JP4878659B1 - 帯電部材及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期に亘る使用によっても帯電性能が変化し難い帯電部材が提供される。
【解決手段】該帯電部材は、導電性支持体、弾性層及び表面層を有している。該弾性層は、球形粒子を、その少なくとも一部が該弾性層の表面から露出するように含有し、それによって、該弾性層の表面は粗面化されてなり、該球形粒子は球形シリカ粒子、球形アルミナ粒子および球形ジルコニウム粒子からなる群から選ばれる少なくとも１つであり、該弾性層の表面は該表面層によって、該弾性層の表面形状が該帯電部材の表面形状に反映されるように被覆されており、該表面層は、特定の構成単位を有する高分子化合物を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、帯電部体及び電子写真装置に関する。

電子写真装置において、ドラム形状の感光体の表面に接触配置されたローラ形状の帯電部材に電圧を印加し、ニップ近傍にて微小な放電を発生させて感光体の表面を帯電する接触帯電方式が知られている。

接触帯電方式に用いられる帯電部材としては、特許文献１に記載されているように、表面への現像剤の付着等を軽減し、また、放電を安定化させるために表面層中に粒子を含有させて、表面を粗面化することが一般的に行われている。

一方、特許文献２は、導電性の弾性体層上にオキシアルキレン基を有するポリシロキサンを含有する高い電気抵抗を有する薄い表面層を設けることによって、帯電能力を高めた帯電部材を開示している。

特開２００５−３４５８０１ 特開２００９−０８６２６３

上記特許文献１に記載されているように、表面層へ微粒子を含有させることによってその表面を粗面化した帯電部材は、感光体との繰り返しの接触によって、表面層が徐々に摩耗していく。それに伴って、微粒子が表面層から脱落していき、帯電部材の表面層の形状が変化する場合がある。その結果、帯電部材の帯電性能が経時的に変化してしまうことがある。

そこで、本発明の目的は、長期に亘る使用によっても帯電性能が変化し難い帯電部材を提供することにある。

また、本発明の目的は、高品位な電子写真画像を安定して形成し得る電子写真装置を提供することにある。

本発明によれば、導電性支持体、弾性層及び表面層を有し、該弾性層は、球形粒子を一部が該弾性層の表面から露出するように含有し、それによって、該弾性層の表面は粗面化されてなり、該球形粒子は球形シリカ粒子、球形アルミナ粒子および球形ジルコニウム粒子からなる群から選ばれる少なくとも１つであり、該弾性層の表面は該表面層によって、該弾性層の表面形状が該帯電部材の表面形状に反映されるように被覆されており、該表面層は、下記式（１）で示される構成単位を有する高分子化合物を含む帯電部材が提供される：

式（１）中、Ｒ₁、Ｒ₂は各々独立して下記式（２）〜（５）のいずれかを示す。

式（２）〜（５）中、Ｒ₃〜Ｒ₇、Ｒ₁₀〜Ｒ₁₄、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₄、およびＲ₂₅は各々独立して水素、炭素数１〜４のアルキル基、水酸基、カルボキシル基、またはアミノ基を示す。Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₅〜Ｒ₁₈、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃、Ｒ₂₇〜Ｒ₃₀は各々独立して水素、または炭素数１〜４のアルキル基を示す。ｎ、ｍ、ｌ、ｑ、ｓ、およびｔは各々独立して１〜８の整数、ｐおよびｒは各々独立して４〜１２の整数、ｘおよびｙは各々独立して０又は１を示す。＊は式（１）中のケイ素原子との結合位置を示し、＊＊は式（１）中の酸素原子との結合位置を示す。）。

また、本発明によれば、電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置されている帯電部材とを有し、該帯電部材が上記の帯電部材である電子写真装置が提供される。

本発明によれば、帯電性能が変化し難い帯電部材を得ることができる。また、本発明によれば、高品位な電子写真画像を安定して形成し得る電子写真装置を得ることができる。

本発明の帯電部材の表面状態を示す模式図である。 本発明の帯電部材の一例を示す断面図である。 本発明の電子写真装置の一例を示す概略構成図である。

本発明の帯電部材は、導電性基体、弾性層及び表面層を有している。
＜導電性基体＞
上記基体は、上層に設けられる弾性層及び表面層を支持可能な強度と導電性を有するものである。基体の材質としては、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム、又はニッケルの金属や、これらの合金等を用いることができる。また、基体の表面に、耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲で、メッキ処理等の表面処理を施してもよい。
＜弾性層＞
上記弾性層は、帯電部材に、感光体とニップ部を形成することができる弾性と、導電性を付与するものであり、ベースポリマーと添加剤を用いて形成することができる。ベースポリマーとしては、帯電部材の使用温度範囲でゴム弾性を有するものであればよい。

該ベースポリマーの具体例としては以下のものが挙げられる。
天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロルヒドリンホモポリマー（ＣＨＣ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＣＨＲ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体（ＣＨＲ−ＡＧＥ）。アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の水添物（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）等。

また、上記のベースポリマーに対して架橋剤を配合した熱硬化性のゴム材料、および、ポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、塩ビ系等の熱可塑性エラストマーもベースポリマーとして用い得る。

本発明に係る弾性層は、球形シリカ粒子、球形アルミナ粒子及び球形ジルコニア粒子からなる群から選ばれる少なくとも１種の球形粒子を、当該球形粒子の少なくとも一部が、該弾性層から露出するように含有している。当該弾性層は、球形粒子の一部分が露出することにより、その表面が粗面化されている。

球形シリカ粒子、球形アルミナ粒子及び球形ジルコニア粒子は、何れも高い硬度を有し、後述する弾性層の形成過程における研摩工程においても球形粒子自体は研削されにくい。そのため、球形を維持した状態で、弾性層の表面にその一部分を露出させることができる。また、帯電部材がニップにおいて感光体に対して押圧されたときにも、該表面層自体の剛性と相俟って帯電部材の表面形状がよく維持されることとなる。

本発明における球形シリカ粒子、球形アルミナ粒子及び球形ジルコニア粒子は各々、主成分としてシリカ、アルミナまたはジルコニアを含む球形粒子であって、その他の物質を含有していてもよい。これらの球形粒子の硬度は修正モース硬度で７以上であることが好ましい。修正モース硬度が７以上であれば、帯電部材が感光体と形成するニップ部において球状粒子の変形が抑制され、感光体との接触面積が増長するのを抑制することができる。

これらの球状粒子の平均粒子径の目安としては、２μｍ以上、８０μｍ以下、特には、５μｍ以上、４０μｍ以下であることが好ましい。この範囲内とすることで、帯電部材が感光体に押圧された際の、ニップにおける接触面積の増加を抑制できる。また、帯電部材の表面形状を、帯電部材の表面にトナー等が付着することを有効に抑制し得る表面形状とすることが容易となる。

ここで、球状粒子の平均粒子径は以下の測定方法によって求められる長さ平均粒子径を採用することができる。走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製 ＪＥＯＬ ＬＶ５９１０）による球状粒子の撮影画像を、画像解析ソフト（商品名：Ｉｍａｇｅ−ＰｒｏＰｌｕｓ；プラネトロン社製）を用いて解析する。解析は写真撮影時のミクロンバーから単位長さ当りの画素数をキャリブレーションし、写真から無作為に選択した５０個の各粒子について、画像上の画素数から定方向径を測定し、得られた測定値の算術平均を長さ平均粒子径とする。

また、球形粒子の球形度の目安としては、形状係数ＳＦ１の値が１００以上、１６０以下であることが好ましい。形状係数ＳＦ１は数式（１）で表される指数であり、１００に近いほど球形に近いことを意味している。球形粒子の形状係数ＳＦ１は以下の測定方法による測定値を採用することができる。走査型電子顕微鏡で撮影した画像情報を画像解析装置（ニコレ社製Ｌｕｓｅｘ３）に入力し、無作為に選択した５０個の粒子像について、数式（１）によってＳＦ１を算出し、その算出値の算術平均値を求める。

ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×（１００） (1)
（ＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長を、ＡＲＥＡは粒子の投影面積を表す。）
また、球形粒子の比表面積はＪＩＳ Ｚ８８３０（２００１年）に準拠して測定した値で、１０ｍ²／ｇ以下が好ましい。球状粒子の比表面積が１０ｍ²／ｇ以下であれば、ベースポリマーに配合したときに弾性層の硬度が過大になるのを抑制することができる。

球形粒子は、シリカ、アルミナ、ジルコニアの単一種類を用いても、また、２種類以上を混合して用いてもよい。球形粒子の弾性層中における含有量の目安は、ベースポリマー１００質量部に対して、１０質量部以上、１００質量部以下であることが好ましい。球形粒子の含有量が１０質量部以上であれば、弾性層の表面の粗面化のために十分な量の球形粒子を弾性層の表面からその一部分を露出させることができる。また、１００質量部以下とすることで、弾性層の過度に硬くなることを抑制できる。

弾性層は、その電気抵抗を調整するために導電剤を含有することが好ましい。導電剤としては、例えば、以下のものを用いることができる。カーボンブラック、グラファイト等の炭素材料；酸化チタン、酸化錫等の酸化物；Ｃｕ、Ａｇ等の金属；酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電化した導電粒子等の電子導電剤。過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム等の無機イオン物質。ラウリルトリメチルアンモニウムクローライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクローライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクローライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクローライド。ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクローライド、トリオクチルプロピルアンモニウムブロミド、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート等の陽イオン性界面活性剤。ラウリルベタイン、ステアリルべタイン、ジメチルアルキルラウリルベタイン等の両性イオン界面活性剤。過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウム等の第四級アンモニウム塩。トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等の有機酸リチウム塩等のイオン導電剤。

これらの導電剤は１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これら導電剤の弾性層中の含有量としては、帯電部材に所望の導電性を付与できれば、特に限定されるものではない。表面層を薄膜化するためには弾性層を低電気抵抗化することが好ましく、例えば、弾性層の電気抵抗が１０²Ω以上、１０⁸Ω以下、より好しくは１０³Ω以上、１０⁶Ω以下となるように、導電剤の含有量を調整することが好ましい。

上記弾性層には、その他、上記物質の機能を阻害しない範囲において、必要に応じてゴムの配合剤として一般に用いられている充填剤、加工助剤、老化防止剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、分散剤等を含有させることができる。

上記弾性層の硬度は、帯電部材と感光体とを当接させた際の帯電部材の変形を抑制する点から、アスカーＣが６０度以上、８５度以下であることが好ましく、より好ましくは７０度以上、８０度以下である。アスカーＣ硬度の測定は、測定環境２５℃×５５％ＲＨで、測定対象の表面にアスカーＣ型硬度計（高分子計器（株）製）の押針を当接し、１０００ｇ加重の条件で測定した測定値とすることができる。

上記したように、本発明に係る弾性層は、特定の球形粒子を、その一部が露出するように含有している。図１に、本発明に係る帯電部材の表面近傍の拡大断面を模式的に示した。図１中、球形粒子３１の露出部３１ａは、表面がベースポリマーで被覆されておらず、走査型電子顕微鏡の画像において弾性層１２の表面から突出し、それによって、弾性層の表面は粗面化されている。本発明において、弾性層１２の表面とは、球形粒子３１の露出部分３１ａの表面をも含む概念である。従って、本発明において、弾性層１２の表面が、後述する表面層１３によって被覆されている状態とは、表面層１３が、球形粒子３１の露出部分３１ａを含めて弾性層の表面全体を被覆している状態を意味している。

次に、本発明に係る、球形粒子の少なくとも一部分が露出してなる弾性層の形成方法を説明する。
まず、弾性層を構成する材料、具体的には、ベースポリマー、球形粒子および必要に応じて導電性粒子を、バンバリーミキサーや加圧式ニーダーといった密閉型混合機や、オープンロールのような開放型の混合機を使用して混合し、弾性層形成用の混合物を得る。その後、以下の（１）〜（３）の何れかの方法によって導電性支持体上の弾性層を形成することができる。
（１）弾性層用混合物を押出機によりチューブ状に押出成形し、これに芯金を挿入する方法。
（２）弾性層用混合物を、クロスヘッドを装着した押出機により、芯金を中心に所望の外径となるように円筒形に共押出する方法。
（３）弾性層用混合物を射出成形機により、所望の外径の金型内部に注入して弾性層を調製する方法。

中でも、上記（２）の方法は連続生産が容易で、工程数が少なく、低コストでの製造に適しているため好ましい。

次に、ベースポリマーの性質に応じて、必要な加熱硬化処理を行って導電性支持体上に形成した弾性層の表面を研磨して、球状粒子の一部分を弾性層から露出させる。弾性層の表面を研削する方法としては、砥石又は弾性層を形成した弾性ローラを軸方向に移動して研削するトラバース方式、弾性ローラ長さより幅広の砥石を用いて弾性ローラを回転させて研削するプランジカット方式等を使用することができる。プランジカット方式は弾性ローラの全幅を一度に研削できる利点があり、トラバース方式より加工時間の短縮を図ることができるため、好ましい。更に、弾性層表面は、その表面に形成される表面層が薄膜であることから、表面状態が帯電部材の表面に与える影響が大きく、感光体との駆動の安定化、またトナー汚れ防止の観点から、低摩擦化等の表面改質処理を行うことが好ましい。

表面改質方法としては、紫外線照射、電子線照射・プラズマ処理・コロナ放電処理等によることができ、これらの表面処理を組み合わせて使用してもよい。
＜表面層＞
上記表面層は、下記式（１）で示される構成単位を有する高分子化合物を含有する。かかる高分子化合物は、弾性層の表面を構成する球形粒子およびバインダーポリマーの双方に対して優れた親和性を示す。そのため、弾性層の表面形状が帯電部材の表面形状に反映されるように薄膜の被覆を形成することができる。また、当該高分子化合物は、緻密な架橋構造を有するため、高い剛性を示す。そのため、弾性層からその一部分を露出させた球状粒子が帯電部材の表面からの脱落を有効に抑制することができる。その結果として、本発明に係る帯電部材は、長期の使用によっても表面形状が変化し難い。すなわち、本発明に係る帯電部材は、帯電性能が経時的に変化しにくいものとなる。

式（１）中、Ｒ₁、Ｒ₂は各々独立して、式（２）〜（５）を示す。

上記式（２）〜（５）中、Ｒ₃〜Ｒ₇、Ｒ₁₀〜Ｒ₁₄、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₄、およびＲ₂₅は各々独立して水素、炭素数１〜４のアルキル基、水酸基、カルボキシル基、またはアミノ基を示す。Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₅〜Ｒ₁₈、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃、およびＲ₂₇〜Ｒ₃₀は各々独立して水素、または炭素数１〜４のアルキル基を示す。ｎ、ｍ、ｌ、ｑ、ｓ、およびｔは各々独立して１〜８の整数、ｐおよびｒは各々独立して４〜１２の整数、ｘおよびｙは各々独立して０又は１を示す。記号「＊」は式（１）のケイ素原子との結合位置を示し、記号「＊＊」は式（１）の酸素原子との結合位置を示す。

上記式（２）〜（５）で示される構造の具体例としては、上記式（２）〜（５）中の、Ｒ₃ 〜Ｒ₃₀ が水素原子である下記式（６）〜（９）で示されるものを挙げることができる。

式（６）〜式（９）中、Ｎ、Ｍ、Ｌ、Ｑ、Ｓ、およびＴは各々独立して１〜８の整数、ｘ’およびｙ’ は各々独立して０又は１を示す。記号「＊」は上記式（１）のケイ素原子との結合位置を示し、記号「＊＊」は上記式（１）の酸素原子との結合位置を示す。

このような表面層を形成するには、表面層形成用の塗工液を調製し、これを、球状粒子の露出部を形成した弾性層上に塗工して塗膜を形成し、塗膜に活性エネルギー線を照射して架橋を形成する方法によることができる。表面層用塗工液の調製は以下の工程（１）と工程（２）によることができる。

工程（１）：
下記式（１０）で表されるエポキシ基含有加水分解性シラン化合物（Ａ）と、必要に応じて下記式（１１）で示される加水分解性シラン化合物（Ｂ）とを混合し、水（Ｄ）、アルコール（Ｅ）を混合し加熱還流により加水分解・縮合を行う工程；
式（１０）
Ｒ₃₁−Ｓｉ（ＯＲ₃₂）（ＯＲ₃₃）（ＯＲ₃₄）
式（１１）
Ｒ₆₄−Ｓｉ（ＯＲ₆₅）（ＯＲ₆₆）（ＯＲ₆₇）
工程（２）：
上記工程（１）により得られた加水分解・縮合物に光重合開始剤（Ｆ）を添加し、必要に応じてアルコール（Ｅ）により適当な濃度に希釈する工程。

工程（１）で用いる上記式（１０）で表されるエポキシ基含有加水分解性シラン化合物（Ａ）において、Ｒ₃₂ 〜 Ｒ₃₄は各々独立して炭化水素基を示す。炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基等が挙げられる。これらの中でも、炭素数１〜４の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基を挙げることができる。Ｒ₃₁は、エポキシ基を有する、式（１２）〜（１５）のいずれかを示す。

式（１２）〜（１５）中、Ｒ₄₀〜Ｒ₄₂、Ｒ₄₅〜Ｒ₄₇、Ｒ₅₂、Ｒ₅₃、Ｒ₅₇、およびＲ₅₈は各々独立して水素、炭素数１〜４のアルキル基、水酸基、カルボキシル基、またはアミノ基を示す。Ｒ₄₃、Ｒ₄₄、Ｒ₄₈〜Ｒ₅₁、Ｒ₅₅、Ｒ₅₆、およびＲ₆₀〜Ｒ₆₃は各々独立して水素、または炭素数１〜４のアルキル基を示す。Ｒ₅₄、およびＲ₅₉は各々独立して水素、炭素数１〜４のアルコキシ基、または炭素数１〜４のアルキル基を示す。ｎ’、ｍ’、ｌ’、ｑ’、ｓ’、およびｔ’は各々独立して１〜８の整数、ｐ’およびｒ’は各々独立して４〜１２の整数を示す。また、*はケイ素原子との結合位置を示す。

エポキシ基含有加水分解性シラン化合物（Ａ）として、具体的に以下のものを挙げることができ、これらは１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
4-(トリメトキシシリル)ブタン-1,2-エポキシド、5,6-エポキシヘキシルトリエトキシシラン、8-オキシラン-2-イルオクチルトリメトキシシラン、8-オキシラン-2-イルオクチルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、（2-トリエトキシシリル）1-メチルシクロヘキサン-3,4-エポキシド、（2-トリエトキシシリル）1-エチルシクロヘキサン-3,4-エポキシド、3-（3，4−エポキシシクロヘキシル）メチルオキシプロピルトリメトキシシラン。

また、工程（１）で用いられる式（１１）で表される加水分解性シラン化合物（Ｂ）において、式（１１）中、Ｒ₆₄はアルキル基、又はアリール基を示し、Ｒ₆₅〜Ｒ₆₇は各々独立して炭化水素基を示す。Ｒ₆₄のアルキル基としては、炭素数１〜２１の直鎖状が好ましく、より好ましくは炭素数６〜１０の直鎖状である。Ｒ₆₄のアリール基としては、フェニル基が好ましい。Ｒ₆₅〜Ｒ₆₇の炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、又はアリール基等が挙げられる。これらの中でも、炭素数１〜４の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基を挙げることができる。また、Ｒ₆₄がフェニル基を有する加水分解性シラン化合物を含む場合、Ｒ₆₄が炭素数６〜１０の直鎖状のアルキル基を有する加水分解性シラン化合物と併用することが、加水分解縮合反応を通して構造が変化しても溶媒との相溶性が良好であることから、好ましい。

加水分解性シラン化合物（Ｂ）の具体例として以下のものを挙げることができる。
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシルトリプロポキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、オクチルトリエトキシシラン。

加水分解性化合物（Ｂ）として、上記の具体例に記載した化合物群から選ばれる２つ以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記の具体例に記載した化合物中のアルキル基の少なくとも１個の水素原子がフッ素原子で置換されたものも加水分解性化合物（Ｂ）として用い得る。

上記工程（１）に用いる水（Ｄ）の添加量は、加水分解性シラン化合物（Ａ）及び（Ｂ）の合計のモル数（Ａ）＋（Ｂ）に対する水のモル数（Ｄ）の比Ｒ_OR＝（Ｄ）／（（Ａ）＋（Ｂ））が、０．３以上、６．０以下であることが好ましい。更に、Ｒ_ORが１．２以上、３．０以下であることがより好ましい。Ｒ_ORが０．３以上であれば、縮合反応が充分に行われ、表面層用塗工液に未反応のシリカ化合物が残存するのを抑制し、架橋密度の高い膜が得られる。Ｒ_ORが６．０以下であれば、縮合反応の速度が速くなり表面層用塗工液に白濁や沈殿が生成するのを抑制することができ、また、極性が高くなって縮合物との相溶性が低下するのを抑制することができる。

アルコール（Ｅ）は、加水分解性シラン化合物（Ａ）、（Ｂ）の加水分解・縮合物を相溶させるために用いられる。アルコール（Ｅ）としては、第１級アルコール、第２級アルコール、第３級アルコール、第１級アルコールと第２級アルコールの混合系、第１級アルコールと第３級アルコールの混合系を用いることが好ましい。アルコールとして、特に、エタノール、メタノールと２−ブタノールの混合溶液、エタノールと２−ブタノールの混合溶液が好ましい。

上記工程（１）において、これらを混合し、加熱還流を行い、加水分解・縮合物を形成する。上記工程（１）においては、加水分解性シラン化合物は（Ａ）の１種又は２種以上に、加水分解性シラン化合物（Ｂ）を必要に応じて１種又は２種以上を組み合わせて使用してもよく、更に、金属アルコシド（Ｃ）を用いてもよい。金属アルコシド（Ｃ）としては、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、チタニウムにその原子価に応じた数のアルコキシル基が結合したものであることが好ましい。

アルコキシル基としては、例えば、アルキルオキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基等を挙げることができ、炭素原子が一部酸素若しくは窒素で置換されたものであってもよい。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロピキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基等を挙げることができる。金属アルコシド（Ｃ）の使用量は、モル比において（Ｃ）／（（Ａ）＋（Ｂ））≦５．０であることが表面層に白濁や沈殿が生じるのを抑制し、塗工液の保存性を向上させることができることから、好ましい。更に、０．５≦（Ｃ）／（（Ａ）＋（Ｂ））≦３．０であることが、好ましい。金属アルコシド（Ｃ）は、エポキシ基含有加水分解性シラン化合物（Ａ）又はこれと共に混合した加水分解性シラン化合物（Ｂ）に水（Ｄ）とアルコール（Ｅ）と添加して、加水分解縮合物とした後に、この加水分解縮合物に添加することが好ましい。

上記工程（２）で用いる光重合開始剤（Ｆ）は、シラン縮合物に架橋を形成させるために用いる。光重合開始剤（Ｆ）としては、ルイス酸あるいはブレンステッド酸のオニウム塩、カチオン重合触媒を用いることもできる。カチオン重合触媒としては、例えば、ボレート塩、イミド化合物、トリアジン化合物、アゾ化合物、過酸化物等が挙げられる。カチオン重合触媒としては、感度、安定性及び反応性の観点から、芳香族スルホニウム塩や芳香族ヨードニウム塩が好ましい。特に好ましいカチオン重合触媒として、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム塩や、式（１６）で示される化合物（商品名：アデカオプトマ−ＳＰ１５０、旭電化工業（株）製）を挙げることができる。

また、式（１７）で示される化合物（商品名：イルガキュア２６１、チバスペシャルティーケミカルズ社製）も好適に用いることができる。

光重合開始剤（Ｆ）は、表面層用塗料への相溶性を向上させるため、予めアルコールやケトン等の溶媒、例えば、メタノールやメチルイソブチルケトンに溶解して用いることが好ましい。

更に、表面層用塗料は塗布性を向上させるため、塗工に適した濃度に調整することが好ましい。表面層用塗料が低粘度である程表面層の膜厚を薄くすることができ、表面層の電気容量が大きくなるため、帯電部材の表面の電荷量を充分に確保でき、放電ムラを抑制することができ、感光体を均一に帯電することができる。そのため、塗布液を適宜溶媒で希釈して低粘度化することが好ましい。このときに塗布液の粘度は、Ｂ型粘度計における測定値で、２ｍＰａ・ｓ以下であることが更に好ましい。用いる溶剤としては、（１）工程で用いるアルコールと同様のアルコールを用いることもできる。その他、酢酸エチルや、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトンを用いてもよく、これらを混合して用いることもできる。これらのうち、特に、メタノールが好ましい。このように調製された表面層用塗工液の弾性層への塗工方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、リング塗布、ロールコーターを用いた塗布等の方法を使用することができる。

上記方法により形成した弾性層上の塗膜に、活性エネルギー線を照射し、光重合開始剤（Ｆ）のラジカルを発生させ、これによってエポキシ基を開裂、重合させて架橋を形成することができる。使用する活性エネルギー線としては、紫外線が、低温で光重合開始剤（Ｆ）のラジカルを発生させ、架橋反応を進行させることができることから、好ましい。低温で架橋反応を進行させることにより、塗膜から溶剤が急速に揮発するのを抑制し、塗膜に相分離、シワが発生するのを抑制し、弾性層との密着強度が高い表面層を形成することができる。弾性層との密着強力が高い表面層は、帯電部材が温湿度の変化が急激な環境下で使用され、温湿度の変化により弾性層の体積が変動しても、シワやクラックの発生を抑制することができる。その上、架橋反応の進行時に弾性層の熱劣化を抑制することができるため、製造工程における弾性層の電気的特性の低下を抑制することもできる。

紫外線の供給源としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、エキシマＵＶランプ等を用いることができ、これらのうち、１５０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長の紫外線を放射するものが好ましい。紫外線は、照射時間、ランプ出力、ランプと表面層間の距離によって、供給量を調整して照射することができ、また、照射時間内で紫外線の照射量に勾配をつけることもできる。紫外線の積算光量は、８０００ｍＪ／ｃｍ²程度が好ましい。紫外線の積算光量は以下の式から求めることができる。

紫外線積算光量［ｍＪ／ｃｍ²］＝紫外線強度［ｍＷ／ｃｍ²］×照射時間［ｓ］低圧水銀ランプを用いる場合、紫外線の積算光量は、ウシオ電機（株）製の紫外線積算光量計ＵＩＴ−１５０−ＡやＵＶＤ−Ｓ２５４（いずれも商品名）を用いて測定することができる。また、エキシマＵＶランプを用いる場合、紫外線の積算光量は、ウシオ電機（株）製の紫外線積算光量計ＵＩＴ−１５０−ＡやＶＵＶ−Ｓ１７２（いずれも商品名）を用いて測定することができる。

本発明に係る表面層は、球形粒子の露出部を含む弾性層の表面の全体を被覆する。弾性層の厚みは、球形粒子の露出部の高さより薄い厚さを有する。これによって、弾性層の表面形状が、表面層の表面形状、すなわち、帯電部材の表面形状に反映されることとなる。

表面層の厚さは、弾性層の表面形状が帯電部材の表面形状に反映される限り、特に限定されない。表面層の厚さの目安は、１０ｎｍ以上、１μｍ以下、特には、３０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であることが好ましい。この範囲内とすることで、使用中に帯電部材からの球形粒子の脱落を有効に抑制することができる。また、表面層の変形を抑制し、感光体との接触面積が増長するのを抑制することができる。表面層の厚さが１μｍ以下であれば、適切な電気容量を有し、帯電部材の硬度が過大になるのを抑制して感光体と適切なニップ部を形成することができる。表面層の厚さは、電子顕微鏡による観察により測定することができる。

また、本発明に係る帯電部材によれば、電子写真感光体の表面へのトナー等の固着を有効に抑制することができ、長期に亘る高品位な電子写真画像の形成に資するものである。
すなわち、本発明者らの検討によれば、上記特許文献２に係る帯電部材を長期に使用したときに電子写真画像に欠陥が生じることがあった。その原因は未だ解明中であるが、以下のようなメカニズムに因るものと推定した。すなわち、特許文献２に係る、ポリシロキサンを含む表面層は、緻密で高い硬度を有するため、感光体とのニップにおいて、ニップ部分に入り込んだトナーを感光体表面に押し付けてしまい、感光体表面に徐々にトナーの固着物が蓄積していく。そして、感光体表面に付着しているトナーがクリーニングブレードによってもクリーニングできなくなっていく。その結果、電子写真画像に欠陥が生じるようになる、というものである。

一方、本発明に係る帯電部材は、球形粒子によって粗面化された弾性層の表面の形状が反映された表面形状を有する。そして、球形粒子として高硬度なものを用いると共に、表面層が剛性の高いポリシロキサンを含むことにより、帯電部材と感光体とのニップにおいても、帯電部材の粗面化された表面形状が失われにくい。すなわち、ニップにおける帯電部材と感光体との接触面積が、特許文献２に係る帯電部材を用いた場合と比較して相対的に減少する。

そのため、トナーが感光体の表面に固着し難くなり、感光体の表面のクリーニング性の経時的な低下が抑えられる。その結果として、多くの枚数の電子写真画像を形成した場合であっても、感光体の表面の固着物に起因する画像の欠陥の発生を抑えることができる。

表面層の体積抵抗値は１０⁸Ω・ｃｍ以上、１０¹⁵Ω・ｃｍ以下、特には、１０¹⁰Ω・ｃｍ以上、１０¹⁵Ω・ｃｍ以下が好ましい。表面層の体積抵抗値を上記の範囲内とすることで、帯電部材と感光体との間での異常放電の発生を有効に抑制し得ると共に、感光体の帯電をより均一に行い得る。

また、表面層の弾性率は、１０００ＭＰａ以上、２００００ ＭＰａ以下であることが好ましい。表面層の弾性率を上記の範囲内とすることで、帯電部材と感光体との間に適度な幅のニップを形成し得る。また、球形粒子を埋没させるような変形を抑制でき、感光体との接触面積が過度に増加することを抑制できる。また、上記したような厚さの表面層であっても、柔軟な弾性層の変形によく追従し得る。

本発明の帯電部材は、上記基体上に弾性層及び表面層を有するものであれば、特に限定されるものではなく、基体と弾性層間、弾性層と表面層間にその他の層を有していてもよい。本発明の帯電部材の一例として、ローラ状の帯電部材を図２の断面図に示す。この帯電ローラ１０は、導電性支持体１１上に、順次、弾性層１２と表面層１３を積層した構造を有する。

＜電子写真装置＞
本発明の電子写真装置の一例を図３に示す。図３において、２１は円筒状の感光体であり、支持体２１ｂ及び支持体上に形成された感光層２１ａを有し、軸２１ｃを中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。回転駆動される感光体２１の表面に押圧され、感光体に接触して従動回転するように上記帯電ローラ１０が配置される。帯電ローラ１０は導電性支持体１１に接続される電源２３から摺擦電極２３ａを介して供給される電源により所定の直流（ＤＣ）バイアスが印加され、ニップ部を形成して押圧される感光体をニップ部の近傍において所定電位に帯電する。次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光等の露光手段２４から出力される露光を受けることで、感光体の感光層２１ａに、目的の画像に対応した静電潜像が形成される。感光層に形成された静電潜像に現像部材２５によりトナーが供給されトナー像が形成される。感光体上のトナー像は、転写材供給手段（不図示）から感光体と転写手段２６との間の当接部に、感光体の回転と同期して供給される紙等の転写材２７上に順次転写される。トナー像が転写された転写材は、感光体の表面から分離されて定着手段へ導入されて像定着を受けることにより画像形成物（プリント、コピー）として装置外へプリントアウトされる。トナー像転写後の感光体の表面は、弾性体等で形成されるクリーニングブレードを備えたクリーニング手段２８によって転写残りの現像剤（トナー）の除去を受けて清浄面化される。

本発明の帯電部材は、弾性層がシリカ、アルミナ、ジルコニアから選ばれる高硬度の球状粒子をその一部を露出させて含有し、薄膜の表面層を介してこれらの粒子により表面が粗面化される。表面層は球状粒子と弾性層の両方との密着性が高く、且つ弾性率が高い。このため、弾性層全面を被覆して球状粒子を保持し、帯電部材が感光体に押圧されたとき形成されるニップにおいて、球状粒子が弾性層表面に露出した状態を維持することができる。これにより、帯電部材の表面の凹凸形状を維持し、帯電部材と感光体との接触面積が増長するのを抑制できる。表面層が薄膜であり、帯電部材は弾性層の低硬度を維持し、感光体間に充分なニップ部を形成することができ、当接不良による画像不良や、帯電部材表面にトナーや外添剤が付着することにより生じる耐久画像不良の発生を抑制することができる。

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。以下に記載する「部」は「質量部」を意味する。試薬等は特に指定のないものは市販の高純度品を用いた。
［実施例１］
［弾性層の形成］
下記表１の材料を、６リットル加圧ニーダー（製品名：ＴＤ６−１５ＭＤＸ、トーシン社製）を用いて、充填率７０ｖｏｌ％、ブレード回転数３０ｒｐｍで１６分間混合してＡ練りゴム組成物を得た。

次いで、下記表２の材料を、ロール径１２インチのオープンロールにて、前ロール回転数８ｒｐｍ、後ロール回転数１０ｒｐｍ、ロール間隙２ｍｍで、左右の切り返しを合計２０回実施した。その後、ロール間隙を０．５ｍｍとして薄通し１０回を行い、弾性層形成用の未加硫ゴム組成物を得た。

直径６ｍｍ、長さ２５２ｍｍの円柱形の芯金（鋼製、表面はニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２２６ｍｍに導電性加硫接着剤（メタロックＵ−２０；東洋化学研究所製）を塗布し、８０℃で３０分間乾燥した。次に、上記未加硫ゴム組成物を、クロスヘッドを用いた押出成形によって、芯金を中心として同軸状に円筒形に同時に押出し、芯金の外周に未加硫ゴム組成物がコーティングされた直径８．８ｍｍの未加硫ゴムローラを作製した。押出機は、シリンダー径４５ｍｍ（Φ４５）、Ｌ／Ｄ＝２０の押出機を使用し、押出時の温調はヘッド９０℃、シリンダー９０℃、スクリュー９０℃とした。成形した未加硫ゴムローラの両端を切断し、弾性層部分の軸方向幅を２２８ｍｍとした後、電気炉にて１６０℃４０分の加熱処理を行い、加硫ゴムローラを得た。得られた加硫ゴムローラの表面をプランジカットの研削方式の研磨機で研磨し、端部直径８．３５ｍｍ、中央部直径８．５０ｍｍのクラウン形状の弾性体層を有するゴムローラを得た。

［表面層の形成］
下記表３に記載の材料を混合し、室温で攪拌した後、２４時間加熱還流を行い有機無機ハイブリッドゾルの縮合物ゾル１を得た。

この縮合物ゾル１を２−ブタノール／エタノールの混合溶剤に添加して、固形分７質量％含有する縮合物ゾル液１を調製した。ただし、固形分とは、加水分解性シラン化合物が総て脱水縮合したと仮定したときの縮合物である。以下、固形分とは特別な表記がない限り、同様の意味で使用している。

この縮合物ゾル液１の１００ｇに対して、光カチオン重合開始剤としての芳香族スルホニウム塩（商品名：アデカオプトマーＳＰ−１５０、旭電化工業（株）製）を０．３５ｇの割合で添加して、塗布原液１を得た。

塗布原液１を、固形分が４．５質量％になるよう２−ブタノール／エタノールの混合溶剤で希釈したものを表面層形成用塗布液１とした。表面層形成用塗布液１の粘度をＢ型粘度計（東機産業製ＲＥ５００Ｌ、０．８°×Ｒ２４コーンロータ使用）で測定したところ、１ｍＰａ・ｓ以下であった。測定条件は測定温度２５℃、サンプル量は０．６ｍｌで行った。

次に、ゴムローラの弾性層上に表面層形成用塗布液１をリング塗布した（塗出量：０．１２０ｍＬ／ｓ、リングヘッドの移動スピード：８５ｍｍ／ｓ、総排出量：０．１３０ｍＬ）。

次いで、低圧水銀ランプ（ハリソン東芝ライティング（株）製）を用いて、２５４ｎｍのセンサーにおける感度で、紫外線の光量が８０００ｍＪ／ｃｍ²となるよう、表面層形成用塗布液１の塗膜を形成したゴムローラを回転させつつ紫外線を照射して該塗膜を硬化させた。こうして、弾性層の表面が、該弾性層の表面形状が反映されたことにより凹凸状の表面形状を有する表面層で被覆された帯電ローラ１を作製した。帯電ローラ１の帯電性能の耐久性および表面層の物性を、以下のようにして評価し、測定した。

［画像評価］
画像形成に用いる電子写真装置として、Ａ４サイズの紙を縦方向に出力可能なレーザービームプリンター（商品名：ＬａｓｅｒＪｅｔ Ｐ１００５、ヒューレット・パッカード製）を用意した。このレーザービームプリンター用のプロセスカートリッジに、上記で作製した帯電ローラ組み込み、そのプロセスカートリッジを上記電子写真装置に装填した。

帯電ローラの芯金に外部電源（MODEL PM04015A：トレック社製）により、−１２００Ｖの直流電圧を印加し、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、黒ベタ画像を一部に含むハーフトーン画像（電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅１ドットの線を間隔２ドットで描く画像）を１枚形成した。続いて、印字濃度１％の電子写真画像を２５００枚形成した。更に、引き続いて、１枚目と同じ、黒ベタ画像を一部に含むハーフトーン画像を１枚形成した。なお、画像形成は、１枚印字する毎に感光ドラムの回転を完全に停止させる、所謂、間欠モードで行った。
評価１：感光体表面のクリーニング不良に起因する画像欠陥の有無の評価；
２５００枚の印字濃度１％の電子写真画像のうちの１枚目〜１０００枚目について、目視で観察し下記の基準により評価した。
Ａ：１０００枚の電子写真画像の全てにおいて、感光体表面のクリーニング不良に起因する画像欠陥が認められない。
Ｂ：感光体表面のクリーニング不良に起因する軽微な画像欠陥が認められるものの、１００枚毎の欠陥発生率は常に５％以下である。
Ｃ：感光体表面のクリーニング不良に起因する画像欠陥が認められる。但し、１００枚毎の欠陥発生率は常に５％以下である。
Ｄ：感光体表面のクリーニング不良に起因する画像欠陥が認められる。また、１００枚毎の発生率が５％を越える場合がある。

評価２：帯電性能の評価；
１枚目および２５０１枚目に形成した、黒ベタ画像を一部に含むハーフトーン画像を目視で観察し、帯電ムラに起因する画像欠陥の有無及びその程度を下記の基準で評価した。
Ａ：帯電ムラに起因する横スジ状の濃度ムラが認められない、または、ほとんど認められない。
Ｂ：ハーフトーン画像の部分に帯電ムラに起因する横スジ状の濃度ムラが確認できる。
Ｃ：ハーフトーン画像部分および黒ベタ画像部分に、帯電ムラに起因する横スジ状の濃度ムラがはっきりと確認できる。

測定１：表面層の弾性率；
厚さ１００μｍのアルミシートの脱脂表面に表面層形成用塗布液１を塗布し、塗膜を形成した。乾燥後、帯電ローラ作製時と同一条件（２５４ｎｍの波長、積算光量が８０００ｍＪ／ｃｍ²）で紫外線を照射して塗膜を硬化させ、厚さ１０μｍ以上の硬化膜を得た。

得られた硬化膜について、表面皮膜物性試験機（フィッシャースコープＨ１００Ｖ、フィッシャーインストルメンツ社製）を用い、圧子を測定対象の表面から１μｍ／７ｓｅｃの速度で進入させたときに圧子に負荷される値を測定し、その値を弾性率とした。

また、このとき硬化膜中に式（１）の構造が含まれることを確認した。表面層形成用塗布液５及び表面層形成用塗布液６に関しては塗膜の乾燥後、温度１６０℃で１時間加熱処理後に、紫外線の照射を行った。

測定２：表面層の層厚：
帯電ローラをナイフで切断し、走査型透過電子顕微鏡（ＨＤ−２０００、（株）日立ハイテクノロジーズ製）による断面の画像において、層厚を測定した。

［実施例２］
実施例１と同じ方法にて調製した塗布原液１を、固形分が０．５質量％になるよう２−ブタノール／エタノールの混合溶剤で希釈した表面層形成用塗布液２を調製した。表面層形成用塗布液２の粘度は１ｍＰａ・ｓ以下であった。

表面層形成用塗布液２を用いた以外は、実施例１と同じ方法で帯電ローラ２を作製した。この帯電ローラ２およびその表面層を実施例１と同じ方法により評価した。

［実施例３］
実施例１の表１中の球形粒子を球形シリカ粒子−２（商品名：ＨＳ−３０１、電気化学マイクロン社製）１０質量部に変更した以外は実施例１と同じ方法によりゴムローラを作成した。

また、実施例１と同じ方法で調製した塗布原液１を、固形分が１．５質量％になるよう２−ブタノール／エタノールの混合溶剤で希釈して表面層形成用塗布液３を調製した。表面層形成用塗布液３の粘度は１ｍＰａ・ｓ以下であった。

上記で得たゴムローラの弾性層の表面に、表面層形成用塗布液３の塗膜を実施例１と同じ方法により形成し、硬化させた。こうして、弾性層の表面が、該弾性層の表面形状が反映されてなる表面形状を有する表面層で被覆されてなる帯電ローラを得た。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同じ方法により評価した。

［実施例４］
弾性層に用いた球形粒子の配合量を８０質量部とした以外は、実施例３と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同じ方法により評価した。

［実施例５］
実施例１で調製した縮合物ゾル液１を、２−ブタノール／エタノールの混合溶剤に添加して、固形分１４質量％の縮合物ゾル液２を調製した。縮合物ゾル液２の１００ｇに対して、光カチオン重合開始剤としての芳香族スルホニウム塩（商品名：アデカオプトマーＳＰ−１５０、旭電化工業（株）製）を０．７ｇの割合で添加して表面層形成用塗布液４を得た。
表面層形成用塗布液４を、実施例１と同じ方法により形成したゴムローラの表面にディッピング塗布し、表面層形成用塗布液４の塗膜で弾性層の表面を被覆した。浸漬時間は９秒、ディッピング塗布引き上げ速度としては、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。次いで、当該塗膜を、実施例１と同様にして硬化せしめて表面層となし、帯電ローラを作成した。この帯電ローラおよびその表面層を、実施例１と同じ方法によって評価した。

［実施例６］
弾性層に用いた球形粒子の配合量を１０質量部とした以外は、実施例５と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラとその表面層を実施例１と同じ方法により評価した。

［実施例７］
弾性層に用いた球形粒子を球状シリカ粒子−３（商品名：ＦＢ−４０Ｓ、電気化学工業株式会社製）１０質量部に変更した以外は実施例１と同じ方法によりゴムローラを形成した。

また、実施例１と同じ方法で調製した縮合物ゾル１の１００ｇに対して、光カチオン重合開始剤としての芳香族スルホニウム塩（商品名：アデカオプトマーＳＰ−１５０、旭電化工業（株）製）を１．４ｇの割合となるように、縮合物ゾル液１に添加して表面層形成用塗布液５を調製した。上記のゴムローラの表面に表面層形成用塗布液５を用いて実施例５と同様にして表面層を形成して帯電ローラを作成した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例８］
弾性層に用いた球形粒子を球状シリカ粒子−３に変更した以外は、実施例３と同様にして帯電ローラを作成した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例９］
弾性層に用いた球形粒子の配合量を８０質量部とした以外は、実施例８と同様にして帯電ローラを作成した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例１０］
弾性層に用いた球形粒子を球状シリカ粒子−３に変更した以外は、実施例５と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例１１］
弾性層に用いた球形粒子を球状シリカ粒子−４（商品名：ＨＳ−３０５、株式会社マイクロン社製）に変更した以外は、実施例３と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例１２］
弾性層に用いた球形粒子を球状アルミナ粒子−１（商品名：ＡＹ−１１８、株式会社マイクロン社製）に変更した以外は、実施例１と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例１３］
弾性層に用いた球形粒子を球状アルミナ粒子−２（商品名：ＡＸ３−３２、株式会社マイクロン社製）に変更した以外は、実施例３と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例１４］
弾性層に用いた球形粒子の配合量を８０質量部とした以外は、実施例１３と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例１５］
弾性層に用いた球形粒子を球状アルミナ粒子−１に変更した以外は、実施例５と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例１６］
弾性層に用いた球形粒子を球状アルミナ粒子−２を１０質量部用いたこと以外は、実施例５と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例１７］
弾性層に用いた球形粒子を球状ジルコニア粒子−１（商品名：ＮＺビーズ、ニイミ産業株式会社製）に変更した以外は、実施例１と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例１８］
弾性層に用いた球形粒子を球状ジルコニア粒子−１を１００質量部用いたこと以外は、実施例５と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例１９］
弾性層に用いた球形粒子を球状ジルコニア粒子−１に変更した以外は、実施例３と同様にして帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例２０］
表面層形成用塗布液を以下のようにして調製した。
下記表４に記載の材料を混合し、室温で３０分攪拌した後、オイルバスを用いて１２０℃で２０時間加熱還流を行い、固形分２８．０質量％の縮合物ゾル２を得た。

次に、縮合物ゾル２を室温に冷却し、９８．０５ｇに対し、タンタルペンタエトキド（Ｇｅｌｅｓｔ（株）製）を７８．７５ｇ（０．１４９ｍｏｌ）添加し、室温で３時間攪拌して縮合物ゾル液３を得た。一連の攪拌は７５０ｒｐｍの速度で行った。Ｔａ/Ｓｉ＝１．０である。

この縮後物ゾル液２の２５ｇに対して、光カチオン重合開始剤としての芳香族スルホニウム塩（商品名：アデカオプトマー ＳＰ−１５０ 旭電化工業（株）製）をメチルイソブチルケトンで１０質量％に希釈したものを２．００ｇ添加し、塗布原液２を得た。この塗布原液２を、固形分が２．０質量％になるように、エタノール：２−ブタノール＝１：１（質量比）の混合溶媒で希釈し、表面層形成用塗布液６を得た。この表面層形成用塗布液６を用いて実施例１と同じ方法により帯電ローラを作成した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例２１］
表面層形成用塗布液を以下のようにして調製した。室温において、実施例１と同じ方法にて調製した縮合物ゾル１の１１３．１６ｇに、チタニウム（ＩＶ）イソプロポキシド（（株）高純度化学研究所製）の６３．６４ｇ（０．２２４ｍｏｌ）を混合し、室温で３時間攪拌して縮合物ゾル液４を得た。一連の攪拌は７５０ｒｐｍの速度で行った。Ｔｉ/Ｓｉ＝１．０である。

縮合物ゾル液４の２５ｇに、光カチオン重合開始剤としての芳香族スルホニウム塩（商品名：アデカオプトマー ＳＰ−１５０ 旭電化工業（株）製）をメチルイソブチルケトンで１０質量％に希釈したものを２．００ｇ添加し、塗布原液３を得た。この塗布原液３を、固形分が２．０質量％になるように、エタノール：２−ブタノール＝１：１（質量比）の混合溶媒で希釈し、表面層形成用塗布液７を得た。この表面層形成用塗布液７を用いて実施例１と同じ方法により帯電ローラを作成した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［実施例２２］
実施例１におけるＡ練りゴム組成物中の原料ゴムとしてのＮＢＲをＳＢＲ（商品名：タフデン２００３、旭化成ケミカルズ株式会社製）に変更し、カーボンブラックの配合量を４７質量部に変更したＡ練りゴム組成物を調製した。

また、実施例１における弾性層形成用の未加硫ゴム組成物中のＡ練りゴム組成物を上記のものに変更すると共に、その配合量を２２３質量部に変更した。更に、加硫促進剤を、テトラベンジルチウラムジスルフィドを１．０質量部、および、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾルスルフェンイミド（ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ−ＴＢＳＩ、ＦＬＥＸＳＹＳ社製）を１．０部に変更した。かかる弾性層形成用の未加硫ゴム組成物を用いて実施例１と同じ方法にてゴムローラを作成した。

このゴムローラを用いた以外は実施例１と同様にして帯電ローラを作成した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［比較例１］
弾性層に球形粒子を含有させない以外は、実施例１と同様にして帯電ローラを作成した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［比較例２］
弾性層に用いた球状粒子を不定形シリカ粒子（商品名：ＢＹ−００１、東ソー・シリカ株式会社製）に変更した以外は、実施例１と同様にして帯電ローラを作成した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［比較例３］
弾性層に用いた球形粒子を球形ＰＭＭＡ粒子（商品名：テクノポリマーＭＢＸ−１２、積水化成品工業株式会社製）に変更した。研磨後のゴムローラの表面を、更に不織布で摩擦してゴム部を磨耗させ、球形ＰＭＭＡ粒子の表面が、弾性層から露出するように加工した。これら以外は、実施例１と同様にして帯電ローラを作成した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［比較例４］
表面層用塗布液を以下のようにして調製した。カプローラクトン変性アクリルポリオール溶液にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が１．５質量％となるように調整した。この溶液のアクリルポリオール固形分１００質量部に対して、下記表５に記載の材料を加えて、ウレタン樹脂の混合溶液を調整した。

上記表５中の表面処理酸化チタン粒子（＊１）は以下の方法で調製した。すなわち、針状ルチル型酸化チタン粒子（平均粒径１５ｎｍ、縦：横＝３：１、体積抵抗率２．３×１０¹⁰Ω・ｃｍ）１０００ｇに、表面処理剤としてイソブチルトリメトキシシラン１１０ｇ、溶媒としてトルエン３０００ｇを配合してスラリーとした。このスラリーを攪拌機で３０分間混合後、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。得られたスラリーを、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）し、トルエンを除去し、１２０℃で２時間表面処理剤の焼付処理を行った。焼付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、表面処理酸化チタン粒子を得た。

また、表５中のブロックイソシアネート混合物（＊２）はヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）とイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）の各ブタノンオキシムブロック体を質量比７：３で混合したものである。当該ブロックイソシアネート混合物のイソシアネート量としては「ＮＣＯ／ＯＨ＝０．７」となる量であった。

次いで、内容積４５０ｍＬのガラス瓶に上記混合溶液２００ｇを、メディアとしての平均粒径０．８ｍｍのガラスビーズ２００ｇと共に入れ、ペイントシェーカー分散機を用いて２４時間分散した。その後、ガラスビーズを濾過により除去し、表面層形成用塗布液８を得た。表面層形成用塗布液８を実施例５と同様の条件でディップ塗布した後、温度６０℃で１時間で加熱処理して本比較例に係る帯電ローラを作製した。この帯電ローラおよびその表面層を実施例１と同様にして評価した。

［比較例５］
実施例１において、表面層を設けない以外は、実施例１と同様にして帯電ローラを作成した。この帯電ローラを実施例１と同様にして評価した。

実施例で用いた球形粒子および比較例において球形粒子の代替物として用いた粒子の物性等を下記表６に示す。

上記実施例および比較例に係る帯電ローラおよび表面層の評価および測定の結果を下記表７−１〜７−２に示す。

上記の結果から、粒子を含有せず、表面が粗面化されていない比較例１に係る帯電ローラは、感光体の表面にトナーを固着させる傾向が特に強い。そのため、感光体のクリーニング不良に起因する画像欠陥が顕著に生じているものと考えられる。

また、不定形のシリカ粒子を用いた比較例２に係る帯電ローラは、比較例１に係る帯電ローラよりも、評価１の結果は、やや良化している。しかし、感光体のクリーニング不良に起因する画像欠陥は生じている。これは粒子が不定形であるため、感光体表面が削れて粗さが粗くなり、クリーニングブレードと感光体間に隙間ができ、トナーすり抜けが起きたと考えられる。

次に、低硬度の球状粒子を含有する比較例３に係る帯電ローラは、感光体とのニップにおいて感光体に押圧されたとき、球形粒子が変形し、帯電ローラの表面が平坦になってしまうために、感光体にトナーを固着させてしまっているものと考えられる。

更に、比較例４に係る帯電ローラは、樹脂表面層が本発明に係る表面層の如き剛性を有さず、柔軟なため、ニップにおいて感光体に押圧されたとき、球形粒子が弾性層に埋没し、帯電ローラの表面が平坦になってしまうために、感光体にトナーを固着させてしまっているものと考えられる。

更にまた、比較例５に係る帯電ローラは、表面層を有しないため、多数枚の電子写真画像の形成により表面が不均一に摩耗し、帯電性能が不均一になってしまっているものと考えられる。

１０ 帯電ローラ（帯電部材）
１１ 導電性支持体
１２ 弾性層
１３ 表面層
３１ 球状粒子

Claims (2)

1. 導電性支持体、弾性層及び表面層を有している帯電部材であって、
   該弾性層は、球形粒子を、その少なくとも一部が該弾性層の表面から露出するように含有し、それによって、該弾性層の表面は粗面化されてなり、
   該球形粒子は球形シリカ粒子、球形アルミナ粒子および球形ジルコニア粒子からなる群から選ばれる少なくとも１つであり、
   該弾性層の表面は該表面層によって、該弾性層の表面形状が該帯電部材の表面形状に反映されるように被覆されており、
   該表面層は、下記式（１）で示される構成単位を有する高分子化合物を含むことを特徴とする帯電部材：
   

   

   式（１）中、Ｒ₁、Ｒ₂は各々独立して式（２）〜（５）のいずれかを示す。
   

   

   

   

   

   式（２）〜（５）中、Ｒ₃〜Ｒ₇、Ｒ₁₀〜Ｒ₁₄、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₄、およびＲ₂₅は各々独立して水素、炭素数１〜４のアルキル基、水酸基、カルボキシル基、またはアミノ基を示す。Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₅〜Ｒ₁₈、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃、Ｒ₂₇〜Ｒ₃₀は各々独立して水素、または炭素数１〜４のアルキル基を示す。ｎ、ｍ、ｌ、ｑ、ｓ、およびｔは各々独立して１〜８の整数、ｐおよびｒは各々独立して４〜１２の整数、ｘおよびｙは各々独立して０又は１を示す。＊は式（１）中のケイ素原子との結合位置を示し、＊＊は式（１）中の酸素原子との結合位置を示す。）。
2. 電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触して配置されている帯電部材とを有し、該帯電部材が請求項１に記載の帯電部材であることを特徴とする電子写真装置。

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