(57)【要約】【課題】凹部を有する感光体と凹凸を有する帯電部材とを併用する構成において、帯電部材の局所的な汚染を防ぐことが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】感光ドラムの表面には、クリーニングブレードが当接する平坦部２ｆと、平坦部２ｆから互いに独立に凹んだ複数の凹部２ｖとが形成される。帯電ローラの表面には、凸部３ｐと凹部（３ｖ）とによって凹凸が形成されている。ここで、凸部３ｐの頂点高さのばらつきが、凹部２ｖの平均深さＺａよりも小さくなるように構成されることで、凸部３ｐの凹部２ｖに対する侵入量が制御される。【選択図】図１２
2017173751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する感光体と、
前記感光体に当接し、前記感光体の表面に付着した付着物を前記感光体の回転に伴って除去する清掃部材と、
前記感光体に当接した状態で回転し、前記感光体の表面を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材によって帯電した前記感光体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、を備え、
前記感光体の表面には、前記清掃部材が当接する平坦部と、前記平坦部から互いに独立に凹んだ複数の凹部とが形成され、
前記帯電部材の表面には凹凸が形成され、凸部の高さのばらつきが前記複数の凹部の深さの平均値よりも小さい、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電部材を付勢して前記感光体に圧接させる付勢部材を備え、
前記感光体との当接部における前記凸部の高さ方向の変形量の平均値と、前記凸部の高さのばらつきとの和が、前記複数の凹部の深さの平均値よりも小さい、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記帯電部材の表面の十点平均粗さが、前記複数の凹部の深さの平均値よりも大きい、
請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電部材に接触し、前記帯電部材の表面に付着した付着物を除去する帯電清掃部材を備え、
前記帯電清掃部材による前記帯電部材の摩耗速度が、前記清掃部材による前記感光体の摩耗速度に比して大きい、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電清掃部材は、発泡材料によって構成された弾性層を有するローラ部材であり、前記帯電部材に当接した状態で回転する、
請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記清掃部材は、前記感光体に圧接されており、
前記清掃部材の前記複数の凹部に対する侵入量が、前記複数の凹部の深さの平均値よりも小さい、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電部材は、電源に接続された軸芯と、前記軸芯の外周側に形成された弾性を有する弾性層と、前記弾性層の外周側に形成され、前記凹凸を設けられた表層とを含むローラ部材である、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記表層には粒子が分散され、前記粒子に沿って前記帯電部材の前記凹凸が形成されている、
請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記複数の凹部の深さの平均値が２μｍ以上であり、
前記帯電部材の前記表層に含まれる粒子は、直径の平均値が９μｍ以上３０μｍ以下であり、前記帯電部材の表面ヤング率が２ＧＰａ以上５ＧＰａ以下である、
請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記複数の凹部の深さの平均値が２μｍ以上であり、
前記帯電部材の十点平均粗さが１１μｍ以上２２μｍ以下であり、前記帯電部材の表面ヤング率が２ＧＰａ以上５ＧＰａ以下である、
請求項１乃至８のいずれか１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、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、一般的に、感光層を有する感光体と、帯電部材と、露光装置と、現像装置等を備えている。感光体の表面は、帯電部材によって帯電させられ、露光装置から照射された光によって画像情報に応じた静電潜像が描き込まれる。そして、現像装置から供給されたトナーによって静電潜像が現像されることで、感光体の表面にトナー像が形成される。
【０００３】
このような感光体の耐久性向上を図るために、感光体の表面を硬度の高い材料によって構成し、耐摩耗性を高める技術が知られている。しかし、硬度が高くなるほど、感光体に当接して転写残トナーや放電生成物等の付着物を除去する清掃部材との摩擦が大きくなり、クリーニング不良に起因する像流れ等の画像不良が生じやすくなることが知られていた。
【０００４】
そこで、特許文献１は、感光ドラムの表面に複数の凹形状部を形成することで、クリーニングブレードのビビりやめくれの発生を防ぐ構成を提案している。この構成では、複数の凹形状部を互いに独立となるように配置すると共に、開口部の最大幅に比して深さが大きい凹形状とすることで、クリーニング性能の長期間に亘る安定化が図られている。
【０００５】
一方、感光体に接触する近接放電方式の帯電部材を用いる場合、感光体の表面に付着した付着物が帯電部材へと転移して、帯電部材が汚染される可能性がある。そこで、特許文献２は、帯電ローラの表面を適度に粗面化することで、トナーの外添剤によるフィルミング現象を低減する構成を開示している。この帯電ローラの表面には、感光ドラムへの当接圧が強い凸部と当接圧が弱い凹部とが隣接して形成されており、フィルミング物質が周方向に連続して付着することが抑制されている。また、帯電ローラの凸部に付着した付着物は、帯電ローラに当接するクリーニングローラの作用により除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３３３５４号公報
【特許文献２】特開２００９−３１３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように表面に複数の凹部を形成した感光ドラムと、特許文献２のように表面に凹凸を形成した帯電ローラとを併用する場合、帯電ローラの汚染に起因する画像不良が生じる可能性があった。すなわち、感光ドラムに形成された複数の凹部には、クリーニングブレードをすり抜けた粒子（例えば、トナーの外添剤）が徐々に堆積する。そして、帯電ローラに形成された凸部が感光ドラムの凹部に侵入して、凹部に堆積した堆積物に接触すると、凸部の先端部に堆積物が多量に付着する場合があった。このようにして帯電ローラが局所的に汚染された状態では、画像不良の原因となる局所的な帯電不良が生じる可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、凹部を有する感光体と凹凸を有する帯電部材とを併用する構成において、帯電部材の局所的な汚染を防ぐことが可能な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】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、回転する感光体と、前記感光体に当接し、前記感光体の表面に付着した付着物を前記感光体の回転に伴って除去する清掃部材と、前記感光体に当接した状態で回転し、前記感光体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材によって帯電した前記感光体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、を備え、前記感光体の表面には、前記清掃部材が当接する平坦部と、前記平坦部から互いに独立に凹んだ複数の凹部とが形成され、前記帯電部材の表面には凹凸が形成され、凸部の高さのばらつきが前記複数の凹部の深さの平均値よりも小さい、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、帯電部材の局所的な汚染を防ぐ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】
【００１１】
【図１】本開示に係る画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】現像装置の構成を示す模式図。
【図３】感光ドラム及び帯電ローラの構成を示す断面図。
【図４】帯電バイアス電圧の制御構成を示すブロック図。
【図５】帯電ローラの表面形状を示す断面図。
【図６】クリーニングローラを示す斜視図。
【図７】感光ドラムに形成された凹部を示す模式図。
【図８】（ａ）〜（ｇ）はいずれも感光ドラムに形成される凹部の開口形状を例示する模式図。
【図９】（ａ）〜（ｆ）はいずれも感光ドラムに形成される凹部の断面形状を例示する模式図。
【図１０】クリーニングブレードの当接部におけるクリーニングブレードと感光ドラムの凹部との関係を示す断面図。
【図１１】帯電ローラの汚染が生じる状況について説明するための模式図。
【図１２】初期状態における帯電ローラと感光ドラムの関係を示す模式図。
【図１３】（ａ）は感光ドラムの摩耗による凹部の深さ変化を説明するための模式図であり、（ｂ）は帯電ローラの摩耗による凸部の侵入量の変化を説明するための模式図。
【図１４】（ａ）は感光ドラムが帯電ローラに比して緩やかに摩耗する場合、（ｂ）は感光ドラムが帯電ローラに比して急に摩耗する場合における、凹部の深さと凸部の侵入量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１にその概略構成を示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト１６に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが配列されたタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。画像形成装置１００は、原稿読み取り装置、パーソナルコンピュータ等のホスト機器、或いはデジタルカメラ等の外部機器から入力された画像信号に応じて、記録用紙・プラスチックフィルム・布等の記録材Ｐにフルカラー画像又はモノクロ画像等を形成する。
【００１３】
電子写真方式の画像形成ユニットである画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ交換可能なカートリッジとなっており、現像に用いるトナー色が異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下の説明において、ブラックの画像形成部１Ｋを例として画像形成部の構成及び動作を説明し、その他の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃについては対応する要素の符号末尾にＹ，Ｍ，Ｃを付して説明を省略する。
【００１４】
画像形成部１Ｋは、感光ドラム２Ｋと、感光ドラム２Ｋを囲んで配置された、帯電ローラ３Ｋ、露光装置７Ｋ、現像装置４Ｋ、及びクリーニング装置６Ｋを有する。感光ドラム２Ｋは、外周側に感光層が形成されたドラム状の感光体であり、所定のプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。
【００１５】
感光体表面を帯電させる帯電部材としての帯電ローラ３Ｋは、感光ドラム２Ｋに当接した状態で従動回転可能なローラ部材である。帯電ローラ３Ｋは、後述する電源回路から所定のバイアス電圧を印加されることで、感光ドラム２Ｋをトナーの帯電極性と同極性の一様な暗部電位に帯電させる。露光装置７Ｋは、対応する分解色の（すなわち黒色の）画像に基づいてＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームをレーザー発光素子から発生し、これを回転ミラーで走査して感光ドラム２Ｋの表面に画像データに基づく静電潜像を描き込む。そして、露光装置７Ｋと共に感光体にトナー像を形成するトナー像形成手段を構成する現像装置４Ｋによって、静電潜像が黒色のトナー像に現像される。
【００１６】
現像装置４Ｋは、図２に示すように、隔壁４１ｄによって現像室４１ａと撹拌室４１ｂとに区画された現像容器４１の内部に、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を収容している。現像室４１ａ及び撹拌室４１ｂの現像剤は、ギヤ列４４ａを介して駆動モータ４４に駆動されるスクリュ４３ａ，４３ｂによって撹拌されながら、隔壁４１ｄの連通口を介して循環搬送されている。
【００１７】
上記トナーは、結着樹脂、着色剤（及び必要に応じて添加剤）を含む着色樹脂粒子に、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添された着色粒子を有している。トナーは、例えば重合法等により製造可能な負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以上８μｍ以下が好ましい。本実施形態の実施例では、トナーの体積平均粒径は６．２μｍとした。一方、キャリアは表面酸化或いは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれらの合金、並びに酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであり、体積抵抗率が１０７Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０８Ω・ｃｍ以上である。上記実施例のキャリアは体積抵抗率１０８Ω・ｃｍのものを用いた。この実施例では、低比重磁性キャリアとして、フェノール系のバインダー樹脂に磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物を所定の比で混合し、重合法により製造した樹脂磁性キャリアを使用した。このキャリアの体積平均粒径は３５μｍ、真密度は３．６〜３．７ｇ／ｃｍ３、磁化量は５３Ａ・ｍ２／ｋｇである。
【００１８】
現像剤担持体である現像スリーブ４２は、不図示のマグネットロールの外周に配置され、駆動モータ４２ａによって回転駆動される。また、現像スリーブ４２には、不図示の高圧電源から、トナーの帯電極性とは逆極性の現像バイアス電圧が印加される。撹拌によって摩擦帯電した現像剤は、マグネットロールの磁力によって現像スリーブ４２に担持されて移動し、不図示の規制ブレードによって層厚を規制される。そして、現像スリーブ４２と感光ドラム２Ｋとが対向する現像領域において、トナー粒子が現像バイアス電圧によって感光ドラム２Ｋへと転移することで、感光ドラム２Ｋの静電潜像がトナー像に現像される。
【００１９】
なお、現像容器４１には、容器内部のトナー濃度（現像剤全体に対するトナーの重量比）を検知可能なトナー濃度センサ４５が設けられている。画像形成装置１００の動作を制御するエンジン制御部５０は、トナー濃度センサ４５からの検知信号に基づいて、補給装置４９のトナー補給動作を制御する。補給装置４９は、トナー（補給用現像剤）を収容する収容部４６と、収容部４６のトナーを排出口４８へ向けて搬送する補給スクリュ４７とを有する。エンジン制御部５０のＣＰＵ１２０は、ＲＯＭ１２２に格納されたテーブル等に基づいて、必要なトナー補給量に対応する回転時間で補給モータ４７ａを駆動する。すると、補給スクリュ４７によって搬送されたトナーが排出口４８から排出され、現像容器４１の補給口４１ｃを介して容器内部に補給される。これにより、現像装置４Ｋの内部のトナー濃度が略一定に維持される。
【００２０】
感光ドラム２Ｋの表面に形成されたトナー像は、図１に示す一次転写ローラ５Ｋによって中間転写ベルト１６へと一次転写される。一次転写ローラ５Ｋは、中間転写ベルト１６を挟んで感光ドラム２Ｋに対向配置され、感光ドラム２Ｋと中間転写ベルト１６との間に一次転写部Ｔ１Ｋを形成させている。そして、一次転写ローラ５Ｋにトナーの帯電極性とは逆極性の一次転写バイアス電圧が印加されることで、感光ドラム２Ｋに担持されたトナー像が静電気力によって中間転写ベルト１６へと転移する。
【００２１】
一次転写部Ｔ１Ｋにおいて中間転写ベルト１６へと転写されずに感光ドラム２Ｋの表面に残留した転写残トナーや、帯電ローラ３Ｋによる近接放電によって生成された放電生成物を含む付着物は、クリーニング装置６Ｋによって感光ドラム２Ｋから除去される。クリーニング装置６Ｋは、感光ドラム２Ｋに摺接するクリーニングブレード６１を有し、感光ドラム２Ｋの回転に伴って、感光ドラム２Ｋの表面に付着した転写残トナー等の付着物を掻き取って除去する。
【００２２】
画像形成部から一次転写されたトナー像を担持する中間転写体である中間転写ベルト１６は、駆動ローラ９、二次転写内ローラ１０、従動ローラ１２、及び一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ等に張架されている。駆動ローラ９は、不図示のモータに駆動されて回転し、中間転写ベルト１６を矢印Ｒ１方向に回転（移動）させる。上述のトナー像形成プロセス（作像動作）は各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおいて並行して進められ、一次転写部Ｔ１Ｙ，Ｔ１Ｍ，Ｔ１Ｃ，Ｔ１Ｋにおいてトナー像が互いに重ね合わせて転写されることで、フルカラーのトナー像が形成される。
【００２３】
中間転写体に担持されたトナー像を記録材Ｐに転写する転写手段である二次転写ローラ１５は、二次転写内ローラ１０に対向して配置されている。二次転写ローラ１５は、中間転写ベルト１６の外周面に当接し、中間転写ベルト１６との間のニップ部として二次転写部Ｔ２を形成している。二次転写部Ｔ２では、二次転写ローラ１５にトナーの帯電極性とは逆極性の二次転写バイアス電圧が印加されることで、中間転写ベルト１６に担持されたトナー像が記録材Ｐへと一括して二次転写される。二次転写部Ｔ２において中間転写ベルト１６に付着したまま残った転写残トナーは、中間転写ベルト１６に摺接するブレード部材を有するベルトクリーナー１８によって回収される。
【００２４】
フルカラーのトナー像を転写された記録材Ｐは、定着装置１３へ搬送される。そして、定着ローラ及び対向ローラによって挟持され、加熱及び加圧されることで、トナー像が溶融して記録材Ｐに固着する。定着装置１３を通過してトナー像が定着した記録材Ｐは、不図示の排出機構によって機体外へ排出される。なお、上述の動作は画像形成装置１００がフルカラー画像を形成する場合について説明したが、一部の画像形成部（例えば、画像形成部１Ｋのみ）を動作させて単色画像を形成することも可能である。
【００２５】
［帯電ローラ］
次に、帯電ローラ３について詳しく説明する。以下の説明において、帯電ローラ３及び感光ドラム２は、上記画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの帯電ローラ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ及び感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとして使用可能なものとする。
【００２６】
図３に示すように、帯電ローラ３はゴム材料によって形成された弾性層（３ｂ，３ｃ）を有するゴムローラである。具体的には、軸芯である芯金３ａに、下層３ｂ、中間層３ｃ、及び表層３ｄが径方向外方へ向かって順に積層されている。このうち下層３ｂは、帯電音を低減させるように、例えば発泡スポンジによって構成される。ただし、帯電音とは、帯電バイアス電圧の交流成分によって帯電部材と感光体との間に生じる振動に起因するノイズを指す。表層３ｄは、感光ドラム２の表面にピンホール等があったとしても、リーク電流の発生を防ぐことで一様な暗部電位を形成可能とする保護機能を有する。
【００２７】
帯電ローラ３は、芯金３ａと画像形成装置本体との間に縮設された付勢部材であるバネ３１によって付勢されて感光ドラム２に圧接され、感光ドラム２との当接部である帯電ニップＮｃを形成している。また、帯電ローラ３には、帯電部材を清掃する帯電清掃部材としてのクリーニングローラ３０が当接している。クリーニングローラ３０は、軸芯３０ａの外周に発泡構造を有する弾性層３０ｂ（スポンジ層）が形成されたローラ部材であり、帯電ローラ３に従動回転する。そして、例えば帯電ローラ３との当接部における発泡セルの伸縮運動により、帯電ローラに付着した付着物を凝集させる等の過程により、帯電ローラ３への付着物の固着（フィルミング）を防ぐ。
【００２８】
図４のブロック図に示すように、帯電ローラ３の芯金３ａは、画像形成装置本体の高圧電源基板に形成された電源（電源回路）である帯電電源Ｓ１に接続されている。帯電電源Ｓ１は、交流電圧を出力するＡＣ電源Ｓ１ａと、直流電圧を生成するＤＣ電源Ｓ１ｄとを有し、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を芯金３ａに印加する。ＡＣ電源Ｓ１ａ及びＤＣ電源Ｓ１ｄは、それぞれ画像形成装置本体の制御部５０によって出力を制御されている。制御部５０は、画像形成装置１００が出力した画像の枚数（作像回数）を計測する枚数カウンタ２７及び画像形成装置１００のおかれた環境条件（温湿度等）を検知する環境センサ２６に接続されている。そして、制御部５０は作像回数及び環境条件に応じて帯電バイアス電圧のパラメータ（例えば、直流電圧の絶対値及び交流電圧のピーク間電圧値）を調整する。
【００２９】
ここで、帯電ローラ３の表層３ｄには、所定の直径Ｄ（粒径）を有するアクリル樹脂の微粒子３ｅが添加されている（図５参照）。このため、帯電ローラ３の表面（外周面）は、微粒子３ｅに沿って凸部３ｐと凹部３ｖとが形成された、微小な凹凸形状となっている。これにより、感光ドラム２に対する接触圧が不均一となり、感光ドラム２に付着した付着物が帯電ローラ３の凹部３ｖに転移することが防がれる。また、凸部３ｐに付着した付着物は、クリーニングローラ３０によって除去される。従って、ローラ表面に凹凸形状を設けることにより、帯電ローラ３の汚染の低減が図られている。なお、帯電ローラ３の表面に凹凸を形成する方法としては、表層又は表層付近に微粒子を含有させる方法以外の方法（例えば、機械的研磨やサンドブラスト処理）を用いてもよい。
【００３０】
帯電ローラ３の各層は、例えば、次のように構成すると好適である。
（ａ）芯金３ａ・・・直径６ｍｍのステンレス丸棒。
（ｂ）下層３ｂ・・・カーボンブラックを分散させた発泡ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）。比重０．５ｇ／ｃｍ３、体積抵抗値１０２〜１０９Ω・ｃｍ、層厚３．０ｍｍ。
（ｃ）中間層３ｃ・・・カーボンブラックを分散させたＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）系ゴム。体積抵抗値１０２〜１０５Ω・ｃｍ、層厚７００μｍ。
（ｄ）表層３ｄ・・・フッ素化合物（ＰＴＦＥ等）を含有するＮ−メトキシメチル化ポリアミドに、アクリル微粒子、酸化錫、及びカーボンブラックを分散させたもの。体積抵抗値１０７〜１０１０Ω・ｃｍ、層厚１０μｍ、表面ヤング率２ＧＰａ、表面硬度０．０５〜２ＧＰａ。
（ｅ）表面形状・・・平均粒径８μｍのアクリル微粒子により、最大高さ粗さＲｚ＝１５［μｍ］（ＪＩＳＢ０６０１：２０１３）の凹凸が形成されている。
【００３１】
帯電ローラ表面の凹凸形状は、レーザー顕微鏡、光学顕微鏡、電子顕微鏡、及び原子力間顕微鏡などの顕微鏡や、あるいは触針を有する接触式の測定機器を用いて観察することができる。上記最大高さ粗さＲｚは、株式会社キーエンス製の形状測定レーザマイクロスコープＶＫ−８７００による計測結果である。
【００３２】
帯電ローラ３の凸部３ｐ及び凹部３ｖ、並びに最大高さ粗さＲｚ等の表面形状パラメータは、次のように求めることができる。ただし、以下の説明において、線粗さに関するパラメータはＪＩＳＢ０６０１：２０１３に準拠するものとし、面粗さに関するパラメータはＩＳＯ２５１７８−２：２０１２に準拠するものとする。
【００３３】
まず、帯電ローラ３の表面を顕微鏡等を用いて拡大観察して生の表面形状データを得た後、測定機器の測定限界に近い高周波成分を取り除き、さらに帯電ローラ３の幾何的な形状による表面の傾斜を補正した断面曲線を得る。すなわち、帯電ローラ３は円柱状であるため、周方向に沿った断面曲線を得る場合には、円弧を基準線とし、径方向を高さ方向として、基準線が直線となるように補正した断面曲線を得る。さらに、低周波成分を除去するフィルタを適用することで、粗さを算出するための輪郭曲線（粗さ曲線）を得る。
【００３４】
図５に模式的に示すように、粗さ曲線の平均線Ｘ０に対して凹んだ谷部分を凹部３ｖとし、凹部３ｖの底部から平均線Ｘ０までの距離を谷深さＺｖとする。同様に、平均線Ｘ０よりも突出した山部分を凸部３ｐとし、凸部３ｐの頂点から平均線Ｘ０までの距離を山高さＺｐとする。そして、例えば最大高さ粗さＲｚを求める場合には、所定の基準長さの粗さ曲線について山高さＺｐの最大値と谷深さＺｖの最大値との和をＲｚとする。
【００３５】
面粗さの表面形状についても同様であり、生の表面形状データから高周波成分及び幾何形状による傾斜を補正した曲面（Ｓ−Ｆ表面）を得た後、低周波成分を除去するフィルタを適用することで、粗さを算出するための曲面（Ｓ−Ｌ表面）を得る。Ｓ−Ｌ表面の平均高さに位置する基準面に対して凹んだ谷部分が粗さ曲線の凹部３ｖに相当し、基準面よりも突出する山部分が粗さ曲線の凸部３ｐに相当する。ただし、以下の説明では、粗さ曲線における凸部及び凹部を、Ｓ−Ｌ表面における凸部及び凹部と同一視して説明する。
【００３６】
一方、表層３ｄの極表層の硬度及びヤング率である表面硬度及び表面ヤング率は、ナノインデンテーション法を用いて測定した結果である。ただし、極表層とは、帯電ローラ３又は画像形成部全体の寿命として想定される動作時間（例えば、１０万枚の作像動作）の間に摩耗しうる程度の層厚を指す。上記の実施例では、帯電ローラ３の表面から３００ｎｍまでの範囲を極表層とした。なお、このような表面形状及び表面硬さ（硬度・ヤング率）の測定方法は、後述の感光ドラム２に対しても適用される。
【００３７】
［クリーニングローラ］
次に、帯電ローラ３を清掃するクリーニングローラ３０について詳しく説明する。図６に示すクリーニングローラ３０の弾性層３０ｂは、ゴム等の弾性材料に発泡構造を形成した発泡材料によって、例えば４〜１０ｍｍの厚さで形成される。弾性層３０ｂの性状は、例えば、平均セル径１００〜１０００μｍ、１平方インチ当たりのセル数１００〜２００個、通気度０．５Ｌ〜１０．０Ｌ／ｍｉｎ、密度０．０８〜０．２０ｇ／ｃｍ３の範囲に設定される。また、バネ等の付勢部材により、被清掃部材である帯電ローラ３に対して、総圧４００ｇ重の荷重で、侵入量０．４ｍｍとなるように圧接される。
【００３８】
上記平均セル径は、弾性層３０ｂの表面の適当な領域（例えば２０ｍｍ四方）を電子顕微鏡等で観察し、各セルの最大幅を、視野内に存在する全セルについて算術平均したものである。平均セル径は、弾性層３０ｂを構成する材料に含ませる発泡剤及び反応制御剤の種類及び含有量、並びに、弾性層３０ｂの硬化条件等により調整可能である。
【００３９】
弾性層３０ｂを構成する弾性材料としては、例えば、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム等の汎用ゴムやアクリロニトリル、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム等のゴムを、単独で、又は２種以上を併用して使用可能である。ポリウレタンゴムの原料であるポリオールに特に制限は無く、ポリウレタンフォームの原料として従来公知の各種ポリオールの中から適宜選択して使用することができる。例えば、一般に軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられているポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール等の、公知のポリオール類の中から適宜選択して、単独で、又は２種以上を組合せて用いることができる。
【００４０】
上記ポリオールのうち、ポリエーテルポリオールを用いると、耐湿熱耐久性に優れた軟質高弾性ポリウレタンフォームを製造するに好適である。また、あらかじめポリイソシアネートと重合させたプレポリマーをポリオールとして用いても差し支えない。また、ポリイソシアネートに特に制限は無く、ポリウレタンフォームの原料として従来公知の各種ポリイソシアネートの中から、適宜選択して使用することが出来る。例えば、２、４−及び２、６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、４、４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）及びカーボジイミド変成ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等を、単独で、又は二種以上を組み合せて用いることができる。なお、ポリイソシアネートを公知の活性水素化合物の１種又は２種以上と反応させることにより得られるイソシアネート基末端プレポリマーも、ポリイソシアネートとして使用することができる。
【００４１】
［感光ドラム］
次に、感光ドラム２について詳しく説明する。図３に示すように、感光ドラム２は、支持体２ａの外周に機能の異なる複数の有機材料を積層した有機感光体（ＯＰＣ感光体）である。すなわち、支持体２ａから径方向外側に向かって、電荷発生層２ｂ、電荷輸送層２ｃ、及び保護層２ｄが順に積層されている。電荷発生層２ｂは、露光装置から照射されたレーザ光に反応して電荷を発生する電荷発生物質を含有する。電荷輸送層２ｃは、電荷発生層２ｂにおいて発生した電荷を保護層２ｄへ向けて輸送し、帯電ローラ３によって供給された表面電荷を中和する。感光ドラム２の表面を保護する保護層２ｄは、熱硬化性の樹脂材料等、硬度の高い材料からなる。
【００４２】
ここで、感光ドラム２（感光体）を清掃する清掃部材であるクリーニングブレード６１（図１参照）は、ウレタンゴム等のゴム材料からなるゴムブレードである。このようなゴムブレードを高硬度の保護層２ｄに当接させる構成では、像流れ等の画像不良が生じやすくなる場合がある。すなわち、保護層の硬度が大きいとゴムブレードと保護層２ｄとの摩擦係数が大きくなる傾向があり、特に湿度が高い場合に、ゴムブレードのビビりやめくれによってクリーニング不良が生じ易くなることが知られていた。また、硬度が小さい保護層を用いる場合に比してゴムブレードの摩耗速度が速くなることで、クリーニング不良が生じる懸念もあった。このような場合、感光ドラム２に付着した付着物の除去が不十分になって、像流れにつながる原因物質が徐々に蓄積してしまうことが懸念される。
【００４３】
そこで、感光ドラムの表面に、複数の凹形状（ディンプル）を互いに独立となるように配置する構成が従来から知られている。本実施形態に係る感光ドラム２には、図７の模式図に示すように、クリーニングブレード６１が当接する平坦部２ｆと、平坦部２ｆから互いに独立に凹んで形成された複数の凹部２ｖとが形成されている。そして、これら凹部２ｖの作用により、クリーニングブレード６１と感光ドラム２との間の摩擦抵抗を低減させて、クリーニング不良の防止を図っている。
【００４４】
特に、本実施形態においては、複数の凹部２ｖが比較的疎らに配置され、かつ、保護層直下の層（電荷輸送層２ｃ）には凹部２ｖに対応する凹部（以下、下層凹部２ｗとする）が形成されている。凹部２ｖが疎らに配置されることで、平坦部２ｆの面積に対する凹部２ｖの面積の割合（面積率）が小さくなるため、クリーニングブレード６１に摺擦される平坦部２ｆの面積率が高まる。これにより、クリーニングブレード６１による清掃効果を確保しつつ、凹部２ｖによってクリーニングブレード６１の当接状態を安定させる効果を得ることができる。また、下層凹部２ｗを形成したことで、例えば下層凹部２ｗを設けずに保護層２ｄと電荷輸送層２ｃとの界面を平滑に形成する構成に比して保護層２ｄの厚さが均一に近くなる。このため、保護層２ｄの変形によってブレードの一部が凹部２ｖの底部に接触する事態を回避することができ、クリーニングブレード６１の当接状態を一層安定させることができる。
【００４５】
感光ドラム２の表面形状は、帯電ローラ３について述べたものと同様の観察方法によって観察することができる。まず、感光ドラム２の表面を顕微鏡等を用いて拡大観察して、５００μｍ四方の領域の生の表面形状データを得た後、感光体の幾何的な形状による表面の傾斜を補正した断面曲線を得る。例えば、感光ドラム２の周方向に沿った断面の場合には、円弧を基準線とし、径方向を高さ方向として、基準線が直線となるように補正した断面曲線を得る。補正後の表面データの内、基準線に対して適当な高さ範囲（例えば±０．２μｍ）の範囲にある部分を平坦部２ｆとする。また、平坦部２ｆよりも下方に凹んだ部分のうち、凹部２ｖの設計上の範囲内にあるものを凹部２ｖとし、それ以外の凹形状（表面の傷等が考えられる）は非凹部として除外する。ただし、感光ドラム２が新品の状態ではない場合には、摩耗によって凹部２ｖの深さが小さくなるため、新品の感光ドラム２における凹部２ｖとの比較により、凹部２ｖと判定する閾値を適宜変更する。
【００４６】
また、面粗さについても帯電ローラ３の観察方法と同様であり、Ｓ−Ｌ表面の基準面に対して適当な高さ範囲にある領域を平坦部２ｆとし、平坦部２ｆから凹んだ領域を凹部２ｖとすればよい。このようにして求めた凹部２ｖについて、各凹部２ｖの最深部から平坦部２ｆまでの高さ方向の距離をその凹部２ｖの深さとする。
【００４７】
凹部２ｖは、具体的には深さ０．５μｍ以上６μｍ以下、かつ、長軸径２０μｍ以上８０μｍ以下となるように形成される。長軸径とは、平坦部２ｆに対する凹部２ｖの開口部を横切る直線を引いた場合に、開口部によって切り取られる線分の最大長さである。例えば、図８（ａ）〜（ｇ）及び図９（ａ）〜（ｆ）に示す凹形状における長軸径Ｘは、それぞれ図中に示す幅である。また、図９（ａ）〜（ｆ）に示すように、凹部２ｖの深さＺは、凹部２ｖの断面形状によらず、最深部を通る断面位置における深さを指している。
【００４８】
凹部２ｖは、例えば、モールドを用いた形状転写によって形成される。すなわち、感光ドラム２の各層を積層した後に、凹部２ｖに対応する凸形状が配置されたモールドに感光ドラム２を圧接させることにより、互いに独立な複数の凹部２ｖを形成することができる。ただし、独立した複数の凹部を形成可能な方法であれば、例えば、レーザ光を照射して保護層を切削する方法や、感光層の表面を結露させた状態で保護層を形成する方法を用いてもよい。
【００４９】
凹部２ｖの開口部の形状としては、図８（ａ）〜（ｇ）に示す円、楕円、正方形、長方形、三角形、四角形、六角形などが挙げられる。また、凹部２ｖの断面形状は、図９（ａ）〜（ｆ）に示す三角形、四角形、その他の多角形などエッジを有するものや、連続した曲線からなる波型や、多角形のエッジの一部または全部を曲線に変形したものなどが挙げられる。ただし、凹部２ｖの種類（開口形状、断面形状、長軸径、深さ等）は１種類に限らず、複数種類の凹部を配置してもよい。
【００５０】
また、凹部２ｖは、保護層２ｄの表面から一辺５００μｍの正方形領域を抽出した場合に、占有面積が７５００μｍ２以上８８０００μｍ２以下となるように配置すると好適である。一方、正方形領域から凹部２ｖ及び非凹部の凹形状等を取り除いた平坦部２ｆの面積は、８１０００μｍ２以上２４００００μｍ２以下とすると好適である。
【００５１】
［凹部の堆積物］
ここで、凹凸のある帯電部材と凹部を有する感光体とを併用する場合に生じうる現象について説明する。図１０に示すように、弾性材料からなるクリーニングブレード６１は、凹部２ｖの底部に接触しない程度の当接圧で感光ドラム２に当接している。すなわち、クリーニングブレード６１は、平坦部２ｆを基準とした凹部２ｖに対する侵入量ｈｃが、凹部２ｖの深さの平均値（以下、平均深さＺａとする）よりも小さな値となるように、硬さ（ヤング率）や当接荷重、当接角度等を設定されている。このため、現像剤に含まれるトナーの外添剤等、粒子径の小さい粒子の一部が凹部２ｖに入り込んで、クリーニングブレード６１に除去されずに徐々に堆積する。
【００５２】
仮に、帯電ローラ３の凸部３ｐが感光ドラム２の凹部２ｖに深く侵入した場合には、図１１に示すように、凹部２ｖに堆積した堆積物が凸部３ｐに付着する可能性がある。このような堆積物は、平坦部２ｆにおいて凸部３ｐに付着しうる付着物に比して量が多いと考えられる。従って、少なくともクリーニングローラ３０によって十分に除去されるまで期間は、帯電ローラ３が局所的に汚染された状態となる。このような汚染は、感光ドラム２の表面に局所的な帯電不良を引き起こし、画像不良の原因となり得る。
【００５３】
［初期状態での詳細構成］
そこで、本実施形態においては、少なくとも初期状態において、帯電ローラ３の凸部３ｐが感光ドラム２の凹部２ｖの底部に接触しないように構成されている。ただし、初期状態とは、出荷時や、カートリッジ式の画像形成部が交換された場合など、感光ドラム２及び帯電ローラ３がいずれも新品とみなせる状態を指す。
【００５４】
図１２に示すように、凸部３ｐの凹部２ｖに対する侵入量は、凸部３ｐの頂点高さ（凸部の最高点を通る断面における山高さ）のばらつきに依存する。すなわち、凹部２ｖに対向する凸部３ｐの頂点高さが大きく、かつ、凹部２ｖの周囲の平坦部２ｆに当接する凸部３ｐの頂点高さが小さいほど、凹部２ｖへの侵入量が大きくなる。このような場合、凸部同士の頂点高さの差（ｈ０）の分、凹部２ｖに対向する凸部３ｐが周囲の凸部３ｐに比して突出して、凹部２ｖへの侵入量が大きくなる。
【００５５】
従って、凸部３ｐが凹部２ｖの底部に接触しないようにするには、凸部３ｐの頂点高さのばらつきが、凹部２ｖの平均深さＺａよりも小さくなる（Ｚａ＞ｈ０）ように構成すればよい。ただし、ｈ０の値は各凸部３ｐによって異なるため、ばらつきの具体値として標準偏差を採用し、凹部２ｖの平均深さＺａが凸部３ｐの頂点高さの標準偏差よりも大きくなるように構成すればよい。このような構成は、例えば帯電ローラ３の表層３ｄに分散する微粒子３ｅの直径によって調整することができる。また、研磨等によって帯電ローラ３の凹凸を形成する場合にも、表面高さ粗さＲｚを適当な範囲に収めることで、結果的に頂点高さのばらつきを調整できる。
【００５６】
また、平坦部２ｆに当接した凸部３ｐは、帯電ローラ３の感光ドラム２に対する当接圧により弾性変形して、高さ方向に圧縮される。この変形量ｈ１が大きいほど、凹部２ｖに対向する凸部３ｐは凹部２ｖの底部へ向かってシフトすることになり、凹部２ｖに対する侵入量が大きくなる。従って、凹部２ｖの平均深さＺａは、凸部３ｐの頂点高さのばらつきによる侵入量ｈ０と、平坦部２ｆに当接した凸部３ｐの変形量ｈ１との和よりも大きい（Ｚａ＞ｈ０＋ｈ１）と好適である。これにより、帯電ローラ３に付与される荷重が比較的大きい場合であっても、凸部３ｐが凹部２ｖの底部に接触することを防ぐことができる。
【００５７】
具体的に、感光ドラム２の凹部２ｖの平均深さＺａが２μｍであり、凹部２ｖの長軸径Ｘが５０μｍである場合には、次の表１に示す場合に凸部３ｐが凹部２ｖの底部に非接触となることが分かっている。ただし、当然のことながら、凹部２ｖの平均深さＺａが２μｍ以上であったとしても、表１に示す場合には非接触となる。
【００５８】
【表１】
2017173751.tif 000003
【００５９】
表１に示すように、本実施形態では、帯電ローラ３の表層３ｄに分散された微粒子３ｅによって、凹部２ｖの平均深さＺａよりも十点平均粗さＲｊｉｓが大きな値となる凹凸が形成されている。しかし、凸部３ｐの頂点高さのばらつきが制御されることで、凸部３ｐが凹部２ｖに接触することが防がれる。
【００６０】
なお、凹部２ｖが深さの異なる複数種類の凹形状を含む場合には、それらのうち最も深さが小さい凹形状の平均深さＺａが、凸部３ｐの頂点高さのばらつきよりも大きくなるように構成すればよい。また、凹部２ｖの深さにばらつきがある場合には、平均深さＺａから深さのばらつき（例えば標準偏差）を差引いた値が、凸部３ｐの頂点高さのばらつきよりも大きくなるように構成すると好適である。
【００６１】
また、凸部３ｐが凹部２ｖの底部に接触することをより確実に防ぐためには、凹部２ｖの平均深さＺａが、凸部３ｐの頂点高さ標準偏差の２倍（あるいは３倍以上）よりも大きくなるように構成するとよい。このような設定により、平均から大きく外れた頂点高さを有する凸部３ｐが凹部２ｖの底部に接触する可能性を低減することができる。また、頂点高さの確率分布が既知である場合には、ばらつきとして標準偏差以外の値を採用してもよい。
【００６２】
［感光ドラム及び帯電ローラの摩耗による影響］
次に、画像形成装置１００を長期間に亘って使用する場合の影響について説明する。一般的に、感光ドラム（感光体）、帯電ローラ（帯電部材）、及びカートリッジとしての画像形成部全体には、画像の品質を確保するために、交換が推奨される寿命（例えば一定の作像回数）が設定されている。このような寿命が決まる要因としては、感光ドラム及び帯電ローラの表面の摩耗や、帯電ニップＮｃにおける放電生成物によるドラム表面及びローラ表面の劣化が挙げられる。
【００６３】
本実施形態では、感光ドラム２の保護層２ｄを硬度の高い材料によって構成することで、クリーニングブレード６１の摺擦による摩耗が低減されている。これにより感光ドラム２の長寿命化が図られているものの、保護層２ｄは、略一定の摩耗速度で徐々に摩耗する。同様に、帯電ローラ３は、主にクリーニングローラ３０との摩擦により、略一定の摩耗速度で摩耗する。
【００６４】
摩耗速度（摩耗レート）とは、作像枚数当たりの表面層（２ｄ，３ｄ）の層厚の変化量を指す。本実施形態では、トナー被覆率５％のハーフトーン画像をＡ４用紙の印刷領域全体に形成する作像動作を、用紙１００，０００枚分繰り返すことで摩耗速度を算出している。層厚の変化量は、帯電ローラ３の場合には、例えば最大高さ粗さＲｚの変化量や、断面の観察（例えば、研磨作用によって形成された面の高さ）によって求めることができる。また、感光ドラム２の場合には、例えば初期状態での凹部２ｖの平均深さＺａと、作像動作後の凹部２ｖの平均深さとを比較することで求めることができる。
【００６５】
感光ドラム２の摩耗速度は、感光ドラム２の表面硬度、クリーニングブレード６１の当接角、当接圧、及び硬度、並びにクリーニングブレード６１との摩擦係数等に依存する。また、帯電ローラ３の摩耗速度は、帯電ローラ３の表面硬度、表面のクリーニングローラ３０の当接圧及び硬度、並びにクリーニングローラ３０との摩擦係数等に依存する。
【００６６】
ここで、仮に感光ドラム２の摩耗速度が帯電ローラ３の摩耗速度に比して大きい場合、凹部２ｖが形成された保護層２ｄが、帯電ローラ３の凸部３ｐに比して早く摩耗することになる。すると、凹部２ｖが浅くなる一方で、凸部３ｐの凹部２ｖに対する侵入量が初期状態に比してあまり減少せずに推移することになり、凸部３ｐが凹部２ｖの底部に堆積した堆積物に接触して汚染される可能性が生じる。
【００６７】
そこで、本実施形態では、継続使用中の帯電ローラ３の汚染を防ぐために、帯電ローラ３の摩耗速度が感光ドラム２の摩耗速度に比して大きくなるように構成されている。以下、感光ドラム２及び帯電ローラ３の摩耗速度が、表２に示す水準となるように構成したものを組み合わせて、帯電ローラ３の汚染防止効果について検証した結果を説明する。摩耗速度が比較的小さい水準１の帯電ローラ３の表面硬度は０．４ＧＰａであり、摩耗速度が比較的大きい水準２の帯電ローラ３の表面硬度は０．１ＧＰａである。また、摩耗速度が比較的小さい水準１の感光ドラム２の表面硬度は０．５ＧＰａであり、摩耗速度が比較的大きい水準２の感光ドラム２の表面硬度は０．２ＧＰａである。
【００６８】
【表２】
2017173751.tif 000004
【００６９】
その他の構成は共通であり、次のようにした。感光ドラム２は、平均深さＺａ＝２［μｍ］、長軸径Ｘ＝５０［μｍ］の凹部２ｖが形成されたものを使用した。帯電ローラ３は、表面の最大高さ粗さＲｚ＝１５［μｍ］であるものを使用し、初期状態で凸部３ｐが凹部２ｖの底部に接触しないものとした。クリーニングブレード６１の線圧は２２ｇｆ／ｃｍとし、ヤング率１００ＭＰａ、感光ドラム２との摩擦係数１．５のものを使用した。クリーニングローラ３０は、帯電ローラ３との摩擦係数０．４のものを使用し、線圧１０ｇｆ／ｃｍで帯電ローラ３に当接させた。
【００７０】
このような設定の下で、２０℃、５ＲＨ％の条件下で、トナー被覆率２０％のハーフトーン画像をＡ４用紙１００，０００に対して連続印刷させた。そして、印刷後に帯電ローラ３の汚染による画像不良の有無を判定したところ、表３に示す結果が得られた。ただし、表中の丸は画像不良が発生しなかったことを表し、バツは画像不良が発生したことを表す。
【００７１】
【表３】
2017173751.tif 000005
【００７２】
この結果を、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３（ａ）に示すように、初期状態で平均深さＺａの深さを有する感光ドラム２の凹部２ｖは、保護層２ｄが摩耗して平坦部２ｆのレベルが低下することで徐々に浅くなる。保護層２ｄの摩耗速度をｍ［μｍ／枚］とすると、ｔ枚の画像を形成した後の凹部２ｖの平均深さＺ（ｔ）は、
（１）  Ｚ（ｔ）＝Ｚａ−ｍ×ｔ      ただし、０≦ｔ≦Ｚａ／ｍ
となる。
【００７３】
一方、図１３（ｂ）に示すように、ｔ枚の画像を形成した後の帯電ローラ３の凸部３ｐの侵入量ｈ（ｔ）は、頂点高さのばらつきによる侵入量ｈ０と、凸部３ｐの変形量ｈ１とに依存する。頂点高さのばらつきによる侵入量ｈ０は、摩耗によって頂点高さが減少することにより、作像枚数の増加に伴って減少する。凸部３ｐの摩耗速度をｎ（μｍ／枚）とすると、ｔ枚の画像を形成した後の侵入量ｈ０（ｔ）は、
（２）  ｈ０（ｔ）＝ｈ０（０）−ｎ×ｔ      ただし、０≦ｔ≦ｈ０（０）／ｎ
となる。
【００７４】
また、凸部３ｐの変形量ｈ１（ｔ）は、作像枚数の増加に伴って徐々に減少する。これは、凸部３ｐの摩耗に伴って平坦部２ｆとの接触面積が増大するため、接触面積に反比例して平坦部２ｆから凸部３ｐが受ける単位面積当たりの力が減少し、凸部３ｐの応力が小さくなるためである。
【００７５】
以上のことから、初期状態で凹部２ｖの平均深さＺａが凸部３ｐの侵入量ｈよりも大きい非接触状態となっている場合に、継続使用中も非接触状態を維持するためには、次の式が満たされていればよい。
【００７６】
（３）  Ｚａ−ｍ×ｔ  ＞  ｈ０（０）−ｎ×ｔ＋ｈ１（ｔ）
ここでｈ１（ｔ）が単調減少することを考慮すると、式（３）の関係を満たすためには、
（４）  ｎ＞ｍ
であればよいことが分かる。
【００７７】
式（４）の関係が満たされている場合、図１４（ａ）に示すように、凸部３ｐ及び凹部２ｖの非接触状態が維持される。一方、式（４）の不等号が逆転している場合には、図１４（ｂ）に示すように、凸部３ｐの侵入量ｈ（ｔ）が凹部２ｖの平均深さＺ（ｔ）を上回るケースがある。この場合、少なくとも、感光ドラム２がさらに摩耗してクリーニングブレード６１が凹部２ｖの底部に接触するまで（ｔ０）の期間で、帯電ローラ３の汚染が発生し得る状態となる。
【００７８】
なお、式（４）の不等号が成立しない場合であっても、帯電ローラ３及び感光ドラム２の寿命が設定されている場合には、寿命よりも長い期間で式（３）の関係が満たされるように構成してもよい。また、式（４）の関係を満たす場合であっても、帯電ローラ３の摩耗速度が過度に大きい場合には、表層３ｄが摩耗しきって中間層３ｃが露出してしまい、帯電不良を引き起こす可能性がある。このため、帯電ローラ３の摩耗速度は、表層３ｄの層厚を考慮して適度な上限以下（例えば、画像１０万枚当たり２０μｍ以下）に設定すると好ましい。
【００７９】
［本実施形態の効果］
以上のように、本実施形態では、少なくとも初期状態において、帯電ローラ３が有する凸部３ｐの高さ（頂点高さ）のばらつきが、感光ドラム２に形成される複数の凹部２ｖの平均深さＺａよりも大きくなるように構成されている。これにより、凹部２ｖに堆積した堆積物が凸部３ｐに付着することを防いで、帯電ローラ３の汚染による画像不良の発生を抑制することができる。
【００８０】
また、上記平均深さＺａは、凸部３ｐの頂点高さのばらつきに、感光ドラム２との当接による凸部３ｐの変形量（ｈ１）を加算したものよりも、なお大きくなるように構成されている。このため、凸部３ｐが凹部２ｖの底部に接触することをより確実に回避することができる。
【００８１】
また、クリーニングローラ３０による帯電ローラ３の摩耗速度が、クリーニングブレード６１による感光ドラム２の摩耗速度に比して大きくなるように構成している。これにより、作像動作を繰り返した場合も、凸部３ｐが凹部２ｖの底部に接触することを継続的に防ぐことが可能となり、長期間に亘って帯電ローラ３の汚染を防ぐことができる。
【００８２】
［他の実施形態］
本実施形態においては、電子写真感光体として円柱状の感光ドラムを使用したが、円筒状の感光体又は無端状のベルト部材（感光ベルト）を用いてもよい。また、有機感光体の積層構造は上述したものに限らず、例えば、電荷発生層及び電荷輸送層の機能を兼ね備えた感光層を支持体２ａの外周に形成したものや、保護層２ｄが電荷輸送機能を有するものであってもよい。これらの場合であっても、感光ドラム２の表面に互いに独立な複数の凹部が形成される構成であれば、本技術を適用可能である。
【００８３】
なお、感光体を清掃する清掃部材及び帯電部材を清掃する帯電清掃部材は上述のクリーニングブレード６１及びクリーニングローラ３０に限らない。清掃部材としては、例えば、比較的硬度の高い樹脂材料によって構成されたブレード部材や、静電気力によって感光体表面の付着物（転写残トナー）を除去するローラ部材が考えられる。また、帯電清掃部材としては、このようなブレード部材やローラ部材に加えて、例えば帯電部材に摺擦するブラシを有するブラシ式のクリーニング装置を適用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
２…感光体（感光ドラム）／２ｆ…平坦部／２ｖ…凹部／３…帯電部材（帯電ローラ）／３ａ…軸芯／３ｂ，３ｃ…弾性層（下層、中間層）／３ｄ…表層／３ｅ…粒子（微粒子）／３ｐ…凸部／３ｖ…凹部／１００…画像形成装置／Ｚａ…凹部の深さの平均値（凹部の平均深さ）
【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】
2017173751.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
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