JP5831479B2 - 滑剤起因の表面粗さの測定方法、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体ドラムに塗布された滑剤の表面粗さの測定方法、および、この測定結果に基づく画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用した画像形成装置では、感光体表面にトナー像が形成される。トナー像は、感光体表面から、中間転写ベルト等の被転写体に転写される。また、転写後に、感光体表面上の転写残トナー等を除去するために、画像形成装置には、クリーニングブレードが備わっている。

また、感光体の摩耗等を減らすために、感光体の回転方向に沿ってクリーニングブレードの直ぐ下流側には、塗布ブラシおよび固形潤滑剤（以下、滑剤という）が設けられている。塗布ブラシは、感光体表面に当接可能に配置される。また、付勢手段により、滑剤は塗布ブラシに押し当てられている。この構成により、塗布ブラシが回転して滑剤を削り取り、その後、削り取った滑剤が感光体表面に供給される。これによって、感光体表面上には滑剤の皮膜が形成される（例えば、特許文献１，２を参照）。

特開２００７−１３９８０８号公報 特開２００８−２２４８２８号公報

ところで、滑剤皮膜が形成された感光体表面には、帯電・露光工程を経て静電潜像が形成される。その後、現像手段は、感光体表面に現像ローラを当接させた状態で回転させる。これによって、感光体表面に現像剤が供給されて、トナー像が形成される。この時、感光体表面上の一部の滑剤が掻き取られ、現像手段内に収容されている現像剤に混入してしまう。特に、滑剤皮膜表面には、成膜化されなかった滑剤が粒子のままで付着しているが、この滑剤粒子は、供給された現像剤と接触するだけで感光体ドラム表面から離脱する程度の弱い付着力で表面に付着している。それゆえ、滑剤粒子は、現像剤や現像ローラとの接触により、現像手段内の現像剤に容易に混入してしまう。

上記のような滑剤混入により、現像剤の帯電量が低下する。その結果、画像形成装置内で粉煙が発生しやすくなり、画像濃度ムラが発生しやすくなる。換言すると、画質が低下するという問題点があった。

それゆえに、本発明の目的は、画質低下の防止に有用な表面粗さ測定方法および画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第一局面は、感光体表面に滑剤を塗布する画像形成装置に適用可能であり、滑剤が塗布された該感光体の表面粗さを測定する方法であって、前記方法は、前記感光体表面の形状を測定して、表面形状を示す第一データを得る第一ステップと、前記第一データに基づき、所定範囲の算術平均粗さＲａを示す第二データを生成する第二ステップと、前記第一ステップおよび前記第二ステップは、前記感光体に滑剤を塗布する前後に実行され、その結果得られる滑剤塗布前後の第二データの差分値ΔＲａを算出する第三ステップと、を備える。

また、本発明の第二局面は、上記方法で得られたΔＲａが所定の範囲よりも大きければ、所定の範囲内となるよう感光体への滑剤塗布条件が設定されている画像形成装置に向けられる。ここで、ΔＲａは、好ましくは、ΔＲａ＜１０ｎｍを満たす。

上記各局面によれば、画質低下の防止に有用な表面粗さ測定方法および画像形成装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部を示す図である。 図１の清掃手段の詳細な構成を示す図である。 図２Ａの塗布手段の詳細な構成を示す図である。 滑剤起因の表面粗さの測定システムを示す図である。 図３の測定システムの処理手順を示すフロー図である。 図４のステップＳ０２ａの詳細な処理手順を示すフロー図である。 図４のステップＳ０２ｂの詳細な処理手順を示すフロー図である。 変数毎の差分値ΔＲａ、混入量、摩擦係数、画質およびクリーニング性を示す図である。 図７の差分値ΔＲａに対する滑剤混入量をプロットした図である。 図７の滑剤塗布量に対する滑剤混入量をプロットした図である。 図７の差分値ΔＲａに対する感光体ドラム２１表面の摩擦係数をプロットした図である。

以下には、まず、本発明の一実施形態に係る滑剤塗布量測定方法が適用される画像形成装置について説明する。いくつかの図面中、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、画像形成装置の左右方向（横方向）、前後方向（奥行き方向）および上下方向（高さ方向）を示す。また、参照符号後に記載されたアルファベット小文字のａ、ｂ、ｃ、ｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）を表す。例えば、感光体ドラム２１ａは、イエロー用の感光体ドラム２１を意味する。

（画像形成装置の要部の構成）
図１において、画像形成装置は、例えば、電子写真方式を採用したタンデム型のフルカラーＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）である。この画像形成装置は中間転写ベルト１１を備えている。中間転写ベルト１１は、ローラ１２およびテンションローラ１３等の外周部に掛け渡され、矢印Ａで示すように時計回りに回転駆動される。

中間転写ベルト１１の右側には、イメージングユニット２ａ〜２ｄがこの順番で上から下に配置される。各イメージングユニット２は、対応色の感光体ドラム２１を有する。各感光体ドラム２１は、奥行き方向に延びる円筒形状を有し、例えば矢印Ｂで示す反時計周りに自身の軸を中心として回転する。また、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの周囲には、その回転方向Ｂに沿って順に、帯電手段２２ａ〜２２ｄと、現像手段２４ａ〜２４ｄと、清掃手段２６ａ〜２６ｄと、除電手段２７ａ〜２７ｄと、が配置されている。

また、中間転写ベルト１１を挟んで、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄと対向する位置に、一次転写ローラ１４ａ〜１４ｄが設けられる。一次転写ローラ１４ａ〜１４ｄと、中間転写ベルト１１との間には、一次転写領域１４１ａ〜１４１ｄが形成される。さらに、中間転写ベルト１１を挟んでローラ１２と対向する位置には、二次転写ローラ１５が圧接される。これら二次転写ローラ１５と中間転写ベルト１１との間に、二次転写領域１６としてのニップが形成される。

また、イメージングユニット２ａ〜２ｄの右方には露光手段３が設けられる。

また、画像形成装置本体の下段には、図示は省略されているが、シート材が積載される給紙カセットが配置される。シート材は、給紙カセットに備わる給紙ローラによって、点線矢印で示す搬送経路Ｒに１枚ずつ送り出される。この搬送経路Ｒ上には、図示しないタイミングローラ対、二次転写領域１６、および定着手段４が設けられる。

また、画像形成装置本体には制御回路５が備わる。制御回路５は、例えば、マイコン、不揮発性メモリおよびメインメモリを含んでいる。マイコンは、不揮発性メモリに格納されたプログラムを、メインメモリを用いて実行して、上記各構成を制御する。

（画像形成装置の概略的な動作）
次に、画像形成装置の概略的な動作について説明する。画像形成装置において、各帯電手段２２は、対応色の感光体ドラム２１の表面を一様に帯電する（帯電工程）。帯電した感光体ドラム２１の表面に、露光手段３は、対応色の光ビームＢを照射して、対応色の静電潜像を形成する（露光工程）。各現像手段２４は、対応色の静電潜像を担持する感光体ドラム２１にトナーを供給して、感光体ドラム２１表面に対応色のトナー画像を形成する（現像工程）。次に、各感光体ドラム２１に担持されたトナー画像は、対応色の一次転写領域１４１にて中間転写ベルト１１の同一エリア上に順次転写され、これによって、フルカラーの合成トナー画像が中間転写ベルト１１上に形成される（一次転写）。この合成トナー画像は、中間転写ベルト１１に担持されつつ二次転写領域１６に搬送される。

ここで、各感光体ドラム２１の表面上には、中間転写ベルト１１に転写されなかったトナーが転写残トナーとして残る。かかる転写残トナーは、各感光体ドラム２１の回転によって、対応色の清掃手段２６に向けて搬送される。清掃手段２６は、対応色の感光体ドラム２１の周囲であって、対応色の一次転写領域１４１を基準として回転方向Ｂの下流側に設けられる。この清掃手段２６は、対応色の感光体ドラム２１上の転写残トナーを掻き取り回収する（クリーニング工程）。回収されたトナーは、対応色の清掃手段２６から図示しない廃トナーボックスへと搬送され、該廃トナーボックスに回収される。

また、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの表面に残存する静電潜像は、除電手段２７ａ〜２７ｄによって全面露光され消去される。ここで、各除電手段２７は、回転方向Ｂに沿って、対応色の清掃手段２６および帯電手段２２の間に設けられ、複数の発光素子を奥行き方向に配置した発光素子アレイである。各除電手段２７は、対応色の感光体ドラム２１の表面に光を照射して、次の画像形成のために画像履歴（メモリー画像）が残らないようにしている。

また、給紙カセットから送り出されたシート材は、搬送経路Ｒ上を搬送され、停止中のタイミングローラ対（図示せず）に突き当てられる。その後、タイミングローラ対は、二次転写領域１６での転写タイミングに同期するように回転を開始して、一旦停止していたシート材を二次転写領域１６に送り出す。

二次転写領域１６では、ローラ１２および二次転写ローラ１５が、タイミングローラ対から導入されたシート材上に、中間転写ベルト１１上の合成トナー画像を転写する（二次転写）。二次転写済みのシート材は、二次転写ローラ１５および中間転写ベルト１１により搬送経路Ｒの下流に送り出される。

定着手段４は、定着ローラおよび加圧ローラを有する。これらローラにより形成されるニップに、二次転写領域１６から送り出されたシート材が導入される。定着ローラは、ニップを通過するシート材上のトナー像を加熱し、同時に、加圧ローラは該シート材を加圧する。これにより、シート材上にフルカラーのトナー画像が定着される。その後、定着ローラおよび加圧ローラは、定着済みのシート材を搬送経路Ｒの下流に送り出す。送り出されたシート材は、図示しない排出ローラを通過して、排出トレイに排出される。

（清掃手段の構成）
次に、上記清掃手段２６の詳細な構成について説明する。各清掃手段２６は、互いに同様の構成を備え、図２Ａに示すように、クリーニングブレード５１と、塗布手段５２と、均し手段５３と、固形潤滑剤５４と、付勢手段５５と、を備えている。ここで、クリーニングブレード５１、塗布手段５２および均し手段５３は、この順番で感光体ドラム２１の回転方向Ｂの上流から下流に向けて配列される。

クリーニングブレード５１は、遠心成形機により、ポリウレタンゴムをシート状に加工したものである。クリーニングブレード５１は、奥行き方向に延在しており、ホットメルト接着剤で保持板金に接着される。かかるクリーニングブレード５１は、感光体ドラム２１に押し当てられ、回転する感光体ドラム２１に付着する転写残トナーを掻き取る。

塗布手段５２は、奥行き方向に延在しており、図２Ｂに明示されるように、少なくとも、金属製の軸５２１と、塗布ブラシ５２２と、を含んでいる。塗布ブラシ５２２は、軸５２１に保持される基布に織り込まれロール状に形成される。また、塗布ブラシ５２２は、軸５２１を中心として感光体ドラム２１と同方向（つまり、カウンター方向）に、感光体ドラム２１よりも早い線速度（例えば、１．３倍の線速度）で回転する。このような塗布手段５２は、塗布ブラシ５２２が感光体ドラム２１の表面と接触するよう配置される。

ここで、塗布手段５２の詳細な仕様の一例について説明する。塗布ブラシ５２２の材質は導電性のアクリルであり、繊維としての抵抗値は１０⁶Ω程度である。塗布ブラシ５２２について、繊維太さは３Ｔ（デシテックス）で、繊維密度は２２５ｋＦ／ｉｎｃｈ²である。また、軸５２１は鉄製で直径φ６ｍｍである。また、塗布ブラシ５２２の外径はφ１２ｍｍであるが、繊維は厚さ約０．５ｍｍの基布上に織られているため、繊維の長さは約２．５ｍｍである。

再度図２Ｂを参照する。固形潤滑剤５４は塗布手段５２の下方に設けられる。固形潤滑剤５４は、例えばバネからなる付勢手段５５により上方に付勢され、塗布手段５２の塗布ブラシ５２２に押圧させられている。固形潤滑剤５４は、より具体的には、ステアリン酸亜鉛の粉体を溶融整形したものであり、そのままだと脆く割れてしまうため、板金でできた保持部材に両面テープで接着される。

また、均し手段５３は、クリーニングブレード５１と同様に、遠心成型機で製造された板状のポリウレタンゴムを、ホットメルト接着を介して保持板金に固定したものであり、感光体ドラム２１に対しカウンター当接している。

（清掃手段の動作について）
次に、上記構成の清掃手段２６の動作について詳説する。塗布手段５２は、軸５２１を中心として回転方向Ｂと同じ回転方向に、感光体ドラム２１ａよりも速い線速度（例えば、線速度比１．３倍）で回転する。固形潤滑剤５４から、塗布手段５２の回転と、付勢手段５５による付勢力とにより滑剤が削り取られ、粉体状に戻される。以下、この粉体を滑剤粒子という。滑剤粒子は、塗布ブラシ５２２に付着し、塗布手段５２の回転により感光体ドラム２１の表面に供給される。

感光体ドラム２１の表面に付着した滑剤粒子は、該ドラム２１の回転により、均し手段５３に搬送される。均し手段５３は、感光体ドラム２１表面への押圧力により滑剤粒子を成膜化して滑剤皮膜を形成する。ここで、固形潤滑剤５４ａがステアリン酸亜鉛の場合、形成された滑剤皮膜は、離型性が高く、かつ摩擦係数が小さいという特徴を有する。これによって、クリーニング性が良好で、感光体ドラム２１の摩耗を抑制可能となる。その結果、感光体ドラム２１とクリーニングブレード５１の長寿命化を図ることが可能となる。

しかし、感光体ドラム２１表面に供給された全ての滑剤粒子が成膜化されるわけでは無く、滑剤皮膜の表面には、滑剤粒子が付着している。その粒径の多くは最大数μｍ程度である。また、滑剤粒子の付着力は非常に弱く、例えば、感光体ドラム２１上の静電潜像をトナーで現像する際、現像剤との摩擦により滑剤粒子は滑剤皮膜から離脱して、現像手段２４内に収容された現像剤に混入してしまう。その結果、トナーの帯電量が低下して、画質が低下する。その一方で、滑剤混入を減らすために、感光体ドラム２１表面への滑剤の塗布量を減らすと、クリーニング性が低下してしまう。

発明者は実験を繰り返して、まず、感光体ドラム２１表面上に塗布された滑剤量よりも、感光体ドラム２１表面表面上に塗布された滑剤に起因する表面粗さが、画質（つまり、現像手段２４への滑剤混入量）と相関があることを見出した。滑剤起因の表面粗さを定義すべく、発明者は、まず、感光体ドラム２１表面上から滑剤を除去した状態での算術平均粗さＲａを、塗布前表面粗さＲａ１と定義し、現像剤が接触しない状況下で感光体ドラム２１表面上に滑剤を十分に塗布した状態での算術平均粗さＲａを、塗布後表面粗さＲａ２と定義する。さらに、塗布後表面粗さＲａ２から塗布前表面粗さＲａ１を減算した値を、滑剤起因の表面粗さを示す差分値ΔＲａと定義する。以下、差分値ΔＲａの測定方法について説明する。

（滑剤起因の表面粗さの測定方法）
図３は、表面形状を測定するための測定システムを示す図である。図３において、測定システム６は、例えばミラウ型の光干渉型表面形状粗さ測定器６１と、制御解析用コンピュータ６２と、を備えている。以下、この測定システム６の動作を、図４〜図６を参照して説明する。

測定器６１は、例えば、Ｖｅｅｃｏ社製”Ｗｙｋｏ ＮＴ９１００”である。本測定器６１には、滑剤粒径よりも１~２桁程度小さい、数ｎｍ〜~数十ｎｍの分解能が必要とされる。塗布前表面粗さＲａ１を測定するために、測定器６１には、滑剤を塗布する前、あるいは後述する方法等により表面上から滑剤が除去された感光体ドラム２１がセットされる。測定器６１は、この感光体ドラム２１の表面形状を測定して、該表面形状を示す塗布前第一データＤ１ａを生成する（ステップＳ０１ａ）。

次に、コンピュータ６２は、ステップＳ０１ａで得られた塗布前第一データＤ１ａに基づき、滑剤塗布前表面粗さＲａ１を算出する（ステップＳ０２ａ）。ステップＳ０２ａは、図５に示すように、ステップＳ０４ａ〜Ｓ０８ａを含んでいる。まず、コンピュータ６２は、塗布前第一データＤ１ａを二次元フーリエ変換して、塗布前第三データＤ３ａを取得する（ステップＳ０４ａ）。この塗布前第三データＤ３ａは、滑剤塗布前の感光体ドラム２１の表面形状を波長軸上で表す。

次に、コンピュータ６２は、ステップＳ０４ａで得られた塗布前第三データＤ３ａをガウシアンフィルタリングして、塗布前第三データＤ３ａから所定波長（例えば３０ｍｍ）以上の波長成分を取り除く。その結果、コンピュータ６２は、塗布前第四データＤ４ａを得る（ステップＳ０５ａ）。ここで、所定波長成分は以下の理由により取り除かれる。すなわち、感光体ドラム２１は、アルミ基体と、該アルミ基体上に形成された電荷発生層や電荷輸送層等を備えている。ここで、アルミ基体は素管を切削加工して仕上げられる。かかる切削加工により、約３０ｍｍ程度の波長の切削溝がアルミ基体表面には形成されている。滑剤に起因しないこのような波長成分を取り除くため、ステップＳ０５ａが実施される。

次に、コンピュータ６２は、ステップＳ０５ａで得られた塗布前第四データＤ４ａに対して逆フーリエ変換を実施して、所定波長成分を除去した感光体ドラム２１表面形状を表す塗布前第五データＤ５ａを生成する（ステップＳ０６ａ）。

次に、コンピュータ６２は、ステップＳ０６ａで得られた塗布前第五データＤ５ａに対しマスク処理を実施して、該塗布前第五データＤ５ａの中央部分の表面形状を表す塗布前第六データＤ６ａを生成する（ステップＳ０７ａ）。

ここで、中央部分について詳説する。測定器６１で生成された塗布前第一データＤ１ａは、感光体ドラム２１の表面における所定領域（例えば、０．５ｍｍ×０．４ｍｍの矩形領域）の形状を二次元干渉像で表している。この点については、二次元フーリエ変換やフィルタリング等の処理を経た塗布前第五データＤ５ａについても同様である。しかし、かかる塗布前第五データＤ５ａにおいては、エッジ効果により、所定領域の周縁形状の凹凸は中央部分のそれよりも大きくなってしまう。よって、ステップＳ０７ａのマスク処理により、矩形領域の四方の周縁部分が例えば５％分取り除かれ、その結果、所定領域の中央部分の表面形状を示す塗布前第六データＤ６ａが生成される。

次に、コンピュータ６２は、ステップＳ０７ａで得られた塗布前第六データＤ６ａを用いて算術平均粗さを算出して、塗布前表面粗さＲａ１を得る（ステップＳ０８ａ）。

ここで、ステップＳ０８ａの詳細な処理と共に、本稿で用いる算術平均粗さの定義について詳説する。コンピュータ６２は、塗布前第六データＤ６ａが構成する表面形状に対する基準平面を算出する。次に、コンピュータ６２は、塗布前第六データＤ６ａに含まれる全ての高さ成分の、基準平面に対する絶対値を積算する。その後、コンピュータ６２は、得られた積算値を基準平面の面積で割り算して、算術平均粗さとして塗布前表面粗さＲａ１を得る。なお、ＪＩＳ Ｂ０６０１には二次元データに対する算術平均粗さＲａが規定されているが、算術平均粗さとしての上記塗布前表面粗さＲａ１はＪＩＳ Ｂ０６０１を三次元データに適用したものである。

以上の処理により、塗布前表面粗さＲａ１から、感光体ドラム２１のアルミ基体上の粗さ成分が取り除かれる。また、エッジ効果により、二次元フーリエ変換およびフィルタリング後の周縁部分の凹凸は、中央部分のそれと比較して大きくなってしまう。それゆえ、マスク処理を実施することで、中央部分のデータのみを用いて塗布前表面粗さＲａ１が求められている。このように、図５の処理によれば、高精度な塗布前表面粗さＲａ１が得られる。

次に、塗布後表面粗さＲａ２を測定するために、測定器６１には、感光体ドラム２１に現像剤が接触しない状況下で表面上に滑剤を十分に塗布した感光体ドラム２１がセットされる。測定器６１は、この感光体ドラム２１の表面形状を測定して、感光体ドラム２１の表面形状を表す塗布後第一データＤ１ｂを生成する（ステップＳ０１ｂ）。

次に、コンピュータ６２は、ステップＳ０１ｂで得られた塗布後第一データＤ１ｂに基づき、滑剤塗布後表面粗さＲａ２を算出する（ステップＳ０２ｂ）。ステップＳ０２ｂは、図６に示すように、ステップＳ０４ｂ〜Ｓ０８ｂを含んでいる。ステップＳ０４ｂ〜Ｓ０８ｂは、ステップＳ０４ａ〜Ｓ０８ａと比較すると、塗布前データでは無く塗布後データを処理対象とする点で相違する。それ以外に相違点は無いので、ステップＳ０４ｂ〜Ｓ０８ｂの詳細な説明を省略する。

次に、コンピュータ６２は、塗布後表面粗さＲａ２から塗布前表面粗さＲａ１を減算した値を、滑剤起因の表面粗さを示す差分値ΔＲａとして算出する（ステップＳ０３）。

（効果）
次に、発明者は、下記の実験により、画質（現像手段２４への滑剤の混入量）と、差分値ΔＲａとの相関性を確認した。

まず、画質評価のために実施された実験の環境は以下の通りである。
使用機種：コニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）製ｂｉｚｈｕｂＣ８０００
印刷速度：８０枚／分（但し、Ａ４横サイズ）
温度：２３℃
湿度：６５％ＲＨ
滑剤：ステアリン酸亜鉛
印刷画像：画像カバレッジ５％相当の文字画像
印刷内容：６枚間欠印刷。これを感光体ドラム２１の回転数が４００ｋ回転に達するまで繰り返す
感光体ドラムの周速に対する塗布手段の周速の比（周速比）：０．７

次に、上記環境下で、滑剤の塗布量、感光体ドラム２１の表面電位Ｖｏ、感光体ドラム２１の表面電位Ｖｏと塗布手段５２への印加バイアス電圧Ｖｂｒとの差（Ｖｏ−Ｖｂｒ）、塗布手段５２の種別（直毛ブラシＡかロール形状ブラシＢ）、均し手段５３の感光体ドラム２１への当接方向（カウンター方向かトレーリング方向）の組み合わせからなる変数を、図７に示すように変更して、差分値ΔＲａおよび滑剤の現像剤への混入量を確認すると共に、画質を評価した。

差分値ΔＲａは、上記の手順で行われる。ここで、塗布前表面粗さＲａ１を求めるためには、滑剤を感光体ドラム２１表面から取り除く必要がある。滑剤塗布を停止するために、感光体ドラム２１表面から塗布手段５２および付勢手段５５が十分な距離だけ離間させられる。この滑剤が感光体に塗布されない状態で、現像手段２４がトナーを感光体ドラム２１表面に供給しつつ、感光体ドラム２１が十分な量だけ回転させられる。その結果、クリーニングブレード５１にトナーが供給されることになる。クリーニングブレード５１は、トナーを研磨剤として用いて、感光体ドラム２１表面上に塗布された滑剤を研磨する。滑剤を全て取り除くには、ハーフトーン画像２００枚分のトナーを供給しつつ研磨すればよい。このような感光体ドラム２１に対し、ステップＳ０１ａ，Ｓ０２ａが実施される。

また、塗布後表面粗さＲａ２を求めるためには、清掃手段２６および塗布手段５２が感光体ドラム２１表面に接触していればよい。そのために、感光体ドラム２１表面から現像手段２４や中間転写ベルト１１が十分な距離だけ離間させられる。この状態で、図７に示す所定量の滑剤を清掃手段２６が感光体ドラム２１表面に供給しつつ、感光体ドラム２１が十分な量だけ回転させられる。このような感光体ドラム２１に対し、ステップＳ０１ｂ，Ｓ０２ｂが実施される。

また、現像剤への滑剤の混入量は、下記のように求められる。すなわち、本願発明者は、図７に示す所定量の滑剤が塗布された感光体ドラム２１を用いて、例えば上記実験の条件で印刷を実行した。その後、発明者は、現像手段２４内に混入した滑剤と、元々収容されていた現像剤とを、蛍光Ｘ線測定器にて成分分析して、現像剤に対する滑剤の質量比を、滑剤の混入量として求めた。

また、感光体ドラム２１表面の摩擦係数は、例えばＪＩＳ Ｋ ７１２５をベースとする周知の手法により測定される。

また、発明者は、二種類の画像ノイズを評価した。第一は、現像手段２４の現像剤に滑剤が混入してトナーの帯電量が低下することで生じる画像ノイズ（つまり、画像かぶり）である。第二は、クリーニングブレード５１の摩耗により引き起こされる画像ノイズ（つまり、クリーニング不良）である。

発明者は、画像かぶりおよびクリーニング不良をそれぞれ目視にて確認を行った。画像かぶりが確認された変数に対しては、図７の「画質」の欄に×を、軽微な画像かぶりが確認された変数に対しては△を、画像かぶりが確認されなかった変数に対しては○を割り振った。クリーニング不良に関しても同様に、図７の「クリーニング性」の欄に×、△および○を割り振った。

ここで、図８は、図７に示す差分値ΔＲａに対する現像手段２４への滑剤混入量と画像かぶりとの関係をプロットした図である。図８において、○、△、×の定義は上述の通りである。具体的には、○は画像かぶりが発生していないことを、△は軽微な画像かぶりのみが発生していることを、×は画像かぶりが発生していることを示す。図８より、差分値ΔＲａがΔＲａ＜１０ｎｍを満たす範囲であれば、重大な画像かぶりが発生しないことが分かる。また、特に、ΔＲａ＜５ｎｍであれば、軽微な画像かぶりも発生していないことが分かる。

それに対し、図９は、図７に示す滑剤塗布量に対する現像手段２４への滑剤混入量と画像かぶりとの関係をプロットした図である。図９において、○、△、×の定義は、図８のものと同様である。図９から明らかなように、滑剤塗布量と滑剤混入量の間には特段の相関性は見いだせない。

図８および図９を対比すれば分かるように、現像手段２４への滑剤混入量（画像かぶり）は差分値ΔＲａと相関性がある。換言すると、差分値ΔＲａに基づき、塗布ブラシ５２２による滑剤塗布条件が設定されれば、現像手段２４への滑剤混入量、ひいては画像かぶりの発生を抑制することが可能となり、画質低下を防止することが可能となることがわかる。

また、特に、ΔＲａ＜１０ｎｍとなるように塗布ブラシ５２２の滑剤塗布条件が設定されれば、上述から明らかなように、より画質低下を防止できる。また、ΔＲａ＜５ｎｍであれば、画像かぶりはほぼ抑制できるため、さらに好ましい。

このような差分値ΔＲａに基づく塗布条件は、例えば、制御回路５に格納されたプログラムに予め記述される。制御回路５は、このプログラムに従って、ΔＲａが所定の範囲よりも大きいのであれば滑剤塗布量を減少させる滑剤塗布条件となるようにし、ΔＲａが所定の範囲よりも小さいのであれば、滑剤塗布量を増加させる滑剤塗布条件となるようにする。滑剤塗布量を減少または増加させるには、塗布ブラシ５２２の回転速度を遅くまたは速くなるように調整したり、付勢手段５５の付勢力を減少または増加させたり、感光体ドラム２１の表面電位と塗布ブラシ５２２への印加バイアス電位の間の電位差を大きくまたは小さくなるように調整したりする。

ここで、図１０は、図７に示す差分値ΔＲａに対する感光体ドラム２１表面の摩擦係数をプロットした図である。図１０において、○はクリーニング性が良好なことを、△はやや良いことを、×はクリーニング性が悪いことを示している。図１０より、クリーニング性は、差分値ΔＲａとの相関性は低いことが分かる。例えば、図７の変数７〜９に関しては、差分値ΔＲａは５ｎｍ未満と小さくなっているが、滑剤塗布量自体が１５ｍｇ／ｍ²未満と極めて少ない。それゆえ、滑剤皮膜が感光体ドラム２１の表面上に十分に形成されず、その結果、クリーニング性が悪くなっていると考察される。しかしながら、滑剤塗布量が１５ｍｇ／ｍ²以上であり滑剤皮膜が形成されるという条件を満しつつ、差分値ΔＲａが１０ｎｍ未満であれば、画質とクリーニング性とが両立できている。よって、滑剤塗布条件として、差分値ΔＲａに加えて、滑剤塗布量を考慮することがより好ましい。

本発明に係る表面粗さ測定方法は、画質低下の防止に有用であり、画像形成装置に好適である。
に好適である。

２ イメージングユニット
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電手段
２４ 現像手段
２６ 清掃手段
５１ クリーニングブレード
５２ 塗布手段
５２２ 塗布ブラシ
５３ 均し手段
５４ 固形潤滑剤
５５ 付勢手段
３ 露光手段
４ 定着手段
５ 制御回路
６ 測定システム
６１ 光干渉型表面形状粗さ測定器
６２ 制御解析用コンピュータ

Claims (9)

1. 感光体表面に滑剤を塗布する画像形成装置に適用可能であり、滑剤が塗布された該感光体の表面粗さを測定する方法であって、
   前記方法は、
   前記感光体表面の形状を測定して、表面形状を示す第一データを得る第一ステップと、
   前記第一データに基づき、所定範囲の算術平均粗さＲａを示す第二データを生成する第二ステップと、
   前記第一ステップおよび前記第二ステップは、前記感光体に滑剤を塗布する前後に実行され、その結果得られる滑剤塗布前後の第二データの差分値ΔＲａを算出する第三ステップと、を備える、方法。
2. 前記滑剤塗布後の第二データは、前記感光体表面に付着した滑剤粒子に起因する該表面の算術平均粗さＲａを表す、請求項１に記載の方法。
3. 前記第一ステップの次に実行され、前記第一データをフーリエ変換して、前記感光体の表面形状を波長軸上で表す第三データを生成する第四ステップと、
   前記第三データから、前記感光体の基体の表面粗さに固有の波長成分をフィルタリングして、第四データを生成する第五ステップと、
   前記第四データを逆フーリエ変換して、前記固有の波長成分を除去した前記感光体の表面形状を示す第五データを生成する第六ステップと、をさらに備え、
   前記第二ステップは、前記第五データから前記第二データを生成する、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第一ステップにおいて、前記感光体の表面形状は、光干渉型表面形状粗さ測定器により測定される、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 予め設定されたタイミングで、前記感光体表面から滑剤を除去する第七ステップを、さらに備え、
   前記第七ステップの実行後に、前記第一ステップおよび前記第二ステップを実行して、滑剤塗布前の第五データを得る、請求項１に記載の方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の方法で得られた差分値ΔＲａが所定の範囲よりも大きければ、所定の範囲内となるよう感光体への滑剤塗布条件が設定されている画像形成装置。
7. 感光体と、
   滑剤と、
   前記滑剤および前記感光体と接触可能に構成されており、回転することにより該滑剤を削り取って該感光体表面に供給する塗布ブラシと、を備え、
   前記塗布ブラシの回転速度は、前記感光体への滑剤塗布条件として、前記差分値ΔＲａが所定の範囲内となるよう設定されている、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 感光体と、
   滑剤と、
   前記滑剤および前記感光体と接触可能に構成されており、回転することにより該滑剤を削り取って該感光体表面に供給する塗布ブラシと、を備え、
   前記感光体の表面電位と、前記塗布ブラシへの印加バイアスとの電位差は、前記感光体への滑剤塗布条件として、前記差分値ΔＲａが所定の範囲内となるよう設定されている、請求項６に記載の画像形成装置。
   
9. 前記差分値ΔＲａは、ΔＲａ＜１０ｎｍを満たす、請求項６〜８のいずれかに記載の画像形成装置。

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