JP2015045788A

JP2015045788A - 帯電部材

Info

Publication number: JP2015045788A
Application number: JP2013177681A
Authority: JP
Inventors: 巽　聡司; Soji Tatsumi; 聡司巽; 伸吉柏原; Shinkichi Kashiwabara
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2015-03-12

Abstract

【課題】帯電横スジとトナーカブリとの両方を抑制可能な帯電部材を提供する。
【解決手段】帯電部材１は、軸体２と、軸体２の外周面に沿うゴム弾性層３と、ゴム弾性層３表面に沿う表層４とを有する。ゴム弾性層３は、ゴム弾性層３中に含まれるゴム弾性層内粒子３１０が内部に存在することによって外方に突出するゴム弾性層側凸部３１と、隣接するゴム弾性層側凸部３１の間に位置するゴム弾性層側凹部３２とを備えるゴム弾性層側凹凸部３０を表面に有する。ゴム弾性層側凸部３１の最大高さは１２．４μｍ〜２８．３μｍの範囲内にある。表層４は、表層４中に含まれる表層内粒子４１０が内部に存在することによって外方に突出する表層側凸部４１と、隣接する表層側凸部４１の間に位置する表層側凹部４２とを備える表層側凹凸部４０を表面に有する。表層側凸部４１の最大高さは１．５μｍ〜７．９μｍの範囲内にある。
【選択図】図３

Description

本発明は、帯電部材に関する。

従来、帯電像を用いる電子写真方式の複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、帯電させた感光体への画像データ露光による潜像形成、現像、転写媒体への転写、定着等の工程を経て画像形成を行う。上記潜像形成工程では、一般に、ロール状の帯電部材を感光体に押しつけ、両者の間にニップ部を形成し、この状態にて帯電部材に電圧を印加して放電させることにより、感光体表面を帯電させる。

上記帯電部材としては、例えば、特許文献１には、最外層に導電性樹脂層を有しており、導電性樹脂層中に大粒径および小粒径の２種類の粒子を添加し、大粒径の平均粒子径をＡ、小粒径の平均粒子径をＢとしたとき、３＜Ａ／Ｂ＜１２であり、大径粒子と小径粒子の総量が、導電性樹脂層全固形分に対して１０〜３０質量％である帯電部材が開示されている。

なお、帯電部材に関するものではないが、本願に先行する特許文献２には、転写により形成された転写凸部を表面に多数有するゴム弾性層と、ゴム弾性層の表面に被覆された被膜とを有し、転写凸部間に存在する被膜の表面に微細凹凸が形成されたロール状の現像部材に関する技術が記載されている。

特開２００３−３１６１１１号公報特開２０１０−３２６９２号公報

しかしながら、従来の帯電部材は、以下の点で問題がある。すなわち、帯電部材に微小な電気抵抗ムラがある場合、これに起因して感光体の長手方向にスジ状の帯電ムラ（以下「帯電横スジ」という。）が発生しやすくなる。この帯電横スジの発生を抑制するためには、帯電部材の表面に表面凹凸を付与し、感光体と帯電部材との間における放電空間を増加させ、放電を促すことによって帯電性を向上させることが有効であるといわれている。

しかし、帯電横スジの発生を抑制するために付与された表面凹凸における凸部の頂点付近は、感光体表面に当接しているため、この当接部で放電は生じない。そのため、上記当接部に対応して帯電されない部分が感光体に局所的に生じ、この帯電されなかった部分にトナーが引き寄せられて必要以上にトナーが消費される、いわゆるトナーカブリの問題が新たに発生する。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、帯電横スジとトナーカブリとの両方を抑制可能な帯電部材を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電部材であって、
導電性を有する軸体と、該軸体の外周面に沿って形成された導電性を有するゴム弾性層と、該ゴム弾性層の表面に沿って形成された表層とを有しており、
上記ゴム弾性層は、該ゴム弾性層中に含まれるゴム弾性層内粒子が内部に存在することによって外方に突出するゴム弾性層側凸部と、隣接する上記ゴム弾性層側凸部の間に位置するゴム弾性層側凹部とを備えるゴム弾性層側凹凸部を表面に有するとともに、上記ゴム弾性層側凸部の最大高さは１２．４μｍ〜２８．３μｍの範囲内にあり、
上記表層は、該表層中に含まれる表層内粒子が内部に存在することによって外方に突出する表層側凸部と、隣接する上記表層側凸部の間に位置する表層側凹部とを備える表層側凹凸部を表面に有するとともに、上記表層側凸部の最大高さは１．５μｍ〜７．９μｍの範囲内にあることを特徴とする帯電部材にある。

上記帯電部材は、上記構成を有している。とりわけ、上記帯電部材のゴム弾性層は、ゴム弾性層中に含まれるゴム弾性層内粒子が内部に存在することによって外方に突出するゴム弾性層側凸部と、隣接するゴム弾性層側凸部の間に位置するゴム弾性層側凹部とを備えるゴム弾性層側凹凸部を有するとともに、ゴム弾性層側凸部の最大高さが１２．４μｍ〜２８．３μｍの範囲内にある。そのため、上記帯電部材は、ゴム弾性層側凹部によって感光体表面と表層表面との間に十分な放電空間を確保することができる。そのため、上記帯電部材は、感光体を十分に帯電させることが可能となり、帯電横スジを抑制することができる。この際、上記帯電部材は、ゴム弾性層側凸部の内部にゴム弾性層内粒子が存在しているので、ゴム弾性層側凸部の内部にゴム弾性層内粒子がない場合に比べて、ゴム弾性層側凸部が潰れ難く、上記放電空間を安定して確保することが可能であり、帯電横スジの抑制に有利である。

また、上記帯電部材の表層は、表層中に含まれる表層内粒子が内部に存在することによって外方に突出する表層側凸部と、隣接する表層側凸部の間に位置する表層側凹部とを備える表層側凹凸部を有するとともに、表層側凸部の最大高さが１．５μｍ〜７．９μｍの範囲内にある。そのため、上記帯電部材は、ゴム弾性層側凸部における頂部付近であっても、表層側凹部によって感光体表面と表層表面との間に微小な放電空間を多数確保することができる。また、上記帯電部材は、ゴム弾性層側凸部の内部にゴム弾性層内粒子が存在しているので、ゴム弾性層側凸部の頂部付近における導電経路を確保することができる。それ故、上記帯電部材は、ゴム弾性層側凸部における頂部付近であっても、表層表面と感光体表面との間で放電させることができる。そのため、上記帯電部材は、ゴム弾性層側凸部の頂部位置に対応する感光体表面についても帯電させることが可能となり、この部分にトナーが引き寄せられることがなくなってトナーカブリを抑制することができる。

よって、本発明によれば、帯電横スジとトナーカブリとの両方を抑制可能な帯電部材を提供することができる。

実施例１の帯電部材を模式的に示した説明図である。図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。ゴム弾性層表面および表層表面の凹凸状態を模式的に示した説明図である。ゴム弾性層側凸部の最大高さおよび表層側凸部の最大高さの測定方法を説明するための説明図である。ゴム弾性層表面および表層表面の他の凹凸状態を模式的に示した説明図である。

上記帯電部材において、ゴム弾性層側凸部は、ゴム弾性層中に含まれるゴム弾性層内粒子がその内部に存在することによってゴム弾性層表面より外方に突出している。ゴム弾性層側凸部において、ゴム弾性層内粒子は、ゴム弾性層側凸部内における核のような形として存在し、ゴム弾性層の表面には基本的に露出していない。ゴム弾性層側凸部において、ゴム弾性層内粒子の上方にはゴム弾性層材料が存在し、導電経路を構成している。ゴム弾性層中には、ゴム弾性層側凸部の突出にかかわるゴム弾性層内粒子以外にも、ゴム弾性層側凸部の突出にかかわらないゴム弾性層内粒子も存在しうる。ゴム弾性層側凸部の突出にかかわるゴム弾性層内粒子は、１つであってもよいし、２つ以上（複数のゴム弾性層内粒子が凝集した凝集体等）であってもよい。

上記帯電部材において、表層は、ゴム弾性層の表面に沿って形成されている。つまり、表層は、ゴム弾性層表面に形成されたゴム弾性層側凹凸部の凹凸状態に沿って形成されている。したがって、上記帯電部材の表面には、ゴム弾性層側凹凸部による相対的に大きな表面凹凸と、この大きな表面凹凸の上に形成された表層側凹凸部による相対的に小さな表面凹凸とが存在している。

ここで、上記帯電部材において、ゴム弾性層側凸部の最大高さは１２．４μｍ〜２８．３μｍの範囲内にある。なお、「ゴム弾性層側凸部の最大高さ」は、帯電部材の断面を、倍率１００倍、測定ピッチ０．０５μｍの測定条件にてレーザー顕微鏡で観察し、ゴム弾性層側凹部の表面からゴム弾性層側凸部の頂部までの高さを測定して得られる最大値のことである。但し、明らかな異常値は採用しない。ゴム弾性層側凸部の最大高さが１２．４μｍ未満になると、帯電横スジの抑制に有効な大きさの放電空間を確保することが困難となり、帯電横スジが発生しやすくなる。帯電横スジを効果的に抑制する観点から、ゴム弾性層側凸部の最大高さは、好ましくは１３μｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上、さらに好ましくは１８μｍ以上であるとよい。一方、ゴム弾性層側凸部の最大高さが２８．３μｍを超えると、ゴム弾性層側凸部により形成される放電空間が過度に大きくなり過ぎ、表層側凸部の最大高さを適正な範囲にしても、トナーカブリが生じやすくなる。トナーカブリを効果的に抑制する観点から、ゴム弾性層側凸部の最大高さは、好ましくは２７μｍ以下、より好ましくは２３μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下であるとよい。

また、上記帯電部材において、表層側凸部の最大高さは１．５μｍ〜７．９μｍの範囲内にある。なお、「表層側凸部の最大高さ」は、帯電部材の断面を、倍率１００倍、測定ピッチ０．０５μｍの条件にてレーザー顕微鏡で観察し、表層側凹部の表面から表層側凸部の頂部までの高さを測定して得られる最大値のことである。但し、明らかな異常値は採用しない。１．５μｍ未満の表層側凸部の最大高さは、表層内粒子によって付与することが難しい。表層側凸部の最大高さは、表層内粒子による表層側凸部の形成性の観点から、好ましくは２μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上、さらに好ましくは４μｍ以上であるとよい。一方、表層側凸部の最大高さが７．９μｍを超えると、ゴム弾性層側凸部の頂部付近で表層側凹部による感光体表面と表層表面との間の微小な放電空間を確保するのが困難となり、トナーカブリが生じやすくなる。トナーカブリを効果的に抑制する観点から、表層側凸部の最大高さは、好ましくは７．５μｍ以下、より好ましくは７μｍ以下、さらに好ましくは６μｍ以下であるとよい。

上記ゴム弾性層内粒子は、具体的には、球状で、粒子径の揃ったものを得やすい観点から、（メタ）アクリル系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子等の樹脂粒子より構成することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。同様に、上記表層内粒子は、球状で、粒子径の揃ったものを得やすい観点から、（メタ）アクリル系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子等の樹脂粒子より構成することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。

上記帯電部材において、上記ゴム弾性層内粒子の平均粒子径は、７〜２４μｍの範囲内、上記表層内粒子の平均粒子径は、１〜１０μｍの範囲内とすることができる。この場合は、ゴム弾性層側凸部の最大高さ、表層側凸部の最大高さを上述した範囲に設定しやすくなる。なお、上記ゴム弾性層内粒子（表層内粒子）の平均粒子径は、帯電部材の断面を、倍率１００倍、測定ピッチ０．０５μｍの条件にてレーザー顕微鏡で観察し、測定される大きい方から上位３点の粒子径の値の平均値のことである。

上記ゴム弾性層内粒子の平均粒子径は、ゴム弾性層側凸部の最大高さを下限値以上に調整しやすくなる観点から、好ましくは７．５μｍ以上、より好ましくは７．８μｍ以上、さらに好ましくは８μｍ以上とすることができる。また、上記ゴム弾性層内粒子の平均粒子径は、ゴム弾性層側凸部の最大高さを上限値以下に調整しやすくなるなどの観点から、好ましくは２３．５μｍ以下、より好ましくは２３μｍ以下、さらに好ましくは２２．５μｍ以下とすることができる。上記表層内粒子の平均粒子径は、表層側凸部の最大高さを下限値以上に調整しやすくなる観点から、好ましくは１．２μｍ以上、より好ましくは１．５μｍ以上、さらに好ましくは１．８μｍ以上とすることができる。また、上記表層内粒子の平均粒子径は、表層側凸部の最大高さを上限値以下に調整しやすくなる観点から、好ましくは９．５μｍ以下、より好ましくは９μｍ以下、さらに好ましくは８．５μｍ以下とすることができる。

なお、上記ゴム弾性層は、押し出し成形により好適に形成することができる。上記ゴム弾性層側凸部の最大高さは、ゴム弾性層内に含有させるゴム弾性層内粒子の粒子径、ゴム弾性層内粒子の含有量などによって調整することができる。また、上記表層は、ロールコート法、ディッピング法等の塗工法により好適に形成することができる。この際、ゴム弾性層側凸部の頂部付近に表層側凹凸部が形成されるよう塗工液の粘度を最適な範囲に調整することが好ましい。塗工液の粘度が低すぎると、ゴム弾性層側凸部の頂部付近に表層側凹凸部が形成され難くなるためである。表層側凸部の最大高さは、表層内に含有させる表層内粒子の粒子径、表層内粒子の含有量などによって調整することができる。

上記帯電部材において、軸体は、電圧を印加できるよう導電性を有しておれば、特に制限されない。軸体としては、具体的には、例えば、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属（合金含む）からなる中実体（芯金）や中空体、導電性または非導電性のプラスチックからなる中実体や中空体、導電性または非導電性のプラスチックからなる中実体や中空体に金属めっきを施したものなどを例示することができる。なお、軸体の外周面には、接着剤を塗布することもできる。

上記帯電部材において、ゴム弾性層は、１層または２層以上から構成することができる。好ましくは、製造性、製造コスト等の観点から、ゴム弾性層は１層から構成されているとよい。

上記帯電部材において、ゴム弾性層の材質は、ゴム弾性、導電性を有しておれば、特に制限されない。ゴム弾性層は、具体的には、例えば、ゴムとゴム弾性層内粒子とを含有するゴム弾性層形成用材料を用いて好適に構成することができる。上記ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）などを例示することができる。また、上記ゴム弾性層形成用材料には、導電性を付与するため、必要に応じて、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素系導電材料、チタン酸バリウム、ｃ−ＴｉＯ_２、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ_２（ｃ−は導電性を意味する。）等の導電性の金属酸化物や金属ナノ粒子などといった電子導電剤、第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、過塩素酸塩、イオン液体などといったイオン導電剤などの導電剤を１種または２種以上添加することができる。なお、導電性を有するゴムを用いる場合、導電剤を添加してもよいし、しなくてもよい。他にも、上記ゴム弾性層形成材料には、加硫助剤、充填剤、滑剤、加硫剤、補強剤、架橋剤、架橋助剤、加工助剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、界面活性剤などの各種の添加剤を１種または２種以上添加することができる。

上記帯電部材において、ゴム弾性層内粒子の含有量は、ゴム弾性層の形成に用いられるゴム１００質量部に対し、１０〜１００質量部の範囲内とすることができる。この場合は、帯電部材の製造時においてゴム弾性層を押し出し成形によって形成する場合に、ゴム弾性層の表面付近に存在するゴム弾性層内粒子の割合が増加し、ゴム弾性層内粒子が内部に存在することによって外方に突出するゴム弾性層側凸部を形成しやすくなる利点がある。

上記ゴム弾性層内粒子の含有量は、ゴム弾性層側凸部の形成容易性などの観点から、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは２０質量部以上、さらに好ましくは３０質量部以上とすることができる。ゴム弾性層内粒子の含有量は、硬度などの観点から、好ましくは８０質量部以下、より好ましくは６０質量部以下、さらに好ましくは４０質量部以下とすることができる。

ゴム弾性層の体積抵抗率は、帯電能力の向上、通電による材料破壊抑制などの観点から、好ましくは１×１０^２〜１×１０^１０Ω・ｃｍ、より好ましくは１×１０^３〜１×１０^９Ω・ｃｍとすることができる。また、ゴム弾性層の厚みは、感光体との接触による変形に対する回復性向上、通電による材料破壊抑制などの観点から、好ましくは０．２〜２０ｍｍ、より好ましく０．５〜１０ｍｍ、さらに好ましくは１〜５ｍｍとすることができる。なお、ゴム弾性層の厚みは、ゴム弾性層側凹部の位置にて測定する。

上記帯電部材において、表層は、具体的には、例えば、マトリックスポリマーと表層内粒子とを含有する表層形成用材料を用いて好適に構成することができる。マトリックスポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、（メタ）アクリルフッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ウレア系樹脂等の各種樹脂などを例示することができる。また、上記表層形成用材料には、導電性を付与するため、必要に応じて、上記導電剤を１種または２種以上添加することができる。他にも、上記表層形成用材料には、表面改質剤などの各種の添加剤を１種または２種以上添加することができる。

上記帯電部材において、表層内粒子の含有量は、表層の形成に用いられるマトリックスポリマー１００質量部に対し、２〜１００質量部の範囲内とすることができる。この場合は、帯電部材の製造時において表層を塗工法によって形成する場合に、表層側凹凸部を形成しやすくなる利点がある。

上記表層内粒子の含有量は、表層側凹凸部の形成容易性などの観点から、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、さらに好ましくは２０質量部以上とすることができる。表層内粒子の含有量は、導電性確保などの観点から、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは４０質量部以下、さらに好ましくは３０質量部以下とすることができる。

表層の体積抵抗率は、帯電能力の向上、帯電バラツキ抑制などの観点から、好ましくは、１×１０^４〜１×１０^１１Ω・ｃｍ、より好ましくは、１×１０^５〜１×１０^１０Ω・ｃｍとすることができる。また、表層の厚みは、塗工による表層側凸部の形成性、帯電部材表面の損傷抑制、感光体の損傷抑制、耐摩耗性などの観点から、好ましくは１〜１５μｍ、より好ましくは２〜１０μｍ、さらに好ましくは５〜８μｍとすることができる。なお、表層の厚みは、表層側凹部の位置にて測定する。

上記帯電部材は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる。電子写真方式の画像形成装置としては、具体的には、帯電像を用いる電子写真方式の複写機、プリンター、ファクシミリ、複合機、ＰＯＤ（Print On Demand）装置等を例示することができる。

なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。

以下、実施例の帯電部材について、図面を用いて説明する。なお、同一部材については同一の符号を用いて説明する。

（実施例１）
実施例１の帯電部材について、図１〜図５を用いて説明する。図１〜図４に示すように、本例の帯電部材１は、電子写真方式の画像形成装置に用いられるものである。帯電部材１は、具体的には、電子写真方式の画像形成装置における感光ドラムに接触させ、電圧を印加することによって感光ドラムを帯電させるために用いられる。

帯電部材１は、導電性を有する軸体２と、軸体２の外周面に沿って形成された導電性を有するゴム弾性層３と、ゴム弾性層３の表面に沿って形成された表層４とを有している。ゴム弾性層３は、ゴム弾性層３中に含まれるゴム弾性層内粒子３１０が内部に存在することによって外方に突出するゴム弾性層側凸部３１と、隣接するゴム弾性層側凸部３１の間に位置するゴム弾性層側凹部３２とを備えるゴム弾性層側凹凸部３０を表面に有している。ゴム弾性層側凸部３１の最大高さは、１２．４μｍ〜２８．３μｍの範囲内にある。また、表層４は、表層４中に含まれる表層内粒子４１０が内部に存在することによって外方に突出する表層側凸部４１と、隣接する表層側凸部４１の間に位置する表層側凹部４２とを備える表層側凹凸部４０を表面に有している。表層側凸部４１の最大高さは、１．５μｍ〜７．９μｍの範囲内にある。

図４に示すように、ゴム弾性層側凸部３１の最大高さは、帯電部材１の断面を、倍率１００倍、測定ピッチ０．０５μｍの測定条件にてレーザー顕微鏡で観察し、ゴム弾性層側凹部３２の表面からゴム弾性層側凸部３１の頂部までの高さＨを測定して得られる最大値のことである。表層側凸部４１の最大高さは、帯電部材１の断面を、倍率１００倍、測定ピッチ０．０５μｍの条件にてレーザー顕微鏡で観察し、表層側凹部４２の表面から表層側凸部４１の頂部までの高さｈを測定して得られる最大値のことである。

なお、帯電部材１は、図３に示すように、ゴム弾性層側凸部３１の突出にかかわるゴム弾性層内粒子３１０が１つであってもよいし、図５に示すように、ゴム弾性層側凸部３１の突出にかかわるゴム弾性層内粒子３１０が２つ以上存在していてもよい。図５では、複数のゴム弾性層内粒子３１０が凝集した凝集体によってゴム弾性層側凸部３１が外方に突出している例を示している。

本例では、具体的には、ゴム弾性層３は、１層から構成されており、ゴムと、ゴム弾性層内粒子３１０としての樹脂粒子と、導電剤とを含有するゴム弾性層形成用材料を用いて構成されている。表層４は、１層から構成されており、マトリックスポリマーとしての樹脂と、表層内粒子４１０としての樹脂粒子と、導電剤とを含有する表層形成用材料を用いて構成されている。ゴム弾性層内粒子３１０の平均粒子径は、７〜２４μｍの範囲内とされており、表層内粒子４１０の平均粒子径は、１〜１０μｍの範囲内とされている。また、ゴム弾性層内粒子３１０の含有量は、ゴム弾性層３の形成に用いられるゴム１００質量部に対し、１０〜１００質量部の範囲内とされている。

＜実験例＞
以下、実験例を用いてより具体的に説明する。
ゴム弾性層側凸部の形成に用いるゴム弾性層内粒子として以下のものを準備した。
・樹脂粒子Ａ（架橋アクリル粒子）（綜研化学社製、「ケミスノーＭＸ５００」、粒子径［カタログ値］：５μｍ）
・樹脂粒子Ｂ（架橋アクリル粒子）（綜研化学社製、「ケミスノーＭＸ８００」、粒子径［カタログ値］：８μｍ）
・樹脂粒子Ｃ（架橋アクリル粒子）（綜研化学社製、「ケミスノーＭＸ２０００」、粒子径［カタログ値］：２０μｍ）
・樹脂粒子Ｄ（架橋アクリル粒子）（綜研化学社製、「ケミスノーＭＸ３０００」、粒子径［カタログ値］：３０μｍ）

表層側凸部の形成に用いる表層内粒子として以下のものを準備した。
・樹脂粒子Ｅ（架橋アクリル粒子）（綜研化学社製、「ケミスノーＭＸ１５０」、粒子径［カタログ値］：１．５μｍ）
・樹脂粒子Ｆ（架橋アクリル粒子）（綜研化学社製、「ケミスノーＭＸ８００」、粒子径［カタログ値］：８μｍ）
・樹脂粒子Ｇ（架橋アクリル粒子）（綜研化学社製、「ケミスノーＭＸ１５００」、粒子径［カタログ値］：１５μｍ）

（ゴム弾性層形成用材料の調製）
イソプレンゴム（ＪＳＲ社製、「ＪＳＲＩＲ２２００」）１００質量部と、加硫助剤としての酸化亜鉛５質量部と、充填剤としての炭酸カルシウム（白石工業社製、「白艶華」）３０質量部と、導電剤としてのカーボンブラック（電気化学工業社製、「デンカブラック」）１０質量部と、滑剤（パフォーマンスアディティブス社製、「Ｕｌｔｒａ−Ｌｕｂｅ７９０」）１質量部と、加硫剤としての硫黄２質量部と、チアゾール系加硫促進剤（大内新興化学工業社製、「ノクセラーＭＺ」）１質量部と、遅延剤としてのＮ−フェニル−Ｎ−（トリクロロメチルスルフェニル）−ベンゼンスルホンアミド（ランクセス社製、「ブルカレントＥＣ」）５質量部と、後述の表に示すゴム弾性層内粒子としての樹脂粒子を所定質量部とを配合し、ロールを用いて混練することにより、帯電ロール試料の作製に用いる各ゴム弾性層形成用材料（１）を調製した。また、上記イソプレンゴム１００質量部に代えてアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）１００質量部（日本ゼオン社製、「ＮｉｐｏｌＤＮ２１９」）を用いた点、上記Ｎ−フェニル−Ｎ−（トリクロロメチルスルフェニル）−ベンゼンスルホンアミドを配合しなかった点以外は同様にして、帯電ロール試料の作製に用いる各ゴム弾性層形成用材料（２）を調製した。

（表層形成用材料の調製）
後述の表に示す配合割合（質量部）にて、ＴＨＦ中に、マトリックスポリマーとしてのアクリルフッ素系樹脂（エルフアトケムジャパン社製、「カイナーＳＬ」）１００質量部と、導電剤としてのカーボンブラック（電気化学工業社製、「デンカブラック」）３０質量部と、後述の表に示す表層内粒子としての樹脂粒子を所定質量部とを混合し、溶液が均一になるまで十分に撹拌した。その後、二本ロールを用いて、溶液中の各成分を分散させた。これにより、帯電ロール試料の作製に用いる各表層形成用材料を調製した。

（帯電ロール試料の作製）
軸体（直径６ｍｍ、快削鋼（ＳＵＭ）製の芯金）の外周に、押出成形装置を用いて、調製した各ゴム弾性層形成材料をクラウン形状に押出成形した。具体的には、押出成形装置のダイスの円形口部に対して上記軸体を通過させながら、ダイスと芯金との隙間に所定のゴム弾性層形成用材料を供給することにより、軸体の外周にゴム弾性層前駆体を押出成形した。この押出成形の際、軸体の通過速度を変化させ、軸体の長手方向に対するゴム弾性層形成用材料の付着量を制御することにより、ゴム弾性層前駆体の形状をクラウン形状とした。次いで、これを１８０℃で３０分間加熱処理した。これにより、導電性を有する軸体と、軸体の外周面に沿って形成された導電性を有するゴム弾性層（厚み１．５ｍｍ）とを有する各ロール体を作製した。

次いで、各ロール体の表面に、ロールコート法を用いて、上記調製した各表層形成用材料を塗工し、１００℃にて３０分間加熱処理した。これにより、各ゴム弾性層の表面に沿って後述の表に示す所定の厚みの表層を有する各帯電ロール試料を作製した。

（帯電ロール試料の断面観察）
各帯電ロール試料の断面を、倍率１００倍、測定ピッチ０．０５μｍの条件にてレーザー顕微鏡（キーエンス社製、「ＶＫ−９５１０」）で観察した。その結果、各帯電ロール試料は、ゴム弾性層中に含まれるゴム弾性層内粒子が内部に存在することによって外方に突出するゴム弾性層側凸部と、隣接するゴム弾性層側凸部の間に位置するゴム弾性層側凹部とを備えるゴム弾性層側凹凸部を表面に有していることが確認された。また、各帯電ロール試料は、表層中に含まれる表層内粒子が内部に存在することによって外方に突出する表層側凸部と、隣接する表層側凸部の間に位置する表層側凹部とを備える表層側凹凸部を表面に有していることが確認された。

（ゴム弾性層内粒子、表層内粒子の平均粒子径の測定）
上記レーザー顕微鏡による断面観察において、各帯電ロール試料につき、ゴム弾性層内粒子の粒子径の値を測定し、大きい方から上位３点の粒子径の値の平均値を求め、これをゴム弾性層内粒子の平均粒子径とした。同様に、表層内粒子の粒子径の値を測定し、大きい方から上位３点の粒子径の値の平均値を求め、これを表層内粒子の平均粒子径とした。

（ゴム性層側凸部の最大高さ、表層側凸部の最大高さ）
上記レーザー顕微鏡による断面観察において、各帯電ロール試料につき、ゴム弾性層側凹部の表面からゴム性層側凸部の頂部までの高さを測定し、得られた測定値の最大値を求め、これを各帯電ロール試料におけるゴム性層側凸部の最大高さとした。同様に、表層側凹部の表面から表層側凸部の頂部までの高さを測定し、得られた測定値の最大値を求め、これを各帯電ロール試料における表層側凸部の最大高さとした。

（帯電横スジ評価）
帯電ロール試料を１５℃×１０％ＲＨの環境下で２４時間養生した。この帯電ロール試料を電子写真方式のプリンター（ＨＰ社製、「ＬａｓｅｒＪｅｔＰｒｏ２００ｃｏｌｏｒＰｒｉｎｔｅｒＭ２５１ｎｗ」）に組み込み、上記環境下にて文字文書を２０００枚印刷した。その後、表計算ソフト（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製、「Ｅｘｃｅｌ」）で２５％濃度の塗りつぶし設定として作成した画像を印刷し、帯電横スジの発生を目視にて評価した。帯電横スジが全く発生していなかった場合を帯電横スジの抑制効果に優れるとして「Ａ^＋」、画像内に帯電横スジが１〜２本程度であり、帯電横スジがほとんど発生していなかった場合を帯電横スジの抑制効果が良好であるとして「Ａ」、画像内に帯電横スジが２０本以上あった場合を帯電横スジの抑制効果がほとんどないとして「Ｂ」、画像内全面に帯電横スジが発生した場合を帯電横スジの抑制効果が全くないとして「Ｃ」と評価した。

（トナーカブリ評価）
帯電ロール試料を３２．５℃×８５％ＲＨの環境下で２４時間養生した。この帯電ロール試料を電子写真方式のプリンター（ＨＰ社製、「ＬａｓｅｒＪｅｔＰｒｏ２００ｃｏｌｏｒＰｒｉｎｔｅｒＭ２５１ｎｗ」）にて予め上記環境下にて文字文書を２０００枚印刷したカートリッジに組み込み、その後、表計算ソフト（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製、「Ｅｘｃｅｌ」）で白地の画像を印刷した。印刷開始から４秒後にプリンターの電源を落とし、印刷途中の状態で停止させた。そして、プリンターからカートリッジを取り出し、カートリッジ内の感光ドラム上に、テープ（３Ｍ社製、「スコッチメンディングテープ」）を貼り付け、感光ドラム上に付いたトナーをテープに貼り付けた。このテープを白紙に貼り付け、白色光度計（東京電色社製、「ＴＣ−６ＤＳ／Ａ」）を用いてトナー濃度を測定した。上記濃度が３％以下であった場合をトナーカブリの抑制効果に優れるとして「Ａ^＋」、上記濃度が３％超〜５％以下であった場合をトナーカブリの抑制効果が良好であるとして「Ａ」、上記濃度が５％超〜７％以下であった場合をトナーカブリの抑制効果がほとんどないとして「Ｂ」、上記濃度が７％超であった場合をトナーカブリの抑制効果が全くないとして「Ｃ」と評価した。

作製した帯電ロール試料の詳細な構成、上記測定結果、評価結果をまとめて表１および表２に示す。

表１によれば、以下のことがわかる。
試料１〜４の帯電ロールは、ゴム弾性層側凸部の最大高さが本願で規定される下限値を下回っている。そのため、試料１〜４の帯電ロールは、帯電横スジの抑制に有効な大きさの放電空間を確保することが困難となり、帯電横スジが発生しやすかった。

試料５、６の帯電ロールは、表層側凸部の最大高さが本願で規定される上限値を上回っていることによって、帯電横スジの抑制効果が見られたものの、ゴム弾性層側凸部の頂部付近で表層側凹部による感光体表面と表層表面との間の微小な放電空間を確保し難く、トナーカブリが生じやすかった。

試料１１、１２の帯電ロールは、表層側凸部の最大高さが本願で規定される上限値を上回っている。そのため、試料１１、１２の帯電ロールは、ゴム弾性層側凸部の頂部付近で表層側凹部による感光体表面と表層表面との間の微小な放電空間を確保し難く、トナーカブリが生じやすかった。

試料１７〜２４（試料１８の帯電ロール除く）の帯電ロールは、ゴム弾性層側凸部の最大高さが本願で規定される上限値を上回っている。そのため、ゴム弾性層側凸部により形成される放電空間が過度に大きくなり過ぎ、表層側凸部の最大高さが本願で規定される上限値を超える場合はもちろんのこと（試料１７、２３、２４の帯電ロール）、表層側凸部の最大高さを適正な範囲にしたとしても（試料１９〜２２の帯電ロール）、トナーカブリが生じやすかった。なお、試料１８の帯電ロールは、表層側凸部の最大高さが本願で規定される上限値を超えているので、トナーカブリが発生した。

これらに対し、試料７〜試料１０、試料１３〜試料１６、試料２５、試料２６の帯電ロールは、表層が、表層中に含まれる表層内粒子が内部に存在することによって外方に突出する表層側凸部と、隣接する表層側凸部の間に位置する表層側凹部とを備える表層側凹凸部を有するとともに、ゴム弾性層側凸部の最大高さが１２．４μｍ〜２８．３μｍの範囲内にある。そのため、上記各帯電ロールは、ゴム弾性層側凹部によって感光体表面と表層表面との間に十分な放電空間を確保することができる。そのため、上記各帯電ロールは、感光体を十分に帯電させることが可能となり、帯電横スジを抑制することができた。この際、上記各帯電ロールは、ゴム弾性層側凸部の内部にゴム弾性層内粒子が存在しているので、ゴム弾性層側凸部の内部にゴム弾性層内粒子がない場合に比べて、ゴム弾性層側凸部が潰れ難く、上記放電空間を安定して確保することが可能であり、帯電横スジの抑制に有利であるといえる。

また、上記各帯電ロールは、表層が、表層中に含まれる表層内粒子が内部に存在することによって外方に突出する表層側凸部と、隣接する表層側凸部の間に位置する表層側凹部とを備える表層側凹凸部を有するとともに、表層側凸部の最大高さが１．５μｍ〜７．９μｍの範囲内にある。そのため、上記各帯電ロールは、ゴム弾性層側凸部における頂部付近であっても、表層側凹部によって感光体表面と表層表面との間に微小な放電空間を多数確保することができる。また、上記各帯電ロールは、ゴム弾性層側凸部の内部にゴム弾性層内粒子が存在しているので、ゴム弾性層側凸部の頂部付近における導電経路を確保することができる。それ故、上記各帯電ロールは、ゴム弾性層側凸部における頂部付近であっても、表層表面と感光体表面との間で放電させることができる。そのため、上記各帯電ロールは、ゴム弾性層側凸部の頂部位置に対応する感光体表面についても帯電させることが可能となり、この部分にトナーが引き寄せられることがなくなってトナーカブリを抑制することができた。

また、表１の結果によれば、ゴム弾性層内粒子の平均粒子径が７〜２４μｍの範囲内、表層内粒子の平均粒子径が１〜１０μｍの範囲内である場合は、ゴム弾性層側凸部の最大高さ、表層側凸部の最大高さを本願で規定する範囲に設定しやすくなることが確認された。また、ゴム弾性層内粒子の含有量を、ゴム弾性層の形成に用いられるゴム１００質量部に対し、１０〜１００質量部の範囲内とした場合は、ゴム弾性層を押し出し成形によって形成する際に、ゴム弾性層の表面付近に存在するゴム弾性層内粒子の割合が増加し、ゴム弾性層内粒子が内部に存在することによって外方に突出するゴム弾性層側凸部を形成しやすいことが確認された。

次に、表２に示した各試料の帯電ロールは、表１に示した各試料の帯電ロールと比較して、ゴム弾性層に用いたゴム種が異なっている。この場合でも、表１と同様の結果が得られた。なお、表２において、本願の要件を満たす帯電ロール試料は、試料３３〜３６、試料３９〜４２である。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。

１帯電部材
２軸体
３ゴム弾性層
３０ゴム弾性層側凹凸部
３１ゴム弾性層側凸部
３１０ゴム弾性層内粒子
３２ゴム弾性層側凹部
４表層
４０表層側凹凸部
４１表層側凸部
４１０表層内粒子
４２表層側凹部

Claims

電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電部材であって、
導電性を有する軸体と、該軸体の外周面に沿って形成された導電性を有するゴム弾性層と、該ゴム弾性層の表面に沿って形成された表層とを有しており、
上記ゴム弾性層は、該ゴム弾性層中に含まれるゴム弾性層内粒子が内部に存在することによって外方に突出するゴム弾性層側凸部と、隣接する上記ゴム弾性層側凸部の間に位置するゴム弾性層側凹部とを備えるゴム弾性層側凹凸部を表面に有するとともに、上記ゴム弾性層側凸部の最大高さは１２．４μｍ〜２８．３μｍの範囲内にあり、
上記表層は、該表層中に含まれる表層内粒子が内部に存在することによって外方に突出する表層側凸部と、隣接する上記表層側凸部の間に位置する表層側凹部とを備える表層側凹凸部を表面に有するとともに、上記表層側凸部の最大高さは１．５μｍ〜７．９μｍの範囲内にあることを特徴とする帯電部材。
上記ゴム弾性層内粒子の平均粒子径は、７〜２４μｍの範囲内にあり、
上記表層内粒子の平均粒子径は、１〜１０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
上記ゴム弾性層内粒子の含有量は、上記ゴム弾性層の形成に用いられるゴム１００質量部に対し、１０〜１００質量部の範囲内にあることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電部材。