帯電部材、帯電部材の製造方法及び接触帯電装置
【課題】高耐久化、高速化、高画質化を図った電子写真装置に適用しても、帯電不良による画像不良や、トナー等の付着による異常画像の発生を抑制し、長期に亘り安定して均一な被帯電体の帯電を行うことができる帯電部材を提供する。
【解決手段】被帯電体に接触して回転することにより該被帯電体を一様に帯電するローラー状の帯電部材において、表面の凹凸が、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比の値が、
１．２＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）／軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）＜２．０
を満たすように形成されたものである。
【解決手段】被帯電体に接触して回転することにより該被帯電体を一様に帯電するローラー状の帯電部材において、表面の凹凸が、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比の値が、
１．２＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）／軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）＜２．０
を満たすように形成されたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置に用いられる帯電部材、これを用いた接触帯電装置及び帯電部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機や光プリンタ等の電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置において、感光体や誘電体等の像担持体面を帯電処理する手段として、放電により帯電する方法（特許文献１）が利用されてきた。しかしながら、放電帯電方式は感光体等の被帯電体の表面を所定の電位に均一に帯電する方法として有効であるものの、高価、装置が大型になる、オゾン等のコロナ生成物の発生などから、これに代替して、接触帯電方式が用いられている。接触帯電方式においては、金属製芯金等の導電性基体上に半導電性の弾性体の被覆層等が形成されたローラー状等の帯電部材等に電圧を印加し、これを被帯電体表面に近接又は接触させて、被帯電体面の帯電処理を行なっている。接触帯電方式においては、オゾン等の放電生成物や異常放電による被帯電体面の破壊が少ない、構造が簡単で小型、低価格等の利点があるが、帯電部材自体の導電性やこれを印加する電圧の一定化が困難であり、被帯電体面を均一に帯電することがむずかしい。
【０００３】
上記接触帯電方式における帯電部材を印加する方法としては、帯電部材に直流電圧のみを印加する方法や、交流電圧（ＡＣ）と直流電圧（ＤＣ）を同時に印加する方法がある。交流電圧（ＡＣ）と直流電圧（ＤＣ）を印加する方法は、交流の電圧源を使用するため画像形成装置のコストが高くなるが、電圧の変動を相殺し帯電部材を一定電圧に印加することができるため、被帯電体の帯電を均一に行うことができる。
【０００４】
被帯電体の表面を均一に帯電する帯電部材として、ＤＣ帯電方式について改良した帯電部材（特許文献２）が報告されている。また、粒径７〜３０μｍのシリコーンパウダー等の粒子をナイロン等の結着樹脂に分散させ、表面粗さを有する帯電部材（特許文献３）が報告されている。しかし、この帯電部材においては、使用に伴ないトナーや紙粉が感光体を介して帯電部材表面に移行し、凹部の堆積物を核としてトナーの堆積が進行し、帯電不良による黒点の発生等の画像不良が広範囲に亘って発生することもある。
【０００５】
また、帯電部材表面を摺動する撓み変形自在なフィルム状の清掃部材を設け、帯電部材表面に付着したトナーを除去するもの（特許文献４）が報告されている。しかし、これらの帯電部材では帯電部材と清掃部材との接触部分にトナーが堆積することがあり、堆積トナーにより清掃部材の接触不良が生じ周方向のスジ状の画像不良が発生し、堆積トナーによる帯電不良が生じ軸方向のスジ状の画像不良が発生する場合がある。
【０００６】
更に、フッ素樹脂等の高離型材料で表面を形成した帯電部材（特許文献５）が報告されているが、トナー等の堆積を抑制するには不十分である。被帯電体との摩擦抵抗を低減しクリーニング不良を抑制するため、深さ０．１〜３０μｍ、幅０．１〜５０μｍの周方向の凹溝を設けたもの（特許文献６）などが報告されている。しかし、これらの帯電部材では初期段階に溝の部分に帯電不良が生じ、長期使用後に溝部にトナーの堆積が生じ却って帯電不良を誘発することになる。
【特許文献１】特開昭５７−１７８２５７号公報
【特許文献２】特開平０５−３４１６２７号公報
【特許文献３】特許第３０２４２４８号公報
【特許文献４】特開平０６−００３９３０号公報
【特許文献５】特開平１１−２４９３８３号公報
【特許文献６】特開平０８−０４４１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子写真装置においては、高耐久化が進み、高速化、高画質化の要請に応じて電子写真製品の高精細化が進展しており、これに伴ないトナーが小径化し微粉トナーによる帯電部材表面の汚染が起こりやすく、画像不良が発生しやすい状況下にある。
【０００８】
本発明の課題は、高耐久化、高速化、高画質化を図った電子写真装置に適用しても、帯電不良による画像不良や、トナー等の付着による異常画像の発生を抑制し、長期に亘り安定して均一な被帯電体の帯電を行うことができる帯電部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、電子写真装置における画像形成プロセスに対するより一層の高速化、高画質化への要求の下で、感光体を安定して均一に帯電させることができる帯電部材について検討した。その結果、感光体を均一に帯電するためには、帯電部材の表面粗さとして十点平均粗さや算術平均粗さのみでなく、周方向の凹凸平均間隔と軸方向の凹凸平均間隔の比率や、周方向の凹凸平均間隔が大きく関与していることの知見を得た。かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、被帯電体に接触し回転することにより該被帯電体を一様に帯電するローラー状の帯電部材において、表面の凹凸が、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比の値が、
１．２＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）／軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）＜２．０
を満たすように形成されたことを特徴とする帯電部材に関する。
【００１１】
また、本発明は、体積粒度分布における１０％、５０％、９０％体積の粒子の粒子径をそれぞれＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、粒度分散係数ε＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０とするとき、
０．５＜ε＜１．３
を満たす粒度分散係数εを有する非導電性粒子を含有する浸漬液中へ、弾性抵抗層を形成した円柱状または円筒状の導電性基体を、軸方向に移動して浸漬し、上端の引上げ速度（Ｖａ）と下端の引上げ速度（Ｖｂ）の比（Ｖａ／Ｖｂ）が２以上２０以下となる速度で浸漬方向と逆方向に浸漬液から引上げて表面抵抗層を成形することを特徴とする帯電部材の製造方法に関する。
【００１２】
また、本発明は、上記帯電部材と、該帯電部材の表面に一端が接触し他端が固定された可撓性を有するフィルム状の清掃部材とを有することを特徴とする接触帯電装置に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の帯電部材は、高耐久化、高速化、高画質化を図った電子写真装置に適用しても、帯電不良による画像不良や、トナー等の付着による異常画像の発生を抑制し、長期に亘り安定して均一な被帯電体の帯電を行うことができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の帯電部材は、被帯電体に接触して回転することにより該被帯電体を一様に帯電するローラー状の帯電部材において、表面の凹凸が、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比の値が以下の範囲に形成されたことを特徴とする。
【００１５】
１．２＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）／軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）＜２．０
本発明の帯電部材としては、その表面に、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比の値が１．２より大きく２．０より小さい範囲にある凹凸を有するものであれば特に制限されるものではない。その構成として、円柱状または円筒状の導電性基体上に一層以上の弾性抵抗層と、表面に非導電性粒子を含有する表面抵抗層とを有するものが好ましい。このような帯電部材の一例として、例えば、図１に示す、円柱状の導電性基体５上に、弾性抵抗層６、非導電性粒子１００を含有する表面抵抗層７が順次積層された帯電部材を例示することができる。
【００１６】
上記円柱状又は円筒状の導電性基体としては、基体としての強度があり、導電性を示すものであればいずれのものでもよいが、その材質としては鉄、ステンレス、アルミニウム、導電性プラスチック等を挙げることができる。
【００１７】
上記導電性基体上に設けられる弾性抵抗層は、帯電部材が被帯電体に密着し帯電を可能とするため適当な導電性と弾性を有するものが好ましい。弾性抵抗層は一層からなる単層構造でも、または二層以上の複数層で構成されていてもよく、これらは固体状であっても発泡体であってもよい。
【００１８】
弾性抵抗層の導電性としては、帯電部材の電気抵抗値が被帯電体の過剰帯電を抑制し適度に帯電できるように１×１０4Ω・ｃｍ以上１×１０13Ω・ｃｍ以下の範囲であることが好ましい。特に、低温低湿環境下において電気抵抗値が上昇した帯電部材による被帯電体の帯電を適切に維持するために、帯電部材に高電圧を印加することを回避できるように、帯電部材が１０10Ω・ｃｍ以下の電気抵抗値となる導電性を有することが好ましい。帯電部材が上記電気抵抗値を有するものとするための弾性抵抗層の電気抵抗値としては、例えば、１×１０2Ω・ｃｍ以上、１×１０13Ω・ｃｍ以下とすることができる。
【００１９】
上記弾性抵抗層の材質としては、後述する表面抵抗層と同様の樹脂であってもよいが、エピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、ＣＲ及びウレタンゴム等の中抵抗の極性ゴムや、ポリウレタン樹脂を好ましいものとして挙げることができる。これらの極性ゴムやポリウレタン樹脂は、帯電部材に適度な弾性を付与することができ、更に、その内に含有する水分や不純物がキャリアとなり、僅かではあるがイオン導電機構による導電性を有すると考えられる。これらの極性ゴムやポリウレタン樹脂は低温低湿環境下で電気抵抗値が上昇する傾向にあるため、低温低湿環境下においても帯電部材が上記電気抵抗値を有するように、これらのゴムや樹脂にその導電性を調整するため、導電剤を添加することが好ましい。導電剤は電子導電機構、イオン導電機構いずれによるものであってもよいが、局所的な低抵抗となることを抑制し、大量添加による強度の低下等を抑制するため、１×１０−2Ω・ｃｍ以上１×１０5Ω・ｃｍ以下の電気抵抗値を有するものが好ましい。
【００２０】
上記導電剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラックの導電性カーボンブラックやグラファイト、金属粉や酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物や、複合粒子等の電子導電剤を挙げることができる。複合粒子としては、適当な粒子の表面に酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、亜鉛、アルミニウム、金、銀、鉄、銅、クロム、コバルト、鉛、白金、ロジウム等を電解処理、スプレー塗工、混合振とう等により付着させたものが好ましい。また、イオン性導電剤として、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムスルホネイトなどの４級アルキルアンモニウム塩やそのポリエチレンオキシド変性体、過塩素酸リチウム、臭素酸ナトリウム等の金属塩、またはエステル系可塑剤や界面活性剤などを挙げることができる。
【００２１】
また、弾性抵抗層が発泡体の場合、これらのゴムや樹脂を発泡剤により発泡させたものであってもよい。発泡剤としては、具体的には、アゾジカルボナミド（Ａ．Ｄ．Ｃ．Ａ）系、ジ−ニトロソペンタメチレンテトラミン（Ｄ．Ｐ．Ｔ）系、４．４′−オキシビス−ベンゼンサルフオニル−ヒドラジド（Ｏ．Ｂ．Ｓ．Ｈ）系、Ｐ−トリエンサルフオニルヒドラジド（Ｔ．Ｓ．Ｈ）系、アゾビスイソブチロニトリル（Ａ．Ｉ．Ｂ．Ｎ）系などを使用することができる。特にＡ．Ｄ．Ｃ．Ａ．系、Ｏ．Ｂ．Ｓ．Ｈ．系のブレンド系を用いた場合、緻密な発泡体でかつ架橋密度が高い発泡体が得られる。
【００２２】
また、弾性抵抗層には、必要に応じて加硫剤が含有されていてもよい。加硫剤としては、使用するゴムの種類により、硫黄系加硫剤、有機過酸化物、キノイド系加硫剤、樹脂架橋剤、金属酸化物架橋剤、アミン架橋剤、トリアジン系架橋剤、マレイミド系架橋剤等を適宜選択することができる。これらの加硫剤の配合量は所望の硬度や膜特性が得られるように適宜選択することができる。
【００２３】
上記弾性抵抗層には、この他に、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤等を含有させることができる。
【００２４】
このような弾性抵抗層はその表面に凹凸を有していてもよい。弾性抵抗層の表面粗さとしては、上層に積層される表面抵抗層の表面粗さの形成を容易にするため、周方向の凹凸の平均間隔（Ｓｍｐ）が、軸方向の凹凸の平均間隔（Ｓｍａ）より大きいことが好ましい。弾性抵抗層の表面に凹凸を形成する方法としては、金型内面を弾性抵抗層の表面粗さに粗面化しこれを転写する方法や、研磨砥石により研磨する方法等を使用することができる。
【００２５】
上記弾性抵抗層の厚さは、特に限定されるものではなく、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下等とすることができる。
【００２６】
このような弾性抵抗層上に設けられ、帯電部材の表面に備えられる表面抵抗層は、本発明の帯電部材の表面に凹凸を付与するために設けられ、表面の凹凸を形成する非導電性粒子を含有することが好ましい。
【００２７】
表面抵抗層の表面に有する凹凸は、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比として、
１．２＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）／軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）＜２．０
を満たす。周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）が軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）の１．２倍より大きいことにより、表面にトナー等の付着を抑制し、被帯電体の帯電を均一に行うことができる。更に、清掃部材を備えた帯電装置においては、清掃部材の摺動摩擦により、トナー等の堆積物の剥離効果を向上させることができる。また、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）が軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）の２．０倍より小さいことにより、被帯電体の帯電不良を抑制することができる。
【００２８】
また、表面の凹凸の軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）が比較的大きい場合、被帯電体を均一に帯電するためには、十点平均粗さや算術平均粗さで表される厚さ方向の粗さ、即ち、凹凸の深さを深くすることが好ましい。
【００２９】
このような表面の凹凸の周方向の平均間隔（Ｓｍａ）としては、具体的には、１０μｍより大きいことが好ましく、より好ましくは１５μｍより大きいことである。また、表面の凹凸の周方向の平均間隔（Ｓｍａ）が１００μｍより小さいことが好ましく、より好ましくは８０μｍより小さいことである。表面の凹凸の周方向の平均間隔（Ｓｍａ）が１０μｍより大きいと、清掃部材による表面に付着したトナー等のクリーニング効果を高めることができる。また、表面の凹凸の周方向の平均間隔（Ｓｍａ）が１００μｍより狭ければ、凹凸間隔が大きくなることによる被帯電体の帯電不足、帯電不均一を抑制することができる。
【００３０】
上記表面凹凸の間隔は平均間隔であり、この平均間隔を有している限り凹凸はランダムに形成されることが、清掃部材の特定部分にトナーの堆積を抑制することができるため、好ましい。
【００３１】
ここで表面凹凸は、軸方向の平均間隔の値は、表面粗さ測定器（サーフコーダーＳＥ−３３００Ｈ、小坂研究所製等）を使用し、条件としてカットオフ０．８ｍｍ、測定距離８ｍｍ、送り速度０．２ｍｍ／ｓにて、帯電部材の軸方向の両端部からそれぞれ１５ｍｍの位置と中央の３箇所について、軸方向に沿って計測した値を採用することができる。また、表面凹凸の周方向の平均間隔の値は、軸方向の両端部からそれぞれ１５ｍｍの位置と中央の３箇所について、測定端子を接触、停止させた状態で、帯電部材を周方向に回転させる回転台に帯電部材を置き、測定端子に対して帯電部材を９０°の位置で回転させて、帯電部材表面の移動速度を０．２ｍｍ／ｓ、測定距離を８ｍｍで、周方向に４箇所を測定した平均値を採用することができる。
【００３２】
このような表面凹凸を形成するには以下の非導電性粒子によることが好ましい。
【００３３】
非導電性粒子としては、体積粒度分布における１０％、５０％、９０％体積の粒子の粒子径をそれぞれＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０で表すとき、粒度分散係数ε＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０として、
０．５＜ε＜１．３
の範囲の粒度分散係数を有するものが好ましい。
【００３４】
粒度分散係数εは、体積粒度分布における５０％体積に相当する粒子（平均粒子）の粒子径（Ｄ５０）に対する、体積粒度分布における体積１０％から９０％に相当する実質的に帯電部材の表面形状に影響を及ぼす粒子の粒子径の広がり（Ｄ９０−Ｄ１０）の割合を示すものである。
【００３５】
表面抵抗層中での非導電性粒子の中心粒径（Ｄ５０）に対する粒度分布の広がりが大きいと、非導電性粒子間の凝集が増し、非導電性粒子の分布が疎の部分と密の部分ができる。粒度分布の中心粒径と分布の広がりとの関係が上記範囲を有する非導電性粒子は、凝集して、表面に上記平均間隔を有する凹凸を容易に形成することができる。粒度分散係数εが０．５より大きい値を有する非導電性粒子は容易に凝集し、少量の添加で表面凹凸を形成することができ、表面抵抗層の強度の低下を回避することができる。また、粒度分散係数εが１．３より小さい値を有する非導電性粒子は、過度の凝集が抑制され凸部が大きくなることによる厚さ方向の表面化度の過大に起因する帯電部材に生じる抵抗ムラを抑制し被帯電体の均一な帯電を行うことができる。
【００３６】
上記非導電性粒子はその粒子径として、体積粒度分布における５０％体積の粒子の粒子径Ｄ５０が２．０μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。非導電性粒子の体積粒度分布における５０％体積の粒子の粒子径Ｄ５０が２．０μｍ以上であれば、表面抵抗層を塗布、浸漬等により作製する場合、塗布液、浸漬液の長期安定性を図り、表面の凹凸の成形を安定して作製することができる。非導電性粒子の体積粒度分布における５０％体積の粒子の粒子径Ｄ５０が１０μｍ以下であれば、表面に適切な凹凸形状を形成し、トナー等の付着を抑制することができる。
【００３７】
粒度分散係数εが上記範囲にある非導電性粒子は、分級機等により分級した非導電性粒子を、所望の比率で混ぜ合わせる等の方法により得ることができる。
【００３８】
ここで粒子径の値は、測定装置としては、コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型（コールター社製）を用い、個数分布と体積分布を出力するインターフェイス（日科機製等）及びコンピューターを接続して測定した値を採用することができる。具体的には、１％ＮａＣｌ水溶液中にアルキルベンゼンスルホン酸塩などの分散剤を０．１〜５ｍｌ加えた電解液に測定試料を加え、超音波分散器で分散処理を行い、コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型により、アパーチャーを用いることができる。非導電性粒子の体積、個数を測定して、体積分布と、個数分布とを算出することができる。
【００３９】
このような非導電性粒子の材質としては、表面抵抗層のマトリックスを形成する結着樹脂組成物の溶媒等により溶解されないものが好ましい。例えば、炭酸カルシウム、クレー、シリカ等の無機粒子、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーンゴム、エポキシ樹脂、及びこれらの共重合体等の有機粒子を挙げることができる。特に平均粒径の制御や分散性の制御が比較的容易であることから、ポリウレタン、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の高分子重合体を好ましいものとして挙げることができる。
【００４０】
上記非導電性粒子は、上記樹脂を構成するモノマーの乳化重合、懸濁重合、シーズ重合等重合方法を使用し、反応容器の容積、形状や反応時の攪拌速度、またはラジカル重合時の開始剤種を選択することにより、所望の粒度を有するものとして得ることができる。また、市販の粒子などと適宜混合して上記粒子径を有する粒子を調製することができる。
【００４１】
また、市販の粒子を適宜混合し上記粒子径を有するものを調製することもできる。
【００４２】
非導電性粒子の表面抵抗層中の含有量としては、例えば、結着樹脂１００質量部に対して、４質量部以上６０質量部以下などとすることができ、８質量部以上３５質量部以下であることが好ましい。非導電性粒子の含有量がこの範囲であると帯電部材の表面凹凸を上記範囲に容易に形成することができる。
【００４３】
上記非導電性粒子を含有する表面抵抗層の材質としてはいずれの樹脂やゴムであってもよい。例えば、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を挙げることができる。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を用いることができる。これらは１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４４】
表面抵抗層には、上記機能を損なわない範囲で、適宜、充填剤、軟化剤、加工助剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、粘着付与剤、分散剤、発泡剤等を含有していてもよい。また、導電性の付与のため上記イオン性導電剤や電子導電剤等を含有させてもよい。
【００４５】
表面抵抗層の厚さとしては、機械的強度の観点から、例えば０．１μｍ以上が好ましく、軸方向の厚さムラを抑制する観点から５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００４６】
本発明の帯電部材は、導電性基体上に弾性抵抗層、表面抵抗層の他、これらの機能を損なわない範囲で、他の機能を有する、例えば、ブリード防止層等を有していてもよい。
【００４７】
本発明の帯電部材の作製方法としては、まず、上記導電性基体上に弾性抵抗層を作製する。弾性抵抗層の作製方法としては、例えば、導電性基体上に弾性抵抗層を構成する上記ゴムや樹脂に上記導電剤、加硫剤等を添加した弾性抵抗層組成物を押出成形し、これを加熱等により硬化する方法を挙げることができる。また、弾性抵抗層組成物を金型内に注入するインジェクションやトランスファー等により作製することもできる。
【００４８】
上記ゴムや樹脂組成物の硬化後、得られた弾性抵抗層の表面を研磨し、例えば、中央部を太く、両端部が細いクラウン形状等に成形することができる。弾性抵抗層がクラウン形状を有することにより、帯電部材の導電性基体の両端部を押圧して被帯電体と密着させる場合、中央部と両端部との押圧力の差が生じるのを抑制し、帯電部材を軸方向全長に亘って均等な押圧力をもって被帯電体に密着させることができる。このため、画像に濃度ムラが生じるのを抑制することができる。
【００４９】
弾性抵抗層上に表面抵抗層を作製する方法としては、上記非導電性粒子と結着樹脂を含む塗布液、浸漬液等に用いる塗工液を調製する。塗工液としては非導電性粒子を上記含有量となるように結着樹脂と混合し、適宜溶媒を添加して粘度を調整して調製することができる。上記結着樹脂に非導電性粒子を混合、分散する手段としては、ロールニーダー、バンバリーミキサー、ボールミル、サンドグラインダー、ペイントシェーカー等を適宜利用し、必要に応じて加熱、加圧をする手段を挙げることができる。
【００５０】
このような塗工液を用いて表面抵抗層を作製する方法としては、塗布法、スプレー塗布法等によることもできるが、浸漬法が、表面の凹凸を周方向の平均間隔と軸方向の平均間隔の比が上記範囲となるように形成することが容易であるため好ましい。塗工液（浸漬液）に弾性抵抗層を成形した基体を浸漬するには、上記導電性基体を軸方向に移動して塗工液中へ浸漬し、上端の引上げ速度（Ｖａ）と下端の引上げ速度（Ｖｂ）の比（Ｖａ／Ｖｂ）が２以上２０以下となる速度で浸漬方向と逆方向に浸漬液から引上げることが好ましい。塗工液により表面抵抗層を形成する場合、塗工液から引上げる際に導電性基体上の弾性抵抗層表面に非導電性粒子が付着する。上記非導電性粒子を含有した塗工液において、液面付近で滞留や導電性基体の引き上げ時のダレによって、非導電性粒子の凝集を生じさせ得る。このため、導電性基体を塗工液から軸方向に引き上げることにより、軸方向より周方向において非導電性粒子の間隔を広く付着させることができ、周方向の平均間隔と軸方向の平均間隔が上記関係となる範囲に付着させ、表面凹凸を形成することができる。塗工液からの上記導電性基体の引上げを、上端の引上げ速度（Ｖａ）と下端の引上げ速度（Ｖｂ）の比（Ｖａ／Ｖｂ）が２以上となる速度で行うと、下端が塗料中に長時間浸漬されることによる軸方向の膜厚ムラを抑制することができる。また、下端側でのダレの低下によって非導電性粒子の凝集が希薄となり周方向の粒子の平均間隔が狭くなることを抑制することができる。また導電性基体の上端と下端の引上げ速度の比が２０以下であれば、上端引上げ時と下端引上げ時に生じる非導電性粒子の凝集率の不均一を相殺し軸方向に均一な表面凹凸を形成することができる。
【００５１】
更に、塗工液への浸漬、引き上げは数回反復して行うこともできるが、1回で行うことが好ましい。
【００５２】
本発明の接触帯電装置は、上記本発明の帯電部材と、該帯電部材の表面に一端が接触し他端が固定された可撓性を有するフィルム状の清掃部材とを有することを特徴とする。本発明の接触帯電装置の一例として、図２の概略構成図に示すものを挙げることができる。
【００５３】
図２に示す接触帯電装置には、帯電部材２と、これを所望の電圧に印加する例えばＤＣ電源３と、帯電部材表面のクリーニングを行う清掃部材１２０とが設けられる。清掃部材１２０には、帯電部材２の軸方向に平行に配置された支持部材１２１と、この支持部材に一端が固定され、自由端を形成する他端が帯電部材２と接触するフィルム１２２とが設けられる。フィルム１２２は可撓性を有し、帯電部材２の回転に伴いその表面を摺動し帯電部材２表面の付着物をフィルム１２２上に移動させクリーニング可能となっている。
【００５４】
このようなフィルムの厚さは、１０〜１０００μｍが好ましいが、帯電の寿命や使用するトナーの特性、感光ドラムを清掃する手段の性能などにより、適宜最適値を選択することができる。
【００５５】
フィルムの材質としては、可撓性を有するものであればいずれのものであってもよいが、具体的には、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレート、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートなどの樹脂、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦなどのフッ素樹脂などが好ましい。この中でもポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルが摩擦係数が低く、機械的強度に優れており、摩擦帯電特性などの点から好ましく、例えば、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを使用することができる。
【００５６】
このような接触帯電装置により帯電を行う被帯電体として、例えば、基体１１と基体上に設けられる感光体１２とを有する感光ドラム１０を挙げることができる。感光ドラムの基体としては、導電性を有するものが好ましく、その材質としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、ニッケル等の金属を挙げることができる。その他、アルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化錫合金等を真空蒸着したプラスチック、導電性粒子（例えばカーボンブラック、酸化錫粒子等）を適当なバインダーと共に金属やプラスチックに塗布した支持体、導電性バインダーを有するプラスチック等を用いることができる。
【００５７】
基体と感光体の中間に、バリヤー機能と接着機能をもつ下引層を設けることもできる。下引層は、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、共重合ナイロン等）、ポリウレタン、ゼラチン、酸化アルミニウム等によって形成できる。下引層の膜厚は５μｍ以下、好ましくは０．５μｍ〜３μｍが適当である。下引層はその機能を発揮するためには、１０7 Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
【００５８】
感光体１２は、有機又は無機の光導電体を必要に応じてバインダー樹脂と共に塗工することで形成でき、また蒸着によっても形成することができる。感光体の形態としては、電荷発生層と電荷輸送層の機能分離型積層感光層が好ましい。電荷発生層は、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キノン顔料、ペリレン顔料等の電荷発生物質を蒸着あるいは、適当なバインダー樹脂と共に（バインダーがなくても可）塗工することによって形成できる。電荷発生層の膜厚としては、０．０１μｍ〜５μｍを挙げることができ、０．０５μｍ〜２μｍが好ましい。電荷輸送層は、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、オシサゾール化合物、トリアリールアミン化合物等の電荷輸送物質を成膜性のあるバインダー樹脂に溶解させて形成することができる。電荷輸送層の膜厚５μｍ〜５０μｍを挙げることができ、１０μｍ〜３０μｍが好ましい。なお、紫外線等による劣化防止のために感光体上に保護層を設けてもよい。感光体１２はドラム状に限らずベルト状若しくは、シート状であってもよい。
【００５９】
このような接触帯電装置が適用される電子写真装置としては、例えば、図３に示すものを挙げることができる。図３に示す電子写真装置には、周速度１５０ｍｍ／ｓｅｃ等で回転するＯＰＣ感光ドラム等の接地した感光ドラム１０と、感光ドラム１０の周囲に設けられる接触帯電装置１、露光手段２０、現像装置２４、転写装置２５、クリーニング装置２７等が設けられる。接触帯電装置１には、押圧手段（図示せず）で感光ドラム１０に押圧され感光ドラムのＲ方向の回転駆動に伴い従動回転する帯電部材２が設けられる。帯電部材は電源３により、所定の直流（ＤＣ）バイアス、例えば、−１２００Ｖが印加され、この帯電部材に接触回転する感光体１２の周面が所定の電位、例えば、−５００Ｖに帯電される。帯電部材で均一に帯電された感光体１２面は次いで露光手段２０により目的画像情報の露光（レーザービーム走査露光、原稿画像のスリット露光等）を受け、その周面に目的の画像情報に対した静電潜像が形成される。
【００６０】
感光体に形成された静電潜像には現像手段２４において供給されるトナーが付着してトナー像として可視像化される。使用するトナーとしては、例えば、ワックスを中心に電荷制御剤と色素等を含有するスチレンとブチルアクリレートのランダムコポリマーを重合させ、さらに表面にポリエステル薄層を重合させたシリカ微粒子を外添したものを挙げることができる。トナーのガラス転移温度は６３℃、体積平均粒子径６μｍを挙げることができる。
【００６１】
転写手段２５にはトナーと逆極性の電圧が印加された転写ローラーが設けられ、適正なタイミングをもって給紙手段（図示せず）から搬送された転写材２６の裏面に転写ローラーが接触することにより感光体１０上のトナー像が転写材２６上に転写される。トナー像が転写された転写材２６は感光体１０面から分離され像定着手段（図示せず）へ搬送され、加熱等によりトナー像が定着され、画像形成物として出力される。転写材の裏面にも像形成する場合は再搬送手段により転写部へ搬送される。
【００６２】
像転写後の感光体１０面はクリーニング手段２７で転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて洗浄面化されて繰り返し作像に供される。クリーニング手段２７により除去されず感光体上に残留するトナー等の付着汚染物は帯電部材２の表面に付着する場合もあるが、清掃手段１２０により清掃され、帯電部材２表面は清浄に維持される。
【実施例】
【００６３】
［実施例１］
本発明の帯電部材を具体的に説明するが、本発明の帯電部材の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
【００６４】
エピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＣＧ１０２、ダイソー（株）製）１００質量部、充填剤としての炭酸カルシウム３０質量部、カーボンブラック（商品名：シーストＳＯ、東海カーボン社製）５質量部、酸化亜鉛５質量部、ステアリン酸２質量部、可塑剤としてのＤＯＰ（フタル酸ビス（２−エチルヘキシル））５質量部、４級アンモニウム塩２重量部、老化防止剤としての２−メルカプトベンズイミダゾール１質量部を６０℃に調節した密閉型ミキサーにて１０分間混練し、原料コンパウンドを調整した。このコンパウンドにチアゾール系加硫促進剤（ノクセラーＤＭ 大内新興化学工業株式会社）１質量部、チウラム系加硫促進剤（ノクセラーＴＳ 大内新興化学工業株式会社製）１質量部、加硫剤としての硫黄１質量部を加えて更に１５分間オープンロールで混練した。
【００６５】
得られたコンパウンドをゴム押し出し機を使用して、熱硬化性接着剤（商品名：メタロックＵ−２０）を塗布した直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円柱形の導電性支持体（鋼製、表面はニッケルメッキ）の周囲にローラー状になるように成形し、電気オーブンの中で１６０℃で２時間、加硫および接着剤の硬化を行い、弾性抵抗層素材を得た。得られた弾性抵抗層素材のゴム部分の両端部を突っ切り、さらに帯電部材の軸方向となる、導電性支持体と同軸に回転砥石を回転させ、かつ弾性抵抗層素材を周方向に回転させて、軸方向のＳｍが２２μｍ、周方向のＳｍが５０μｍ、端部直径１２．００ｍｍ、中央部直径１２．１０ｍｍのクラウン形状の弾性抵抗層を得た。
【００６６】
表面凹凸の平均間隔は、表面粗さ測定器（商品名：サーフコーダーＳＥ−３３００Ｈ、小坂研究所製）を使用して測定した。測定条件としてカットオフ０．８ｍｍ、測定距離８ｍｍ、送り速度０．２ｍｍ／ｓにて、帯電部材の軸方向の両端部からそれぞれ１５ｍｍの位置と中央の３箇所について、軸方向に沿って計測した。また周方向の表面粗さは、軸方向の両端部からそれぞれ１５ｍｍの位置と中央の３箇所について、測定端子を接触、停止させた状態で、帯電部材を周方向に回転させる回転台に帯電部材を置き、測定端子に対して帯電部材を９０°の位置で回転させて、帯電部材表面の移動速度を０．２ｍｍ／ｓ、測定距離を８ｍｍで、周方向に４箇所を測定し平均値を求めた。
【００６７】
イオン交換水７００重量部に、０．１Ｍ−Ｎａ3ＰＯ4水溶液４５０重量部を投入し、６０℃に加温した後、クレアミックス ＣＬＳ−３０Ｓ（エム・テクニック社製）を用いて、４５００ｒｐｍにて撹拌した。これに１０Ｍ−ＣａＣｌ2水溶液６８重量部を徐々に添加し、リン酸カルシウム塩を含む水系媒体に、スチレンモノマー１７０質量部、ｎ−ブチルアクリレート３０質量部を６０℃に加温し、均一に溶解、分散した。その後、重合開始剤２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）８重量部を溶解した重合性単量体組成物を、６０℃、Ｎ2雰囲気下において、クレアミックスにて６５００ｒｐｍで１５分間撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ、７０℃に昇温し、６時間反応させた。冷却後、塩酸を加えリン酸カルシウム塩を溶解させた後、ろ過して粒子を得た。得られた粒子を分級機を用いて分級し、粒度分散係数ε０．６３、中心粒径Ｄ５０が２．０μｍの非導電性粒子を得た。
【００６８】
非導電性粒子の粒度分布は、測定装置としては、コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型（コールター社製）に、個数分布と体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ−１パーソナルコンピューター（キヤノン製）を接続したものを用いた。測定法としては、電解液、特級塩化ナトリウムの１％ＮａＣｌ水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加えた試料を、超音波分散器で約１分間分散処理を行った。その後、コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型により、アパーチャーとして、１００μｍアパーチャーを用いて測定した。非導電性粒子の体積、個数を測定して、体積分布と、個数分布とを算出した。体積粒子分布の１０％、５０％、９０％の粒子径をそれぞれＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０とし、ε＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０として粒径分散係数を算出した。
【００６９】
表面抵抗層用塗料として、ポリエステルポリオール（ニッポラン１３１ 日本ポリウレタン工業株式会社）１００質量部に対して、導電性材料として導電性のアセチレンブラック（４５００ 東海カーボン株式会社製）１５質量部、溶媒として酢酸エチル ２００質量部、上記非導電性粒子５０質量部を添加し、ペイントシェイカーで１０時間分散処理を行った。ついで固形分７５％のイソシアネート樹脂（コロネートL 日本ポリウレタン工業株式会社）９０質量部を添加して、粘度１０ｍＰａ・ｓの表面抵抗層組成物とした。
【００７０】
表面抵抗層組成物を弾性抵抗層に、表面抵抗層用塗料をディッピングにより塗工し、１５０℃で１時間加熱することで架橋反応を行い、帯電部材を作製した。ディッピングは、引き上げ速度（表面抵抗層組成物に対して弾性抵抗層の移動速度）として、上端部で２０ｍｍ／ｓ、その後直線的に減速して下端部２ｍｍ／ｓになるように制御した。帯電部材１の抵抗値は５ｘ１０7Ω・ｃｍであった。
【００７１】
帯電部材の抵抗値としては、発泡体を円柱状の金属ドラムに当接させ、回転させた状態で、導電性基体と金属ドラム間に直流１００Ｖの電圧を印加し、金属ドラムと直列に接続した抵抗体にかかる電圧を測定して求めた。
【００７２】
帯電部材１の表面凹凸平均間隔は上記弾性抵抗層と同様に行った。帯電部材１の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１．３、周方向のＳｍは３０μｍ、十点平均粗さＲｚは２．８μｍであった。
【００７３】
十点平均粗さＲｚは、表面粗さ測定器（サーフコーダーＳＥ−３３００Ｈ、小坂研究所製等）を使用し、条件としてカットオフ０．８ｍｍ、測定距離８ｍｍ、送り速度０．２ｍｍ／ｓにて、帯電部材の軸方向の両端部からそれぞれ１５ｍｍの位置と中央の３箇所について、軸方向に沿って計測した。
【００７４】
表面抵抗層の厚さは、電子顕微鏡で観察し、隣り合う凹と凸の平均高さを結んで表面抵抗層の厚さとした。また軸方向の厚さムラは、塗工時に上側になる端部から１０ｍｍの位置と下側になる端部から１０ｍｍの位置での厚さの差として求めた。帯電部材１は軸方向中央の表面抵抗層の厚さが１０μｍ、軸方向の厚さムラが１μｍであった。
【００７５】
得られた帯電部材１をその外観を目視で観察し、評価を行った。
【００７６】
外観浮流のないものを○、軽微に発生しているが実使用上問題ないものを△、著しい外観不良のものを×とした。結果を表１に示す。
【００７７】
得られた帯電部材を電子写真装置に取り付け、気温１５℃湿度１０％の使用環境において、使用初期での帯電不良による異常画像の発生の有無を観察した。
【００７８】
帯電ムラの全くないものを◎、軽微に発生しているが実使用上問題ないものを○、中程度に発生したものを△、非常に帯電ムラの大きいものを×とした。結果を表１に示す。
【００７９】
２０，０００枚、４０，０００枚通紙し画像形成後の帯電部材の汚れ状況を目視で観察し、画像評価を行った。
【００８０】
耐久試験後の帯電部材表面でほとんど付着物が観察されないものを○、軽微に発生しているが実使用上問題ないものを△、著しく付着しているものを×とした。結果を表１に示す。
【００８１】
結果から、帯電部材は、画像評価では初期の帯電不良および２００００枚、４００００枚の耐久後の帯電不良は観察されず、軸方向での画像不良の差は発生しなかった。またトナー等の付着も非常に軽微であり、粗大粒子による汚れの発生ものなかった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が発生していなかった。
【００８２】
［実施例２］
イオン交換水７００重量部に、０．１Ｍ−Ｎａ3ＰＯ4水溶液４５０重量部を投入し、６０℃に加温した後、クレアミックス ＣＬＳ−３０Ｓ（エム・テクニック社製）を用いて、４５００ｒｐｍにて撹拌した。これに１０Ｍ−ＣａＣｌ２水溶液６８重量部を徐々に添加し、リン酸カルシウム塩を含む水系媒体に、スチレンモノマー１７０質量部、ｎ−ブチルアクリレート３０質量部を６０℃に加温し、均一に溶解、分散した後、重合開始剤２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）８重量部を溶解した重合性単量体組成物を、６０℃、Ｎ2雰囲気下において、クレアミックスにて２５００ｒｐｍで１５分間撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ、７０℃に昇温し、２０時間反応させた。冷却後、塩酸を加えリン酸カルシウム塩を溶解させた後、ろ過して粒子を得た。得られた粒子を分級機を用いて分級し、粒度分散係数εが０．９２、Ｄ５０が１０μｍの非導電性粒子を得た。
【００８３】
表面抵抗層用塗料として、上述の非導電性粒子１５質量部を添加し、溶媒として酢酸エチルを１６０質量部添加した以外は実施例１と同様に塗料を調製し、実施例１と同様に帯電部材を作製した。
【００８４】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【００８５】
帯電部材の抵抗値は８ｘ１０7Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１．８、周方向のＳｍは６０μｍ、十点平均粗さＲｚは５．２μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが２０μｍ、軸方向の厚さムラが３μｍであった。画像評価では初期の帯電不良および２０，０００枚、４０，０００枚画像形成後の帯電不良が観察されず、軸方向での画像不良の差は発生しなかった。またトナー等の付着も非常に軽微であり、粗大粒子による汚れの発生もなかった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が発生していなかった。
【００８６】
［実施例３］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例１で作製した粒子を分級して得た、粒度分散係数εが０．５９、中心粒径Ｄ５０が１．５μｍの非導電性粒子を８０質量部添加し、溶媒として酢酸エチル２２０質量部添加した。その他は実施例１と同様にして塗料を調製し、実施例１と同様に帯電部材を作製した。
【００８７】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【００８８】
帯電部材の抵抗値は５ｘ１０6Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１．２５、軸方向のＳｍは１５μｍ、十点平均粗さＲｚは２．７μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが８μｍ、軸方向の厚さムラが１μｍであった。画像評価では初期および２０，０００枚、４０，０００枚画像形成後、非常に軽微の帯電不良が観察されたが実使用上問題ないレベルであった。また軸方向での画像不良の差は発生しなかった。また画像形成耐久試験後の帯電部材表面はトナー等の付着が非常に軽微であり、粗大粒子による汚れの発生もなかった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が軽微に観察されたが実使用上問題ないレベルであった。
【００８９】
［実施例４］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例２で作製した粒子を分級して得た、粒度分散係数εが０．９、中心粒径Ｄ５０が１３μｍの非導電性粒子１０質量部を添加し、溶媒として酢酸エチル１９０質量部を添加した。その他は実施例１と同様に塗料を調製し、実施例１と同様に帯電部材を作製した。
【００９０】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【００９１】
帯電部材の抵抗値は９ｘ１０6Ωであった。帯電部材３の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１．９、軸方向のＳｍは８０μｍ、十点平均粗さＲｚは１１μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが１５μｍ、軸方向の厚さムラが３μｍであった。画像評価では初期の帯電不良は観察されず、２０，０００枚、４０，０００枚画像形成後、軽微の帯電不良が観察されたが実使用上問題ないレベルであった。また軸方向での画像不良は発生しなかった。また粗大粒子による汚れが微量観察されたが、その他の表面では軽微であり実使用上問題ないレベルであった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が観察されなかった。
【００９２】
［実施例５］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例１で作製した粒子を分級して得た、粒度分散係数εが０．５８、中心粒径Ｄ５０が１．５μｍの非導電性粒子１００質量部を添加し、溶媒として酢酸エチル２２０質量部を添加した。その他は実施例１と同様に塗料を調製した。実施例１と同様に作製した弾性抵抗層に、表面抵抗層用塗料を引き上げ速度（表面抵抗層組成物に対して弾性抵抗層の移動速度）を上端部で１０ｍｍ／ｓ、その後直線的に減速して下端部で５ｍｍ／ｓに制御してディッピング塗工し、帯電部材を作製した。
【００９３】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【００９４】
帯電部材の抵抗値は９ｘ１０7Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１．２、周方向のＳｍは１０μｍ、十点平均粗さＲｚは３．１μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが８μｍ、軸方向の厚さムラが１μｍであった。画像評価では初期および２０，０００枚、４０，０００枚画像形成後で非常に軽微の帯電不良が観察されたが実使用上問題ないレベルであった。また軸方向での画像不良の差は発生しなかった。４０，０００枚画像形成後では、帯電部材の表面にはトナー等の付着物が観察されたが、実使用上問題ないレベルであった。また軸方向では塗工時に下側となる片側で画像不良の程度が悪かった。一方粗大粒子による汚れの発生はなかった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が軽微に発生していたが実用上問題ないレベルであった。
【００９５】
［実施例６］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例２で作製した粒子を分級して得た、粒度分散係数εが１．２４、中心粒径Ｄ５０が１８μｍの非導電性粒子８質量部を添加し、溶媒として酢酸エチル１５０質量部を添加した。その他は実施例１と同様に塗料を調製した。実施例１と同様に作製した弾性抵抗層に、表面抵抗層用塗料を引き上げ速度（抵抗層組成物に対して弾性体の移動速度）を上端部で２０ｍｍ／ｓ、その後直線的に減速して下端部で１ｍｍ／ｓに制御してディッピング塗工し、帯電部材を作製した。
【００９６】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【００９７】
帯電部材の抵抗値は５ｘ１０6Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は２、周方向のＳｍは９５μｍ、十点平均粗さＲｚは１０μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが２８μｍ、軸方向の厚さムラが４μｍであった。画像評価では初期では帯電不良が観察されず、２０，０００枚、４０，０００枚画像形成後では軽微な帯電不良が観察され、帯電部材の表面にはトナー等の付着物が観察されたが、実使用上問題ないレベルであった。また軸方向では塗工時に上側となる片側で画像不良の程度が悪かった。また粗大粒子による汚れが軽微に発生していたが実用上問題ないレベルであった。一方帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が発生していなかった。
【００９８】
［比較例１］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例１で作製した粒子を分級し、粒度分散係数ε０．１６、Ｄ５０が１．５μｍの非導電性粒子１００質量部を添加し、溶媒として酢酸エチル２４０質量部添加した。その他は実施例１と同様に塗料を調製した。実施例１と同様に作製した弾性抵抗層に、表面抵抗層用塗料を引き上げ速度（表面抵抗層組成物に対して弾性抵抗層の移動速度）を上端部で３ｍｍ／ｓ、その後直線的に減速して下端部で２ｍｍ／ｓに制御してディッピング塗工し、帯電部材を作製した。
【００９９】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【０１００】
帯電部材の抵抗値は３ｘ１０7Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１.１、軸方向のＳｍは８μｍ、十点平均粗さＲｚは３．１μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが６μｍ、軸方向の厚さムラが３μｍであった。画像評価では初期では帯電不良が観察されなかったが、２０，０００枚画像形成後では帯電不良が中程度観察され、４０，０００枚画像形成後では著しい帯電不良が観察された。また帯電部材の表面にはトナー等の付着物が多量観察された。また軸方向では塗工時に下側となる片側で画像不良の程度が悪かった。一方粗大粒子による汚れの発生はなかった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が軽微に発生していた。
【０１０１】
［比較例２］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例２で作製した粒子を分級して得た、粒度分散係数εが１．３５、Ｄ５０が２０μｍの非導電性粒子３質量部を添加し、溶媒として酢酸エチル１５０質量部添加した。その他は実施例１と同様に塗料を調製した。実施例１と同様に作製した弾性抵抗層に、表面抵抗層用塗料を引き上げ速度（抵抗層組成物に対して弾性体の移動速度）を上端部で３０ｍｍ／ｓ、その後直線的に減速して下端部で１ｍｍ／ｓに制御してディッピング塗工し、帯電部材を作製した。
【０１０２】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【０１０３】
帯電部材の抵抗値は７ｘ１０6Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は２．１、軸方向のＳｍは２６０μｍ、十点平均粗さＲｚは１５μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが１８μｍ、軸方向の厚さムラが６μｍであった。画像評価では初期では帯電不良が観察されなかったが、２０，０００枚画像形成後は中程度の帯電不良が発生しており、４０，０００枚画像形成後では帯電不良による画像不良が著しく発生した。帯電部材の表面には多量のトナー等の付着物が観察された。また軸方向では塗工時に上側となる片側で画像不良の程度が悪かった。また粗大粒子による汚れが発生していた。一方帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が発生していなかった。
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
結果から、本発明の帯電部材においては、使用初期、画像形成耐久後においても、均一な帯電を行うことができ、良好な画像を得ることができることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の帯電部材の一例を示す模式的側面図である。
【図２】本発明の接触帯電装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の接触帯電装置を用いた電子写真装置を示す模式的構成図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１ 接触帯電装置
２ 帯電部材
３ 電源
５ 導電性基体
６ 弾性抵抗層
７ 表面抵抗層
１０ 感光ドラム
１１ 基体
１２ 感光体
１００ 非導電性粒子
１２０ 清掃部材
１２１ 支持部材
１２２ フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置に用いられる帯電部材、これを用いた接触帯電装置及び帯電部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機や光プリンタ等の電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置において、感光体や誘電体等の像担持体面を帯電処理する手段として、放電により帯電する方法（特許文献１）が利用されてきた。しかしながら、放電帯電方式は感光体等の被帯電体の表面を所定の電位に均一に帯電する方法として有効であるものの、高価、装置が大型になる、オゾン等のコロナ生成物の発生などから、これに代替して、接触帯電方式が用いられている。接触帯電方式においては、金属製芯金等の導電性基体上に半導電性の弾性体の被覆層等が形成されたローラー状等の帯電部材等に電圧を印加し、これを被帯電体表面に近接又は接触させて、被帯電体面の帯電処理を行なっている。接触帯電方式においては、オゾン等の放電生成物や異常放電による被帯電体面の破壊が少ない、構造が簡単で小型、低価格等の利点があるが、帯電部材自体の導電性やこれを印加する電圧の一定化が困難であり、被帯電体面を均一に帯電することがむずかしい。
【０００３】
上記接触帯電方式における帯電部材を印加する方法としては、帯電部材に直流電圧のみを印加する方法や、交流電圧（ＡＣ）と直流電圧（ＤＣ）を同時に印加する方法がある。交流電圧（ＡＣ）と直流電圧（ＤＣ）を印加する方法は、交流の電圧源を使用するため画像形成装置のコストが高くなるが、電圧の変動を相殺し帯電部材を一定電圧に印加することができるため、被帯電体の帯電を均一に行うことができる。
【０００４】
被帯電体の表面を均一に帯電する帯電部材として、ＤＣ帯電方式について改良した帯電部材（特許文献２）が報告されている。また、粒径７〜３０μｍのシリコーンパウダー等の粒子をナイロン等の結着樹脂に分散させ、表面粗さを有する帯電部材（特許文献３）が報告されている。しかし、この帯電部材においては、使用に伴ないトナーや紙粉が感光体を介して帯電部材表面に移行し、凹部の堆積物を核としてトナーの堆積が進行し、帯電不良による黒点の発生等の画像不良が広範囲に亘って発生することもある。
【０００５】
また、帯電部材表面を摺動する撓み変形自在なフィルム状の清掃部材を設け、帯電部材表面に付着したトナーを除去するもの（特許文献４）が報告されている。しかし、これらの帯電部材では帯電部材と清掃部材との接触部分にトナーが堆積することがあり、堆積トナーにより清掃部材の接触不良が生じ周方向のスジ状の画像不良が発生し、堆積トナーによる帯電不良が生じ軸方向のスジ状の画像不良が発生する場合がある。
【０００６】
更に、フッ素樹脂等の高離型材料で表面を形成した帯電部材（特許文献５）が報告されているが、トナー等の堆積を抑制するには不十分である。被帯電体との摩擦抵抗を低減しクリーニング不良を抑制するため、深さ０．１〜３０μｍ、幅０．１〜５０μｍの周方向の凹溝を設けたもの（特許文献６）などが報告されている。しかし、これらの帯電部材では初期段階に溝の部分に帯電不良が生じ、長期使用後に溝部にトナーの堆積が生じ却って帯電不良を誘発することになる。
【特許文献１】特開昭５７−１７８２５７号公報
【特許文献２】特開平０５−３４１６２７号公報
【特許文献３】特許第３０２４２４８号公報
【特許文献４】特開平０６−００３９３０号公報
【特許文献５】特開平１１−２４９３８３号公報
【特許文献６】特開平０８−０４４１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子写真装置においては、高耐久化が進み、高速化、高画質化の要請に応じて電子写真製品の高精細化が進展しており、これに伴ないトナーが小径化し微粉トナーによる帯電部材表面の汚染が起こりやすく、画像不良が発生しやすい状況下にある。
【０００８】
本発明の課題は、高耐久化、高速化、高画質化を図った電子写真装置に適用しても、帯電不良による画像不良や、トナー等の付着による異常画像の発生を抑制し、長期に亘り安定して均一な被帯電体の帯電を行うことができる帯電部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、電子写真装置における画像形成プロセスに対するより一層の高速化、高画質化への要求の下で、感光体を安定して均一に帯電させることができる帯電部材について検討した。その結果、感光体を均一に帯電するためには、帯電部材の表面粗さとして十点平均粗さや算術平均粗さのみでなく、周方向の凹凸平均間隔と軸方向の凹凸平均間隔の比率や、周方向の凹凸平均間隔が大きく関与していることの知見を得た。かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、被帯電体に接触し回転することにより該被帯電体を一様に帯電するローラー状の帯電部材において、表面の凹凸が、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比の値が、
１．２＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）／軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）＜２．０
を満たすように形成されたことを特徴とする帯電部材に関する。
【００１１】
また、本発明は、体積粒度分布における１０％、５０％、９０％体積の粒子の粒子径をそれぞれＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、粒度分散係数ε＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０とするとき、
０．５＜ε＜１．３
を満たす粒度分散係数εを有する非導電性粒子を含有する浸漬液中へ、弾性抵抗層を形成した円柱状または円筒状の導電性基体を、軸方向に移動して浸漬し、上端の引上げ速度（Ｖａ）と下端の引上げ速度（Ｖｂ）の比（Ｖａ／Ｖｂ）が２以上２０以下となる速度で浸漬方向と逆方向に浸漬液から引上げて表面抵抗層を成形することを特徴とする帯電部材の製造方法に関する。
【００１２】
また、本発明は、上記帯電部材と、該帯電部材の表面に一端が接触し他端が固定された可撓性を有するフィルム状の清掃部材とを有することを特徴とする接触帯電装置に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の帯電部材は、高耐久化、高速化、高画質化を図った電子写真装置に適用しても、帯電不良による画像不良や、トナー等の付着による異常画像の発生を抑制し、長期に亘り安定して均一な被帯電体の帯電を行うことができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の帯電部材は、被帯電体に接触して回転することにより該被帯電体を一様に帯電するローラー状の帯電部材において、表面の凹凸が、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比の値が以下の範囲に形成されたことを特徴とする。
【００１５】
１．２＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）／軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）＜２．０
本発明の帯電部材としては、その表面に、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比の値が１．２より大きく２．０より小さい範囲にある凹凸を有するものであれば特に制限されるものではない。その構成として、円柱状または円筒状の導電性基体上に一層以上の弾性抵抗層と、表面に非導電性粒子を含有する表面抵抗層とを有するものが好ましい。このような帯電部材の一例として、例えば、図１に示す、円柱状の導電性基体５上に、弾性抵抗層６、非導電性粒子１００を含有する表面抵抗層７が順次積層された帯電部材を例示することができる。
【００１６】
上記円柱状又は円筒状の導電性基体としては、基体としての強度があり、導電性を示すものであればいずれのものでもよいが、その材質としては鉄、ステンレス、アルミニウム、導電性プラスチック等を挙げることができる。
【００１７】
上記導電性基体上に設けられる弾性抵抗層は、帯電部材が被帯電体に密着し帯電を可能とするため適当な導電性と弾性を有するものが好ましい。弾性抵抗層は一層からなる単層構造でも、または二層以上の複数層で構成されていてもよく、これらは固体状であっても発泡体であってもよい。
【００１８】
弾性抵抗層の導電性としては、帯電部材の電気抵抗値が被帯電体の過剰帯電を抑制し適度に帯電できるように１×１０4Ω・ｃｍ以上１×１０13Ω・ｃｍ以下の範囲であることが好ましい。特に、低温低湿環境下において電気抵抗値が上昇した帯電部材による被帯電体の帯電を適切に維持するために、帯電部材に高電圧を印加することを回避できるように、帯電部材が１０10Ω・ｃｍ以下の電気抵抗値となる導電性を有することが好ましい。帯電部材が上記電気抵抗値を有するものとするための弾性抵抗層の電気抵抗値としては、例えば、１×１０2Ω・ｃｍ以上、１×１０13Ω・ｃｍ以下とすることができる。
【００１９】
上記弾性抵抗層の材質としては、後述する表面抵抗層と同様の樹脂であってもよいが、エピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、ＣＲ及びウレタンゴム等の中抵抗の極性ゴムや、ポリウレタン樹脂を好ましいものとして挙げることができる。これらの極性ゴムやポリウレタン樹脂は、帯電部材に適度な弾性を付与することができ、更に、その内に含有する水分や不純物がキャリアとなり、僅かではあるがイオン導電機構による導電性を有すると考えられる。これらの極性ゴムやポリウレタン樹脂は低温低湿環境下で電気抵抗値が上昇する傾向にあるため、低温低湿環境下においても帯電部材が上記電気抵抗値を有するように、これらのゴムや樹脂にその導電性を調整するため、導電剤を添加することが好ましい。導電剤は電子導電機構、イオン導電機構いずれによるものであってもよいが、局所的な低抵抗となることを抑制し、大量添加による強度の低下等を抑制するため、１×１０−2Ω・ｃｍ以上１×１０5Ω・ｃｍ以下の電気抵抗値を有するものが好ましい。
【００２０】
上記導電剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラックの導電性カーボンブラックやグラファイト、金属粉や酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物や、複合粒子等の電子導電剤を挙げることができる。複合粒子としては、適当な粒子の表面に酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、亜鉛、アルミニウム、金、銀、鉄、銅、クロム、コバルト、鉛、白金、ロジウム等を電解処理、スプレー塗工、混合振とう等により付着させたものが好ましい。また、イオン性導電剤として、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムスルホネイトなどの４級アルキルアンモニウム塩やそのポリエチレンオキシド変性体、過塩素酸リチウム、臭素酸ナトリウム等の金属塩、またはエステル系可塑剤や界面活性剤などを挙げることができる。
【００２１】
また、弾性抵抗層が発泡体の場合、これらのゴムや樹脂を発泡剤により発泡させたものであってもよい。発泡剤としては、具体的には、アゾジカルボナミド（Ａ．Ｄ．Ｃ．Ａ）系、ジ−ニトロソペンタメチレンテトラミン（Ｄ．Ｐ．Ｔ）系、４．４′−オキシビス−ベンゼンサルフオニル−ヒドラジド（Ｏ．Ｂ．Ｓ．Ｈ）系、Ｐ−トリエンサルフオニルヒドラジド（Ｔ．Ｓ．Ｈ）系、アゾビスイソブチロニトリル（Ａ．Ｉ．Ｂ．Ｎ）系などを使用することができる。特にＡ．Ｄ．Ｃ．Ａ．系、Ｏ．Ｂ．Ｓ．Ｈ．系のブレンド系を用いた場合、緻密な発泡体でかつ架橋密度が高い発泡体が得られる。
【００２２】
また、弾性抵抗層には、必要に応じて加硫剤が含有されていてもよい。加硫剤としては、使用するゴムの種類により、硫黄系加硫剤、有機過酸化物、キノイド系加硫剤、樹脂架橋剤、金属酸化物架橋剤、アミン架橋剤、トリアジン系架橋剤、マレイミド系架橋剤等を適宜選択することができる。これらの加硫剤の配合量は所望の硬度や膜特性が得られるように適宜選択することができる。
【００２３】
上記弾性抵抗層には、この他に、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤等を含有させることができる。
【００２４】
このような弾性抵抗層はその表面に凹凸を有していてもよい。弾性抵抗層の表面粗さとしては、上層に積層される表面抵抗層の表面粗さの形成を容易にするため、周方向の凹凸の平均間隔（Ｓｍｐ）が、軸方向の凹凸の平均間隔（Ｓｍａ）より大きいことが好ましい。弾性抵抗層の表面に凹凸を形成する方法としては、金型内面を弾性抵抗層の表面粗さに粗面化しこれを転写する方法や、研磨砥石により研磨する方法等を使用することができる。
【００２５】
上記弾性抵抗層の厚さは、特に限定されるものではなく、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下等とすることができる。
【００２６】
このような弾性抵抗層上に設けられ、帯電部材の表面に備えられる表面抵抗層は、本発明の帯電部材の表面に凹凸を付与するために設けられ、表面の凹凸を形成する非導電性粒子を含有することが好ましい。
【００２７】
表面抵抗層の表面に有する凹凸は、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比として、
１．２＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）／軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）＜２．０
を満たす。周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）が軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）の１．２倍より大きいことにより、表面にトナー等の付着を抑制し、被帯電体の帯電を均一に行うことができる。更に、清掃部材を備えた帯電装置においては、清掃部材の摺動摩擦により、トナー等の堆積物の剥離効果を向上させることができる。また、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）が軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）の２．０倍より小さいことにより、被帯電体の帯電不良を抑制することができる。
【００２８】
また、表面の凹凸の軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）が比較的大きい場合、被帯電体を均一に帯電するためには、十点平均粗さや算術平均粗さで表される厚さ方向の粗さ、即ち、凹凸の深さを深くすることが好ましい。
【００２９】
このような表面の凹凸の周方向の平均間隔（Ｓｍａ）としては、具体的には、１０μｍより大きいことが好ましく、より好ましくは１５μｍより大きいことである。また、表面の凹凸の周方向の平均間隔（Ｓｍａ）が１００μｍより小さいことが好ましく、より好ましくは８０μｍより小さいことである。表面の凹凸の周方向の平均間隔（Ｓｍａ）が１０μｍより大きいと、清掃部材による表面に付着したトナー等のクリーニング効果を高めることができる。また、表面の凹凸の周方向の平均間隔（Ｓｍａ）が１００μｍより狭ければ、凹凸間隔が大きくなることによる被帯電体の帯電不足、帯電不均一を抑制することができる。
【００３０】
上記表面凹凸の間隔は平均間隔であり、この平均間隔を有している限り凹凸はランダムに形成されることが、清掃部材の特定部分にトナーの堆積を抑制することができるため、好ましい。
【００３１】
ここで表面凹凸は、軸方向の平均間隔の値は、表面粗さ測定器（サーフコーダーＳＥ−３３００Ｈ、小坂研究所製等）を使用し、条件としてカットオフ０．８ｍｍ、測定距離８ｍｍ、送り速度０．２ｍｍ／ｓにて、帯電部材の軸方向の両端部からそれぞれ１５ｍｍの位置と中央の３箇所について、軸方向に沿って計測した値を採用することができる。また、表面凹凸の周方向の平均間隔の値は、軸方向の両端部からそれぞれ１５ｍｍの位置と中央の３箇所について、測定端子を接触、停止させた状態で、帯電部材を周方向に回転させる回転台に帯電部材を置き、測定端子に対して帯電部材を９０°の位置で回転させて、帯電部材表面の移動速度を０．２ｍｍ／ｓ、測定距離を８ｍｍで、周方向に４箇所を測定した平均値を採用することができる。
【００３２】
このような表面凹凸を形成するには以下の非導電性粒子によることが好ましい。
【００３３】
非導電性粒子としては、体積粒度分布における１０％、５０％、９０％体積の粒子の粒子径をそれぞれＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０で表すとき、粒度分散係数ε＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０として、
０．５＜ε＜１．３
の範囲の粒度分散係数を有するものが好ましい。
【００３４】
粒度分散係数εは、体積粒度分布における５０％体積に相当する粒子（平均粒子）の粒子径（Ｄ５０）に対する、体積粒度分布における体積１０％から９０％に相当する実質的に帯電部材の表面形状に影響を及ぼす粒子の粒子径の広がり（Ｄ９０−Ｄ１０）の割合を示すものである。
【００３５】
表面抵抗層中での非導電性粒子の中心粒径（Ｄ５０）に対する粒度分布の広がりが大きいと、非導電性粒子間の凝集が増し、非導電性粒子の分布が疎の部分と密の部分ができる。粒度分布の中心粒径と分布の広がりとの関係が上記範囲を有する非導電性粒子は、凝集して、表面に上記平均間隔を有する凹凸を容易に形成することができる。粒度分散係数εが０．５より大きい値を有する非導電性粒子は容易に凝集し、少量の添加で表面凹凸を形成することができ、表面抵抗層の強度の低下を回避することができる。また、粒度分散係数εが１．３より小さい値を有する非導電性粒子は、過度の凝集が抑制され凸部が大きくなることによる厚さ方向の表面化度の過大に起因する帯電部材に生じる抵抗ムラを抑制し被帯電体の均一な帯電を行うことができる。
【００３６】
上記非導電性粒子はその粒子径として、体積粒度分布における５０％体積の粒子の粒子径Ｄ５０が２．０μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。非導電性粒子の体積粒度分布における５０％体積の粒子の粒子径Ｄ５０が２．０μｍ以上であれば、表面抵抗層を塗布、浸漬等により作製する場合、塗布液、浸漬液の長期安定性を図り、表面の凹凸の成形を安定して作製することができる。非導電性粒子の体積粒度分布における５０％体積の粒子の粒子径Ｄ５０が１０μｍ以下であれば、表面に適切な凹凸形状を形成し、トナー等の付着を抑制することができる。
【００３７】
粒度分散係数εが上記範囲にある非導電性粒子は、分級機等により分級した非導電性粒子を、所望の比率で混ぜ合わせる等の方法により得ることができる。
【００３８】
ここで粒子径の値は、測定装置としては、コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型（コールター社製）を用い、個数分布と体積分布を出力するインターフェイス（日科機製等）及びコンピューターを接続して測定した値を採用することができる。具体的には、１％ＮａＣｌ水溶液中にアルキルベンゼンスルホン酸塩などの分散剤を０．１〜５ｍｌ加えた電解液に測定試料を加え、超音波分散器で分散処理を行い、コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型により、アパーチャーを用いることができる。非導電性粒子の体積、個数を測定して、体積分布と、個数分布とを算出することができる。
【００３９】
このような非導電性粒子の材質としては、表面抵抗層のマトリックスを形成する結着樹脂組成物の溶媒等により溶解されないものが好ましい。例えば、炭酸カルシウム、クレー、シリカ等の無機粒子、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーンゴム、エポキシ樹脂、及びこれらの共重合体等の有機粒子を挙げることができる。特に平均粒径の制御や分散性の制御が比較的容易であることから、ポリウレタン、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の高分子重合体を好ましいものとして挙げることができる。
【００４０】
上記非導電性粒子は、上記樹脂を構成するモノマーの乳化重合、懸濁重合、シーズ重合等重合方法を使用し、反応容器の容積、形状や反応時の攪拌速度、またはラジカル重合時の開始剤種を選択することにより、所望の粒度を有するものとして得ることができる。また、市販の粒子などと適宜混合して上記粒子径を有する粒子を調製することができる。
【００４１】
また、市販の粒子を適宜混合し上記粒子径を有するものを調製することもできる。
【００４２】
非導電性粒子の表面抵抗層中の含有量としては、例えば、結着樹脂１００質量部に対して、４質量部以上６０質量部以下などとすることができ、８質量部以上３５質量部以下であることが好ましい。非導電性粒子の含有量がこの範囲であると帯電部材の表面凹凸を上記範囲に容易に形成することができる。
【００４３】
上記非導電性粒子を含有する表面抵抗層の材質としてはいずれの樹脂やゴムであってもよい。例えば、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を挙げることができる。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を用いることができる。これらは１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４４】
表面抵抗層には、上記機能を損なわない範囲で、適宜、充填剤、軟化剤、加工助剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、粘着付与剤、分散剤、発泡剤等を含有していてもよい。また、導電性の付与のため上記イオン性導電剤や電子導電剤等を含有させてもよい。
【００４５】
表面抵抗層の厚さとしては、機械的強度の観点から、例えば０．１μｍ以上が好ましく、軸方向の厚さムラを抑制する観点から５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００４６】
本発明の帯電部材は、導電性基体上に弾性抵抗層、表面抵抗層の他、これらの機能を損なわない範囲で、他の機能を有する、例えば、ブリード防止層等を有していてもよい。
【００４７】
本発明の帯電部材の作製方法としては、まず、上記導電性基体上に弾性抵抗層を作製する。弾性抵抗層の作製方法としては、例えば、導電性基体上に弾性抵抗層を構成する上記ゴムや樹脂に上記導電剤、加硫剤等を添加した弾性抵抗層組成物を押出成形し、これを加熱等により硬化する方法を挙げることができる。また、弾性抵抗層組成物を金型内に注入するインジェクションやトランスファー等により作製することもできる。
【００４８】
上記ゴムや樹脂組成物の硬化後、得られた弾性抵抗層の表面を研磨し、例えば、中央部を太く、両端部が細いクラウン形状等に成形することができる。弾性抵抗層がクラウン形状を有することにより、帯電部材の導電性基体の両端部を押圧して被帯電体と密着させる場合、中央部と両端部との押圧力の差が生じるのを抑制し、帯電部材を軸方向全長に亘って均等な押圧力をもって被帯電体に密着させることができる。このため、画像に濃度ムラが生じるのを抑制することができる。
【００４９】
弾性抵抗層上に表面抵抗層を作製する方法としては、上記非導電性粒子と結着樹脂を含む塗布液、浸漬液等に用いる塗工液を調製する。塗工液としては非導電性粒子を上記含有量となるように結着樹脂と混合し、適宜溶媒を添加して粘度を調整して調製することができる。上記結着樹脂に非導電性粒子を混合、分散する手段としては、ロールニーダー、バンバリーミキサー、ボールミル、サンドグラインダー、ペイントシェーカー等を適宜利用し、必要に応じて加熱、加圧をする手段を挙げることができる。
【００５０】
このような塗工液を用いて表面抵抗層を作製する方法としては、塗布法、スプレー塗布法等によることもできるが、浸漬法が、表面の凹凸を周方向の平均間隔と軸方向の平均間隔の比が上記範囲となるように形成することが容易であるため好ましい。塗工液（浸漬液）に弾性抵抗層を成形した基体を浸漬するには、上記導電性基体を軸方向に移動して塗工液中へ浸漬し、上端の引上げ速度（Ｖａ）と下端の引上げ速度（Ｖｂ）の比（Ｖａ／Ｖｂ）が２以上２０以下となる速度で浸漬方向と逆方向に浸漬液から引上げることが好ましい。塗工液により表面抵抗層を形成する場合、塗工液から引上げる際に導電性基体上の弾性抵抗層表面に非導電性粒子が付着する。上記非導電性粒子を含有した塗工液において、液面付近で滞留や導電性基体の引き上げ時のダレによって、非導電性粒子の凝集を生じさせ得る。このため、導電性基体を塗工液から軸方向に引き上げることにより、軸方向より周方向において非導電性粒子の間隔を広く付着させることができ、周方向の平均間隔と軸方向の平均間隔が上記関係となる範囲に付着させ、表面凹凸を形成することができる。塗工液からの上記導電性基体の引上げを、上端の引上げ速度（Ｖａ）と下端の引上げ速度（Ｖｂ）の比（Ｖａ／Ｖｂ）が２以上となる速度で行うと、下端が塗料中に長時間浸漬されることによる軸方向の膜厚ムラを抑制することができる。また、下端側でのダレの低下によって非導電性粒子の凝集が希薄となり周方向の粒子の平均間隔が狭くなることを抑制することができる。また導電性基体の上端と下端の引上げ速度の比が２０以下であれば、上端引上げ時と下端引上げ時に生じる非導電性粒子の凝集率の不均一を相殺し軸方向に均一な表面凹凸を形成することができる。
【００５１】
更に、塗工液への浸漬、引き上げは数回反復して行うこともできるが、1回で行うことが好ましい。
【００５２】
本発明の接触帯電装置は、上記本発明の帯電部材と、該帯電部材の表面に一端が接触し他端が固定された可撓性を有するフィルム状の清掃部材とを有することを特徴とする。本発明の接触帯電装置の一例として、図２の概略構成図に示すものを挙げることができる。
【００５３】
図２に示す接触帯電装置には、帯電部材２と、これを所望の電圧に印加する例えばＤＣ電源３と、帯電部材表面のクリーニングを行う清掃部材１２０とが設けられる。清掃部材１２０には、帯電部材２の軸方向に平行に配置された支持部材１２１と、この支持部材に一端が固定され、自由端を形成する他端が帯電部材２と接触するフィルム１２２とが設けられる。フィルム１２２は可撓性を有し、帯電部材２の回転に伴いその表面を摺動し帯電部材２表面の付着物をフィルム１２２上に移動させクリーニング可能となっている。
【００５４】
このようなフィルムの厚さは、１０〜１０００μｍが好ましいが、帯電の寿命や使用するトナーの特性、感光ドラムを清掃する手段の性能などにより、適宜最適値を選択することができる。
【００５５】
フィルムの材質としては、可撓性を有するものであればいずれのものであってもよいが、具体的には、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレート、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートなどの樹脂、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦなどのフッ素樹脂などが好ましい。この中でもポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルが摩擦係数が低く、機械的強度に優れており、摩擦帯電特性などの点から好ましく、例えば、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを使用することができる。
【００５６】
このような接触帯電装置により帯電を行う被帯電体として、例えば、基体１１と基体上に設けられる感光体１２とを有する感光ドラム１０を挙げることができる。感光ドラムの基体としては、導電性を有するものが好ましく、その材質としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、ニッケル等の金属を挙げることができる。その他、アルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化錫合金等を真空蒸着したプラスチック、導電性粒子（例えばカーボンブラック、酸化錫粒子等）を適当なバインダーと共に金属やプラスチックに塗布した支持体、導電性バインダーを有するプラスチック等を用いることができる。
【００５７】
基体と感光体の中間に、バリヤー機能と接着機能をもつ下引層を設けることもできる。下引層は、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、共重合ナイロン等）、ポリウレタン、ゼラチン、酸化アルミニウム等によって形成できる。下引層の膜厚は５μｍ以下、好ましくは０．５μｍ〜３μｍが適当である。下引層はその機能を発揮するためには、１０7 Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
【００５８】
感光体１２は、有機又は無機の光導電体を必要に応じてバインダー樹脂と共に塗工することで形成でき、また蒸着によっても形成することができる。感光体の形態としては、電荷発生層と電荷輸送層の機能分離型積層感光層が好ましい。電荷発生層は、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キノン顔料、ペリレン顔料等の電荷発生物質を蒸着あるいは、適当なバインダー樹脂と共に（バインダーがなくても可）塗工することによって形成できる。電荷発生層の膜厚としては、０．０１μｍ〜５μｍを挙げることができ、０．０５μｍ〜２μｍが好ましい。電荷輸送層は、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、オシサゾール化合物、トリアリールアミン化合物等の電荷輸送物質を成膜性のあるバインダー樹脂に溶解させて形成することができる。電荷輸送層の膜厚５μｍ〜５０μｍを挙げることができ、１０μｍ〜３０μｍが好ましい。なお、紫外線等による劣化防止のために感光体上に保護層を設けてもよい。感光体１２はドラム状に限らずベルト状若しくは、シート状であってもよい。
【００５９】
このような接触帯電装置が適用される電子写真装置としては、例えば、図３に示すものを挙げることができる。図３に示す電子写真装置には、周速度１５０ｍｍ／ｓｅｃ等で回転するＯＰＣ感光ドラム等の接地した感光ドラム１０と、感光ドラム１０の周囲に設けられる接触帯電装置１、露光手段２０、現像装置２４、転写装置２５、クリーニング装置２７等が設けられる。接触帯電装置１には、押圧手段（図示せず）で感光ドラム１０に押圧され感光ドラムのＲ方向の回転駆動に伴い従動回転する帯電部材２が設けられる。帯電部材は電源３により、所定の直流（ＤＣ）バイアス、例えば、−１２００Ｖが印加され、この帯電部材に接触回転する感光体１２の周面が所定の電位、例えば、−５００Ｖに帯電される。帯電部材で均一に帯電された感光体１２面は次いで露光手段２０により目的画像情報の露光（レーザービーム走査露光、原稿画像のスリット露光等）を受け、その周面に目的の画像情報に対した静電潜像が形成される。
【００６０】
感光体に形成された静電潜像には現像手段２４において供給されるトナーが付着してトナー像として可視像化される。使用するトナーとしては、例えば、ワックスを中心に電荷制御剤と色素等を含有するスチレンとブチルアクリレートのランダムコポリマーを重合させ、さらに表面にポリエステル薄層を重合させたシリカ微粒子を外添したものを挙げることができる。トナーのガラス転移温度は６３℃、体積平均粒子径６μｍを挙げることができる。
【００６１】
転写手段２５にはトナーと逆極性の電圧が印加された転写ローラーが設けられ、適正なタイミングをもって給紙手段（図示せず）から搬送された転写材２６の裏面に転写ローラーが接触することにより感光体１０上のトナー像が転写材２６上に転写される。トナー像が転写された転写材２６は感光体１０面から分離され像定着手段（図示せず）へ搬送され、加熱等によりトナー像が定着され、画像形成物として出力される。転写材の裏面にも像形成する場合は再搬送手段により転写部へ搬送される。
【００６２】
像転写後の感光体１０面はクリーニング手段２７で転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて洗浄面化されて繰り返し作像に供される。クリーニング手段２７により除去されず感光体上に残留するトナー等の付着汚染物は帯電部材２の表面に付着する場合もあるが、清掃手段１２０により清掃され、帯電部材２表面は清浄に維持される。
【実施例】
【００６３】
［実施例１］
本発明の帯電部材を具体的に説明するが、本発明の帯電部材の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
【００６４】
エピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＣＧ１０２、ダイソー（株）製）１００質量部、充填剤としての炭酸カルシウム３０質量部、カーボンブラック（商品名：シーストＳＯ、東海カーボン社製）５質量部、酸化亜鉛５質量部、ステアリン酸２質量部、可塑剤としてのＤＯＰ（フタル酸ビス（２−エチルヘキシル））５質量部、４級アンモニウム塩２重量部、老化防止剤としての２−メルカプトベンズイミダゾール１質量部を６０℃に調節した密閉型ミキサーにて１０分間混練し、原料コンパウンドを調整した。このコンパウンドにチアゾール系加硫促進剤（ノクセラーＤＭ 大内新興化学工業株式会社）１質量部、チウラム系加硫促進剤（ノクセラーＴＳ 大内新興化学工業株式会社製）１質量部、加硫剤としての硫黄１質量部を加えて更に１５分間オープンロールで混練した。
【００６５】
得られたコンパウンドをゴム押し出し機を使用して、熱硬化性接着剤（商品名：メタロックＵ−２０）を塗布した直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円柱形の導電性支持体（鋼製、表面はニッケルメッキ）の周囲にローラー状になるように成形し、電気オーブンの中で１６０℃で２時間、加硫および接着剤の硬化を行い、弾性抵抗層素材を得た。得られた弾性抵抗層素材のゴム部分の両端部を突っ切り、さらに帯電部材の軸方向となる、導電性支持体と同軸に回転砥石を回転させ、かつ弾性抵抗層素材を周方向に回転させて、軸方向のＳｍが２２μｍ、周方向のＳｍが５０μｍ、端部直径１２．００ｍｍ、中央部直径１２．１０ｍｍのクラウン形状の弾性抵抗層を得た。
【００６６】
表面凹凸の平均間隔は、表面粗さ測定器（商品名：サーフコーダーＳＥ−３３００Ｈ、小坂研究所製）を使用して測定した。測定条件としてカットオフ０．８ｍｍ、測定距離８ｍｍ、送り速度０．２ｍｍ／ｓにて、帯電部材の軸方向の両端部からそれぞれ１５ｍｍの位置と中央の３箇所について、軸方向に沿って計測した。また周方向の表面粗さは、軸方向の両端部からそれぞれ１５ｍｍの位置と中央の３箇所について、測定端子を接触、停止させた状態で、帯電部材を周方向に回転させる回転台に帯電部材を置き、測定端子に対して帯電部材を９０°の位置で回転させて、帯電部材表面の移動速度を０．２ｍｍ／ｓ、測定距離を８ｍｍで、周方向に４箇所を測定し平均値を求めた。
【００６７】
イオン交換水７００重量部に、０．１Ｍ−Ｎａ3ＰＯ4水溶液４５０重量部を投入し、６０℃に加温した後、クレアミックス ＣＬＳ−３０Ｓ（エム・テクニック社製）を用いて、４５００ｒｐｍにて撹拌した。これに１０Ｍ−ＣａＣｌ2水溶液６８重量部を徐々に添加し、リン酸カルシウム塩を含む水系媒体に、スチレンモノマー１７０質量部、ｎ−ブチルアクリレート３０質量部を６０℃に加温し、均一に溶解、分散した。その後、重合開始剤２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）８重量部を溶解した重合性単量体組成物を、６０℃、Ｎ2雰囲気下において、クレアミックスにて６５００ｒｐｍで１５分間撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ、７０℃に昇温し、６時間反応させた。冷却後、塩酸を加えリン酸カルシウム塩を溶解させた後、ろ過して粒子を得た。得られた粒子を分級機を用いて分級し、粒度分散係数ε０．６３、中心粒径Ｄ５０が２．０μｍの非導電性粒子を得た。
【００６８】
非導電性粒子の粒度分布は、測定装置としては、コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型（コールター社製）に、個数分布と体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ−１パーソナルコンピューター（キヤノン製）を接続したものを用いた。測定法としては、電解液、特級塩化ナトリウムの１％ＮａＣｌ水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加えた試料を、超音波分散器で約１分間分散処理を行った。その後、コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型により、アパーチャーとして、１００μｍアパーチャーを用いて測定した。非導電性粒子の体積、個数を測定して、体積分布と、個数分布とを算出した。体積粒子分布の１０％、５０％、９０％の粒子径をそれぞれＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０とし、ε＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０として粒径分散係数を算出した。
【００６９】
表面抵抗層用塗料として、ポリエステルポリオール（ニッポラン１３１ 日本ポリウレタン工業株式会社）１００質量部に対して、導電性材料として導電性のアセチレンブラック（４５００ 東海カーボン株式会社製）１５質量部、溶媒として酢酸エチル ２００質量部、上記非導電性粒子５０質量部を添加し、ペイントシェイカーで１０時間分散処理を行った。ついで固形分７５％のイソシアネート樹脂（コロネートL 日本ポリウレタン工業株式会社）９０質量部を添加して、粘度１０ｍＰａ・ｓの表面抵抗層組成物とした。
【００７０】
表面抵抗層組成物を弾性抵抗層に、表面抵抗層用塗料をディッピングにより塗工し、１５０℃で１時間加熱することで架橋反応を行い、帯電部材を作製した。ディッピングは、引き上げ速度（表面抵抗層組成物に対して弾性抵抗層の移動速度）として、上端部で２０ｍｍ／ｓ、その後直線的に減速して下端部２ｍｍ／ｓになるように制御した。帯電部材１の抵抗値は５ｘ１０7Ω・ｃｍであった。
【００７１】
帯電部材の抵抗値としては、発泡体を円柱状の金属ドラムに当接させ、回転させた状態で、導電性基体と金属ドラム間に直流１００Ｖの電圧を印加し、金属ドラムと直列に接続した抵抗体にかかる電圧を測定して求めた。
【００７２】
帯電部材１の表面凹凸平均間隔は上記弾性抵抗層と同様に行った。帯電部材１の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１．３、周方向のＳｍは３０μｍ、十点平均粗さＲｚは２．８μｍであった。
【００７３】
十点平均粗さＲｚは、表面粗さ測定器（サーフコーダーＳＥ−３３００Ｈ、小坂研究所製等）を使用し、条件としてカットオフ０．８ｍｍ、測定距離８ｍｍ、送り速度０．２ｍｍ／ｓにて、帯電部材の軸方向の両端部からそれぞれ１５ｍｍの位置と中央の３箇所について、軸方向に沿って計測した。
【００７４】
表面抵抗層の厚さは、電子顕微鏡で観察し、隣り合う凹と凸の平均高さを結んで表面抵抗層の厚さとした。また軸方向の厚さムラは、塗工時に上側になる端部から１０ｍｍの位置と下側になる端部から１０ｍｍの位置での厚さの差として求めた。帯電部材１は軸方向中央の表面抵抗層の厚さが１０μｍ、軸方向の厚さムラが１μｍであった。
【００７５】
得られた帯電部材１をその外観を目視で観察し、評価を行った。
【００７６】
外観浮流のないものを○、軽微に発生しているが実使用上問題ないものを△、著しい外観不良のものを×とした。結果を表１に示す。
【００７７】
得られた帯電部材を電子写真装置に取り付け、気温１５℃湿度１０％の使用環境において、使用初期での帯電不良による異常画像の発生の有無を観察した。
【００７８】
帯電ムラの全くないものを◎、軽微に発生しているが実使用上問題ないものを○、中程度に発生したものを△、非常に帯電ムラの大きいものを×とした。結果を表１に示す。
【００７９】
２０，０００枚、４０，０００枚通紙し画像形成後の帯電部材の汚れ状況を目視で観察し、画像評価を行った。
【００８０】
耐久試験後の帯電部材表面でほとんど付着物が観察されないものを○、軽微に発生しているが実使用上問題ないものを△、著しく付着しているものを×とした。結果を表１に示す。
【００８１】
結果から、帯電部材は、画像評価では初期の帯電不良および２００００枚、４００００枚の耐久後の帯電不良は観察されず、軸方向での画像不良の差は発生しなかった。またトナー等の付着も非常に軽微であり、粗大粒子による汚れの発生ものなかった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が発生していなかった。
【００８２】
［実施例２］
イオン交換水７００重量部に、０．１Ｍ−Ｎａ3ＰＯ4水溶液４５０重量部を投入し、６０℃に加温した後、クレアミックス ＣＬＳ−３０Ｓ（エム・テクニック社製）を用いて、４５００ｒｐｍにて撹拌した。これに１０Ｍ−ＣａＣｌ２水溶液６８重量部を徐々に添加し、リン酸カルシウム塩を含む水系媒体に、スチレンモノマー１７０質量部、ｎ−ブチルアクリレート３０質量部を６０℃に加温し、均一に溶解、分散した後、重合開始剤２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）８重量部を溶解した重合性単量体組成物を、６０℃、Ｎ2雰囲気下において、クレアミックスにて２５００ｒｐｍで１５分間撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ、７０℃に昇温し、２０時間反応させた。冷却後、塩酸を加えリン酸カルシウム塩を溶解させた後、ろ過して粒子を得た。得られた粒子を分級機を用いて分級し、粒度分散係数εが０．９２、Ｄ５０が１０μｍの非導電性粒子を得た。
【００８３】
表面抵抗層用塗料として、上述の非導電性粒子１５質量部を添加し、溶媒として酢酸エチルを１６０質量部添加した以外は実施例１と同様に塗料を調製し、実施例１と同様に帯電部材を作製した。
【００８４】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【００８５】
帯電部材の抵抗値は８ｘ１０7Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１．８、周方向のＳｍは６０μｍ、十点平均粗さＲｚは５．２μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが２０μｍ、軸方向の厚さムラが３μｍであった。画像評価では初期の帯電不良および２０，０００枚、４０，０００枚画像形成後の帯電不良が観察されず、軸方向での画像不良の差は発生しなかった。またトナー等の付着も非常に軽微であり、粗大粒子による汚れの発生もなかった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が発生していなかった。
【００８６】
［実施例３］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例１で作製した粒子を分級して得た、粒度分散係数εが０．５９、中心粒径Ｄ５０が１．５μｍの非導電性粒子を８０質量部添加し、溶媒として酢酸エチル２２０質量部添加した。その他は実施例１と同様にして塗料を調製し、実施例１と同様に帯電部材を作製した。
【００８７】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【００８８】
帯電部材の抵抗値は５ｘ１０6Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１．２５、軸方向のＳｍは１５μｍ、十点平均粗さＲｚは２．７μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが８μｍ、軸方向の厚さムラが１μｍであった。画像評価では初期および２０，０００枚、４０，０００枚画像形成後、非常に軽微の帯電不良が観察されたが実使用上問題ないレベルであった。また軸方向での画像不良の差は発生しなかった。また画像形成耐久試験後の帯電部材表面はトナー等の付着が非常に軽微であり、粗大粒子による汚れの発生もなかった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が軽微に観察されたが実使用上問題ないレベルであった。
【００８９】
［実施例４］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例２で作製した粒子を分級して得た、粒度分散係数εが０．９、中心粒径Ｄ５０が１３μｍの非導電性粒子１０質量部を添加し、溶媒として酢酸エチル１９０質量部を添加した。その他は実施例１と同様に塗料を調製し、実施例１と同様に帯電部材を作製した。
【００９０】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【００９１】
帯電部材の抵抗値は９ｘ１０6Ωであった。帯電部材３の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１．９、軸方向のＳｍは８０μｍ、十点平均粗さＲｚは１１μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが１５μｍ、軸方向の厚さムラが３μｍであった。画像評価では初期の帯電不良は観察されず、２０，０００枚、４０，０００枚画像形成後、軽微の帯電不良が観察されたが実使用上問題ないレベルであった。また軸方向での画像不良は発生しなかった。また粗大粒子による汚れが微量観察されたが、その他の表面では軽微であり実使用上問題ないレベルであった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が観察されなかった。
【００９２】
［実施例５］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例１で作製した粒子を分級して得た、粒度分散係数εが０．５８、中心粒径Ｄ５０が１．５μｍの非導電性粒子１００質量部を添加し、溶媒として酢酸エチル２２０質量部を添加した。その他は実施例１と同様に塗料を調製した。実施例１と同様に作製した弾性抵抗層に、表面抵抗層用塗料を引き上げ速度（表面抵抗層組成物に対して弾性抵抗層の移動速度）を上端部で１０ｍｍ／ｓ、その後直線的に減速して下端部で５ｍｍ／ｓに制御してディッピング塗工し、帯電部材を作製した。
【００９３】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【００９４】
帯電部材の抵抗値は９ｘ１０7Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１．２、周方向のＳｍは１０μｍ、十点平均粗さＲｚは３．１μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが８μｍ、軸方向の厚さムラが１μｍであった。画像評価では初期および２０，０００枚、４０，０００枚画像形成後で非常に軽微の帯電不良が観察されたが実使用上問題ないレベルであった。また軸方向での画像不良の差は発生しなかった。４０，０００枚画像形成後では、帯電部材の表面にはトナー等の付着物が観察されたが、実使用上問題ないレベルであった。また軸方向では塗工時に下側となる片側で画像不良の程度が悪かった。一方粗大粒子による汚れの発生はなかった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が軽微に発生していたが実用上問題ないレベルであった。
【００９５】
［実施例６］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例２で作製した粒子を分級して得た、粒度分散係数εが１．２４、中心粒径Ｄ５０が１８μｍの非導電性粒子８質量部を添加し、溶媒として酢酸エチル１５０質量部を添加した。その他は実施例１と同様に塗料を調製した。実施例１と同様に作製した弾性抵抗層に、表面抵抗層用塗料を引き上げ速度（抵抗層組成物に対して弾性体の移動速度）を上端部で２０ｍｍ／ｓ、その後直線的に減速して下端部で１ｍｍ／ｓに制御してディッピング塗工し、帯電部材を作製した。
【００９６】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【００９７】
帯電部材の抵抗値は５ｘ１０6Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は２、周方向のＳｍは９５μｍ、十点平均粗さＲｚは１０μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが２８μｍ、軸方向の厚さムラが４μｍであった。画像評価では初期では帯電不良が観察されず、２０，０００枚、４０，０００枚画像形成後では軽微な帯電不良が観察され、帯電部材の表面にはトナー等の付着物が観察されたが、実使用上問題ないレベルであった。また軸方向では塗工時に上側となる片側で画像不良の程度が悪かった。また粗大粒子による汚れが軽微に発生していたが実用上問題ないレベルであった。一方帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が発生していなかった。
【００９８】
［比較例１］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例１で作製した粒子を分級し、粒度分散係数ε０．１６、Ｄ５０が１．５μｍの非導電性粒子１００質量部を添加し、溶媒として酢酸エチル２４０質量部添加した。その他は実施例１と同様に塗料を調製した。実施例１と同様に作製した弾性抵抗層に、表面抵抗層用塗料を引き上げ速度（表面抵抗層組成物に対して弾性抵抗層の移動速度）を上端部で３ｍｍ／ｓ、その後直線的に減速して下端部で２ｍｍ／ｓに制御してディッピング塗工し、帯電部材を作製した。
【００９９】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【０１００】
帯電部材の抵抗値は３ｘ１０7Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は１.１、軸方向のＳｍは８μｍ、十点平均粗さＲｚは３．１μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが６μｍ、軸方向の厚さムラが３μｍであった。画像評価では初期では帯電不良が観察されなかったが、２０，０００枚画像形成後では帯電不良が中程度観察され、４０，０００枚画像形成後では著しい帯電不良が観察された。また帯電部材の表面にはトナー等の付着物が多量観察された。また軸方向では塗工時に下側となる片側で画像不良の程度が悪かった。一方粗大粒子による汚れの発生はなかった。さらに帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が軽微に発生していた。
【０１０１】
［比較例２］
表面抵抗層用塗料に添加する非導電性粒子として、実施例２で作製した粒子を分級して得た、粒度分散係数εが１．３５、Ｄ５０が２０μｍの非導電性粒子３質量部を添加し、溶媒として酢酸エチル１５０質量部添加した。その他は実施例１と同様に塗料を調製した。実施例１と同様に作製した弾性抵抗層に、表面抵抗層用塗料を引き上げ速度（抵抗層組成物に対して弾性体の移動速度）を上端部で３０ｍｍ／ｓ、その後直線的に減速して下端部で１ｍｍ／ｓに制御してディッピング塗工し、帯電部材を作製した。
【０１０２】
得られた帯電部材について、実施例１と同様にして測定を行い、電子写真装置に取り付け、画像形成を行い、得られた画像について評価を行った。
【０１０３】
帯電部材の抵抗値は７ｘ１０6Ω・ｃｍであった。帯電部材の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）について、周方向で測定したときのＳｍと軸方向で測定したときのＳｍの比は２．１、軸方向のＳｍは２６０μｍ、十点平均粗さＲｚは１５μｍであった。帯電部材の軸方向中央での表面抵抗層の厚さが１８μｍ、軸方向の厚さムラが６μｍであった。画像評価では初期では帯電不良が観察されなかったが、２０，０００枚画像形成後は中程度の帯電不良が発生しており、４０，０００枚画像形成後では帯電不良による画像不良が著しく発生した。帯電部材の表面には多量のトナー等の付着物が観察された。また軸方向では塗工時に上側となる片側で画像不良の程度が悪かった。また粗大粒子による汚れが発生していた。一方帯電部材の外観は、スジ状の塗工不良が発生していなかった。
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
結果から、本発明の帯電部材においては、使用初期、画像形成耐久後においても、均一な帯電を行うことができ、良好な画像を得ることができることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の帯電部材の一例を示す模式的側面図である。
【図２】本発明の接触帯電装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の接触帯電装置を用いた電子写真装置を示す模式的構成図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１ 接触帯電装置
２ 帯電部材
３ 電源
５ 導電性基体
６ 弾性抵抗層
７ 表面抵抗層
１０ 感光ドラム
１１ 基体
１２ 感光体
１００ 非導電性粒子
１２０ 清掃部材
１２１ 支持部材
１２２ フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体に接触して回転することにより該被帯電体を一様に帯電するローラー状の帯電部材において、表面の凹凸が、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比の値が、
１．２＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）／軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）＜２．０
を満たすように形成されたことを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
表面の凹凸が、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）が、
１５μｍ＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）＜８０μｍ
を満たすように形成されたことを特徴とする請求項１記載の帯電部材。
【請求項３】
円柱状または円筒状の導電性基体上に一層以上の弾性抵抗層と、表面に表面抵抗層とを有し、表面抵抗層が非導電性粒子を含有し、該非導電性粒子が、体積粒度分布における１０％、５０％、９０％体積に対応する粒子径をそれぞれＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、粒度分散係数ε＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０とするとき、
０．５＜ε＜１．３
を満たす粒度分散係数εを有することを特徴とする請求項１または２記載の帯電部材。
【請求項４】
非導電性粒子が、体積粒度分布における５０％体積の粒子の粒子径Ｄ５０が２．０μｍ以上１０μｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の帯電部材。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか記載の帯電部材の製造方法であって、体積粒度分布における１０％、５０％、９０％体積の粒子の粒子径をそれぞれＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、粒度分散係数ε＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０とするとき、
０．５ ＜ε＜ １．３
を満たす粒度分散係数εを有する非導電性粒子を含有する浸漬液中へ、弾性抵抗層を形成した円柱状または円筒状の導電性基体を、軸方向に移動して浸漬し、上端の引上げ速度（Ｖａ）と下端の引上げ速度（Ｖｂ）の比（Ｖａ／Ｖｂ）が２以上２０以下となる速度で浸漬方向と逆方向に浸漬液から引上げて表面抵抗層を成形することを特徴とする帯電部材の製造方法。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか記載の帯電部材と、該帯電部材の表面に一端が接触し他端が固定された可撓性を有するフィルム状の清掃部材とを有することを特徴とする接触帯電装置。
【請求項１】
被帯電体に接触して回転することにより該被帯電体を一様に帯電するローラー状の帯電部材において、表面の凹凸が、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）と軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）との比の値が、
１．２＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）／軸方向の平均間隔（Ｓｍａ）＜２．０
を満たすように形成されたことを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
表面の凹凸が、周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）が、
１５μｍ＜周方向の平均間隔（Ｓｍｐ）＜８０μｍ
を満たすように形成されたことを特徴とする請求項１記載の帯電部材。
【請求項３】
円柱状または円筒状の導電性基体上に一層以上の弾性抵抗層と、表面に表面抵抗層とを有し、表面抵抗層が非導電性粒子を含有し、該非導電性粒子が、体積粒度分布における１０％、５０％、９０％体積に対応する粒子径をそれぞれＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、粒度分散係数ε＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０とするとき、
０．５＜ε＜１．３
を満たす粒度分散係数εを有することを特徴とする請求項１または２記載の帯電部材。
【請求項４】
非導電性粒子が、体積粒度分布における５０％体積の粒子の粒子径Ｄ５０が２．０μｍ以上１０μｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の帯電部材。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか記載の帯電部材の製造方法であって、体積粒度分布における１０％、５０％、９０％体積の粒子の粒子径をそれぞれＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、粒度分散係数ε＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０とするとき、
０．５ ＜ε＜ １．３
を満たす粒度分散係数εを有する非導電性粒子を含有する浸漬液中へ、弾性抵抗層を形成した円柱状または円筒状の導電性基体を、軸方向に移動して浸漬し、上端の引上げ速度（Ｖａ）と下端の引上げ速度（Ｖｂ）の比（Ｖａ／Ｖｂ）が２以上２０以下となる速度で浸漬方向と逆方向に浸漬液から引上げて表面抵抗層を成形することを特徴とする帯電部材の製造方法。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか記載の帯電部材と、該帯電部材の表面に一端が接触し他端が固定された可撓性を有するフィルム状の清掃部材とを有することを特徴とする接触帯電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１９９５９８（Ｐ２００７−１９９５９８Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０６７８（Ｐ２００６−２０６７８）
【出願日】平成１８年１月３０日（２００６．１．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月３０日（２００６．１．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
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