(57)【要約】【課題】像担持体、対向部材、位置決め部材が回転接触によって摩耗することを抑制し、像担持体と対向部材との位置関係が変動することがない画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１と、感光体１に対向配置される帯電ローラ１０と、帯電ローラ１０に設けられたスペーサ部材１４とを有し、スペーサ部材１４に潤滑部材２１を塗布しながら、スペーサ部材１４を感光体１表面に回転自在に当接させて、感光体１と帯電ローラ１０との位置関係を維持する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体若しくは該像担持体に対向配置される対向部材の一方に設けた位置決め部材を他方の表面に回転自在に当接させて、該像担持体と該対向部材とが所定の位置関係を維持して対向するように構成した画像形成装置において、
上記位置決め部材、該位置決め部材に当接する該像担持体の当接部分、若しくは該位置決め部材に当接する該対向部材の当接部分の少なくともいずれかに潤滑性のある潤滑物質を保持することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記位置決め部材に当接する上記像担持体の当接部分、若しくは該位置決め部材に当接する上記対向部材の当接部分に潤滑物質を供給する潤滑物質供給手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記潤滑物質供給手段は、ファーブラシで構成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２の画像形成装置において、
上記潤滑物質供給手段は、潤滑物質を含有する弾性体で構成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２の画像形成装置において、
上記潤滑物質供給手段は、潤滑物質を間欠的に供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２の画像形成装置において、
上記潤滑物質供給手段は、上記位置決め部材が当接する上記像担持体の当接部分、若しくは該位置決め部材が当接する上記対向部材の当接部分に対して接離可能に構成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１の画像形成装置において、
上記位置決め部材が上記潤滑物質を含有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１の画像形成装置において、
上記像担持体の非画像領域が潤滑物質を含有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の画像形成装置において、
上記対向部材を帯電部材で構成し、上記位置決め部材を該帯電部材の非帯電部分に装着し、上記像担持体と該帯電ローラとの間にギャップを形成して該像担持体の帯電を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
上記位置決め部材は、電気絶縁体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項９の画像形成装置において、
上記像担持体と上記帯電部材との間に形成されるギャップは、該像担持体に担持される画像の現像剤に使用されるトナーの粒径よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項９の画像形成装置において、
上記像担持体と上記帯電部材との間に形成されるギャップは、該像担持体に担持される画像の２成分現像剤に使用されるキャリアの粒径よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項９の画像形成装置において、
上記像担持体と上記帯電部材との間に形成されるギャップは、１００μｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項９の画像形成装置において、
上記帯電部材は、帯電電圧が印加される導電性基体と、該基体に積層された抵抗層と、該抵抗層に積層された電子伝導性表層とから構成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１４の画像形成装置において、
上記帯電部材の上記表層の抵抗値は、上記抵抗層の抵抗値よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項９の画像形成装置において、
上記帯電部材は、像担持体方向に加圧されていることを特徴とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項９の画像形成装置において、
上記帯電部材に対して、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項９の画像形成装置において、
上記像担持体に担持される画像の現像剤に使用されるトナーの平均円形度が０．９６以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項９の画像形成装置において、
上記像担持体がアモルファスシリコン系表層を有する感光体として構成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項９の画像形成装置において、
上記像担持体がフィラーを分散した有機光導電体からなる表層を有する感光体として構成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
請求項９の画像形成装置において、
上記像担持体と上記帯電部材とが一体的に組み付けられ、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
請求項２１の画像形成装置において、
上記プロセスカートリッジが、上記像担持体に当接する当接部材を具備することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体若しくは該像担持体に対向配置される対向部材の一方に設けた位置決め部材を他方の表面に回転自在に当接させて、該像担持体と該対向部材とが所定の位置関係を維持して対向するように構成した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、像担持体と帯電部材との間にギャップを形成し、像担持体と帯電部材の間に電圧を印加して像担持体の表面を帯電する非接触方式の帯電装置がある。この非接触方式の帯電装置は、帯電部材が像担持体の表面に接触しないため、帯電部材が汚れるという不具合を抑制し、像担持体表面が早期に劣化するという不具合を防止することができる。
【０００３】
このような非接触方式の帯電装置では、例えば、帯電部材である帯電ローラの両端部に位置決め部材としてのフィルム材を周方向に巻き付けて貼着し、帯電ローラと感光体との間にギャップを形成している（特許文献１参照）。また、帯電ローラの非帯電有効領域に段差若しくは溝を設け、この段差若しくは溝に位置決め部材を装着し、帯電ローラの帯電有効領域と感光体との間にギャップを形成した帯電装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、ドラム状感光体のフランジ部分に位置決め部材としての凸部を形成し、帯電ローラの両端部に接触させることで、帯電ローラと感光体との間にギャップを形成した帯電装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
さらには、例えば、帯電ローラの芯金の両端部にローラ径よりも大きい径のコロ状の位置決め部材を設け、この位置決め部材部材を感光体の塗工部よりも固い材料で構成された両側の非塗工部にそれぞれ当接させている。そして、帯電ローラと感光体の塗工部との間にギャップを形成する帯電装置が提案されている（特許文献４参照）。また、帯電ローラの両端部に位置決め部材としてのテープ部材を周方向に巻き付け、テープ部材を感光体の塗工部に接触させ、帯電ローラと感光体の塗工部との間にギャップを形成する帯電装置が提案されている（特許文献５参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１９４８６８号公報
【特許文献２】
特開２００２−５５５０８号公報
【特許文献３】
特開２００１−２４９５７５号公報
【特許文献４】
特開２００１−３１２１２１号公報
【特許文献５】
特開２００１−３５０３２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したいずれの帯電装置においても、感光体が回転している。そのため、特許文献１乃至３のいずれの帯電装置においては、位置決め部材自体、位置決め部材に当接している感光体部分若しくは帯電ローラ部分が長時間の使用による回転接触によって摩耗してしまうことが避けられない。特許文献４の帯電装置においては、位置決め部材が感光体の塗工部に接触する場合に比べ、感光体の位置決め部材による摩耗量が低減される。また、特許文献５の帯電装置においては、テープ部材を感光体の塗工部よりも固い材料で構成された非塗工部に接触させる場合に比べて、テープ部材の摩耗や傷つきを少なくすることができる。しかしながら、特許文献４及び５の帯電装置においても、位置決め部材、位置決め部材に当接する感光体の当接部分の摩耗のスピードを緩慢にさせているだけである。このように、位置決め部材、位置決め部材に当接している感光体の当接部分若しくは位置決め部材に当接している帯電ローラの当接部分の回転接触による摩耗が避けられない。回転接触による摩耗によって、感光体と帯電ローラとの間のギャップの距離が小さくなると、感光体に付着している付着物が帯電ローラに転移しやすくなる。帯電ローラの表面に絶縁性の付着物が広い範囲に亘って付着すると、その付着部分で放電が生じなくなり、感光体表面に帯電むらが発生する。また、放電による電界が付着物部分に集中して異常放電が発生すると、感光体へのダメージが大きくなる。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的とするところは、像担持体、対向部材、位置決め部材が回転接触することによって摩耗することを抑制し、像担持体と対向部材との位置関係が変動することがない画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体若しくは該像担持体に対向配置される対向部材の一方に設けた位置決め部材を他方の表面に回転自在に当接させて、該像担持体と該対向部材とが所定の位置関係を維持して対向するように構成した画像形成装置において、上記位置決め部材、該位置決め部材に当接する該像担持体の当接部分、若しくは該位置決め部材に当接する該対向部材の当接部分の少なくともいずれかに潤滑性のある潤滑物質を保持することを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記位置決め部材に当接する上記像担持体の当接部分、若しくは該位置決め部材に当接する上記対向部材の当接部分に潤滑物質を供給する潤滑物質供給手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記潤滑物質供給手段は、ファーブラシで構成されることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記潤滑物質供給手段は、潤滑物質を含有する弾性体で構成されることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記潤滑物質供給手段は、潤滑物質を間欠的に供給することを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記潤滑物質供給手段は、上記位置決め部材が当接する上記像担持体の当接部分、若しくは該位置決め部材が当接する上記対向部材の当接部分に対して接離可能に構成されることを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記位置決め部材が上記潤滑物質を含有することを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記像担持体の非画像領域が潤滑物質を含有することを特徴とするものである。
請求項９の発明は、請求項１乃至８の画像形成装置において、上記対向部材を帯電部材で構成し、上記位置決め部材を該帯電部材の非帯電部分に装着し、上記像担持体と該帯電ローラとの間にギャップを形成して該像担持体の帯電を行うことを特徴とするものである。
請求項１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記位置決め部材は、電気絶縁体であることを特徴とするものである。
請求項１１の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記像担持体と上記帯電部材との間に形成されるギャップは、該像担持体に担持される画像の現像剤に使用されるトナーの粒径よりも大きいことを特徴とするものである。
請求項１２の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記像担持体と上記帯電部材との間に形成されるギャップは、該像担持体に担持される画像の２成分現像剤に使用されるキャリアの粒径よりも大きいことを特徴とするものである。請求項１３の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記像担持体と上記帯電部材との間に形成されるギャップは、１００μｍ以下であることを特徴とするものである。
請求項１４の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記帯電部材は、帯電電圧が印加される導電性基体と、該基体に積層された抵抗層と、該抵抗層に積層された電子伝導性表層とから構成されることを特徴とするものである。
請求項１５の発明は、請求項１４の画像形成装置において、上記帯電部材の上記表層の抵抗値は、上記抵抗層の抵抗値よりも高いことを特徴とするものである。
請求項１６の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記帯電部材は、像担持体方向に加圧されていることを特徴とすることを特徴とするものである。
請求項１７の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記帯電部材に対して、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加することを特徴とするものである。
請求項１８の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記像担持体に担持される画像の現像剤に使用されるトナーの平均円形度が０．９６以上であることを特徴とするものである。
請求項１９の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記像担持体がアモルファスシリコン系表層を有する感光体として構成されることを特徴とするものである。
請求項２０の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記像担持体がフィラーを分散した有機光導電体からなる表層を有する感光体として構成されることを特徴とするものである。
請求項２１の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記像担持体と上記帯電部材とが一体的に組み付けられ、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されることを特徴とするものである。
請求項２２の発明は、請求項２１の画像形成装置において、上記プロセスカートリッジが、上記像担持体に当接する当接部材を具備することを特徴とするものである。
この画像形成装置においては、像担持体と位置決め部材とが回転接触しても、像担持体と位置決め部材とが当接する部位に潤滑物質を保持するため、像担持体若しくは位置決め部材の摩耗が抑制される。よって、長期の使用に亘っても像担持体と対向部材との位置関係が変動することがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像形成装置であるタンデム式フルカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）に適用した実施形態について説明する。図１に、後述する各実施形態に共通した構成を有するプリンタの一例を示す。このプリンタは、イエロー、マゼンダ、シアン、黒の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋが中間転写体１０２の移動方向上流側から順に所定のピッチで配置されている。ここで、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。また、このプリンタは、図示しないが複数枚の記録紙Ｐを収納する給紙カセットを備えている。給紙カセット内の記録紙Ｐは、図示しない給紙ローラにより１枚ずつレジストローラ対でタイミング調整された後、紙転写部１０３に送り出される。
【０００９】
図２に、上記トナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋのうちの、１つのトナー像形成部の概略構成を拡大して示す。各トナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋは、それぞれ同じ構成となっている。図２において、感光体１は、画像形成動作の開始に伴って矢印Ａ方向に回転駆動される。感光体１の周囲には、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、感光体クリーニング装置６、除電装置７等が配置される。
【００１０】
上記構成のプリンタにおいて、感光体１は、図中矢印Ａ方向に回転駆動され、帯電装置２によって一様に帯電される。帯電装置２については後で詳しく説明する。帯電装置２によって一様に帯電された感光体１には、露光装置３から画像データに基づいて変調されたレーザが照射されて静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置４によって現像されてトナー画像として可視像化される。そして、感光体１上に形成されたトナー画像は、転写装置５によって中間転写体１０２に転写される。これをイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色分行う。これにより、中間転写体１０２には、４色重ね合わされたカラーのトナー画像が形成される。なお、図２に示した転写装置５は転写ローラにより構成しているが、転写ブラシ、転写ブレード、若しくはコロナワイヤを有するコロナ放電器より、転写装置を構成してもよい。
【００１１】
次いで、中間転写体１０２上に形成されたカラーのトナー画像は、所定のタイミングで紙転写部１０３に搬送された記録紙Ｐ上に転写される。トナー画像が転写された記録紙Ｐは、図示しない定着部に搬送される。定着部は、内蔵ヒータにより所定の定着温度に加熱される定着ローラと、定着ローラに所定圧力で押圧される加圧ローラとを備える。定着部を通った記録紙Ｐは、熱と圧力の作用によってトナー画像が定着され、図示しない排紙トレー上に排出される。
【００１２】
一方、トナー画像転写後の感光体１は、感光体クリーニング装置６によって転写残トナーが除去されて清浄面化され、除電装置７により残留電位が消去された後、繰り返し画像形成に使用される。なお、感光体クリーニング装置６は、ブレードで感光体１上の残留トナーを掻き落とすものに限るものではなく、例えばファーブラシで感光体１上の残留トナーを掻き落とすものであってもよい。また、感光体クリーニング装置６を省略し、転写残トナーを現像装置４により除去するように構成してもよい。
【００１３】
次に、帯電装置２について詳細に説明する。図３は、帯電装置の概略構成を説明する断面図である。図４は、帯電装置の概略構成を説明する斜視図である。帯電装置２は、図３に示すように、感光体１に対向配置された対向部材としての帯電ローラ１０を備えている。この帯電ローラ１０は、図３に示すように、円柱状に形成された導電性の基体１１と、基体１１に固定された円筒状の抵抗層１２と、抵抗層１２の外周面に積層された表層１３とを有している。
【００１４】
この帯電ローラ１０の基体１１には、直径が８〜２０ｍｍのステンレス綱や、軽量化の点からアルミニウム等の高い剛性と導電性を有する金属材料や、１０２Ω・ｃｍ以下の高剛性の導電性樹脂等を用いることができる。抵抗層１２は、体積抵抗率が１０５乃至１０９Ω・ｃｍ程に設定され、ベース材に導電性材料を分散させた材料から構成される。抵抗層１２のベース材には、ＰＥ樹脂等のオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂、ＰＭＭＡ樹脂等のスチレン系樹脂等の加工性のよい汎用性樹脂を用いることができる。抵抗層１２の導電性材料には、金属イオン錯体、カーボンブラック、イオン系分子等を用いることができる。表層１３は、体積抵抗率１０６乃至１０１０Ω・ｃｍ程に設定され、ベース材に導電性材料を分散させた材料から構成される。表層１３のベース材には、フッ素樹脂、シリコン樹脂等を用いることができ、特にトナーが固着し難い材料を選択することが好ましい。表層１３の導電材には、カーボンブラック、酸化インジウム等の金属酸化物からなる電子伝導性導電剤を用いることができる。
【００１５】
上記構成の帯電ローラ１０は、図４に示すように、感光体１表面に対向し、かつ感光体１に対して平行に延びている。本実施形態の帯電ローラ１０は、その長手方向（軸方向）の寸法が最大画像幅Ａ４横（約２９０ｍｍ）よりも少し長く設定されている。そして、この帯電ローラ１０は、その長手方向両端部に位置決め部材としてのスペーサ部材１４が１つずつ設けられ、これらスペーサ部材１４を感光体１の両端部の非画像形成領域に当接させている。これにより、スペーサ部材１４は、感光体１の画像形成領域と感光体１の画像形成領域に対向する帯電ローラ部分との間にギャップＨを形成する。本実施形態のスペーサ部材１４は、帯電ローラ１０の表層１３の外周面に１周分巻き付けられ接着されたフィルム材により構成され、フィルム材の外径が帯電ローラの帯電部分の外径よりもわずかに大きくなるように構成されている。ファイル材の構成材料については後述する。ここで、ギャップＨは、感光体１表面と帯電ローラ１０表面との距離が５〜１００μｍ、好ましくは３０〜６５μｍに設定される。本実施形態では、ギャップＨを５５μｍに設定した。
【００１６】
画像形成時、上記構成の帯電ローラ１０は感光体１の回転に従動して回転し、帯電ローラ１０表面が感光体１表面の移動方向と同方向に移動する。このとき、帯電ローラ１０の基体１１には、帯電用の電源１５が接続され、帯電ローラ１０に所定の帯電電圧が印加される。これにより、感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨで放電が起こり、感光体１の被帯電面が均一に帯電される。なお、本実施形態に係る帯電ローラ１０は、感光体１に従動回転する構成としたが、図示しない駆動装置によって回転駆動させても、静止した状態であってもよい。
【００１７】
ところで、上述した画像形成装置においては、画像形成時、感光体１とスペーサ部材１４が常に回転接触している。そのため、スペーサ部材１４、若しくはスペーサ部材１４に当接する感光体１の当接部分が回転接触によって摩耗し、ギャップＨの大きさが変化してしまう虞がある。この問題は、以下に説明する各実施形態に係る画像形成装置を用いることにより解決することができる。なお、以下の実施形態に係る画像形成装置の各構成要素のうち、図１乃至図４に示したプリンタの各構成要素と同等の構成及び機能を有するものには、このプリンタの各構成要素に付した符号と同符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
（実施形態１）
実施形態１に係る画像形成装置は、上記構成のプリンタの構成に加えて、以下の特徴を有する。図５に、実施形態１に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す。この画像形成装置は、潤滑物質２１をスペーサ部材１４に接触させて、潤滑物質２１をスペーサ部材１４に塗布する。ここで、潤滑物質２１には、例えば、固形状のフッ化物、フッ素系樹脂、ステアリン酸亜鉛等を用いることができる。また、ステアリン酸亜鉛、シリコーンオイル、フッ素系オイル、天然ワックス等の液状の潤滑剤を用いるときは、ガス状にして噴霧する等の外添法も用いることができる。このように、潤滑物質２１をスペーサ部材１４に塗布することによって、スペーサ部材１４の表面に非常に薄い潤滑物質２１からなる被膜が形成される。よって、感光体１とスペーサ部材１４とは、両者の間に潤滑物質２１からなる被膜を挟んだ状態で回転接触する。感光体１とスペーサ部材１４とが直接接触して回転接触する場合に比べ、感光体１とスペーサ部材１４の摩耗を確実に低減させることができる。また、潤滑物質２１は、帯電ローラ１０の非帯電部分に供給され、感光体１の画像形成領域に達することがないので、感光体１の表面状態は変わることがなく、画像の乱れも発生しない。
【００１９】
（実施形態２）
実施形態２に係る画像形成装置は、上記プリンタの構成に加えて、以下の特徴を有する。図６に、実施形態２に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す。この画像形成装置は、潤滑物質２１をスペーサ部材１４が当接する感光体１の当接部分に接触させて、潤滑物質２１を塗布する。潤滑物質２１が塗布される感光体１の当接部分は図６中図示されていないが、感光体１の長手方向両端部の非画像形成領域部分である。潤滑物質２１には、実施形態１と同様のものを用いることができる。このように、潤滑物質２１をスペーサ部材１４に接する感光体１の当接部分に塗布することによって、感光体１の表面に非常に薄い潤滑物質２１からなる被膜が形成される。よって、感光体１とスペーサ部材１４とは、両者の間に潤滑物質２１からなる被膜を挟んだ状態で回転接触する。感光体１とスペーサ部材１４とが直接接触して回転接触する場合に比べ、回転接触によるスペーサ部材１４と感光体１の摩耗を確実に低減させることができる。また、潤滑物質２１は、感光体１の非画像形成領域に供給されるので、感光体１の表面状態は変わることがなく、画像の乱れも発生しない。なお、本実施形態においては、潤滑部材２１が感光体クリーニング装置６よりも感光体１の回転方向下流側に配置されるが、潤滑部材２１の配置箇所は特に限定されない。
【００２０】
（実施形態３）
実施形態３に係る画像形成装置は、上記プリンタの構成に加えて、以下の特徴を有する。図７に、本実施形態３に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す。スペーサ部分１４に形成された潤滑物質２１の被膜にムラがあると、感光体１とスペーサ部分１４とが直接接触する部分から摩耗してしまう。そこで、本実施形態に係る画像形成装置は、潤滑物質供給手段としてのファーブラシ２２を介して潤滑物質２１をスペーサ部材１４に塗布する。ファーブラシ２２は、スペーサ部材１４の回転に従動回転しながら、ブラシ繊維に一旦保持した潤滑物質２１潤滑物質２１をスペーサ部材１４に塗布する。潤滑物質２１には、例えば、粉末状、固形状、液体状のフッ素系樹脂、ステアリン酸亜鉛、シリコーンオイル、フッ素系オイル、天然ワックス等の液状の潤滑剤を用いることができる。このように、潤滑物質供給手段としてファーブラシ２２を用いることにより、潤滑物質２１をスペーサ部材１４にムラなく均一に供給することが可能となる。また、このとき、ファーブラシ２２のスペーサ部材１４に対する加圧力を調整することにより、潤滑物質２１の供給量も調整することができる。
【００２１】
（実施形態４）
実施形態４に係る画像形成装置は、上記プリンタの構成に加えて、以下の特徴を有する。図８に、実施形態４に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す。スペーサ部分１４と感光体１との当接部位に形成された潤滑物質２１の被膜にムラがあると、スペーサ部分１４と感光体１とが直接接触する部分から摩耗してしまう。そこで、本実施形態に係る画像形成装置は、潤滑物質供給手段としてのファーブラシ２２を介して潤滑物質２１を感光体１に塗布する。潤滑物質２１が塗布される感光体１の当接部分は図８中図示されていないが、感光体１の長手方向両端部の非画像形成領域部分である。ファーブラシ２２は、感光体１の回転に従動回転しながら、ブラシ繊維に一旦保持した潤滑物質２１を感光体１に塗布する。潤滑物質２１には、実施形態３と同様のものを用いることができる。このように、潤滑物質供給手段としてファーブラシ２２を用いることにより、潤滑物質２１を感光体１にムラなく均一に供給することが可能となる。また、このとき、ファーブラシ２２の感光体１に対する加圧力を調整することにより、潤滑物質２１の供給量も調整することができる。
【００２２】
（実施形態５）
実施形態５に係る画像形成装置は、上記プリンタの構成に加えて、以下の特徴を有する。図９に、実施形態５に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す。スペーサ部分１４に形成された潤滑物質２１の被膜にムラがあると、スペーサ部分１４と感光体１とが直接接触する部分から摩耗してしまう。そこで、本実施形態に係る画像形成装置は、潤滑物質供給手段としての弾性体よりなるスポンジパッド２３を介して潤滑物質をスペーサ部材１４に塗布する。スポンジパッド２３は、予め潤滑物質２１を保持した状態でスペーサ部材１４表面に対して均一に押し当たられ、スペーサ部材１４に潤滑物質２１を塗布する。潤滑物質２１には、例えば、液体状のフッ素系樹脂、ステアリン酸亜鉛、シリコーンオイル、フッ素系オイル、天然ワックス等の潤滑剤を用いることができる。潤滑物質供給手段としてスポンジパッド２３を用いることにより、潤滑物質２１を感光体１にムラなく均一に供給することが可能となる。また、このとき、スポンジパッド２３のスペーサ部材１４に対する加圧力を調整することにより、潤滑物質２１の供給量も調整することができる。
【００２３】
（実施形態６）
実施形態６に係る画像形成装置は、上記プリンタの構成に加えて、以下の特徴を有する。図１０に、実施形態６に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す。スペーサ部分１４と感光体とが当接する部位に形成された潤滑物質２１の被膜にムラがあると、スペーサ部分１４と感光体１とが直接接触する部分から摩耗してしまう。そこで、本実施形態に係る画像形成装置は、潤滑物質供給手段としての弾性体よりなるスポンジパッド２３を感光体１に塗布する。潤滑物質２１が塗布される感光体１の当接部分は図１０中図示されていないが、感光体１の長手方向両端部の非画像形成領域部分である。スポンジパッド２３を感光体１へ押し当てる場合、押圧によっては感光体１に摺擦傷を生じさせる可能性があるが、軽く当接すれば問題はない。潤滑物質供給手段としてスポンジパッド２３を用いることにより、潤滑物質を感光体１にムラなく均一に供給することが可能となる。また、このとき、スポンジパッド２３の感光体１に対する加圧力を調整することにより、潤滑物質２１の供給量も調整することができる。
【００２４】
（実施形態７）
実施形態７に係る画像形成装置は、実施形態３乃至６で説明したプリンタの構成に加えて、以下の特徴を有する。スペーサ部材１４と感光体１とが当接する部位に潤滑物質２１が過剰に供給されると、感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨが増大し、異常放電が発生してしまう。そこで、本実施形態に係る画像形成装置は、ファーブラシ２２やスポンジパッド２３等の潤滑物質供給手段を、スペーサ部材１４若しくは感光体１に対し接離可能に構成し、潤滑物質２１を一定間隔おいて間欠的に供給できるようにする。例えば、５０乃至２００枚出力する毎に３０秒だけファーブラシ２２やスポンジパッド２３等の潤滑物質供給手段をスペーサ部材１４若しくは感光体１に接触させて潤滑物質２１を塗布すればよい。このように、間欠的に潤滑物質を供給することにより、スペーサ部分１４と感光体１の間に適量の潤滑部材を供給することができる。
【００２５】
（実施形態８）
実施形態８に係る画像形成装置は、上記プリンタの構成に加えて、以下の特徴を有する。図１１に、実施形態８に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す。この画像形成装置は、スペーサ部材１４が潤滑物質を含有している。ここで、スペーサ部材１４には、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及びその共重合体（ＰＦＡ、ＦＥＰ等）等のフッ素樹脂、ポリイミド樹脂等々を用いることができる。また、これら樹脂にグラファイト、二硫化モリブデン、四フッ化エチレン樹脂、フッ化グラファイト、パラフィンＷＡＸ、金属石けん、シリコン系油、鉱油等を内添させて、潤滑性を向上させてもよい。このように、スペーサ部材１４に潤滑物質を含有させ、スペーサ部材１４自体の潤滑性を高めることにより、スペーサ部材１４と感光体１との摩耗係数が低減される。
【００２６】
（実施形態９）
実施形態９に係る画像形成装置は、上記プリンタの構成に加えて、以下の特徴を有する。図１２に、実施形態９に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す。この画像形成装置は、スペーサ部材１４に当接する感光体１の当接部分が潤滑性の高い被覆層２５で構成されている。被覆層２５は、感光体１の長手方向両端部の非画像形成領域を全周に亘って覆っている。この被覆層２５は、感光層上若しくは素管に直接に形成するものである。例えば、高硬度の非晶質炭素膜や、非晶質シリコン膜、高抵抗の酸化錫膜等の薄膜を１〜５μｍ程度、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等で形成することができる。また、０．０５〜５μｍ程度のＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂微粒子をバインダー樹脂中に分散させ、感光体の感光層上又は素管上に薄膜塗装することによって形成することができる。他に、潤滑性のある分散材料には、グラファイト、二硫化モリブデン、四フッ化エチレン樹脂、フッ化グラファイト、パラフィンＷＡＸ、金属石けん、シリコン系油、鉱油等も用いることができる。このように、スペーサ部材１４に当接する感光体１の当接部分が潤滑性の高い被覆層により構成されていることから、感光体とスペーサ部材が回転接触しても、スペーサ部材と感光体の摩耗係数が低減される。
【００２７】
ところで、以上説明した各実施形態のスペーサ部材１４は、電気絶縁体であることが好ましい。スペーサ部材１４の絶縁性が悪いとスペーサ部材１４と感光体１との間で放電が起きてしまう。スペーサ部材１４と感光体１との間で放電が起きると、両者の間に形成された潤滑物質２１よりなる層が放電により破壊され、潤滑性作用を発揮できなくなる。また、放電により生成された放電生成物は、粘着性がある。そのため、スペーサ部材１４と感光体１との間で放電が起きると、スペーサ部材１４と感光体１とが粘着性をもち潤滑性が低下してしまう。また、放電生成物の粘着性により、スペーサ部材１４にトナーが固着し、ギャップＨが大きくなってしまう。よって、スペーサ部材１４と感光体１との間で放電を起こさせないために、スペーサ部材１４の表面は少なくとも電気絶縁体であることが好ましい。
【００２８】
また、以上説明した各実施形態の帯電ローラ１０は、図３に示すように、導電性の基体１１と抵抗層１２と表層１３とを有し、その表層１３が感光体１に対向している。ここで、上記表層１３は、放電の安定性を高めると共に、帯電ローラ１０を保護する用をなすものである。この表層１３を省略することもできるが、当該表層１３を設けた場合には、その表層１３がベース材とそのベース材に分散された電子伝導性導電剤を有していることが望ましい。かかる表層１３を有する帯電ローラ１０を用いると、低湿環境や高湿環境になったときも、電子伝導性の表層１３が、帯電ローラ１０内部の水分の出入りを抑えることができる。よって、帯電ローラ１０の抵抗変動を抑えることができ、これにより環境が変化しても、感光体１表面の帯電電位の変動を小さくすることができる。
【００２９】
また、表層１３の体積抵抗率は抵抗層１２の体積抵抗率よりも高く設定されていることが好ましい。表層１３の抵抗が低いと、その表面抵抗率が低下し、帯電ローラ１０表面にも電流経路が形成され、帯電ローラ１０の軸線方向に電流が流れてしまう。これによって放電エネルギーが空隙に均一化されず、放電集中が発生し、ストリーマ放電が発生するおそれがある。表層１３の体積抵抗率を抵抗層１２の体積抵抗率よりも高くすることにより、帯電ローラ１０の表面方向への電流経路が形成されることを防止できるので、放電を均一化し、上述の如き異常放電の発生を阻止することができる。
【００３０】
抵抗層１２の体積抵抗率は前述のように１０５Ω・ｃｍ以上で、１０９Ω・ｃｍ以下に設定されるが、この抵抗率が１０９Ω・ｃｍよりも高くなると、放電が不充分となり、感光体１表面を充分に帯電させることができない。逆にこの抵抗率が１０５Ω・ｃｍよりも低いと、感光体１の感光層にピンホール等の欠陥があった場合、放電電流がピンホールに集中して異常放電を生じ、さらに過電流がピンホールをさらに拡大させ、感光層が破壊されるおそれがある。
【００３１】
また、上記構成の帯電ローラは、図４に示すように、加圧手段としての圧縮バネ１６により感光体１表面に向けて加圧されていることが好ましい。圧縮バネ１６により帯電ローラ１０を感光体１方向に加圧することにより、感光体１に衝撃力が加えられて感光体１が振動しても、帯電ローラ１０が感光体１の表面から跳ね上がることを防止できる。よって、ギャップＨが大きく変動することを阻止できる。ここで、衝撃力とは、例えば、感光体１を駆動するモータやモータの回転を伝達するギア等から加えられる力が想定される。
【００３２】
また、上記構成の帯電ローラ１０に印加する帯電電圧としては、直流電圧だけであってもよいが、後述する実験例で示すように、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加することが好ましい。その際、帯電部材１４に印加する交流電圧のピーク間電圧を像担持体の帯電開始電圧の２倍以上の値に設定することが特に好ましい。直流電圧だけを印加した場合は、帯電電位が感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨに依存して変化してしまう。また、ギャップＨが大きくなりすぎると、異常放電により画像ムラが生じ、さらには感光体１を傷つけて寿命を短くしてしまうことがある。これに対し、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する場合には、一定の条件下では帯電電位がギャップＨに依存しないため、安定した帯電が可能となる。
【００３３】
ところで、図１に示した画像形成装置には、感光体１の表面を清掃する感光体クリーニング装置６が設けられ、これによって転写残トナーを除去するように構成されている。しかし、極くわずかなトナーが感光体クリーニング装置６を通過し、帯電ローラ１０と感光体１との間に進入してくることがある。このとき、ギャップＨがトナーの粒径よりも狭いと、そのトナーは無理やりギャップＨを通過するので、そのトナーにストレスが発生し、当該トナーが熱で変形して帯電ローラ１０表面に融着するおそれがある。このようになると、トナーが融着した帯電ローラ１０部分は、異常放電を起こしやすくなる。よって、ギャップＨを感光体１表面に形成されるトナー像のトナー粒径よりも大きな値に設定することが好ましい。このようにすれば、感光体クリーニング装置６を通過したトナーは、ギャップＨもそのまま通過し、当該トナーが帯電ローラ１０の表面に融着することはない。これにより、トナーの融着に起因する異常放電の発生を阻止することができる。
【００３４】
また、図１に示した現像装置４において二成分系現像剤が用いられている場合、そのキャリアが像担持体表面に付着し、これが感光体クリーニング装置６を通過して、ギャップＨに達することもある。その際、ギャップＨがキャリアの粒径よりも狭いと、キャリアは無理やりそのギャップＨを通過することになる。、一般にキャリアは鉄粉等の硬い材質から成るため、そのキャリアがギャップＨを通過するとき、帯電ローラ１０の表面や感光体１表面に傷が付けられるおそれがある。帯電ローラ１０の表面に傷が付けられると、帯電ローラ１０表面に突起ができ、これが異常放電の原因となる。また感光体１表面に傷が付けられると、その傷が画像上に現れて画像品質が低下するだけでなく、感光体１の傷の部分に電界が集中して異常放電の原因となる。よって、ギャップＨを、感光体１表面にトナー像を形成する現像装置において使用される現像剤のキャリアの粒径よりも大きな値に設定することが好ましい。このようにすれば、上述した不具合の発生を阻止し、感光体１を均一に帯電することが可能となる。
【００３５】
また、上記ギャップＨは、１００μｍ以下に設定されることが好ましい。感光体と帯電ローラとの間のギャップＨが１００μｍよりも大きくなると、放電のパスが長くなり、放電エネルギーが大きくなりすぎて異常放電が発生し、トナー像に斑点状の異常画像が発生してしまう。後で実験例により示す。
【００３６】
また、上記現像装置４内に収容されるトナーとして、平均円形度が０．９６以上であるものを用いることが好ましい。平均円形度の低いトナーは、静電的に転写する工程における転写効率が悪い場合がある。この場合、感光体１が未転写トナーに覆われ、感光体クリーニング装置６をすり抜ける未転写トナー量も多くなる。帯電を行うときに、感光体１上にトナーが残っていると、イオンが感光体１ではなくトナーに付着してしまうため、感光体１に帯電ムラが発生してしまう。これに対し、平均円形度の高いトナーは、効率が高いので、感光体１上に残る転写残トナーも従来のトナーに比較して少なく、感光体クリーニング装置６をすり抜けて帯電ローラ２の表面に付着するトナー量も減少する。
【００３７】
なお、平均円形度の計測は、トナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、光学的検知帯にて解析する手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値が平均円形度である。本実施形態においては、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度を測定した。具体的には、まず容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。そして、試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして、前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって平均円形度を得た。
【００３８】
また、上記各実施形態に係る画像形成装置においては、感光体１表面に大きなうねり等の凹凸があると、前述の各構成を採用しても、像担持体１の回転時に、ギャップＨの大きさが変動しやすくなる。そこで、感光体１をアモルファスシリコン系表面層を有する感光体として構成することが好ましい。かかる感光体１はその表面を極めて平滑に仕上げることができるので、感光体１の回転時に、ギャップＨの大きさが変動することを効果的に抑えることができる。
【００３９】
また、上記各実施形態に係る画像形成装置においては、感光体１が、例えば０．１μｍ以下のアルミナ粉等のフィラーを分散した有機光導電体からなる表面層を有することが好ましい。フィラーを分散した有機光電導体からなる表層は、表面硬度がたかく、耐摩耗性に優れる。したがって、感光体１の摩耗が急速に進行してギャップＨが変動することを防止できる。特にギャップＨの拡大によるストリーマ放電への移行を防止することができる。
【００４０】
ところで、図１に示した画像形成装置においては、帯電部材ローラ１０と感光体１とが一体的に組み付けられて成る作像ユニットが構成され、その作像ユニットが画像形成装置本体に着脱可能に装着されている。帯電ローラ１０と感光体１は、ギャップＨが一定に保たれた状態で作像ユニットに組み付けられ、そのギャップＨを一定に保ったまま、作像ユニットを画像形成装置本体に対して着脱できるのである。このため、作像ユニットを着脱する際に、ギャップＨの大きさが大きく変動してしまう不具合を阻止できる。感光体１と帯電ローラ１０を画像形成装置本体に別々に着脱できるように構成すると、感光体１や帯電ローラ１０の着脱時にギャップＨが変化するおそれがある。そして、これによって画像形成動作時に多量の放電生成物が感光体１表面に付着するおそれがある。
【００４１】
また、上述した作像ユニットは、帯電ローラ１０のほかに、感光体１に接触する接触部材を組み付けてもよい。図１に示した例では、接触部材として、作像ユニット内に感光体クリーニング装置６が組み付けられていている。感光体クリーニング装置６等の接触部材を帯電ローラ１０とは別々に画像形成装置本体に着脱できるように構成すると、その接触部材の着脱時にこれらの部材が感光体１に接触したまま移動することになる。そのため、その時感光体１に大きな外力が加えられ、これによってギャップＨが変動してしまうおそれがある。これに対し、接触部材も作像ユニットの要素にすれば、作像ユニット３５を画像形成装置本体に対して着脱するとき、感光体クリーニング装置６より成る接触部材も共に着脱される。そのため、これらの部材が感光体１に対して相対的に動くことはなく、これによりギャップＨが大きく変動するおそれはない。
【００４２】
なお、図４乃至図１２に示した帯電ローラ１０においては、位置決め部材として、フィルム材を巻き付けることによりスペーサ部材１４を形成したが、他の適宜な方法によって位置決め部材を構成することもできる。例えば、帯電部材１０の製作時にその抵抗層１２の表面に切削加工するが、その際、図１３に示すように、抵抗層１２の長手方向両端部に位置決め部材としての環状の突部２６を形成してもよい。この突部２６を感光体１の非画像形成領域に圧接させることで、感光体１と帯電ローラ１０との間にギャップＨを形成する。このとき、突起部２６は、上述したように、少なくともその表面を電気絶縁体にするのがよい。
【００４３】
また、例えば、帯電ローラ１０の抵抗層１２の表面に切削加工時に、図１４に示すように、抵抗層１２の長手方向両端部に段差部２７を設け、この段差部２７に位置決め部材として絶縁性の熱収縮チューブを装着してもよい。熱収縮チューブは、加熱することによって容易に部材を被覆することが可能であるため、帯電ローラ１０の加工精度が十分であれば、比較的に容易に帯電ローラ１０と感光体１との間のギャップＨを目的の値に設定することが可能である。また熱収縮チューブは、安価であるためコスト的に有利である。
【００４４】
この熱収縮チューブには、例えば１０５℃用のスミチューブ（商品名：Ｆ  １０５℃、住友化学社製）等がある。このスミチューブは、厚さが３００μｍで、装着する帯電部材の直径にもよるが５０〜６０％程度の収縮率を示し、熱収縮により０〜２００μｍ程度増厚するため、帯電ローラは増加分を加味した切削加工が必要となる。例えば、φ１２ｍｍの帯電ローラに熱収縮チューブを装着する場合には、帯電ローラの切削深さを３５０μｍとし、内径１５ｍｍ程度の熱収縮チューブを使用すればよい。帯電ローラ端部の切削部に熱収縮チューブを装着した後、帯電ローラを回転させ端面より内側に向かって、１２０〜１３０℃の熱源で加熱しながら均一に熱収縮させる。これによって、帯電ローラと感光体間の空隙を約５０μｍ程度に設定できる。熱融着し固定した熱収縮チューブは使用中に外れることはないが、予防のために固定されてもよい。例えば、端部にシアノアクリレート樹脂（例えば、アロンアルファ、シアノボンド等、いずれも商品名）等の液体状の接着剤を少量流し込む。
【００４５】
また、位置決め部材（スペーサ部材）の装着方法は、図１４に示す装着方法に限らない。例えば、図１５に示すように、帯電ローラ１０の抵抗層１２の端部に一部残して溝２８を形成し、その溝２８にエンドレスの伸縮性を有する角形リング状のスペーサ部材を装着してもよい。また、図１６に示すように、帯電ローラ１０の抵抗層１２の端部に一部を残して断面形状が円弧状の溝２９を形成し、丸形のリング状（通常Ｏリングと称する）のスペーサ部材を装着する。この際、帯電ローラ１０の基体１１の端部を削り細目にして、スペーサ部材を挿入しやすくするのが望ましく、また完全にカットして接着剤で固定することも可能である。帯電ローラの端部に形成された段差部又は溝にスペーサ部材を装着し固定する場合には、前記した液体状接着剤の他、２液性のエポキシ樹脂等の接着剤を用いるのが望ましい。
【００４６】
また、図４乃至図１２に示した帯電ローラ１０においては、位置決め部材として、帯電ローラ１０の両端部にスペーサ部材１４を形成したが、スペーサ部材は感光体１側に設けてもよい。例えば、感光体のフランジ部分に位置決め部材としての凸部を形成し、その凸部に帯電ローラの両端部を当接させ、感光体の表面と帯電ローラの帯電有効領域との間にギャップＨを形成してもよい。この場合、潤滑物質は、凸部表面、又は凸部が当接する帯電ローラの両端部に保持されることになる。
【００４７】
以下、本発明を実験例により具体的に説明する。
（実験例１）
実験例１では、帯電ローラに設けられたスペーサ部材に潤滑物質を供給した場合の効果について確認する。本実験例で使用する帯電装置は、帯電ローラ１０の両端部に絶縁性の熱収縮性チューブからなるスペーサ部材１４を図１４に示す方法で装着した硬質タイプの帯電ローラ１０を用いる。この帯電装置は、図７に示すように、固形状のステアリン酸亜鉛からなる潤滑物質２１をファーブラシ２２を介して帯電ローラ１０のスペーサ部材１４に塗布する。潤滑物質２１はファーブラシ２２の方向に７５ｇｆで加圧されている。感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨが５０μｍになるように設定し、この帯電ローラ１０に直流電圧―７００Ｖに交流電圧Ｖｐｐ２．２ｋＶ、２ｋＨｚを重畳した帯電電圧を印加する。上記条件の帯電装置を、評価用のコピー機：（株）リコー製のｉｍａｇｉｏｃｏｌｏｒ  ８０００改造機（直接転写方式のフルカラープリンタ）にセットした。そして、温度２５℃、湿度６５％の環境条件の下で、ハーフトーン画像をＡ４用紙１５０，０００枚通紙出力後に、帯電ローラ１０と感光体１との間のギャップの測定を行った。このとき、比較例として、潤滑物質２１を塗布しない帯電装置についても、同様に測定を行った。
【００４８】
その結果、潤滑物質２１をスペーサ部材１４に供給した帯電装置（実験例１）では、ギャップＨが５０μｍ（初期状態）から変化しなかった。これに対し、潤滑物質２１をスペーサ部材１４に供給しなかった帯電装置（比較例）では、スペーサ部材１４の摩耗が観察され、ギャップＨが５０μｍ（初期状態）から３５μｍと小さくなっていた。スペーサ部材１４に潤滑物質２１を塗布することにより、スペーサ部材１４の摩耗を抑制し、帯電ローラ１０と感光体１との間のギャップＨを一定に保つことができることがわかる。これは、スペーサ部材１４と感光体１とが回転接触しても、スペーサ部材１４と感光体１との間に潤滑物質２１からなる被膜が形成され、両者の摩耗を抑制しているためと考えられる。
【００４９】
（実験例２）
実験例２では、潤滑物質の供給量について検討した。本実験例では、ステアリン酸亜鉛からなる潤滑物質２１の加圧を５００ｇｆに変更した以外は、実験例１と同様の条件で実験を行った。そして、Ａ４用紙５０００枚の通紙出力を行ったところで、帯電ローラ１０と感光体１との間のギャップＨの測定を行った。その結果、実験例１に比べ潤滑物質２１を過剰に供給した実験例２の帯電装置では、帯電ローラ１０と感光体１との間のギャップＨが５０μｍ（初期状態）から７０μｍと大きくなっていた。また、通紙出力後のスペーサ部材の表面には、潤滑物質２１であるステアリン酸亜鉛がべったりとこびりついているのが目視により観察された。実験例２の帯電装置においては、潤滑物質２１が過剰に供給され、スペーサ部材１４の表面に形成された潤滑物質の層が厚くなり過ぎたため、帯電ローラ１０と感光体１との間のギャップＨが広がったと考えられる。このまま、ギャップＨが広がりつづけると、放電が不安定になり、感光体１を均一に帯電することが出来なくなってしまう。よって、潤滑物質２１の供給量は適宜調整する必要がある。例えば、図７に示すように、ファーブラシ２２を介して潤滑物質２１を供給する場合には、潤滑物質２１の加圧力を調整するとよい。または、ファーブラシ２２を帯電ローラ１０のスペーサ部材１４に対して接離可能にし、２００枚プリントする毎に３０秒間潤滑剤を塗布するようにしてもよい。
【００５０】
（実験例３）
実験例３では、スペーサ部材の絶縁性について検討した。本実験例では、スペーサ部材１４として、抵抗値の低いカーボン入り熱収縮チューブを用いた以外は、実験１と同様の条件で実験を行った。そして、Ａ４用紙２０００，０００枚の通紙出力を行ったところで、帯電ローラ１０と感光体１との間のギャップＨの測定を行った。その結果、実験例１に比べ抵抗値の小さいスペーサ部材１４を用いた実験例３の帯電装置では、帯電ローラ１０と感光体１との間のギャップＨが５０μｍ（初期状態）から４０μｍと小さくなっていた。また、通紙出力後のスペーサ部材１４の表面を観察すると、スペーサ部材１４が磨耗しており、粘着性をもっていた。実験例３の帯電装置では、スペーサ部材１４の抵抗が低いために、スペーサ部材１４と感光体１とが近接する部分で放電が起き、放電により塗布した潤滑物質が飛ばされていると考えられる。また、放電が起きると、粘着性のある放電生成物が生成され、スペーサ部材１４や感光体１の表面に付着する。このため、スペーサ部材１４と感光体１との間の摩擦が大きくなり、スペーサ部材１４が磨耗していくと考えられる。よって、スペーサ部材１４は、少なくとも表面が電気絶縁体であることが好ましいことがわかる。
【００５１】
（実験例４）
実験例４では、ギャップと異常画像との関係を検討する。本実験例では、スペーサ部材１４として厚さが３０、５０、８０、１００、１２０、１５０μｍとそれぞれ異なるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のテープ材を用いることにより、ギャップＨがそれぞれ異なる帯電装置を用意した。そして、実験例１と同様の条件で異常画像の発生頻度を調べた。その結果を表１に示す。
【表１】
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表１の結果から、帯電ローラ１０と感光体１の間のギャップＨが１２０μｍ以上になると、斑点状のムラが現れる異常画像が発生することがわかった。よって、正常な画像を出力する、つまり帯電部において均一帯電を行うためには、ギャップを１００μｍ以下にすることが好ましいことがわかる。
【００５２】
（実験例５）
実験例５では、直流電圧帯電及び交流電圧帯電の帯電電位特性のギャップ依存性について検討した。図１７は、感光体と帯電ローラとの間のギャップをパラメータとし、直流電圧のみを帯電ローラに印加した場合（以下、ＤＣ帯電という）の帯電特性である。図１８は、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を帯電ローラに印加した場合（以下、ＡＣ帯電という）の帯電特性である。
ＤＣ帯電を行った場合には、図１７の結果から、ギャップを大きくするとグラフの傾きはそのままで、プロットが右にシフトしている。帯電開始電圧は、感光体と帯電ローラとが接触（ギャップゼロ）のとき−０．７３５ｋＶ、ギャップ３０μｍのとき−０．９４０ｋＶ、ギャップ５０μｍのとき−１．０３０ｋＶ、ギャップ８０μｍのとき−１．１５４ｋＶとなった。帯電開始電圧Ｖｔｈは、ギャップに依存しており、ギャップが広がると放電開始電圧Ｖｔｈが高くなるのである。つまり、ギャップが広くなると、印加電圧Ｖｄｃを高くしないと帯電電位を一定に保てないのである。ギャップと帯電電位の関係は、パッシェンの法則によって説明することができる。帯電ローラと感光体とが非接触の場合、機械からの振動や環境の変化で帯電ローラと感光体との間のギャップが変動する可能性がある。しかし、ＤＣ帯電を行った場合は、図１７に示すように、ギャップが変動すると放電開始電圧Ｖｔｈが変化する。そのため、帯電電位を一定に保つためには、印加電圧Ｖｄｃをギャップに応じて調整しなければいけない。
これに対し、ＡＣ帯電を行った場合には、図１８の結果から、以下のようなことがわかった。印加電圧Ｖｐｐが放電開始電圧Ｖｔｈの２倍になる地点までは、帯電電位は印加電圧Ｖｐｐに比例し、印加電圧Ｖｐｐが放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上になると、帯電電位は一定なる。また、ギャップが変動すると、印加電圧Ｖｐｐが放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以下では、印加電圧Ｖｐｐと帯電電位の関係のプロットが変化する。しかし、印加電圧Ｖｐｐが放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上になると、ギャップに関係なく帯電電位はある一定値になる。つまり、ＡＣ帯電の場合は、印加電圧Ｖｐｐを放電開始電圧の２倍以上にすることで、ギャップが変動しても帯電電位を一定に保つことができるのである。よって、帯電ローラと感光体にギャップがある場合は、ＡＣ帯電を行った方が安定した帯電電位を得ることができるのである。
【００５３】
（実験例６）
実験例６では、帯電ローラの硬度を検討した。帯電ローラ１０として、硬度の低いゴムローラと、硬度の高いハードローラを用意した。そして、下記の表２に示す使用環境のもとで帯電ローラ１０と感光体１との間のギャップＨを調べた。労働環境を考慮するとオフィスで想定される最も吸湿が促進する高湿度環境限界ははおおよそ３０℃８０％程度と考えられる。同様にオフィスで想定される低湿度環境限界は高温の３０℃程度においては２０％程度と考えられる。
【表２】
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表２の結果から、帯電ローラ１０にハードローラを用いた場合には、環境を変化させてもギャップＨが変化しなかったが、ゴムローラを用いた場合には、高湿環境下でギャップが非常に小さくなってしまった。このように、ゴムローラは、吸湿しやすく、吸湿によって膨張、軟化しやすい。そのため、吸湿の影響の小さい３０℃２０％条件下においては、図３に示すように、帯電ローラ１０と感光体１との間に一定のギャップＨを形成している。しかし、図１９の（ａ）部分に示すように、高湿環境下では、帯電ローラ１０の抵抗層が吸湿により膨張し、帯電ローラ１の表面が感光体１と接触してしまう。この場合には、スペーサ部材１４に延伸性を付与することによって、帯電ローラ１０と感光体１とのギャップＨの変化を防止することが可能である。一方、装置の気流設計によって吸湿部位が帯電ローラ１０の中央に集中したような場合を考えると、図１９の（ｂ）部分に示すように、帯電ローラ１０の中央部が局所的に膨張して感光体１表面に接触してしまう。図１９の（ａ）部分のような接触は、スペーサ部材１４に延伸性を付与しても、防止することができない。このように、感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨが小さくなり両者が接触すると、均一な帯電を行うことが出来なくなる。したがって、帯電ローラ１０には、ギャップＨの維持が確実である、硬度の高いハードローラを用いることが好ましいことがわかる。
【００５４】
以上、本実施形態に係る画像形成装置は、像担持体としての感光体１と位置決め部材としてのスペーサ部材１４とが回転接触する部位に、潤滑物質が保持される。よって、感光体１とスペーサ部材１４とが回転接触しても、両者の摩耗が低減され、長期の使用によっても感光体１と対向部材としての帯電ローラ１０との間のギャップＨが小さくなることを抑制できる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、スペーサ部材１４、又はスペーサ部材１４に当接する感光体１の当接部分に潤滑物質２１を供給する潤滑物質供給手段としてのファーブラシ２２やスポンジパッド２３を備えている。そのため、感光体１とスペーサ部材１４とが回転接触する部位に、潤滑物質からなる被膜が形成され、感光体１とスペーサ部材１４とが直接接触しない。よって、確実に感光体１とスペーサ部材１４との摩耗が低減される。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、潤滑物質２１がファーブラシ２２やスポンジパッド２３を介して感光体１又はスペーサ部材１４に塗布されるので、潤滑物質２１からなる被膜がむらなく形成される。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、潤滑物質２１が感光体１又はスペーサ部材１４へ間欠的に供給し、供給量を調節することができる。よって、潤滑物質２１の供給過多によるギャップＨの増大がなくなる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、ファーブラシ２２等の潤滑物質供給手段が、感光体１やスペーサ部材１４に対して接離可能に構成され、潤滑物質の供給量を調節することができる。よって、潤滑物質２１の供給過多によるギャップＨの増大がなくなる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、スペーサ部材１４自体が潤滑物質２１を含有するので、感光体１とスペーサ部材１４との回転接触による摩耗が低減される。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、スペーサ部材１４に当接する感光体１の当接部分が潤滑物質２１を含有するので、感光体１とスペーサ部材１４との回転接触による摩耗が低減される。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨが変動しないため、感光体１へのダメージを小さいままにすることができ、感光体１の長寿命化を図ることが可能である。
また、本実施形態に係る画像形成装置においては、スペーサ部材１４が電気絶縁体からなるため、感光体１とスペーサ部材１４との間で放電が起きない。よって、感光体１とスペーサ部材１４との間の潤滑性を維持することができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨがトナーの粒径よりも大きいので、未転写トナーが帯電ローラ１０に融着することない。よって、未転写トナーの特性を変化させずに、再び現像に使用することが可能である。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨがキャリアの粒径よりも大きいので、キャリアが感光体１や帯電ローラ１０を傷つけることがない。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨが１００μｍ以下であるので、放電パスが適切な長さとなり、異常放電が発生しない。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、帯電ローラ１０が電子伝導性を有する表層１３を有するため、環境変動によっても帯電ローラ１０の抵抗変動が小さく、安定した放電を行うことができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、帯電ローラ１０の表層１３の抵抗値が抵抗層１１２の抵抗値よりも大きいため、表面方向に電流経路が形成されないため、放電が均一化され、異常放電が発生しない。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、帯電ローラ１０が感光体１方向に加圧されているため、感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨの変動が小さく、安定した帯電を行うことができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、帯電ローラ１０に直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧が印加されるので、ギャップＨの変動があっても、帯電電位を一定に保つことができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置においては、トナーの平均円形度が０．９６以上なので、未転写トナーが少なく、感光体１を均一に帯電することが可能となる。また、再利用する未転写トナー量が少なくなるので、現像剤の特性が安定する。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、感光体１がアモルファスシリコン系表層を有するので、感光体１の平滑性が向上する。よっ、感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨの変動が小さくなり、安定した帯電が可能となる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、感光体１がフィラーを分散した有機光導電体からなる表層を有するので、感光体１の表層の硬度が高く、耐摩耗性に優れる。よって、経時において安定したギャップＨの維持、特にギャップＨの拡大による放電の不安定化を防止することが可能となる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、感光体１と帯電ローラ１０とが一体的に組み付けられ、プロセスカートリッジとして構成される。よって、予め感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨを設定して装置本体に装着可能になるので、操作性に優れる。また、帯電ローラ１０の交換が必要になっても、感光体１と帯電ローラ１０とが同時に交換されるため、ギャップＨが変動することがない。
また、本実施形態に係る画像形成装置においては、上記プロセスカートリッジが感光体１に当接する感光体クリーニング装置６を具備している。よって感光体クリーニング装置６の交換が必要になっても、感光体１と帯電ローラ１０も同時に交換されるため、感光体１と帯電ローラ１０との間のギャップＨが変動することがない。
【００５５】
なお、上述した各構成の帯電装置２は、図１に示した形式以外の画像形成装置にも広く適用することができる。例えば、図１に示すプリンタは、感光体上のトナー画像を中間転写体に一旦転写し、中間転写体上に重ね合わされたカラーのトナー画像を記録紙上に転写しているが、感光体上のトナー画像を直接記録紙に転写する構成にしてもよい。また、図１に示すプリンタは、タンデム方式のフルカラープリンタであるが、図２０に示すリボルバ方式のフルカラープリンタに適用することもできる。図２０に示すプリンタは、一つの感光体１の周囲に４組の現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを具備し、各現像装置４の動作を切り替えることによって、一つの感光体１上に順次複数色のトナーを現像する。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、像担持体、対向部材、位置決め部材が回転接触することによって摩耗することを抑制し、像担持体と対向部材との位置関係が変動することがない画像形成装置を提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタのトナー像形成部の概略構成を拡大して示す概略構成図。
【図３】同プリンタの帯電ローラと感光体との概略構成を拡大して示す断面図。
【図４】同プリンタの帯電ローラと感光体との概略構成を示す斜視図。
【図５】実施形態１に係る帯電装置の概略構成を示す斜視図。
【図６】実施形態２に係る画像形成装置の概略構成図。
【図７】実施形態３に係る帯電装置の概略構成図。
【図８】実施形態４に係る画像形成装置の概略構成図。
【図９】実施形態５に係る帯電装置の概略構成図。
【図１０】実施形態６に係る画像形成装置の概略構成図。
【図１１】実施形態８に係る帯電装置の概略構成を示す斜視図。
【図１２】実施形態９に係る画像形成装置の概略構成図。
【図１３】別の実施形態に係る帯電ローラの断面図。
【図１４】別の実施形態に係る帯電ローラの概略構成を示す要部拡大図。
【図１５】別の実施形態に係る帯電ローラの概略構成を示す要部拡大図。
【図１６】別の実施形態に係る帯電ローラの概略構成を示す要部拡大図。
【図１７】直流電圧のみを帯電ローラに印加した場合における、印加電圧と帯電電位の関係を示す特性図。
【図１８】直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を帯電ローラに印加した場合における、印加電圧と帯電電位との関係を示す特性図。
【図１９】ゴムローラからなる帯電ローラの吸湿膨張の様子を説明する概略構成図。
【図２０】別の実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【符号の説明】
１    感光体
２    帯電装置
３    露光装置
４    現像装置
５    転写装置
６    感光体クリーニング装置
７    除電装置
１０    帯電ローラ
１１    基体
１２    抵抗層
１３    表層
１４    スペーサ部材
１５    電源
１６    圧縮バネ
２１    潤滑物質
２２    ファーブラシ
２３    スポンジパッド
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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