JP6137057B2 - 帯電ロール、帯電装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、および帯電ロールの製造方法 - Google Patents

帯電ロール、帯電装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、および帯電ロールの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、帯電ロール、帯電装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、および帯電ロールの製造方法に関する。
電子写真方式を用いた画像形成装置においては、先ず、無機または有機材料を含む光導電性感光体からなる像保持体表面に帯電装置を用いて電荷を形成し、画像信号を変調したレーザ光等で静電濳像を形成した後、帯電したトナーで前記静電濳像を現像して可視化したトナー像が形成される。そして、該トナー像を、中間転写体を介するかまたは直接、記録紙等の転写材に静電的に転写し、記録材に定着することにより再生画像が得られる。
ここで特許文献１には、導電性支持軸の外周に導電性弾性層を設ける導電性ローラであって、該導電性弾性層がハロゲン原子を含有するゴムを有し、かつ該導電性支持軸と該導電性弾性層間にフェノール樹脂、エポキシ樹脂および導電剤を有する導電性接着剤層を有する導電性ローラ、その製造方法が開示されている。
また特許文献２には、芯金の周囲に導電性弾性層を具備している導電性ローラの製造方法であって、定められた長さの芯金を、該導電性弾性層の原料組成物の押出し機に接続されたクロスヘッドに連続的に供給して、該クロスヘッドを通過させると共に該芯金の周囲に該原料組成物の被膜を形成し、次いで該クロスヘッドを通過した該心金の周囲を被覆している該被膜を定められた長さに切断する工程を有し、前記工程において、該芯金の進行方向を鉛直下方とする導電性ローラの製造方法が開示されている。
また特許文献３には、芯金にゴムを被覆してなるゴムロールを製造する装置であり、両端面中心に位置決め穴を有する芯金を一本ずつ供給する芯金供給部と、供給された芯金を直列に隙間なく送り進める芯金送り部と、送られてきた芯金にゴムを被覆するゴム被覆部と、ゴム被覆部から押し出されてきたロールをそのロールの直進を保持しつつ支持し、定められた位置で先行ロールと後続ロールとの境界部分での被覆ゴムを切断し先行ロールのみを切り離すロール切り離し部と、切り離された先行ロールを受け取り支持して搬送するとともに、先行ロール両端から定められた幅の被覆ゴムを除去してゴムロールとする両端ゴム除去部と、を備えた製造装置が開示されている。
また特許文献４では、導電性基体上に接着剤層が形成され、該接着剤層の上にゴム層が形成された構成を持つローラーにおいて、該接着剤層に繊維状物質、または発泡体の中から選ばれる少なくとも一つを含有し、且つ、該ゴムがアルキレンオキサイドを７０モル％以上含有するエピクロロヒドリンゴムである電子写真用帯電ローラーが開示されている。
特開２００６−２０８４４７号公報 特許第４７３１９１４号公報 特許第３１１８６３９号公報 特開２００７−１０８３１９号公報
本発明の課題は、接着層の剥がれ抑制、および弾性層の膜厚ムラの抑制が両立された帯電ロールを提供することにある。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
導電性の基材と、
該基材の外周面上にゲル分率が５０％以上であり、塩素化ポリプロピレン樹脂とエポキシ樹脂とを含む導電性の接着層と、
該接着層上に導電性の弾性層と、
を有する帯電ロールである。
請求項２に係る発明は、
前記接着層の摩擦係数が０．２以上０．９以下である請求項１に記載の帯電ロールである。
請求項３に係る発明は、
請求項１または請求項２に記載の帯電ロールを備える帯電装置である。
請求項４に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体を帯電し、請求項１または請求項２に記載の帯電ロールを有する帯電装置と、
を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
請求項５に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体を帯電し、請求項１または請求項２に記載の帯電ロールを有する帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置である。
請求項６に係る発明は、
導電性の基材の外周面上にゲル分率が５０％以上であり、塩素化ポリプロピレン樹脂とエポキシ樹脂とを含む導電性の接着層を形成する接着層形成工程と、
押出成形機を用い、前記接着層が形成された前記基材を、前記基材の前記接着層も含めた外径よりも内径の小さい供給経路に挿通させながらクロスヘッドに供給し、前記接着層上に弾性層形成用の材料を付与して導電性の弾性層を形成する弾性層形成工程と、
を有する帯電ロールの製造方法である。
請求項１に記載の発明によれば、接着層のゲル分率が前記範囲を外れる場合に比べ、接着層の剥がれ抑制、および弾性層の膜厚ムラの抑制が両立された帯電ロールが提供される。
請求項２に記載の発明によれば、接着層の摩擦係数が前記範囲を外れる場合に比べ、接着層表面の寸法精度に優れた帯電ロールが提供される。
請求項３乃至請求項５に記載の発明によれば、接着層のゲル分率が前記範囲を満たす帯電ロールを備えない場合に比べ、帯電ムラの発生が抑制された帯電装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置が提供される。
請求項６に記載の発明によれば、ゲル分率が５０％以上である導電性の接着層を形成しない場合に比べ、接着層の剥がれ抑制、および弾性層の膜厚ムラの抑制が両立された帯電ロールの製造方法が提供される。
本実施形態に係る帯電ロールを示す概略斜視図である。 本実施形態に係る帯電ロールの概略断面図である。 クロスヘッドを備えた押出成形機を示す概略図である。 本実施形態に係る帯電装置の概略斜視図である。 本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
［帯電ロールおよびその製造方法］
本実施形態に係る帯電ロールは、導電性の基材と、該基材の外周面上に導電性の接着層と、該接着層上に導電性の弾性層と、を有する。そして、接着層はそのゲル分率が５０％以上である。
帯電ロールの製造において、円筒状の基材上に弾性層を形成する方法として、あらかじめ接着剤を塗布した基材を、クロスヘッドを備える押出機等の成形装置により、前記基材の前記接着層も含めた外径よりも内径の小さい供給経路に挿通させながら、弾性層用の材料と共に押出す、押出成形法が挙げられる。
しかし、基材と弾性層用の材料とが押出されて前記供給経路を通過する際、円筒状の基材が該供給経路の中心からずれる芯ズレが発生し、そのため弾性層の膜厚が場所によって異なる膜厚ムラ（偏肉）が発生することがあった。
膜厚ムラ（偏肉）を有する帯電ロールを画像形成装置における像保持体の帯電用に用いた場合、像保持体の帯電ムラが発生し、結果として画像不良が発生することがあった。
また、上記芯ズレを抑制するために、クロスヘッドに基材を供給する供給経路の幅を狭める方法も考えられるが、この場合、基材の外周面に形成されている接着層が干渉していまい、接着層のはがれが発生することがあった。
これに対し、本実施形態に係る帯電ロールは、接着層のゲル分率が上記範囲に制御され、つまりゲル化して強靭化している。そのため、押出成形機において接着層を有する基材を供給経路から供給する際、接着層を有する基材の外径（接着層も含めた外径）よりも径の小さい供給経路を通過させられ、供給経路と基材とによるガタが抑制され、その結果芯ズレが抑制されて、弾性層の膜厚ムラ（偏肉）の発生が抑制されるものと推察される。
尚、本実施形態に係る帯電ロールの製造方法としては、導電性の基材の外周面上にゲル分率が５０％以上である導電性の接着層を形成する接着層形成工程と、押出成形機を用い、前記接着層が形成された前記基材を、前記基材の前記接着層も含めた外径よりも内径の小さい供給経路に挿通させながらクロスヘッドに供給し、前記接着層上に弾性層形成用の材料を付与して導電性の弾性層を形成する弾性層形成工程と、を有する製造方法であることが望ましい。
・接着層のゲル分率
接着層のゲル分率は５０％以上であり、更には６０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。接着層のゲル分率を５０％以上にすることにより、接着層の機械的特性が向上し、そのため、押出成形機において接着層を有する基材を供給経路から供給する際、接着層を有する基材の外径（接着層も含めた外径）よりも径の小さい供給経路を通過させられる。その結果、弾性層の膜厚ムラ（偏肉）の発生が抑制される。
接着層のゲル分率は、接着層に用いる接着剤の材料の選択、接着層形成時の加熱温度、加熱時間などを調整して、架橋量を変化させることにより、制御すればよい。
接着層のゲル分率の測定は、ＪＩＳ−Ｋ６７９６（１９９８年）に準じて行われる。帯電ロールの接着層を１質量部切り出し、質量を測定する。これを溶剤抽出前の樹脂の質量とする。溶剤トルエン（１０質量部）に溶解し、２４時間浸漬したのち、ろ過して残留樹脂膜物を除去し、質量を測定する。この質量を抽出後の質量とする。これらより、以下の式にしたがってゲル分率が算出される。
ゲル分率（％）＝（（抽出後の質量）／（溶剤抽出前の樹脂の質量））×１００
ゲル分率が５０％以上となっていると、架橋構造がかなり発達した被覆膜であり、耐割れ性が良好である。
・接着層の摩擦係数（静止摩擦係数）
本実施形態では、接着層の摩擦係数が０．２以上０．９以下であることが好ましい。
摩擦係数が上記下限値以上であることで、接着層表面に弾性層を形成する際の耐傷性が改善され、その結果寸法精度に優れた帯電ロールとなる。一方、摩擦係数が上記上限値以下であることで、形成後の表面凹凸形状の発生が抑制され、その結果寸法精度に優れた帯電ロールとなる。
上記接着層の摩擦係数は、更に０．３以上０．８以下であることが好ましく、０．４以上０．７以下であることがより好ましい。
接着層の摩擦係数（静止摩擦係数）は、帯電ロールにおいて接着層より外周側の層（弾性層等）を強制的に剥がして接着層の外周表面を露出させた上で、ＡＳＴＭ−Ｄ−１８９４に準じる方法により測定される。
尚、接着層の摩擦係数の調整は、接着層に用いる接着剤の材料の選択、接着剤を希釈する溶剤、接着剤の塗布条件および乾燥条件の制御等によって達成される。
−帯電ロール−
まず、帯電ロールの構成について図を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る帯電ロールの一例を示す概略斜視図である。図２は、上記図１に示す帯電ロールの概略断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
本実施形態に係る帯電ロール１２１は、図１および図２に示すごとく、例えば、円筒状または円柱状の基材３０（シャフト）と、基材３０の外周面に配設された接着層３３と、接着層３３の外周面に配設された導電性弾性層３１と、を有するロール部材である。また、導電性弾性層３１の外周面に配設された導電性最外層３２を有していてもよい。
また、本実施形態に係る帯電ロール１２１は、上記構成に限られず、例えば、導電性弾性層３１と導電性最外層３２との間に配設される抵抗調整層や移行防止層、導電性最外層３２の外側（最表面）に配設される被覆層（保護層）を設けた構成であってもよい。
尚、本明細書において導電性とは、２０℃における体積抵抗率が１×１０１３Ωｃｍ未満であることを意味する。
以下、帯電ロールの製造方法について、工程ごとに説明する。
−接着層形成工程−
（基材）
基材３０について説明する。
基材３０としては、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金；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たものが用いられる。
基材３０は、帯電ロールの電極および支持部材として機能するものであり、例えば、その材質としては鉄（快削鋼等），銅，真鍮，ステンレス，アルミニウム，ニッケル等の金属が挙げられる。本実施形態においては、基材３０は、導電性の棒状部材であり、基材３０としては、外周面にメッキ処理を施した部材（例えば樹脂や、セラミック部材）、導電剤が分散された部材（例えば樹脂や、セラミック部材）等も挙げられる。基材３０は、中空状の部材（筒状部材）であってもよし、非中空状の部材であってもよい。
（接着層）
接着層は、導電性弾性層３１と基材３０とを接着する層であり、そのゲル分率が５０％以上である。
接着層は、溶剤等の溶媒に溶解されたゴムや樹脂を基材上に塗布することで形成し得る。尚、接着剤塗布後に加熱処理を施してもよい。
接着剤の種類としては、特に限定されるものではないが、ゲル分率を上記範囲に制御する観点からは架橋構造を形成する樹脂が好ましく、例えば塩素化ポリプロピレン樹脂とエポキシ樹脂との併用が挙げられる。また、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、フェノキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂等が挙げられる。
また、ゴム材としては、例えばＥＰＤＭ、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のゴムや、ＲＢ（ブタジエン樹脂）、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンエラストマー）等のポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、アクリル系樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体等の樹脂材料と、官能基に応じた硬化剤を選択することが好ましい。
中でも、塩素化ポリプロピレン樹脂とエポキシ樹脂とを併用することが好ましい。
塩素化ポリプロピレン樹脂としては、例えばマレイン酸変性塩素化ポリプロピレンが好ましい。
また、塩素化ポリプロピレン樹脂と併用して、または塩素化ポリプロピレン樹脂に替えて、ポリクロロプレン、塩素化ポリブタジエン、塩素化エチレン・プロピレン共重合体、塩素化ブタジエン・スチレン共重合体、塩素化ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィンや、これらをアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸、または無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物によりグラフト変性させたポリオレフィン系接着剤も使用される。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸（ＥＭＡＡ）共重合体およびこれらの樹脂を変性したもの、等の各種市販のオレフィン系接着剤も使用され、単体若しくは複数の混合物として使用し得る。
また、その形態には溶剤形、ラテックス形、ホットメルト形、フィルム形等があるが、加工工程の簡素化、容易さ等の理由から、溶剤形またはホットメルト形が好ましい。
中でも、マレイン酸変性塩素化ポリプロピレンがより好ましい。
マレイン酸変性塩素化ポリプロピレンは、マレイン酸で変性され、且つ塩素化されているポリプロピレンである。尚、本実施形態において、マレイン酸変性塩素化ポリプロピレンは、無水マレイン酸変性塩素化ポリプロピレンを含むものとする。
マレイン酸変性塩素化ポリプロピレンのベースとなるポリプロピレンとしては、例えば、プロピレンの単独重合体、プロピレンとその他のオレフィン類（例えば、エチレン、ペンテン、ヘキセン、オクテン、デセン）から選ばれる１種または２種以上の共重合体が挙げられる。共重合体中のプロピレンの含有率は、オレフィン系エラストマーとの接着性の観点から、４０質量％以上であるのが好ましく、６０質量％以上であるのがより好ましい。
マレイン酸変性塩素化ポリプロピレンは、その製法について、特に限定されない。例えば、ベースとなるポリプロピレンにマレイン酸（無水マレイン酸も含む、以下同じ）をグラフト変性し、次いでこれを塩素化する方法、グラフト変性と塩素化との順序を逆にした方法、グラフト変性と塩素化と並行して行う方法が挙げられる。
マレイン酸による変性は、特に制限されず、例えば、ポリプロピレンと有機溶剤との混合液中、ラジカル発生剤の存在下でマレイン酸を反応させることによって行われる。
マレイン酸変性されたポリプロピレンの塩素化は、特に制限されず、例えば、マレイン酸変性されたポリプロピレンと有機溶剤との混合液中に塩素ガスを導入することによって行われる。
マレイン酸変性塩素化ポリプロピレンの塩素含有率は、５質量％以上３０質量％以下であるのが好ましく、１０質量％以上２５質量％以下であるのがより好ましい。このような範囲の場合、有機溶剤に対して溶解しやすく、接着剤組成物の貯蔵安定性、塗装性、オレフィン系エラストマーとの接着性に優れる。
マレイン酸変性塩素化ポリプロピレンの重量平均分子量は、接着性、有機溶剤に対する溶解性の観点から、５０，０００以上３００，０００以下であるのが好ましく、１００，０００以上１５０，０００以下であるのがより好ましい。
マレイン酸変性塩素化ポリプロピレンは、オレフィン系エラストマーに対する接着性が優れる。
本実施形態の接着層に用いられるエポキシ樹脂は、エポキシ基を２個以上有する化合物であれば特に制限されない。
エポキシ樹脂としては、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマ、オリゴマ、ポリマ全般をいい、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂（フェニレン骨格、ジフェニレン骨格などを有する）などが挙げられ、これらは１種単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。
これらの中でも、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂が好ましく、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂がさらに好ましく、ビスフェノール型エポキシ樹脂がさらに好ましい。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂およびビスフェノールＦ型エポキシ樹脂から選択される少なくとも一種と、ウレタン変性エポキシ樹脂と、ゴム変性エポキシ樹脂とを組み合わせて使用してもよい。
−硬化促進剤−
本実施形態に係る接着層には、更に硬化促進剤を用いてもよい。硬化促進剤としては、例えばリン酸塩、３級アミン、３級アミン塩、イミダゾール、スルホニウム塩等が挙げられる。中でも、リン酸塩がより好ましい。
リン酸塩は、特に制限されない。例えば、リン酸アルミニウム、メタリン酸アルミニウム、トリポリリン酸二水素アルミニウム、オルトリン酸水素チタニウム、ピロリン酸チタニウム、オルトリン酸水素ジルコニウム、オルトリン酸水素セリウム、リン酸亜鉛、これらを酸化亜鉛または酸化マグネシウムと湿式混合して変性したものが挙げられる。また、リン酸塩をＳｉおよびＺｎの少なくとも一方で表面処理したものを使用してもよい。リン酸塩は脱水処理を施されたものであるのが好ましい態様の１つとして挙げられる。また、リン酸塩は、再分散性の観点から、微粉砕されたものであるのが好ましい。
中でも、接着性に優れ、接着剤組成物中での分散性に優れ、入手しやすいという観点から、トリポリリン酸二水素アルミニウムが好ましい。
トリポリリン酸二水素アルミニウムは、ＡｌＨ２Ｐ３Ｏ１０で表される化合物である。トリポリリン酸二水素アルミニウムは特に制限されず、例えば、ＡｌＨ２Ｐ３Ｏ１０、ＡｌＨ２Ｐ３Ｏ１０・２Ｈ２Ｏが挙げられる。
トリポリリン酸二水素アルミニウムは、微粉砕されたものを使用するのが好ましい態様の１つとして挙げられる。微粉砕されたトリポリリン酸二水素アルミニウムは市販されており、これらの市販品としては、例えば、テイカ社製Ｋ−ＷＨＩＴＥ＃１０５が挙げられる。
硬化促進剤の量は、マレイン酸変性塩素化ポリプロピレンに用いる場合であれば、マレイン酸変性塩素化ポリプロピレン１００質量部に対して、１質量部以上７０質量部以下であるのが好ましく、１０質量部以上４０質量部以下であるのがより好ましい。この範囲の場合、マレイン酸変性塩素化ポリプロピレンとの反応性、接着剤組成物中での分散性、耐水性に優れる。
−エポキシ樹脂硬化剤−
接着剤には硬化剤として公知のものを含有してもよい。例えば、エポキシ樹脂の硬化剤として用いられるものが挙げられる。
エポキシ樹脂硬化剤としては、当業者において公知のものはすべて用い得る。例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどの炭素数２以上２０以下の直鎖脂肪族ジアミン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジシクロヘキサン、ビス（４−アミノフェニル）フェニルメタン、１，５−ジアミノナフタレン、メタキシレンジアミン、パラキシレンジアミン、１，１−ビス（４−アミノフェニル）シクロヘキサン、ジシアノジアミドなどのアミノ類、アニリン変性レゾール樹脂やジメチルエーテルレゾール樹脂などのレゾール型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレンなどのポリオキシスチレン、フェノールアラルキル樹脂などのフェノール樹脂や酸無水物などが例示されるが、特にこれらに限定されるものではない。
これらの中の２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、硬化剤の含有量は特に限定されず、最適な量は硬化剤の種類によって異なる。例えば従来公知である各硬化剤ごとの最適量が好ましく用いられる。この最適量は、例えば「総説 エポキシ樹脂 基礎編」（エポキシ樹脂技術協会、２００３年発行）の第３章に記載されている。
・その他の成分
接着層には、上記の他に、さらに触媒、無機充填剤、有機または高分子充填剤、難燃剤、帯電防止剤、導電性付与剤、滑剤、摺動性付与剤、界面活性剤、着色剤等を含有してもよい。これらの中の２種類以上を含有してもよい。
更に、接着層を形成する接着剤には、導電性付与のために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、または合金；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；などの導電性粉体を添加してもよい。
接着層に添加される導電性粉体は、接着層１００質量部に対して、０質量部以上５質量部以下が好ましい。
・接着剤の調製
接着剤の調製方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法で調製し得る。例えば塩素化ポリプロピレン樹脂とエポキシ樹脂とを併用する場合であれば、塩素化ポリプロピレン樹脂、エポキシ樹脂、硬化剤および硬化促進剤等の上記の成分を、混練することで得られる。
・接着層の形成
尚、接着層は、溶剤等の溶媒に溶解されたゴムや樹脂を前記基材上に塗布することで形成し得る。
該溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。これらは、１種を単独でまたは２種以上を混合して用いられる。
接着層の厚みは、特に限定はしないが、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下がより好ましい。
−導電性弾性層形成工程−
（導電性弾性層）
導電性弾性層３１について説明する。
導電性弾性層３１は、例えば、弾性材料と、導電剤と、必要に応じて、その他添加剤と、を含んで構成される。そして、導電性弾性層３１は、接着層を介して基材３０の外周面上に形成される層である。
弾性材料としては、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、およ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およびこれらのブレンドゴムが望ましく用いられる。これらの弾性材料は、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挙げられる。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または合金；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；などの粉末が挙げられる。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；が挙げられる。
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。
ここで、カーボンブラックとして具体的には、デグサ社製の「スペシャルブラック３５０」、同「スペシャルブラック１００」、同「スペシャルブラック２５０」、同「スペシャルブラック５」、同「スペシャルブラック４」、同「スペシャルブラック４Ａ」、同「スペシャルブラック５５０」、同「スペシャルブラック６」、同「カラーブラックＦＷ２００」、同「カラーブラックＦＷ２」、同「カラーブラックＦＷ２Ｖ」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１０００」、同「ＭＯＮＡＲＣＨ１３００」、同「ＭＯＮＡＲＣＨ１４００」、同「ＭＯＧＵＬ−Ｌ」、同「ＲＥＧＡＬ４００Ｒ」等が挙げられる。
これら導電剤の平均粒子径としては、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが望ましい。
なお、平均粒子径は、導電性弾性層３１を切り出した試料を用い、電子顕微鏡により観察し、導電剤の１００個の直径（最大径）を測定し、それを平均することにより算出する。また、平均粒子径は、例えば、シスメックス社製ゼータサイザーナノＺＳを用いて測定してもよい。
導電剤の添加量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、弾性材料１００質量部に対して、１質量部以上３０質量部以下の範囲であることが望ましく、１５質量部以上２５質量部以下の範囲であることがより望ましい。一方、上記イオン導電剤の場合は、弾性材料１００質量部に対して、０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲であることが望ましく、０．５質量部以上３．０質量部以下の範囲であることがより望ましい。
導電性弾性層３１に配合されるその他添加剤としては、例えば、軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、界面活性剤、カップリング剤、充填剤（シリカ、炭酸カルシウム等）等の通常弾性層に添加され得る材料が挙げられる。
・導電性弾性層の形成
導電性弾性層３１は、例えばクロスヘッド等が備えられた押出成形機にて、導電性弾性層形成用の材料を前記接着層が形成された基材３０と共に押出すことで、該接着層の外周表面に形成される。
ここで、クロスヘッドを備えた押出成形機による導電性弾性層の形成方法について、図面を用いて説明する。
図３は、本実施形態において弾性層の形成に用いられるゴムロール製造装置（クロスヘッドを備えた押出成形機）２１０の構成を示している。
本実施形態に係るゴムロール製造装置２１０は、いわゆるクロスヘッドダイから構成される排出機２１２と、排出機２１２の下方に配置される加圧機２１４と、加圧機２１４の下方に配置される引出機２１６と、を備えている。
排出機２１２は、未加硫のゴム材（前述の導電性弾性層３１形成用の材料）を供給するゴム材供給部２１８と、ゴム材供給部２１８から供給されたゴム材を円筒状に押し出す押出部２２０と、押出部２２０から円筒状に押し出されるゴム材の中心部に芯金２２２（前述の接着層が形成された基材３０）を供給する芯金供給部２２４と、を備えている。
ゴム材供給部２１８は、円筒状の本体部２２６の内部にスクリュー２２８を有している。スクリュー２２８は駆動モータ２３０によって回転駆動される。本体部２２６の駆動モータ２３０側にはゴム材を投入する投入口２３２が設けられている。投入口２３２から投入されたゴム材は、本体部２２６の内部においてスクリュー２２８によって練られながら押出部２２０に向けて送り出される。スクリュー２２８の回転速度を調整することで、ゴム材を送り出す速度が調整される。
押出部２２０は、ゴム材供給部２１８に接続される円筒状のケース２３４と、ケース２３４の内部中心に配置される円柱状のマンドレル２３６と、マンドレル２３６の下方に配置される排出ヘッド２３８と、を備えている。マンドレル２３６は保持部材２４０によってケース２３４に保持されている。排出ヘッド２３８は保持部材２４２によってケース２３４に保持されている。マンドレル２３６の外周面（一部において保持部材２４０の外周面）と保持部材２４２の内周面（一部において排出ヘッド２３８の内周面）との間には、ゴム材が環状に流れる環状流路２４４が形成されている。
マンドレル２３６の中心部には芯金２２２が挿通される挿通孔２４６が形成されている。マンドレル２３６の下部は端に向けて先細った形状を呈している。そして、マンドレル２３６の先端の下方の領域は、挿通孔２４６から供給される芯金２２２と環状流路２４４から供給されるゴム材とが合流する合流域２４８とされている。即ち、この合流域２４８に向けてゴム材が円筒状に押し出され、円筒状に押し出されるゴム材の中心部に芯金２２２が送り込まれる態様となっている。
芯金供給部２２４は、マンドレル２３６の上方に配置されるローラ対２５０を備えている。ローラ対２５０は複数対（３対）設けられ、各ローラ対２５０の片側のローラはベルト２５２を介して駆動ローラ２５４に接続されている。駆動ローラ２５４が駆動されると、各ローラ対２５０によって挟み込まれる芯金２２２はマンドレル２３６の挿通孔２４６に向けて送られる。芯金２２２は予め定められた長さとされており、ローラ対２５０によって送られる後方の芯金２２２がマンドレル２３６の挿通孔２４６に存在する先方の芯金２２２を押すことにより、複数の芯金２２２が順次に挿通孔２４６を通過する態様となっている。また、駆動ローラ２５４の駆動は、先方の芯金２２２の前方端がマンドレル２３６の先端に位置したときに一旦停止され、マンドレル２３６の下方の合流域２４８において、芯金２２２が間隔をおいて送り込まれる。
こうして、排出機２１２においては、合流域２４８においてゴム材を円筒状に押し出し、ゴム材の中心部に間隔をおいて芯金２２２が順次送り込まれる。それにより、ゴム材で芯金２２２の外周面が被覆され、ゴムロール部２５６（つまり前述の導電性弾性層）が、芯金２２２（前述の接着層が形成された基材３０）の外周面に形成される。
導電性弾性層３１の厚みは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが望ましく、２ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることがより望ましい。
そして、導電性弾性層３１の体積抵抗率は１０３Ωｃｍ以上１０１４Ωｃｍ以下が望ましい。
（導電性最外層）
導電性最外層３２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が挙げられる。
上記高分子材料は単独で用いてもよく、２種以上を混合あるいは共重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以上１００，０００以下の範囲であることが好ましく、１０，０００以上５０，０００以下の範囲であることがより好ましい。
導電性最外層３２は、上記高分子材料に導電剤として前記導電性弾性層３１に用いた導電剤や下記に示す各種粒子を混合して組成物とし形成してもよい。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質量部以上５０質量部以下の範囲であることが好ましく、５質量部以上２０質量部以下の範囲であることがより好ましい。
上記粒子としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等の金属酸化物および複合金属酸化物、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン等の高分子粉体を単独または混合して用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。
導電性最外層３２の膜厚は、帯電部材としての摩耗による耐久性を考慮すると厚い方がよいが、０．０１μｍ以上１０００μｍ以下が好ましく、更には０．１μｍ以上５００μｍ以下がより好ましく、０．５μｍ以上１００μｍ以下が更に好ましい。
導電性最外層３２の形成方法としては、導電性弾性層上に浸漬法、スプレー法、真空蒸着法、プラズマ塗布法等で形成するが、これらの方法に於て製造工程の点では浸漬法が有利である。
［帯電装置］
以下、本実施形態に係る帯電装置について説明する。
図４は、本実施形態に係る帯電装置の概略斜視図である。
本実施形態に係る帯電装置は、帯電ロールとして、上記本実施形態に係る帯電ロールを適用した形態である。
具体的には、本実施形態に係る帯電装置１２は、図４に示すように、例えば、帯電ロール１２１と、クリーニング部材１２２と、が特定の食い込み量で接触して配置されている。そして、帯電ロール１２１の基材３０およびクリーニング部材１２２の基材１２２Ａの軸方向両端は、各部材が回転自在となるように導電性軸受け１２３（導電性ベアリング）で保持されている。導電性軸受け１２３の一方には電源１２４が接続されている。
なお、本実施形態に係る帯電装置は、上記構成に限られず、例えば、クリーニング部材１２２を備えない形態であってもよい。
クリーニング部材１２２は、帯電ロール１２１の表面を清掃するための清掃部材であり、例えば、ロール状で構成されている。クリーニング部材１２２は、例えば、円筒状または円柱状の基材１２２Ａと、基材１２２Ａの外周面に弾性層１２２Ｂと、で構成される。
基材１２２Ａは、導電性の棒状部材であり、その材質は例えば、鉄（快削鋼等），銅，真鍮，ステンレス，アルミニウム，ニッケル等の金属が挙げられる。また、基材１２２Ａとしては、外周面にメッキ処理を施した部材（例えば樹脂や、セラミック部材）、導電剤が分散された部材（例えば樹脂や、セラミック部材）等も挙げられる。基材１２２Ａは、中空状の部材（筒状部材）であってもよし、非中空状の部材であってもよい。
弾性層１２２Ｂは、多孔質の３次元構造を有する発泡体からなり、内部や表面に空洞や凹凸部（以下、セルという。）が存在し、弾性を有していることがよい。弾性層１２２Ｂは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、オレフィン、メラミンまたはポリプロピレン、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム）、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレン、シリコーン、ニトリル、等の発泡性の樹脂材料またはゴム材料を含んで構成される。
これらの発泡性の樹脂材料またはゴム材料のなかでも、帯電ロール１２１との従動摺擦によりトナーや外添剤などの異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電ロール１２１の表面にクリーニング部材１２２の擦れによるキズをつけ難くするために、また、長期にわたり千切れや破損が生じ難くするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好適に適用される。
ポリウレタンとしては、特に限定するものではなく、例えば、ポリオール（例えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオールなど）と、イソシアネート（２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートや４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートなど）の反応物が挙げられ、これらの鎖延長剤（例えば１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパンなど）による反応物であってもよい。なお、ポリウレタンは、発泡剤（水やアゾ化合物（アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等）を用いて発泡させるのが一般的である。
弾性層１２２Ｂのセル数としては、２０／２５ｍｍ以上８０／２５ｍｍ以下であることが望ましく、３０／２５ｍｍ以上８０／２５ｍｍ以下であることがさらに望ましく、３０／２５ｍｍ以上５０／２５ｍｍ以下であることが特に望ましい。
弾性層１２２Ｂの硬さとしては、１００Ｎ以上５００Ｎ以下が望ましく１００Ｎ以上４００Ｎ以下がさらに望ましく、１５０Ｎ以上４００Ｎ以下が特に望ましい。
導電性軸受け１２３は、帯電ロール１２１とクリーニング部材１２２とを一体で回転自在に保持すると共に、当該部材同士の軸間距離を保持する部材である。導電性軸受け１２３は、導電性を有する材料で製造されていればいかなる材料および形態でもよく、例えば、導電性のベアリングや導電性の滑り軸受けなどが適用される。
電源１２４は、導電性軸受け１２３へ電圧を印加することにより帯電ロール１２１とクリーニング部材１２２とを同極性に帯電させる装置であり、公知の高圧電源装置が用いられる。
本実施形態に係る帯電装置１２では、例えば、電源１２４から導電性軸受け１２３に電圧が印加されることで、帯電ロール１２１とクリーニング部材１２２とが同極性に帯電する。
［画像形成装置、プロセスカートリッジ］
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備える。そして、帯電手段（帯電装置）として、上記本実施形態に係る帯電装置を適用する。
一方、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、例えば上記構成の画像形成装置に脱着され、像保持体と、像保持体を帯電する帯電手段と、を備える。そして、帯電手段として、上記本実施形態に係る帯電装置を適用する。本実施形態に係るプロセスカートリッジは、必要に応じて、像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段および転写後の像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも一種を備えていてもよい。
次に、本実施形態に係る画像形成装置、およびプロセスカートリッジについて図面を参照しつつ説明する。図５は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図６は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置１０１は、図５に示すように、像保持体１０を備え、その周囲に、像保持体を帯電する帯電装置１２と、帯電装置１２により帯電された像保持体１０を露光して潜像を形成する露光装置１４と、露光装置１４により形成した潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置１６と、現像装置１６により形成したトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写装置１８と、転写後の像保持体１０表面の残留トナーを除去するクリーニング装置２０と、を備える。また、転写装置１８により記録媒体Ｐに転写されたトナー像を定着する定着装置２２を備える。
そして、本実施形態に係る画像形成装置１０１は、帯電装置１２として、例えば、帯電ロール１２１と、帯電ロール１２１に接触配置されたクリーニング部材１２２と、帯電ロール１２１およびクリーニング部材１２２の軸方向両端を各部材が回転自在となるように保持する導電性軸受け１２３（導電性ベアリング）と、導電性軸受け１２３の一方に接続された電源１２４と、が配設された、上記本実施形態に係る帯電装置が適用されている。
一方、本実施形態の画像形成装置１０１は、帯電装置１２（帯電ロール１２１）以外の構成については、従来から電子写真方式の画像形成装置の各構成として公知の構成が適用される。以下、各構成の一例につき説明する。
像保持体１０は、特に制限なく、公知の感光体が適用されるが、電荷発生層と電荷輸送層を分離した、いわゆる機能分離型と呼ばれる構造の有機感光体が好適に適用される。また、像保持体１０は、その表面層が電荷輸送性を有し架橋構造を有する保護層で被覆されているものも好適に適用される。この保護層の架橋成分としてシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、アクリル樹脂で構成された感光体も好適に適用される。
露光装置１４としては、例えば、レーザ光学系やＬＥＤアレイ等が適用される。
現像装置１６は、例えば、現像剤層を表面に形成させた現像剤保持体を像保持体１０に接触若しくは近接させて、像保持体１０の表面の潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置である。現像装置１６の現像方式は、既知の方式として二成分現像剤による現像方式が好適に適用される。この二成分現像剤による現像方式には、例えば、カスケード方式、磁気ブラシ方式などがある。
転写装置１８としては、例えば、コロトロン等の非接触転写方式、記録媒体Ｐを介して導電性の転写ロールを像保持体１０に接触させ記録媒体Ｐにトナー像を転写する接触転写方式のいずれを適応してもよい。
クリーニング装置２０は、例えば、クリーニングブレードを像保持体１０の表面に直接接触させて表面に付着しているトナー、紙粉、ゴミなどを除去する部材である。クリーニング装置２０としては、クリーニングブレード以外にクリーニングブラシ、クリーニングロール等を適用してもよい。
定着装置２２としては、ヒートロールを用いる加熱定着装置が好適に適用される。加熱定着装置は、例えば、円筒状芯金の内部に加熱用のヒータランプを備え、その外周面に耐熱性樹脂被膜層または耐熱性ゴム被膜層により、いわゆる離型層を形成した定着ローラと、この定着ローラに対し特定の接触圧で接触して配置され、円筒状芯金の外周面またはベルト状基材表面に耐熱弾性体層を形成した加圧ローラまたは加圧ベルトと、で構成される。未定着のトナー像の定着プロセスは、例えば、定着ローラと加圧ローラまたは加圧ベルトとの間に未定着のトナー像が転写された記録媒体Ｐを挿通させて、トナー中の結着樹脂、添加剤等の熱溶融による定着を行う。
なお、本実施形態に係る画像形成装置１０１は、上記構成に限られず、例えば、中間転写体を利用した中間転写方式の画像形成装置、各色のトナー像を形成する画像形成ユニットを並列配置させた所謂タンデム方式の画像形成装置であってもよい。
一方、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、図６に示すように、上記図５に示す画像形成装置において、露光のための開口部２４Ａ、除電露光のための開口部２４Ｂおよび取り付けレール２４Ｃが備えられた筐体２４により、像保持体１０と、像保持体を帯電する帯電装置１２と、露光装置１４により形成した潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置１６と、転写後の像保持体１０表面の残留トナーを除去するクリーニング装置２０と、を一体的に組み合わせて保持して構成したプロセスカートリッジ１０２である。そして、プロセスカートリッジ１０２は、上記図５に示す画像形成装置１０１に脱着自在に装着されている。
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。なお、特に断りがない限り「部」は「質量部」を意味する。
〔実施例１〕
＜帯電ロールの作製＞
−基材の準備−
ＳＵＭ２３Ｌから成る基材に５μｍの厚さの無電解ニッケルメッキ後、６価クロム酸を施し直径８ｍｍの導電性基材を得た。
−接着層の形成−
次いで、下記混合物をボールミルで１時間混合後、刷毛塗りにより前記基材表面に膜厚２０μｍの接着層を形成した。
・塩素化ポリプロピレン樹脂（無水マレイン酸塩素化ポリプロピレン樹脂：スーパークロン９３０ 日本製紙ケミカル社製） １００部
・エポキシ樹脂（ＥＰ４０００、ＡＤＥＫＡ製） １０部
・導電剤（カーボンブラック ケッチェンブラックＥＣ：ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製） ２．５部
尚、粘度調整にはトルエンまたはキシレンを用いた。
−弾性層の形成−
下記組成の混合物をオープンロールで混練りし、前記接着層を形成した基材表面に押出し成形機を用いて弾性層を形成し、且つ加硫した。このときの基材（シャフト）搬送経路の外形寸法は８ｍｍφであり、且つ前記基材としては外径が８ｍｍφ、長さ３５０ｍｍのものを使用した。またクロスヘッド押出装置として、三葉製作所製の４０ｍｍ押出機と、ダイノズル内径が１３ｍｍφであるクロスヘッドダイとを用いた。
押出成形時に基材詰まりは発生しなかった。その時の接着層の摩擦係数は０．６７だった。接着層のゲル分率を表１に示す。
・ゴム材（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） １００部
・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：ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製） 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
〔実施例２〕
実施例１において接着層の組成を下記の配合に変更した以外は、実施例１と同様にして基材を準備し且つ接着層を形成した。
−接着層の形成−
・塩素化ポリプロピレン樹脂（無水マレイン酸塩素化ポリプロピレン樹脂：スーパークロン８０３ＭＷ 日本製紙ケミカル社製） １００部
・エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ｊＥＲ８２８、三菱化学(株)製） １０部
・導電剤（カーボンブラック ケッチェンブラックＥＣ：ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製） ２．５部
尚、粘度調整にはトルエンまたはキシレンを用いた。
−弾性層の形成−
下記組成の混合物をオープンロールで混練りし、前記接着層を形成した基材表面に押出し成形機を用いて弾性層を形成し、且つ加硫した。このときの基材（シャフト）搬送経路の外形寸法は８ｍｍφであり、且つ前記基材としては外径が７．９８ｍｍφ、長さ３５０ｍｍのものを使用した。またクロスヘッド押出装置として、三葉製作所製の４０ｍｍ押出機と、ダイノズル内径が１３ｍｍφであるクロスヘッドダイとを用いた。
押出成形時に基材詰まりは発生しなかった。その時の接着層の摩擦係数は０．６９だった。接着層のゲル分率を表１に示す。
・ゴム材（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） １００部
・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：ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製） 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
〔実施例３〕
実施例１において接着層の組成を下記の配合に変更した以外は、実施例１と同様にして基材を準備し且つ接着層を形成した。
−接着層の形成−
・バイヒドールＶＰＬＳ２０５８（住友バイエルウレタン社製） １００部
・イソシアネート樹脂：バイヒジュール３１００（住友バイエルウレタン社製） １０部
・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
尚、粘度調整にはトルエンまたはキシレンを用いた。
−弾性層の形成−
下記組成の混合物をオープンロールで混練りし、前記接着層を形成した基材表面に押出し成形機を用いて弾性層を形成し、且つ加硫した。このときの基材（シャフト）搬送経路の外形寸法は８ｍｍφであり、且つ前記基材としては外径が７．９８ｍｍφ、長さ３５０ｍｍのものを使用した。またクロスヘッド押出装置として、三葉製作所製の４０ｍｍ押出機と、ダイノズル内径が１３ｍｍφであるクロスヘッドダイとを用いた。
押出成形時に基材詰まりは発生しなかった。その時の接着層の摩擦係数は０．３だった。接着層のゲル分率を表１に示す。
・ゴム材（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） １００部
・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：ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製） 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
〔実施例４〕
実施例１において接着層の組成を下記の配合に変更した以外は、実施例１と同様にして基材を準備し且つ接着層を形成した。
−接着層の形成−
・アクリル樹脂：バイヒドールＶＰＬＳ２０５８（住友バイエルウレタン社製） １００部・エポキシ樹脂：アデカレジンＥＰ４１００（ＡＤＥＫＡ社製） １０部
・導電剤（ケッチェンブラックＥＣ：ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製） １５部
尚、粘度調整にはトルエンまたはキシレンを用いた。
−弾性層の形成−
下記組成の混合物をオープンロールで混練りし、前記接着層を形成した基材表面に押出し成形機を用いて弾性層を形成し、且つ加硫した。このときの基材（シャフト）搬送経路の外形寸法は８ｍｍφであり、且つ前記基材としては外径が７．９８ｍｍφ、長さ３５０ｍｍのものを使用した。またクロスヘッド押出装置として、三葉製作所製の４０ｍｍ押出機と、ダイノズル内径が１３ｍｍφであるクロスヘッドダイとを用いた。
押出成形時に基材詰まりは発生しなかった。その時の接着層の摩擦係数は０．８８だった。接着層のゲル分率を表１に示す。
・ゴム材（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） １００部
・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：ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製） 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
〔比較例１〕
＜帯電ロールの作製＞
実施例１において接着層の組成を下記の配合に変更した以外は、実施例１と同様にして基材を準備し且つ接着層を形成した。
−接着層の形成−
・ポリオレフィン樹脂組成物（ロードファーイースト社製） １００部
・導電剤（カーボンブラック ケッチェンブラックＥＣ：ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製） ２．５部
尚、粘度調整にはトルエンまたはキシレンを用いた。
−弾性層の形成−
下記組成の混合物をオープンロールで混練りし、前記接着層を形成した基材表面に押出し成形機を用いて弾性層を形成し、且つ加硫した。このときの基材（シャフト）搬送経路の外形寸法は８ｍｍφであり、且つ前記基材としては外径が７．９８ｍｍφ、長さ３５０ｍｍのものを使用した。またクロスヘッド押出装置として、三葉製作所製の４０ｍｍ押出機と、ダイノズル内径が１３ｍｍφであるクロスヘッドダイとを用いた。
押出成形時に基材詰まりは発生しなかった。その時の接着層の摩擦係数は０．６９だった。接着層のゲル分率を表１に示す。
・ゴム材（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） １００部
・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：ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製） 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
［評価］
・ゲル分率の測定
表面層のゲル分率の測定は、ＪＩＳ−Ｋ６７９６（１９９８年）に準じて行った。帯電ロールの接着層を１質量部切り出し、質量を測定する。これを溶剤抽出前の樹脂の質量とした。溶剤トルエン（１０質量部）に溶解し、２４時間浸漬したのち、ろ過して残留樹脂膜物を除去し、質量を測定した。この質量を抽出後の質量とする。これらより、以下の式にしたがってゲル分率を算出した。
ゲル分率（％）＝（（抽出後の質量）／（溶剤抽出前の樹脂の質量））×１００
・基材の表面状態
帯電ロールを高温高湿（４５℃、９５％ＲＨ）環境下で１０日間保管後、表面状態の観察と表面層を含む弾性層を剥がし、基材表面の観察をした。結果は表１に示した。
Ａ：弾性層形成前の表面状態と変化なし
Ｂ：接着層および導電性支持体の少なくとも一方にピンホールが見られた
Ｃ：導電性支持体が腐食し盛り上がり、接着層および導電性支持体の少なくとも一方に剥がれがみられた
・接着性
接着層の接着強さを見るために、帯電ロールの弾性層部分にカッターで切れ込みをいれ、弾性層を手によって剥離を試みた。
Ａ：強固な接着により剥離困難か、または弾性層の破壊が見られた。
Ｂ：導電性支持体と接着層の界面または接着層と弾性層との界面で抵抗はあるものの剥離し得る。
Ｃ：導電性支持体と接着層の界面または接着層と弾性層との界面で容易に剥離する。
・初期画質
帯電ロールをカラー複写機ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ ａ４５０（富士ゼロックス社製）のドラムカートリッジに帯電ロールとして装着し、ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ ａ４５０で、１０℃１５％ＲＨ環境下および２８℃８５％ＲＨ環境下で５０％ハーフトーン画像を印刷し、以下の基準により画質を評価した。
Ａ：濃度ムラ、白点、色点が未発生。
Ｂ：濃度ムラ、白点、色点が部分的に発生。
Ｃ：濃度ムラ、白点、色点が全体的に発生。
・帯電維持性
帯電ロールをＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ４００ＣＰ（富士ゼロックス社製）のドラムカートリッジに装着し、Ａ４用紙５０，０００枚印字テスト（１０℃１５％ＲＨ環境下で５０，０００枚）を行った後に、ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ４００ＣＰで５０％ハーフトーン画像を印刷したときの画像濃度ムラより以下の基準で判定した。
Ａ：画像濃度ムラが全く無い。
Ｂ：部分的に画像濃度ムラが発生。
Ｃ：全体に画像濃度ムラが発生。
・形状精度
帯電ロール成形後の形状をレーザ外径測定器を用いて測定し、以下の基準により評価した。
Ａ：接着層の剥がれ起因による表面の凹凸がない
Ｂ：接着層の剥がれ起因による表面の凹凸が有るが、極微小で画質上問題ないレベル。
Ｃ：接着層の剥がれ起因による表面の凹凸が多数発生、画質上問題となるレベル。
１０ 像保持体、１２ 帯電装置、１４ 露光装置、１６ 現像装置、１８ 転写装置、２０ クリーニング装置、２２ 定着装置、２４ 筐体、２４Ａ 開口部、２４Ｂ 開口部、２４Ｃ 取り付けレール、３０基材、３１ 導電性弾性層、３２ 導電性最外層、３３ 接着層、１０１ 画像形成装置、１０２ プロセスカートリッジ、１２１ 帯電ロール、１２２ クリーニング部材、１２３ 導電性軸受け、１２２Ａ 基材、１２２Ｂ 弾性層、１２４ 電源、２１０ ゴムロール製造装置、２１２ 排出機、２１４ 加圧機、２１６ 引出機、２１８ ゴム材供給部、２２０ 押出部、２２２ 芯金、２２４ 芯金供給部、２２６ 本体部、２２８ スクリュー、２３０ 駆動モータ、２３２ 投入口、２３４ ケース、２３６ マンドレル、２３８ 排出ヘッド、２４０ 保持部材、２４２ 保持部材、２４４ 環状流路、２４６ 挿通孔、２４８ 合流域、２５０ ローラ対、２５２ ベルト、２５４ 駆動ローラ、２５６ ゴムロール部

Claims (6)

  1. 導電性の基材と、
    該基材の外周面上にゲル分率が５０％以上であり、塩素化ポリプロピレン樹脂とエポキシ樹脂とを含む導電性の接着層と、
    該接着層上に導電性の弾性層と、
    を有する帯電ロール。
  2. 前記接着層の摩擦係数が０．２以上０．９以下である請求項１に記載の帯電ロール。
  3. 請求項１または請求項２に記載の帯電ロールを備える帯電装置。
  4. 像保持体と、
    前記像保持体を帯電し、請求項１または請求項２に記載の帯電ロールを有する帯電装置と、
    を備え、
    画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
  5. 像保持体と、
    前記像保持体を帯電し、請求項１または請求項２に記載の帯電ロールを有する帯電装置と、
    帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
    前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、
    前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
    を備える画像形成装置。
  6. 導電性の基材の外周面上にゲル分率が５０％以上であり、塩素化ポリプロピレン樹脂とエポキシ樹脂とを含む導電性の接着層を形成する接着層形成工程と、
    押出成形機を用い、前記接着層が形成された前記基材を、前記基材の前記接着層も含めた外径よりも内径の小さい供給経路に挿通させながらクロスヘッドに供給し、前記接着層上に弾性層形成用の材料を付与して導電性の弾性層を形成する弾性層形成工程と、
    を有する帯電ロールの製造方法。
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