JP5263656B2

JP5263656B2 - 付着力分布判断方法

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Publication number: JP5263656B2
Application number: JP2008095481A
Authority: JP
Inventors: 大地山口; 康之山下
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-04-01
Also published as: JP2009251050A

Description

本発明は、現像ローラ表面と粉体との間で生じる付着力の分布を判断する付着力分布判断方法に関するものである。

従来より、感光体上のトナーをクリーニング装置に設けられたクリーニングブレードやクリーニングブラシによってクリーニングする画像形成装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、感光体表面に接触摺擦するようにクリーニングブラシを配し、クリーニングブラシによって感光体上のトナーを掻き取るブラシクリーニング方式を採用している。

また、クリーニングブレードやクリーニングブラシなどのクリーニング部材によって感光体表面からトナーを良好に除去できるように、クリーニング部材と感光体表面との間の摩擦係数を小さくしたものが提案されている（特許文献２など）。

ところが、本願発明者らが実際に摩擦係数に対する回収ローラのクリーニング性の検証を行ってみると回収ローラ表面の摩擦係数が小さいにも関わらず、回収ローラ表面からトナーを良好に除去することができないという結果がしばしば生じた。このことから、摩擦係数によって回収ローラ表面からのトナーの除去性能を評価する方法は今ひとつ信頼性に乏しかった。

一方、従来より粉体と部材との付着力を測定する方法が提案されており、例えば特許文献３に記載の方法では、組成、粒径及び形状がトナーと近いＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）球１つと部材との付着力を原子間力顕微鏡を用いて測定している。

特開２００５−０３１３９６号公報特開２００７−１７１４７０号公報特開２００３−３３０２６４号公報

特許文献３に記載の方法などにより測定された１つの粉体と部材との付着力は１つの粉体と部材との接触状態を表す特性値である。よって、１つの粉体と部材との付着力を測定し、その測定した付着力を基にして部材から粉体を良好に除去可能か否かの判断を行うことが可能となる。しかしながら、このようにして測定した付着力を基にして部材から粉体を良好に除去可能か否かを判断するときには、次のような問題が生じる場合がある。

図２１及び図２２は異なる２つの部材に対して、部材表面と１つの粉体との間に生じる付着力を部材表面上の複数箇所で測定し、その測定した付着力の度数分布をグラフで表したものである。各図の横軸は個々の粉体と部材との付着力であり、縦軸は特定の付着力ごとの粉体の度数である。

図２１の部材Ａと部材Ｂとはともに、上記複数箇所で測定した付着力の平均値の近傍に度数が集中し、上記グラフが山形状になっている。すなわち大半のトナーの付着力は平均値に近く、平均値で付着力を代用した場合の相関が高いということが言える。ここで、部材Ａ及び部材Ｂそれぞれの平均値（部材Ａは一点鎖線で示される値ｘ、部材Ｂは一点鎖線で示される値ｙ）は異なっており値ｙの方が値ｘより大きく、平均的な付着力は部材Ｂの方が部材Ａよりも強いことがわかる。この場合、部材Ｂからのトナーの除去性は部材Ｂの方が部材Ａよりも悪くトナーが除去しにくいことは容易に予想がつく。例えば、図２１に示した付着力ｚを境にそれ以下が部材からのトナー除去が可能、それより大きい値が部材からのトナー除去が不可能とすると、部材Ａ上の全てのトナーは除去可能であり、部材Ｂ上の全てのトナーは除去不可能であると言える。

一方、図２２は、上記部材Ｂの代わりに部材Ｃを用いて部材Ａとの付着力を比較した図である。図２２に示すように、部材Ｃにおける付着力の度数分布を示すグラフが部材Ａよりもなだらかな山形状になっており、度数の平均値は部材Ａと同じｘを取る。部材Ｃの付着力の平均値は部材Ａと同じ程度であるが、部材表面の箇所によっては部材Ａよりも付着力が強かったり弱かったりするところがある。例えば、部材Ｃにおけるトナーの付着力の平均値が上記境界値ｚ以下であったとしても、境界値ｚを越える付着力で部材Ｃにトナーが強く付着する箇所がある。そのため、大半のトナーは部材Ｃから除去することができたとしても、部材Ｃから除去できないトナーが部材Ｃ上に一部存在することになる。

よって、部材Ｃのような付着の傾向を示す部材に対し付着力の平均値でトナーの付着特性を評価しトナー除去性が良好な部材であると判別したとしても、実際には除去できないトナーが存在するため、部材からトナーを良好に除去できないことになる。

そのため、予め付着力の強さが部材上のトナーが付着する何れの箇所においても同じようになるのか否かを、言い換えれば、部材上における上記付着力の分布を判断しておくことが重要となる。

また、このようなことは回収ローラに限るものではなくトナーなどの粉体が付着し得る現像ローラなどの画像形成装置内の各部材においても同様である。つまり、粉体が付着した部材から他の部材に粉体を移動させる箇所では上述したような同様の問題が生じ得る。

以下、現像装置に設けられる現像ローラに生じ得る不具合について述べる。
従来よりトナーからなる一成分現像剤を用いて潜像を可視化する現像装置として、感光体に対向して設けられた現像ローラを有し、この現像ローラに現像剤規制部材と現像剤供給ローラとを当接させて備えたものが知られている。このような現像装置において、現像装置内に収容されている現像剤言い換えればトナーは、現像ローラと現像剤供給ローラとの摺擦により適度に摩擦帯電されながら現像ローラに供給される。現像ローラ表面に担持されたトナーは、現像剤規制部材により規制されて均一な薄層とされるとともに所望の電荷が付与される。そして、感光体と現像ローラとの間の現像領域では、現像ローラ表面のトナーが現像電界によって感光体上の潜像に転移し、潜像がトナー像として可視化される。現像領域で現像に使用されず現像ローラ表面に残留するトナーは、現像剤供給ローラとの当接部で現像ローラから掻き取られる。同時に現像ローラ表面には現像剤供給ローラの回転により新たなトナーが供給される。一方、現像剤供給ローラによって掻き取られたトナーは、現像剤供給ローラの回転により現像装置内のトナーと混合される。

ここで、現像に使用されなかった現像ローラ表面のトナーが現像ローラ表面から掻き取られずに現像ローラ表面に残留したままの状態では、その残留したトナーに大きなストレスが繰り返しかかりトナーの帯電特性が低下するなどのトナーの劣化が促進される。また、トナーの劣化により現像ローラ表面に所謂トナーフィルミングが発生し易くなって、現像ローラ表面の帯電性能を維持することができなくなる。そのため、形成した画像の画質に大きな悪影響を及ぼしてしまう。

よって、予め現像ローラ表面におけるトナーの付着力分布を判断しておき、現像ローラ表面に残留したトナーを現像ローラ表面の何れの箇所からも現像剤供給ローラによって良好に掻き取れるような構成にすることが重要となる。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像ローラと粉体との間で生じる付着力の分布を判断する付着力分布判断方法を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体上の潜像を現像剤によって現像する現像手段に設けられ無端移動可能な表面に現像剤を担持し潜像担持体に対向する現像領域へ搬送する現像ローラと粉体１個体との間で生じる付着力を現像ローラ表面の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の度数分布の分布状態から該現像ローラ表面における該付着力の分布を判断することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の付着力分布判断方法において、上記分布状態は、上記測定した付着力の分散または標準偏差で表されるものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の付着力分布判断方法において、上記分布状態は、所定の付着力における上記測定した付着力の累積度数または累積相対度数で表されるものであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２の付着力分布判断方法において、上記現像ローラ表面における該付着力の分布の判断に上記測定した付着力の平均値も用いることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の付着力分布判断方法において、上記平均値をＸ、上記標準偏差または上記分散の平方根をＹ、及び、上記粉体とシリコン基板との付着力をＺとしたとき、Ｘ＋Ｙ＜５Ｚを満たすか判断することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の付着力分布判断方法において、上記シリコン基板の表面粗さが１［ｎｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の付着力分布判断方法において、上記付着力は、原子間力顕微鏡において深針先に取り付けた上記粉体１個体と上記現像ローラ表面との付着力を測定したものであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の付着力分布判断方法において、上記粉体はトナーであることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の付着力分布判断方法において、上記トナーの粒径が、１［μｍ］以上２０［μｍ］以下であることを特徴とするものである。

本発明においては、現像ローラ表面の複数箇所で粉体１個体が現像ローラ表面に接触する箇所における付着力の測定を行い、その複数箇所で測定した付着力の度数分布の分布状態から上記現像ローラ表面における上記付着力の分布を判断する。例えば、上記度数分布のばらつき度合いが小さければ、上記現像ローラ表面における上記付着力は現像ローラ表面の何れの箇所においても同じような強さで分布していると判断する。逆に、上記度数分布のばらつき度合いが大きければ、現像ローラ表面における上記付着力は現像ローラ表面の箇所ごとに強さが大きく異なって分布していると判断する。
このように上記現像ローラ表面における上記付着力の分布を判断することができるので、例えば次のような予測が可能となる。上記付着力が現像ローラ表面の何れの箇所においても同じような強さで分布していると判断した場合、上記強さが現像ローラ表面から粉体を除去可能な強さであれば、現像ローラ表面の何れの箇所からも粉体が除去可能であると予測することが可能となる。また、上記付着力が現像ローラ表面の箇所ごとに強さが大きく異なって分布していると判断した場合、上記現像ローラ表面に上記付着力が強すぎて現像ローラ表面から粉体を除去することができない箇所が存在する恐れがあると予測することが可能となる。

以上、本発明によれば、現像ローラと粉体との間で生じる付着力の分布を判断できるという優れた効果がある。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図２は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図のプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）用の４つの作像プロセス部１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。Ｙトナー像を生成するためのＹ用の作像プロセス部１Ｙを例にすると、これは図３に示すような構成になっている。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる感光体２Ｙの周囲に、クリーニング装置１００Ｙ、除電手段３Ｙ、帯電ローラ４Ｙ、光書込装置５Ｙ、現像装置６Ｙなどを有している。

感光体２Ｙに接触あるいは所定の間隙を介して対向するように配設された帯電ローラ４Ｙには、不図示の帯電バイアス電源から帯電バイアスが印加される。そして、帯電ローラ４Ｙは、図中反時計回り方向に回転しながら感光体２Ｙとの間に放電を生じせしめることで、感光体２Ｙの表面を一様帯電せしめる。帯電ローラ４Ｙの代わりに、帯電ブラシを当接させてもよい。また、感光体２Ｙを一様帯電せしめる帯電手段として、スコロトロンチャージャーのように、チャージャー方式によって感光体２Ｙを一様帯電せしめるものを用いてもよい。

帯電ローラ４Ｙとしては、硬質の導電性材料でローラ部が形成されたものを、微小ギャップを介して感光体２Ｙに対向させたものであって、次に説明する構成を有するものであることが望ましい。即ち、その軸線方向の寸法がプリンタの出力可能な最大画像幅（Ａ４横通紙の機械ならば約２９０［ｍｍ］）よりも少し長く設定され、軸線方向の両端部に、それぞれ中央部よりも大きな径で且つ絶縁性のスペーサとしてのギャップコロ部を有するものである。かかる構成では、両端のギャップコロ部を感光体２Ｙの軸線方向の両端部に存在する非画像形成領域に当接させることで、自らの中央部と感光体２Ｙとの間に５〜１００［μｍ］程度（より望ましくは２０〜６５［μｍ］）の微小ギャップを容易に形成することができる。なお、本実施形態では、５５［μｍ］となるように設定した。

帯電ローラ４Ｙによって一様帯電せしめられた感光体２Ｙの表面は、光書込装置５Ｙから発せられる走査光によって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。この光書込装置５Ｙは、外部のパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて変調したレーザー光あるいはＬＥＤ光を照射するものである。

現像手段たる現像装置６Ｙは感光体２Ｙに対向する現像領域で、周知の技術により、感光体２Ｙ表面に担持された静電潜像にＹトナーを付着させることで、静電潜像を現像してＹトナー像を得る。このＹトナー像は、後述する中間転写ベルトに一次転写される。

クリーニング装置１００Ｙは、一次転写工程を経た後の感光体２Ｙ表面に付着している転写残トナーを除去する。なお、本実施形態のクリーニング装置では、クリーニングブレードよりも感光体回転方向下流側の感光体表面に接触摺擦するようにクリーニングブラシを配し、さらにクリーニングブラシに接触してトナー回収ローラを配し、トナー回収ローラからゴムブレードによってトナーを除去する構成を適用している。クリーニング装置１００Ｙによって、クリーニング処理が施された感光体２Ｙ表面は、図示しない除電ランプ等の除電手段３Ｙによって除電されて、次の画像形成に備えられる。

先に示した図２において、他色用の作像プロセス部１Ｃ，Ｍ，Ｋにおいても、同様にして感光体２Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＣ，Ｍ，Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト２１上に中間転写される。

作像プロセス部１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中下方には、像担持体たる中間転写ベルト２１を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる転写ユニット２０が配設されている。転写手段たる転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１の他、駆動ローラ２２、従動ローラ２３、４つの一次転写ローラ２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、二次転写ローラ２５、図示しないベルトクリーニング装置などを備えている。

中間転写ベルト２１は、そのループ内側に配設された駆動ローラ２２と従動ローラ２３とによって張架されながら、駆動ローラ２２の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。

４つの一次転写ローラ２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト２１を感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト２１の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。転写体たる中間転写ベルト２１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト２１上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

中間転写ベルト２１のループ外側には、図示しない電源から出力される二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ２５が配設されており、これはベルトループ内側の駆動ローラ２２との間に中間転写ベルト２１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。

転写ユニット２０の下方には、図示しない給紙カセットが配設されている。この給紙カセット内には、転写体たる記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Ｐを所定のタイミングで図示しない給紙路に送り出す。この給紙路の末端には、レジストローラ対３１が配設されている。レジストローラ対３１は、記録紙Ｐを互いに当接しながら回転するローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを中間転写ベルト２１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに向けて送り出す。

中間転写ベルト２１上に形成された４色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ２５と接地された駆動ローラ２２との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括二次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。

二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト２１には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、従動ローラ２３との間に中間転写ベルト２１を挟み込んでいる図示しないベルトクリーニング装置によって除去される。

二次転写ニップの上方には、図示しない定着装置が配設されている。この定着装置は、電子写真方式の画像形成装置で周知になっているように、加圧や加熱によってトナー像を記録紙に定着せしめるものである。

なお、感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーは、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップにおいて、自らと逆極性の一次転写バイアスが印加されることで、逆極性の電荷注入を受けてしまう場合がある。このため、感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上の転写残トナーの中には、正規極性トナー粒子と逆帯電トナー粒子とが混在している。

以上の基本的な構成を備える本プリンタにおいては、４つの作像プロセス部１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが、潜像担持体たる感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの無端移動する表面にトナー像を形成するトナー像形成手段として機能している。また、４つの作像プロセス部部１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと転写ユニット２０との組合せが、像担持体たる中間転写ベルト２１の無端移動する表面にトナー像を形成するトナー像形成手段ととして機能している。

次に、クリーニング装置に設けられたトナー回収ローラ上のトナーをゴムブレードで除去するときのトナーの付着度合の影響について記す。

従来より、トナー回収ローラなどの部材へのトナーの付着特性を付着力の平均値である摩擦力や摩擦係数のみ評価する評価方法が散見された。ここで、摩擦力はトナーを部材上からずらすのに必要な力であり、例えば、回転駆動する部材上に多量に存在するトナーをブレードで同時に殺ぎ落とす際に生じる部材の駆動トルクの変化等を測定し、それから換算した平均的な負荷を摩擦力とみなす方法が従来技術として知られている。

ところが、本願出願人が実際に摩擦係数に対する除去現象の検証を行ってみると図４に示すように摩擦係数が小さいにも関わらず、トナー回収ローラからトナー除去が良好に行われない場合があった。

ここで図４は、ローラ表面に部材１乃至部材４を用いたトナー回収ローラの摩擦係数とクリーニング性能との関係を示したものである。なお、部材１はＰＶＤＦチューブ＋ＵＶコート、部材２はセラミックハードタイプＣ１、部材３はステンレス鋼、及び、部材４はＰＶＤＦチューブである。

図中横軸のトナー回収ローラの摩擦係数は、一般に知られているオイラーベルト法によって測定したものであり、トナー回収ローラまわりに紙を巻きつけ、一端に錘を付けて一定速度で紙を巻き上げ、紙が始動し始める荷重を読み取り、換算式によって算出したものである。また、図中縦軸はクリーニングブレードによってクリーニングが行われた後のトナー回収ローラ上にどれだけトナーが残留したのかを表した残ＩＤであり、この残ＩＤが大きいほどトナー回収ローラにトナーが多く残留することを示す。

図４から、部材１と部材２とにおいて、部材１よりも摩擦係数が大きい部材２のほうが残ＩＤが大きいことがわかる。そのため、従来より摩擦係数の大きさによってクリーニング性能の評価が行なわれていた。ところが、部材３及び部材４に着目してみると、これら両方の摩擦係数は部材１の摩擦係数と同じような値であるが、部材３及び部材４の残ＩＤは、部材２の残ＩＤよりも大きいことがわかる。すなわち、部材３及び部材４は摩擦力が部材２より小さいにも関わらずトナー回収ローラからトナー除去が良好に行われていない。つまり、摩擦係数とクリーニング性との間には相関性が認められないことがわかる。

これについて考察してみると、一般に摩擦係数を測定するときには、上述したオイラーベルト法などのように、１個のトナーが接触する部材の箇所の面積よりも遥かに広い面積の部材の箇所の平均化された表面状態における摩擦係数が測定される。ところが、上記接触する箇所、例えば数μｍ^２の範囲における表面状態と上記広い面積の部材の箇所、例えば数ｍｍ^２の範囲における表面状態とは必ずしも同じではない。例えば、上記広い面積の部材の箇所全体では表面状態が凸凹した状態であったとしても、上記接触する箇所全体では表面がうねった状態となる。そのため、その測定した摩擦係数は厳密に言うと１個のトナーにとって上記接触する箇所における摩擦係数とは異なったものとなる。よって、上記広い面積の部材の箇所における摩擦係数が小さくても、実際にトナーが接触している上記接触する箇所における摩擦係数ではないので、その結果、適切なクリーニング条件を設定できず部材からのトナー除去不良が生じる場合があると考えられる。したがって、摩擦係数によってトナー回収ローラのクリーニング性を的確に判断するのは困難であると考えられる。そのため、付着現象を説明する手法として今ひとつ信頼の置くことが出来なかった。

また、上述した表面状態において、上述した理由から特開平９−１５９７９号公報などのように単に部材表面の表面粗さを規定しただけでは、部材からのトナー除去不良を改善するのが困難な場合が生じ得ると考えられる。

そこで、本願発明者らは、トナー回収ローラに対する１個のトナーの付着特性を評価することが、トナー回収ローラのクリーニング性を的確に判断するのに重要であると考えた。そのため、トナー回収ローラに対する１個のトナーの付着力を測定し、その測定した付着力からトナー回収ローラのクリーニング性を的確に判断できるか否かの検証を行った。

ここで、トナー回収ローラ表面内の付着力の特性値分布の取得を、トナー１個体との付着力測定により行うことが重要であることについて説明する。従来より知られているトナーなどの粉体の付着力測定方法の多くは、集団としての粉体と部材との付着力を測定しているが、集団としての粉体は粒子径や形状などの分布を持つので、部材表面の特性値の分布を繰り返し精度を維持して評価することができない。例えば、「Ｍ．Ｔａｋｅｕｃｈｉ，Ａ．Ｏｎｏｓｅ，Ｍ．Ａｎｚａｉ，Ｒ．ＫｏｊｉｍａａｎｄＫ．Ｋａｗａｉ：Ｐｒｏｃ．ＩＳ＆Ｔ７ｔｈＩｎｔ．ＣｏｎｇｒｅｓｓＡｄｖ．Ｎｏｎ−ＩｍｐａｃｔＰｒｉｎｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２１９９１，ｖｏｌ．１，ｐｐ．２００−２０８」で用いられている遠心力を用いて付着力を測定する方法は、粉体を付着させた試料基板を用意して、その試料基板から粉体が離れる遠心力を評価している。ところが、この方法では上述した理由から部材表面の特性値の分布を評価することはできない。そのため、本実施形態では常に同じ粒子（トナー１個体）で付着力を測定することで、部材表面上の付着力の面内分布を繰り返し精度を維持して評価を行う。

図１は、図４で示した部材１乃至部材４において、トナー回収ローラに対するトナー１個体の付着力をトナー回収ローラ表面の複数箇所、詳しくは図５に示すような２［μｍ］角のエリア内で７×７＝４９の点数の位置、で測定したものである。

なお、この付着力測定には、例えば、原子間力顕微鏡を用いておこなえる。以下に、原子間力顕微鏡とそれを用いた付着力測定方法の概要を述べる。ただし、トナー等の粉体１個体とトナー回収ローラなどの部材との付着力測定方法は、部材上の複数の位置で付着力測定が可能であればよく、原子間力顕微鏡を用いた方法には限らない。特開２００１−１８３２８９号公報に記載されている方法を応用しても可能である。

原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の動作原理については多くの公知の文献（例えばＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５６号１７５８頁（１９９０年））がある。窒化ケイ素や２酸化ケイ素などの物質表面を有する針（プローブチップ、以下、チップともいう。）を先端に有するカンチレバーを用いて、チップを測定試料表面に近付けて、試料表面間とプローブチップの間にはたらく力（表面間力）を、フォトダイオードの反射を用いてカンチレバーの反りあるいは撓みとして測定し、シグナルとしてフィードバック制御に結び付け、チップと試料表面との間の距離をピエゾ素子によって制御するというのが代表的な非接触型ＡＦＭの動作原理である。

原子間力顕微鏡を用いて付着力を測定する際は、カンチレバーを装飾しなければならない。具体的には、エポキシ樹脂等の接着剤で、カンチレバー先端に対象の粉体を取り付ける。取り付ける作業は、特開２００２−６２２５３号公報に記載されているような専用機器を用いるか、もしくは、ＡＦＭによっても、取り付けることができる。

また、原子間力顕微鏡で付着力を測定する方法は、主に二通りの方法がある。
一つは、フォースカーブ法、もしくは、フォースディスタンスカーブ法という方法である。具体的な測定行為としては、カンチレバー先端と試料表面の離間、接触、離間を連続しておこなう。カンチレバー先端と試料表面の離間の瞬間のカンチレバーのたわみ量から、カンチレバーと試料表面の付着力を測定する方法である（例えば、特開２００２―６２２５３号公報）。

もう一つは、パルスフォースモード法という方法で、フォースカーブ法を応用したものである（例えばＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１８号２６３２頁（１９９７年））。概念としては、フォースカーブ法がある一点でおこなう測定であるのに対して、パルスフォースモード法は、二次元領域内でフォースカーブ法を連続的におこなう測定である。具体的には、試料表面上を０．１［Ｈｚ］から１０［Ｈｚ］程度でスキャンしながら、垂直方向に試料台を１００［Ｈｚ］から１０００［Ｈｚ］程度で振動させることで、カンチレバー先端と試料表面の接触、離間を連続的におこなう。

試料の測定領域条件は５００［ｎｍ］から１００００［ｎｍ］の領域設定で評価をおこなうのが好適である。付着力分布評価時に、領域が小さすぎる場合、付着力の局所的な偏りの影響が大きくなり、付着力分布から判別を行うのに適した標準偏差が得られないため適正な判別が行えない。評価対象にも依存するが、具体的には５００［ｎｍ］以上の領域に設定するのが良い。

また、付着力測定装置として、原子間力顕微鏡を用いる場合、あまりに大きな領域設定は、設定できない。機種にもよるが、例えば、パルスフォースモード法での最大の設定領域は、数千［ｎｍ］から１００００［ｎｍ］である。また、原子間力顕微鏡は、試料台の移動速度（もしくは、カンチレバーの移動速度）が最大で高々、数千［ｎｍ／ｓ］である。故に、あまりに大きな領域設定になると、測定時間が長くなり過ぎるため、あまり好ましくない。

付着力分布を構成する、データ数は７×７＝４９点以上とするのが好ましい。データ数が少なすぎるとデータに偏りが生じやすくなってしまう可能性が高くなる。付着力測定装置として、原子間力顕微鏡を用いる場合、あまりに大きなデータ数とするのは測定が困難であるので２５６×２５６＝６５５３６点以下とするのが好ましい。

また、このようにして測定した付着力の平均と分散とを各部材ごとに表１に示した。

表１と図４とから部材２よりも付着力の平均が小さい部材１は残ＩＤも部材２より小さいことがわかる。ところが、部材２よりも付着力の平均が小さい部材３及び部材４の残ＩＤは部材２よりも大きいことがわかる。つまり、摩擦係数とクリーニング性との関係と同じように、付着力の平均と残ＩＤとの間、すなわち付着力の平均とクリーニング性との間には相関関係が認められない。

そこで、本件発明者らは付着力のバラツキ（度数分布の分布状態）に着目して検討を行った。つまり、トナー回収ローラ上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになるのか否かに着目した。なお、ここでは付着力のバラツキ（度数分布の分布状態）として表１に示すように分散を用いて行ったが、標準偏差を用いても行っても良い。

表１と図４とから、残ＩＤが小さい部材１及び部材２においては分散も小さく、残ＩＤが大きい部材３及び部材４においては分散が大きいことがわかる。つまり、上記複数箇所で測定した付着力の値が付着力の平均近傍に集まっているものではトナー回収ローラ上における何れの箇所においても同じような強さの付着力となる。そのため、トナー回収ローラ用クリーニングブレードによるクリーニングがトナー回収ローラ上の何れの箇所でも安定に行なわれるのでクリーニング性が良好となり、その結果、残ＩＤが小さくなったと考えられる。また、付着力の平均から大きく離れているものでは、トナー回収ローラ上の箇所によって付着力が大きく異なる。そのため、トナー回収ローラ用クリーニングブレードによるクリーニングがトナー回収ローラ上の一部の箇所で安定して行われなくなりクリーニング性が低下して、その結果、残ＩＤが大きくなったと考えられる。このことから、上記複数箇所で測定した付着力の分散（標準偏差）、すなわち付着力のバラツキ度合い（度数分布の分布状態）からトナー回収ローラのクリーニング性を的確に判断することが可能である。

なお、本発明を適用できる部材は、ほぼ一様な表面状態を備えていればトナー回収ローラに限らず、どのような部材においても構わないが、図２に示す潜像担持体、帯電手段、現像手段と転写手段のいずれかを少なくとも備える画像形成装置に搭載される部材、例えば、後述するように現像手段が有する現像ローラなどに適用できる。特に機構上トナーとの接触が行われる潜像担持体、現像部、中間転写体、クリーニング部やトナーの付着が望まれない帯電部に本発明を用いることによりトナーが付着しにくい部材の開発を効率的に行うことができるようになる。以下に、本実施形態に係る画像形成装置に用いた各部材について詳細を記載する。

＜電子写真感光体＞
本発明に用いられる画像形成装置に搭載される部材のひとつとして潜像担持体の説明を行う。
本発明に用いられる潜像担持体には電子写真感光体を用いることができる。電子写真感光体はトナー画像を記録紙または中間転写体に転写するため、トナーに対して大きな付着力を持つことは好ましくない。ゆえに本発明を好適に用いることができる。

電子写真感光体としては、導電性支持体上に少なくとも中間層、感光層を有していれば、上記以外のその他の層が形成されていてもよい。例えば、図６に示す感光層が電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送層（ＣＴＬ）より構成される機能分離型タイプの電子写真感光体について説明する。

導電性支持体としては、体積抵抗１０^１０［Ω・ｃｍ］以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。また、エンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。

この他、上記導電性支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものも、本発明の導電性支持体として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ＩＴＯなどの金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂があげられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。

さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン（登録商標）などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体として良好に用いることができる。

次に中間層について説明する。
中間層は接着性を向上する、モアレなどを防止する、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。

中間層は、一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂は、その上に感光層を、溶剤を用いて塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、アルキド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが挙げられる。特に、アルキド−メラミン樹脂が中間層として求められる機能の多くを満たすことができ好ましい。また、無機顔料として酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物、あるいは金属硫化物、金属窒化物などの微粉末を加えてもよい。特に酸化チタンは可視光および近赤外光にほとんど吸収がなく白色であり、電子写真感光体の高感度化に好ましい。これらの中間層は、適当な溶媒を用いて、慣用される塗工法によって形成することができるが、電子写真感光体の帯電性能向上のために中間層の塗工液中に少なくともエチレングリコールモノイソプロピルエーテルが好ましくは０．１［ｗｔ％］以上３［ｗｔ％］以下含有されていることが望まれる。

更に、かかる中間層としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えばゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層も有用である。

この他に、Ａｌ_２Ｏ_３を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物や、ＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２、ＩＴＯ、ＣｅＯ_２等の無機物を真空薄膜作製法にて設けてもよい。

中間層の膜厚は約０．１［μｍ］から１０［μｍ］好ましくは１［μｍ］から５［μｍ］とするのが適当である。

次に電荷発生層について説明する。
電荷発生層は電荷発生材料としては公知のものが用いることができ、例えば、チタニルフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニンなどの金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、フルオレノン骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系又は多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。本発明で用いられるフタロシアニン顔料としては、無金属フタロシアニンまたは金属フタロシアニンが挙げられ、モーザーおよびトーマスの「フタロシアニン化合物」（ラインホールド社、１９６３）等に記載されている合成法、及び他の適当な方法によって得られるものを使用する。

金属フタロシアニンの一例としては、銅、銀、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、インジウム、ナトリウム、リチウム、チタン、錫、鉛、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルトなどを中心金属にもつものが挙げられる。また、フタロシアニンの中心核には前記金属原子の代わりに、三価以上の原子価を有するハロゲン化金属が存在していても良い。なお、フタロシアニンは各種結晶形が知られているが、α型、β型、Ｙ型、ε型、τ型、Ｘ型などの結晶形、及び非晶形など公知のものが使用できる。

中でも、中心金属にチタンを有するチタニルフタロシアニン（以下ＴｉＯＰｃ）が特に感度が高く優れた特性を示しており、より望ましい。

次に電荷輸送層について説明する。
前述のように、電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。

電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電荷輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４−オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。

正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は単独、または２種以上混合して用いられる。

結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。

電荷輸送物質の量は結着樹脂１００重量部に対し、２０から３００重量部、好ましくは４０から１５０重量部が適当である。また、上述のように耐久性の点で電荷輸送層の膜厚は３０［μｍ］以上が必要である。また電荷輸送層の膜厚を極端に厚くした場合、解像度が低下する不具合があるため、３０［μｍ］から５０［μｍ］とすることが好ましい。ここで用いられる溶剤としては、環境への負荷低減等の意図から、非ハロゲン系溶媒の使用が望ましく、具体的には、テトラヒドロフランやジオキソラン、ジオキサン等の環状エーテルやトルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、及びそれらの誘導体が良好に用いられる。

本発明の感光体においては、感光層保護、及び低表面摩擦係数維持の目的で、保護層を最表層に設けてもよい。保護層に使用される結着樹脂としてはＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリール樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリアリレート、ＡＳ樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。

また、感光体の保護層には、耐摩耗性を向上する目的でフィラ−材料を添加してもよい。フィラーとしては有機性フィラーと無機性フィラーがあるが、フィラーの硬度の点から無機性フィラーを用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。このような無機性フィラ−材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをド−プした酸化錫、錫をド−プした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。

これらのフィラーは少なくとも１種の表面処理剤で表面処理させることが可能であり、そうすることがフィラーの分散性の面から好ましい。フィラーの分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、さらには耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。表面処理剤としては、従来用いられている表面処理剤すべてを使用することができるが、フィラーの絶縁性を維持できる表面処理剤が好ましい。例えば、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤、高級脂肪酸等、あるいはこれらとシランカップリング剤との混合処理や、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、シリコーン、ステアリン酸アルミニウム等、あるいはそれらの混合処理がフィラーの分散性及び画像ボケの点からより好ましい。シランカップリング剤による処理は、画像ボケの影響が強くなるが、上記の表面処理剤とシランカップリング剤との混合処理を施すことによりその影響を抑制できる場合がある。表面処理量については、用いるフィラーの平均一次粒径によって異なるが、３［ｗｔ％］から３０［ｗｔ％］が適しており、５［ｗｔ％］から２０［ｗｔ％］がより好ましい。表面処理量がこれよりも少ないとフィラーの分散効果が得られず、また多すぎると残留電位の著しい上昇を引き起こす。

用いられる溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなど、電荷輸送層２３で使用されるすべての溶剤を使用することができる。

また、保護層に電荷輸送層で挙げた電荷輸送物質を添加することは残留電位の低減及び画質向上に対して有効かつ有用である。

保護層の形成法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の従来方法を用いることができるが、特に塗膜の均一性の面からスプレーコートがより好ましい。

保護層の厚さは自由に設定可能であるが、保護層膜厚が著しく増加すると、画質が若干劣化する傾向が認められるため、必要最小限度の膜厚に設定することが好ましい。０．１〜１０［μｍ］程度が適当である。

＜トナーの説明＞
トナーとしては、粒子に添加剤が含有せしめられたものを用いている。この添加剤としては、従来から公知のものを使用することができる。具体的には、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物等である。特に、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌの酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナなどが好適である。添加剤の添加量は、母体粒子１００重量部に対して０．５から１．８重量部であることが好ましく、特に好ましくは、０．７から１．５重量部である。

また、トナーとしては、処理剤を用いた表面処理を施したものを用いることが望ましい。かかる表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化合物などが好ましい。例えば、メチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシシラン類である。また、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等でもよい。表面処理方法としては、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を漬積し乾燥させる方法、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し乾燥させる方法等が挙げられる。

また、トナーとしては、体積平均粒径の範囲が３［μｍ］から７［μｍ］であるものを用いることが望ましい。

＜トナーの形状について＞
数１はトナーの形状係数ＳＦ１の計算式を示している。形状係数ＳＦ１とは、図７に示すように、球状物質の形状における丸さの割合を示す数値であり、球状物質を二次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた値で表される。
つまり数１によって定義されるものである。

本発明においては形状係数ＳＦ１が１００から１５０となる球形トナーであることが好ましい。

＜キャリアの説明＞
磁性キャリアＣとしては、粒子径２０［μｍ］から２００［μｍ］程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど、従来から公知のものを使用することができる。本プリンタでは、金属又は樹脂からなるコア中にフェライト等の磁性材料を含有し、且つ表層にシリコーン樹脂等による被覆が施された平均粒径５５［μｍ］のものを用いている。表層の被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。また、ポリビニル樹脂、ポリビニリデン系樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂等でもよい。また、スチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂やポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂などでもよい。また、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体などでもよい。また、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂などでもよい。なお、必要に応じて導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。かかる導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛などを用いることができる。これらの導電粉としては、平均粒子径１［μｍ］以下のものが好ましい。平均粒子径が１［μｍ］よりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になるからである。

＜トナー回収ローラ＞
クリーニング部に用いるクリーニング方式のひとつに、潜像担持体（主に感光体）の表面膜削れを軽減しこれら小粒径トナー／球形トナークリーニング時にも確実なクリーニング性を備えたブラシクリーニング方式がある。これには、感光体表面に接触摺擦するようにクリーニングブラシを配し、さらにクリーニングブラシに接触して回収ローラを配し、回収ローラからゴムブレードなどの手段でトナーを除去する構成がある。回収ローラ、あるいは回収ローラとブラシ両方に電圧を印加し、静電気力でクリーニングするため、球形トナー使用時に有利である。

トナーが付着しにくい回収ローラはトナー除去時に有利であるため回収ローラは本発明を好適に適用できる部材である。

ローラの材質は体積抵抗１０^１０［Ω・ｃｍ］以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属や、導電性の軸の表面に抵抗層を有する構造とされる。抵抗層の材質としてはポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。

＜帯電部＞
帯電部材の一種としてローラ方式を用いた帯電ローラがある。帯電ローラにより潜像担持体を一様に帯電させるがこのとき帯電ローラに汚れが付着していると潜像担持体の帯電にムラが生じ画像形成装置より出力される画像の乱れの原因となる。帯電ローラのに付着する汚れはトナーであることが大多数であるため帯電ローラはトナーが付着しにくいことが好ましい。ゆえに本発明を好適に用いることができる。

帯電部材は、芯金のステンレス上に、イオン導電性のゴム層を形成している。ゴム層の抵抗は、抵抗値で１０^４［Ω］から１０^８［Ω］程度である。ローラのゴム硬度はＪＩＳ−Ａで４０［°］以上が良く、望ましくは７０［°］以上が良い。また、ゴム以外の導電性を持つものでもよく、エラストマー、樹脂等があげられる。これらも、ゴム硬度に相当する程度の硬さであることが望ましい。樹脂を用いた場合、材料に弾性を持たないため、空隙を正確に維持しやすい、つまり、軸方向で感光体との間に空隙の違い等が生じにくいメリットがある。表層には、抵抗値が１０^１０［Ω］程度の抵抗値を持つ表面層を形成している。これは、感光体にピンホール等抵抗値の低い部分が存在した場合に、集中して電流が流れる現象を防止するためで、この表面層を設けたことでピンホールへの電流の集中を防いでいる。表層の抵抗値は、１０^１０［Ω］以上であれば良い。

＜現像部＞
感光体に形成された静電潜像を現像する現像部には一般的に感光体にトナーを供給する部材として現像ローラを有する。現像ローラはトナーを潜像担持体へ受け渡す機能を有するため、トナーに対して大きな付着力を持つことは好ましくない。ゆえに本発明を好適に用いることができる。

＜一成分現像の場合の現像ローラ＞
現像ローラは、一成分トナーを摩擦により帯電させるために外周部がゴム等の摩擦係数の低い弾性材により形成されたローラ部と、このローラ部の中心を貫通する金属製の軸部とからなる。

弾性材に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー等の弾性部材が挙げられ、具体的には、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック１、２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。

＜二成分現像の場合の現像ローラ＞
一成分と同様に外周部がゴム等の摩擦係数の低い弾性材により形成されたローラ部と、このローラ部の中心を貫通する金属製の軸部とからなるローラ、また表面が金属からなるローラ、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属も用いられる。上記現像ローラの表面には、経時品質を安定化させるために適宜コ−ト材料を被覆されることがある。表層コート材料は、帯電がトナー１０と逆極性でも良いし、トナーを所望の極性に摩擦帯電する機能を持たせない場合は同極性でも良い。前者の表層コート材料としては、シリコン、アクリル、ポリウレタン等の樹脂、ゴムを含有する材料を挙げることができる。また後者の表層コート材料としては、フッ素を含有する材料を挙げることができる。フッ素を含んだいわゆるテフロン（登録商標）系材料は表面エネルギーが低く、離型性が優れるため、経時におけるトナーフィルミングが極めて発生しにくい。また、上記表層コート材料に用いることができる一般的な樹脂材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）等を挙げることができる。これに導電性を得るために適宜カ−ボンブラック等の導電性材料を含有させることが多い。更に均一に現像ローラ４０２にコートできるように、他の樹脂を混ぜ合わせることもある。

＜中間転写体＞
中間転写体はトナー画像を記録紙に転写するため、トナーに対して大きな付着力を持つことは好ましくない。ゆえに本発明を好適に用いることができる。

図８は、本発明を適用できる画像形成装置に用いる中間転写体の一例の縦断面図である。画像形成装置に用いる中間転写体は、少なくとも基層、弾性層、表面のコート層から構成される。中間転写体は、硬度の低い弾性層を設け、転写ニップ部でトナー層や平滑性の悪い用紙に対して変形できるようにしている。中間転写体表面が局部的な凸凹に追従して変形できるために、過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ、文字の転写中抜けがなく、また、平滑性の悪い用紙等に対してもソリッド部等における転写ムラのない、均一性に優れた転写画像を得ることができるものである。弾性層に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー等の弾性部材が挙げられ、具体的には、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック１、２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。

弾性層の厚さは、硬度及び層構成にもよるが、０．０７［ｍｍ］から０．３［ｍｍ］の範囲が好ましい。０．３［ｍｍ］以上と厚いと、クリーニングブレードの押圧力により撓んだり、また、クリーニングブレードが中間転写体の中に押し込まれ、中間転写体の滑らかな移動を妨げる。又、０．０７［ｍｍ］以下と薄いと、二次転写ニップ部で中間転写体１０上のトナーに対する圧力が高くなり、転写中抜けが発生しやすくなり、さらに、トナーの転写率が低下する。

また、弾性層の硬度は、１０≦ＨＳ≦６５（ＪＩＳ−Ａ）であることが好ましい。中間転写体の層厚によって最適な硬度は異なるものの、硬度が１０［°］ＪＩＳ−Ａより低いと転写中抜けが生じやすい。これに対して硬度が６５［°」ＪＩＳ−Ａより高いものは、ローラヘの張架が困難となり、また、長期の張架によって延伸するために耐久性が無く早期の交換が必要になる。

また、中間転写体の基層は、伸びの少ない樹脂で構成している。具体的に、基層に用いられる材料としては、ポリカーボネート、フツ素樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ等）、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ピニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。

また、基層に伸びの大きなゴム材料に帆布などの伸びを防止する材料で構成された芯体層をつくりその上に弾性層１２を形成する方法等を用いることができる。このときの、芯体層に用いられる伸びを防止する材料としては、例えば、綿、絹、などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フエノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、鉄繊維、銅繊維等の金属繊維からなる群より選ばれる１種あるいは２種以上を用い、糸状あるいは織布状のものを使用することができる。もちろん、上記材料に限定されるものではない。上記の糸は１本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また、例えば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。一方織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり、導電処理を施すことも可能である。

さらに、中間転写体表面のコート層は、弾性層の表面を例えばフッ素樹脂等をコーティングするためのものであり、平滑性のよい層からなるものである。コート層に用いられる材料としては、特に制限はないが、一般的に、中間転写体表面へのトナーの付着カを小さくして二次転写性を高める材料が用いられる。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の１種類あるいは２種類以上、又は、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素材脂、フッ素化合物、フッ化炭素、酸化チタン、シリコンカーバイド等の粒子を１種類あるいは２種類以上、又は必要に応じて粒径を変えたものを分散させて使用することができる。また、フッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素層を形成させ、表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。

また、必要に応じて、基層１１、弾性層１２又はコート層１３は、抵抗を調整する目的で、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物（ＡＴＯ）、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物等を用いることができる。ここで、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。ただし、上記材料に限定されるものではない。

［変形例］
次に、実施形態に係るプリンタにおける一部構成を他の構成に変更した変形例のプリンタについて説明する。
図９は、変形例に係るプリンタを示す概略構成図であり、所謂リボルバタイプのフルカラープリンタである。同図において、このプリンタは、潜像担持体たる感光体を１つだけ備えている。この感光体２の回りには、クリーニング装置１００、除電手段３、帯電ローラ４、光書込装置５、４つの現像装置６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。

４つの現像装置６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋはぞれぞれ、図示しない移動機構によって個別に往復移動せしめられる。具体的には、自らの現像スリーブを感光体２に接触又は近接させる現像位置と、これよりも感光体２から遠ざかる待避位置との間を往復移動せしめられる。そして、現像位置にあるものだけが、感光体２上の静電潜像を現像する。

除電手段３、帯電ローラ４、光書込装置５の構成は、上述した実施形態に係る作像プロセス部１Ｙのものと同様である。

感光体２表面には、まず、Ｙ用の静電潜像が形成され、これはＹ用の現像装置６ＹによってＹトナー像に現像される。そして、中間転写ベルト２１に一次転写される。以降、中間転写ベルト２１が３周分無端移動する間に、感光体２表面にＣ，Ｍ，Ｋトナー像が順次形成され、中間転写ベルト２１上のＹトナー像に順次重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト２１上に４色トナー像が形成される。

中間転写ベルト２１の下方に配設された二次転写ローラ２５は、図示しない接離機構によってベルトに対して接離するようになっている。そして、中間転写ベルト２１上が複数周回に渡って無端移動してベルト表面にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が順次重ね合わせられる工程においては、二次転写ローラ２５はベルト表面から離間している。その後、重ね合わせ転写によってベルト表面に４色トナー像が形成されると、二次転写ローラ２５がベルトに当接して二次転写ニップを形成する。そして、この二次転写ニップにおいて、ベルト表面上の４色トナー像が記録紙Ｐに一括二次転写される。

クリーニング装置１００Ｙは、一次転写工程を経た後の感光体２Ｙ表面に付着している転写残トナーを除去する。なお、本実施形態のクリーニング装置では、クリーニングブレードよりも感光体回転方向下流側の感光体表面に接触摺擦するようにクリーニングブラシを配し、さらにクリーニングブラシに接触してトナー回収ローラを配し、トナー回収ローラからゴムブレードによってトナーを除去する構成を適用している。

このような画像形成装置においても言うまでもなく本発明を用いることで、上述した同様の効果を得ることができる。

以下、本発明を適用した他の画像形成装置として、電子写真複写機（以下、単に複写機１００という）に適用した実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態に係る複写機の要部を示す概略構成図である。複写機１００は、単一色の複写を行うものであり、図示しない画像読み取り部で読み取った画像データに基づいてモノクロ画像形成を行う。

まず、複写機１００全体の構成について説明する。
図１０に示すように、複写機１００は、潜像担持体としてのドラム状の感光体１０１を備えている。感光体１の周囲には帯電手段としての帯電ローラ３、潜像をトナー像化するトナー像形成手段である現像手段としての現像装置１０６が配置されている。また、現像装置１０６により形成されたトナー像を記録媒体としての転写紙に転写する転写手段としての転写ローラ１１５、転写後の感光体１０１表面に残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置であるクリーニング装置１２０、感光体１０１表面を除電する除電ランプ１０２等が配置されている。また、除電ランプ１０２と帯電ローラ１０３との間には、除電ランプの光を遮光する遮光板１４０が設けられている。

帯電ローラ１０３は、感光体１０１表面に所定の距離で非接触で配置され、感光体１０１の表面を所定の極性、所定の電位に帯電するものである。複写機１００では、感光体１０１の表面をマイナス極性に一様に帯電させる。帯電ローラ１０３によって一様帯電された感光体１０１の表面は、図示しない露光装置から画像データに基づいてレーザー光１０４が照射され静電潜像が形成される。

なお、複写機１００においては、感光体１０１と現像装置１０６とを複写機本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして一体に構成している。図１１に、感光体１０１と現像装置１０６とからなるプロセスカートリッジの概略構成を示す。現像装置１０６は、感光体表面にトナーを搬送するトナー搬送部材としての現像ローラ２００、現像ローラ表面のトナーの層厚を規制するトナー規制部材としての層規制部材２０２、トナーを現像ローラ１０６の表面に供給するトナー供給部材としての供給ローラ２０３、トナー収容部２０１に収納されたトナーからなる一成分現像剤を供給ローラ２０３側に送る撹拌パドル２０４，２０５を具備している。

現像ローラ２００には、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面にはトナーと逆の極性に帯電しやすい材料から成る表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、層規制部材２０２との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止するために、ＪＩＳ−Ａで６０度以下の硬度に設定される。表面粗さはＲａで０．１〜３．０μｍに設定され、必要量のトナーが表面に保持される。また現像ローラ２００には感光体１０１との間に電界を形成させるための現像バイアスが印加されるので、弾性ゴム層は１０^３［Ω］〜１０^１０［Ω］の抵抗値に設定される。現像ローラ２００は図１１に示すように時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを層規制部材２０２及び感光体１０１との対向位置へと搬送する。

層規制部材２０２は供給ローラ２０３と現像ローラ２００の当接位置よりも現像ローラ回転方向下流側の現像ローラ２００よりも低い位置に設けられている。層規制部材２０２としては、ステンレス鋼やリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ表面に１０〜４０［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたもので、その押圧下を通過したトナーを薄層化するとともに摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに層規制部材２０２には摩擦帯電を補助するために、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加される。

現像ローラ２００の表面を構成するゴム弾性体としては、特に限定されないが、例えば、スチレン−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、これらの２種以上のブレンド物などが挙げられる。これらの中でも、エピクロルヒドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴムとのブレンドゴムが好ましく用いられる。

現像ローラ２００は、例えば、導電性シャフトの外周にゴム弾性体を被覆することにより製造される。導電性シャフトは、例えば、ステンレス鋼などの金属で構成される。

次に、複写機１００における画像形成動作を説明する。
複写機１００では、図示しない操作部のコピースタートボタンが押されると、図示しない画像読み取り部で原稿の読み取りが開始される。帯電ローラ１０３、現像ローラ２００、転写ローラ１１５及び詳細は後述するクリーニングブラシ１２３に、それぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ（不図示）により感光体１０１が図中矢印Ａ方向に回転駆動される。感光体１０１の回転駆動と同時に、現像ローラ２００、転写ローラ１１５、供給ローラ２０３、攪拌パドル２０４，２０５、及び、トナー排出スクリュ１１９、クリーニングブラシ１２３、トナー回収ローラ１２４も所定の方向に回転駆動される。

感光体１０１が図中矢印Ａ方向に回転すると、まず感光体表面が、帯電装置の帯電ローラ１０３によって例えば−７００［Ｖ］の電位に帯電される。そして、図示しない露光装置から画像信号に対応したレーザー光４が感光体１上に照射され、レーザー光１０４が照射された部分の感光体１上の電位が例えば−１２０［Ｖ］に低下され、静電潜像が形成される。

静電潜像の形成された感光体１は、現像装置１０６との対向部の現像領域で現像ローラ２００上に保持された現像剤で感光体１０１表面を摺擦される。このとき、現像ローラ２００上の負帯電トナーは、現像ローラ１０８に印加された例えば−４５０［Ｖ］の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化（現像）される。このように、感光体１０１上に形成された静電潜像は、現像装置１０６によって負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。なお、これまで、Ｎ／Ｐ（ネガポジ：電位が低い所にトナーが付着する）の非接触帯電ローラ方式を用いた例について説明したが、これに限るものではない。

感光体１０１上に形成されたトナー像は、図示しない給紙部から下レジストローラ１１１と上レジストローラ１１２との対向部を経て、ガイド板１１３、１１４にガイドされて感光体１０１と転写ローラ１１５との間に形成される転写領域に給紙される転写紙に転写される。このとき、転写紙は下レジストローラ１１１と上レジストローラ１１２との対向部で画像先端と同期を取り供給される。また、転写紙への転写時には、転写ローラ１１５に、例えば＋１０［μＡ］に定電流制御された転写バイアスが印加される。トナー像が転写された転写紙は、分離手段としての分離爪１１６によって感光体１０１１から分離され、搬送ガイド板１４１にガイドされて図示しない定着手段としての定着装置へ搬送される。そして、定着装置を通過する事により、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙上に定着されて、転写紙は機外に排出される。一方、転写後の感光体１０１の表面は、クリーニング装置１２０で転写後の残留トナーが除去され、さらに除電ランプ１０２で除電される。

ここで、従来から知られている感光体表面にクリーニングブレードを当接させて感光体表面をクリーニングするブレードクリーニング方式について説明する。
画像形成装置においては、より高精度および高精細な画像が形成できるよう、高解像度を有することが要求されている。その達成手段の１つとしてより粒径を小さくしたトナーを用いることがあげられる。また、転写率向上のためにトナーの形状を不定形からより球に近い形状のものが使われるようになってきている。しかしながら、従来から知られているブレードクリーニング方式では、小粒径トナーや球径のトナーをクリーニングすることは粒径が小さい事や、形状が球形である事から、すり抜けやすくクリーニング不良が発生しクリーニングが困難な状況である。なお、ブレードクリーニング方式で球形トナーをクリーニングする場合でも、感光体表面にクリーニングブレードを押し付けるときの線圧を極端に高くすれば（具体的には線圧：１００［ｇｆ／ｃｍ］以上）クリーニングできるが、その分感光体ドラム、クリーニングブレードの寿命が極端に短くなる。例えば、通常の線圧（２０［ｇｆ／ｃｍ］）での感光体寿命（感光層が１／３程度削れる時の寿命）はΦ３０で約１０万枚、クリーニングブレード寿命（削れてクリーニング不良が発生する時の寿命）約１２万枚である。一方、高い線圧（１００［ｇｆ／ｃｍ］）の時は、感光体の寿命は約２万枚、でクリーニングブレードの寿命は約２万枚程度である。

しかしながら小粒径トナーや、球形トナーを用いると画像品質が良くなるので、本実施形態の複写機１００では、小粒径トナーや球形トナーのクリーニング時にも良好なクリーニング性を備え、かつ、感光体の表面膜削れを軽減できる機械的な摺擦を抑えたクリーニング方式である静電ブラシクリーニング方式を適用している。また、他のクリーニング方式としてクリーナレス方式等を用いた場合でも同様の効果が得られる。

［実験１］
実験１においては、測定対象として表面層が異なる３種類の現像ローラであるローラ１、ローラ２及びローラ３を用いた。ローラ１、ローラ２及びローラ３は、芯金であるアルミニウムローラに表面層として弾性ゴム層が形成されている。そして、評価の際は、それぞれの表面層をアルミニウムローラから引き剥がし約１０［ｍｍ］角へ切り出し、上述したフォースカーブ法を用いて表面層（弾性ゴム層の表面）に対するトナー１個体の付着力を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）での測定を行った。

次に、実験条件を示す。
・計測条件（フォースカーブ法）：原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）：走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ４０００、多機能型ユニットＳＰＡ４００（ＳＩＩナノテクノロジー（株）製）
・測定モード：ＡＦＭモード
・カンチレバー：オリンパス（株）社製標準窒化シリコンカンチレバーＯＭＣＬ−ＲＣ８００ＰＳＡ、バネ定数：０．７６［Ｎ／ｍ］
・測定点数：２００ｎｍ間隔で、縦方向１０×横方向１０＝１００点
・最大負荷条件：カンチレバー先端と試料表面の押し付け強さ５０［ｎＮ］狙いで設定
・カンチレバー先端のトナー粒径：６［μｍ］
・トナー種類：（株）リコー社製ＰｘＰトナーの試作品

なお、このときに使用したトナーとシリコン基板との付着力を測定すると３０［ｎＮ］であった。シリコン基板は、デシケーター等を用いて、少なくとも湿度５０［％］以下の環境で保管した。また、測定前に、原子間力顕微鏡を用いて、表面粗さＲａが１［ｎｍ］以下であることを確認した（図１６参照）。全ての付着力測定は、全く同一のトナーが取り付けられた、同一のプローブで行った。

図１２にローラ１の測定結果、図１３にローラ２の測定結果、及び、図１４にローラ３の測定結果を示す。また、これらの測定結果をもとに作成した付着力の度数分布を図１５に示す。

［実験２］
ローラ１、ローラ２及びローラ３を図１０に示す複写機１００にそれぞれ搭載し画像を出力した。

画像出力動作時の条件を下に示す。
・複写機：リコー製試験機
・出力枚数：Ａ４横１０００枚
・実験環境：２７［℃］５５［％］
・出力画像：５［％］チャート

上述したような実験条件及び画像出力条件で画像の出力を行った後に、ハーフトーンの画像を出力した。ローラ１では正常な画像であり、ローラ２及びローラ３ではローラにトナーのフィルミングが生じたことによる縦白スジのある不良画像であった。また、各ローラをキーエンス社製レーザー顕微鏡ＶＫ８７００で観察すると、ローラ２及びローラ３の表面には、トナーフィルミングが進行していることがわかった。

実験２の結果をまとめたものを表２に示す。

［実験３］
ローラ１、ローラ２及びローラ３の表面層の摩擦係数をオイラーベルト法により測定した。その結果を表３に示す。

［評価例１］
本件発明者らは、鋭意検討をおこなった結果、現像ローラ表面上で測定しうる付着力の上限値であるＸ＋Ｙがある閾値を超えなければ、現像ローラの表面にトナーフィルミングが起こりにくいことを明らかにした。具体的には、現像ローラの付着力測定値において、付着力平均値をＸ、標準偏差をＹ、及び、トナーとシリコン基板との間の付着力をＺとしたときに数２の関係を満たすことで付着力のばらつきが付着力平均値に対して一定の範囲内におさまり、現像ローラの表面上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになることを見出した。そして、現像ローラの表面にトナーフィルミングが起こりにくいことを明らかにした。そのため、評価例１においては、これに着目して評価を行った。

なお、シリコン基板での付着力測定値で正規化するのは、プローブ先のトナー種による付着力差を無くし、常に同じ条件で評価するためである。

実験１で測定した付着力測定値から、ローラ１、ローラ２及びローラ３のそれぞれの付着力平均値Ｘは、ローラ１が６７．５［ｎＮ］、ローラ２が１４２．７［ｎＮ］、及び、ローラ３が２９５．０［ｎＮ］であった。

また、ローラ１、ローラ２及びローラ３のそれぞれの付着力の標準偏差Ｙは、ローラ１が３４．６［ｎＮ］、ローラ２が７８．８［ｎＮ］、及び、１３０．６［ｎＮ］であった。

また、実験１で述べたように、トナーとシリコン基板との間の付着力Ｚは３０［ｎＮ］であった。なお、上述したようにローラ１、ローラ２及びローラ３に対して同一のトナーが取り付けられた同一のプローブを用いて実験を行っているため、付着力Ｚの値は各ローラに対して同じ値、すなわち、３０［ｎＮ］を用いる。

そして、ローラ１、ローラ２及びローラ３における付着力平均値Ｘと標準偏差Ｙと足したものと、トナーとシリコン基板との間の付着力Ｚを５倍したものとの関係を、ローラ１においては数３、ローラ２においては数４及びローラ３においては数５のようになる。

表４に、ローラ１、ローラ２及びローラ３のそれぞれ上記した付着力平均値、標準偏差、及び、各種算出結果などを示す。

ローラ１においては、表４や数３からわかるように、数６に示した関係を示している。これにより、上述したように付着力のばらつきが一定の範囲内におさまり、ローラ１の表面上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになるので、ローラ１の表面上の何れの箇所においても供給ローラによってローラ１上のトナーを良好に掻き取ることができたものと考えられる。よって、上述した実験２の結果のようにトナーフィルミングが生じることなくスジ状の異常画像が出力されなかったと考えられる。

ローラ２及びローラ３におていは、表４や数４及び数５からわかるように、数６に示した関係を満たしていない。これにより、付着力のばらつきが一定の範囲内に収まらないため、ブレードの表面上の箇所によって付着力の強さが大きく異なり、上記表面上の一部の箇所で供給ローラによるトナーの掻き取りが良好に行われなかったと考えられる。よって、上述した実験２の結果のようにトナーフィルミングが生じスジ状の異常画像が出力されたと考えられる。

また、オイラー法による摩擦係数測定結果である表１２と付着力測定の結果である表１１とを比較すると、摩擦係数と付着力の大小とに相関が無いことがわかる。具体的には、摩擦係数はローラ１が最も大きいのに対して、付着力はローラ１が最も小さい。このことから、本実施形態で行った付着力測定が、従来の部材表面評価法（オイラー法）に対して、より直接的な評価法となり得ることを示す。

［実験４］
実験４では、測定対象として表面層が異なる４種類の現像ローラであるローラ１１、ローラ１２、ローラ１３、及び、ローラ１４を用いた。ローラ１１、ローラ１２、ローラ１３、及び、ローラ１４は、芯金であるアルミニウムローラに表面層として、弾性ゴム層が形成されている。そして、評価の際は、それぞれの表面層をアルミニウムローラから引き剥がし約１０［ｍｍ］角へ切り出し、フォースカーブ法を用いて表面層（弾性ゴム層の表面）に対するトナー１個体の付着力を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）での測定を行った。なお、実験４では、実験１とは別のプローブ、すなわち、使用したトナー種は実験１と同じであるが実験１で用いたトナーとは別のトナーを用いて新たに作製したプローブを使用して付着力を評価した。

次に、実験条件を示す。
・計測条件（フォースカーブ法）：原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）：走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ４０００、多機能型ユニットＳＰＡ４００（ＳＩＩナノテクノロジー（株）製）
・測定モード：ＡＦＭモード
・カンチレバー：オリンパス（株）社製標準窒化シリコンカンチレバーＯＭＣＬ−ＲＣ８００ＰＳＡ、バネ定数：０．７６［Ｎ／ｍ］
・測定点数：２００［ｎｍ］間隔で、縦方向１０×横方向１０＝１００点
・最大負荷条件：カンチレバー先端と試料表面の押し付け強さ５０［ｎＮ］狙いで設定
・カンチレバー先端のトナー粒径：５．５［μｍ］
・トナー種類：（株）リコー社製ＰｘＰトナーの試作品

なお、このときに使用したトナーとシリコン基板との付着力を測定すると１０［ｎＮ］であった。実験４で使用したトナーと実験１で使用したトナーのトナー種は同じであっても、実際に、カンチレバー先端に付けたトナーが実験１と実験４とでは異なるため、トナーとシリコン基板との付着力も実験１とは異なる。

また、シリコン基板は、デシケーター等を用いて、少なくとも湿度５０［％］以下の環境で保管した。また、測定前に、原子間力顕微鏡を用いて、表面粗さＲａが１ｎｍ以下であることを確認した。全ての付着力測定は、全く同一のトナーが取り付けられた、同一のプローブで行った。

図１７にローラ１１の測定結果、図１８にローラ１２の測定結果、図１９にローラ１３の測定結果、及び、図２０にローラ１４の測定結果を示す。

［実験５］
ローラ１１、ローラ１２、ローラ１３及びローラ１４を図１０に示す複写機１００にそれぞれ搭載し画像を出力した。

上述したような実験条件及び画像出力条件で画像の出力を行った後に、ハーフトーンの画像を出力した。ローラ１１では正常な画像であり、ローラ１２、ローラ１３及びローラ１４ではローラ表面にトナーフィルミングが生じたことによる縦白スジのある不良画像であった。また、各ローラをキーエンス社製レーザー顕微鏡ＶＫ８７００で観察すると、ローラ１２、ローラ１３及びローラ１４の表面には、トナーフィルミングが進行していることがわかった。

実験５の結果をまとめたものを表５に示す。

［評価例２］
本件発明者らは、評価例１で記載したように現像ローラの付着力測定値において、付着力平均値をＸ、標準偏差をＹ、及び、トナーとシリコン基板との間の付着力をＺとしたときに数６の関係を満たすことで付着力のばらつきが付着力平均値に対して一定の範囲内におさまり、現像ローラの表面上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになることを見出した。そして、現像ローラのトナーフィルミングが進行しにくいことを明らかにした。そのため、評価例２においては、これに着目して評価を行った。

実験４で測定した付着力測定値から、ローラ１１、ローラ１２、ローラ１３及びローラ１４のそれぞれの付着力平均値Ｘは、ローラ１１が１９．０［ｎＮ］、ローラ１２が４２．０［ｎＮ］、ローラ１３が１７４．０［ｎＮ］、及び、ローラ１４が３１３．０［ｎＮ］であった。

また、ローラ１１、ローラ１２、ローラ１３及びローラ１４のそれぞれの付着力の標準偏差Ｙは、ローラ１１が１２．０［ｎＮ］、ローラ１２が３３．０［ｎＮ］、ローラ１３が３５．０［ｎＮ］、及び、７０．０［ｎＮ］であった。

また、実験４で述べたように、トナーとシリコン基板との間の付着力Ｚは１０［ｎＮ］であった。なお、上述したようにローラ１１、ローラ１２、ローラ１３及びローラ１４に対して同一のトナーが取り付けられた同一のプローブを用いて実験を行っているため、付着力Ｚの値は各ローラに対して同じ値、すなわち、１０［ｎＮ］を用いる。

そして、ローラ１１、ローラ１２、ローラ１３及びローラ１４における付着力平均値Ｘと標準偏差Ｙと足したものと、トナーとシリコン基板との間の付着力Ｚを５倍したものとの関係が、ローラ１１については数７、ローラ１２については数８、ローラ１３については数９及びローラ１４については数１０のようになる。

表２１に、ローラ１１、ローラ１２、ローラ１３及びローラ１４のそれぞれ上記した付着力平均値、標準偏差、及び、各種算出結果などを示す。

ローラ１においては、表６や数７からわかるように数６に示した関係を示している。これにより、上述したように付着力のばらつきが一定の範囲内におさまり、ローラ１１の表面上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになるので、ローラ１１の表面上の何れの箇所においても供給ローラによってローラ１１上のトナーを良好に掻き取ることができたものと考えられる。よって、上述した実験５の結果のようにトナーフィルミングが生じることなくスジ状の異常画像が出力されなかったと考えられる。

ローラ１２、ローラ１３及びローラ１４においては、表６や数８、数９及び数１０からわかるように数６に示した関係を満たしていない。これにより、付着力のばらつきが一定の範囲内に収まらないため、ブレードの表面上の箇所によって付着力の強さが大きく異なり、上記表面上の一部の箇所で供給ローラによるトナーの掻き取りが良好に行われなかったと考えられる。よって、上述した実験５の結果のようにトナーフィルミングが生じスジ状の異常画像が出力されたと考えられる。

このように評価例２においても、評価例１と同様の方法でトナーの付着力からローラ表面のフィルミングの進行のし易さを予測できることがわかる。また、同一種のトナーであっても製造バラツキにより付着力の絶対値は異なり得るが、シリコン基板で正規化することで異なるプローブであっても同等の評価が可能なことがわかる。

以上のことから、付着力平均値に加えて標準偏差を用いて現像ローラの表面に対するトナーの付着の度合を評価することで、より自然現象に即した付着度合を判断することができることがわかる。つまり、画像形成装置などにおいてトナーなどの粉体の付着度合に関する異常現象の多くは、部材表面上の全ての位置で起こるわけではない。異常現象は、付着力の極端に大きい領域、もしくは、小さい領域でおこる。したがって、ある一点での特性値や、ある領域内の平均値のみでは、異常現象を感度良く検出できないからである。すなわち、測定対象の部材表面にある一点の特性値で評価するのではなく、測定対象部材の一定範囲内の表面における付着力の面内分布を測定して、その分布の平均値と標準偏差とで評価するほうが、より自然界の付着現象に即しているからである。

以上、本実施形態によれば、現像ローラと粉体１個体であるトナー１個体との間で生じる付着力を現像ローラ表面の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の度数分布の分布状態から現像ローラ表面における上記付着力の分布を判断する。例えば、上記度数分布のばらつき度合いが小さければ、現像ローラ表面における上記付着力は現像ローラ表面の何れの箇所においても同じような強さで分布していると判断する。逆に、上記度数分布のばらつき度合いが大きければ、現像ローラ表面における上記付着力は現像ローラ表面の箇所ごとに強さが大きく異なって分布していると判断する。このように現像ローラ表面における上記付着力の分布を判断することができることで、例えば、次のような予測が可能となる。上記付着力が現像ローラ表面の何れの箇所においても同じような強さで分布していると判断した場合、上記強さが現像ローラ表面から粉体を除去可能な強さであれば、現像ローラ表面の何れの箇所からもトナーが除去可能であると予測することが可能となる。また、上記付着力が現像ローラ表面の箇所ごとに強さが大きく異なって分布していると判断した場合、現像ローラ表面に上記付着力が強すぎて現像ローラ表面からトナーを除去することができない箇所が存在する恐れがあると予測することが可能となる。よって、現像ローラ表面からトナーを良好に除去可能か否かを予測することができる。
また、本実施形態によれば、上記分布状態は、上記測定した付着力の分散または標準偏差で表されるものである。これにより、上記測定した付着力の度数分布から上記測定した付着力の平均値に対するばらつき度合いを容易に把握することができる。
また、本実施形態によれば、上記分布状態は、所定の付着力における上記測定した付着力の累積度数または累積相対度数で表されるものである。これにより、上記所定の付着力以下に上記測定した付着力の度数がどれだけ集まっているのかを容易に把握することができる。
また、本実施形態によれば、現像ローラ表面における上記付着力の分布の判断に上記測定した付着力の平均値も用いることで、より精度良く上記付着の傾向を判断することができる。
また、本実施形態によれば、上記平均値をＸ、上記標準偏差または上記分散の平方根をＹ、及び、上記粉体であるトナーとシリコン基板との付着力をＺとしたとき、Ｘ＋Ｙ＜５Ｚを満たすか判断することで、上記測定した付着力のばらつきが上記平均値に対して一定の範囲内におさまるので、例えば、上述したようにトナーフィルミングが生じ難い優れた現像ローラを判別することができる。
また、本実施形態によれば、上記シリコン基板の表面粗さが１［ｎｍ］以下であることで、トナーとシリコン基板との間で生じる付着力の測定精度を高くすることができる。
また、本実施形態によれば、上記付着力は、原子間力顕微鏡において深針先に取り付けたトナー１個体と現像ローラ表面との付着力を測定したものである。これにより、トナー１個体と現像ローラ表面との付着力を精度良く、また効率よく測定することができる。
また、各実施形態によれば、上記粉体がトナーであることで、トナーが付着しにくい現像ローラや、特定の現像ローラに対して付着しにくいトナーを判別することができる。
また、本実施形態によれば、上記トナーの粒径が、１［μｍ］以上２０［μｍ］以下であることで、トナーが付着しにくい現像ローラや特定の現像ローラに対して付着しにくいトナーを高精度で判別することができる。

（ａ）部材１の付着力の測定結果を示したグラフ。（ｂ）部材２の付着力の測定結果を示したグラフ。（ｃ）部材３の付着力の測定結果を示したグラフ。（ｄ）部材４の付着力の測定結果を示したグラフ。本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。同プリンタにおけるＹ用の作像プロセス部を示す拡大構成図。トナー回収ローラの摩擦係数とクリーニング性能との関係示すグラフ。付着力測定エリアを示した図。感光体の感光層を示した図。形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図。中間転写体の縦断面図。変形例に係るプリンタの概略構成図。本実施形態に係る複写機の概略構成図。本実施形態に係る複写機に設けたプロセスカートリッジの概略構成図。ローラ１の付着力の測定結果を示したグラフ。ローラ２の付着力の測定結果を示したグラフ。ローラ３の付着力の測定結果を示したグラフ。ローラ１、ローラ２及びローラ３の付着力分布を示すグラフ。シリコン基板の表面粗さＲａを示した画像データ。ローラ１１の付着力の測定結果を示したグラフ。ローラ１２の付着力の測定結果を示したグラフ。ローラ１３の付着力の測定結果を示したグラフ。ローラ１４の付着力の測定結果を示したグラフ。粉体と部材Ａ，Ｂの表面との間に生じる付着力の分布を表す概念図。粉体と部材Ａ，Ｃの表面との間に生じる付着力の分布を表す概念図。

符号の説明

１作像プロセス部
２感光体
４帯電ローラ
５光書込装置
６現像装置
５０クリーニング装置
５２クリーニングブレード
５３クリーニングブラシ
５４トナー回収ローラ
５７トナー回収ローラ用クリーニングブレード
１００複写機
１０１感光体
１０２除電ランプ
１０３帯電ローラ
１０６現像装置
１１５転写ローラ
１１９トナー排出スクリュ
１２０クリーニング装置
１２２クリーニングブレード
１２３クリーニングブラシ
１２３ａブラシ回転軸
１２４トナー回収ローラ
１２７トナー回収ローラ用クリーニングブレード
１２８回収電源
１２９ブレード電源
１３０ブラシ電源
２００現像ローラ
２０１トナー収容部
２０２薄層形成部材
２０３供給ローラ
２０４攪拌パドル
２０５攪拌パドル

Claims

潜像担持体上の潜像を現像剤によって現像する現像手段に設けられ無端移動可能な表面に現像剤を担持し潜像担持体に対向する現像領域へ搬送する現像ローラと粉体１個体との間で生じる付着力を現像ローラ表面の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の度数分布の分布状態から該現像ローラ表面における該付着力の分布を判断することを特徴とする付着力分布判断方法。
請求項１の付着力分布判断方法において、
上記分布状態は、上記測定した付着力の分散または標準偏差で表されるものであることを特徴とする付着力分布判断方法。
請求項１の付着力分布判断方法において、
上記分布状態は、所定の付着力における上記測定した付着力の累積度数または累積相対度数で表されるものであることを特徴とする付着力分布判断方法。
請求項２の付着力分布判断方法において、
上記現像ローラ表面における該付着力の分布の判断に上記測定した付着力の平均値も用いることを特徴とする付着力分布判断方法。
請求項４の付着力分布判断方法において、
上記平均値をＸ、上記標準偏差または上記分散の平方根をＹ、及び、上記粉体とシリコン基板との付着力をＺとしたとき、Ｘ＋Ｙ＜５Ｚを満たすか判断することを特徴とする付着力分布判断方法。
請求項５の付着力分布判断方法において、
上記シリコン基板の表面粗さが１［ｎｍ］以下であることを特徴とする付着力分布判断方法。
請求項１、２、３、４、５または６の付着力分布判断方法において、
上記付着力は、原子間力顕微鏡において深針先に取り付けた上記粉体１個体と上記現像ローラ表面との付着力を測定したものであることを特徴とする付着力分布判断方法。
請求項１、２、３、４、５、６または７の付着力分布判断方法において、
上記粉体はトナーであることを特徴とする付着力分布判断方法。
請求項８の付着力分布判断方法において、
上記トナーの粒径が、１［μｍ］以上２０［μｍ］以下であることを特徴とする付着力分布判断方法。