JP2024017467A - 帯電装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 印刷不良の低減を目的とする。【解決手段】 帯電装置３は、回転可能な帯電ローラ１２（帯電部材）と、帯電ローラ１２と接触する感光体ドラム１１（被接触部材）とを備える。帯電ローラ１２は、芯金（軸体）１２ａと、感光体ドラム１１と所定のニップ圧で接触し、多孔質粒子１２ｄを含む表面層１２ｃと、芯金１２ａと表面層１２ｃとの間に設けられた弾性層１２ｂとを有する。帯電ローラ１２に当該ニップ圧で感光体ドラム１１を接触させた場合に、所定面積当たりの帯電ローラ１２と感光体ドラム１１との接触部の面積の割合は０．３４［％］以下であり、当該所定面積当たりの接触部の数は５７個以上である。【選択図】図３

Description

本開示は、像担持体を帯電する帯電装置、および、帯電装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、感光体ドラム（被接触部材）に接触してその表面を一様に帯電させる帯電ローラ（帯電部材）を備える。

特許文献１には、帯電ローラの弾性層の成分の染み出しに起因する横スジを抑制するため、帯電ローラの表面に大粒子と小粒子とを分散させることが提案されている。

特開２０１７－１２０３８１号公報（要約参照）

一方、現像剤が感光体ドラムの非画像部分に付着し、媒体の白地に散らばって転写される、カブリと呼ばれる現象が知られている。近年、印刷に用いられる媒体は多様化しており、耐水紙のような平滑な媒体では、普通紙よりもカブリなどの印刷不良が認識されやすい。そのため、カブリの発生を抑制することが求められている。

本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであり、印刷不良の発生を抑制することを目的とする。

本開示の帯電装置は、回転可能な帯電部材と、帯電部材と接触する被接触部材とを備える。帯電部材は、軸体と、被接触部材と所定のニップ圧で接触し、多孔質粒子を含む表面層と、軸体と表面層との間に設けられた弾性層とを有する。帯電部材に当該ニップ圧で被接触部材を接触させた場合に、所定面積当たりの帯電部材と被接触部材との接触部の面積の割合は０．３４［％］以下であり、当該所定面積当たりの接触部の数は５７個以上である。

本開示によれば、帯電部材の表面層と被接触部材との接触部の割合が少なくなるため、被接触部材に局所的な電位変化を生じにくくし、これによりカブリの発生を抑制することができる。

実施の形態１の画像形成装置の構成を示す図である。 実施の形態１の画像形成部の構成を示す図である。 実施の形態１の帯電装置の構成を示す図である。 実施の形態１の感光体ドラムの断面構造を示す図（Ａ），（Ｂ）である。 実施の形態１の現像ローラの断面構造を示す図（Ａ）および供給ローラの断面構造を示す図（Ｂ）である。 実施の形態１の画像形成装置の制御系を示すブロック図である。 実施の形態１におけるカブリの測定方法を説明するための模式図（Ａ）～（Ｃ）である。 カブリの測定に用いた採取テープの表面画像を示す図（Ａ）、およびその二値化処理画像を示す図（Ｂ）である。 実施の形態１の帯電ローラの表面画像の撮影方法を概念的に示す図である。 実施例１－１～１－４および比較例１－１～１－３の帯電ローラの接触面積率と色相差ΔＥ（カブリ）との関係を示すグラフである。 実施例１－１～１－４および比較例１－１～１－３の感光体ドラムの高電位部面積と色相差ΔＥ（カブリ）との関係を示すグラフ（Ａ）、および帯電ローラの接触面積率と感光体ドラムの高電位部面積との関係を示すグラフ（Ｂ）である。 実施の形態２の帯電ローラの表面の輝度画像を概念的に示す図（Ａ）、およびその二値化処理画像を概念的に示す図（Ｂ）である。 実施の形態２の帯電ローラの表面の二値化処理画像を概念的に示す図（Ａ）、および輝度画像の解析により得られた断面を概念的に示す図（Ｂ），（Ｃ）である。 実施例２－１～２－５および比較例２－１～２－７の帯電ローラの凸部表面積率と、凸部の最大高さと、カブリの発生状況との関係を示すグラフである。 帯電ローラの表面近傍の断面を概念的に示す図（Ａ），（Ｂ）である。 比較例２－１，２－２および実施例２－１，２－４の色相差ΔＥを示すグラフである。

≪実施の形態１≫
＜画像形成装置の構成＞
実施の形態１の画像形成装置について説明する。図１は、実施の形態１の画像形成装置１を示す図である。画像形成装置１は、電子写真法によってカラー画像を形成するものであり、例えばカラープリンタである。なお、画像形成装置１は、カラープリンタに限らず、モノクロプリンタであってもよい。

画像形成装置１は、印刷用紙等の媒体Ｐを供給する媒体供給部４０と、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のトナー像を形成する画像形成部１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙと、トナー像を媒体Ｐに転写する転写ユニット３０と、トナー像を媒体Ｐに定着する定着装置５０と、媒体Ｐを排出する媒体排出部６０とを有する。

媒体供給部４０は、媒体トレイ４１と、ホッピングローラ４２と、レジストローラ対４３と、搬送ローラ対４４とを有する。媒体トレイ４１は、媒体Ｐを積層状態で収容する。媒体Ｐは、例えば、印刷用紙、ＯＨＰシート、封筒、複写紙、特殊紙等である。ホッピングローラ４２は、搬送モータ４５（図６）の駆動力によって回転し、媒体トレイ４１の媒体Ｐを一枚ずつ搬送路に送り出す。

レジストローラ対４３は、搬送モータ４５（図６）の駆動力によって回転し、媒体トレイ４１から送り出された媒体Ｐを搬送路に沿って搬送する。なお、レジストローラ対４３は、両者のニップ部に媒体Ｐの先端が当接してから所定時間後に回転を開始することで、媒体Ｐのスキューを矯正して搬送する。搬送ローラ対４４は、搬送モータ４５（図６）の駆動力によって回転し、媒体Ｐを搬送路に沿って転写ユニット３０まで搬送する。

画像形成部１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙは、媒体Ｐの搬送路に沿って上流側から下流側、すなわち図１における右側から左側に配列されている。画像形成部１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙは、特に区別する必要がない場合には、「画像形成部１０」と称する。

画像形成部１０の感光体ドラム１１（後述）に対向するように、露光装置としての露光ヘッド２１が配置されている。露光ヘッド２１は、発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）を配列したＬＥＤアレイとレンズアレイとを有し、感光体ドラム１１の表面に光を照射する。露光ヘッド２１は、筐体１Ａの上部を覆うトップカバー１Ｂに懸架されて支持されている。また、ＬＥＤの代わりにレーザ素子を用いてもよい。

＜画像形成部の構成＞
図２は、画像形成部１０の構成を示す図である。画像形成部１０は、像担持体としての感光体ドラム１１と、帯電部材としての帯電ローラ１２と、クリーニング部材としてのクリーニングローラ１３とを有する帯電装置３を備える。

画像形成部１０は、さらに、現像剤担持体としての現像ローラ１４と、供給部材としての供給ローラ１５と、層規制部材としての現像ブレード１６と、クリーニングブレード１７とを有する。画像形成部１０の本体部には、現像剤収容体としてのトナーカートリッジ１８が取り付けられている。

上記構成において、像担持体としての感光体ドラム１１は、帯電ローラ１２に接触する被接触部材に相当する。また、クリーニング部材としてのクリーニングローラ１３も、帯電ローラ１２に接触する被接触部材に相当する。

なお、帯電装置３は、少なくとも、帯電部材としての帯電ローラ１２と、被接触部材としての感光体ドラム１１とを有していればよい。また、帯電装置３は、少なくとも、帯電部材としての帯電ローラ１２と、被接触部材としてのクリーニングローラ１３とを有していればよい。

感光体ドラム１１は、導電性支持体の表面に電荷発生層と電荷輸送層とを積層した円筒状の部材であり、図中時計回りに回転する。感光体ドラム１１は、その表面に静電潜像を担持する。感光体ドラム１１の構成の詳細については、後述する。

帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面に接触するように配置され、感光体ドラム１１に追従して回転する。帯電ローラ１２は、帯電ローラ用電源１１１（図６）から帯電電圧を印加され、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。

クリーニングローラ１３は、帯電ローラ１２の表面に接触するように配置され、帯電ローラ１２に追従して回転する。クリーニングローラ１３は、帯電ローラ１２の表面に付着した異物を除去し、帯電ローラ１２の表面を清掃する。

現像ローラ１４は、感光体ドラム１１の表面に接触するように配置され、感光体ドラム１１とは逆方向（接触部分での表面の移動方向が順方向となる方向）に回転する。現像ローラ１４は、現像ローラ用電源１１２（図６）から現像電圧を印加され、感光体ドラム１１の表面の静電潜像をトナー（現像剤）により現像する。

供給ローラ１５は、現像ローラ１４の表面に接触するように配置され、現像ローラ１４と同方向（接触部分での表面の移動方向が逆方向となる方向）に回転する。供給ローラ１５は、供給ローラ用電源１１３（図６）から供給電圧を印加され、現像ローラ１４にトナーを供給する。

現像ブレード１６は、現像ローラ１４の表面に接触するように配置されたブレードである。現像ブレード１６は、現像ブレード用電源１１４（図６）からブレード電圧を印加され、現像ローラ１４の表面のトナー層を一定の厚さに規制する。

画像形成部１０のうち、現像ローラ１４と供給ローラ１５と現像ブレード１６とを含む部分は、現像部２０を構成する。現像部２０は、現像に用いられるトナーを貯蔵するトナー貯蔵部２２を有する。トナー貯蔵部２２には、現像ローラ１４、供給ローラ１５および現像ブレード１６のほか、トナーＴを撹拌・搬送するクランク状の撹拌バー１９ａ，１９ｂ，１９ｃが配置されている。

画像形成部１０は、現像部２０の上方にカートリッジ装着部２３を有する。カートリッジ装着部２３には、現像剤収容体としてのトナーカートリッジ１８が着脱可能に取り付けられる。トナーカートリッジ１８は、現像剤としてのトナー（符号Ｔで示す）を収容する容器であり、現像部２０のトナー貯蔵部２２にトナーを供給する。

クリーニングブレード１７は、感光体ドラム１１の表面に接触するように配置され、感光体ドラム１１の表面に残存するトナーを掻き取る。クリーニングブレード１７によって掻き取られた廃トナーは、図示しない搬送スクリューによって廃トナー回収部に搬送される。

図１に示すように、転写ユニット３０は、各画像形成部１０の感光体ドラム１１に対向するように配置された４つの転写ローラ３１と、感光体ドラム１１と転写ローラ３１との間を通過する搬送ベルト３２と、搬送ベルト３２が張架された駆動ローラ３３および従動ローラ３４とを有する。

転写ユニット３０は、また、搬送ベルト３２上の残留トナーを除去するベルトクリーニング部材３５と、ベルトクリーニング部材３５によって除去された残留トナーを収容する廃トナー収容部３６とを有する。

搬送ベルト３２は、高抵抗の半導電性プラスチックフィルムで形成された無端状のベルトである。搬送ベルト３２は、光沢のある表面を有し、当該表面で媒体Ｐを吸着保持して搬送する。

駆動ローラ３３は、駆動モータ１０８（図６）の駆動力によって回転し、搬送ベルト３２を矢印Ｂで示す方向に走行させる。従動ローラ３４は、搬送ベルト３２に所定の張力を付与する。

転写ローラ３１は、金属製のシャフトの表面に、半導電性の弾性体層を形成したものである。転写ローラ３１は、転写ローラ用電源１１５（図６）によって転写電圧を印加され、感光体ドラム１１の表面のトナー像を搬送ベルト３２上の媒体Ｐに転写する。

定着装置５０は、ヒートローラ５１と加圧ローラ５２を有する。ヒートローラ５１は、ハロゲンランプ等のヒータを内蔵する。ヒートローラ５１は、定着モータ５３（図６）の駆動力によって回転する。

加圧ローラ５２はヒートローラ５１に押し当てられ、ヒートローラ５１との間で定着ニップを形成する。ヒートローラ５１および加圧ローラ５２は、媒体Ｐ上に転写されたトナーを加圧、加熱して媒体Ｐに定着させる。

媒体排出部６０は、媒体Ｐの搬送方向において定着装置５０の下流側に配置される。媒体排出部６０は、定着装置５０を通過した媒体Ｐを排紙口６２から排出する排出ローラ対６１を有する。排出ローラ対６１は、定着モータ５３（図６）からの回転伝達によって回転し、媒体Ｐを排紙口６２から排出する。トップカバー１Ｂの上部には、排出された媒体Ｐを積載するスタッカ６３が設けられている。

図１において、感光体ドラム１１の軸方向を、Ｘ方向とする。Ｘ方向は、画像形成装置１内の各ローラの軸方向であり、搬送される媒体Ｐの幅方向でもある。媒体Ｐが画像形成部１０を通過するときの媒体Ｐの移動方向を、Ｙ方向とする。Ｘ方向とＹ方向に直交する方向を、Ｚ方向とする。ここでは、Ｚ方向は上下方向である。

＜画像形成部の各構成要素＞
次に、画像形成部１０の各構成要素について、より詳細に説明する。まず、画像形成部１０の帯電装置３（感光体ドラム１１、帯電ローラ１２およびクリーニングローラ１３）の各構成要素から説明する。

＜帯電装置＞
図３は、帯電装置３を示す図である。帯電装置３は、感光体ドラム１１と、帯電ローラ１２と、クリーニングローラ１３とを有する。帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面に接触するように配置され、両者の間にニップを形成する。ニップ圧力は、例えば、７００［ｇｆ］である。クリーニングローラ１３は、帯電ローラ１２の表面に接触するように配置されている。帯電ローラ１２およびクリーニングローラ１３は、感光体ドラム１１の表面を帯電させる帯電部を構成する。

ニップ圧力は、具体的には、センサシート（ＰＩＮＣＨ Ａ４－４０ ＮＳ－ＳＥＴ－ＰＡ４－４０）を用いたローラ間圧力分布測定システム「ＰＩＮＣＨ」（ニッタ株式会社製）により測定することができる。

＜帯電ローラ＞
帯電ローラ１２は、軸体としての芯金１２ａと、芯金１２ａの表面に形成された弾性層１２ｂと、弾性層１２ｂの表面を覆う表面層１２ｃとを有する。芯金１２ａおよび弾性層１２ｂは、導電性を有する材料で形成されている。

芯金１２ａは、例えば、無電解ニッケルメッキを施した快削鋼（ＳＵＭ）、またはステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属で構成される。弾性層１２ｂは、感光体ドラム１１との間で適正な放電が生じるニップを形成できるよう、ゴム、熱可塑性エラストマー、樹脂等で形成される。弾性層１２ｂは、単層であってもよく、２層以上の多層構造を有していてもよい。

弾性層１２ｂは、例えば、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）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化アクリロニトリル－ブタジエンゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム、およびシリコーンゴム等のうち、一種もしくは二種以上を混合したものを主成分とするゴム組成物で形成される。

特に、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）を主成分とするゴム、あるいは、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）とアクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とを混合したものを主成分とするゴムを用いることが望ましい。実施の形態１では、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）を主成分とするゴムを使用した。

弾性層１２ｂの電気抵抗が高すぎると、感光体ドラム１１の表面の帯電ムラあるいは過帯電によって印刷不良が発生する。逆に、弾性層１２ｂの電気抵抗が低すぎると、感光体ドラム１１の表面の傷に起因する電流リークにより印刷不良が発生する。従って、弾性層１２ｂの電気抵抗には適正範囲がある。弾性層１２ｂの電気抵抗を適正範囲とするために、弾性層１２ｂには、イオン導電性の材料、イオン導電剤、カーボンブラック、金属性酸化物等を添加して所定の導電性を与える。

弾性層１２ｂは、電子導電性を有していてもよく、イオン導電性を有していてもよい。弾性層１２ｂの部分的な抵抗ムラは感光体ドラム１１の帯電ムラにつながりやすいため、抵抗ムラ抑制の観点からイオン導電性を有する弾性層を用いる場合が多いが、電子導電性を有する弾性層を用いてもよい。

弾性層１２ｂの体積抵抗値は、１０^６～１０^９Ωであることが望ましい。帯電ローラ１２がイオン導電性を有する場合、体積抵抗値は温度・湿度によって変化するが、ここでは温度２０℃、相対湿度５０％の環境下で測定した値を示す。

弾性層１２ｂの硬さは、帯電ローラ１２の表面と感光体ドラム１１の表面との間に微小のギャップを形成し、パッシェンの法則に基づいた適正な放電を生じさせることができるように調整する。弾性層１２ｂの硬さの測定には、高分子計器株式会社製のマイクロゴム硬度計「ＭＤ－１ｃａｐａ」（Ｔｙｐｅ＿Ａ）を用い、ピーク測定を行う。この方法で測定した場合、弾性層１２ｂの硬さは、３５度～８０度の範囲にあることが望ましい。弾性層１２ｂの硬さがこの範囲にあれば、帯電ローラ１２および感光体ドラム１１の偏心あるいは形状のバラツキを吸収することができる。但し、帯電ローラ１２と感光体ドラム１１との間に適正なニップが形成されるのであれば、硬さの範囲は上記範囲に限定されない。

弾性層１２ｂの表面（すなわち外周面）には、切削、研磨工程、型成型等により所定の表面粗さが付与される。帯電ローラ１２の最大高さＲｙ（ＪＩＳ＿Ｂ＿０６０１：１９９４）は、印加電圧および使用環境にもよるが、パッシェンの法則により、例えば１～４０ [μｍ]程度であることが望ましい。弾性層１２ｂの表面には、表面処理、コーティング、紫外線照射あるいは電子線照射を施してもよい。これらの処理により、感光体ドラム１１の汚染防止、または弾性層１２ｂの抵抗調整が可能になる。また、感光体ドラム１１に付着したトナーおよびその外添剤が帯電ローラ１２に表面に付着しにくくなる。

表面層１２ｃは、例えば、ウレタン系ポリマーおよび多孔質粒子を含む溶液を、弾性層１２ｂの表面に塗布することにより形成される（後述する実施例１－１～１－４参照）。塗布は、ディッピング、スプレーまたはコーター等によって行われる。なお、ウレタン系ポリマーとは、イソシアネート基とアルコール基が縮合してできるウレタン結合を有する単独重合体または共重合体である。

表面層１２ｃの形成には、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジジイソシアネート（ＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、シリコーン系ジオール、アクリルフッ素系ポリマー、アクリルシリコーン系ポリマー、フッ素系ポリマーおよびこれらの多重体、変性体などを用いることができる。また、必要に応じて、カーボンブラック、イオン導電剤、電子導電剤等の導電剤を添加することができる。

表面層１２ｃに含まれる多孔質粒子は、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂等であり、これらを一種もしくは二種以上を併用して用いることができる。

ここでは、一例として、帯電ローラ１２の芯金１２ａの外径を８［ｍｍ］とし、弾性層１２ｂの外径を１２［ｍｍ］としている。

＜クリーニングローラ＞
クリーニングローラ１３は、軸体としての芯金１３ａと、その芯金１３ａの表面に形成された弾性層１３ｂとを有する。芯金１３ａには、例えば、無電解ニッケルメッキを施した快削鋼（ＳＵＭ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属、またはポリアセタール（ＰＯＭ）等の樹脂で形成される。弾性層１３ｂは１層でもよく、２層以上の積層構造を有していてもよい。弾性層１３ｂは、発泡体を含んで構成されてもよいし、ソリッド層と発泡層との２層構造を有していてもよい。また、弾性層１３ｂは、芯金１３ａの軸方向端部を除く表面全体を覆っていてもよく、芯金１３ａの表面を螺旋状に覆っていてもよい。クリーニングローラ１３の弾性層１３ｂは、帯電ローラ１２の表面を清掃する機能を有していればよい。

弾性層１３ｂは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、若しくはポリプロピレン等の発泡性の樹脂、またはシリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化アクリロニトリル－ブタジエンゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、若しくはクロロプレンゴム（ＣＲ）等のゴムのうち、一種もしくは二種以上を混合したもので形成される。必要に応じて、発泡助剤、整泡剤、触媒、硬化剤、可塑剤、加硫促進剤等の助剤を加えてもよい。

弾性層１３ｂは、上記材料の中でも特に、帯電ローラ１２の表面の異物を除去する機能の観点から、気泡を有する材料（すなわち発泡体）で形成されることが特に望ましい。特に、摩擦による帯電ローラ１２の表面の損傷を抑制し、また、長期間に亘って弾性層１３ｂの千切れ、破損等を生じないようにするため、引き裂きおよび引っ張りに強いポリウレタンの発泡体を用いることが好ましい。

具体的には、日本工業規格ＪＩＳ＿Ｋ７２２２による密度（見掛け密度）が２０～８０［ｋｇ／ｍ^３］であり、ＪＩＳ＿Ｋ６４００－２による２５％圧縮硬さが１００～４１０［Ｎ］であり、ＪＩＳ＿Ｋ６４００－５による引張強度が６０～３００［ｋＰａ］であり、ＪＩＳ＿Ｋ６４００－５による伸びが１００～２２０［％］である材料が、弾性層１３ｂとして望ましい。

実施の形態１で使用したクリーニングローラ１３は、快削鋼に無電解ニッケルメッキを施した芯金１３ａと、ポリウレタン発泡体で形成された弾性層１３ｂとを有する。弾性層１３ｂのポリウレタン発泡体は、ＨＯＮＧ＿ＫＯＮＧ＿ＦＩＴ社製の「モルトプレンＳＭ－５５」（製品名）を用いた。芯金１３ａの外径は４［ｍｍ］とし、弾性層１３ｂの外径は５．７［ｍｍ］とした。

＜感光体ドラム＞
次に、像担持体としての感光体ドラム１１について説明する。図４（Ａ）は、感光体ドラム１１の断面構造を示す図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した感光体ドラム１１の断面の一部を拡大して示す図である。

感光体ドラム１１は、静電潜像を表面（表層部分）に担持する部材である。図４（Ａ）に示すように、感光体ドラム１１は、円筒状の部材であり、その軸方向一端にドラムギア１１ｇを有し、他端にドラムフランジ１１ｆを有する。ドラムギア１１ｇは、駆動モータ１０８（図６）からの駆動力の伝達を受ける部分である。感光体ドラム１１の円筒部分（ドラムギア１１ｇとドラムフランジ１１ｆを除く部分）の外径は、例えば、３０［ｍｍ］である。

図４（Ｂ）に示すように、感光体ドラム１１は、導電性支持体１１ａと、導電性支持体１１ａの表面を覆う光導電層１１ｂとを有する。導電性支持体１１ａは、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼からなる金属で形成されたパイプである。光導電層１１ｂは、電荷発生層１１ｃと電荷輸送層１１ｄとを順に積層した構造を有する。なお、導電性支持体１１ａと光導電層１１ｂとの間に、下引き層１１ｅを形成してもよい。

電荷発生層１１ｃは、電荷発生物質およびバインダ樹脂（結着樹脂）を主成分とする。電荷発生物質としては、各種有機顔料および有機染料を使用することができる。特に、無金属フタロシアニン、銅、インジウム、ガリウム、錫、チタン、亜鉛、バナジウム等の金属、またはその酸化物、塩化物の配位したフタロシアニン類が望ましい。また、モノアゾ、ヒスアゾ、トリスアゾもしくはポリアゾ類などのアゾ顔料などが好ましい。

電荷発生層１１ｃのバインダ樹脂は、例えば、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、セルロースエステルまたはセルロースエーテルなどである。

電荷輸送層１１ｄは、電荷輸送物質およびバインダ樹脂を主成分とする。電荷輸送物質は、例えば、カルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾールなどの複素環化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体、スチルベン誘導体、またはこれらの化合物からなる基を主鎖もしくは側鎖に有する重合体などの電子供与性物質である。

電荷輸送層１１ｄのバインダ樹脂は、例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどのビニル重合体、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂またはこれらの重合体もしくは部分的架橋硬化物などであり、特にポリカーボネートが好ましい。必要に応じて、酸化防止剤、増感剤などの添加物を含んでいてもよい。

＜トナー＞
次に、トナーについて説明する。トナーは、非磁性一成分の負帯電性トナーである。トナーの平均粒径は約６．０［μｍ］であり、円形度は約０．９６である。平均粒径の測定には、コールター株式会社製「マルチサイザー３」を使用する。円形度の測定には、シスメックス株式会社製「フロー式粒子像分析装置ＦＰＩ２－３０００」を使用する。

トナーは、少なくともバインダ樹脂を含有するトナー母粒子に、無機微粉体または有機微粉体等の外部添加剤（外添剤）を添加したものである。

バインダ樹脂としては、ポリエステル系樹脂、スチレン－アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、またはスチレン－ブタジエン系樹脂が好ましい。また、複数種類のバインダ樹脂を混合してもよい。ここでは、二種類以上の非晶性ポリエステル樹脂と、結晶構造を持った結晶性ポリエステル樹脂とを混合したものを用いる。

バインダ樹脂には、離型剤および着色剤が添加される。これらに加えて、帯電制御剤、導電性調整剤、流動性向上剤またはクリーニング性向上剤等の添加剤を添加してもよい。

離型剤としては、特に限定するものではないが、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、オレフィンの共重合物、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス、酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、またはそれらのブロック共重合物、カルナバワックス、モンタン酸エステルワックス等の脂肪酸エステルを主成分とするワックス類、脱酸カルナバワックス等の脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したもの等を用いることができる。離型剤の含有量は、バインダ樹脂１００［重量部］に対して、０．１～２０［重量部］が好ましく、より好ましくは０．５～１２［重量部］である。また、複数のワックスを併用してもよい。

着色剤としては、特に限定するものではないが、一般にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー用着色剤として用いられている染料、顔料等を、単独または複数種併用して用いることができる。具体的には、例えば、カーボンブラック、酸化鉄、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンＦＧ、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ、ローダミン－Ｂベース、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６、ピグメントブルー１５：３、ソルベントブルー３５、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾイエロー等を用いることができる。着色剤の含有量は、バインダ樹脂１００［重量部］に対して、２～２５［重量部］が好ましく、より好ましくは２～１５［重量部］である。

帯電制御剤としては、公知のものを用いることができる。例えば、負帯電性トナーの場合には、アゾ系錯体帯電制御剤、サリチル酸系錯体帯電制御剤、カリックスアレン系帯電制御剤等がある。帯電制御剤の含有量は、バインダ樹脂１００［重量部］に対して、０．０５～１５［重量部］が好ましく、より好ましくは０．１～１０［重量部］である。

外添剤は、環境安定性、帯電安定性、現像性、流動性、保存性向上のために添加され、公知のものを用いることができ、外添剤の含有量は、バインダ樹脂１００［重量部］に対して０．０１～１０［重量部］、好ましくは０．０５～８［重量部］添加される。本実施例では、母粒子１００［重量部］に、平均粒径１４［μｍ］のシリカを数種類（帯電極性が正のものと、負のもの）と、平均粒径１１０［μｍ］のコロイダルシリカ（負帯電）、平均粒径２００［μｍ］のメラミン（正帯電）を添加し、その総量は、上記範囲に収まるようにした。

トナーの帯電量（ブローオフ帯電量）は、トナーとキャリアとを振とうにより撹拌して測定した。ここでは、キャリアとして、パウダーテック株式会社製のフェライトキャリア「ＥＦ９６－３５」を用い、トナー０．５［ｇ］とキャリアとを９．５［ｇ］を混合した。トナーとキャリアの混合物（１５０［ｍｇ］）を容器に収容し、株式会社ヤヨイ製の振とう器「ＹＳ－ＬＤ」を用いて振とうした。振とう回数を２００［回／分］とし、振とう時間は３００秒間とした。

振とう後、京セラケミカル株式会社製の粉体帯電量測定装置「Ｔ１－２０３」を使用し、ブロー圧力を７．０［ｋＰａ］、吸引圧力を－４．５［ｋＰａ］として１０秒間の吸引を行い、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）に０．１秒毎の電荷量と吸引量を出力させた。吸引時間（１０秒間）の最後の２秒間に出力された電荷量および吸引量の各平均値から算出されたトナー粒子の単位重量当たりの電荷量Ｑ／Ｍは、およそ－３５［μＣ／ｇ］であった。なお、測定は、温度２５［℃］、相対湿度５０［％］で行った。

＜現像ローラ＞
次に、現像ローラ１４について説明する。図５（Ａ）は、現像ローラ１４の断面構造を示す図である。現像ローラ１４は、導電性の芯金１４ａと、芯金１４ａの表面に形成された弾性層１４ｂと、弾性層１４ｂの表面を覆う表面層１４ｃとを備える。芯金１４ａは、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属で形成される。

弾性層１４ｂは、シリコーンゴム、ウレタン等の一般的なゴム材料で形成される。弾性層１４ｂとしてポリウレタンを用いる場合には、ポリエーテル系ポリオールを主体とするポリウレタンであるのが好ましい。エーテル系ポリウレタンは、ポリエーテル系ポリオールを主体とするポリオールとポリイソシアネートとを反応することにより得られる、いわゆる注型タイプのポリウレタンである。これは、圧縮永久ひずみを小さくするためである。一方、エステル系ポリウレタンを用いた場合には、加水分解特性が悪く、長期に亘って安定して使用できない。

また、弾性層１４ｂとしてポリウレタンを用いる場合、ポリオールと反応させるイソシアネートとしては、例えば、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（イソシアネートフェニール）チオホスフェート、ビシクロヘプタントリイソシアネート等の３官能イソシアネート単体、ヘキサメチレンジイソシアネートのネレート変性ポリイソシアネートや、ポリメリックＭＤＩ等の混合物を用いることができる。

また、これら３官能以上のポリイソシアネートと、一般的な２官能イソシアネート化合物との混合物としてもよい。２官能イソシアネート化合物の例として、２，４－トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４－ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５－ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３－ジメチルジフェニル－４，４－ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、およびこれらのイソシアネートを両末端に有するプレポリマー等の変性体や多量体等が挙げられる。

弾性層１４ｂは、上述したようなゴム基材にカーボンブラックを添加し、カーボンの分散状態を保持したまま加熱硬化させて形成する。これにより、固有抵抗として０．１～１０［Ω・ｃｍ］程度を示すカーボンブラックを絶縁体ともいえるエラストマー（１０^１２～１０^１６［Ω・ｃｍ］）に分散させて１０^４～１０^８［Ω・ｃｍ］の中抵抗領域を安定になるように形成することができる。

表面層１４ｃは、例えば、弾性層１４ｂの表層部に表面処理液を含浸させて形成する。表面処理液は、有機溶媒に少なくともイソシアネート成分を溶解させたものである。有機溶媒としては、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル等が挙げられる。このような有機溶媒を用いる場合、例えば、表面処理液に含まれるイソシアネート成分として、２，４－トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４－ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）等のイソシアネート化合物、およびこれらの多量体および変性体等を用いることができる。

表面処理液には、ポリエーテル系ポリマーを含有させてもよい。ポリエーテル系ポリマーは、有機溶剤に可溶であるのが好ましく、また、活性水素を有して、イソシアネート化合物と反応して化学的に結合可能なものが好ましい。活性水素を有する好適なポリエーテル系ポリマーとしては、水酸基またはアリル基を有するポリマーが挙げられ、例えば、末端イソシアネートプレポリマーに用いるポリオール、グリコール等が挙げられる。

また、表面処理液には、アクリルフッ素系ポリマーおよびアクリルシリコーン系ポリマーから選択されるポリマーを含有させてもよい。アクリルフッ素系ポリマーおよびアクリルシリコーン系ポリマーは、所定の溶剤に可溶でイソシアネート化合物と反応して化学的に結合可能なものである。アクリルフッ素系ポリマーは、例えば、水酸基、アルキル基、またはカルボキシル基を有する溶剤可溶性のフッ素系ポリマーであり、例えば、アクリル酸エステルとアクリル酸フッ化アルキルのブロックコポリマーやその誘導体が挙げられる。また、アクリルシリコーン系ポリマーは、溶剤可溶性のシリコーン系ポリマーであり、例えば、アクリル酸エステルとアクリル酸シロキサンエステルのブロックコポリマーやその誘導体が挙げられる。

また、表面処理液には、導電性付与材としてさらにアセチレンブラック等のカーボンブラックを添加してもよい。

表面処理液中のポリエーテル系ポリマー、アクリルフッ素系ポリマーおよびアクリルシリコーン系ポリマーは、イソシアネート成分に対し、ポリエーテル系ポリマー、アクリルフッ素系ポリマーおよびアクリルシリコーン系ポリマーの総量を１０～７０［質量％］となるようにするのが好ましい。１０［質量％］より少ないとカーボンブラック等を表面処理液中に保持する効果が小さくなる。一方、７０［質量％］より多いと、電気抵抗値が上昇し、あるいは相対的にイソシアネート成分が少なくなって有効な表面処理層が形成できないという問題がある。

上述した表面処理液に弾性層１４ｂを浸漬させることにより塗布し、乾燥硬化させることにより、表面処理液が弾性層１４ｂの表層部に含浸されて表面層１４ｃとなる。

＜供給ローラ＞
次に、供給ローラ１５について説明する。図５（Ｂ）は、供給ローラ１５の断面構造を示す図である。供給ローラ１５は、導電性の芯金１５ａと、芯金１５ａの表面に形成されたスポンジ状の発泡弾性層１５ｂとを有する。芯金１５ａは、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属で形成される。

発泡弾性層１５ｂを形成するゴム組成物は、ゴムと発泡剤と導電性付与剤とを含有し、さらに必要に応じて添加剤を含有する。ゴムは、耐熱性および帯電特性に優れるシリコーンゴムまたはシリコーン変性ゴムが好ましい。発泡剤は、発泡ゴムに用いられる発泡剤であればよい。無機系発泡剤としては、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられる。有機系発泡剤としては、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物が挙げられる。発泡弾性層１５ｂに連続セルを形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立セルを形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。添加剤は、例えば、充填剤、着色剤、離型剤等である。

＜現像ブレード＞
図２に示した現像ブレード１６は、例えばステンレス鋼等の金属で構成された板状部材である。現像ブレード１６は、現像ローラ１４との当接部に曲げ加工が施されている。現像ブレード１６が現像ローラ１４の表面に当接することで、現像ローラ１４上のトナー層の厚さが規制される。

＜クリーニング部材＞
図２に示したクリーニングブレード１７は、板状弾性体で構成されている。板状弾性体の材料は、例えば、可撓性のゴム材料またはプラスチックである。クリーニングブレード１７は、感光体ドラム１１の表面に摺接して、残留トナー（搬送ベルト３２に転写されずに感光体ドラム１１の表面に残ったトナー）を掻き取って除去する。

＜画像形成装置の制御系＞
次に、画像形成装置１の制御系について説明する。図６は、画像形成装置１の制御系を示すブロック図である。画像形成装置１は、制御部１００と、受信メモリ１２１と、画像データ編集メモリ１２２と、操作部１２３と、センサ群１２４と、電源回路１１０とを有する。

制御部１００は、印刷制御部（主制御部）１０１と、Ｉ／Ｆ（インタフェース）制御部１０２と、ヘッド制御部１０３と、定着制御部１０４と、定着駆動制御部１０５と、搬送制御部１０６と、駆動制御部１０７とを有する。

印刷制御部１０１は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力ポート、タイマ等を有する。印刷制御部１０１は、予め定められたプログラムを実行することにより、画像形成装置１の動作の全体を制御する。具体的には、印刷制御部１０１は、外部装置からＩ／Ｆ制御部１０２を介して印刷データおよび制御コマンドを受信し、ヘッド制御部１０３、定着制御部１０４、定着駆動制御部１０５、搬送制御部１０６、駆動制御部１０７および電源回路１１０を統括的に制御して、印刷動作を実行する。

Ｉ／Ｆ制御部１０２は、パーソナルコンピュータなどの外部装置から印刷データおよび制御コマンドを受信し、また、画像形成装置１の状態に関する情報を外部装置に送信する。

受信メモリ１２１は、外部装置からＩ／Ｆ制御部１０２を介して入力された印刷データを一時的に記憶する。

画像データ編集メモリ１２２は、受信メモリ１２１に記憶した印刷データを受け取ると共に、その印刷データを編集処理して得られた画像データを記録する。

操作部１２３は、画像形成装置１の状態に関する情報を表示する表示部と、使用者の操作入力を受け付ける入力部とを有する。表示部は、例えばＬＥＤランプで構成され、入力部は、例えばボタンあるいはタッチパネルで構成される。

センサ群１２４は、画像形成装置１の動作状態を監視する各種センサを有する。具体的には、搬送路における媒体Ｐの位置を検知する位置検出センサ、温湿度センサ、印刷濃度センサ、およびトナー残量センサ等である。

電源回路１１０は、帯電ローラ１２に帯電電圧を印加する帯電ローラ用電源１１１と、現像ローラ１４に現像電圧を印加する現像ローラ用電源１１２と、供給ローラ１５に供給電圧を印加する供給ローラ用電源１１３と、現像ブレード１６にブレード電圧を印加する現像ブレード用電源１１４と、転写ローラ３１に転写電圧を印加する転写ローラ用電源１１５とを有する。

ヘッド制御部１０３は、画像データ編集メモリ１２２に記録されたイメージデータに基づき、露光ヘッド２１の各ＬＥＤを発光制御する。

定着制御部１０４は温度調節回路を有し、定着装置５０に設けられたサーミスタ等の温度センサの出力信号に基づき、ヒートローラ５１内のヒータに電流を供給する。

定着駆動制御部１０５は、ヒートローラ５１を回転駆動する定着モータ５３の回転を制御する。なお、排出ローラ対６１は、定着モータ５３からの回転伝達によって回転する。

搬送制御部１０６は、ホッピングローラ４２、レジストローラ対４３および搬送ローラ対４４を駆動する搬送モータ４５の回転を制御する。搬送モータ４５の回転は、図示しない電磁クラッチ等を介して、ホッピングローラ４２、レジストローラ対４３および搬送ローラ対４４に伝達される。

駆動制御部１０７は、感光体ドラム１１を回転駆動する駆動モータ１０８の回転を制御する。なお、感光体ドラム１１の回転は、図示しないギア列を介して現像ローラ１４、供給ローラ１５および駆動ローラ３３にも伝達される。

＜画像形成装置の基本動作＞
次に、画像形成装置１の印刷動作について、図１，２，６を参照して説明する。印刷制御部１０１は、外部装置からＩ／Ｆ制御部１０２を介して印刷コマンドと印刷データを受信すると、印刷動作を開始する。

印刷制御部１０１は、駆動制御部１０７により、各画像形成部１０に対応する駆動モータ１０８を駆動し、これにより感光体ドラム１１が回転を開始する。駆動モータ１０８の駆動力は、現像ローラ１４、供給ローラ１５および駆動ローラ３３にも伝達され、これらも回転を開始する。感光体ドラム１１の回転に追従して帯電ローラ１２も回転する。

印刷制御部１０１は、また、電源回路１１０から帯電ローラ１２に帯電電圧を印加し、現像ローラ１４に現像電圧を印加し、供給ローラ１５に供給電圧を印加し、現像ブレード１６にブレード電圧を印加する。

一例としては、帯電ローラ１２に－８８８［Ｖ］の帯電電圧を印加し、感光体ドラム１１の表面を帯電させる。現像ローラ１４には－２１０［Ｖ］の現像電圧を印加し、供給ローラ１５には－３４０［Ｖ］の供給電圧を印加し、現像ブレード１６には－３４０［Ｖ］のブレード電圧を印加する。

また、印刷制御部１０１は、１ページごとの画像データをヘッド制御部１０３に送信する。ヘッド制御部１０３は、画像データに基づき、露光ヘッド２１の各ＬＥＤを発光させて感光体ドラム１１を露光する。感光体ドラム１１の露光部分は電位の絶対値が低下し、これにより静電潜像が形成される。

図２に示すように、現像部２０のトナー貯蔵部２２に収容されているトナーは、供給ローラ１５と現像ローラ１４との間の電位差によって生じる磁界により、現像ローラ１４に付着する。

現像ローラ１４に付着したトナーは、現像ブレード１６によって一定の厚さのトナー層となる。現像ローラ１４上のトナーは、感光体ドラム１１の潜像（露光部分）との電位差によって生じる磁界により、感光体ドラム１１の潜像に付着する。これにより、感光体ドラム１１の表面にトナー像（現像剤像）が形成される。

画像形成部１０における画像形成の開始と略同時に、搬送制御部１０６が搬送モータ４５を駆動する。これにより、ホッピングローラ４２は媒体トレイ４１の媒体Ｐを繰り出し、レジストローラ対４３は繰り出された媒体Ｐを搬送路に沿って搬送し、搬送ローラ対４４は媒体Ｐを転写ユニット３０まで搬送する。

転写ユニット３０では、駆動ローラ３３の回転によって走行する搬送ベルト３２が、媒体Ｐを吸着保持して搬送する。搬送ベルト３２上に静電吸着された媒体Ｐは、各画像形成部１０の感光体ドラム１１と転写ローラ３１との間の転写ニップに送られる。

媒体Ｐの先端が、感光体ドラム１１と転写ローラ３１との間の転写ニップに到達するタイミングに合わせて、転写ローラ用電源１１５から転写ローラ３１に転写電圧が印加される。

転写ローラ３１には、３０００［Ｖ］の転写電圧が供給される。感光体ドラム１１上に現像されたトナー像と転写ローラ３１との電位差により、トナー像が感光体ドラム１１から搬送ベルト３２上の媒体Ｐに転写される。

トナー像の転写後に感光体ドラム１１の表面に残った残トナーは、クリーニングブレード１７によって掻き取られ、廃トナー搬送部材によって排出される。

このように各画像形成部１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙの感光体ドラム１１で形成された各色のトナー像が媒体Ｐに順次転写され、重ね合わされる。各色のトナー像が転写された媒体Ｐは、搬送ベルト３２によってさらに定着装置５０に向けて搬送される。

搬送ベルト３２の表面に残った残留トナーは、ベルトクリーニング部材３５により除去され、廃トナー収容部３６に収容される。

定着装置５０では、ヒートローラ５１が定着制御部１０４によって定着温度まで加熱され、定着モータ５３によって回転している。定着装置５０に到達した媒体Ｐは、ヒートローラ５１と加圧ローラ５２との間で加熱および加圧され、トナー像が媒体Ｐに定着される。トナー像が定着された媒体Ｐは、媒体排出部６０の排出ローラ対６１によって排紙口６２から排出され、スタッカ６３上に積載される。これにより、媒体Ｐへの印刷動作が完了する。

＜評価方法＞
ここでは、後述するように実施例１－１～１－４および比較例２－１～２－３の７種類の帯電ローラ１２を作製し、カブリ、接触面積率、接触部の個数、横スジの有無等を評価した。以下では、それぞれの評価方法について説明する。

＜カブリ＞
まず、カブリの評価について説明する。印刷条件あるいは環境条件により、逆極性に帯電したトナー（逆帯電トナー）あるいは帯電性の低いトナー（低帯電トナー）が発生する場合がある。これらのトナーは、感光体ドラム１１上の非露光部に付着し、媒体Ｐの白地に散らばって転写される。このような現象をカブリと称し、カブリを生じるトナーをカブリトナーと称する。特に、耐水紙のように表面粗さが小さく平滑性の高い媒体Ｐでは、カブリが目視されやすい。

感光体ドラム１１の表面電位のばらつきが大きいほど、表面電位の局所的に高い部分が生じ、この部分に逆帯電トナー等が付着するため、カブリの発生が顕著になる。一方、感光体ドラム１１の表面電位のばらつきが小さいほど、表面電位の局所的に高い部分が生じにくいため、カブリの発生が抑制される。

カブリの測定に先立ち、感光体ドラム１１と帯電ローラ１２とがニップを形成した画像形成部１０Ｍ（マゼンタ）を、温度２８℃、相対湿度８０％の環境下で２日間保存した。保存後、画像形成部１０Ｍを、画像形成装置１（沖電気工業株式会社製のＬＥＤプリンタ「Ｃ８４４ｄｎｗ」）に装着した。

その後、画像形成部１０Ｍを組み込んだ画像形成装置１（沖電気工業株式会社製のＬＥＤプリンタ「Ｃ８４４ｄｎｗ」）を用い、温度２８℃、相対湿度８０％の環境下で、媒体９０の全面にデューティ比０％のパターン（白紙パターン）を２，０００枚印刷した。

図７（Ａ）～（Ｃ）は、カブリの測定方法を説明するための模式図である。画像形成装置１（沖電気工業株式会社製のＬＥＤプリンタ「Ｃ８４４ｄｎｗ」）を用い、媒体９０としてのＡ４サイズの耐水紙（中川製作所株式会社製「ラミフリー」）に印刷を行った。図７（Ａ）に示すように、マゼンタの画像形成部１０Ｍにより、媒体９０の全面にデューティ比０％のパターン（白紙パターン）を印刷した。

帯電電圧は－８８８［Ｖ］とし、現像電圧は－２１０［Ｖ］とし、供給電圧およびブレード電圧はいずれも－３４０［Ｖ］とした。印刷環境は、温度２８［℃］、相対湿度８０［％］とした。

印刷動作中に画像形成装置１を停止し、画像形成部１０Ｍを画像形成装置１から取り出した。そして、図７（Ｂ）に示すように、感光体ドラム１１の表面に粘着性のテープ９２（住友スリーエム株式会社製「スコッチメンディングテープ」）を貼り付けて剥がすことにより、感光体ドラム１１の表面に付着しているトナー（カブリトナー）を採取した。

なお、感光体ドラム１１の表面におけるテープ９２の貼り付け位置は、感光体ドラム１１と現像ローラ１４との接触位置Ｃ１（現像位置）から、感光体ドラム１１と転写ローラ３１との接触位置Ｃ２（転写位置）までの間の部分である。

このテープ９２（以下、採取テープ）を、図７（Ｃ）に示すＡ３サイズの普通紙である用紙９１（沖電気工業株式会社製「エクセレントホワイト」）に貼り付けた。また、比較の基準となるテープ９３（以下、比較テープ）を、同じ用紙９１に貼り付けた。

そして、分光測色計（コニカミノルタ株式会社製「ＣＭ－２６００ｄ」、測定径：８［ｍｍ］）により、採取テープ９２と比較テープ９３との色相差ΔＥ（Ｌ＊ａ＊ｂ表色系色度）を、以下の式（１）により求めた。

実施の形態１では、色相差ΔＥが１．６以下の場合には、カブリの評価を良好と判断した。色相差ΔＥが１．６よりも大きい場合には、カブリの評価を不良と判断した。

＜横スジ＞
次に、横スジの評価について説明する。まず、感光体ドラム１１と帯電ローラ１２とがニップを形成した画像形成部１０Ｍ（マゼンタ）を、温度２８℃、相対湿度９０％の環境下で６日間保存した。なお、このような高温高湿環境としたのは、ニップ圧が印加された条件下での帯電ローラ１２の状態変化を促進させるためである。

６日間の保存後、画像形成部１０Ｍを、画像形成装置１（沖電気工業株式会社製のＬＥＤプリンタ「Ｃ８４４ｄｎｗ」）に装着し、印刷テストを行った。

印刷テストでは、Ａ４サイズの普通紙（沖電気工業株式会社製「エクセレントホワイト」を用い、マゼンタの画像形成部１０Ｍにより、２ｂｙ２パターン（ハーフトーン）を３枚、１ｂｙ１パターンを３枚、ベタパターン１を３枚、白紙パターン１を１枚の計１０枚を１セットとし、２セット行った。

なお、２ｂｙ２パターンとは、縦方向の４ドットおよび横方向の４ドットで形成される１６マスのうち、縦方向の２ドットおよび横方向の２ドットで４マスのドットを形成するものである。また、１ｂｙ１パターンとは、縦方向の２ドットおよび横方向の２ドットで形成される４マスに、１マスの１ドットを形成するものである。

印刷した１セット目の２ｂｙ２パターンを目視で観察し、横スジの有無を判断した。特に、感光体ドラム１１（外径３０［ｍｍ］）の周長と同一周期の横スジ（以下、ドラム周期の横スジと称する）、および、帯電ローラ１２（外径１２［ｍｍ］）の周長と同一周期の横スジ（以下、帯電ローラ周期の横スジと称する）の有無を判断した。

なお、ドラム周期の横スジは、感光体ドラム１１の変形によって生じるものであり、帯電ローラ周期の横スジは、感光体ドラム１１の変形によって生じるものである。

＜カブリトナーの分布の可視化＞
図８（Ａ）は、上述したカブリ評価時に感光体ドラム１１の表面から剥がした採取テープ９２（図７（Ｂ），（Ｃ））の表面の観察画像である。観察には、精密ウエーブ株式会社製のマイクロスコープ「ＡＲ－１２６０」を用いた。観察範囲は、感光体ドラム１１の周方向に長さ０．９［ｍｍ］、軸方向に長さ１．２［ｍｍ］の範囲とし、倍率は１６０倍とした。

次に、採取テープ９２の表面の観察画像（図８（Ａ））を、画像解析ソフトＩｍａｇｅ－Ｊを用いて二値化処理した。図８（Ｂ）は、二値化処理画像の一例を示す図である。図８（Ｂ）に示すように、二値化処理画像に現れた色つきの部分は、カブリトナーの付着部分である。

図８（B）の二値化処理画像に基づき、カブリトナー付着部分の個々の面積［ｐｉｘｅｌ］、並びに、０．９［ｍｍ］×１．２［ｍｍ］の範囲におけるカブリトナー付着部分の個数［個］および合計面積［ｐｉｘｅｌ］を算出した。但し、５［ｐｉｘｅｌ］以下の微小な面積については、算出から除外した。

負帯電トナーを用いる場合、正極性に帯電したトナー（逆帯電トナー）または帯電量の不足したトナー（低帯電トナー）が、感光体ドラム１１の非露光部（負電位）に付着してカブリが生じる。感光体ドラム１１の非露光部の表面電位の絶対値が大きいほど、カブリトナーが付着しやすくなる。そのため、二値化処理画像（図８（Ｂ））におけるカブリトナーの付着部分は、感光体ドラム１１の表面電位が局所的に高い部分（高電位部とも称する）と考えることができる。

＜接触面積率＞
次に、帯電ローラ１２と感光体ドラム１１との接触面積率について説明する。図９は、接触面積率の測定方法を示す図である。顕微鏡８０として、レーザーテック株式会社製のコンフォーカル顕微鏡「ＨＹＢＲＩＤ＿Ｌ３」を用い、顕微鏡８０の直下に帯電ローラ１２を配置した。

また、帯電ローラ１２の頂点に、ガラス製の透明板８１（対象物）を水平に載置した。透明板８１の一端は台座８２に固定し、他端にはウエイト８３を取り付けた。ウエイト８３の重量は、６０［ｇ］とした。これにより、ウエイト８３の重量によって透明板８１が帯電ローラ１２に押圧されるようにした。

ウエイト８３の重量（６０［ｇ］）は、画像形成時の感光体ドラム１１と帯電ローラ１２との間のニップ圧が得られるように決定した。画像形成時の感光体ドラム１１と帯電ローラ１２との間のニップ圧は７００［ｇｆ］であり、透明板８１の幅は２６［ｍｍ］であり、帯電ローラ１２のローラ部分の長さ（すなわち弾性層１２ｂの軸方向の長さ）は３００［ｍｍ］であるため、以下の式によりウエイト８３の重量Ｗを決定した。
Ｗ＝７００［ｇ］×２６［ｍｍ］／３０５［ｍｍ］＝６０［ｇ］

なお、ウエイト８３の重量は６０［ｇ］に限定されるものではなく、帯電ローラ１２と透明板８１との間に、画像形成時の帯電ローラ１２と感光体ドラム１１とのニップ圧と同等のニップ圧が生じるような重量であればよい。

帯電ローラ１２と透明板８１との接触エリアは、帯電ローラ１２の周方向に幅０．８［ｍｍ］を有し、軸方向に長さ１．５［ｍｍ］を有する。この帯電ローラ１２と透明板８１との接触エリアを、図９に矢印で示すように透明板８１を介して顕微鏡８０で観察した。接触エリアのうち、帯電ローラの周方向に８００［μｍ］、軸方向に１５００［μｍ］のエリア（観察エリアと称する）を、顕微鏡８０で観察した。観察エリアの面積は、８００［μｍ］×１５００［μｍ］＝１，２００，０００［μｍ^２］、すなわち１．２［ｍｍ^２］である。

観察エリアを顕微鏡８０で観察すると、帯電ローラ１２の凸部と透明板８１とが接触している部分が変色して見える。この接触部（すなわち凸部）の面積を、顕微鏡８０であるコンフォーカル顕微鏡の付属の解析ソフトにより算出した。但し、７μｍ^２以下の点は面積算出の対象外とした。

観察エリアに含まれる接触部の面積の合計［μｍ^２］を、観察エリアの面積［μｍ^２］で除算して、接触面積率Ｓを算出した。また、観察エリアに含まれる接触部の個数をカウントした。

＜表面粗さおよび硬度＞
次に、帯電ローラ１２の表面粗さおよび硬度の測定について説明する。帯電ローラ１２の表面粗さとしては、十点平均粗さＲｚ［μｍ］および凹凸の平均間隔Ｓｍ［μｍ］を測定した。十点平均粗さＲｚ［μｍ］および凹凸の平均間隔Ｓｍ［μｍ］は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：１９９４に準拠し、表面粗さ測定器「サーフコーダＳＥＦ３５００」（株式会社小坂研究所製）を用いて測定した。

また、帯電ローラ１２の硬度としては、アスカーＣ硬度［度］を測定した。アスカーＣ硬度は高分子計器株式会社製のマイクロゴム硬度計「ＭＤ－１ｃａｐａ」（Ｔｙｐｅ＿Ａ）を用いて測定した。

＜実施例および比較例＞
実施例１－１～１－４および比較例１－１～１－３として、７種類の帯電ローラ１２を作製した。実施例１－１～１－４および比較例１－１～１－３の帯電ローラ１２の芯金１２ａは、快削鋼（ＳＵＭ）に無電解ニッケルメッキを施したものを用い、外径は８［ｍｍ］とした。

実施例１－１．
実施例１－１の帯電ローラ１２は、上記の芯金１２ａの表面に、次のように弾性層１２ｂと表面層１２ｃを形成して作製した。エピクロルヒドリンゴム１００［重量部］に、導電性付与剤としてトリフルオロ酢酸ナトリウム０．５［重量部］、亜鉛華３［重量部］、ステアリン酸２［重量部］、および架橋剤１．５重量部を添加してゴム組成物を得た。さらに、ゴム組成物をロールミキサーで混練し、混練したゴム組成物をシート状の生地にし、芯金１２ａの表面に巻いてプレス成形し、架橋したエピクロルヒドリンゴムからなる弾性層１２ｂを得た。

弾性層１２ｂの表面を研磨機で研磨した。具体的には、弾性層１２ｂの表面を研磨機で研磨して所定の厚さに調整した後、研磨機の砥石回転数を１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍのように順次上げて乾式研磨で研磨した。

表面層１２ｃは次のようにして形成した。ポリオール１０．８［重量部］と、イソシアネート化合物９．１［重量部］と、カーボン分散液１８．４［重量部］と、添加剤アクリルシリコーンポリマー１．０［重量部］と、表面粗さ付与剤として平均粒径１０［μｍ］の多孔質ウレタン粒子とを混合した。混合した溶液を弾性層１２ｂの表面にスプレーコートし、電気炉にて乾燥して溶剤を気化させることにより、表面層１２ｃを形成した。

なお、ウレタン粒子とは、ウレタンを主成分とする粒子を言う。より具体的には、粒子の５０［ｗｔ％］以上がウレタンであるものを言う。多孔質とは、粒子の表面に細孔を有することを言う。ここでは、体積平均粒径が１０±２［μｍ］（すなわち９．８［μｍ］～１０．２［μｍ］）の多孔質ウレタン粒子を使用した。

実施例１－２．
実施例１－２の帯電ローラ１２は、実施例１－１に対して多孔質ウレタン粒子の添加量を変化させて作製し、これにより表面粗さを変化させた。具体的には、実施例１－１の多孔質ウレタン粒子の添加量に対して、実施例１－２の多孔質ウレタン粒子の添加量を０．７倍とした。

実施例１－３．
実施例１－３の帯電ローラ１２は、実施例１－１に対して多孔質ウレタン粒子の添加量を変化させて作製し、これにより表面粗さを変化させた。具体的には、実施例１－１の多孔質ウレタン粒子の添加量に対して、実施例１－３の多孔質ウレタン粒子の添加量を０．５倍とした。

実施例１－４．
実施例１－４の帯電ローラ１２は、実施例１－１に対して多孔質ウレタン粒子の添加量を変化させて作製し、これにより表面粗さを変化させた。具体的には、実施例１－１の多孔質ウレタン粒子の添加量に対して、実施例１－４の多孔質ウレタン粒子の添加量を０．３倍とした。

比較例１－１．
比較例１－１の帯電ローラ１２は、実施例１－１に対して表面層１２ｃのポリオールの分子量を変化させ、これにより表面層１２ｃの架橋密度を低減させた。具体的には、実施例１－１のポリオールの分子量に対して、比較例１－１のポリオールの分子量を２倍とした。

比較例１－２．
比較例１－２の帯電ローラ１２は、次のようにして作製した。実施例１－１で説明した弾性層１２ｂの表面を、軸方向の十点平均粗さＲｚ(ＪＩＳ＿Ｂ０６０１：１９９４)が１０～２０［μｍ］、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．０８～０．１５［ｍｍ］となるように、且つ周方向に研磨目が形成されるように研磨した。その後、弾性層１２ｂの表面を表面処理した。表面処理液は、酢酸エチル９０質量部に、イソシアネート化合物(ＭＤＩ)１０質量部を混合して溶解させたものを用いた。表面処理液を２３℃に保ったまま、ロール成型物（芯金１２ａ上に弾性層１２ｂを形成したもの）を３０秒間浸漬後、１２０℃に保持されたオーブンで１時間加熱することにより、弾性層１２ｂの表面に表面処理層を形成した。

比較例１－３．
比較例１－３の帯電ローラ１２は、次のようにして作製した。弾性層１２ｂは、エピクロルヒドリンゴム１００［重量部］に過酸化架橋剤１．３～１．６［重量部］を混合し、さらに充填剤、架橋助剤、架橋促進剤などの各種添加剤を添加したものを成型することで形成した。表面層１２ｃは、Ｎ－メトキシメチル化ナイロンに平均粒径３０［μｍ］の非多孔質のナイロン樹脂粒子を配合したものを、弾性層１２ｂの表面に塗布することで形成した。

＜評価結果＞
実施例１－１～１－４および比較例１－１～１－３の帯電ローラ１２のそれぞれについて、十点平均粗さＲｚ［μｍ］、凹凸の平均間隔Ｓｍ［μｍ］、およびアスカーＣ硬度［度］を測定した。測定方法は、上述した通りである。

また、実施例１－１～１－４および比較例１－１～１－３の帯電ローラ１２のそれぞれについて、図９を参照して説明した方法で、接触面積率Ｓ［％］、および観察エリア内の接触部の個数を測定した。

また、実施例１－１～１－４および比較例１－１～１－３の帯電ローラ１２のそれぞれについて、カブリを表す色相差ΔＥを測定し、さらに印刷テスト後の横スジの発生の有無を評価した。横スジについては、ドラム周期の横スジと、帯電ローラ周期の横スジの有無について、それぞれ評価した。

また、実施例１－１～１－４および比較例１－１～１－３の帯電ローラ１２のそれぞれについて、採取テープの二値化処理画像（図８（Ｂ））におけるカブリトナー付着部分（すなわち感光体ドラム１１の高電位部）の合計面積［ｐｉｘｅｌ］、カブリトナー付着部分の個数、カブリトナー付着部分の平均面積［ｐｉｘｅｌ］を測定した。これらの結果を、表１，２，３に示す。

図１０は、接触面積率Ｓと色相差ΔＥ（カブリ）との関係を示すグラフである。図１１（Ａ）は、二値化処理画像中のカブリトナー付着部分（すなわち感光体ドラムの高電位部）の合計面積と、色相差ΔＥとの関係を示すグラフである。図１１（Ｂ）は、接触面積率Ｓと、二値化処理画像中のカブリトナー付着部分の合計面積との関係を示すグラフである。

図１０に示すように、接触面積率Ｓが大きくなるほど、色相差ΔＥが大きくなる、言い換えるとカブリが発生しやすくなる。また、図１０の各プロットから、接触面積率Ｓをｘとし、色相差ΔＥをｙとした近似直線ｙ＝１．０４５７ｘ＋１．２４６８が得られる。この直線とｙ＝１．６０との交点は、ｘ＝０．３４［％］である。

図１０から、接触面積率Ｓが０．３４［％］よりも大きい場合（比較例１－１～１－３）には、色相差ΔＥが１．６よりも大きくなり、カブリの発生が見られる。

これに対し、接触面積率Ｓが０．３４［％］以下の場合（実施例１－１～１－４）には、色相差ΔＥが１．６以下となり、カブリの発生が抑制される。

図１１（Ａ）に示すように、色相差ΔＥは感光体ドラム１１の高電位部が増加するほど大きくなり、図１１（Ｂ）に示すように、感光体ドラム１１の高電位部は接触面積率Ｓが大きくなるほど増加する。このことから、接触面積率Ｓを低減することで、感光体ドラム１１において局所的に高電位となる部分を少なくし、カブリを抑制できることが分かる。

なお、接触面積率Ｓが０．３４［％］以下であれば、カブリの発生は抑制されるが、接触面積率Ｓが０．０８を下回ると、感光体ドラム１１の表面に電位の低い箇所が生じ、微小な横スジが発生する可能性がある。このことから、接触面積率Ｓの最も望ましい範囲は、０．０８［％］～０．３４［％］の範囲である。

また、接触面積率Ｓが０．０８［％］～０．３４［％］の範囲内であっても、帯電ローラ１２の観察エリア（１．２［ｍｍ^２］）内の接触部の個数が５７を下回る場合（実施例１－４）には、帯電ローラ周期の横スジの発生が見られる。これは、帯電ローラ１２の表面において感光体ドラム１１との接触部（凸部）の数が少ないほど、帯電ローラ１２と感光体ドラム１１との間にニップ圧が各接触部に集中し、接触部に含まれるウレタン粒子の変形が生じやすくなるためである。

帯電ローラ１２の観察エリア内の接触部の個数を５７以上とすることにより、帯電ローラ１２と感光体ドラム１１とが圧接された状態で長期間放置された場合であっても、帯電ローラ１２の表面状態の変化が生じにくく、横スジ（特に帯電ローラ周期の横スジ）の発生を抑制することができる。

ここでは、帯電ローラ１２の表面層１２ｃの多孔質粒子１２ｄは、多孔質ウレタン粒子（すなわちウレタンを主成分とする多孔質粒子）とした。ウレタンを主成分とすることによるメリットとしては、例えば、感光体ドラム１１に対して長時間圧接された場合でも、塑性変形しにくいというメリットがある。帯電ローラ１２の表面層１２ｃの多孔質粒子１２ｄは、多孔質ウレタン粒子に限らず、他の多孔質粒子を用いてもよい。

多孔質粒子１２ｄを用いることにより、弾性層１２ｂの成分が染み出した場合であっても、多孔質粒子１２ｄの表面の多数の細孔によって当該成分を吸収することができる。そのため、弾性層１２ｂの成分の染み出しによる横スジ（実施の形態２参照）の発生を抑制することができる。

なお、多孔質粒子か否かは、例えば、帯電ローラ１２から表面層１２ｃを削り取り、溶媒でウレタン系ポリマー等を溶解させたのちに、残渣物である粒子の表面を光学顕微鏡で観察することにより判断することができる。

また、ここでは、帯電ローラ１２の表面層１２ｃを構成するポリマーとして、ウレタン系ポリマーを用いた。ウレタン系ポリマーを用いたことによるメリットとしては、例えば、感光体ドラム１１に対して長時間圧接された場合でも、塑性変形しにくいというメリットがある。但し、ウレタン系ポリマー以外のポリマーを用いてもよい。

なお、表面層１２ｃの主成分は、多孔質粒子１２ｄの主成分（本実施の形態ではウレタン）と同じことが好ましい。このようにすれば、表面層１２ｃと多孔質粒子１２ｄとの界面に弾性層１２ｂからの染み出した成分が滞留させずに、多孔質粒子１２ｄの表面の多数の細孔に染み出した成分を吸収させることができる。

帯電装置３は、帯電ローラ１２と、これに接触する被接触部材を有していればよい。被接触部材は、ここでは感光体ドラム１１であるが、クリーニングローラ１３であってもよい。

＜実施の形態１の効果＞
以上説明したように、実施の形態１の帯電装置３は、帯電部材としての帯電ローラ１２と、帯電ローラ１２と所定のニップ圧で接触する被接触部材としての感光体ドラム１１とを備える。帯電ローラ１２は、芯金（軸体）１２ａと、弾性層１２ｂと、多孔質粒子１２ｄを含む表面層１２ｃとを有する。表面層１２ｃに透明板８１（対象物）を当該ニップ圧で押し当てた場合に、所定面積当たりの表面層１２ｃと透明板８１との接触部の面積の割合（接触面積率Ｓ）が０．３４［％］以下であり、当該所定面積当たりの接触部の数が５７個以上である。

接触面積率Ｓが０．３４［％］以下であるため、感光体ドラム１１において局所的に高電位となる部分を少なくし、カブリの発生を抑制することができる。また、接触部の数が５７個以上であるため、帯電ローラ１２の変形を抑制し、横スジの発生を抑制することができる。また、表面層１２ｃが多孔質粒子１２ｄを有するため、弾性層１２ｂの成分の染み出しによる横スジの発生を抑制することができる。

特に、接触面積率Ｓが０．０８［％］～０．３４［％］の範囲内にあるため、上記効果に加えて、帯電ローラ１２の表面電位を安定させ、横スジ等の印刷不良を抑制することができる。

≪実施の形態２≫
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２は、実施の形態１で説明したように、所定面積当たりの表面層１２ｃと透明板８１との接触部の面積の割合が０．３４［％］以下（より望ましくは０．０８［％］～０．３４［％］）であり、当該所定面積当たりの接触部の数が５７個以上であることを前提として、さらなるカブリの抑制と帯電不良による印刷不良の抑制を図っている。

＜保存性＞
まず、帯電ローラ１２の保存性の評価について説明する。感光体ドラム１１と帯電ローラ１２とがニップを形成した画像形成部１０Ｍ（マゼンタ）を、温度５０℃、相対湿度９０％の環境下で６日間保存した。

６日間の保存後、画像形成部１０Ｍを、画像形成装置１（沖電気工業株式会社製のＬＥＤプリンタ「Ｃ８４４ｄｎｗ」）に装着し、印刷テストを行った。媒体Ｐとしては、Ａ４サイズの普通紙（沖電気工業株式会社製「エクセレントホワイト」）を用いた。

印刷テストは、２ｂｙ２パターン（ハーフトーン）を３枚、１ｂｙ１パターンを３枚、ベタパターンを３枚、白紙パターンを1枚の計１０枚１セットとし、２セット行った。なお、２ｂｙ２パターンとは、縦方向の４ドットおよび横方向の４ドットで形成される１６マスのうち、縦方向の２ドットおよび横方向の２ドットで４マスのドットを形成するものである。

その後、１セット目の２ｂｙ２パターンを目視で観察し、感光体ドラム１１（外径３０［ｍｍ］）の周期の横スジの有無を判断した。目視観察の結果、横スジが観察された場合には、保存性の評価結果を「不良」とした。横スジが観察されなければ、保存性の評価結果を「良好」とした。

＜凸部表面積率＞
次に、帯電ローラ１２の凸部表面積率について説明する。帯電ローラ１２の表面を、レーザーテック株式会社製のコンフォーカル顕微鏡「ハイブリッドレーザーマイクロスコープ」を用いて観察した。コンフォーカル顕微鏡の倍率は２０倍とし、光源にはランプを用いた。コンフォーカル顕微鏡による観察画像を輝度に変換することにより、輝度画像を得た。

図１２（Ａ）は、帯電ローラ１２の表面の輝度画像７０を概念的に示す図である。輝度画像７０では、輝度が高い部分ほど、帯電ローラ１２の表面から大きく突出していると考えることができる。

次に、帯電ローラ１２の表面の輝度画像７０を二値化処理した。二値化処理には、画像解析ソフトＩｍａｇｅ－Ｊを用いた。輝度画像７０の有効領域における輝度の下限を０とし、上限を２５５とすると、二値化処理の閾値は、１２０とした。図１２（Ｂ）は、二値化処理画像７１を概念的に示す図である。図１２（Ｂ）に示すように、二値化処理画像７１における色付きの部分（輝度が閾値以上である部分）は、帯電ローラ１２の表面から突出する凸部７２と判断することができる。

二値化処理画像７１において、凸部７２（輝度が閾値以上である部分）の面積の合計を算出する。そして、算出した凸部７２の面積の合計を、二値化処理画像７１の全体の面積で除算し、これを凸部表面積率Ａとした。

＜凸部の最大高さ＞
次に、帯電ローラ１２の凸部の最大高さについて説明する。図１３（Ａ）は、上述した帯電ローラ１２の表面の二値化処理画像７１である。直線Ｃは、帯電ローラ１２の軸方向に平行な直線であって、二値化処理画像７１の周方向中心を通る直線である。この直線Ｃは、帯電ローラ１２の表面でコンフォーカル顕微鏡に最も近い部分である。

二値化処理前の輝度画像７０（図１２（Ａ））の輝度データの解析により、中心線Ｃ上の各点について、帯電ローラ１２の表面からの高さ［μｍ］を算出することができる。図１３（Ｂ）は、中心線Ｃに沿った高さ分布を概念的に表したものである。

図１３（Ｂ）に示すように、帯電ローラ１２の凸部は、表面層１２ｃの多孔質粒子１２ｄを含む部分である。多孔質粒子１２ｄは、例えば多孔質ウレタン粒子であり、表面層１２ｃのウレタン系ポリマーで覆われている。図１３（Ｂ）では、１つの凸部に１つの多孔質粒子１２ｄが含まれているが、１つの凸部に複数の多孔質粒子１２ｄが含まれている場合もある（後述する図１５（Ａ），（Ｂ））。

図１３（Ｂ）に示す高さ分布において、最も高さの低い部分１２ｅと、最も高さの高い部分１２ｆとの差を、凸部７２の最大高さＨ［μｍ］とする。凸部７２の最大高さＨが高いほど、弾性層１２ｂから感光体ドラム１１までの距離が長くなる。

図１３（Ｃ）は、帯電ローラ１２の表面層１２ｃの凸部７２と、二値化処理時の閾値との関係を説明するための図である。図１３（Ｃ）には、二値化処理時の閾値に対応する高さを、ｈで示している。すなわち、表面層１２ｃにおいて高さｈ以上の部分が、二値化処理画像の凸部７２となっている。

ここでは、輝度画像（図１２（Ａ））における輝度の上限（０）と下限（２５５）に対し、１２０を閾値としている。そのため、閾値に相当する高さｈは、最大高さＨの概ね１／２となる（ｈ≒Ｈ／２）。但し、二値化処理の閾値は１２０に限らず、多孔質粒子１２ｄによって形成される凸部が明確になる閾値であればよい。

＜カブリ＞
次に、カブリの評価について説明する。まず、感光体ドラム１１と帯電ローラ１２とがニップを形成した画像形成部１０Ｍ（マゼンタ）を、温度２８℃、相対湿度８０％の環境下で２日間保存した。保存後、画像形成部１０Ｍを、画像形成装置１（沖電気工業株式会社製のＬＥＤプリンタ「Ｃ８４４ｄｎｗ」）に装着し、印刷テストを行った。

印刷テストでは、媒体９０としてのＡ４サイズの普通紙（沖電気工業株式会社製「エクセレントホワイト」）を用い、マゼンタの画像形成部１０Ｍにより、媒体９０の全面にデューティ比０％のパターン（白紙パターン）を印刷した。

帯電電圧は－８８８［Ｖ］とし、現像電圧は－２１０［Ｖ］とし、供給電圧およびブレード電圧はいずれも－３４０［Ｖ］とした。印刷環境は、温度２８［℃］、相対湿度８０［％］とした。

印刷動作中に画像形成装置１を停止し、画像形成部１０Ｍを画像形成装置１から取り出した。そして、実施の形態１で図７を参照して説明したように、感光体ドラム１１の表面に粘着性のテープ９２（住友スリーエム株式会社製「スコッチメンディングテープ」）を貼り付けて剥がすことにより、感光体ドラム１１の表面に付着しているトナー（カブリトナー）を採取した。

このテープ９２（以下、採取テープ）を、Ａ３サイズの普通紙である用紙９１（沖電気工業株式会社製「エクセレントホワイト」）に貼り付け、比較の基準となるテープ９３（以下、比較テープ）を、同じ用紙９１に貼り付けた。

そして、分光測色計（コニカミノルタ株式会社製「ＣＭ－２６００ｄ」）により、採取テープ９２および比較テープ９３の色相差ΔＥ（Ｌ＊ａ＊ｂ表色系色度）を、上記の式（１）により求めた。

後述する比較例２－２を基準とした色相差ΔＥの相対値が１．０以下の場合には、カブリの評価を良好（〇）とした。一方、比較例２－２を基準とした色相差ΔＥの相対値が１．０よりも大きい場合には、カブリの評価を不良（×）とした。

なお、実施の形態２では、実施の形態１と異なり、色相差ΔＥを、比較例２－２を基準とした相対値で表している。

＜実施例および比較例＞
実施例２－１～２－５および比較例２－１～２－７として、１２種類の帯電ローラ１２を作製した。帯電ローラ１２の芯金１２ａは、快削鋼（ＳＵＭ）に無電解ニッケルメッキを施したものを用いた。弾性層１２ｂは、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）を主成分とするゴムで形成した。芯金１２ａの外径は８［ｍｍ］とし、弾性層１２ｂの外径は１２［ｍｍ］とした。

比較例２－１．
比較例２－１の帯電ローラ１２は、次のようにして作製した。まず、芯金１２ａの表面に弾性層１２ｂを形成し、弾性層１２ｂの表面を円筒研磨方法により砥石を用いて乾式研磨した後、テープを用いて湿式研磨した。その後、酢酸エチル（溶媒）にヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）を混合した溶液を作製し、この溶液を弾性層１２ｂの表面に塗布し、溶媒を気化させた。

比較例２－２．
比較例２－２の帯電ローラ１２は、次のようにして作製した。まず、芯金１２ａの表面に弾性層１２ｂを形成した。水／アルコール混合溶媒に、ポリアミド（ナイロン）系ポリマーと非多孔質のナイロン粒子とを混合した溶液を作製し、この溶液を弾性層１２ｂの表面に塗布し、溶媒を気化させた。ナイロン粒子としては、体積平均粒径が３０［μｍ］のナイロン粒子と、体積平均粒径が２０［μｍ］のナイロン粒子とを含むものを使用した。

比較例２－３．
比較例２－３の帯電ローラ１２は、次のようにして作製した。まず、芯金１２ａの表面に弾性層１２ｂを形成し、弾性層１２ｂの表面を円筒研磨方法により砥石を用いて乾式研磨した後、テープを用いて湿式研磨した。その後、酢酸エチル（溶媒）にウレタン系ポリマーと非多孔質のウレタン粒子とを混合した溶液を作製し、この溶液を弾性層１２ｂの表面に塗布し、溶媒を気化させた。ウレタン粒子としては、体積平均粒径が２０［μｍ］のウレタン粒子を使用した。

実施例２－１．
実施例２－１の帯電ローラ１２は、次のようにして作製した。まず、芯金１２ａの表面に弾性層１２ｂを形成し、弾性層１２ｂの表面を円筒研磨方法により砥石を用いて乾式研磨した。その後、酢酸エチル（溶媒）に、ウレタン系ポリマーおよび多孔質ウレタン粒子を混合した溶液を作製し、この溶液を弾性層１２ｂの表面に塗布し、溶媒を気化させた。

実施例２－２．
実施例２－２の帯電ローラ１２は、実施例２－１と同様の方法で、多孔質ウレタン粒子の量のみを変更して作製した。実施例２－１の多孔質ウレタン粒子の量に対して、実施例２－２の多孔質ウレタン粒子の量を０．７倍とした。

実施例２－３．
実施例２－３の帯電ローラ１２は、実施例２－１と同様の方法で、多孔質ウレタン粒子の量のみを変更して作製した。実施例２－１の多孔質ウレタン粒子の量に対して、実施例２－３の多孔質ウレタン粒子の量を０．５倍とした。

実施例２－４．
実施例２－４の帯電ローラ１２は、実施例２－１と同様の方法で、多孔質ウレタン粒子の量のみを変更して作製した。実施例２－１の多孔質ウレタン粒子の量に対して、実施例２－４のウレタン粒子の量を１．２倍とした。

実施例２－５．
実施例２－５の帯電ローラ１２は、実施例２－１と同様の方法で、ウレタン系ポリマーの架橋剤の量のみを変更して作製した。実施例２－１の架橋剤の量に対して、実施例２－５の架橋剤の量を０．５倍とした。

比較例２－４．
比較例２－４の帯電ローラ１２は、実施例２－１と同様の方法で、多孔質ウレタン粒子の量のみを変更して作製した。実施例２－１の多孔質ウレタン粒子の量に対して、比較例２－４の多孔質ウレタン粒子の量を０．３倍とした。

比較例２－５．
比較例２－５の帯電ローラ１２は、次のようにして作製した。まず、芯金１２ａの表面に弾性層１２ｂを形成し、弾性層１２ｂの表面を円筒研磨方法により砥石を用いて乾式研磨した。その後、酢酸エチル（溶媒）にウレタン系ポリマーを混合した溶液を作製し、この溶液を弾性層１２ｂの表面に塗布し、溶媒を気化させた。

比較例２－６．
比較例２－６の帯電ローラ１２は、比較例２－５と同様の方法で、ウレタン系ポリマーの電子導電剤の量のみを変更して作製した。比較例２－５の電子導電剤の量に対して、比較例２－６の電子導電剤の量を０．５倍とした。

比較例２－７．
比較例２－７の帯電ローラ１２は、比較例２－５と同様の方法で、ウレタン系ポリマーの架橋剤の量のみを変更して作製した。比較例２－５の架橋剤の量に対して、比較例２－７の架橋剤の量を０．５倍とした。

＜評価結果＞
以上のように作成した実施例２－１～２－５および比較例２－１～２－７の帯電ローラ１２について、凸部表面積率Ａ［％］および凸部の最大高さＨ［μｍ］を求め、保存性（感光体ドラム周期の横スジの有無）を評価し、カブリを表す色相差ΔＥを求めた。結果を表４に示す。

図１４は、表４の結果をグラフに表したものである。図１４の横軸は凸部表面積率Ａ［％］を示し、縦軸は凸部の最大高さＨ［μｍ］を示している。また、図１４には、保存性の評価が良好であったもの（横スジが見られなかったもの）を〇で示し、不良であったもの（横スジが見られたもの）を×で示している。また、保存性の評価は良好であったがカブリまたは他の評価が不良であったものを、□で示している。

保存性の評価結果については、以下のように考えられる。表４および図１４に示すように、実施例２－１～２－５では、横スジの発生が見られず、保存性の評価は良好であった。一方、比較例２－３～２－７では、横スジの発生が見られ、保存性の評価は不良であった。

帯電ローラ１２と感光体ドラム１１とがニップを形成した状態で長期間放置されると、帯電ローラ１２の弾性層１２ｂの成分（より具体的にはオリゴマー）が帯電ローラ１２の表面に染み出し、感光体ドラム１１の表面に付着して、印刷画像に横スジとなって表れる。

実施例２－１～２－５の帯電ローラ１２では、弾性層１２ｂを覆う表面層１２ｃが多孔質粒子１２ｄを有するため、多孔質粒子１２ｄの表面の多数の細孔に、弾性層１２ｂから染み出した成分が吸収される。その結果、長期間の放置後であっても、弾性層１２ｂから染み出した成分が感光体ドラム１１の表面に付着せず、横スジの発生を抑制することができたと考えられる。

図１５（Ａ），（Ｂ）は、凸部の最大高さＨの違いを説明するための概念図である。図１５（Ａ）に示すように、凸部の最大高さＨが低いほど、弾性層１２ｂから染み出した成分が感光体ドラム１１に到達するまでの経路が短い。図１５（Ｂ）に示すように、凸部の最大高さＨが高いほど、弾性層１２ｂから染み出した成分が感光体ドラム１１に到達するまでの経路が長い。

実施例２－１～２－５では、帯電ローラ１２の表面層１２ｃが多孔質粒子１２ｄを有しており、凸部表面積率Ａが６８．４［％］以上と大きく、また最大高さＨが１４．３［μｍ］以上であるため、特に効果的に横スジの発生を抑制できたと考えられる。

なお、比較例２－４では、表面層１２ｃが多孔質粒子１２ｄを有するものの、凸部表面積率Ａが１７．２［％］と小さく、凸部の最大高さＨも９．４［μｍ］と低い。弾性層１２ｂを覆う多孔質粒子１２ｄの量が少なく、凸部の高さＨも低いため、弾性層１２ｂから染み出した成分が感光体ドラム１１に到達しやすく、横スジが発生したと考えられる。

カブリの評価結果については、以下のように考えられる。この実施の形態２では、カブリの指標である色相差ΔＥは、比較例１－２を基準とした相対値で表している。実施例２－１～２－３および実施例２－５では、色相差ΔＥの相対値が１．０以下であり、カブリの発生が見られなかった。一方、比較例２－１では、色相差ΔＥの相対値が１．０よりも大きく、カブリの発生が見られた。

また、比較例２－２では、カブリの発生は見られなかったが、クリーニングローラ１３の粘着剤が帯電ローラ１２に付着したことによる黒点が見られた。実施例２－４では、色相差ΔＥの相対値が１．０よりも大きく、カブリの発生が見られた。

図１６には、比較例２－１，２－２および実施例２－１，２－４の色相差ΔＥをグラフで示している。上記の通り、色相差ΔＥの値は、比較例２－２を基準とした相対値で表している。比較例２－１と実施例２－４では、色相差ΔＥの相対値が１．０よりも大きく、カブリが発生している。

帯電ローラ１２の表面に局所的に電位の高い部分があると、その部分に逆帯電トナーあるいは低帯電トナーが付着してカブリが生じる。実施例２－１～２－３および実施例２－５の帯電ローラ１２では、表面層１２ｃが多孔質粒子１２ｄを有するため、多孔質粒子１２ｄの細孔での放電により、帯電ローラ１２の表面電位を安定させることができ、これによりカブリの発生を抑制できたと考えられる。

なお、実施例２－４の帯電ローラ１２は、表面層１２ｃが多孔質粒子１２ｄを有するものの、凸部表面積が９５．８［％］と大きく、また凸部の最大高さが４０．０［μｍ］と高い。この場合、弾性層１２ｂの成分は感光体ドラム１１に到達しにくいため横スジの発生は抑制されるが、凸部の最大高さＨが高いため電位が不安定になりやすく、カブリが発生したと考えられる。

以上の結果をまとめると、帯電ローラ１２の表面層１２ｃが多孔質粒子１２ｄを有し、凸部表面積率Ａが６８．４［％］以上であれば（実施例２－１～２－５）、弾性層１２ｂの成分の染み出しに起因する横スジの発生を抑制し、保存性を向上することができる。

さらに、凸部表面積率が６８．４［％］以上、９０．９［％］以下であれば（実施例２－１～２－３、および実施例２－５）、保存性を向上し、なお且つカブリの発生を抑制することができる。

また、凸部の最大高さが１４．３［μｍ］以上、３４．７［μｍ］以下であれば（実施例２－１～２－３、および実施例２－５）、保存性を向上し、カブリの発生を抑制することができる。

また、実施の形態１でも説明したように、帯電ローラ１２の所定面積当たりの表面層１２ｃと透明板８１との接触面積の割合（接触面積率Ｓ）が０．３４［％］以下であり、当該所定面積当たりの接触部の数が５７個以上であることにより、感光体ドラム１１において局所的に高電位となる部分を少なくし、カブリの発生を抑制することができる。

＜実施の形態２の効果＞
以上説明したように、実施の形態２の帯電装置３は、帯電部材としての帯電ローラ１２と、帯電ローラ１２と接触する被接触部材としての感光体ドラム１１とを備える。帯電ローラ１２は、芯金（軸体）１２ａと、弾性層１２ｂと、多孔質粒子１２ｄを有する表面層１２ｃとを有する。表面層１２ｃの表面積のうち、多孔質粒子１２ｄにより形成される凸部の割合（すなわち凸部表面積率Ａ）は、６８．４［％］以上である。そのため、弾性層１２ｂの成分の染み出しに起因する横スジの発生を抑制し、帯電ローラ１２の保存性を向上することができる。

特に、表面層１２ｃの表面積のうち、多孔質粒子１２ｄにより形成される凸部の割合（すなわち凸部表面積率Ａ）が６８．４［％］～９０．０［％］であるため、帯電ローラ１２の保存性を向上し、さらに、帯電ローラ１２の表面電位を安定させてカブリの発生を抑制することができる。

また、表面層１２ｃの凸部の最大高さが１４．３［μｍ］～３４．７［μｍ］であるため、より効果的に帯電ローラ１２の保存性を向上し、カブリの発生を抑制することができる。

実施の形態１でも説明したように、帯電ローラ１２の表面層１２ｃの多孔質粒子１２ｄは、ウレタン粒子に限らず、他の多孔質粒子を用いてもよい。また、表面層１２ｃを構成するポリマーは、ウレタン系ポリマーに限らず、他のポリマーを用いてもよい。

また、帯電装置３は、帯電ローラ１２と、これに接触する被接触部材を有していればよい。被接触部材は、ここでは感光体ドラム１１であるが、クリーニングローラ１３であってもよい。

以上、望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本開示は上記の実施の形態に限定されるものではなく、各種の改良または変形を行なうことができる。

本開示は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）等、媒体に画像を形成する画像形成装置に利用することができる。

以下に、本開示の諸態様を、付記としてまとめて記載する。
（付記１）
回転可能な帯電部材と、
前記帯電部材と接触する被接触部材と
を備え、
前記帯電部材は、
軸体と、
前記被接触部材と所定のニップ圧で接触し、多孔質粒子を含む表面層と、
前記軸体と前記表面層との間に設けられた弾性層と
を有し、
前記帯電部材に前記ニップ圧で前記被接触部材を接触させた場合に、所定面積当たりの前記帯電部材と前記被接触部材との接触部の面積の割合が０．３４［％］以下であり、前記所定面積当たりの前記接触部の数が５７個以上である
ことを特徴とする帯電装置。
（付記２）
前記所定面積当たりの前記帯電部材と前記被接触部材との前記接触部の面積の割合が０．０８［％］以上である
ことを特徴とする付記１に記載の帯電装置。
（付記３）
前記表面層の表面積のうち前記多孔質粒子により形成される凸部の割合は、６８．４％以上である
ことを特徴とする付記１または２に記載の帯電装置。
（付記４）
前記表面層の表面積のうち、前記多孔質粒子により形成される凸部の割合は、９０．９［％］以下である
ことを特徴とする付記１から３までのいずれか１項に記載の帯電装置。
（付記５）
前記表面層における前記凸部の高さは、１４．３［μｍ］以上、３４．７［μｍ］以下である
ことを特徴とする付記３または４に記載の帯電装置。
（付記６）
前記接触部の面積割合および前記接触部の数は、前記表面層に対象物を前記ニップ圧で押し当てて測定したものである
ことを特徴とする付記１から５までのいずれか１項に記載の帯電装置。
（付記７）
前記多孔質粒子は、ウレタンを主成分とする
ことを特徴とする付記１から６までのいずれか１項に記載の帯電装置。
（付記８）
前記表面層は、ウレタン系ポリマーを主成分とする
ことを特徴とする付記１から７までのいずれか１項に記載の帯電装置。
（付記９）
前記被接触部材は、静電潜像を担持する像担持体である
ことを特徴とする付記１から８までのいずれか１項に記載の帯電装置。
（付記１０）
前記被接触部材は、前記帯電部材の表面の異物を除去するクリーニング部材である
ことを特徴とする付記１から８までのいずれか１項に記載の帯電装置。
（付記１１）
付記１から１０までのいずれか１項に記載の帯電装置と、
前記帯電部材により帯電した像担持体の表面に潜像を形成する露光装置と、
前記像担持体の表面に形成された潜像を現像する現像部と、
前記現像部で現像されて媒体に転写された現像剤像を、前記媒体に定着する定着装置と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。

１ 画像形成装置、 ３ 帯電装置、 １０，１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ 画像形成部、 １１ 感光体ドラム（像担持体）、 １２ 帯電ローラ（帯電部材）、 １２ａ 芯金（軸体）、 １２ｂ 弾性層、 １２ｃ 表面層、 １２ｄ 多孔質粒子、 １３ クリーニングローラ（クリーニング部材）、 １３ａ 芯金（軸体）、 １３ｂ 弾性層、 １４ 現像ローラ（現像剤担持体）、 １５ 供給ローラ（供給部材）、 １６ 現像ブレード、 １８ トナーカートリッジ（現像剤収容体）、 ２０ 現像部、 ２１ 露光ヘッド（露光装置）、 ３０ 転写ユニット、 ４０ 媒体供給部、 ５０ 定着装置、 ６０ 媒体排出部、 ７０ 輝度画像、 ７１ 二値化処理画像、 ７２ 凸部、 ８０ 顕微鏡、 ８１ 透明板（対象物）、 ８２ 台座、 ８３ ウエイト、 ９０ 媒体、 ９１ 用紙、 ９２ 採取テープ、 ９３ 比較テープ。

Claims (11)

1. 回転可能な帯電部材と、
   前記帯電部材と接触する被接触部材と
   を備え、
   前記帯電部材は、
   軸体と、
   前記被接触部材と所定のニップ圧で接触し、多孔質粒子を含む表面層と、
   前記軸体と前記表面層との間に設けられた弾性層と
   を有し、
   前記帯電部材に前記ニップ圧で前記被接触部材を接触させた場合に、所定面積当たりの前記帯電部材と前記被接触部材との接触部の面積の割合が０．３４［％］以下であり、前記所定面積当たりの前記接触部の数が５７個以上である
   ことを特徴とする帯電装置。
2. 前記所定面積当たりの前記帯電部材と前記被接触部材との前記接触部の面積の割合が０．０８［％］以上である
   ことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 前記表面層の表面積のうち前記多孔質粒子により形成される凸部の割合は、６８．４％以上である
   ことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
4. 前記表面層の表面積のうち、前記多孔質粒子により形成される凸部の割合は、９０．９［％］以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
5. 前記表面層における前記凸部の高さは、１４．３［μｍ］以上、３４．７［μｍ］以下である
   ことを特徴とする請求項３に記載の帯電装置。
6. 前記接触部の面積割合および前記接触部の数は、前記表面層に対象物を前記ニップ圧で押し当てて測定したものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
7. 前記多孔質粒子は、ウレタンを主成分とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
8. 前記表面層は、ウレタン系ポリマーを主成分とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
9. 前記被接触部材は、静電潜像を担持する像担持体である
   ことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
10. 前記被接触部材は、前記帯電部材の表面の異物を除去するクリーニング部材である
    ことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項に記載の帯電装置と、
    前記帯電部材により帯電した像担持体の表面に潜像を形成する露光装置と、
    前記像担持体の表面に形成された前記潜像を現像する現像部と、
    前記現像部で現像されて媒体に転写された現像剤像を、前記媒体に定着する定着装置と
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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