JP5167573B2 - 帯電部材、クリーニング部材、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用した電子写真装置に用いられる帯電部材、クリーニング部材及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、像担持体等の被帯電体を均一に帯電させる工程や、該被帯電体に付着した異物を除去（清掃）する工程がある。

まず、上記被帯電体を帯電させる工程においては、帯電手段として、金属ワイヤーに高電圧を印加することで発生するコロナ放電によるコロナ帯電方式などがあり、近年では、電圧が印加された状態で像担持体に接触し、像担持体との間の微少な間隙にて放電し像担持体表面を帯電させる接触帯電方式が広く用いられている。接触帯電方式に用いられる帯電部材には、体積抵抗率が１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍの半導電性の弾性体で構成された帯電ロールがある。帯電ロールは、像担持体を均一に帯電させるために、抵抗、形状が厳密に制御されている。
また、上記被帯電体に付着した異物を除去する工程においては、クリーニング手段として、被帯電体との間に電圧を印加して異物を取り去る、クリーニングロール等のクリーニング部材が用いられている。

帯電ロールを用いた電子写真用画像形成装置においては、像担持体表面に付着した転写残トナー、キャリア、紙粉等の異物が、帯電ロールと像担持体とのニップ部分に進入することにより、該異物が帯電ロール表面に付着し帯電ロールを汚染する。帯電ロール表面に異物が付着すると、異物付着部分は抵抗が高くなり、像担持体への帯電不良を生じたり、異物付着部分で異常放電を引き起こしたりして、現像、転写後の画像において、白点や色点といった画像欠陥を引き起こす。上記異物の付着による汚染が長期的に継続された帯電ロールは、ロール全体としても抵抗にムラができるため、像担持体の帯電ムラを生じやすく、形成された画像に、更に濃度ムラや、画像全面に及ぶ白点や色点といった画質欠陥を引き起こす。

特に近年、電子写真用画像形成装置においては、高画質化、長寿命化が一層要求されており、従来では検出できなかった帯電ムラが画質欠陥の原因となる。また、画像形成装置のコスト低減のために、直流の電圧印加のみで帯電する方式とした場合には、従来の直流に交流を重畳して電圧印加し、帯電の均一化を図っている装置と比較して、より一層異物の付着による画像欠陥が顕著となる。更に、近年像担持体の長寿命化のために、像担持体のクリーニング部材を、ブレードに変えてブラシやロールが採用されている。しかし、ブレードと比較するとブラシやロールは、クリーニング部材表面がトナーを含む異物により汚染されることによってクリーニング性が低下するため、トナーを含む異物を多量に帯電ロールに突入させてしまう。

また、像担持体表面に付着した転写残トナー、キャリア、紙粉等の異物を除去するクリーニング部材においても、トナー等の異物がその表面に溜まり続けることによりクリーニングロール自体を汚染する。クリーニングロール表面に異物が付着すると、異物付着部分においてクリーニング不良が発生し、それが像担持体へのトナーフィルミングの原因となり、結果として、現像、転写後の画像において、白点や色点といった画像欠陥を引き起こす。

これら帯電ロールやクリーニングロールへの異物の付着による画質欠陥防止のために、従来、以下の様な試みがなされてきた。
帯電ロールへの対応としては、異物の付着を低減する方法や、付着した異物を除去する部材を装着する方法などが挙げられる。帯電ロールへの異物の付着を低減する方法としては、例えば、いわゆる樹脂に代表されるような、分子構造が緻密で離型性に優れた高分子材料により表面層を形成し、一般に粘着性の高い弾性ロール（帯電ロール）表面へ異物の付着を低減させる試みがなされてきた（例えば、特許文献１又は２参照）
また、前記付着した異物を除去する部材を装着する方法としては、帯電ロールにロールやパッド（例えば、特許文献３参照）、或いはウェブ（例えば、特許文献４参照）等の部材を当接させたり、帯電ロール近傍にクリーニング素子を設けて（例えば、特許文献５参照）帯電ロール表面に付着した異物を強制的に除去する試みがなされてきた。

また、クリーニングロールへの対応としては、帯電ロールへの対応同様に、異物の付着を低減する方法や、付着した異物を除去する部材を装着する方法などが挙げられる（例えば、特許文献６、７参照）。特に、クリーニングロールでは、クリーニングロール表面に付着した異物を強制的に除去するなどの試みがなされてきた。

しかし、帯電部材及びクリーニング部材の何れにおいても、表面層構成材料を緻密にしたり、付着した異物を除去する部材を装着する方法でも、帯電部材表面の残留トナーが十分に取りきれず、次第に異物が蓄積することが判明した。
特開昭５８−１９４０６１号公報 特開平１−２０４０８１号公報 特開平２−３０１７７７号公報 特開平２−３０１７７９号公報 特開昭５８−１９４０６１号公報 特開平１０−３３３４４７号公報 特開平１１−７２２６号公報

本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
すなわち、本発明の目的は、トナーや外添剤等の異物による汚染を抑制でき、更に異物等との摩擦によって発生する傷や摩耗を抑制でき、且つ均一な帯電性能の維持性に優れた帯電部材、及び該帯電部材を用いた画像形成装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、トナーや外添剤等の異物による汚染を抑制でき、更に異物等との摩擦によって発生する傷や摩耗を抑制でき、且つ良好なクリーニング性能の維持性に優れたクリーニング部材、及び該クリーニング部材を用いた画像形成装置を提供することにある。

上記課題は、以下の本発明によって達成される。
即ち、本発明の帯電部材は、
＜１＞ 電圧が印加された状態で被帯電体に接触し、被帯電体を帯電させる帯電部材であって、基材表面に弾性層と樹脂層とをこの順に有し、且つ該樹脂層の表面がテトラヘドラルアモルファスカーボンでコーティングされていることを特徴とするロール形状の帯電部材である。

また、本発明における帯電手段を備える画像形成装置は、
＜２＞ 少なくとも像担持体と、該像担持体に接触しその表面を帯電する帯電手段と、を備える画像形成装置であって、前記帯電手段として前記＜１＞に記載の帯電部材を用いることを特徴とする画像形成装置である。

＜３＞ 前記帯電部材を清掃するクリーニング手段を具備していることを特徴とする前記＜２＞に記載の画像形成装置である。

また、本発明のクリーニング部材は、
＜４＞ 電圧が印加された状態で被帯電体に接触し、被帯電体を清掃するクリーニング部材であって、基材表面に弾性層と樹脂層とをこの順に有し、且つ該樹脂層の表面がテトラヘドラルアモルファスカーボンでコーティングされていることを特徴とするロール形状のクリーニング部材である。

更に、本発明におけるクリーニング手段を備える画像形成装置は、

＜５＞ 少なくとも像担持体と、該像担持体に接触しその表面を清掃するクリーニング手段と、を備える画像形成装置であって、該クリーニング手段として前記＜４＞に記載のクリーニング部材を用いることを特徴とする画像形成装置である。

＜６＞ 少なくとも像担持体と、中間転写体と、該中間転写体に接触しその表面を清掃するクリーニング手段と、を備える画像形成装置であって、該クリーニング手段として前記＜４＞に記載のクリーニング部材を用いることを特徴とする画像形成装置である。

＜７＞ 前記クリーニング部材を清掃するクリーニング手段を具備していることを特徴とする前記＜５＞又は＜６＞に記載の画像形成装置である。

本発明の効果としては、トナーや外添剤等の異物による汚染を抑制でき、更に異物等との摩擦によって発生する傷や摩耗を抑制でき、且つ均一な帯電性能の維持性に優れた帯電部材、及び該帯電部材を用いた画像形成装置を提供することができる。
また、本発明の別の効果としては、トナーや外添剤等の異物による汚染を抑制でき、更に異物等との摩擦によって発生する傷や摩耗を抑制でき、且つ良好なクリーニング性能の維持性に優れたクリーニング部材、及び該クリーニング部材を用いた画像形成装置を提供することができる。

本発明者らは鋭意検討したところ、帯電部材及びクリーニング部材の表面をテトラヘドラルアモルファスカーボン（以下、「ｔａ−Ｃ」と略すことがある。）でコーティングすることにより、いずれにおいてもトナーや外添剤等の付着に対して効果的であることを見出した。
以下、本発明を詳細に説明するにあたり、まず帯電部材及びそれを用いた画像形成装置について説明し、その後にクリーニング部材及びそれを用いた画像形成装置について説明する。

＜帯電部材＞
本発明の帯電部材は、電圧が印加された状態で被帯電体に接触し、被帯電体を帯電させる帯電部材であって、基材表面に弾性層と樹脂層とをこの順に有し、且つ該樹脂層の表面がテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）でコーティングされていることを特徴とする。表面をｔａ−Ｃでコーティングすることにより、トナーや外添剤等の異物による汚染を効果的に防止することができ、均一な帯電性能を長期にわたって維持することができる。また、極めて高い耐磨耗性を得ることができ、異物等との摩擦によって発生する傷や摩耗を抑制することができる。加えて、高い耐磨耗性を有していることから、異物が付着しても、よりクリーニング性の高いクリーニング部材により表面をクリーニングすることも可能である。

本発明で用いるｔａ−Ｃは、炭素質からなる高硬度、高ヤング率の物質で、従来からあるダイヤモンドライクカーボンより硬度が高いため、異物やクリーニング部材等との摩擦によるキズや磨耗の抑制に優れている。ｔａ−Ｃは、ダイヤモンドと同様の硬度でありつつ、体積抵抗率は１０⁶〜１０⁹Ω・ｃｍと帯電部材に適した体積抵抗率を持ち合わせた物質である。尚、上記体積抵抗率は１０⁷〜１０⁹Ω・ｃｍであることがより好ましく、１０⁸〜１０⁹Ω・ｃｍであることが特に好ましい。

また、該ｔａ−Ｃ層の膜厚としては、その帯電性能を阻害せずに、高い汚染抑制効果及び耐磨耗性を得るという観点から、２μｍ以下であることが好ましく、１．５μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以下であることが特に好ましい。一方、高い汚染抑制効果及び耐磨耗性を維持するという観点から、下限は０．２μｍ以上であることが好ましい。

ｔａ−Ｃ層の形成は、黒鉛のバキュームアーク放電により炭素プラズマを発生させ、そこからイオン化した炭素を抽出・堆積させる、フィルター・カソード・バキューム・アーク（ＦＣＶＡ）法により行うことができ、島津製作所製のＦＣＶＡ装置を用いて行われる。形成条件としては、成膜温度０〜８０℃（より好ましくは２０〜８０℃、特に好ましくは４０〜８０℃）、成膜速度１．５ｎｍ／ｓが好ましい。

また、良好な帯電性能を得るという観点から、ｔａ−Ｃ層表面の、ＪＩＳ−Ｂ０６０１（２００１）に定義される十点平均粗さ（Ｒｚ）は、５μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以下であることが特に好ましい。
尚、特に限定されるわけではないが、ｔａ−Ｃ層が薄膜に、且つ平滑に形成できるという観点から、コーティングされる表面（ｔａ−Ｃ層の内層の最表面）は平滑性を有していることが好ましく、具体的には、十点表面粗さ（Ｒｚ）が５μｍ以下であることが好ましい。

上記帯電部材は、帯電ロールの構成をとる。
以下、帯電部材としての帯電ロールについて説明する。

−帯電ロール−
帯電ロールの層構成の例を図１及び図２に示す。
参考例として示す図１のように、一般的に帯電ロールは金属の基材１の表面に導電性の弾性層２を形成し、更に最表層としてｔａ−Ｃ層４が形成される。尚、本発明は基材表面に弾性層と樹脂層とをこの順に有し、且つ該樹脂層の表面がｔａ−Ｃでコーティングされた構成であり、図２のように、金属の基材１表面に導電性の弾性層２、樹脂層３、ｔａ−Ｃ層４が順次形成された構成がより好ましい。樹脂層３を形成すると、表面が平滑な帯電ロールを得ることができ、トナーや外添剤等の付着やクリーニング性においてもより良好な効果が得られる。尚、ｔａ−Ｃ層４は非常に薄い層として形成することができるため、ｔａ−Ｃ層４の内側を構成する層（基材１や弾性層２など）の帯電性能を阻害することがない。

前記基材は、帯電ロールの電極及び支持部材として機能するもので、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属又は合金；クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄；導電性の樹脂；などの導電性の材質で構成される。

前記導電性弾性層は、例えばゴム材中に導電剤を分散させることによって形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム等、及びこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、ポリウレタン、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、ＮＢＲ及びこれらのブレンドゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。

導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属又は合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの微粉末を挙げることができる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；を挙げることができる。

これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、その添加量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、ゴム材１００質量部に対して、１〜３０質量部の範囲であることが好ましく、１５〜２５質量部の範囲であることがより好ましい。一方、上記イオン導電剤の場合は、ゴム材１００質量部に対して、０．１〜５．０質量部の範囲であることが好ましく、０．５〜３．０質量部の範囲であることがより好ましい。

前記樹脂層を構成する高分子材料としては、特に制限されないが、ポリアミド、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミド、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。

上記高分子材料は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、当該高分子材料の数平均分子量は、１，０００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、１０，０００〜５０，０００の範囲であることがより好ましい。

樹脂層には、導電材として前記導電性弾性層に用いた導電剤を用いることもできる。
また、その添加量は特に制限はないが、高分子材料１００質量部に対して、１〜５０質量部の範囲であることが好ましく、５〜４０質量部の範囲であることがより好ましい。

＜帯電手段を備える画像形成装置＞
上述した本発明の帯電部材は、電子写真方式の画像形成装置において、像担持体等の被帯電体に接触しその表面を帯電する部材である。像担持体の帯電手段として本発明の帯電部材を用いた画像形成装置は、像担持体表面を均一に帯電させることができ、良好な画像形成が可能となる。

ここで、図３に本発明における帯電手段を備える画像形成装置の一例を示すが、本発明はこれに限定されるわけではない。尚、装置の主要部のみを説明し、その他はその説明を省略する。
図３に示す画像形成装置は、像担持体１０と、その周囲に配される、像担持体１０表面を所定の電位に帯電させる帯電ロール（帯電手段）２０、帯電された像担持体１０表面を画像信号に基づくレーザ光線３０よって露光して静電潜像を形成する露光装置４０、帯電されたトナー（現像剤）を供給して前記静電潜像を現像する現像装置５０、現像されたトナー像を記録紙（転写材）Ｐ上に転写する転写ロール６０、及び、転写後の像担持体１０表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置７０が順に配設されている。更に、帯電ロール（帯電手段）２０に当接するように帯電ロール用クリーニング装置８０が設けられている。

まず、像担持体１０はその表面を帯電ロール２０によって−５００Ｖ〜−８００Ｖ程度の電位に帯電される。帯電ロール２０は像担持体１０に当接し、帯電ロール２０は像担持体１０と等速で外部駆動させている。また、帯電ロール用クリーニング装置８０は、帯電ロール２０に当接し、表面に付着したトナーや外添剤等を摺擦して、除去するブレード８１と、除去されたゴミを格納する格納部８２と、から構成されており、帯電ロール２０が回転することで、クリーニングを行うことができる。

像担持体１０は、導電性の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗であるが、露光装置４０からレーザ光線３０が照射されると、レーザ光線３０が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した像担持体１０の表面に、図示しない制御部から送られてくる画像データに従って、露光装置４０を介してレーザ光線３０を出力する。レーザ光線３０は、像担持体１０の表面の感光層に照射され、それにより、印字パターンの静電潜像が像担持体１０の表面に形成される。

このようにして像担持体１０表面に形成された静電潜像は、像担持体１０の回転により所定の現像位置（現像装置５０と対向する位置）まで回転される。そして、この現像位置で、像担持体１０上の静電潜像が、現像装置５０によって可視像（トナー像）化される。

像担持体１０の表面が前記現像位置を通過することにより、像担持体１０表面の除電された潜像部にのみトナーが静電的に付着し、潜像がトナーによって現像される。像担持体１０は、引続き回転し、像担持体１０表面に現像されたトナー像が所定の転写位置（転写ロール６０と対向する位置）へ搬送される。

像担持体１０表面のトナー像が転写位置へ搬送されると、転写ロール６０に所定の転写バイアスが印加され、像担持体１０から転写ロール６０に向う静電気力がトナー像に作用し、像担持体１０表面のトナー像が記録紙Ｐ上へ転写される。また、像担持体１０表面の残留トナーは、クリーニング装置７０により除去される。

ここで、上記画像形成装置において、帯電ロール（部材）２０を清掃する帯電ロール用クリーニング装置について述べる。帯電ロール用クリーニング装置に用いられるクリーニング部材としては、パッド、ロール、ブラシ、ブレード等公知のものを挙げることができ、その中でもブラシや、ブレードからなるクリーニング部材が、安定したクリーニング性能を維持できる点より好ましい。
クリーニング部材の材質は特に限定はしないが、ポリウレタン等のゴム及びエラストマー、ポリエステル、ナイロン樹脂、ステンレスやアルミ等の金属などが挙げられる。また、クリーニング部材は常に帯電部材と接触している必要はなく、一定のサイクルで接触し帯電部材表面を清掃できればよい。帯電部材が帯電ロールである場合は、クリーニング部材と接触することで像担持体との従動が妨げられるようであれば、帯電ロールを駆動させる手段を用いてもよい。従来においては、クリーニング部材との接触により帯電部材表面にキズがつくことがあったが、非常に硬度の高いｔａ−Ｃをコーティングした本発明の帯電部材であれば、その様なキズの発生がない。

また、近年主流となりつつあり、帯電部材表面に残留しやすい球状・小径トナーを用いた場合や、電圧印加方式が直流である直流帯電方式の場合、像担持体表面をクリーニングするクリーニング部材を装着しないクリーナーレスシステムを用いた場合などにおいては、特に本発明の帯電部材を用いたときの効果は大きい。
次に、本発明のクリーニング部材について説明する。

＜クリーニング部材＞
本発明のクリーニング部材は、電圧が印加された状態で被帯電体（像担持体、中間転写体など）に接触し、被帯電体を清掃するクリーニング部材であって、基材表面に弾性層と樹脂層とをこの順に有し、且つ該樹脂層の表面がテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）でコーティングされていることを特徴とする。表面をｔａ−Ｃでコーティングすることにより、クリーニング部材自体への、トナーや外添剤等の異物による汚染を効果的に防止することができ、良好なクリーニング性能を長期にわたって維持することができる。また、極めて高い耐磨耗性を得ることができ、異物等との摩擦によって発生する傷や摩耗を抑制することができる。

尚、上記クリーニング部材表面にコーティングされるｔａ−Ｃ層は、前記帯電部材表面にコーティングされるものと同様であり、その好ましい態様（膜厚、表面の十点平均粗さなど）や、形成方法なども同様である。

上記クリーニング部材は、クリーニングロールの構成をとる。
尚、クリーニングロールとしては、前述の帯電ロールと同様の構成からなるものを、好適に用いることができる。

＜クリーニング手段を備える画像形成装置＞
上述した本発明のクリーニング部材は、電子写真方式の画像形成装置において、電圧が印加された状態で、像担持体や中間転写体等の被帯電体に接触し、被帯電体を清掃する部材である。像担持体や中間転写体のクリーニング手段として本発明のクリーニング部材を用いた画像形成装置は、良好なクリーニング性能を長期にわたって維持することができ、その結果良好な画像形成が長い期間可能となる。

ここで、図４に本発明におけるクリーニング手段を備える画像形成装置の一例を示すが、本発明はこれに限定されるわけではない。
図４に示す画像形成装置は、像担持体１１０と、その周囲に配される、像担持体１１０表面を所定の電位に帯電させる帯電ロール（帯電手段）１２０、帯電された像担持体１１０表面を画像信号に基づくレーザ光線１３０よって露光して静電潜像を形成する露光装置１４０、帯電されたトナー（現像剤）を供給して前記静電潜像を現像する現像装置１５０、現像されたトナー像を記録紙（転写材）Ｐ上に転写する転写ロール１６０、及び、転写後の像担持体１１０表面に残留するトナーを除去するクリーニングロール（クリーニング装置）１７０が順に配設されている。更に、クリーニングロール（クリーニング手段）１７０に当接するようにクリーニングロール用クリーニング装置１８０が設けられている。

尚、図４に示す画像形成装置における、像担持体１１０、帯電ロール１２０、レーザ光線１３０、露光装置１４０、現像装置１５０、転写ロール１６０、記録紙Ｐは、各々図３における像担持体１０、帯電ロール２０、レーザ光線３０、露光装置４０、現像装置５０、転写ロール６０、記録紙Ｐと同様であり、ここでは説明を省く。

クリーニングロール用クリーニング装置１８０は、クリーニングロール１７０に当接し、表面に付着したトナーや外添剤等を摺擦して、除去するブレード１８１と、除去されたゴミを格納する格納部１８２と、から構成されており、クリーニングロール１７０が回転することで、クリーニングを行うことができる。尚、上記クリーニングロール用クリーニング装置１８０としては、図３における、帯電ロール用クリーニング装置８０と同様のものを用いることができ、また、本発明のクリーニング部材も好適に用いることができる。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、実施例中において、「部」は「質量部」を表す。また、以下に示す実施例２、４、６、および８は、本発明の参考例として示すものである。
＜実施例１＞
（帯電ロールの作製）
−弾性層の形成−
下記混合物をオープンロールで混練りし、表面に接着層を設けたＳＵＳ３０３からなる直径８ｍｍの導電性支持体（基材）表面に、プレス成形機を用いて導電性弾性層を形成し、その後研磨により直径１４ｍｍの導電性ロールＡ１を得た。

［弾性層用混合物の組成］
・ゴム材 ・・・１００部
（エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム
Ｇｅｃｈｒｏｎ３１０６：日本ゼオン社製）
・導電剤（カーボンブラック アサヒサーマル：旭カーボン社製） ・・・・１５部
・導電剤（ケッチェンブラックＥＣ：ライオン社製） ・・・・・５部
・イオン導電剤（過塩素酸リチウム） ・・・・・１部
・加硫剤（硫黄 ２００メッシュ：鶴見化学工業社製） ・・・・・１部
・加硫促進剤（ノクセラーＤＭ：大内新興化学工業社製） ・・・２．０部
・加硫促進剤（ノクセラーＴＴ：大内新興化学工業社製） ・・・０．５部
・加硫促進助剤（酸化亜鉛 酸化亜鉛１種：正同化学工業社製） ・・・・・３部
・ステアリン酸 ・・・１．５部

−樹脂層の形成−
下記混合物をビーズミルにて分散し、得られた分散液Ａをメタノールで希釈し、前記導電性ロールＡ１の表面に浸漬塗布した後、１４０℃で１５分間加熱乾燥し、厚さ１０μｍの表面層を形成して、導電性ロールＡ２を得た。

［樹脂層用混合物の組成］
・高分子材料 ・・・・１００部
（共重合ナイロン アラミンＣＭ８０００：東レ社製）
・導電剤 ・・・・・３０部
（アンチモンドープ酸化スズ ＳＮ−１００Ｐ：石原産業社製）
・溶剤（メタノール） ・・・・５００部
・溶剤（ブタノール） ・・・・２４０部

−ｔａ−Ｃ層の形成−
ＦＣＶＡ装置（島津製作所）を用いてｔａ−Ｃ層を導電性ロールＡ２上に形成した。条件は、成膜温度４０℃、成膜速度１．５ｎｍ／ｓとし、均一な層を形成させるために、ロールを３０ｒｐｍで回転させながら形成した。このようにして膜厚が約０．６μｍのｔａ−Ｃ層を形成した、帯電ロール１を得た。

（帯電ロールの評価）
まず、帯電ロールの十点平均粗さ（Ｒｚ）をＪＩＳ−Ｂ０６０１（２００１）に記載の方法で、動摩擦係数を以下の方法で測定した。
動摩擦係数は、新東科学（株）製の表面性測定機（ＨＥＩＤＯＮ−１４）を用い、２２℃、５５％ＲＨの環境下、帯電ロールを円筒状ＳＵＳ片と交差するように接触させ、ＳＵＳ片を固定した状態で、荷重５０ｇ、移動速度１．０ｍｍ／ｓの条件で、帯電ロールを長手方向に移動させて測定した。
次いで、帯電ロール１を帯電装置としてカラー複写機ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ４００ＣＰ（富士ゼロックス社製）に装着し、Ａ４用紙５０，０００枚印字テスト（１０℃、１５％ＲＨ環境下で２５，０００枚印刷後、２８℃、８５％ＲＨ環境下で２５，０００枚印字）を行った。尚、途中で大きな問題が発生した場合には、その時点で印字を中止した。画質評価は、５０，０００枚走行後の画像について、ハーフトーン画像中での色点、白点、濃度ムラの有無により以下の基準で判定した。
結果は表１にまとめて示した。

［画質評価基準］
◎：色点、白点、濃度ムラ等のディフェクト無し。
○：１０個以内の黒点、白点発生。
△：１０個以内の黒点、白点と軽微な濃度ムラ発生。
×：全面に黒点、白点と軽微な濃度ムラ発生。
××：全面に黒点、白点、濃度ムラ発生。

また、ロール汚れを、５０，０００枚走行後のロールについて、以下の基準で目視評価した。

［ロール汚れ評価基準］
◎：ほとんど異物付着なし、軽微の異物付着。
○：局所的な異物付着。
△：全面軽微な異物付着（薄く白くなる）。
×：全面異物付着。
××：全面異物の固着（真っ白になる）。

＜実施例２＞
（帯電ロールの作製）
樹脂層を形成せず、また、ｔａ−Ｃ層の膜厚を約０．５μｍとした以外は、実施例１と同様の方法にて、帯電ロール２を得た。
（帯電ロールの評価）
帯電ロール２について、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１にまとめて示した。

＜実施例３＞
（帯電ロールの作製）
実施例１と同様の方法にて、帯電ロール３を得た。
（帯電ロールの評価）
帯電ロール３をカラー複写機ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ４００ＣＰに装着し、帯電ロール用クリーニング部材としてウレタン性クリーニングブレードを常時接触するように設定した後、実施例１同様にして評価を行った。結果を表１にまとめて示した。

＜実施例４＞
（帯電ロールの作製）
実施例１同様に、導電性ロール作製後、更に研磨し表面を粗面化した導電性ロールＢ１を得た。樹脂層を形成せず、ｔａ−Ｃ層の膜厚を約０．５μｍで実施例１と同様の方法にて帯電ロール４を得た。
（帯電ロールの評価）
帯電ロール４について、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１にまとめて示した。

＜比較例１＞
（帯電ロールの作製）
ｔａ−Ｃ層を形成しなかった以外は、実施例１と同様の方法にて、帯電ロール５を得た。
（帯電ロールの評価）
帯電ロール５について、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１にまとめて示した。

＜実施例５＞
（クリーニングロールの作製）
−弾性層の形成−
下記混合物をオープンロールで混練りし、表面に接着層を設けたＳＵＳ３０３からなる直径６ｍｍの導電性支持体（基材）表面に、プレス成形機を用いて導電性弾性層を形成し、その後研磨により直径１０ｍｍの導電性ロールＣ１を得た。

［弾性層用混合物の組成］
・ゴム材 ・・・１００部
（エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム
Ｇｅｃｈｒｏｎ３１０６：日本ゼオン社製）
・導電剤（カーボンブラック アサヒサーマル：旭カーボン社製） ・・・・１５部
・導電剤（ケッチェンブラックＥＣ：ライオン社製） ・・・・・５部
・イオン導電剤（過塩素酸リチウム） ・・・・・１部
・加硫剤（硫黄 ２００メッシュ：鶴見化学工業社製） ・・・・・１部
・加硫促進剤（ノクセラーＤＭ：大内新興化学工業社製） ・・・２．０部
・加硫促進剤（ノクセラーＴＴ：大内新興化学工業社製） ・・・０．５部
・加硫促進助剤（酸化亜鉛 酸化亜鉛１種：正同化学工業社製） ・・・・・３部
・ステアリン酸 ・・・１．５部

−樹脂層の形成−
下記混合物をビーズミルにて分散し、得られた分散液Ａをメタノールで希釈し、前記導電性ロールＡ１の表面に浸漬塗布した後、１４０℃で１５分間加熱乾燥し、厚さ１０μｍの表面層を形成して、導電性ロールＣ２を得た。

［樹脂層用混合物の組成］
・高分子材料 ・・・・１００部
（共重合ナイロン アラミンＣＭ８０００：東レ社製）
・導電剤 ・・・・・３０部
（アンチモンドープ酸化スズ ＳＮ−１００Ｐ：石原産業社製）
・溶剤（メタノール） ・・・・５００部
・溶剤（ブタノール） ・・・・２４０部

−ｔａ−Ｃ層の形成−
ＦＣＶＡ装置（島津製作所）を用いてｔａ−Ｃ層を導電性ロールＣ２上に形成した。条件は、成膜温度４０℃、成膜速度１．５ｎｍ／ｓとし、均一な層を形成させるために、ロールを３０ｒｐｍで回転させながら形成した。このようにして膜厚が約０．６μｍのｔａ−Ｃ層を形成した、クリーニングロール１を得た。

（クリーニングロールの評価）
クリーニングロール１をクリーニング部材としてカラーレーザープリンターＤｏｃｕＰｒｉｎｔ Ｃ２４２４（富士ゼロックスプリンティングシステムズ社製）に装着し、Ａ４用紙３０，０００枚印字テスト（１０℃、１５％ＲＨ環境下で１５，０００枚印刷後、２８℃、８５％ＲＨ環境下で１５，０００枚印字）を行った。尚、途中で大きな問題が発生した場合には、その時点で印字を中止した。
画質評価は、３０，０００枚走行後の画像について、ハーフトーン画像中での色点、白点、濃度ムラの有無により以下の基準で判定した。結果は表２にまとめて示した。

［画質評価基準］
◎：色点、白点、濃度ムラ等のディフェクト無し。
○：１０個以内の黒点、白点発生。
△：１０個以内の黒点、白点と軽微な濃度ムラ発生。
×：全面に黒点、白点と軽微な濃度ムラ発生。
××：全面に黒点、白点、濃度ムラ発生。

また、ロール汚れを、３０，０００枚走行後のロールについて、以下の基準で目視評価した。

［ロール汚れ評価基準］
◎：ほとんど異物付着なし、軽微の異物付着。
○：局所的な異物付着。
△：全面軽微な異物付着（薄く白くなる）。
×：全面異物付着。
××：全面異物の固着（真っ白になる）。

＜実施例６＞
（クリーニングロールの作製）
樹脂層を形成せず、また、ｔａ−Ｃ層の膜厚を約０．５μｍとした以外は、実施例５と同様の方法にて、クリーニングロール２を得た。
（クリーニングロールの評価）
クリーニングロール２について、実施例５と同様にして評価を行った。結果を表２にまとめて示した。

＜実施例７＞
（クリーニングロールの作製）
実施例５と同様の方法にて、クリーニングロール３を得た。
（クリーニングロールの評価）
クリーニングロール３をカラーレーザープリンターＤｏｃｕＰｒｉｎｔ Ｃ２４２４（富士ゼロックスプリンティングシステムズ）に装着し、クリーニングロールにクリーニング部材としてウレタン性クリーニングブレードを常時接触するように設定した後、実施例５同様にして評価を行った。結果を表２にまとめて示した。

＜実施例８＞
（クリーニングロールの作製）
実施例５同様に導電性ロール作製後、更に研磨し表面を粗面化した導電性ロールＤ１を得た。樹脂層を形成せず、ｔａ−Ｃ層の膜厚を約０．５μｍで実施例１と同様の方法にてクリーニングロール４を得た。
（クリーニングロールの評価）
クリーニングロール４について、実施例５と同様にして評価を行った。結果を表２まとめて示した。

＜比較例２＞
（クリーニングロールの作製）
ｔａ−Ｃ層を形成しなかった以外は、実施例５と同様の方法にて、クリーニングロール５を得た。
（クリーニングロールの評価）
クリーニングロール５について、実施例５と同様にして評価を行った。結果を表２にまとめて示した。

本発明の帯電ロール（或いはクリーニングロール）の層構成を示す概略断面図である。 本発明の帯電ロール（或いはクリーニングロール）の層構成を示す概略断面図である。 本発明の帯電ロールを備えた画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本発明のクリーニングロールを備えた画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 基材
２ 弾性層
３ 樹脂層
４ テトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）層
１０ 像担持体
２０ 帯電ロール
３０ レーザ光線
４０ 露光装置
５０ 現像装置
６０ 転写ロール
７０ クリーニング装置
８０ 帯電ロール用クリーニング装置
８１ ブレード
８２ 格納部
１１０ 像担持体
１２０ 帯電ロール
１３０ レーザ光線
１４０ 露光装置
１５０ 現像装置
１６０ 転写ロール
１７０ クリーニングロール（クリーニング装置）
１８０ クリーニングロール用クリーニング装置
１８１ ブレード
１８２ 格納部
Ｐ 記録紙（転写材）

Claims (7)

1. 電圧が印加された状態で被帯電体に接触し、被帯電体を帯電させる帯電部材であって、基材表面に弾性層と樹脂層とをこの順に有し、且つ該樹脂層の表面がテトラヘドラルアモルファスカーボンでコーティングされていることを特徴とするロール形状の帯電部材。
2. 少なくとも像担持体と、該像担持体に接触しその表面を帯電する帯電手段と、を備える画像形成装置であって、前記帯電手段として請求項１に記載の帯電部材を用いることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記帯電部材を清掃するクリーニング手段を具備していることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 電圧が印加された状態で被帯電体に接触し、被帯電体を清掃するクリーニング部材であって、基材表面に弾性層と樹脂層とをこの順に有し、且つ該樹脂層の表面がテトラヘドラルアモルファスカーボンでコーティングされていることを特徴とするロール形状のクリーニング部材。
5. 少なくとも像担持体と、該像担持体に接触しその表面を清掃するクリーニング手段と、を備える画像形成装置であって、該クリーニング手段として請求項４に記載のクリーニング部材を用いることを特徴とする画像形成装置。
6. 少なくとも像担持体と、中間転写体と、該中間転写体に接触しその表面を清掃するクリーニング手段と、を備える画像形成装置であって、該クリーニング手段として請求項４に記載のクリーニング部材を用いることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記クリーニング部材を清掃するクリーニング手段を具備していることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。

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