WO2015045377A1 - 電子写真用の導電性部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置 - Google Patents

電子写真用の導電性部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置 Download PDF

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conductive
layer
network structure
conductive member
fiber
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PCT/JP2014/004887
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一浩 山内
山田　聡
則文 村中
裕一 菊池
哲男 日野
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キヤノン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a conductive member for electrophotography, a process cartridge, and an electrophotographic apparatus.
  • a conductive member is used for various purposes, for example, a conductive roller such as a charging roller, a developing roller, or a transfer roller. These conductive rollers need to be controlled to have an electric resistance value of 10 3 to 10 10 ⁇ regardless of use conditions and use environments, and are represented by carbon black in order to adjust the conductivity of the conductive layer.
  • a conductive layer to which an electron conductive agent or an ionic conductive agent such as a quaternary ammonium salt compound is added is provided. Each of these two conductive agents has advantages and disadvantages.
  • the electroconductive roller to which carbon black is added has the advantage that the change in electric resistance value in the use environment is small and the possibility of contaminating the electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive member”) is low. ing.
  • photosensitive member the electrophotographic photosensitive member
  • carbon black is difficult to uniformly disperse and causes unevenness in electric resistance value due to aggregation of carbon black, and in particular, there may be a local low resistance portion. Even when the amount of carbon black added is adjusted and the electrical resistance value of the entire conductive roller is optimized, it is not easy to prevent the occurrence of locally low resistance portions.
  • an ionic conductive roller to which an ionic conductive agent is added is more uniformly dispersed in the binder resin than the electronic conductive roller. It is difficult to produce a locally low resistance site seen in an electronic conductive system.
  • the ion conductive roller is very strongly affected by the water content in the binder resin in the use environment. Therefore, it is known that the electrical resistance value is increased by drying the material, particularly in a low-temperature and low-humidity environment (hereinafter sometimes referred to as “L / L environment”) having a temperature of 15 ° C. and a relative humidity of 10%. . Therefore, it is not easy to ensure sufficient conductivity in a low temperature and low humidity environment.
  • Patent Document 1 discloses a method of using an ion conductive agent and an electronic conductive agent in combination. ing.
  • Patent Document 2 discloses a charging member having an electronically conductive fiber entanglement.
  • Patent Document 3 as a means for uniformly charging the surface of the object to be charged, a thread-shaped member is wound around and fixed to the charging electrode, so that a uniform minute gap is formed between the charging electrode and the object to be charged. A charging device is disclosed.
  • JP 2000-274424 A Japanese Patent Laid-Open No. 08-272187 JP-A-10-186805
  • a conductive roller in a charging roller that is disposed in contact with a photoconductor in an electrophotographic apparatus and applies a DC voltage to charge the photoconductor, the charging roller has a lower resistance than an appropriate resistance region. In some cases, the discharge was not stable and excessive discharge occurred locally. At this time, the surface of the photoreceptor is locally excessively charged, and as a result, a white spot image may be generated. This is likely to occur with an electronically conductive charging roller that may have locally low resistance sites. On the other hand, when the charging roller has a higher resistance than the optimum resistance region, similarly, the discharge is not stable, and a fine horizontal streak-like image defect may occur due to the discharge defect.
  • the charging roller when used in the AC / DC charging method, in which a voltage obtained by superimposing an alternating voltage (AC voltage) on a direct current voltage (DC voltage) is applied to the charging roller, it is derived from abnormal discharge called sandy image. In some cases, spotted image defects occurred. Similarly, in the case of a transfer roller as another example of a conductive roller, image defects due to abnormal discharge may occur.
  • AC voltage alternating voltage
  • DC voltage direct current voltage
  • Patent Document 2 uses conductive fibers on the surface of the charging member, even if the charging member of Patent Document 2 is directly applied to the electrophotographic conductive member, local overdischarge is caused. May not be sufficiently suppressed.
  • the technique of Patent Document 3 has an effect of forming a stable gap between the charging electrode and the member to be charged, but since the discharge site is the same as before, the conductive member of Patent Document 3 is used as it is for electrophotography. Even when applied to a conductive member, there is a case where there is no sufficient effect to stabilize the discharge.
  • the present invention has been made in view of such a technical background, and it is an object of the present invention to provide a conductive member that does not depend on use conditions and use environments, and suppresses image defects caused by abnormal discharge. Another object of the present invention is to provide a process cartridge and an electrophotographic apparatus capable of stably forming a high-quality electrophotographic image over a long period of time.
  • the conductive member used in contact with the contacted body includes a conductive support and a layer of a mesh structure formed on the outer peripheral surface of the conductive support.
  • the surface of the network structure is observed, at least a part of the network structure is present in an arbitrary 200 ⁇ m square area, and the surface of the conductive member is
  • the structure is made of non-conductive fibers, and the average fiber diameter of the upper 10% of the fiber diameter at any measurement point of the non-conductive fibers is 0.2 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less A member is provided.
  • a process cartridge configured to be detachable from a main body of an electrophotographic apparatus, comprising the electrophotographic conductive member.
  • an electrophotographic apparatus comprising the electrophotographic conductive member.
  • the image resulting from abnormal discharge is obtained by stabilizing the discharge. The occurrence of harmful effects can be suppressed.
  • a process cartridge and an electrophotographic apparatus capable of forming a high-quality electrophotographic image can be obtained.
  • the present inventors stabilize the discharge and are effective in suppressing image defects caused by abnormal discharge. I found out.
  • discharge stabilization means both suppression of abnormal discharge by miniaturization of discharge and improvement of charging ability by increasing frequency of discharge.
  • the layer of the network structure according to the present invention reduces the occurrence of image defects due to excessive discharge by minimizing single discharge, and increases the frequency of discharge, thereby increasing the chargeability. It is estimated that the occurrence of horizontal streak-like image defects caused by unstable discharge is simultaneously suppressed.
  • the present inventors presume that the reason why the single discharge is refined and the charging performance is improved by the network structure layer is as follows.
  • the reason why the discharge is miniaturized is thought to be because a layer of a network structure made of non-conductive fibers exists between the conductive member and the photosensitive member.
  • the discharge phenomenon does not occur from the surface of the network structure, but mainly occurs between the conductive support and the photoreceptor. Confirm that there is. Accordingly, in the process of free electrons emitted from the conductive support or free electrons generated by ionizing a gas existing in the space while diffusing while colliding with gas molecules in the space, in the present invention, Since a network structure exists in the space, diffusion of free electrons is suppressed.
  • the network structure layer reduces the discharge space itself to suppress the diffusion of free electrons and suppress the single discharge from becoming enormous, and as a result, the discharge becomes finer.
  • the fibers forming the network structure are conductive fibers, a discharge is generated from the fibers themselves, so that the effect of suppressing the diffusion of free electrons due to the miniaturization of the discharge space does not work. Therefore, it is thought that it is necessary to suppress discharge from the fiber itself, particularly the fiber surface, by making the fibers forming the network structure nonconductive.
  • the reason why the charging ability is improved as a result of the increase in the frequency of discharge is considered to be that there are many fine spaces subdivided by non-conductive fibers inside the layer of the network structure. Yes.
  • the present inventors have estimated that discharge occurs in a fine space subdivided by fibers. Therefore, the space in which a single discharge occurs as the fine space increases. We think that there is a high possibility that will increase. As factors that cause an increase in the fine space, for example, the film thickness of the network structure and the fiber diameter may be reduced.
  • the electrophotographic conductive member will be described with a charging member as a representative example, but the use of the conductive member of the present invention is not limited to the charging member.
  • the conductive member according to the present invention has a network structure layer on the outer peripheral surface of a conductive support.
  • 1A and 1B are schematic views of an electrophotographic conductive member (charging member) according to the present invention.
  • the charging member includes a conductive shaft mandrel 12 as a conductive support, and a network structure layer 11 provided on the outer periphery thereof. be able to.
  • a conductive shaft core 12 and a conductive resin layer 13 provided on the outer periphery thereof are used as the conductive support, and a network structure layer 11 is provided on the outer periphery thereof. Can be configured.
  • the conductive support may have a conductive resin layer on the outer periphery of the shaft core.
  • a multilayer structure in which a plurality of conductive resin layers 13 are arranged within a range not impairing the effects of the present invention may be used as necessary.
  • the conductive shaft core can be appropriately selected from those known in the field of electrophotographic conductive members.
  • it is a columnar material in which the surface of a carbon steel alloy is nickel-plated with a thickness of about 5 ⁇ m.
  • a rubber material As a material constituting the conductive resin layer, a rubber material, a resin material, or the like can be used.
  • the rubber material is not particularly limited, and rubbers known in the field of electrophotographic conductive members can be used, and specific examples include the following. Epichlorohydrin homopolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer, silicone rubber, acrylic rubber, and Urethane rubber etc.
  • the resin material a known resin in the field of electrophotographic conductive members can be used. Specific examples include acrylic resins, polyurethanes, polyamides, polyesters, polyolefins, epoxy resins, and silicone resins.
  • an electronic conductive agent or an ionic conductive agent can be blended as necessary to adjust the electric resistance value.
  • the electronic conductive agent include carbon black and graphite exhibiting electronic conductivity, oxides such as tin oxide, metals such as copper and silver, and conductive particles provided with conductivity by coating the surface of the particles with oxides or metals.
  • the ionic conductive agent include ionic conductive agents having ion exchange performance such as quaternary ammonium salts and sulfonates exhibiting ionic conductivity.
  • fillers, softeners, processing aids, tackifiers, anti-tacking agents, dispersants, foaming agents, roughening agents that are generally used as compounding agents for resins, as long as the effects of the present invention are not impaired. Particles or the like can be added.
  • the volume resistivity is 1 ⁇ 10 3 ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 9 ⁇ cm or less.
  • the layer of the network structure according to the present invention can suppress image defects caused by excessive discharge even when the electric resistance value of the conductive support is sufficiently low.
  • the conductive resin layer is electronically conductive, the effect of stabilizing excessive discharge is significant. Therefore, in consideration of environmental characteristics, it is preferable to use a conductive resin layer exhibiting electronic conductivity.
  • the layer of the network structure according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as “surface layer”) is important to have the following configuration from the viewpoint of suppressing abnormal discharge.
  • the distance between the networks in the layer of the network structure needs to be equal to or less than the size of the huge discharge. Since discharge occurs in a direction perpendicular to the surface of the conductive member, when the layer of the network structure is observed from the direction perpendicular to the surface, the distance between the networks of the network structure is huge. If it is less than the size, the effect of suppressing abnormal discharge can be obtained.
  • 100 square regions of any 200 ⁇ m square (200 ⁇ m length, 200 ⁇ m width) are used from the direction perpendicular to the surface of the layer of the network structure by using an optical microscope or a laser microscope. Measure and observe. If at least a part of the network structure of the present invention can be confirmed at all 100 measurement points, it has been confirmed that a huge discharge can be divided and miniaturized. At that time, the observed image is information obtained by integrating all the information in the thickness direction of the layer of the mesh structure, but the distance between the meshes on the surface of the layer of the mesh structure including the information in the thickness direction is It is considered that there is no problem in the determination method of the present invention because it affects the effect of miniaturizing the discharge size.
  • At least a part of the network structure exists in an arbitrary 100 ⁇ m square area on the surface of the conductive member. Moreover, it is particularly preferable that at least a part of the network structure exists in an arbitrary 25 ⁇ m square area on the surface of the conductive member.
  • the fibers are preferably arranged in a three-dimensional manner and have a very high porosity.
  • the x-axis, y-axis, and z-axis are three axes orthogonal to each other, and the z-axis direction is a direction perpendicular to the surface layer of the conductive member.
  • the x-axis direction is a tangential direction in the cross section of the roller (that is, the circular end surface)
  • the y-axis direction is the longitudinal direction of the roller.
  • the inventors defined the structure of the surface layer as follows from the viewpoint of each fiber and the space occupied by the fiber.
  • a surface layer is cut out from the conductive member, and a cross-sectional image of a cross-section (either a yz cross-section or an xz cross-section) of the surface layer is acquired by an X-ray CT inspection apparatus.
  • the obtained cross-sectional image is binarized to extract the cross-sectional image of the fiber, and the Voronoi division is performed on the fiber cross-sectional image group in the cross-sectional image, and the space in the surface layer occupied by the cross-section of each fiber Defined.
  • Voronoi division is to divide a plurality of points (base points) arranged at arbitrary positions on a plane according to which base point other points on the same distance space are close to. It is.
  • this is a technique in which a perpendicular bisector is drawn on a straight line connecting centroids of adjacent generating points, and the nearest neighbor region of each fiber is divided by the perpendicular bisector.
  • the nearest neighbor area of each generating point obtained by performing Voronoi division is called a Voronoi polygon.
  • the reason for using Voronoi division is that the vertical bisector of each adjacent generating point is uniquely determined, and therefore the Voronoi polygon is also uniquely determined.
  • the present inventors actually performed Voronoi division as follows. First, it is included in two intersecting lines between the two planes perpendicular to the z axis and passing through the center of gravity of the fiber cross section at the uppermost end and the lowermost end in the fiber cross section (yz cross section) image and the fiber cross section (yz cross section). Then, two straight lines having the same length as the width of the fiber cross-sectional image were drawn so as to be included in the fiber cross-sectional image.
  • the uppermost end and the lowermost end in the fiber cross-sectional image are those having the shortest distance from the conductive support in the fiber cross-sectional image group in the cross-sectional image before cutting out only the fiber cross-sectional image.
  • the two straight lines were defined as “boundary lines of the surface layer occupation region”, and a rectangle formed by connecting the ends of the two straight lines on the same side as a straight line was defined as “the surface layer occupation region”.
  • Voronoi division using the fiber cross section as a generating point was performed. The reason for taking such a procedure is as follows.
  • the cross sections of the fibers at the top and bottom of the cross-sectional image can define area dividing lines between adjacent fibers in the direction parallel to the surface of the conductive member (y-axis direction).
  • each area S 1 of the Voronoi polygon in the yz section obtained by the above-described method and the cross-sectional area S 2 in the section of the fiber of each mother point of the Voronoi polygon. It was found that the optimization of the ratio “S 1 / S 2 ” (hereinafter sometimes referred to as “area ratio k”) is important. That is, by optimizing the area of the Voronoi polygon for each fiber in the surface layer, the abnormal discharge and the weak discharge can be further suppressed by the effect of subdividing the abnormal discharge, and the surface of the photosensitive drum can be controlled. The charged potential does not become a fiber pattern, and a good image can be obtained.
  • the k U10 value which is the arithmetic average value of the top 10% of the area ratio k, is 160 or less
  • the generation of pores larger than the size of the abnormal discharge (about 200 to 700 ⁇ m) is small, and abnormal discharge is prevented. Easy to suppress.
  • the kU10 value is 40 or more, poor charging and fiber patterns are hardly output directly to the image.
  • the kU10 value is preferably 40 or more and 160 or less.
  • the k U10 value is more preferably 60 or more and 160 or less. By setting the k U10 value to 60 or more and 160 or less, the effect of subdividing abnormal discharge is significantly increased.
  • the average layer thickness t 1 of the network structure layer is 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the average layer thickness t 1 is 10 ⁇ m or more, the effect of miniaturizing the discharge and stabilizing the discharge can be obtained.
  • the average layer thickness t 1 is more preferably 30 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less, and particularly preferably 30 ⁇ m or more and 90 ⁇ m or less.
  • the layer thickness referred to here is the thickness of the layer of the network structure measured in the direction perpendicular to the surface of the conductive support, and the thickness of the layer in a state where it is not in contact with other members. Means.
  • the layer thickness can be measured by cutting out a section including the layer of the conductive support and the network structure from the conductive member according to the present invention and performing X-ray CT measurement.
  • the average layer thickness t 1 is an average value of the layer thicknesses of a total of 25 locations obtained by dividing the longitudinal direction of the conductive member into 5 equal parts and measuring the fiber cross sections at arbitrary 5 locations in each division.
  • the thickness of the layer of reticulated structure according to the present invention it is preferable that the average layer thickness t 2 of the contact portion during the contact between the conductive member and the contact body is 1 ⁇ m or more 50 ⁇ m or less.
  • the layer of the network structure of the present invention is non-conductive, discharge is mainly generated between the conductive support and the contacted body (for example, a photoreceptor). Whether discharge occurs depends on the distance between the gap between the conductive support of the conductive member and the photosensitive member as the contacted body, according to Paschen's law, so the thickness of the layer of the network structure In some cases, the discharge itself does not occur.
  • the contact portion between the conductive member and the contact member, stable discharge is in other words to the average layer thickness t 2 layers of network structure in the nip portion to 50 ⁇ m or less occurs.
  • the average layer thickness t 2 of the contact portion to further stabilize the discharge it is particularly preferable more preferably 20 ⁇ m or less, and 10 ⁇ m or less.
  • the average layer thickness t 2 is the longitudinal direction of the conductive member 5 equal parts, at any five points in each division, a total of 25 points of measurement of the layer thickness at the time of contact between the conductive member and the contact body Means the average value of the shortest distances connecting the conductive member and the contacted body.
  • the average layer thickness t 2 is the time of contact between the conductive member and the contact body, stripped layers of network structure, is irradiated with laser gap formed as a result, use of the clearance inspection apparatus for measuring a gap distance Can be measured.
  • the average layer thickness t 1 is in the non-contact portion is as defined above 10 ⁇ m or 200 ⁇ m or less.
  • the layer of the network structure is not compressed and a fine void is formed. It is important to exist in a state having many holes.
  • the average layer thickness t 2 layers of network structure is preferably set to 50 ⁇ m or less.
  • the conductive member of the present invention when the conductive member of the present invention is used by being mounted on an electrophotographic apparatus, it is advantageous that the layer of the network structure of the present invention is used in a state where compression and recovery in the layer thickness direction are repeated. I think that it is important from the viewpoint of expressing.
  • the nonconductive fibers forming the layer of the network structure of the present invention preferably have a length of 100 times or more with respect to the fiber diameter.
  • the cross-sectional shape of the fiber is not particularly limited, and examples thereof include a circular shape, an elliptical shape, a quadrangular shape, a polygonal shape, a semicircular shape, and an arbitrary cross-sectional shape, and the cross-sectional shape in the longitudinal direction of the fiber may be different.
  • the fiber diameter is the diameter of the circle of the cross section when the cross section of the fiber is cylindrical, and the length of the longest straight line passing through the center of gravity of the fiber cross section when the cross section of the fiber is non-cylindrical.
  • the fiber pattern may appear as image unevenness at the time of print output. Since the phenomenon in which the fiber pattern appears as image unevenness may appear as image unevenness even when a thick portion exists in a part of the fiber, the fiber diameter of the nonconductive fiber needs to be a predetermined value or less. is there.
  • the fiber diameter of the non-conductive fibers, the average fiber diameter d 10 of the top 10% is 0.2 ⁇ m or more 15 ⁇ m or less.
  • the upper limit is preferably 5 ⁇ m or less, and more preferably 2.5 ⁇ m or less.
  • the upper limit is preferably 5 ⁇ m or less, and more preferably 2.5 ⁇ m or less.
  • the top 10% average fiber diameter d 10 of is 0.2 ⁇ m or more.
  • the average fiber diameter d is the diameter of the cross section perpendicular to the fiber axis direction, and the longitudinal direction of the conductive member is equally divided into 5 parts, and the fiber cross section is measured at any 10 points in each division for a total of 50 points. Is the average value of the diameters.
  • vertical with respect to a fiber axis direction becomes an ellipse, let the average value of a long diameter and a short diameter be a diameter.
  • the average fiber diameter d 10 of the top 10% greater the top 10% of the diameter of any 50 fibers selected when measuring the average fiber diameter d (i.e. five ) Average fiber diameter.
  • the average fiber diameter d of the non-conductive fibers is 10 ⁇ m or less, preferably 3 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less, and the standard deviation with respect to the average fiber diameter d is within 50%, preferably within 30%, more preferably within 20%. It is.
  • the average fiber diameter d 10 ⁇ m or less an effect can be confirmed for miniaturization of a single discharge. Furthermore, the effect which refines single discharge and raises the frequency of discharge is confirmed by setting it as 3 micrometers or less. This is presumed to be due to the fact that many fine spaces that contribute to the generation of a single discharge are formed by reducing the fiber diameter.
  • the average fiber diameter d is 1 ⁇ m or less. Furthermore, by setting the average fiber diameter d to 1 ⁇ m or less, there is an effect that the single discharge is miniaturized and the frequency of discharge is significantly increased. Moreover, there exists an effect of abnormal discharge suppression by making average fiber diameter d 0.2 micrometers or more. Further, if the fiber diameter distribution in the layer of the network structure of the present invention is reduced and the standard deviation with respect to the average fiber diameter d is within 70%, the fiber pattern is less likely to appear as image unevenness during print output. There is. The standard deviation with respect to the average fiber diameter d is further preferably within 50%, more preferably within 30%.
  • the standard deviation with respect to the average fiber diameter d is the ratio of the value of the standard deviation obtained from the diameters of any 50 fibers selected when measuring the average fiber diameter d to the average fiber diameter d.
  • the average fiber diameter d, and an average fiber diameter d 10 of the top 10 percent can be confirmed by an optical microscope, a laser microscope, direct observation by the scanning electron microscope (SEM) measurement or the like.
  • the layer of the network structure according to the present invention is observed from the surface, measured with a scanning electron microscope (SEM), and the diameter of any 50 fibers is measured.
  • the average value of the diameters of any 50 fibers is the average fiber diameter d of the present invention.
  • the average value of the diameters of the five fibers corresponding from the arbitrary 50 fibers 10% towards higher larger diameter is the average fiber diameter d 10 top 10% of the present invention.
  • Non-conductive fiber It is important that the layer of the network structure according to the present invention is formed of non-conductive fibers.
  • the non-conductive fiber is not particularly limited as long as it forms a fibrous structure, an organic material including a resin material, an inorganic material such as silica and titania, or a material obtained by hybridizing the organic material and an inorganic material. May be used.
  • the resin material examples include the following.
  • Polyolefin polymers such as polyethylene and polypropylene; polystyrene; polyimides, polyamides, polyamideimides; polyarylenes (aromatic polymers) such as polyparaphenylene oxide, poly (2,6-dimethylphenylene oxide) and polyparaphenylene sulfide; Polyolefin polymers, polystyrene, polyimide, polyarylenes (aromatic polymers), sulfonic acid groups (—SO 3 H), carboxyl groups (—COOH), phosphoric acid groups, sulfonium groups, ammonium groups, or pyridinium groups
  • Fluorine-containing polymers such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride; perfluorosulfo in which a sulfonic acid group, a carboxyl group, and a phosphate group are introduced into the skeleton of the fluorine-containing polymer Acid polymers, per
  • the inorganic material examples include Si, Mg, Al, Ti, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Sn, and Zn oxides, and more specifically, the following metal oxides. It is done. Silica, titanium oxide, aluminum oxide, alumina sol, zirconium oxide, iron oxide, chromium oxide and the like.
  • the material constituting the layer of the network structure according to the present invention is preferably a material having high adhesion to the conductive support.
  • a material having high adhesion to the conductive support it is possible to constitute a conductive member in which the conductive support and the layer of the network structure are laminated and bonded without using an adhesive (adhesive) or the like. It becomes possible.
  • the material preferably has a part of a polar functional group.
  • the non-conductive fiber according to the present invention has a volume resistivity of 1 ⁇ 10 8 to 1 ⁇ 10 16 ⁇ cm, preferably 1 ⁇ 10 11 to 1 ⁇ 10 16 ⁇ cm, and more preferably 1 ⁇ 10. 13 to 1 ⁇ 10 16 ⁇ cm fiber.
  • the volume resistivity of the network structure layer of the present invention is low, the network structure layer itself may be the starting point of discharge, and abnormal discharge may occur. In this case, the effect of suppressing abnormal discharge of the present invention cannot be sufficiently obtained. The suppression effect of abnormal discharge has been confirmed by setting the volume resistivity to 1 ⁇ 10 8 ⁇ cm or more.
  • the ion conductive agent may be added in an amount of 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nonconductive fiber of the present invention.
  • the volume resistivity is 1 ⁇ 10 11 ⁇ cm or more, discharge from the network structure layer itself can be sufficiently suppressed. More preferably, when the volume resistivity is 1 ⁇ 10 13 ⁇ cm or more, no discharge from the layer of the network structure itself is confirmed, and the abnormal discharge does not depend on the electric resistance value of the conductive support. An inhibitory effect is obtained. Further, by setting the volume resistivity to 1 ⁇ 10 16 ⁇ cm or less, it is possible to suppress a discharge failure caused by the increase in resistance of the network structure layer itself.
  • the volume resistivity of the non-conductive fibers forming the network structure layer is determined by collecting the network structure layer from the conductive support using tweezers or the like, and scanning the probe with respect to one fiber. Measurement can be performed by bringing a cantilever of a microscope (SPM) into contact with each other and sandwiching one fiber between the cantilever and the conductive substrate. Similarly, the volume resistivity may be measured after a layer of a network structure is collected from a conductive support, heated or melted using a solvent, and formed into a sheet.
  • SPM microscope
  • the method for producing the layer of the network structure according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following methods. Electrospinning method (electrospinning method / electrostatic spinning method), composite spinning method, polymer blend spinning method, melt blow spinning method, flash spinning method, etc., are used to generate fibers from the raw material liquid for fibers, and the generated fibers are made conductive. A method of laminating on the surface of a conductive support. All the fibers thus produced have a sufficient length with respect to the fiber diameter.
  • the electrospinning method means that a high voltage is applied between the raw material liquid contained in the syringe and the collector electrode, so that the solution extruded from the syringe is charged and scattered in the electric field to be thinned into fibers. This is a method for producing fibers attached to the collector.
  • the electrospinning apparatus includes a high-voltage power supply 25, a raw material liquid storage tank 21, and a spinneret 26, and a collector (conductive support) 23 attached to the apparatus is grounded to the ground 24.
  • the raw material liquid is extruded from the tank 21 to the spinneret 26 at a constant speed.
  • a voltage of 1 to 50 kV is applied, and when the electric attractive force exceeds the surface tension of the raw material liquid, the raw material liquid jet 22 is jetted toward the collector 23.
  • the raw material liquid a raw material liquid containing a solvent, a molten resin obtained by heating a resin material to a melting point or higher, and the like can be used.
  • the raw material liquid is a raw material liquid containing a solvent
  • the solvent in the jet 22 is gradually evaporated, and when reaching the collector 23, the jet size is reduced to the nano level.
  • the network structure according to the present invention can be obtained by controlling the fiber diameter of the fibers constituting the network structure, the network density and the layer thickness of the network structure.
  • the fiber diameter of the fibers, the network density of the network structure, and the layer thickness can be controlled as follows.
  • the fiber diameter of the fiber can be controlled mainly by the solid content concentration of the material, and the fiber diameter can be reduced by lowering the solid content concentration.
  • the diameter can be reduced by increasing the applied voltage during spinning, or decreasing the volume of the jet 22 to increase the electric attractive force.
  • the mesh density can be controlled mainly by the applied voltage. Specifically, by increasing the applied voltage, the electric attractive force can be increased and the density can be increased. In addition to the applied voltage, it is possible to increase the density by increasing the spinning time and increasing the discharge speed.
  • the thickness of the network structure layer is proportional to the spinning time. Therefore, the layer thickness of the network structure can be increased by increasing the spinning time.
  • the conductive support of the present invention as a collector (FIG. 2), it is possible to directly produce a conductive member in which a network structure layer is formed on the outer peripheral surface of the conductive support. Is possible.
  • the layers of the network structure are seamless.
  • a seam is formed.
  • a seam can be formed by a method in which a film of a network structure is once produced and then coated with a conductive support. Since the layer thickness of the seam portion is thicker than other portions, an image defect may occur at the seam portion. Therefore, it is preferable that the layer of the network structure of the conductive member of the present invention is seamless.
  • concentration of a solution are not specifically limited. However, it is sufficient if the conditions are optimal for electrospinning.
  • the conductive support and the layer of the network structure may be directly laminated, or may be laminated and bonded using an adhesive (adhesive), and a conventionally known method can be used as appropriate. .
  • adhesive adhesive
  • the adhesiveness between the conductive support and the network structure layer can be easily improved, and a conductive member having more durability can be obtained.
  • the effect of the present invention is manifested by the presence of the network structure layer according to the present invention. That is, when the structure of the network structure changes, the discharge characteristics may also change. Therefore, particularly for the purpose of use over a long period of time, by introducing a rigid structure that protects the layer (surface layer) of the network structure, the surface of the photosensitive drum and the layer of the network structure are separated. It is preferable to reduce friction and wear and suppress a change in the structure of the network structure.
  • the rigid structure refers to a structure in which the deformation amount of the rigid structure caused by contact with the photosensitive drum is 1 ⁇ m or less.
  • the method of providing the rigid structure is not limited as long as the effects of the present invention are not hindered, and examples thereof include a method of introducing a separating member into the conductive member.
  • the spacing member is not limited as long as it can separate the photosensitive drum (charged body) and the network structure layer and does not interfere with the effects of the present invention, and examples thereof include a ring and a spacer.
  • the separation member when the conductive member is in the shape of a roller, the outer diameter is larger than that of the conductive member, and the hardness is sufficient to hold the gap between the photosensitive drum and the conductive member.
  • a method of introducing a ring is mentioned.
  • the mesh structure layer and the photosensitive drum can be separated from each other so as not to be rubbed or worn.
  • a method of introducing a spacer is mentioned.
  • the material constituting the spacing member is not limited as long as the effect of the present invention is not hindered, and a known non-conductive material may be appropriately used in order to prevent energization through the spacing member.
  • a known non-conductive material may be appropriately used in order to prevent energization through the spacing member.
  • polymer materials having excellent slidability such as polyacetal resin, high molecular weight polyethylene resin, and nylon resin, and metal oxide materials such as titanium oxide and aluminum oxide can be used.
  • FIG. 7 shows an example (roller shape) of the conductive member when the spacing member is introduced.
  • 70 is a conductive member
  • 71 is a separation member
  • 72 is a conductive shaft core.
  • the process cartridge according to the present invention is a process cartridge that includes the conductive member according to the present invention and is configured to be detachable from the main body of the electrophotographic apparatus.
  • An example of an electrophotographic process cartridge according to the present invention is shown in FIG.
  • the process cartridge includes a developing device and a charging device.
  • the developing device is a unit in which at least the developing roller 33 and the toner container 36 are integrated, and may include a toner supply roller 34, toner 39, a developing blade 38, and a stirring blade 310 as necessary.
  • the charging device is a unit in which at least the photosensitive drum 31, the cleaning blade 35, and the charging roller 32 are integrated, and a waste toner container 37 may be further provided. Voltage is applied to the charging roller 32, the developing roller 33, the toner supply roller 34, and the developing blade 38, respectively.
  • the electrophotographic apparatus according to the present invention is an electrophotographic apparatus provided with the conductive member according to the present invention.
  • An example of the electrophotographic apparatus according to the present invention is shown in FIG.
  • This electrophotographic apparatus is, for example, a color image forming apparatus in which a process cartridge shown in FIG. 3 is provided for each toner of black, magenta, yellow, and cyan, and this cartridge is detachably mounted.
  • the photosensitive drum 41 rotates in the direction of the arrow, and is uniformly charged by a charging roller 42 to which a voltage is applied from a charging bias power source, and an electrostatic latent image is formed on the surface by the exposure light 411.
  • the toner 49 accommodated in the toner container 46 is supplied to the toner supply roller 44 by the stirring blade 410 and conveyed onto the developing roller 43.
  • the developing blade 48 disposed in contact with the developing roller 43 uniformly coats the toner 49 on the surface of the developing roller 43, and charges the toner 49 by frictional charging.
  • the electrostatic latent image is developed with toner 49 conveyed by a developing roller 43 disposed in contact with the photosensitive drum 41, and visualized as a toner image.
  • the visualized toner image on the photosensitive drum is transferred to an intermediate transfer belt 415 supported and driven by a tension roller 413 and an intermediate transfer belt driving roller 414 by a primary transfer roller 412 to which a voltage is applied by a primary transfer bias power source. Is done.
  • Each color toner image is sequentially superimposed to form a color image on the intermediate transfer belt.
  • the transfer material 419 is fed into the apparatus by a feed roller and conveyed between the intermediate transfer belt 415 and the secondary transfer roller 416.
  • a voltage is applied from the secondary transfer bias power source to the secondary transfer roller 416, and the color image on the intermediate transfer belt 415 is transferred to the transfer material 419.
  • the transfer material 419 to which the color image has been transferred is fixed by the fixing device 418 and is discarded outside the apparatus, thus completing the printing operation.
  • the toner remaining on the photosensitive drum without being transferred is scraped off from the surface of the photosensitive drum by the cleaning blade 45 and stored in the waste toner storage container 47, and the cleaned photosensitive drum 41 is processed in the above-described process. Repeat. Further, the toner remaining on the primary transfer belt (intermediate transfer belt) without being transferred is also scraped off by the cleaning device 417.
  • Example 1 [1. Preparation of unvulcanized rubber composition] The types and amounts of materials shown in Table 1 below were mixed with a pressure kneader to obtain an A-kneaded rubber composition. Further, 166 parts by mass of the A-kneaded rubber composition and materials of the types and amounts shown in Table 2 below were mixed with an open roll to prepare an unvulcanized rubber composition.
  • conductive support The following conductive rollers were produced as the conductive support according to the present invention.
  • a round bar having a total length of 252 mm and an outer diameter of 6 mm was prepared by subjecting the surface of free-cutting steel to electroless nickel plating.
  • an adhesive was applied over the entire circumference in a range of 230 mm excluding 11 mm at each end of the round bar.
  • the adhesive used was a conductive hot melt type.
  • a roll coater was used for coating.
  • the round bar coated with the adhesive was used as a conductive shaft core (core metal).
  • a crosshead extruder having a conductive shaft core supply mechanism and an unvulcanized rubber roller discharge mechanism is prepared, and a die having an inner diameter of 12.5 mm is attached to the crosshead.
  • the conveying speed of the conductive shaft core was adjusted to 60 mm / sec.
  • the unvulcanized rubber composition is supplied from the extruder, and the unvulcanized rubber composition is formed as an elastic layer on the outer peripheral surface of the conductive shaft core in the cross head.
  • the unvulcanized rubber roller was put into a hot air vulcanization furnace at 170 ° C. and heated for 60 minutes to obtain an unpolished conductive roller.
  • the edge part of the elastic layer was excised and removed.
  • the surface of the elastic layer was polished with a rotating grindstone.
  • a conductive roller having a diameter of 8.4 mm and a central diameter of 8.5 mm at positions of 90 mm from the central portion to both end portions was obtained.
  • a conductive roller was provided as a collector of an electrospinning apparatus (manufactured by MEC Co., Ltd.).
  • the tank was filled with the coating liquid 1.
  • the coating liquid 1 was sprayed toward the electroconductive roller by moving at 50 mm / s to the left and right, applying the voltage of 20 kV to a spinning port.
  • the conductive roller as a collector was rotated at 1000 rpm.
  • a conductive member having a network structure layer was obtained.
  • Table 5 the number of rotations (rpm) of the collector is displayed as “ES number of rotations (rpm)”, and the spraying time of the coating liquid is displayed as “ES processing time (seconds)”.
  • the conductive member 1 of the present invention of Example 1 was manufactured by the above method.
  • [5-2. Measurement of volume resistivity of non-conductive fiber) Regarding the method for measuring the volume resistivity of the fibers forming the layer of the network structure, the contact mode was measured using a scanning probe microscope (SPM) (Q-Scope 250 manufactured by Questant Instrument Corporation). First, the network structure layer was collected from the conductive member 1 using tweezers, and the recovered network structure layer was placed on a stainless steel metal plate. Next, one fiber that was in direct contact with the stainless steel plate was selected, an SPM cantilever was brought into contact with one fiber, a voltage of 50 V was applied to the cantilever, and the current value was measured. Next, the average fiber diameter d determined by the method described in [5-1] above and the contact area of the cantilever were converted into volume resistivity. The above measurement was performed at five arbitrary points, and the average value was defined as the volume resistivity of the nonconductive fiber.
  • SPM scanning probe microscope
  • the distance between the meshes of the network structure layer was evaluated by the following method. Using a laser microscope (LSM5 • PASCAL manufactured by Carl Zeiss), the conductive member 1 was observed from the direction perpendicular to the outer surface of the layer of the network structure. At the time of laser microscope observation, 100 square areas of the following sizes were arbitrarily selected, and it was confirmed whether or not a part of the fibers was observed for each square area. In addition, the distance between meshes of the layer of the mesh structure was evaluated according to the following criteria. A: A part of the fiber is observed in all of the 25 ⁇ m square areas (100 places). B: A part of fiber is observed in all the 100 ⁇ m square areas (100 places). C: A part of the fiber is observed in all of the 200 ⁇ m square areas (100 places). D: In a 200 ⁇ m square area (100 locations), there is an area where fibers are not observed.
  • the average layer thickness of the network structure layer was evaluated by the following method. First, the conductive member 1 was divided into five equal parts in the longitudinal direction. Each of the divided conductive members has a size of 700 ⁇ m in length including a rubber roller as a conductive support in a 250 ⁇ m square on the outer surface of the network structure layer and in the layer thickness direction of the network structure layer. A rectangular section was cut with a razor to obtain sample pieces T1 to T5.
  • the obtained three-dimensional image is a two-dimensional slice image (parallel to the xy plane) at an interval of 1 ⁇ m with respect to the z axis, with the parallel direction to the outer surface of the conductive support being the xy plane and the vertical direction being the z axis. Cut out. Next, the obtained slice image was binarized, and the fiber part and the hole part were identified.
  • the ratio occupied by the fiber part is digitized, and when the numerical value is confirmed from the conductive support to the outer surface side (layer thickness direction), the ratio occupied by the fiber part (area of the fiber part / The point at which (the area of the fiber portion + the area of the pore portion) ⁇ 100 (%))) was 2% or less was defined as the outermost surface portion of the network structure layer. With the above method, the layer thickness of the network structure was measured.
  • the average value of the layer thickness of 25 points obtained were the average layer thickness t 1 of the layer of reticulated structures.
  • the average layer thickness t 2 of the contact portion of the layer of the network structure was evaluated by the following method.
  • the conductive member 1 was incorporated as a charging roller into a cartridge of an electrophotographic laser printer (trade name: Laserjet CP4525dn HP) and left for 3 days in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%.
  • fibers were peeled off from the layer of the network structure existing at the contact portion between the photosensitive drum and the charging roller using tweezers.
  • the gap distance was measured using a rubber roller gap inspection device (GM1000 manufactured by OPTRON). The measurement locations were 5 arbitrary locations in 5 regions obtained by dividing the conductive member 1 into 5 equal parts in the longitudinal direction, for a total of 25 locations.
  • the average value of the gap distance of 25 points was defined as the average layer thickness t 2.
  • the image processing software Imageplus ver. Using 6.3 (Media Cybernetics), select one of the slice images and change the brightness and contrast within the range that the size of the fiber cross-sectional image does not change. Binarization processing was performed so that the body was shown in black, and a binarized image was obtained. An example of the actual binarized image is shown in FIG. 5, where reference numeral 51 denotes a conductive support, and reference numeral 52 denotes a fiber cross-sectional image group.
  • the uppermost end and the lowermost end in the fiber cross-sectional image are those having the shortest distance from the conductive support in the fiber cross-sectional image group in the cross-sectional image before cutting out only the fiber cross-sectional image. Is the top end, and the shortest distance is the bottom end.
  • a rectangle formed by connecting both ends of the two straight lines with a straight line was defined as an area occupied by the surface layer.
  • Voronoi division was performed in the yz section by pruning processing using the fiber section group (yz section) as a generating point in the occupied area.
  • An example of the figure after performing the Voronoi division is shown in FIG.
  • 61 is two parallel straight lines that define the occupied region
  • 62 is a boundary line of Voronoi polygons
  • 63 is a fiber cross section group.
  • the area ratio k between each area S 1 of the obtained Voronoi polygon and the cross-sectional area S 2 in the cross section of the fiber of each mother point of the Voronoi polygon is calculated, and the top 10% of the area ratio k
  • the arithmetic average value kU10 was obtained.
  • the average value of area ratio k was calculated
  • An electrophotographic laser printer (trade name: Laserjet CP4525dn HP) was prepared as an electrophotographic apparatus. However, in order to place the conductive member in a harsher evaluation environment, the laser printer is set to 50 sheets / minute with A4 size paper whose output number per unit time is larger than the original output number. It was remodeled. At that time, the output speed of the recording medium was 300 mm / sec, and the image resolution was 1200 dpi. Next, the conductive member 1 was mounted as a charging roller on the toner cartridge dedicated to the laser printer. This toner cartridge was loaded into the laser printer and image evaluation was performed. All image evaluations were performed in an environment with a temperature of 15 ° C.
  • an endurance test was conducted to confirm the effect of the conductive member of the present invention in suppressing the horizontal streak image at the end of the endurance test.
  • the durability test was performed by outputting 10,000 images in a so-called intermittent mode in which the rotation of the photosensitive drum is completely stopped for about 3 seconds each time two images are output.
  • the output image in the durability test is an image (E character image) printed so that the letter “E” of the alphabet having a size of 4 points is 4% of the area of the A4 size paper. Using. After outputting 10,000 E character images, a halftone image for evaluation was output, and the obtained halftone image was evaluated according to the same criteria as the above [Evaluation of horizontal stripe-like image defects].
  • Examples 2 to 31 The fiber material used for the preparation of the coating liquid for the layer of the network structure is changed to the material shown in Table 4, and the coating conditions of the coating liquid for the layer of the network structure are shown.
  • a conductive member was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that changes were made as described in 5-8. The evaluation results are shown in Tables 5 to 8.
  • Examples 32 to 34 The use of a conductive elastic roller produced from an unvulcanized rubber composition obtained by mixing the materials shown in Table 3 below with an open roll, and the injection time of the coating liquid shown in Table 8 A conductive member was produced and evaluated in the same manner as in Example 5 except that time was used. The evaluation results are shown in Table 8.
  • the conductive roller manufactured in the same manner as in Example 32 was immersed in the coating solution with its longitudinal direction set to the vertical direction, and was coated by the dipping method.
  • the dipping time is 9 seconds
  • the dipping coating pull-up speed is adjusted so that the initial speed is 20 mm / sec and the final speed is 2 mm / sec, and between 20 mm / sec and 2 mm / sec is linear with respect to the time.
  • the speed was changed.
  • the coated product thus obtained was air-dried at room temperature for 30 minutes, then dried in a hot air circulating dryer set at 90 ° C. for 1 hour, and further in a hot air circulating dryer set at 160 ° C. It dried for 1 hour and formed the protective layer on the electroconductive roller. Thereafter, a network structure layer was provided on the outer periphery of the protective layer in the same manner as in Example 5 to produce and evaluate a conductive member.
  • the evaluation results are shown in Table 8.
  • Example 36 A conductive member was prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 except that the round bar coated with the adhesive of Example 1 was used as the conductive support. The evaluation results are shown in Table 8.
  • Example 37 A protective layer-forming coating solution P1 prepared in the same manner as in Example 35 was applied on a 200 ⁇ m thick aluminum sheet by the dipping method under the same conditions as in Example 35 to cure the coating film. A blade-like conductive support having a protective layer provided on an aluminum sheet was prepared. Next, a layer of the network structure of the present invention was provided in the same manner as in Example 7 except that a blade-like conductive support was placed on the collector portion of FIG.
  • this charging blade was attached to the electrophotographic laser printer modified in the same manner as in Example 1 instead of the charging roller, and was placed in contact with the rotating direction of the photosensitive drum so as to be in the forward direction.
  • the angle ⁇ between the contact point and the charging blade at the contact point of the charging blade with the photosensitive drum is set to 20 ° from the charging point, and the contact pressure of the charging blade with respect to the photosensitive drum is 20 g / cm (line Pressure).
  • Image evaluation was performed under the same conditions as in the case of the charging roller. The evaluation results are shown in Table 8.
  • Example 38 A ring made of polyoxymethylene having an outer diameter of 8.6 mm, an inner diameter of 6.0 mm, and a width of 2 mm is attached to the outer side of the elastic layer of the conductive member 1 and bonded with an adhesive so as to be brought to the core metal.
  • a conductive member was produced and evaluated in the same manner as Example 3 except for the above. The evaluation results are shown in Table 8. In this embodiment, by introducing the separation member, the separation member comes into contact with the photosensitive drum, and an average gap of about 50 ⁇ m is formed between the conductive member and the photosensitive drum.
  • PAI Polyamideimide PVDF-HPF: Polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer
  • PEO Polyethylene oxide
  • PES Polyethersulfone
  • DMF Dimethylformamide
  • DMAc Dimethylacetamide
  • IPA Isopropyl alcohol
  • Comparative Example 1 A conductive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrospinning treatment time was 10 seconds, and evaluated in the same manner as in Example 1. In addition, since an outline-like image was detected in the initial image evaluation, the horizontal streak image after the durability test was not evaluated. Note that the distance between the meshes of the layers of the network structure of this comparative example does not satisfy the requirements of the present invention. Table 9 shows the evaluation results.
  • Example 2 (Comparative Example 2) Instead of coating solution 1, coating solution 1 prepared in the same manner as in Example 1 was concentrated and used in the same manner as in Example 1 except that coating solution 13 having a resin solid content concentration of 40% by mass was used. Then, a conductive member was produced and evaluated in the same manner as in Example 1. In addition, since an outline-like image was detected in the initial image evaluation, the horizontal streak image after the durability test was not evaluated. Note that the average fiber diameter of the top 10% forming the network structure of this comparative example does not satisfy the requirements of the present invention. Table 9 shows the evaluation results.
  • Example 3 A conductive member coated with the surface of the conductive roller is manufactured by winding a commercially available metal wire (a copper wire having a diameter of 10 ⁇ m, manufactured by Electrizola Co.) on the conductive roller manufactured in Example 1.
  • Example 1 And evaluated in the same manner. In addition, since an outline-like image was detected in the initial image evaluation, the horizontal streak image after the durability test was not evaluated.
  • the layer of the network structure of this comparative example is composed of conductive fibers and does not satisfy the requirements of the present invention. Table 9 shows the evaluation results.
  • Example 4 The coating liquid 1 was applied to the conductive roller produced in Example 1 by dipping treatment, dried by heating to produce a conductive member, and evaluated in the same manner as in Example 1. In addition, since an outline-like image was detected in the initial image evaluation, the horizontal streak image after the durability test was not evaluated. In addition, the electroconductive member of this comparative example does not have the network structure layer, and does not satisfy the requirements of the present invention. Table 9 shows the evaluation results. In Table 9, the coating film formed by applying the coating liquid 1 was indicated as a protective layer.

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Abstract

　導電性部材の使用条件及び使用環境に依存せず、異常放電が原因で発生する画像弊害を抑制する。被接触体に接触させて用いられる導電性部材において、該導電性部材は、導電性支持体の外周面に形成された網目状構造体の層を有し、該導電性部材の表面は、該網目状構造体の表面を観察した際に、該網目状構造体の少なくとも一部が、任意の２００μｍ四方の正方形領域に存在し、該網目状構造体は非導電性繊維からなり、該非導電性繊維の任意の測定点における繊維径の上位１０％の平均繊維径が０．２μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする。

Description

電子写真用の導電性部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
　本発明は、電子写真用の導電性部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置に関する。
　電子写真方式を採用した画像形成装置である電子写真装置においては、導電性部材が様々な用途、例えば、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラなどの導電性ローラとして使用されている。これらの導電性ローラは、使用条件及び使用環境に依存せず電気抵抗値を１０３～１０１０Ωに制御する必要があり、導電層の導電性を調整するために、カーボンブラックに代表される電子導電剤や、四級アンモニウム塩化合物等のイオン導電剤が添加された導電層を設けている。これらの２種の導電剤はそれぞれ、長所と短所を有している。
　カーボンブラックが添加されてなる電子導電性ローラは、使用環境における電気抵抗値の変化が小さく、また電子写真感光体（以下、「感光体」という）を汚染する可能性が少ないという長所を有している。しかし一方で、カーボンブラックは均一分散が難しく、カーボンブラックの凝集に起因する電気抵抗値のムラを生じ、特に、局所的に低抵抗な部位ができる可能性があることが知られている。カーボンブラックの添加量を調整し、導電性ローラ全体の電気抵抗値を最適化させた場合においても、局所的に低抵抗な部位が発生することを防ぐことは容易ではない。
　イオン導電剤が添加されてなるイオン導電性ローラは、電子導電性ローラと比較すると、イオン導電剤がバインダー樹脂中に均一に分散されるため、導電剤の分散ムラに起因する電気抵抗値のムラを低減させることができ、電子導電系で見られる局所的に低抵抗な部位は生じにくい。しかし一方で、イオン導電性ローラは、イオン伝導性能が使用環境下におけるバインダー樹脂中の水分量の影響を非常に強く受ける。そのため、特に、温度１５℃、相対湿度１０％の低温低湿環境（以下、「Ｌ／Ｌ環境」という場合がある）下では材料が乾燥することにより電気抵抗値が上昇することが知られている。そのため、低温低湿環境下において十分な導電性を確保することは容易ではない。
　導電性ローラの電気抵抗値を、使用条件及び使用環境に依存せず、適正な領域に調整するための手段として、特許文献１には、イオン導電剤と電子導電剤を併用する手法が開示されている。
　また、帯電部材の電気抵抗を均一化し感光体の表面を均一に帯電させる手法として、特許文献２には、電子導電性の繊維絡合体を有する帯電部材が開示されている。また、特許文献３には、被帯電体の表面を均一に帯電させる手段として、帯電電極に糸状の部材を巻き回して固定することで、帯電電極と被帯電体との間に均一な微小空隙を形成した帯電装置が開示されている。
特開２０００－２７４４２４号公報 特開平０８－２７２１８７号公報 特開平１０－１８６８０５号公報
　導電性ローラの一例として、電子写真装置において感光体に当接して配置され、直流電圧を印加して、当該感光体を帯電させる帯電ローラでは、帯電ローラが適正な抵抗領域よりも低抵抗化すると、放電が安定せず、局所的に過剰な放電が発生する場合があった。その際、感光体の表面が局所的に過剰帯電し、その結果、白抜け画像が発生する恐れがある。これは、局所的に低抵抗な部位ができる可能性のある電子導電性の帯電ローラで発生し易い。一方、帯電ローラが最適な抵抗領域よりも高抵抗化する場合も同様に、放電が安定せず、放電不良により細かな横スジ状の画像不良が発生する場合があった。これは、特にＬ／Ｌ環境下で帯電不良になる可能性のあるイオン導電性の帯電ローラで発生し易い。以上のように、電子導電性の帯電ローラとイオン導電性の帯電ローラは、電気特性面での特徴が異なるが、何れにおいても適正な抵抗領域を外れる場合があるという課題を有している。その結果、放電が不安定となり、異常放電由来の画像弊害が発生する原因となりうる。
　また、直流電圧（ＤＣ電圧）に交流電圧（ＡＣ電圧）を重畳した電圧を帯電ローラに印加する方式であるＡＣ／ＤＣ帯電方式で帯電ローラを使用した場合も、砂地画像と言われる異常放電由来の斑点状の画像不良が発生することがあった。導電性ローラの別の一例としての転写ローラの場合も同様に、異常放電由来の画像弊害が生じることがあった。
　以上のように、帯電ローラ、転写ローラ等の導電性ローラは、電気抵抗値を安定して制御することが難しく、適正な抵抗領域に制御する必要がある。適正な抵抗領域を外れると、安定な放電が得られにくくなり、上述のような様々な画像弊害が生じる可能性があるという欠点を有している。
　導電性ローラの電気抵抗値を適正な領域に制御するための手段として、前述の特許文献１に開示されている電子導電剤とイオン導電剤を併用する手法がある。しかしながら、特許文献１の手法は電子導電剤とイオン導電剤の併用で両者のメリットを同時に活かすことは容易ではない。また、近年、電子写真装置の高速化、長寿命化が求められている現状では、電気抵抗値の適正領域が狭くなる傾向であり、電気抵抗値の最適化によって導電性ローラの放電特性を制御することが困難になる場合があった。
　また、特許文献２の手法は、導電性の繊維を帯電部材の表面に用いているため、特許文献２の帯電部材をそのまま電子写真用の導電性部材に適用したとしても、局所的な過剰放電を十分に抑制できない場合があった。特許文献３の手法は、帯電電極と被帯電体との間に安定的な空隙を形成する効果はあるが、放電部位は従来通りのため、特許文献３の導電性部材をそのまま電子写真用の導電性部材に適用したとしても、放電を安定化させるのに十分な効果がない場合があった。
　本発明はこのような技術背景に鑑みてなされたものであり、使用条件及び使用環境に依存せず、異常放電が原因で発生する画像弊害を抑制した導電性部材を提供することにある。また、本発明の他の目的は、高品位な電子写真画像を長期間に亘って安定的に形成可能なプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供することにある。
　本発明によれば、被接触体に接触させて用いられる導電性部材において、該導電性部材は、導電性支持体と、該導電性支持体の外周面に形成された網目状構造体の層を有し、該導電性部材の表面は、該網目状構造体の表面を観察した際に、該網目状構造体の少なくとも一部が、任意の２００μｍ四方の正方形領域に存在し、該網目状構造体は非導電性繊維からなり、該非導電性繊維の任意の測定点における繊維径の上位１０％の平均繊維径が０．２μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする電子写真用の導電性部材が提供される。
　また本発明によれば、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、前記電子写真用の導電性部材を具備していることを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
　更に本発明によれば、前記電子写真用の導電性部材を具備していることを特徴とする電子写真装置が提供される。
　本発明によれば、導電性部材の使用条件及び使用環境に依存せず、導電性部材の電気抵抗値を厳密に制御できない場合においても、放電を安定化させることにより、異常放電に起因した画像弊害の発生を抑えることができる。
　また、本発明によれば、高品位な電子写真画像を形成することのできるプロセスカートリッジおよび電子写真装置を得ることができる。
本発明に係る電子写真用の導電性部材の一例を示す図である。 本発明に係る電子写真用の導電性部材の一例を示す図である。 本発明の電子写真用の導電性部材の作製に使用されるエレクトロスピニング装置の概略図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの一例を示す図である。 本発明に係る電子写真装置の一例を示す図である。 網目状構造体の層を構成する繊維の断面の２値化画像の一例である。 ボロノイ分割後の繊維断面画像の一例である。 本発明に係る導電性部材が離間部材を有する場合の一例（ローラ形状）を示す概略構成図である。
　本発明者等は、導電性支持体の外周面に非導電性繊維からなる網目状構造体の層を設けた導電性部材において、放電が安定化し、異常放電起因の画像弊害の抑制に効果があることを見出した。
　上記の放電の安定化効果の検証のため、本発明者等は、本発明に係る導電性部材と感光体との間に生じる放電光を、高感度小型カメラを用いて直接観察した結果、導電性支持体の外周面に特定の網目状構造体層が存在した場合において、単発の放電が微細化し、かつ、放電の頻度が増加する現象を確認した。この現象は、特定の網目状構造体の層の存在により顕著に確認される。なお、本発明において、「放電の安定化」とは、放電の微細化による異常放電抑制と、放電の頻度増加による帯電能の向上、の両方を意味する。
　局所的な過剰放電により発生する白抜け画像は、上記の放電光を観察した場合、単発の放電が巨大化した際に発生し易いことを確認している。一方、放電不良による横スジ画像は、放電が不安定で感光体が十分に帯電しない場合に、発生し易いことを確認している。つまり、本発明に係る網目状構造体の層は、単発の放電を微細化することで、過剰放電に由来する画像不良の発生を抑制すると共に、放電の頻度を増大させることで、帯電能が向上し、不安定な放電に起因する横スジ状の画像不良の発生を同時に抑制していると推測している。
　本発明者等は、網目状構造体の層により、単発の放電が微細化し、帯電能が向上する理由として以下のように推測している。
　第一に放電が微細化する理由は、非導電性繊維からなる網目状構造体の層が、導電性部材と感光体との間に存在するためであると考えている。前述の放電光の観察において、本発明の導電性部材を用いた場合、放電現象は網目状構造体の表面から生じるのではなく、導電性支持体と感光体との間で起こることが主であることを確認している。従って、導電性支持体から放出された自由電子、或いは、空間中に存在する気体が電離することにより発生した自由電子が、空間内で気体分子と衝突しながら拡散する過程において、本発明では、前記空間内に網目状構造体が存在するため、自由電子の拡散が抑制される。つまり、網目状構造体の層が放電空間そのものを微細化することで自由電子の拡散が抑制され、単発の放電が巨大化することを抑制し、その結果、放電が微細化すると考えている。一方、網目状構造体を形成する繊維が導電性繊維の場合、繊維自身から放電が発生するため、上記の放電空間の微細化による自由電子の拡散の抑制効果が働かない。よって、網目状構造体を形成する繊維を非導電化することで、繊維自身、特に繊維表面からの放電を抑制する必要があると考えている。
　第二に放電の頻度が増大した結果、帯電能が向上する理由は、網目状構造体の層の内部において非導電性繊維により細分化された微細な空間が数多く存在するためであると考えている。第一の理由と同様に、本発明者等は繊維により細分化された微細な空間で放電が発生することを推測しているため、微細な空間が増加するほど、単発の放電が発生する空間が増加する可能性が高くなると考えている。微細な空間の増加をもたらす要因として、例えば、網目状構造体の層の膜厚、繊維径の細径化が考えられる。
　以上のような理由から導電性支持体の外周面に網目状構造体の層が存在することで放電が安定すると推測している。
　以下、本発明を詳細に説明する。なお、以下、電子写真用の導電性部材を、その代表例である帯電部材よって説明するが、本発明の導電性部材はその用途を帯電部材のみに限定されるものではない。
＜導電性部材＞
　本発明に係る導電性部材は、導電性支持体（ｅｌｅｃｔｒｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ）の外周面に網目状構造体の層を有する。図１Ａ及び図1Ｂに、本発明に係る電子写真用の導電性部材（帯電部材）の概略図を示す。帯電部材は、例えば、図１Ａに示すように、導電性支持体としての導電性の軸芯体（ｍａｎｄｒｅｌ）１２と、その外周に設けられた網目状構造体の層１１とからなる構成とすることができる。また、図１Ｂに示すように、導電性支持体として、導電性の軸芯体１２とその外周に設けられた導電性樹脂層１３を用い、さらにその外周に網目状構造体の層１１を設けた構成とすることができる。このように、導電性支持体は、軸芯体の外周に導電性樹脂層を有していてもよい。なお、必要に応じて本発明の効果を損なわない範囲で導電性樹脂層１３を複数配置した多層構成であってもよい。
＜導電性支持体＞
〔導電性の軸芯体〕
　導電性の軸芯体としては、電子写真用の導電性部材の分野で公知なものから適宜選択して用いることができる。例えば炭素鋼合金の表面に５μｍ程度の厚さのニッケルメッキを施した円柱材である。
〔導電性樹脂層〕
　導電性樹脂層を構成する材料としては、ゴム材料、樹脂材料等を用いることが可能である。ゴム材料としては、特に限定されるものではなく、電子写真用の導電性部材の分野において公知のゴムを用いることができ、具体的には以下のものが挙げられる。エピクロルヒドリンホモポリマー、エピクロルヒドリン－エチレンオキサイド共重合体、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、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体の水素添加物、シリコーンゴム、アクリルゴム及びウレタンゴム等。樹脂材料としても、電子写真用の導電性部材の分野において公知の樹脂を用いることができる。具体的には、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
　上記導電性樹脂層を形成するゴムに対して、電気抵抗値の調整のため、必要に応じて、電子導電剤やイオン導電剤を配合することができる。電子導電剤としては、電子導電性を示すカーボンブラック、グラファイト；酸化錫等の酸化物；銅、銀等の金属；酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電性を付与した導電性粒子が挙げられる。またイオン導電剤としては、イオン導電性を示す第四級アンモニウム塩、スルホン酸塩等のイオン交換性能を有するイオン導電剤が挙げられる。
　また、本発明の効果を損なわない範囲で、樹脂の配合剤として一般的に用いられている充填剤、軟化剤、加工助剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分散剤、発泡剤、粗し粒子等を添加することができる。
　導電性樹脂層の電気抵抗値の目安としては、体積抵抗率が１×１０３Ωｃｍ以上１×１０９Ωｃｍ以下である。なお、本発明に係る網目状構造体の層は、導電性支持体の電気抵抗値が十分に低い場合においても、過剰な放電に起因する画像弊害を抑制できることを確認している。特に、導電性樹脂層が電子導電性の場合、過剰な放電を安定化させる効果が顕著であるため、環境特性を考慮すると、電子導電性を示す導電性樹脂層を用いることが好ましい。
＜網目状構造体の層＞
　本発明に係る網目状構造体の層（以下、「表面層」という場合がある。）は、異常放電を抑制する観点から以下の構成にすることが重要である。
〔網目状構造体の網目間距離〕
　本発明の網目状構造体層の網目間距離の制御は重要である。放電光を観察する時に確認される過剰な放電に起因する巨大な放電のサイズは、約２００～７００μｍである。この巨大な放電を、網目状構造体の層で分断し、微細化する必要があるため、網目状構造体の層における網目間距離は巨大な放電のサイズ以下にすることが必要である。放電は、導電性部材の表面に対して垂直方向に発生するため、網目状構造体の層をその表面に対して垂直方向から観察した際に、網目状構造体の網目間距離が巨大な放電のサイズ以下であれば異常放電の抑制効果が得られる。以上のような理由から、網目状構造体の層の表面に対して垂直方向から、光学顕微鏡、或いは、レーザー顕微鏡等を用い、任意の２００μｍ四方（縦２００μｍ、横２００μｍ）の正方形領域を１００箇所測定し観察する。１００箇所の測定点すべてにおいて、本発明の網目状構造体の少なくとも一部が確認できれば、巨大な放電を分断し微細化できることを確認している。その際、観察される像は、網目状構造体の層の厚み方向の情報をすべて積算した情報になるが、厚み方向の情報を含んだ網目状構造体の層の表面における網目間距離が、放電サイズの微細化効果に影響するため、本発明の判断方法で問題はないと考えている。
　なお、導電性部材の表面の任意の１００μｍ四方の正方形領域に、前記網目状構造体の少なくとも一部が存在することが好ましい。また、導電性部材の表面の任意の２５μｍ四方の正方形領域に、前記網目状構造体の少なくとも一部が存在することが特に好ましい。１００μｍ四方の正方形領域に網目状構造体の一部が観察されることで、単発の放電の微細化だけでなく、放電の頻度の増大の効果もより強く確認される。また２５μｍ四方の正方形領域に網目状構造体の一部が観察されることで、放電の頻度の増大の効果が非常に強く表れる。
〔網目状構造体の層の３次元構造〕
　本発明に係る導電性部材の網目状構造体の層（表面層）においては、繊維が３次元的に配置されており、空孔率の非常に大きい構造であることが好ましい。前述の放電の細分化効果や、放電頻度の増大効果が発現されるためには、表面層内の空間が、繊維群によって区切られている状態が重要であると考えている。尚、本発明において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、互いに直交する３軸であって、ｚ軸方向は、導電性部材の表面層に垂直な方向である。また、導電性部材がローラ形状である場合、ｘ軸方向はローラの横断面（即ち、円形端面）における接線方向であり、ｙ軸方向はローラの長手方向である。
　本発明者らは、表面層の構造を、各々の繊維と当該繊維が占有する空間という観点から、以下のように定義した。先ず導電性部材から表面層を切り出し、Ｘ線ＣＴ検査装置によって当該表面層の断面（ｙｚ断面、ｘｚ断面の何れか）の断面画像を取得する。得られた断面画像を２値化して該繊維の断面画像を抽出し、当該断面画像中の繊維断面の画像群に対してボロノイ分割を行い、それぞれの繊維の断面が占有する表面層内の空間を定義した。
　ここで、ボロノイ分割とは、平面上の任意の位置に配置された複数個の点（母点）に対して、同一距離空間上の他の点がどの母点に近いかによって領域分けすることである。特に二次元ユークリッド平面の場合、隣り合う母点の重心を結ぶ直線に垂直二等分線を引き、この垂直二等分線によって各繊維の最近隣領域を分割する手法である。そしてボロノイ分割を行って得られる各母点の最近隣領域をボロノイ多角形と呼ぶ。ボロノイ分割を用いる理由は、各々の隣り合う母点の垂直二等分線が一義的に決定されるため、ボロノイ多角形も一義的に決定されるからである。
　本発明者らは、実際にボロノイ分割を行う際には、以下のようにして行った。まず、ｚ軸と直交し、当該繊維断面（ｙｚ断面）画像中の最上端と最下端にある繊維断面の重心を通過する２平面と、当該繊維断面（ｙｚ断面）との２交線に含まれ、当該繊維断面画像の幅と同じ長さの２本の直線を、当該繊維断面画像内に含まれるよう描画した。ここで、当該繊維断面画像中の最上端、最下端とは、繊維の断面画像のみを切り出す前の断面像内において、当該繊維断面像群中で導電性支持体との最短距離が最も大きいものを最上端、最短距離が最も小さいものを最下端のことをいう。そしてこの２直線を「表面層の占有領域の境界線」、当該２直線の同じ側の端部を直線で結んでできる長方形を「当該表面層の占有領域」と定義した。次に、当該占有領域において、繊維断面を母点とするボロノイ分割を行った。このような手順を取った理由は次のとおりである。断面画像中の最上部及び最下部にある繊維断面は、導電性部材の表面と平行な方向（ｙ軸方向）においては隣り合う繊維間と領域分割線を定義できるが、導電性部材の表面に対して垂直な方向（ｚ軸方向）においては母点が不足し、領域分割線を形成できないからである。また、当該表面層の厚さが小さい場合も同様に、上記手段を講じなければ、その断面画像において導電性部材の表面に対して垂直な方向に繊維断面が複数点存在する状態にならず、ボロノイ多角形を定義できない母点が生じるという欠点を有するからである。
　本発明者らは鋭意検討の結果、上述の方法により得られるｙｚ断面におけるボロノイ多角形の各々の面積Ｓ１と、該ボロノイ多角形の各々の母点の繊維の該断面における断面積Ｓ２との比「Ｓ１／Ｓ２」（以下、「面積比ｋ」という場合がある。）の最適化が重要であることを見出した。即ち、表面層中の各繊維に対してボロノイ多角形の面積を最適化することによって、異常放電を細分化する効果によって、異常放電や微弱放電をさらに抑制でき、かつ、感光体ドラムの表面での帯電電位が繊維の模様になることがなく、良好な画像が得られる。
　具体的には、面積比ｋの上位１０％の算術平均値であるｋＵ１０値が１６０以下の場合、異常放電のサイズ（約２００～７００μｍ）よりも大きい空孔の発生が少なく、異常放電を抑制し易い。一方、ｋＵ１０値が４０以上の場合、帯電不良や繊維の模様が直接画像に出力されることが殆どない。以上の理由から、ｋＵ１０値は４０以上１６０以下であることが好ましい。ｋＵ１０値は、６０以上１６０以下であることがより好ましい。ｋＵ１０値を６０以上１６０以下とすることで、異常放電を細分化する効果が大幅に上昇する。
〔網目状構造体の層厚〕
　前述のように本発明に係る網目状構造体の層は、導電性部材と感光体との間で放電する空間に存在することが異常放電を抑制する観点から重要であるため、網目間の距離に次いで、網目状構造体の層の平均層厚ｔ１が１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。平均層厚ｔ１が１０μｍ以上の場合において、放電を微細化し、放電を安定化する効果が得られる。一方、平均層厚ｔ１を２００μｍ以下にすることで、本発明のように網目状構造体の層が非導電性繊維からなる場合においても、導電性部材の絶縁化による帯電不良を防ぐことができる。放電の安定化の効果をより向上させる観点から、平均層厚ｔ１は、３０μｍ以上１２０μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以上９０μｍ以下であることが特に好ましい。
　なお、ここでいう層厚とは、導電性支持体の表面に対して垂直方向に測定される網目状構造体の層の厚みであって、他部材に接触していない状態での層の厚みを意味する。層厚は、本発明に係る導電性部材から導電性支持体及び網目状構造体の層を含む切片を切り出し、Ｘ線ＣＴ測定を行うことで測定することができる。また平均層厚ｔ１とは、導電性部材の長手方向を５等分し、各分割における任意の５箇所において繊維断面を測定した計２５箇所の層厚の平均値である。
〔網目状構造体の接触部の平均層厚〕
　本発明に係る網目状構造体の層の厚みについては、導電性部材と被接触体との接触時における接触部の平均層厚ｔ２が１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。前述のように、本発明の網目状構造体の層は非導電性であるため、放電は主に導電性支持体と被接触体（例えば、感光体）との間で発生している。放電が発生するか否かについては、パッシェンの法則より、導電性部材の導電性支持体と、被接触体である感光体とのギャップ間距離に依存するため、網目状構造体の層の厚みによっては、放電そのものが発生しなくなる。よって、導電性部材と被接触体との接触部、つまりニップ部における網目状構造体の層の平均層厚ｔ２を５０μｍ以下にすることで安定して放電が発生する。さらに、放電をより安定化させるための接触部の平均層厚ｔ２は、２０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることが特に好ましい。また平均層厚ｔ２とは、導電性部材の長手方向を５等分し、各分割における任意の５箇所において、導電性部材と被接触体との接触時における層厚を測定した計２５箇所の層厚の平均値であって、導電性部材と被接触体を結ぶ最短距離の平均値を意味する。
　前記平均層厚ｔ２は、導電性部材と被接触体との接触時に、網目状構造体の層をはぎ取り、その結果生じた隙間にレーザーを照射し、隙間距離を測定する隙間検査機を用いることによって、測定することができる。
　なお、非接触部における前記平均層厚ｔ１は前述の通り１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。本発明の効果を発現させる観点から、本発明の導電性部材と、被接触体である感光体との間で形成される放電領域においては、網目状構造体の層が圧縮されず微細な空孔を数多く有した状態で存在することが重要である。一方で、本発明の導電性部材と感光体の接触部においては、放電領域を確保するため、網目状構造体の層の平均層厚ｔ２は５０μｍ以下に設定することが好ましい。つまり、本発明の導電性部材を電子写真装置に装着して使用する際には、本発明の網目状構造体の層が、層厚方向の圧縮と回復を繰り返す状態で使用されることが効果を発現させる観点から重要であると考えている。
〔非導電性繊維の形態〕
　本発明の網目状構造体の層を形成する非導電性繊維は、繊維径に対して１００倍以上の長さを有するものであることが好ましい。尚、網目状構造体の層を光学顕微鏡等で観察することで、繊維径に対して繊維長が１００倍以上であるか否かを確認できる。繊維の断面形状は特に限定されず、円形、楕円形、四角形、多角形，半円形、及び、任意の断面形状が挙げられ、繊維の長手方向における断面形状が異なっていてもよい。尚、繊維径とは、繊維の断面が円柱状の場合においては、その断面の円の直径であり、また非円柱状の場合においては、繊維断面における重心を通る最長直線の長さである。
　網目状構造体の層は、本発明の導電性部材の最外層を形成するため、非導電性繊維の繊維径が太い場合は、プリント出力時に繊維のパターンが画像ムラとして現れる場合がある。繊維のパターンが画像ムラとして現れる現象は、繊維の一部分に太い箇所が存在する場合でも、画像ムラとして現れる可能性があるため、非導電性繊維の繊維径は所定値以下であることが必要である。非導電性繊維の繊維径としては、上位１０％の平均繊維径ｄ１０が０．２μｍ以上１５μｍ以下である。上位１０％の平均繊維径ｄ１０を１５μｍ以下にすることで、６００ｄｐｉでプリント出力した際に、繊維のパターンが画像ムラとして確認されにくくなる。この上限値は５μｍ以下であることが好ましく、２．５μｍ以下であることがより好ましい。上限値を５μｍ以下にすることで、１２００ｄｐｉでプリント出力した際に、繊維のパターンが画像ムラとして確認されにくくなる。また上限値を２．５μｍ以下とすることで解像度に関わらずプリント出力した際に、繊維のパターンが画像ムラとしてほとんど確認されなくなる。
　一方、上位１０％の平均繊維径ｄ１０は０．２μｍ以上である。上位１０％の平均繊維径ｄ１０が０．２μｍより小さい場合、異常放電抑制の効果が十分に得られなくなる。平均繊維径ｄとは、繊維軸方向に対して垂直な断面の直径であって、導電性部材の長手方向を５等分し、各分割における任意の１０箇所において繊維断面を測定した計５０箇所の直径の平均値である。なお、繊維軸方向に対して垂直な断面が楕円形となる場合は、長直径と短直径の平均値を直径とする。
　また本発明において、上位１０％の平均繊維径ｄ１０とは、前記平均繊維径ｄを測定する際に選択した任意の５０本の繊維のうちの直径の大きい方の上位１０％（即ち５本）の繊維の直径の平均値である。
　また、非導電性繊維の平均繊維径ｄを細く均一にすることは、異常放電を抑制する観点からも、また、上記のプリント出力時に繊維パターンが画像ムラとして現れ難くする観点からも好ましい。具体的には、平均繊維径ｄが１０μｍ以下、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下であり、平均繊維径ｄに対する標準偏差が５０％以内、好ましくは３０％以内、より好ましくは２０％以内である。平均繊維径ｄを１０μｍ以下とすることで単発の放電の微細化に対して効果が確認できている。さらに、３μｍ以下とすることで、単発の放電を微細化し、かつ、放電の頻度を上昇させる効果を確認している。これは、繊維が細径化することで、単発の放電の発生に寄与する微細な空間が数多く形成されるためであると推測している。
　さらに平均繊維径ｄを１μｍ以下とすることで、単発の放電を微細化し、かつ、放電の頻度が大幅に上昇する効果がある。また、平均繊維径ｄを０．２μｍ以上にすることで、異常放電抑制の効果がある。また、本発明の網目状構造体の層における繊維径の分布を小さくし、平均繊維径ｄに対する標準偏差を７０％以内にすると、プリント出力時に繊維パターンが画像ムラとして現れにくくなる点においても効果がある。平均繊維径ｄに対する標準偏差として、さらに、好ましくは５０％以内、より好ましくは３０％以内である。
　平均繊維径ｄに対する標準偏差とは、前記平均繊維径ｄを測定する際に選択した任意の５０本の繊維の直径から求めた標準偏差の値の平均繊維径ｄに対する割合である。
　なお、平均繊維径ｄ、並びに、上位１０％の平均繊維径ｄ１０は、光学顕微鏡、レーザー顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）測定等による直接観察により確認できる。本発明に係る網目状構造体の層を表面より観察し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定し、任意の５０本の繊維の直径を計測する。前述の通り、任意の５０本の繊維の直径の平均値が、本発明の平均繊維径ｄである。また、前記任意の５０本の繊維から直径が大きい方の上位１０％に相当する５本の繊維の直径の平均値が、本発明の上位１０％の平均繊維径ｄ１０である。
〔非導電性繊維〕
　本発明に係る網目状構造体の層は、非導電性繊維で形成されてなることが重要である。上記非導電性繊維は、繊維状構造を形成する限りにおいて特に制限はなく、樹脂材料をはじめとする有機材料、シリカ、チタニア等の無機材料、或いは、前記有機材料と無機材料をハイブリッドさせた材料を用いても構わない。
　前記樹脂材料としては例えば以下のものが挙げられる。ポリエチレン、ポリプロピレンの如きポリオレフィン系ポリマー；ポリスチレン；ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド；ポリパラフェニレンオキサイド、ポリ（２、６－ジメチルフェニレンオキサイド）、ポリパラフェニレンスルフィドの如きポリアリーレン類（芳香族系ポリマー）；ポリオレフィン系ポリマー、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアリーレン類（芳香族系ポリマー）に、スルホン酸基（－ＳＯ３Ｈ）、カルボキシル基（－ＣＯＯＨ）、リン酸基、スルホニウム基、アンモニウム基、または、ピリジニウム基を導入したもの；ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンの如き含フッ素系のポリマー；含フッ素系のポリマーの骨格にスルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基を導入したパーフルオロスルホン酸ポリマー、パーフルオロカルボン酸ポリマー、パーフルオロリン酸ポリマー；ポリブダジエン系化合物；エラストマーやゲルの如きポリウレタン系化合物；シリコーン系化合物；ポリ塩化ビニル；ポリエチレンテレフタレート；ナイロン；ポリアリレート。なおこれらは単独あるいは複数を組み合わせて用いてもよく、また官能基化してもよく、これらのポリマーの原料となる単量体の２種以上の組み合わせから製造される共重合体としてもよい。
　前記無機材料としては、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ及びＺｎの酸化物等、より具体的には以下の金属酸化物が挙げられる。シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、アルミナゾル、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化クロム等。
　加えて、本発明に係る網目状構造体の層を構成する材料は、上記導電性支持体と密着性の高い材料であることも好ましい。導電性支持体と密着性の高い材料を用いることで接着剤（粘着剤）等を用いることなく導電性支持体と網目状構造体の層とが積層接合された導電性部材を構成することも可能となる。このためには、該材料としては、極性官能基を一部有することが好ましい。
　本発明に係る非導電性繊維とは、具体的には、体積抵抗率が１×１０８～１×１０１６Ωｃｍ、好ましくは１×１０１１～１×１０１６Ωｃｍ、さらに好ましくは１×１０１３～１×１０１６Ωｃｍの繊維である。本発明の網目状構造体の層の体積抵抗率が低い場合、網目状構造体の層自身が放電の起点となり、異常放電が発生することがある。この場合、本発明の異常放電の抑制効果が十分に得られない。前記体積抵抗率を１×１０８Ωｃｍ以上にすることで異常放電の抑制効果が確認されている。尚、１×１０８Ωｃｍ以上の条件を満たす限りにおいて、本発明の非導電性繊維１００質量部に対してイオン導電剤を０．１～５質量部添加しても構わない。さらに、前記体積抵抗率を１×１０１１Ωｃｍ以上とすることで網目状構造体の層自身からの放電を十分に抑えることができる。さらに好ましくは、前記体積抵抗率を１×１０１３Ωｃｍ以上にすることで、網目状構造体の層自身からの放電は確認されず、導電性支持体の電気抵抗値に依存せず、異常放電の抑制効果が得られる。また、前記体積抵抗率を１×１０１６Ωｃｍ以下にすることで、網目状構造体の層自身の高抵抗化に起因する放電不良を抑えられる。
　なお、網目状構造体の層を形成する非導電性繊維の体積抵抗率は、導電性支持体から網目状構造体の層をピンセット等を用いて回収し、繊維１本に対して走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）のカンチレバーを接触させ、カンチレバーと導電性基板との間に繊維１本を挟むことで、測定することができる。また、同様に、導電性支持体から網目状構造体の層を回収し、加熱、或いは溶剤を用いて溶融し、シート化した後に、体積抵抗率を測定してもよい。
〔網目状構造体の層の製法〕
　本発明に係る網目状構造体の層の作製方法としては、特に限定されないが、例えば以下の方法が挙げられる。エレクトロスピニング法（電界紡糸法・静電紡糸法）、複合紡糸法、ポリマーブレンド紡糸法、メルトブロー紡糸法、フラッシュ紡糸法等によって、繊維用の原料液体から繊維を生成し、生成された繊維を導電性支持体表面に積層していく方法。尚、このようにして生成された繊維はすべて繊維径に対して十分な長さを有する。
　なお、エレクトロスピニング法とは，シリンジに入った原料液体とコレクター電極間に高電圧を印加することで，シリンジから押出された溶液が電荷を帯びて電界中に飛散して細線化し、繊維となってコレクターに付着する繊維の製造方法である。
　上記網目状構造体の層の作製方法の中でもエレクトロスピニング法が好ましい。エレクトロスピニング法による網目状構造体の層の製造方法を、図２を用いて説明する。図２に示すように、エレクトロスピニング装置は高圧電源２５、原料液体の貯蔵タンク２１、紡糸口２６を備えており、この装置に取り付けられたコレクター（導電性支持体）２３は地面２４にアースされる。原料液体はタンク２１から紡糸口２６まで一定の速度で押し出される。紡糸口２６では、１～５０ｋＶの電圧が印加されており、電気引力が原料液体の表面張力を超える時、原料液体のジェット２２がコレクター２３に向けて噴射される。原料液体としては、溶媒を含む原料液体、及び、樹脂材料を融点以上に加熱させた溶融樹脂等を用いることができる。原料液体が溶媒を含む原料液体である場合は、ジェット２２中の溶媒は徐々に揮発し、コレクター２３に到達する際には、ジェットサイズがナノレベルまで減少する。
　本発明に係る網目状構造体は、網目状構造体を構成する繊維の繊維径、網目状構造体の網目密度及び層厚を制御することによって得ることができる。そして、繊維の繊維径、網目状構造体の網目密度及び層厚は、以下のようにして制御することが可能である。
　まず、繊維の繊維径は、主に材料の固形分濃度で制御が可能であり、固形分濃度を下げることで繊維径の細径化が可能となる。その他の手段として、スピニングの際の印加電圧を大きくする、或いは、ジェット２２の体積を下げ、電気引力を増大させることにより細径化が可能となる。また、網目密度は主に印加電圧によって制御することが可能である。具体的には、印加電圧を上げることにより、電気引力を増大させ高密度化させることができる。印加電圧以外にも、紡糸（スピニング）の時間を長くする、吐出速度を上げることにより高密度化が可能となる。さらに、網目状構造体層の層厚は、紡糸（スピニング）の時間に比例する。そのため、紡糸時間を長くすることで、網目状構造体の層厚を増加させることができる。
　本発明では、本発明の導電性支持体をコレクターとした結果（図２）、導電性支持体の外周面に網目状構造体の層が形成された導電性部材を直接的に作製することが可能である。この場合、網目状構造体の層はシームレスとなる。網目状構造体の層の製造方法によっては、継ぎ目ができる可能性がある。例えば、一旦、網目状構造体の膜を作製した後に、導電性支持体を被覆する方法では継ぎ目ができる。継ぎ目部分の層厚は他の部位と比較し厚くなるため、継ぎ目部分において画像不良が発生する場合がある。よって、本発明の導電性部材の網目状構造体の層においてはシームレスであることが好ましい。
　なお、エレクトロスピニング用の原料液体を作製する手法としては特に限定されず、従来公知の方法を適宜用いることができ、ここで、含有させる溶媒の種類や溶液の濃度は、特に限定されるものではなく、エレクトロスピニングに最適な条件であればよい。
　また、導電性支持体と、網目状構造体の層は、直接積層させてもよいし、接着剤（粘着剤）を用いて積層接合してもよく、従来公知の手法を適宜使用可能である。この場合、該導電性支持体と網目状構造体の層との密着性を容易に向上させることができ、より耐久性の優れた導電性部材が得られる。
＜剛体構造体＞
　本発明の効果は、本発明に係る網目状構造体の層が存在することで発現する。つまり、この網目状構造体の構造が変化すると、放電特性も変化する可能性がある。従って、特に長期間に亘る使用を目的とした場合、網目状構造体の層（表面層）を保護する剛体構造体を導入することで、感光体ドラムの表面と網目状構造体の層との摩擦、摩耗を低減し、網目状構造体の構造の変化を抑制することが好ましい。ここで、剛体構造体とは、感光体ドラムとの当接によって生じる当該剛体構造体の変形量が１μｍ以下である構造体のことを指す。
　当該剛体構造体を設ける方法は、本発明の効果を妨げない限りにおいて制限はなく、例えば、導電性部材に離間部材を導入する方法等が挙げられる。当該離間部材は、感光体ドラム（被帯電体）と網目状構造体の層を離間でき、かつ、本発明の効果を妨げない限りにおいて制限はなく、例えばリング、スペーサ等が挙げられる。
　当該離間部材を導入する方法の一例としては、導電性部材がローラ形状の場合は、導電性部材よりも外径が大きく、かつ、感光体ドラムと導電性部材との空隙を保持できる硬度を有するリングを導入する方法が挙げられる。また別の離間部材を導入する方法の一例としては、導電性部材がブレード形状である場合は、網目状構造体の層と感光体ドラムとが摩擦、摩耗しないように、両者を離間できるようなスペーサを導入する方法が挙げられる。
　当該離間部材を構成する材料は、本発明の効果を妨げない範囲で制限はなく、かつ、当該離間部材を介した通電を防ぐために、非導電性の公知の材料を適宜使用すればよい。例えばポリアセタール樹脂、高分子量ポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂等の摺動性に優れた高分子材料、酸化チタン、酸化アルミニウム等の金属酸化物材料が挙げられる。
　当該離間部材を導入する方法としては、本発明の効果を妨げない範囲で制限はなく、例えば導電性支持体の長手方向の端部に設置等すればよい。
図７に、当該離間部材を導入した場合の導電性部材の一例（ローラ形状）を示す。図７中、７０は導電性部材、７１は離間部材、７２は導電性の軸芯体を示す。
＜プロセスカートリッジ＞
　本発明に係るプロセスカートリッジは、本発明に係る導電性部材を具備し、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジである。本発明に係る電子写真用のプロセスカートリッジの一例を図３に示す。このプロセスカートリッジは、現像装置と帯電装置を備えている。現像装置とは、少なくとも現像ローラ３３とトナー容器３６を一体化したものであり、必要に応じてトナー供給ローラ３４、トナー３９、現像ブレード３８、攪拌羽３１０を備えていても良い。帯電装置とは、感光体ドラム３１、クリーニングブレード３５、帯電ローラ３２、を少なくとも一体化したものであり、さらに廃トナー容器３７を備えていても良い。帯電ローラ３２、現像ローラ３３、トナー供給ローラ３４、現像ブレード３８は、それぞれ電圧が印加されるようになっている。
＜電子写真装置＞
　本発明に係る電子写真装置は、本発明に係る導電性部材を具備した電子写真装置である。本発明に係る電子写真装置の一例を図４に示す。この電子写真装置は、例えば、ブラック、マゼンダ、イエロー、シアンの各色トナー毎に、図３に示すプロセスカートリッジが設けられ、このカートリッジが着脱可能に装着されたカラー画像形成装置である。
　感光体ドラム４１は矢印方向に回転し、帯電バイアス電源から電圧が印加された帯電ローラ４２によって一様に帯電され、露光光４１１により、その表面に静電潜像が形成される。一方トナー容器４６に収納されているトナー４９は、攪拌羽４１０によりトナー供給ローラ４４へと供給され、現像ローラ４３上に搬送される。そして現像ローラ４３と接触配置されている現像ブレード４８により、現像ローラ４３の表面上にトナー４９が均一にコーティングされると共に、摩擦帯電によりトナー４９へと電荷が与えられる。上記静電潜像は、感光体ドラム４１に対して接触配置される現像ローラ４３によって搬送されるトナー４９が付与されて現像され、トナー像として可視化される。可視化された感光体ドラム上のトナー像は、一次転写バイアス電源により電圧が印加された一次転写ローラ４１２によって、テンションローラ４１３と中間転写ベルト駆動ローラ４１４に支持、駆動される中間転写ベルト４１５に転写される。各色のトナー像が順次重畳されて、中間転写ベルト上にカラー像が形成される。
　転写材４１９は、給紙ローラにより装置内に給紙され、中間転写ベルト４１５と二次転写ローラ４１６の間に搬送される。二次転写ローラ４１６は、二次転写バイアス電源から電圧が印加され、中間転写ベルト４１５上のカラー像を、転写材４１９に転写する。カラー像が転写された転写材４１９は、定着器４１８により定着処理され、装置外に廃紙されプリント動作が終了する。
　一方、転写されずに感光体ドラム上に残存したトナーは、感光体ドラムの表面からクリーニングブレード４５により掻き取られて、廃トナー収容容器４７に収納され、クリーニングされた感光体ドラム４１は上述工程を繰り返し行う。また転写されずに一次転写ベルト（中間転写ベルト）上に残存したトナーもクリーニング装置４１７により掻き取られる。
＜実施例１＞
〔１．未加硫ゴム組成物の調製〕
　下記の表１に示す種類と量の各材料を加圧式ニーダーで混合してＡ練りゴム組成物を得た。さらに、前記Ａ練りゴム組成物１６６質量部と下記表２に示す種類と量の各材料をオープンロールにて混合し未加硫ゴム組成物を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
〔２．導電性支持体の作製〕
　本発明に係る導電性支持体として、以下の導電性ローラを作製した。快削鋼の表面に無電解ニッケルメッキ処理を施した全長２５２ｍｍ、外径６ｍｍの丸棒を用意した。次に前記丸棒の両端部各１１ｍｍずつを除く２３０ｍｍの範囲に全周にわたって、接着剤を塗布した。接着剤は、導電性のホットメルトタイプのものを使用した。また、塗布にはロールコーターを用いた。本実施例において、前記接着剤を塗布した丸棒を導電性の軸芯体（芯金）として使用した。
　次に、導電性の軸芯体の供給機構、未加硫ゴムローラの排出機構を有するクロスヘッド押出機を用意し、クロスヘッドには内径１２．５ｍｍのダイスを取付け、押出機とクロスヘッドの温度を８０℃に、導電性の軸芯体の搬送速度を６０ｍｍ／ｓｅｃに調整した。この条件で、押出機より未加硫ゴム組成物を供給して、クロスヘッド内にて導電性の軸芯体の外周面に未加硫ゴム組成物を弾性層として形成し、未加硫ゴムローラを得た。次に、１７０℃の熱風加硫炉中に前記未加硫ゴムローラを投入し、６０分間加熱することで未研磨導電性ローラを得た。その後、弾性層の端部を切除、除去した。最後に、弾性層の表面を回転砥石で研磨した。これによって、中央部から両端部側へ各９０ｍｍの位置における各直径が８．４ｍｍ、中央部直径が８．５ｍｍの導電性ローラを得た。
〔３．網目状構造体の層用の塗工液の調製〕
　メチルピロリドン（ＭＮＰ）とキシレンの混合溶剤にポリアミドイミド（ＰＡＩ）を溶解したポリアミドイミド溶液（東洋紡績（株）製：バイロマックスＨＲ－１３ＮＸ、固形分濃度３０質量％）７．５ｇに、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２．５ｇを加え、固形分が２２．５質量％になるように調整した。以上のようにして塗工液１を調製した。
〔４．導電性部材の製造〕
　次にエレクトロスピニング法により、上記塗工液１を噴射し、得られる微細繊維を、コレクターとして取り付けた上記の導電性支持体である導電性ローラに直接巻きとることで、導電性支持体の外周面に網目状構造体の層を有する本発明に係る導電性部材を作製した。
　すなわち、まずエレクトロスピニング装置（（株）メック製）のコレクターとして、導電性ローラを備え付けた。次に、塗工液１をタンクに充填した。そして紡糸口に２０ｋＶの電圧を印加しながら左右に５０ｍｍ／ｓで移動させることで、塗工液１を導電性ローラに向けて噴射した。その際、コレクターである導電性ローラは１０００ｒｐｍで回転させた。上記塗工液１を２０秒間噴射することにより、網目状構造体の層を有する導電性部材を得た。尚、表５において、コレクターの回転数（ｒｐｍ）を「ＥＳ回転数（ｒｐｍ）」と表示し、塗工液の噴射時間を「ＥＳ処理時間（秒）」と表示する。以上の手法で実施例１の本発明の導電性部材１を製造した。
〔５．特性評価〕
　次に、得られた導電性部材１を以下の評価試験に供した。評価結果を表５に示す。
〔５－１．非導電性繊維の繊維径の測定〕
　網目状構造体の層を形成する非導電性繊維の繊維径の測定には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日立ハイテク社製Ｓ－４８００を用い２０００倍で観察）を用いた。先ず、導電性支持体の長さが２３０ｍｍの導電性部材１を長手方向において５等分割した。分割された導電性部材から網目状構造体の層を、それぞれ、０．０５ｇはぎ取り、網目状構造体の層の表面を白金蒸着した。次に、これら５つの白金蒸着した網目状構造体の層（試料片Ｓ１～Ｓ５）をエポキシ樹脂で包埋し、ミクロトームを用い断面出しを行った後に、ＳＥＭ観察を行った。
　試料片Ｓ１～Ｓ５のＳＥＭ観察時に、各試料について、円形状に近い断面形状を有する繊維を１０本、任意で選択し、それぞれの繊維の直径を計測した。測定した計５０本の繊維の直径の平均値を平均繊維径ｄとした。測定した繊維５０本のうち、直径が大きい方から上位５本の繊維の直径の平均値を上位１０％の平均繊維径ｄ１０とした。また、５０本の繊維の直径から標準偏差を求めた。
〔５－２．非導電性繊維の体積抵抗率の測定〕
　網目状構造体の層を形成する繊維の体積抵抗率の測定方法については、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）（Ｑｕｅｓａｎｔ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製Ｑ－Ｓｃｏｐｅ２５０）を用い、コンタクトモードを測定した。先ず、導電性部材１から網目状構造体の層をピンセットを用いて回収し、ステンレス鋼製の金属プレート上に回収した網目状構造体の層を設置した。次に、前記ステンレス鋼製のプレートに直接接触している繊維を１本選び、繊維一本に対して、ＳＰＭのカンチレバーを接触させ、カンチレバーに５０Ｖの電圧を印加し、電流値を測定した。次に、前記〔５－１〕に記載の方法で求めた平均繊維径ｄとカンチレバーの接触面積から体積抵抗率に変換した。以上の測定を任意の５点で行い、その平均値を非導電性繊維の体積抵抗率とした。
〔５－３．網目状構造体の網目間距離〕
　網目状構造体の層の網目間距離は以下の方法で評価した。レーザー顕微鏡（カール・ツァイス社製ＬＳＭ５・ＰＡＳＣＡＬ）を用い、導電性部材１について、網目状構造体の層の外表面に対して垂直方向から観察を行った。レーザー顕微鏡観察時に、下記のサイズの正方形の領域を１００箇所、任意で選択し、それぞれの正方形領域について、繊維の一部が観察されるか否かの確認を行った。なお、網目状構造体の層の網目間距離は、以下の基準で評価した。
Ａ：２５μｍ四方の正方形領域（１００箇所）のすべてにおいて繊維の一部が観察される。
Ｂ：１００μｍ四方の正方形領域（１００箇所）のすべてにおいて繊維の一部が観察される。
Ｃ：２００μｍ四方の正方形領域（１００箇所）のすべてにおいて繊維の一部が観察される。
Ｄ：２００μｍ四方の正方形領域（１００箇所）において、繊維が観察されない領域がある。
〔５－４．網目状構造体の層の平均層厚ｔ１〕
　網目状構造体の層の平均層厚は以下の方法で評価した。先ず、導電性部材１を長手方向において５等分割した。分割された導電性部材の各々について、網目状構造体の層の外表面において２５０μｍ四方、網目状構造体の層の層厚方向において、導電性支持体であるゴムローラを含む長さ７００μｍのサイズの長方体形状の切片を剃刀で切り出し、試料片Ｔ１～Ｔ５を得た。次に、Ｘ線ＣＴ検査装置（商品名：ＴＯＨＫＥＮ－ＳｋｙＳｃａｎ２０１１（線源：ＴＸ－３００）、マース東研Ｘ線検査株式会社製）を用い、前記試料片Ｔ１～Ｔ５について、３次元再構築を行った。得られた３次元像を導電性支持体の外表面に対して平行方向をｘｙ平面、垂直方向をｚ軸とし、ｚ軸に対して間隔１μｍで２次元のスライス画像（ｘｙ平面と平行）を切り出した。次に、得られたスライス像を２値化し、繊維部と空孔部を識別した。２値化したスライス像それぞれにおいて、繊維部の占める割合を数値化し、導電性支持体から外表面側（層厚方向）へ数値の確認をした際、繊維部の占める割合（繊維部の面積／（繊維部の面積＋空孔部の面積）×１００（％）））が２％以下になった点を網目状構造体の層の最表面部とした。以上の方法で、網目状構造体の層の層厚を測定した。
　前記試料片Ｔ１～Ｔ５の各々について、任意の５箇所において、上記操作を行い、得られた２５箇所の層厚の平均値を網目状構造体の層の平均層厚ｔ１とした。
〔５－５．接触部の網目状構造体の層の平均層厚ｔ２〕
　網目状構造体の層の接触部の平均層厚ｔ２は以下の方法で評価した。先ず、導電性部材１を帯電ローラとして、電子写真方式のレーザープリンタ（商品名：Ｌａｓｅｒｊｅｔ　ＣＰ４５２５ｄｎ　ＨＰ社製）のカートリッジに組み込み、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下にて３日間放置した。その後、感光体ドラムと帯電ローラと接触部に存在する網目状構造体の層から繊維を、ピンセットを用いてはぎ取った。その結果生じた感光体ドラムと帯電ローラとの間の隙間について、ゴムローラ隙間検査器（ＯＰＴＲＯＮ製　ＧＭ１０００）を用いて隙間距離を測定した。測定箇所は、導電性部材１を長手方向において５等分割して得られる５領域において、それぞれ、任意の５箇所とし、計２５箇所とした。これら２５箇所の隙間距離の平均値を平均層厚ｔ２とした。
〔５－６．ボロノイ分割による面積比の測定〕
　導電性部材１の表面層に対して剃刀を当てて、ｘ軸方向に１ｍｍ、ｙ軸方向に０．５ｍｍの長さ、ｚ軸方向には、導電性支持体であるゴムローラを含む７００μｍの深さで切片を切り出した。次に、Ｘ線ＣＴ検査装置（商品名：ＴＯＨＫＥＮ－ＳｋｙＳｃａｎ２０１１（線源：ＴＸ－３００）、マース東研Ｘ線検査株式会社製）を用い、この切片に対して、３次元再構築を行った。得られた３次元像から、ｘ軸に対して間隔３μｍで２次元のスライス画像群（ｙｚ平面と平行）を２０枚切り出した。
　先ず、画像処理ソフトＩｍａｇｅｐｒｏｐｌｕｓ　ｖｅｒ．６．３（Ｍｅｄｉａ　Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製）を使用し、前記スライス画像群のうちから１枚選択し、明るさとコントラストを繊維断面像のサイズが変化しない範囲で変更し、繊維断面像群と導電性支持体が黒く示されるように２値化処理を行い、２値化画像を得た。実際の当該２値化画像の一例が図５であり、符号５１が導電性支持体、符号５２が繊維断面像群である。
　次に、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製のウィンドウズ（登録商標）７に付属のペイントアプリケーションを用いて、当該２値化画像から該繊維の断面画像のみを切り出し、繊維断面画像（ｙｚ断面）を得た。さらに、ｚ軸と直交し、当該繊維断面（ｙｚ断面）中の最上端と最下端にある繊維断面の重心を通過する２平面と、当該繊維断面（ｙｚ断面）との２交線に含まれ、当該繊維断面画像の幅と同じ長さの２本の直線を当該繊維断面画像内に含まれるように描画した。ここで、当該繊維断面画像中の最上端、最下端とは、繊維の断面画像のみを切り出す前の断面像内において、当該繊維断面像群中で導電性支持体との最短距離が最も大きいものを最上端、最短距離が最も小さいものを最下端のことをいう。そして当該２直線の両端を直線で結んでできる長方形を当該表面層の占有領域と定義した。
　次いで、前記画像処理ソフトを使用し、上記占有領域内で、繊維断面群（ｙｚ断面）を母点としたプルーニング処理によってｙｚ断面においてボロノイ分割を行った。ボロノイ分割を行った後の図の一例が図６である。図６中、６１は占有領域を定義する平行な２直線、６２はボロノイ多角形の境界線、６３は繊維断面群である。そして、得られるボロノイ多角形の各々の面積Ｓ１と、該ボロノイ多角形の各々の母点の繊維の該断面における断面積Ｓ２との面積比ｋを算出し、面積比ｋの上位１０％の算術平均値ｋＵ１０を求めた。また、面積比ｋの平均値を求めた。
〔６．画像評価〕
　次に、導電性部材１について、放電の安定化の効果を確認するため、以下の評価を行った。評価結果を表５に示す。
　電子写真装置として、電子写真方式のレーザープリンタ（商品名：Ｌａｓｅｒｊｅｔ　ＣＰ４５２５ｄｎ　ＨＰ社製）を用意した。但し、導電性部材をより過酷な評価環境に置くために、当該レーザープリンタを、単位時間当たりの出力枚数が、オリジナルの出力枚数よりも多い、Ａ４サイズの用紙で、５０枚／分となるように改造した。その際、記録メディアの出力スピードは３００ｍｍ／ｓｅｃ、画像解像度は１２００ｄｐｉとした。
　次に、当該レーザープリンタ専用のトナーカートリッジに、帯電ローラとして導電性部材１を装着した。このトナーカートリッジを上記のレーザープリンタに装填し、画像評価を行った。画像の評価は全て、温度１５℃、相対湿度１０％の環境下で行い、評価用のハーフトーン画像（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画像）を出力して行った。得られたハーフトーン画像を以下の基準で評価した。
［横スジ状の画像欠陥の評価］
Ａ：横スジ状画像は無い。
Ｂ：一部に軽微な横スジ状の白い線が見られる。
Ｃ：全面に軽微な横スジ状の白い線が見られる。
Ｄ：重度の横スジ状の白い線が見られ、目立つ。
［白抜け状の画像欠陥の評価］
Ａ：白抜け状画像は無い。
Ｂ：一部に軽微な白抜け状画像が見られる。
Ｃ：全面に軽微な白抜け状画像が見られる。
Ｄ：重度の白抜け状画像が見られ、目立つ。
　次に、本発明の導電性部材が耐久試験の終盤で横スジ画像を抑制する効果を確認するため耐久試験を行った。耐久試験は、２枚の画像を出力する毎に、感光体ドラムの回転を完全に約３秒間停止させる、いわゆる間欠モードにて１００００枚の画像を出力することによって行われた。また、耐久試験における出力画像は、サイズが４ポイントのアルファベットの「Ｅ」の文字が、Ａ４サイズの紙の面積に対し被覆率が４％となるように印字される画像（Ｅ文字画像）を用いた。このＥ文字画像を１００００枚を出力した後、評価用のハーフトーン画像を出力し、得られたハーフトーン画像を上記の［横スジ状の画像欠陥の評価］と同様の基準で評価した。
＜実施例２～３１＞
　網目状構造体の層用の塗工液の調製に使用される繊維材料を表４に記載の材料に変更したこと、及び、網目状構造体の層用の塗工液の塗工条件を表５～８に記載したように変更したこと以外は、実施例１と同様にして導電性部材を製造し、評価した。評価結果を表５～表８に記載した。
＜実施例３２～３４＞
　下記表３に記載の材料をオープンロールにて混合して得た未加硫ゴム組成物から製造した導電性弾性ローラを用いたこと、及び、塗工液の噴射時間を表８に記載の噴射時間としたこと以外は、実施例５と同様にして導電性部材を製造し、評価した。評価結果を表８に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
＜実施例３５＞
　実施例３２で作製した導電性支持体の上に、以下の方法に従って、保護層を設けた。カプロ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１０質量％となるように調整した。前述のアクリルポリオール溶液の固形分１００質量部に対して、カーボンブラック（ＨＡＦ）１５質量部、針状ルチル型酸化チタン微粒子３５質量部、変性ジメチルシリコーンオイル０．１質量部、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の７：３の混合物、８０．１４質量部を入れ、混合溶液を調製した。このとき、ブロックＨＤＩとブロックＩＰＤＩの混合物は、「ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０」となるように添加した。
　４５０ｍＬのガラス瓶中に、上記混合溶液２１０ｇと、メディアとして平均粒径０．８ｍｍのガラスビーズ２００ｇを入れて混合し、ペイントシェーカー分散機を用いて２４時間分散し、保護層形成用の塗工液Ｐ１を得た。
　実施例３２と同様にして製造された導電性ローラを、その長手方向を鉛直方向にして、前記塗工液中に浸漬してディッピング法で塗工した。浸漬時間は９秒、ディッピング塗布引き上げ速度は、初期速度が２０ｍｍ／ｓｅｃ、最終速度が２ｍｍ／ｓｅｃになるように調節し、２０ｍｍ／ｓｅｃから２ｍｍ／ｓｅｃの間は、時間に対して直線的に速度を変化させた。このようにして得られた塗工物を、常温で３０分間風乾し、次いで９０℃に設定した熱風循環乾燥機中にて１時間乾燥し、更に１６０℃に設定した熱風循環乾燥機中にて１時間乾燥して、導電性ローラ上に保護層を形成した。その後、保護層の外周に実施例５と同様にして網目状構造体の層を設け、導電性部材を作製し、評価した。評価結果を表８に記載した。
＜実施例３６＞
　導電性支持体として、実施例１の接着剤を塗布した丸棒を導電性支持体として用いたこと以外は実施例７と同様にして、導電性部材を作製し、評価した。評価結果を表８に記載した。
＜実施例３７＞
　厚さ２００μｍアルミニウム製のシート上に、実施例３５と同様にして調製された保護層形成用の塗工液Ｐ１を、実施例３５と同条件でディッピング法で塗工し、塗膜を硬化させ、アルミニウム製のシート上に保護層を設けたブレード状の導電性支持体を作製した。次に、図２のコレクター部にブレード状の導電性支持体を設置したこと以外は、実施例７と同様にして本発明の網目状構造体の層を設け、帯電ブレードを作製した。
　次いで、実施例１と同様にして改造した電子写真式レーザープリンタに、帯電ローラの代わりにこの帯電ブレードを取り付け、感光体ドラムの回転方向に対して、順方向になるよう当接配置させた。なお、帯電ブレードの感光体ドラムに対する当接点における接点と帯電ブレードとのなす角θは帯電性の点から２０°に設定し、また帯電ブレードの感光体ドラムに対する当接圧は２０ｇ／ｃｍ（線圧）に初期設定した。帯電ローラの場合と同様の条件で画像評価を行った。評価結果を表８に記載した。
＜実施例３８＞
　導電性部材１の弾性層の長手方向の外側に、ポリオキシメチレン製の外径８．６ｍｍ、内径６．０ｍｍ、幅２ｍｍのリングを取り付け、芯金に連れまわるように接着剤で接着したこと以外は実施例３と同様にして導電性部材を製造し、評価した。評価結果を表８に示す。尚、本実施例においては、離間部材を導入することで、離間部材が感光体ドラムと接触し、平均して５０μｍ程度の空隙が導電性部材と感光体ドラムとの間に形成されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
ＰＡＩ：ポリアミドイミド
ＰＶＤＦ-ＨＰＦ：ポリフッ化ビニリデン－ヘキサフロロプロピレン共重合体
ＰＥＯ：ポリエチレンオキサイド
ＰＥＳ：ポリエーテルスルフォン
ＤＭＦ：ジメチルホルムアミド
ＤＭＡｃ：ジメチルアセトアミド
ＩＰＡ：イソプロピルアルコール
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
（比較例１）
　エレクトロスピニングの処理時間を１０秒間にしたこと以外は、実施例１と同様にして導電性部材を製造し、実施例１と同様に評価した。また、初期の画像評価において白抜け状画像が検出されたため、耐久試験後の横スジ画像の評価は行わなかった。なお、この比較例の網目状構造体の層の網目間距離は、本発明の要件を満たさない。評価結果を表９に示す。
（比較例２）
　塗工液１の代わりに、実施例１と同様にして調製した塗工液１を濃縮し樹脂固形分濃度を４０質量％にした塗工液１３を用いたこと以外は、実施例１と同様にして導電性部材を製造し、実施例１と同様に評価した。また、初期の画像評価において白抜け状画像が検出されたため、耐久試験後の横スジ画像の評価は行わなかった。なお、この比較例の網目状構造体を形成する上位１０％の平均繊維径は、本発明の要件を満たさない。評価結果を表９に示す。
（比較例３）
　実施例１で作製した導電性ローラに、市販の金属ワイヤー（直径１０μｍの銅線、エレクトリゾーラ社製）を巻き付けることによって、導電性ローラの表面を被覆した導電性部材を製造し、実施例１と同様に評価した。また、初期の画像評価において白抜け状画像が検出されたため、耐久試験後の横スジ画像の評価は行わなかった。なお、この比較例の網目状構造体の層は導電性の繊維で構成されており、本発明の要件を満たさない。評価結果を表９に示す。
（比較例４）
　実施例１で作製した導電性ローラに、塗工液１をディップ処理により塗工し、加熱乾燥して導電性部材を製造し、実施例１と同様にして評価した。また、初期の画像評価において白抜け状画像が検出されたため、耐久試験後の横スジ画像の評価は行わなかった。なお、この比較例の導電性部材は網目状構造体の層を有しておらず、本発明の要件を満たさない。評価結果を表９に示す。尚、表９において、塗工液１の塗工による塗膜を保護層と表示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　この出願は２０１３年９月２７日に出願された日本国特許出願第２０１３－２０２６５９からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。
１１　網目状構造体の層
１２　導電性の軸芯体（芯金）
１３　導電性樹脂層

Claims (10)

  1. 　被接触体に接触させて用いられる導電性部材において、
    　該導電性部材は、導電性支持体と、該導電性支持体の外周面に形成された網目状構造体の層とを有し、
    　該導電性部材の表面を観察した際に、該網目状構造体の少なくとも一部が、任意の２００μｍ四方の正方形領域に存在し、
    　該網目状構造体は非導電性繊維からなり、
    　該非導電性繊維の任意の測定点における繊維径の上位１０％の平均繊維径が０．２μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする電子写真用の導電性部材。
  2. 　前記網目状構造体の層の厚み方向の断面に露出する前記非導電性繊維を母点としてボロノイ分割を行い、得られるボロノイ多角形の各々の面積Ｓ１と、該ボロノイ多角形の各々の母点の該非導電性繊維の該断面における断面積Ｓ２との比「Ｓ１／Ｓ２」を算出したとき、その上位１０％の算術平均値ｋＵ１０が４０以上１６０以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用の導電性部材。
  3. 　前記網目状構造体の層の平均層厚ｔ１が、１０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真用の導電性部材。
  4. 　前記導電性部材と前記被接触体との接触部における前記網目状構造体の層の平均層厚ｔ２が、１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれかの一項に記載の電子写真用の導電性部材。
  5. 　前記導電性支持体が導電性樹脂層を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電子写真用の導電性部材。
  6. 　前記導電性樹脂層が電子導電性を有することを特徴とする請求項５に記載の電子写真用の導電性部材。
  7. 　前記導電性部材が前記網目状構造体を保護する剛体構造体を有することを特徴とする請求項１～６のいずれかの一項に記載の電子写真用の導電性部材。
  8. 　前記剛体構造体は、前記被接触体に接触することによって、前記被接触体と前記網目状構造体の層を離間させることが可能な離間部材であることを特徴とする請求項７に記載の電子写真用の導電性部材。
  9. 　電子写真装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、請求項１～８のいずれかの一項に記載の電子写真用の導電性部材を具備していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  10. 　請求項１～８のいずれかの一項に記載の電子写真用の導電性部材を具備していることを特徴とする電子写真装置。
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