２ａの耐久性を高くすることができ、帯電装置１２及びプリンタの耐久性を高くすることができる。
【０１０６】
さらに、クリーニング部材１２ｂと帯電ローラ１２ａとの摺接に伴って発生する摺れ音を小さくすることができる。
【０１０７】
前記各実施の形態においては、画像形成装置のうちのプリンタについて説明しているが、本発明を、画像処理装置のうちの複写機、ファクシミリ装置、複合機等に適用することができる。
【０１０８】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における帯電装置の概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの表面の粗さ曲線を示す第１の図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの表面の粗さ曲線を示す第２の図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの表面の粗さ曲線を示す第３の図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの表面の粗さ曲線を示す第４の図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの表面粗さを測定する方法を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの印字テスト及び電位測定の評価結果を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における帯電ローラの印字テスト及び電位測定の評価結果を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における測定条件の差を示す第１の図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における測定条件の差を示す第２の図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１１    感光体ドラム
１２    帯電装置
１２ａ    帯電ローラ
１２ｂ    クリーニング部材
１３    ＬＥＤヘッド
１４    現像器
１６    トナー
１７    転写ローラ
１８    用紙
２０    定着器
【図１】
2008122915.tif 000008
【図２】
2008122915.tif 000009
【図３】
2008122915.tif 000010
【図４】
2008122915.tif 000011
【図５】
2008122915.tif 000012
【図６】
2008122915.tif 000013
【図７】
2008122915.tif 000014
【図８】
2008122915.tif 000015
【図９】
2008122915.tif 000016
【図１０】
2008122915.tif 000017
【図１１】
2008122915.tif 000018