JP2009156906A - 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電部材と被帯電体との長期圧接放置によって帯電部材にＣセットが発生した場合でも、Ｃセット画像を抑えることができる帯電部材を提供する。
【解決手段】導電性基体と、該導電性基体上に設けられた表面層とを有する接触帯電用の帯電部材であって、表面層が、バインダーと、樹脂粒子と、炭素粒子とを含み、該樹脂粒子由来の凸部と、該炭素粒子由来の凸部とを表面に有しており、かつ該炭素粒子由来の凸部の頂点と、該炭素粒子由来の凸部に隣接する該樹脂粒子由来の凸部の頂点を３つ含む平面とのなす距離が正であるような該炭素粒子由来の凸部が、該炭素粒子由来の凸部の総数の８０％以上存在している帯電部材を使用する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、帯電部材、詳しくは、電子写真感光体等の被帯電体の表面に接触した状態で、電圧を印加して、当該被帯電体を所定の電位に帯電するための接触帯電用の帯電部材に関する。また、本発明は、その帯電部材を用いたプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置（以下、「画像形成装置」という）に関する。

画像形成装置の電子写真感光体（以下、「感光体」という）表面を一次帯電する方法として、接触帯電法がある。これは、低オゾン、低電力を目的としており、中でも帯電部材が導電性ローラであるローラ帯電方式が、帯電の安定性という点で好ましく、広く用いられている。

ローラ帯電方式では、導電性の弾性ローラを感光体に加圧当接させ、該ローラに電圧を印加し、放電することにより感光体を帯電する。具体的には、放電開始電圧（ＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧当接させた場合には、約５５０Ｖ）に、必要とされる感光体表面電位Ｖｄを足した直流電圧（ＤＣ電圧）を印加することで帯電を行うＤＣ帯電方式がある。更に、環境・耐久変動による電位の変動を改善する目的で、必要とされる感光体表面電位Ｖｄに相当するＤＣ電圧に放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を持つ交流成分（ＡＣ成分）を重畳した電圧を接触帯電部材に印加して帯電を行うＡＣ帯電方式がある。

上述したように、帯電ローラと被帯電体の微小放電ギャップ間の放電領域での放電により感光体を帯電する場合、均一な帯電を行うためにはギャップ間の距離を均一に保持しなければならない。

しかし、このようなローラ帯電方式を用いた場合、例えば、帯電ローラを備えるプロセスカートリッジの使用前状態のように、帯電ローラを感光体に当接したまま、長期間放置されることがある。そして、帯電ローラの感光体に当接していた位置が永久変形（以下、「Ｃセット」と呼ぶ）してしまうことがある。

このようなＣセットが生じた帯電ローラを用いて感光体に帯電を行った場合、帯電ローラの回転でＣセット部が放電領域を通過する際に、上述の均一な微小放電ギャップが維持できなくなり、Ｃセット部と非Ｃセット部とで帯電能力に差が生じてしまう。すると、Ｃセット部に対応した長手方向の横黒スジ及び／又は横白スジといった画像濃度ムラ（以下、「Ｃセット画像」と呼ぶ）が発生してしまう。

上述のＣセット画像を抑える方法に関し、特許文献１では、Ｃセット画像の抑制を帯電部材のマイクロ硬度等の調整により達成できることが開示されている。
特開２００７−９３９３７号公報

しかし、Ｃセット画像の抑制を目的としてＣセット自体の発生を抑えるべく帯電部材の硬度を高めると、帯電部材の表面への現像剤の固着を招来することがあった。そこで、本発明者等は、硬度の調整以外にＣセット画像を軽減させられるような帯電部材の構成について検討する実益があるものとの認識を得るに至った。

従って本発明の目的は、帯電部材と被帯電体との長期圧接放置による帯電部材へのＣセットの発生を許容しつつも、Ｃセット画像を抑えることができる帯電部材を提供することにある。また、本発明の他の目的は、帯電安定性に優れた画像形成装置及びそれに用いられるプロセスカートリッジを提供することにある。

本発明者らは、上記の目的に対して鋭意検討し、帯電部材の表面層に含有されている樹脂粒子と炭素粒子の高さを特定の状態に制御することにより、Ｃセット画像の発生を抑えることができることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は下記の通りである。
・導電性基体と、該導電性基体上に設けられた表面層とを有する接触帯電用の帯電部材であって、
該表面層は、バインダーと、該バインダー中に分散している樹脂粒子と、導電性の炭素粒子とを含み、
該表面層は、該樹脂粒子由来の凸部と、該炭素粒子由来の凸部とを表面に有しており、
該炭素粒子由来の凸部の頂点と、該炭素粒子由来の凸部に隣接する該樹脂粒子由来の凸部の頂点を３つ含む平面とのなす距離が正であるような該炭素粒子由来の凸部が、該炭素粒子由来の凸部の総数の８０％以上であることを特徴とする帯電部材。
・上記の帯電部材と感光体とが少なくとも一体化され、電子写真装置本体に着脱自在に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
・上記の帯電部材を有することを特徴とする電子写真装置。

本発明によれば、放電に寄与する炭素粒子由来の凸部の８０％（個数）以上が、周囲に存在する樹脂粒子由来の凸部によって、被帯電部材とのニップ部においても被帯電部材と直接接触することが避けられる。その結果、帯電部材自体にＣセットが発生した場合であっても、Ｃセットが生じた部位と生じていない部位とでの放電能力に差が生じ難くなり、Ｃセット画像の発生を抑えることができる。

更に、本発明の帯電部材を使用することにより、低コストかつ簡易な構成である電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。

本発明に係る帯電部材は、導電性基体と、該導電性基体上に設けられた表面層とを有する接触帯電用の帯電部材である。該表面層は、バインダーと、樹脂粒子と、炭素粒子とを含んでいる。樹脂粒子及び炭素粒子は、バインダー中に分散している。また、該表面層は、該樹脂粒子由来の凸部と、該炭素粒子由来の凸部とを表面に有している。そして、該炭素粒子由来の凸部の頂点と、該炭素粒子由来の凸部に隣接する該樹脂粒子由来の凸部の頂点を３つ含む平面とのなす距離が正であるような該炭素粒子由来の凸部が、該炭素粒子由来の凸部の総数の８０％以上である。このような構成によれば、Ｃセットが発生したとしても、Ｃセット画像を抑えることが可能となる。

＜＜メカニズム＞＞
本発明者らは、このメカニズムを以下のように考察している。

前述したように、従来の帯電部材が感光体と長期に亘って当接したことにより生じたＣセットが濃度ムラを生じさせていた。これは、帯電部材のＣセット発生部位が感光体とニップを形成する際には、帯電部材のＣセット非発生部位が帯電ローラとニップを形成する場合と比較して、感光体とのギャップ長の変化の程度が異なることとなる。すると、Ｃセット発生部位とＣセット非発生部位とでは、感光体への放電能力、言い換えれば帯電能力に差が生じる。これが、Ｃセット画像を生じさせる理由と考えられる。

図１及び図２は、本発明に係る帯電部材の表面層の表面を観察したときに認められる樹脂粒子１１由来の凸部と炭素粒子１２由来の凸部を示した模式図である。

ここで、表面層に、導電性の炭素粒子由来の凸部のみが存在する場合、長期圧接放置されたときには、当該凸部自体が変形してしまう。その結果、感光体とのニップ部近傍における当該凸部からの放電状態が、変形していない炭素粒子由来の凸部からの放電状態とは異なることとなる。その結果、Ｃセット画像が形成されることがある。

そこで、本願発明に係る帯電部材においては、当該炭素粒子由来の凸部に隣接して樹脂粒子由来の凸部を設けた。そして、樹脂粒子由来の凸部と、炭素粒子由来の凸部とが以下の関係を有するようにしたものである。
・炭素粒子由来の凸部の頂点と、該炭素粒子由来の凸部に隣接する該樹脂粒子由来の凸部の頂点を３つ含む平面とのなす距離が正であるような該炭素粒子由来の凸部が、該炭素粒子由来の凸部の総数の８０％以上。

これにより、大半の炭素粒子１２由来の凸部は、感光体と当接した場合においても図１１に示したように、周囲の樹脂粒子１１由来の凸部により保護されることとなる。即ち、帯電部材のＣセット発生部位においても炭素粒子由来の凸部は、変形を免れ、あるいは例え変形したとしても軽度の変形に止めることができる。その結果、帯電部材のＣセット発生部位が感光体とのニップを形成した場合にも、帯電部材のＣセット非発生部位が感光体とのニップを形成したときとの放電能力の差を小さくできる。これにより、Ｃセットが発生しても、Ｃセット画像の発生を抑制できるものと考えられる。

［炭素粒子由来の凸部の頂点と、該炭素粒子由来の凸部に隣接する樹脂粒子由来の凸部の頂点を３つ含む平面とのなす距離について］
まず、本発明において、炭素粒子由来の凸部とは、後述するレーザ顕微鏡を用いて帯電部材の表面の凸部を観察したときに、帯電部材の表面に最も近い側に存在している粒子が炭素粒子である凸部であると定義する。また、樹脂粒子由来の凸部とは、帯電部材の最も表面に近い側に存在している粒子が樹脂粒子である凸部であると定義する。

また、当該距離は、次のようにして測定する。

まず、帯電部材の表面を、レーザ顕微鏡（商品名：ＬＳＭ５ ＰＡＳＣＡＬ；カール・ツアイス（Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ）社製）を用いて、視野０．５ｍｍ×０．５ｍｍで観察する。励起させるレーザの波長を変化させ、励起光のスペクトルを調べることにより、視野内の凸部が樹脂粒子由来であるか、炭素粒子由来であるかを同定する。そして、レーザを視野内のＸ−Ｙ平面でスキャンさせることにより、２次元の画像データを得る。更に、焦点をＺ方向に移動させ、上記のスキャンを繰り返すことにより、３次元の画像データを得る。

次に、視野内の任意の炭素粒子由来の凸部に着目し、その炭素粒子由来の凸部に隣接している樹脂粒子由来の凸部を３つ定める。ここで「隣接している」とは、炭素粒子由来の凸部の頂点と、各々の樹脂粒子由来の凸部の頂点との距離の和が最小となっているような状態を指す。このようにして定めた樹脂粒子由来の凸部の頂点を３つ含む平面と、着目した炭素粒子由来の凸部との距離を、前述した３次元の画像データより計算する（図１１）。このような作業を視野内の１０個の炭素粒子について行う。そして、同様の測定を帯電部材の長手方向１０点について行い、得られた計１００個の、炭素粒子由来の凸部の頂点と樹脂粒子由来の凸部の頂点を３つ含む平面との距離の分布について調べる。そして、炭素粒子由来の凸部の頂点が、樹脂粒子由来の凸部の頂点を３つ含む平面より下方にある場合を、「距離」が「正」であるとし、上方にある場合を、「距離」が「負」であると定義する。

ここで、炭素粒子由来の凸部の頂点と、該炭素粒子由来の凸部に隣接する該樹脂粒子由来の凸部の頂点を３つ含む平面とのなす距離は、更には＋５μｍ〜＋１５μｍの範囲、特には＋７μｍ〜＋１５μｍが好ましい。炭素粒子由来の凸部を十分に保護できると共に、感光体表面との間で十分な放電を生じさせることができるからである。

また、炭素粒子由来の凸部の、炭素粒子由来の凸部の総数に対する割合（以下「頻度」ともいう）を８０％以上とすることには、帯電部材の実用領域のほぼ全てにおいてＣセット画像の発生を抑制できるという技術的意義を有する。

＜＜導電性基体＞＞
本発明の帯電部材に用いられる導電性基体は、導電性を有し、感光体の表面を所定の静電量に帯電できるように、その上に積層される表面層を密着支持する機能を有しているものであればいずれでもよい。材質としては、例えば、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属やその合金を挙げることができる。また、これらの表面に耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲で、メッキ処理等を施してもよい。更に、導電性基体として、樹脂製の基材の表面を金属等で被覆して表面導電性としたものや、導電性樹脂組成物から製造されたものも使用可能である。また、導電性基体は、帯電部材の使用場面により適宜選択でき、円筒、円柱、平板状、ブレード状、ベルト状、シート状、フィルム状等の種々の形状をとることができる。

＜＜表面層＞＞
本発明の帯電部材に用いられる表面層は、導電性基体上に設けられ、感光体表面を均一に帯電できるように、帯電部材に導電性、弾性などを付与するために設けられる。かかる表面層は最外層を意味し、必要に応じてその間に導電性被覆層、弾性被覆層等の諸機能を有する層を設けることもできる。

以下、図３〜図１０に、各形状に応じた例の模式的断面図を示す。

円筒状又は円柱状のようなローラ形状の導電性基体１３上に形成された被覆層として、以下のような構成を挙げることができる。
・表面層１７の１層を有するもの（図３）。
・弾性被覆層１４及び表面層１７の２層を有するもの（図４）。
・弾性被覆層１４、抵抗層１５及び表面層１７の３層を有するもの（図５）。
・弾性被覆層１４、抵抗層１５、第二の抵抗層１６及び表面層１７の４層を有するもの（図６）。

平板状、ブレード状、シート状又はフィルム状のような平板形状の導電性基体１３上に形成された被覆層として、以下のような構成を挙げることができる。
・表面層１７の１層を有するもの（図７）
・弾性被覆層１４及び表面層１７の２層を有するもの（図８）。

ベルト形状の導電性基体１３上に形成された被覆層として、以下のような構成を挙げることができる。
・表面層１７の１層を有するもの（図９）。
・弾性被覆層１４及び表面層１７の２層を有するもの（図１０）。

表面層は、少なくとも、バインダーと、樹脂粒子と、導電性の炭素粒子とを含有するものである。

＜＜バインダー＞＞
バインダーとしては、本技術分野で用いられている公知のバインダーを採用することができる。例えば、樹脂、天然ゴムやこれを加硫処理したもの、合成ゴムなどのゴム、熱可塑性エラストマー等のエラストマー等を挙げることができる。

上記樹脂の例は以下を含む。フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＳＥＢＣ）及びオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）。

上記合成ゴムの例は以下を含む。エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム及びエピクロルヒドリンゴム。

上記熱可塑性エラストマーの例は以下を含む。ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー。

これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いても、また共重合体であってもよい。なお、これらの中で、表面層に用いるバインダーとして、感光体やその他の部材に対する離型性が高いことから樹脂を用いることが特に好ましい。

＜＜樹脂粒子＞＞
樹脂粒子の種類及び作製方法としては、公知の方法を用いることができ、特に限定されるものではない。樹脂粒子の作製方法の一例として、次の方法が挙げられる。まず、熱可塑性樹脂あるいはゴムからなる組成物を、分散媒とともに加圧混練機で加熱しながら混練し、分散媒中に組成物を微粒子サイズに分散していく。次に、得られた混練物を冷却し粉砕した後、組成物の貧溶媒でかつ分散媒の良溶媒である展開溶媒と、前記混練物とを混合して懸濁液とする。この懸濁液から目的とする樹脂粒子を、遠心分離、濾過、又はこれらの方法を組合せて分離する。また、樹脂粒子の他の作製方法としては、樹脂組成物の機械粉砕や冷凍粉砕にて作製する方法でもよい。

樹脂粒子の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル等の樹脂粒子が挙げられる。この中でも、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂が強度の観点から好ましい。

樹脂粒子の強度としては、後述する炭素粒子を十分に保護するという観点から、粒子径の５０％変位時の荷重が０．１ｇｆ以上２ｇｆ以下であることが、より好ましい。樹脂粒子の強度は、微小圧縮試験機「ＭＣＴ−Ｗ２０１」（商品名、島津製作所製）を用いて測定する。圧子としては直径５０μｍのダイヤモンド平面圧子を用い、加圧板とダイヤモンド平面圧子とで樹脂粒子１個を圧縮変形させ、そのときの変位と荷重を測定する。この測定を粒子１０個について測定し、平均値を樹脂粒子の強度とする。

樹脂粒子の平均粒子径は、形成しようとする樹脂粒子由来の凸部の高さに応じて適宜選択することができるが、１μｍ以上３０μｍ以下、特には２μｍ以上２０μｍ以下が好ましい。樹脂粒子の平均粒子径が１μｍ以下の場合は、放電不良に起因する画像不良を十分に抑制できない場合がある。また、樹脂粒子の平均粒子径が３０μｍ以上の場合は、過放電に起因する画像不良を十分に抑制できない場合がある。

本発明において、樹脂粒子の平均粒子径は、コールターカウンター・マルチサイザーＩＩ型（商品名、コールター社製）を用いて測定する。まず、電解液として１％ＮａＣｌ水溶液を調製した。この電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中にアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌと樹脂粒子を２〜２０ｍｇ加え、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行った。その後、前記コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型（商品名）により、アパーチャーとして、１００μｍアパーチャーを用いて測定した。樹脂粒子の体積と個数を測定して、体積分布、個数分布とを算出した。そして、体積基準の粒子分布の１０％、５０％、９０％の粒子径をそれぞれＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０とし、Ｄ５０を樹脂粒子の平均粒子径とした。更に、（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０の値を粒子径分散係数εとした。

また、樹脂粒子の体積抵抗率は、１×１０⁸Ωｃｍ以上であることがより好ましく、１×１０¹⁰Ωｃｍ以上１×１０¹⁶Ωｃｍ以下が更に好ましい。樹脂粒子の体積抵抗率を上記の範囲にすることで、本発明の効果をより一層発揮させることができる。

本発明において、樹脂粒子の体積抵抗率は、２３℃／５０％ＲＨ環境下で抵抗測定装置「Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ」（商品名、三菱化学株式会社製）を用い、試料に１０Ｖの電圧を印加したときの測定値とする。なお、測定対象試料としては、１０．１ＭＰａ（１０２ｋｇｆ／ｃｍ²）の圧力をかけて圧縮したものを用いる。

なお、上記の平均粒子径及び体積抵抗率の測定方法は、本発明においては、炭素粒子等のその他の粒子についても適用される。

表面層中の樹脂粒子の含有量は、バインダー１００質量部に対して、２質量部以上１２０質量部以下が好ましく、５質量部以上１００質量部以下がより好ましく、５質量部以上５０質量部以下が更に好ましい。この範囲とすることで、より本発明の効果を発揮することができる。

＜＜炭素粒子＞＞
本発明に係る導電性の炭素粒子は、下記の方法で製造することが好ましいが、必ずしもこれらに限定されるものではない。例えば、樹脂粒子やメソカーボンマイクロビーズを１０００℃以上の温度で焼成して炭素化又は黒鉛化して、良導電性の炭素粒子を得る方法が挙げられる。

また、メソカーボンマイクロビーズは、通常、中ピッチを加熱焼成していく過程で生成する球状結晶を、多量のタール、中油、キノリンのような溶剤で洗浄することによって製造することができる。

更には、炭素粒子の製造方法としては、樹脂粒子の表面に、メカノケミカル法によってバルクメソフェーズピッチを被覆し、被覆された粒子を酸化性雰囲気下で熱処理し、焼成して炭素化及び黒鉛化する方法も挙げることができる。

また、炭素粒子の製造方法として、樹脂粒子の表面に、メカノケミカル法によってカーボンブラックを被覆し、被覆された粒子を酸化性雰囲気下で熱処理し、次いで、１０００℃以上の温度で焼成して炭素化する方法でもよい。

上記した方法では、いずれの方法でも、焼成条件を変化させることによって得られる炭素粒子の導電性を制御することが可能であり、本発明では炭素粒子として、いずれの方法で製造されたものであっても好ましく使用できる。

炭素粒子の平均粒子径は、放電性能やバインダーへの分散性を考慮すると、１μｍ以上３０μｍ以下、特には２μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。

また、炭素粒子の体積抵抗値は、１×１０^-2Ωｃｍ以上１×１０²Ωｃｍ以下が好ましく、特には、１×１０^-1Ωｃｍ以上１×１０²Ωｃｍ以下が好ましい。この範囲とすることで、過放電が有効に抑えられると共に、炭素粒子由来の凸部からの放電を十分なものとすることができ、Ｃセット画像の抑制に資するものである。

表面層中の炭素粒子の含有量は、本発明に係る帯電部材に良好な帯電能力を保持させるために、バインダー１００質量部に対して２質量部以上１２０質量部以下とすることが好ましい。特にはバインダー１００質量部に対して５質量部以上１００質量部以下、更には５質量部以上５０質量部以下が好ましい。

＜＜本発明に係る帯電部材の製造方法について＞＞
本発明に係る帯電部材は、表面層の表面に存在する炭素粒子由来の凸部が、周囲の樹脂粒子由来の凸部によって被帯電体である感光体の当接による変形から保護されている点に１つの特徴を有する。このような表面形状を備えた表面層を得る方法を以下に説明する。

まず、樹脂粒子としては、炭素粒子の平均粒子径よりも大きいものを使用することが好ましい。平均粒子径の差は２μｍ以上、更には５μｍ以上であることが好ましい。

所定の平均粒子径を有する樹脂粒子、炭素粒子の調製法としては、特に限定されるものではなく公知の方法を用いることができる。例えば、樹脂粒子の粉体を分級処理し、粗粉、あるいは微粉を選択的に採取することにより平均粒子径の大小を制御することができる。

バインダーに含有させる樹脂粒子の質量部は、炭素粒子の質量部よりも多いことが好ましい。具体的には、１．５倍以上が好ましく、より好ましくは２．０倍以上である。

また、炭素粒子の比重と樹脂粒子の比重の差は小さいことが好ましい。具体的には、差が５ｇ／ｃｍ³以下が好ましく、より好ましくは３ｇ／ｃｍ³以下である。

そして、バインダーへの樹脂粒子及び炭素粒子の分散には公知の方法が用い得る。しかし、本発明に係る帯電部材を得るためには、バインダー樹脂への樹脂粒子と炭素粒子の分散の後にも、分散前における樹脂粒子及び炭素粒子の平均粒径の関係が維持されているようにすることが肝要である。即ち、均一分散を目的としたバインダー中へのフィラーの一般的な分散条件では、樹脂粒子や炭素粒子が分散工程において粉砕されてしまい、当初の平均粒径とは異なったものとなり得る。この場合、最終的に形成される帯電部材の表面形状の制御が困難となる。従って、本発明においては、バインダーに樹脂粒子及び炭素粒子を分散させる際に、樹脂粒子及び炭素粒子の粉砕をできる限り避けるべく分散時間を通常よりも短くしたり、分散条件を通常よりも緩やかなものとすることが好ましい。

以下に、一例としてガラスビーズを用いた好ましい表面層形成用塗料の調製方法について述べる。

まず、バインダーに樹脂粒子及び炭素粒子の除く被分散成分、例えば導電性微粒子などを直径０．８ｍｍのガラスビーズとともに混合し、ペイントシェーカー分散機を用いて２４時間から３６時間かけて分散する。次いで、樹脂粒子を添加して分散する。分散時間としては１時間〜３時間が好ましい。最後に炭素粒子を添加して更に分散を行うが、分散時間は５分〜３０分、好ましくは５〜１０分と短くする。これによって、炭素粒子の粉砕が抑制され、樹脂粒子と炭素粒子の平均粒径の関係が、分散前後を通じてほぼ維持されることとなる。その後、粘度５〜３０ｍＰａ、特には８〜２０ｍＰａになるように調整して表面層形成用塗料を得る。

そして、当該表面層形成用塗料中に、弾性層を周面に形成した導電性基体を浸漬し、表面層の膜厚が５〜３０μｍ、特には１０〜２０μｍとなるように当該塗料を塗工する。その後、弾性層表面の塗料を乾燥させて表面層を形成する。このような方法によれば、当初の樹脂粒子及び炭素粒子の平均粒子径の差が反映され、その結果として、本発明に係る表面状態の帯電部材を得られるものである。

なお、ここで表面層形成用塗料の粘度とは、単一円筒型回転粘度計（商品名：ビスメトロンＶＳ−Ａ１；芝浦システム（株）社製、１号ロータ使用、測定温度：２３℃）で測定した値とする。

本発明に係る帯電部材は、表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓ（μｍ）が２≦Ｒｚｊｉｓ≦３０であり、表面の凹凸平均間隔Ｓｍ（μｍ）が１５≦Ｓｍ≦１５０であることが好ましい。帯電部材表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓ（μｍ）は、３≦Ｒｚｊｉｓ≦１５０がより好ましい。帯電部材表面の凹凸平均間隔Ｓｍ（μｍ）は、２０≦Ｓｍ≦１５０がより好ましい。帯電部材表面の表面粗さＲｚｊｉｓ及び凹凸平均間隔Ｓｍをこの範囲とすることにより、放電不良、あるいは汚れに起因する画像不良を抑制することができる。

（表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓ及び表面の凹凸平均間隔Ｓｍの測定）
表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓ及び表面の凹凸平均間隔Ｓｍは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１表面粗さの規格に準じて測定した値である。その測定は、表面粗さ測定器「ＳＥ−３４００」（商品名、株式会社小坂研究所製）を用いて行う。Ｒｚｊｉｓは、帯電部材を無作為に６箇所測定し、その平均値である。また、Ｓｍは、帯電部材を無作為に６箇所選び、そこにおける各１０点の凹凸間隔を測定しその平均を測定箇所のＳｍとし、当該帯電部材のＳｍとして、６箇所の平均値である。

前記帯電部材の被覆層は、放電により感光体を帯電させる機能を発揮し、帯電部材の体積抵抗率を制御するため、各層が所定の体積抵抗率を有することが望ましい。具体的には、２３℃／５０％ＲＨ環境下で、体積抵抗率が１０²Ωｃｍ以上１０¹⁶Ωｃｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、１０⁴Ωｃｍ以上１０¹²Ωｃｍである。体積抵抗率がこの範囲にあることで、感光体の帯電をより均一に行うことができる。

〔被覆層の体積抵抗率（Ωｃｍ）の測定〕
被覆層の体積抵抗率は、２３℃／５０％ＲＨ環境下で、抵抗測定装置「Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ」（商品名、三菱化学株式会社製）を用いて、測定対象試料に２５０Ｖの電圧を３０秒間印加して測定する。なお、複層の被覆層の個別の体積抵抗率は、各被覆層の原料組成物から測定用試料を調製して測定する。被覆層の原料組成物がゴム、樹脂等の固形である場合は、固形材料を用いて２ｍｍ厚に成形し、試料とする。また、被覆層の原料組成物が塗布液である場合は、該塗布液をアルミニウムシート上にコーティングし、乾燥固化して試料とする。

＜＜導電性微粒子＞＞
表面層が所定の体積抵抗率を有するものとするために、上記した導電性の炭素粒子以外の導電性微粒子を含有させても良い。該導電性微粒子としては、体積抵抗率が１×１０⁸Ωｃｍ未満である微粒子が好ましく、また、平均粒子径が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるものが好ましい。平均粒子径をこの範囲にすると、本発明の効果を阻害することはない。

この目的で使用する導電性微粒子として、金属酸化物系導電性微粒子、金属系導電性微粒子、カーボンブラック、カーボン系導電性微粒子等を挙げることができる。これらは、１種を使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

カーボンブラックとしては、市販品として、ファーネスブラック、ケッチェンブラック（商品名）、チャンネルブラック等がある。金属酸化物系及び金属系導電性微粒子としては、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、銅粉、アルミニウム粉、ニッケル粉等を挙げることができる。この導電性微粒子は、平均粒子径は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であるものが好ましい。この平均粒子径にすることで、表面層の体積抵抗率の制御を容易に行うことができる。

導電性微粒子として、カーボンブラックを使用する際は、金属酸化物系粒子にカーボンブラックを被覆した複合導電性微粒子として使用することが好ましい。カーボンブラックは、粒子が数珠状につらなっているため、バインダーに対し均一に存在させることが困難な傾向にある。導電性カーボンブラックがバインダー中に偏在すると、偏在した部分の体積抵抗率が低下し、帯電部材から過剰放電が生じる。それにより、ポチ状の帯電不良が発生し、画像不良となる可能性がある。また、炭素粒子含有による効果を阻害する可能性がある。カーボンブラックを金属酸化物に被覆した複合導電性微粒子として使用すると、導電性微粒子をバインダーへ均一に存在させることができ、体積抵抗率の制御が容易になり、導電性炭素粒子を含む効果を阻害することなく、顕著に奏させることが可能になる。

また、複合導電性微粒子の体積抵抗率は、付着に用いるカーボンブラックの体積抵抗率と金属酸化物系粒子の体積抵抗率との間で任意に制御することができる。具体的には、１．０×１０Ωｃｍ以上１．０×１０⁸Ωｃｍ以下で、好ましくは５．０×１０Ωｃｍ以上５．０×１０⁷Ωｃｍ以下が適当である。

また、帯電部材の表面層には、表面の離型性を向上させるために、離型剤を含有させても良い。表面層に離型剤を含有させることで、帯電部材の表面の汚れ付着を低減することができ、帯電部材の耐久性を向上させることができる。また、帯電部材と感光体との間での相対移動が滑らかになり、スティックスリップのような不規則な移動状態の発生を低減される。その結果、帯電部材の表面の不規則な摩耗の発生、異音の発生等が抑制される。離型剤が液体の場合は、表面層を形成するときにレベリング剤としても作用する。

このような離型剤として、低表面エネルギーを有するもの、摺動性を有するものなどを利用することができ、その性状として、液体、固体のものを用いることができる。固体で摺動性を有するもの（固体潤滑剤）としては、例えば、固体潤滑ハンドブック（発行所；株式会社幸書房、昭和５７年３月１５日発行の二版）に記載の物質が例示できる。具体的には、黒鉛、フッ化黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、一酸化鉛等の金属酸化物である。また、オイル状あるいは固体状（離型性樹脂あるいはその粉末、ポリマーの一部に離形性を有する部位を導入したもの）の珪素やフッ素を分子内に含む化合物、ワックス、高級脂肪酸、その塩やエステル、その他誘導体も使用できる。

本発明の帯電部材は、被帯電体と接触して用いられるので、被帯電体と接触する被覆層は弾性を有していることが好ましいが、耐久性等が要求される場合は、被覆層を弾性被覆層と表面層のように２層以上とすることが推奨される。この目的で設けられる弾性被覆層として、表面層に用いられるバインダー成分として上記で例示した、ゴムや熱可塑性エラストマー等のエラストマーを用いることができる。その中でも、帯電部材と感光体との間で十分なニップを確保する観点から、ゴム、特には合成ゴムがより好ましい。

合成ゴムの中でも、抵抗値が均一であるので、極性ゴムを用いるのがより好ましい。極性ゴムとしては、弾性被覆層の抵抗制御及び硬度制御をより行い易いからことから、ＮＢＲ及びエピクロルヒドリンゴムを挙げることができる。

エピクロルヒドリンゴム、例えば、エチレンオキサイド（ＥＯ）−エピクロルヒドリン（ＥＰ）−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）共重合体（ＧＥＣＯ）やＥＯ−ＥＰ共重合体（ＥＣＯ）では、ＥＯの共重合比率により、体積抵抗率が制御することができる。

弾性被覆層について、その体積抵抗率は、２３℃／５０％ＲＨ環境下で測定して、１０²Ωｃｍ以上１０¹⁰Ωｃｍ以下であることが好ましい。弾性被覆層の体積抵抗率をこの範囲とすることにより、帯電部材の帯電能力を十分発揮することができる。

弾性被覆層の体積抵抗率は、結着材料中に、カーボンブラック、導電性金属酸化物、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等の導電剤を適宜添加して、調整することができる。結着材料が極性ゴムである場合は、特に、アンモニウム塩を用いることが好ましい。

また、弾性被覆層中には、前記で例示した、導電性炭素粒子、導電性微粒子及び絶縁性粒子を含有させても良い。

弾性被覆層には、硬度等を調整するために、軟化油、可塑剤等の添加剤を添加してもよい。

また、弾性被覆層が添加剤を含む場合、添加剤のブリードアウト防止を強化する観点から、弾性被覆層と表面層との間に、１層以上の抵抗層を設けてもよい。抵抗層の体積抵抗率は１０²Ωｃｍ以上１０¹⁶Ωｃｍ以下であることが好ましい。体積抵抗率が１０¹⁶Ωｃｍ以下であれば、帯電部材に感光体を均一に帯電する機能を付与することができる。また、体積抵抗率が１０²Ωｃｍ以上であれば、感光体の表面のピンホールや傷等によるリークを防止することができる。抵抗層の体積抵抗率は、抵抗層に導電性粒子を含有させることにより調整することができる。

本発明の被覆層として設けられる弾性被覆層、抵抗層などの各層には、表面層に含有される上記各種物質の他、種々な機能を付与する材料を適宜含有させることができる。このような材料としては、例えば、２−メルカプトベンズイミダゾール等の老化防止剤や、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛等の潤滑剤等を挙げることができる。

また、被覆層を構成する各層は、それぞれ表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、ＵＶや電子線を用いた表面加工処理や、化合物等を表面に付着及び／又は含浸させる表面改質処理を挙げることができる。

上記被覆層の各層の形成は、各層の機能に応じて作製されたシート又はチューブを順次導電性基体上に接着又は被覆してもよいし、各層の機能に応じて作製された塗布液を静電スプレー塗布、ディッピング塗布等の塗布法によって行ってもよい。また、導電性基体とともに押出成形によって大まかに層形成した後、研磨等によって形状を整える方法であってもよく、導電性基体を備えた型内で所定の形状に材料を硬化、成形する方法であってもよい。なお、予め導電性基体上により下層の被覆層が形成されているものを導電性基体に換えて、共押し出しに供しても、型内へ配設しても良い。

塗布法によって層を形成する場合、塗布液に用いられる溶剤としては、結着材料を溶解することができる溶剤であればよい。具体例は以下を含む。アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノール等）。ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等）。アミド類（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等）。スルホキシド類（ジメチルスルホキシド等）。エーテル類（テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル等）。エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル等）。脂肪族ハロゲン化炭化水素（クロロホルム、塩化エチレン、ジクロルエチレン、四塩化炭素、トリクロロエチレン等）。芳香族化合物（ベンゼン、トルエン、キシレン、リグロイン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等）。

なお、導電性基体に直接弾性層を形成する場合は特に問題とはならないが、被覆層が形成されている上に更に被覆層を形成するときは、既に形成されている被覆層を溶解したり、膨潤したりしない溶剤を用いることが好ましい。

上述したような各種粒子を結着材料に分散する方法としては、リボンブレンダー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、バンバリーミキサー、加圧ニーダーなど、公知の方法を用いることができる。

また、塗布法により層を形成する場合は、溶剤に結着材料及び粒子を混合し、ボールミル、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等の公知の溶液分散手段を用いることができる。

本発明の帯電部材の形状は、ローラ形状が好ましいが、シート、ベルト、フィルム、板等の形状とすることもできる。ローラ形状の帯電部材としては、帯電部材と感光体との均一当接性を良好にするという観点から、長手方向中央部が一番太く、長手方向両端部にいくほど細くなる形状、いわゆるクラウン形状が好ましい。非クラウン形状の帯電部材では、一般的に、支持体の両端部で押圧された状態で感光体と当接し、押圧が長手方向中央部において小さく、長手方向両端部にいくほど大きく、中央部に対応する画像と両端部に対応する画像との間に濃度ムラが生じてしまう場合がある。クラウン形状はこのような濃度ムラを抑制することができる。クラウン量は、中央部の外径と中央部から９０ｍｍ離れた位置の外径との差が、３０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。３０μｍ以上であれば、端部が当接して中央部が当接しないという状態を免れることができ、２００μｍ以下であれば、逆に、中央部は当接するが、端部が当接しないという状態を免れることができる。

本発明の電子写真装置は、電子写真感光体、帯電部材、露光手段、現像手段及び転写手段を有するものであれば、帯電部材が本発明の帯電部材であることを除き、何ら制限されるものではない。その一例の電子写真装置を図１２の概略構成図に示す。

この電子写真装置には、軸２を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される円筒状の感光体１が設けられている。感光体１の表面に当接して、ローラ形状の帯電部材（帯電ローラ）３が設けられ、感光体１の回転に伴い従動回転し、感光体１の表面が正又は負の所定電位に均一に帯電される。帯電部材３に印加する電圧は、直流電圧と交流電圧を重畳して印加されるものであっても、直流電圧のみが印加されるものであってもよい。しかし、直流電圧のみを印加する方が、電力消費量の低減、装置の小型化、オゾンの発生の抑制、装置の耐久性などから好ましい。

更に、回転する感光体１表面には、スリット露光、レーザービーム走査露光等の露光手段（不図示）から出力される露光光（画像露光光）４を受け、目的の画像に対応した静電潜像が順次形成される。感光体１の表面の静電潜像には、現像剤（トナー）を担持した現像手段（現像ローラ）５により現像剤が供給され、トナー像が形成される。更に、感光体１の表面に形成されたトナー像が、転写手段（転写ローラ等）６からの転写バイアス電源によって、感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期して供給された紙等の転写材Ｐ上に順次転写される。転写材Ｐ上に転写されたトナー像は、加熱手段を備えた定着手段８に転写材Ｐとともに送られ、トナー像が定着され、画像形成物（プリント、コピー）となり、装置外へ送り出される。

一方、クリーニングブレード等のクリーニング手段７により、トナー像転写後の感光体１の表面に転写残りとして残る現像剤が除去され、感光体１は、清浄面化された後、繰り返し画像形成に使用される。なお、感光体１の表面をクリーニング手段７によって清浄面化した後、帯電部材３による帯電の前に前露光などにより感光体の表面の除電処理を行う除電手段が設けられていてもよい。

帯電手段３、現像手段５、転写手段６のそれぞれには電子写真装置の電源から、それぞれ電圧が印加されている。ここで、本発明の帯電部材を使用した帯電手段（帯電ローラ）３には、直流電圧が印加されることが好ましい。印加電圧が直流電圧であると、電源のコストを低く抑えることができるという利点がある。また、交流電圧を重畳したときに発生する帯電音が発生しないという利点もある。印加する直流電圧の絶対値は、空気の放電開始電圧と被帯電体表面（感光体表面）の一次帯電電位との和とすることが好ましい。通常空気の放電開始電圧は５００Ｖ乃至７００Ｖであり、感光体表面の一次帯電電位は３００Ｖ乃至８００Ｖであるので、具体的な一次帯電電圧としては８００Ｖ以上１５００Ｖ以下とすることが好ましい。

また、電子写真装置がカラー画像形成装置である場合は、感光体１、現像手段５、帯電手段３、弾性規制ブレード、トナー容器等を図１２に示すようにユニット化し、４色分（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）をそれぞれ用意して、直列に配置する。なお、その場合は、各色のトナー像を順次転写部材に転写する方法、転写ローラ、転写ベルト等に各色のトナー像を重ねたトナー像を形成し、それを転写部材に一括転写する方法等をとることができる。

本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも感光体１と帯電部材３とが一体化されてなり、電子写真装置本体に着脱自在であるものであれば、特に制限されるものではない。図１２に示す電子写真装置では、感光体１、帯電部材３、現像手段５及びクリーニング手段７等を容器に納めて一体とし、電子写真装置本体のレール等の案内手段１０を用いて電子写真装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジ９（図１３）を示している。なお、プロセスカートリッジは、感光体１と帯電部材３とともに、これら以外の構成要素、例えば、現像手段５、転写手段６、クリーンニング手段７等が適宜組み合わされていてもよい。本発明のプロセスカートリッジは、複写機やレーザービームプリンター等の電子写真装置本体に対して着脱自在に構成したものである。なお、本発明の帯電部材を使用する限り、プロセスカートリッジとして、感光体１、現像手段５及びクリーニング手段７等が一体とされているものであっても、本発明の電子写真装置として有用である。

感光体１としては、例えば、円筒状の導電性基体と、該支持体上に形成された無機感光材料及び／又は有機感光材料を含有する感光層とを有し、感光体の表面を所定の極性、電位に帯電させるための電荷注入層を更に有するものとすることができる。

感光体１の具体的構成としては、図１４に示されるように、導電性基体１３と、この導電性基体１３上に形成される感光層１８とを有し、感光層１８は、電荷発生層２０と電荷輸送層１９とが積層されていることが好ましい。

感光体１は、上記以外の層を有していても良く、図１５に示されるように導電性基体１３と、この導電性基体１３上に形成される下引き層２１と、この下引き層２１上に形成される感光層１８とを有する構成とすることもできる。

現像手段３としては、例えば、ジャンピング現像方式、接触現像方式、磁気ブラシ方式等を採用することができる。フルカラー画像などのカラー画像を出力する電子写真装置では、トナーの飛散を抑制するため、接触現像方式であることが好ましい。

以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。

［炭素粒子１の作製］
平均粒子径６．７μｍのフェノール樹脂粒子を酸化性雰囲気下に３００℃で熱処理後、２２００℃で焼成して黒鉛化し、炭素粒子１を得た。炭素粒子１の平均粒子径は５．９μｍ、体積抵抗率は９．０×１０^-1Ωｃｍであった。

［炭素粒子２の作製］
平均粒子径２．３μｍのフェノール樹脂粒子を用いた以外は、上記炭素粒子１と同様にして炭素粒子２を得た。炭素粒子２の平均粒子径は２．０μｍ、体積抵抗率は４．０×１０^-2Ωｃｍであった。

［炭素粒子３の作製］
平均粒子径１２．０μｍのフェノール樹脂粒子を用いた以外は、上記炭素粒子１と同様にして炭素粒子３を得た。炭素粒子３の平均粒子径は９．０μｍ、体積抵抗率は８．０×１０¹Ωｃｍであった。

［炭素粒子４の作製］
平均粒子径１３．７μｍのフェノール樹脂粒子を用いた以外は、上記炭素粒子１と同様にして炭素粒子４を得た。炭素粒子４の平均粒子径は１０．７μｍ、体積抵抗率は２．０×１０²Ωｃｍであった。

［炭素粒子５の作製］
平均粒子径７．０μｍのフェノール樹脂粒子を用いた以外は、上記炭素粒子１と同様にして炭素粒子５を得た。炭素粒子５の平均粒子径は５．５μｍ、体積抵抗率は４．０×１０^-3Ωｃｍであった。

［複合導電性微粒子の作製］
シリカ粒子（平均粒子径１２．５ｎｍ、体積抵抗率１．４×１０¹²Ωｃｍ）７．０ｋｇに、メチルハイドロジェンポリシロキサン１４０ｇを、エッジランナーを稼動させながら添加し、５８８Ｎ／ｃｍ（６０ｋｇ／ｃｍ）の線荷重で３０分間混合攪拌を行った。この時の攪拌速度は２２ｒｐｍであった。

その中に、カーボンブラック粒子（平均粒子径２８ｎｍ、体積抵抗率１．２×１０²Ωｃｍ）７．０ｋｇを、エッジランナーを稼動させながら１０分間かけて添加した。その後、５８８Ｎ／ｃｍ（６０ｋｇ／ｃｍ）の線荷重で６０分間混合攪拌を行った。このようにしてメチルハイドロジェンポリシロキサンを被覆シリカ粒子の表面にカーボンブラックを付着させた後、乾燥機を用いて８０℃で６０分間乾燥を行い、複合導電性微粒子を得た。この時の攪拌速度は２２ｒｐｍであった。なお、得られた複合導電性微粒子は、平均粒子径が１５ｎｍであり、体積抵抗率は２．３×１０²Ωｃｍであった。

［表面処理酸化チタン粒子の作製］
針状ルチル型酸化チタン粒子（平均粒子径１５ｎｍ、縦：横＝３：１、体積抵抗率５．２×１０¹⁰Ωｃｍ）１０００ｇ、表面処理剤としてイソブチルトリメトキシシラン１００ｇ及び溶媒としてトルエン３０００ｇを配合してスラリーを調製した。

このスラリーを、攪拌機で３０分間混合した後、有効内容積の８０％が平均粒子径０．８ｍｍのガラスビーズで充填されたビスコミルに供給し、温度３５±５℃で湿式解砕処理を行った。

湿式解砕処理して得たスラリーを、ニーダーを用いて減圧蒸留（バス温度：１１０℃、製品温度：３０〜６０℃、減圧度：約１００Ｔｏｒｒ）によりトルエンを除去し、１２０℃で２時間表面処理剤の焼付け処理を行った。焼付け処理した粒子を室温まで冷却した後、ピンミルを用いて粉砕して、表面処理酸化チタン粒子を得た。

［弾性被覆層を有するローラの作製］
直径６ｍｍ、長さ２５２．５ｍｍのステンレス製丸棒に、熱硬化性接着剤「メタロックＵ−２０」（商品名、株式会社東洋化学研究所製）を塗布し、乾燥したものを導電性基体として使用した。

エピクロルヒドリンゴム１００質量部に対して、下記成分を加えて、５０℃に調節した密閉型ミキサーにて１０分間混練して、原料コンパウンドを調製した。
・炭酸カルシウム ６０質量部
・脂肪族ポリエステル系可塑剤 ８質量部
・ステアリン酸亜鉛 １質量部
・２−メルカプトベンズイミダゾール（ＭＢ）（老化防止剤） ０．５質量部
・酸化亜鉛 ２質量部
・四級アンモニウム塩 ２質量部
・カーボンブラック（平均粒子径１００ｎｍ、体積抵抗率０．１Ω・ｃｍ） ５質量部
これに、加硫剤として硫黄０．８質量部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルスルフィト（ＤＭ）１質量部とテトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）０．５質量部を、２０℃に冷却した二本ロール機にて１５間混練して、弾性被覆層用コンパウンドを得た。

上記導電性基体とともに、弾性被覆層用コンパウンドをクロスヘッド付き押出成型機にて押し出し、外径が約９ｍｍのローラ形状になるように成型した。次いで、電気オーブンにて１６０℃で１時間、加硫及び接着剤の硬化を行った。その後ゴムの両端部を突っ切り、ゴム長さを２３２ｍｍとした。更に、ローラ中央部における外径が８．５ｍｍのローラ形状になるように表面の研磨加工を行って、導電性基体上に弾性被覆層を形成して、原料ローラを得た。なお、この原料ローラのクラウン量（中央部と中央部から９０ｍｍ離れた位置の外径の差）は１１５μｍであった。

［表面層用塗布液を調製するための混合溶液の調製］
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液「プラクセルＤＣ２０１６」（商品名、ダイセル化学工業株式会社製）にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が１５質量％となるように調整した。

この溶液５８８．２質量部（アクリルポリオール固形分１００質量部）に対して、下記成分を加え、混合溶液を調製した。
・複合導電性微粒子 ４５質量部
・表面処理酸化チタン粒子 ３０質量部
・変性ジメチルシリコーンオイル ０．０８質量部
・ブロックイソシアネート混合物 ８０．１４質量部
このとき、ブロックイソシアネート混合物は、イソシアネート量としては「ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０」となる量であった。

［帯電部材の作製例１］
内容積４５０ｍＬのガラス瓶に上記混合溶液２１０ｇを、メディアとしての平均粒子径０．８ｍｍのガラスビーズ２００ｇとともに入れ、ペイントシェーカー分散機を用いて３６時間分散した。

次いで、架橋アクリル粉体１（Ｄ５０：１５．２μｍ、粒子径分散係数ε：１７．０μｍ、体積抵抗率：１．１×１０¹³Ω・ｃｍ）を２．７２ｇ（アクリルポリオール固形分１００質量部に対して１０質量部相当量）添加した後、１時間分散した。最後に、炭素粒子１を１．３６ｇ（アクリルポリオール固形分１００質量部に対して５質量部相当量）添加し、５分間分散した。その後、濾過によりガラスビーズを除去して粘度が１０ｍＰａの表面層用塗布液を得た。

前記弾性被覆層を有するローラの作製にて得られた原料ローラに、表面層用塗布液を１回ディッピング塗布した。常温で３０分間以上風乾後、熱風循環乾燥機にて８０℃で１時間、更に１６０℃で１時間乾燥して、弾性被覆層上に厚さが１５μｍの表面層を形成した。このようにして、導電性基体上に弾性被覆層及び表面層を有する帯電部材１を得た。なお、ディッピング塗布の浸漬時間は９秒とし、ディッピング塗布引き上げ速度については、初期速度２０ｍｍ／ｓ、最終速度２ｍｍ／ｓ、その間は時間に対して直線的に速度を変化させた。

得られた帯電部材１表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓ（μｍ）及び凹凸平均間隔Ｓｍ（μｍ）、及び用いた樹脂粒子の粒子径分散係数εを表１に示す。

［帯電部材の作製例２〜９］
炭素粒子の種類や、樹脂粒子の平均粒子径を表１に示すように変更した以外は、帯電部材１と同様にして帯電部材２〜９を作製した。なお、樹脂粒子は分級処理を行ったものも用いている。得られた帯電部材２〜９表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓ（μｍ）及び凹凸平均間隔Ｓｍ（μｍ）、及び用いた樹脂粒子の粒子径分散係数εを表１に示す。

［帯電部材の作製例１０〜１３］
表面層用塗布液に添加する炭素粒子の量を、０．７８ｇ、０．２７２ｇ、０．１３６ｇ、０．０７８ｇ（それぞれアクリルポリオール固形分１００質量部に対して２．５質量部、１質量部、０．５質量部、０．２５質量部相当量）に変更した。更に、樹脂粒子の平均粒子径を表１に示すように変更した以外は、帯電部材１と同様にして帯電部材１０〜１３を作製した。なお、樹脂粒子は分級処理を行ったものも用いている。得られた帯電部材１０〜１３表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓ（μｍ）及び凹凸平均間隔Ｓｍ（μｍ）、及び用いた樹脂粒子の粒子径分散係数εを表１に示す。

［帯電部材の作製例１４〜３８］
炭素粒子の種類や、樹脂粒子の平均粒子径を表２に示すように変更した以外は、帯電部材１と同様にして帯電部材１４〜３８を作製した。なお、樹脂粒子は分級処理を行ったものも用いている。得られた帯電部材１４〜３８の表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓ（μｍ）及び凹凸平均間隔Ｓｍ（μｍ）、及び用いた樹脂粒子の粒子径分散係数εを表２に示す。

［実施例１］
前述の方法に従い、作製した帯電部材１の表面における炭素粒子由来の凸部と、その炭素粒子由来の凸部に隣接する樹脂粒子由来の凸部の頂点を３つ含む平面との距離を測定し、距離が正である割合（頻度）を算出した。測定結果を表１に示す。

［帯電部材の当接試験とＣセット画像の評価］
作製した帯電部材１を、図１２に示すプロセスカートリッジに装着した。この帯電部材を直径２４ｍｍの感光体ドラムに、一端０．５ｋｇ重、両端で計１ｋｇ重のばねによる押し圧力で装着した。このプロセスカートリッジを、４０℃・９５ＲＨ％の条件下において３０日間放置させた。放置後、当接跡が生じた帯電部材を、画像形成装置「ＨＰ ＣＯＬＯＲ ＬＡＳＥＲＪＥＴ ３８００」（商品名、ヒューレットパッカード社製）にて画像を出力した。この画像形成装置はＡ４縦出力用のマシンで、記録メディアの出力スピードは、１２０ｍｍ／ｓｅｃである。画像形成の際、帯電部材１には直流電圧のみ−１０３０Ｖを印加した。画像は、ハーフトーン画像（感光体の回転方向と垂直方向に幅１ドット、間隔２ドットの横線を描くような画像）にて出力した。得られた画像について、下記基準についてＣセット画像の評価を行った。結果を表１に示す。
１：濃度ムラは確認されず、画質は良好である。
２：軽微な濃度ムラが画像の一部で確認されるが、画質に実用上問題はない。
３：濃度ムラが画像の一部若しくは全域で確認された。

［実施例２〜１３］
帯電部材２〜１３を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、距離を測定し距離が正である頻度の算出を行い、更に当接試験後にＣセット画像の評価を行った。その結果、表１に示したように、実施例１、４及び５に関してはＣセット画像は観察されなかった。また他の実施例についてもＣセット画像は殆ど観察されなかった。

［比較例１〜２５］
帯電部材１４〜３８を用いた以外は、実施例１と同様にして、距離を測定し距離が正である頻度の算出を行い、更に当接試験後にＣセット画像の評価を行った。結果を表２に示す。比較例１〜２５についてはＣセット画像が見られた。

上記表１に示されるように、本発明の帯電部材は、Ｃセット画像を抑制でき、画像形成装置、プロセスカートリッジに組みこんで好ましいものである。

本発明の帯電部材の表面層における、樹脂粒子由来の凸部と炭素粒子由来の凸部の状態を表すイメージ図である。 本発明の帯電部材の表面層における、樹脂粒子由来の凸部と炭素粒子由来の凸部の状態を表すイメージ図である。 本発明の帯電部材（ローラ形状）の断面図である。 本発明の帯電部材（ローラ形状）の断面図である。 本発明の帯電部材（ローラ形状）の断面図である。 本発明の帯電部材（ローラ形状）の断面図である。 本発明の帯電部材（平板形状）の断面図である。 本発明の帯電部材（平板形状）の断面図である。 本発明の帯電部材（ベルト形状）の断面図である。 本発明の帯電部材（ベルト形状）の断面図である。 本発明の帯電部材の表面層における、炭素粒子由来の凸部と、樹脂粒子由来の凸部を３つ含む平面との距離を表すイメージ図である。 本発明の電子写真装置の概略構成図である。 本発明のプロセスカートリッジの概略構成図である。 本発明の電子写真装置に用いる感光体の概略構成図である。 本発明の電子写真装置に用いる感光体の概略構成図である。

符号の説明

１ 感光体
２ 軸
３ 帯電部材（帯電ローラ）
４ 露光光（画像露光光）
５ 現像手段（現像ローラ）
６ 転写手段（転写ローラ）
７ クリーニング手段
８ 定着手段
９ プロセスカートリッジ
１０ 案内手段
１１ 樹脂粒子
１２ 炭素粒子
１３ 導電性基体
１４ 弾性被覆層
１５ 抵抗層
１６ 第二の抵抗層
１７ 表面層
１８ 感光層
１９ 電荷輸送層
２０ 電荷発生層
２１ 下引き層

Claims (6)

1. 導電性基体と、該導電性基体上に設けられた表面層とを有する接触帯電用の帯電部材であって、
   該表面層は、バインダーと、該バインダー中に分散している樹脂粒子と、導電性の炭素粒子とを含み、
   該表面層は、該樹脂粒子由来の凸部と、該炭素粒子由来の凸部とを表面に有しており、
   該炭素粒子由来の凸部の頂点と、該炭素粒子由来の凸部に隣接する該樹脂粒子由来の凸部の頂点を３つ含む平面とのなす距離が正であるような該炭素粒子由来の凸部が、該炭素粒子由来の凸部の総数の８０％以上であることを特徴とする帯電部材。
2. 前記樹脂粒子及び前記炭素粒子の含有量は、いずれもバインダー１００質量部に対して５質量部以上５０質量部以下である請求項１に記載の帯電部材。
3. 表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓ及び表面の凹凸平均間隔Ｓｍが下記の範囲にある請求項１又は２に記載の帯電部材。
   ２μｍ≦Ｒｚｊｉｓ≦３０μｍ
   １５μｍ≦Ｓｍ≦１５０μｍ
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電部材と感光体とが少なくとも一体化され、電子写真装置本体に着脱自在に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電部材を有することを特徴とする電子写真装置。
6. 前記帯電部材に直流電圧のみを印加して、被帯電体を帯電する請求項５に記載の電子写真装置。

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