画像形成装置用の弾性部材、画像形成装置用の帯電装置および画像形成装置
【課題】弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される弾性部材、並びに、画像の白抜けが抑制される画像形成装置の提供。
【解決手段】少なくとも基材１２２上に、弾性層１２４と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層１２６Ａと、表層１３２と、をこの順に有する弾性部材、並びに、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、上記弾性部材を備えた帯電手段を用いる画像形成装置。
【解決手段】少なくとも基材１２２上に、弾性層１２４と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層１２６Ａと、表層１３２と、をこの順に有する弾性部材、並びに、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、上記弾性部材を備えた帯電手段を用いる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置用の弾性部材、画像形成装置用の帯電装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電部材としての弾性ロールを感光体等の像保持体に接触させて使用する帯電装置では、従来より弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤などの低分子成分が弾性層中を移動し表面に析出する、いわゆるブリードやブルームが発生する問題があった。析出した低分子成分は像保持体表面へ転移してしまい、画像上では白抜けが発生する事が問題として認識されている。そのため、使用するイオン導電剤の種類を限定したり、導電剤として電子伝導性のカーボンブラックなどを使用してブリード現象を回避する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、表層の下部（基材側）にブリードを阻止する機能をもつ高分子材料を塗布して、物理的にブリードを防御する方法もとられている。例えば、ダイヤモンドコート等のコート材により物理的に阻止する方法が考えられる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
一方上記とは別に、帯電部材としての弾性ロールを感光体等の像保持体に接触させて使用する帯電装置では、弾性層が吸湿することによりＨＣｌが生成され、基材を侵食することにより凸部が表層に形成され、画像欠陥となる問題があった。これに対し従来では、メッキを基材に施すことによりサビを防止する方法が提案されている（例えば、特許文献３および４参照）。
【特許文献１】特開２００７−１３３１４４号公報
【特許文献２】特開２００２−３３８３８８号公報
【特許文献３】特開平１１−２９４４４６号公報
【特許文献４】特開２０００−２１３５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される画像形成装置用の弾性部材、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される画像形成装置用の帯電装置、および画像の白抜けが抑制される画像形成装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、基材のサビを抑制し、表層表面における凸部の発生が抑制される画像形成装置用の弾性部材、基材のサビを抑制し、表層表面における凸部の発生が抑制される画像形成装置用の帯電装置、凸部による画像欠陥の発生が抑制される画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は下記の本発明により達成される。
すなわち、請求項１に係る発明は、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする画像形成装置用の弾性部材である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記被覆層の基材側表面に接して形成される層における該被覆層に接する面の表面粗さを（Ｓｍ１）、前記被覆層の膜厚を（Ｔ１）とした場合に、Ｓｍ１≧Ｔ１の関係を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置用の弾性部材である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記弾性層が、表面に露出している領域を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置用の弾性部材である。
【０００９】
請求項４に係る発明は、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする画像形成装置用の弾性部材である。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記基材の被覆層に接する面の表面粗さを（Ｓｍ２）、前記被覆層の膜厚を（Ｔ２）とした場合に、Ｓｍ２≧Ｔ２の関係を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置用の弾性部材である。
【００１１】
請求項６に係る発明は、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された第１の被覆層を有し、該第１の被覆層上に弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された第２の被覆層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置用の弾性部材である。
【００１２】
請求項７に係る発明は、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備え、該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置である。
【００１３】
請求項８に係る発明は、前記帯電部材がロール形状であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置用の帯電装置である。
【００１４】
請求項９に係る発明は、前記帯電部材の表面に接触して清掃する清掃手段を有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像形成装置用の帯電装置である。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備え、該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置である。
【００１６】
請求項１１に係る発明は、前記帯電部材がロール形状であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置用の帯電装置である。
【００１７】
請求項１２に係る発明は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置である。
【００１８】
請求項１３に係る発明は、前記像保持体が高硬度の表面保護層を有することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置である。
【００１９】
請求項１４に係る発明は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、Ｓｍ１≧Ｔ１の関係を有さない場合に比べ、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出をより抑制し得る被覆層とすることができる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、弾性層が表面に露出した領域を有さない場合に比べ、低分子成分の発生が多い場合にも弾性層の膨れが抑制される。
【００２３】
請求項４に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、基材のサビが抑制され、表層表面における凸部の発生が抑制される。
【００２４】
請求項５に係る発明によれば、Ｓｍ２≧Ｔ２の関係を有さない場合に比べ、基材のサビが抑制され、表層表面における凸部の発生をより抑制し得る被覆層とすることができる。
【００２５】
請求項６に係る発明によれば、本構成の第１の被覆層および第２の被覆層を有さない場合に比べ、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制されると共に、基材のサビを抑制し、表層表面における凸部の発生が抑制される。
【００２６】
請求項７に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、優れた帯電性を有すると共に、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される。
【００２７】
請求項８に係る発明によれば、ロール形状でない場合に比べ、黒スジなどの画質欠陥の発生が低減され、且つ帯電面にクリーニング装置を具備することが容易であり、信頼性が高く寿命が長い帯電装置が実現される。
【００２８】
請求項９に係る発明によれば、表層より基材側に本構成の被覆層を有さない場合に比べ、被覆層の剥がれが抑制される。
【００２９】
請求項１０に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、優れた帯電性を有すると共に、基材のサビが抑制され、表層表面における凸部の発生が抑制される。
【００３０】
請求項１１に係る発明によれば、ロール形状でない場合に比べ、黒スジなどの画質欠陥の発生が低減され、且つ帯電面にクリーニング装置を具備することが容易であり、信頼性が高く寿命が長い帯電装置が実現される。
【００３１】
請求項１２に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、画像の白抜けが抑制され、画質に優れた画像が形成される。
【００３２】
請求項１３に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、弾性層から析出する低分子成分による像保持体表面へのフィルミングの発生が抑制される。
【００３３】
請求項１４に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、凸部による画像欠陥の発生が抑制され、画質に優れた画像が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
［第１の画像形成装置］
以下、好ましい態様である第１の実施形態に係る画像形成装置（本明細書において「第１の画像形成装置」と称す）について詳細に説明する。
第１の画像形成装置は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を具備する。
【００３５】
上記第１の画像形成装置を図１に例示する。図１に示す第１の画像形成装置は、像保持体としての感光体１０を具備し、その周囲に、感光体１０表面を帯電させる帯電装置（帯電部材）としての帯電ロール１２と、露光装置１４と、現像装置１６と、クリーニング装置１８とを有し、さらに、転写ロール２０が設けられている。また、帯電ロール１２の周囲には、帯電ロール１２表面を清掃する清掃手段としてのクリーニング装置２４が設けられている。
【００３６】
感光体１０は、矢印方向に沿って所定の表面速度（例えば、１００ｍｍ／ｓｅｃ程度）で回転駆動する。感光体１０の表面には、帯電ロール１２が接触している。帯電ロール１２は、感光体１０の回転によって従動回転するように配置されている。そして、感光体１０の表面を−７００Ｖ程度の所定の電位に帯電させる。その後、この感光体１０の表面には、露光装置１４により画像露光が施されて露光部が除電され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体１０の表面に形成された静電潜像は、画像部の電位が−１５０Ｖ以下のレベルとなり、現像装置１６によって−６００Ｖ程度の現像バイアスが印加された状態で現像され、感光体１０の表面には、−極性のトナー像が形成される。現像されたトナー像は感光体１０の回転によって、回転する転写ロール２０と感光体１０とで挟持された領域（転写部）に至り、転写材２２上に転写される。このとき、転写ロール２０には、１０００Ｖ以上４０００Ｖ以下程度の電圧が印加される。トナー像が転写された転写材２２は、図示されない定着装置に搬送され、当該定着装置によりトナー像が転写材２２上に熱および／または圧力によって定着される。
【００３７】
転写後の感光体１０上には、転写材２２上に転写されなかったトナーが付着物として残留する。この残留トナーは、感光体１０の表面に接触するクリーニング装置１８によって感光体１０の表面から除去される。また、それでも感光体１０の表面から除去されなかった残留トナー等が、帯電ロール１２表面に付着した場合には、帯電ロール１２の表面に接触するクリーニング装置２４によって帯電ロール１２の表面が清掃される。その後、清浄な感光体１０の表面は、回転とともに帯電装置１２に達して、上記の一連の動作を繰り返すことになる。
尚、上記画像形成装置においては、クリーニング装置１８を不要とするクリーナレス画像形成装置とすることもできる。
【００３８】
以下、第１の画像形成装置に設けられる各部材について、詳細に説明する。
【００３９】
（帯電装置）
帯電装置は、感光体（被帯電体）に接触して帯電を行う帯電部材を備えている。第１の実施形態における上記帯電部材は、前述の通り弾性層と被覆層と表層とを有しており、またその形状はロール状に形成されている。尚、上記層構成を有し、且つ被帯電体と安定的に接触することができ、電圧印加によって当該被帯電体表面に電荷を与えることができるものであればその形状は限定されず、例えばプレート状、ブロック状、球状等の種々の形状とすることができる。中でもロール形状に形成されていることがより好ましい。ロール形状であることにより、常に感光体１０と接触する面が変化しているため、例えばクリーニング装置１８をすり抜けてきた微少な外添剤などが帯電面に堆積し、黒スジなどの画質欠陥の発生が低減される。また、ロール形状であることにより、帯電面にクリーニング装置２４を具備することが容易であり、より信頼性が高く寿命が長い帯電装置１２が実現される。
【００４０】
帯電部材としての帯電ロール１２の層構成を図２に示す。中実の円柱状または中空円筒状の基材１２２上に、弾性層１２４が形成され、さらに該弾性層１２４上に、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層１２６Ａが形成される。また、最表層としての表層１３２が、前記被覆層１２６Ａ上に抵抗調整層１２８、保護層１３０を介して形成される。
【００４１】
−基材−
基材１２２は、帯電部材の電極および支持部材として機能するもので、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金；クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄；導電性の樹脂；などの導電性の材質で構成される（ここで、導電性とは体積抵抗率で１．０×１０９Ωｃｍ以下の範囲を意味し、以下同様である）。
【００４２】
−弾性層−
弾性層１２４は、帯電部材が適切な圧力で被帯電体表面に接触し、被帯電体表面を良好に帯電できるよう、被帯電体と接触領域を形成し、さらに帯電部材を所定の抵抗値とするために設けられる。
尚、第１の実施形態における帯電ロール１２では、弾性層１２４が表面に露出している領域を有することが好ましい。表面に露出している態様としては、例えば帯電ロール１２の軸方向両端表面において弾性層１２４が露出している態様（より具体的には、帯電ロール１２の側面（軸方向両端）が覆われておらず、帯電ロール１２の層構成がそのまま観察し得る状態で形成されており、弾性層１２４も露出している態様）が挙げられる。
【００４３】
この弾性層１２４は、例えば、ゴム材中に導電剤を分散させることによって形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、およびこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、イソプレンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。
【００４４】
また、上記のほかに弾性層１２４として、導電剤を分散させた発泡体も用いられる。該発泡体としては、スポンジ（連続気泡）、発泡プラスチック（独立気泡）、ラバーフォーム、不織布、発泡スチロール等が挙げられる。中でも、連続気泡、独立気泡の高分子材料からなる発泡体が好ましく用いられる。
【００４５】
尚、弾性層１２４としての発泡体はその表面に凹凸を有しており、後述の被覆層１２６Ａを形成する観点および良好な帯電性の観点等から、弾性層１２４の表層１３２側表面に接触するように、ゴム材や樹脂等からなる中間層を形成することが好ましい。
該中間層の材質として、ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、およびこれらのブレンドゴム等が挙げられる。また、樹脂としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリカーボネ−ト、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ＰＥＮ、ＰＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＶｄＦ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ等が挙げられる。
【００４６】
前記導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの微粉末を挙げることができる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；を挙げることができる。
【００４７】
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、ゴム材または発泡体１００質量部に対して、１質量部以上５０質量部以下の範囲であることが好ましく、５質量部以上３５質量部以下の範囲であることがより好ましい。一方、上記イオン導電剤の場合は、ゴム材または発泡体１００質量部に対して、０．０１質量部以上５質量部以下の範囲であることが好ましく、０．１質量部以上４質量部以下の範囲であることがより好ましい。
【００４８】
これにより、弾性層１２４の体積抵抗値を２×１０２Ωｃｍ以上５×１０９Ωｃｍ以下の範囲に調整することが好ましい。この体積抵抗値は、後述する抵抗調整層１２８の体積抵抗値と密接に関連する。また、前記弾性層１２４の硬度は、アスカーＣ硬度で７０°以下であることが好ましい。
【００４９】
−被覆層−
第１の実施形態における帯電ロール１２では、上記弾性層１２４上に（弾性層１２４が発泡体である場合には、好ましくは前記の通り中間層上に）被覆層１２６Ａが形成される。
まず、被覆層１２６Ａを構成する「炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造のいずれも有する材料（以下、単に「アモルファスカーボン」と称す）」について図を用いて説明する。図３は前記アモルファスカーボンの結合の違いによる関係を分かり易く示した概念図である。
炭素は混成軌道の違いにより結合できる原子の数が異なり、図３に示すように、その結晶構造によりＳＰ２結合している炭素原子からなるグラファイトから、ＳＰ３結合している炭素原子からなる高硬度のダイヤモンドに分類できる。そして、前記アモルファスカーボンはＳＰ２結合とＳＰ３結合とが混在した炭素原子からなるアモルファス膜（即ち、図３において三角で囲われている領域）である。
【００５０】
これらの中でも、第１の実施形態におけるアモルファスカーボンとしては、後述の理由から、水素原子の含有量が１０ａｔｍ％以下であり、且つＳＰ３結合している炭素原子の比率が４０％以上であるテトラヘドラルアモルファスカーボン（図３に示す「Ｔａ−Ｃ」）が特に好ましい。
尚ここで、図３における「Ｇａ−Ｃ」はグラファイト系（グラファイトに近い）のアモルファスカーボン（即ち、ＳＰ３結合が４０％未満のアモルファスカーボン）を表し、「ａＣＨ」はａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ Ｃａｒｂｏｎを表す。
【００５１】
上記アモルファスカーボンで形成された被覆層１２６Ａは、炭素原子の結合状態を制御することによって硬度を制御することができる。炭素原子の結合状態を制御するためには、アモルファスカーボンが形成される面に到達した時のスパッタ炭素原子のエネルギー状態を制御することが必要であり、このためにはイオン照射によりカーボン原子のエネルギー状態を制御する手法が有効と考えられる。
【００５２】
上記アモルファスカーボンで形成された被覆層１２６Ａは、例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ法）、物理気相成長法（ＰＶＤ法）、フィルター・カソード・バキューム・アーク法（ＦＣＶＡ法）等によって形成することができる。これらの中でも、炭素原子のエネルギー状態のばらつきを良好に抑制し、後述するようにＳＰ３結合の比率を高めることができるとの観点から、前記ＦＣＶＡ法が特に好ましい。ＦＣＶＡ法ではフィルタリングしたばらつきのないイオンを照射することができ、ＳＰ３結合比率が高く膜厚の薄い層を形成することができる。またＦＣＶＡ法によれば、形成面の形状に忠実に成膜することができる。
【００５３】
ここで、Ｔａ−Ｃ層の形成についてより詳細に説明する。
Ｔａ−Ｃ層の成膜は、炭素原子または炭素原子と所望の他の原子、あるいは他の複数原子をプラズマ化し、イオン化された原子を前記弾性層１２４上に（弾性層１２４が発泡体である場合には、好ましくは前記の通り中間層上に）付着させて形成される。前記Ｔａ−Ｃ層として、導電性や耐磨耗性の観点から、ＳＰ２構造とＳＰ３構造との総和に対するＳＰ３構造の比率が４０％以上８５％以下とすることが好適である。
例えば、Ｔａ−Ｃ層の形成は上記ＦＣＶＡ技術により行うことが可能であり、前記ＦＣＶＡ技術自体は従来公知、例えば帯電装置ではないが、磁気ディスクに耐磨耗膜を形成する特開２００１−１９５７１７号公報や、現像ロール表面に耐磨耗膜を形成する特開２００５−１７３１４１号公報等に記載の方法を採用することができる。
【００５４】
ここで、ＦＣＶＡ装置について図を用いて説明する。
図４は、ＦＣＶＡ装置を説明する概念図である。４０は炭素イオン発生源であり、カソード４１とアノード４２とで挟持される領域の真空アーク放電により炭素イオンＣ＋を生じさせる。カソード４１はディスク状の高純度グラファイトから成る。炭素イオン発生源４０で生じた炭素イオンＣ＋は、フィルター４３を通過した後に試料Ｔ上に成膜される。フィルター４３は電場および磁場を利用して必要とされる炭素イオンのみを通過させるものであり、不必要に大きな炭素粒子や中性の炭素原子はこのフィルター４３によって取り除かれる。
【００５５】
フィルター４３の出口には磁気コイル４４が設けられており、この磁気コイル４４で炭素イオンビームをスキャンすることにより試料Ｔに形成されるアモルファスカーボン膜が良好に形成されるよう制御する。なお、試料Ｔにはバイアス電圧を印加することができる。試料Ｔに到達するイオンのエネルギーはこのバイアス電圧に依存しており、バイアス電圧により膜特性を変えることができる。
【００５６】
第１の実施形態における帯電ロール１２を製造する際には、前記試料Ｔの位置に弾性層１２４を形成した基材１２２を配置することによって被覆層１２６Ａを形成することができる。詳しくは、黒鉛のバキュームアーク放電により炭素プラズマを発生させ、そこからイオン化した炭素を抽出・堆積させる、フィルター・カソード・バキューム・アーク（ＦＣＶＡ）法により行うことができ、島津製作所製のＦＣＶＡ装置を用いて行うことができる。形成条件としては、成膜温度０℃以上８０℃以下（より好ましくは２０℃以上８０℃以下、特に好ましくは４０℃以上８０℃以下）、成膜速度１．５ｎｍ／ｓが好ましい。
【００５７】
［被覆層（アモルファスカーボン層）の物性］
(1)水素原子の含有量
第１の実施形態における帯電ロール１２は、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造のいずれも有する材料（アモルファスカーボン）で形成された被覆層１２６Ａを有する。該アモルファスカーボンにおける水素原子の含有量は１０ａｔｍ％以下であることが好ましい。また、７ａｔｍ％以下であることがより好ましく、５ａｔｍ％以下であることが特に好ましい。尚、上記アモルファスカーボンにおける水素原子の含有量は、被覆層１２６Ａから深さ１ｎｍまでを水素前方散乱法（ＨＦＳ）により測定することで算出される。
【００５８】
(2)炭素原子ＳＰ３比率
また、上記アモルファスカーボンは、構成する炭素原子の内、ＳＰ３結合している炭素原子の比率が５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。尚、上記ＳＰ３結合している炭素原子の比率は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）に接続した電子線エネルギー損失スペクトルでエネルギー損失関数によるピークを波形分離し、その各ピークの面積比から算出される。
【００５９】
水素原子の含有量を１０ａｔｍ％以下とし、かつ炭素原子ＳＰ３比率５０％以上とするためには、被覆層１２６Ａの形成を前記ＦＣＶＡ装置によって行う場合であれば、印加電圧のバイアスや波形を変えてイオン粒子のエネルギーレベルを調整することにより、制御可能である。
【００６０】
尚、第１の実施形態における帯電ロール１２では、弾性層１２４の表面に直接被覆層１２６Ａを形成しているが、被覆層１２６Ａは、弾性層１２４と表層１３２とで挟持される領域に形成されていれば、弾性層１２４表面に直接形成されている必要はない。例えば弾性層１２４表面に後述の抵抗調整層１２８や保護層１３０等を介した上に、被覆層１２６Ａが形成されていてもよい。
【００６１】
また、被覆層１２６Ａの基材１２２側表面に接して形成される層、即ち第１の実施形態における帯電ロール１２では弾性層１２４における該被覆層１２６Ａに接する面の表面粗さを（Ｓｍ１）、被覆層１２６Ａの膜厚を（Ｔ１）とした場合、Ｓｍ１≧Ｔ１の関係を有することが好ましい。
【００６２】
ここで、弾性層１２４における該被覆層１２６Ａに接する面の表面粗さを制御する方法としては、弾性層１２４が前述のゴム材で構成されている場合であれば、研磨する砥石の粗さを調整する方法や、研磨時のゴム材と砥石の回転数および回転方向を調整する方法などがある。研磨せずに成型する場合には、ゴム材を形成する型の内面に所望の粗さをあらかじめ刻印しておくことにより、ゴム材表面の粗さが制御される。また、弾性層１２４が前述の発泡体で構成されている場合であれば、さらに形成される中間層において、表面に所望の粗さを設けた前述の樹脂やゴムからなる円筒状チューブを被せる方法や、発泡体そのものの発泡セル径および密度を制御することにより、中間層を介して所望の粗さとなるように調整する方法、中間層に所望の表面粗さとなる粒子を分散する方法等によって制御される。
また、弾性層１２４の表面に抵抗調整層１２８や保護層１３０等を介して被覆層１２６Ａが形成されている場合には、該抵抗調整層１２８や保護層１３０における該被覆層１２６Ａに接する面の表面粗さ（Ｓｍ１）との関係で、Ｓｍ１≧Ｔ１の関係を有することが好ましい。
【００６３】
尚、弾性層１２４や抵抗調整層１２８、保護層１３０の表面粗さ（Ｓｍ１）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）に準じて測定される。
また、被覆層１２６Ａの膜厚（Ｔ１）は以下の方法により測定される。弾性部材を各層が積層された基材１２２に対して垂直方向にカットし（帯電ロール１２であれば、基材１２２に対して垂直方向になるように各層をカットし）、カットされた面をＳＥＭ像により観察して被覆層１２６Ａの膜厚が測定される。尚、測定場所は、カットされた面において両端から３ｃｍの箇所と中心に当たる箇所との３点で、各点ごとに３箇所（即ちカットする箇所が３箇所）測定した合計９箇所の平均値を求めて、膜厚とした。
【００６４】
−抵抗調整層および保護層−
弾性層１２４の表面に形成された被覆層１２６Ａ上に直接表層１３２を形成してもよいが、第１の実施形態における帯電ロール１２においては帯電部材の抵抗調整のために抵抗調整層１２８が設けられる。またさらに、被帯電体表面の汚染防止等の観点から保護層１３０が設けられる。また、必要に応じて弾性層１２４と抵抗調整層１２８とで挟持される領域に電極層を設けてもよい。尚、該電極層とは、弾性層１２４中における導電性粒子が偏って存在することによる電流の集中を分散させるために設けられるものであり、導電性無機物質のみから構成される。
【００６５】
抵抗調整層１２８は、帯電部材を所定の抵抗値に調整するために設けられるものであり、樹脂中に前記した導電性粒子を分散させた薄膜から構成される。用いられる樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、アクリル樹脂等の樹脂が好適である。また、導電剤としては、前記弾性層１２４に用いたものが好ましく用いられる。
【００６６】
上記導電剤の添加量は特に制限はないが、例えば電子導電剤の場合は、用いられる樹脂１００質量部に対し、１質量部以上５０質量部以下の範囲であることが好ましく、５質量部以上３５質量部以下の範囲であることがより好ましい。
【００６７】
こうして抵抗調整層１２８の体積抵抗値は３×１０３Ωｃｍ以上５×１０１０Ωｃｍ以下の範囲に調整されることが好ましい。また、抵抗調整層１２８の膜厚は、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲、さらには５μｍ以上４００μｍ以下の範囲にあることが好ましい。
【００６８】
抵抗調整層１２８の表面にさらに形成される保護層１３０は、帯電部材が被帯電体表面に固着するのを防止するための層として機能する。さらに、被帯電体表面に残留したトナーおよびその外添剤による帯電部材の汚染や、被帯電体表面への紙粉等の付着や固着を防止して、帯電性能の低下やそれに起因する画質欠陥の発生を防止するために設けられる。
【００６９】
上記保護層１３０を構成する材料は、特に制限されるものではなく、被帯電体に対する汚染性が少なく、比較的柔軟である樹脂やゴム等を用いることができる。また、抵抗調整層１２８の表面にＵＶ照射、熱処理、カップリング剤等による化学処理を施す等により、抵抗調整層１２８と物性、組成が異なる層を形成し保護層１３０としてもよい。
【００７０】
−表層−
表層１３２は、被覆層１２６Ａ、抵抗調整層１２８あるいは保護層１３０の表面（特に、帯電部材の周囲）に形成されるものである。
【００７１】
表層１３２に使用されるバインダー樹脂としては共重合ナイロン、メラミン架橋ポリエステル等が挙げられる。またその他にも、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、メラミン樹脂、ＰＭＭＡまたはＰＭＢＡ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、フェノキシ樹脂、ポリ尿素、ポリ酢酸ビニル等を挙げることができる。
【００７２】
また、表層１３２には導電剤を添加してもよく、該導電剤としては前記弾性層１２４に添加される導電剤として列挙されたものを、そのまま適用することができる。
【００７３】
また、表層１３２中にはフッ素系樹脂粒子を含有させてもよい。
フッ素系樹脂粒子としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロエチレンプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、およびテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体が挙げられる。
【００７４】
フッ素系樹脂粒子の一次粒径は体積平均粒径として、０．０５μｍ以上１μｍ以下とすることが好ましく、０．１μｍ以上０．５μｍ以下とすることがより好ましい。
フッ素系樹脂粒子の含有量は、全体の抵抗等を考慮して、表層１３２の全量の１質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。
【００７５】
帯電装置の帯電方式は、交流等の振動電圧に直流を重畳した電圧を印加して感光体１０を帯電する方式、および直流電圧のみを印加して感光体１０を帯電する方式、のいずれでもよいが、前者の重畳した電圧を印加する方式が好ましい。
【００７６】
（帯電ロール用クリーニング装置）
第１の画像形成装置においては、帯電ロール１２に接するように、クリーニングブレードを備えたクリーニング装置（清掃手段）２４が設けられている。上記クリーニングブレードとしては、例えばＳＵＳ、高硬度の弾性体など、従来公知の素材によって形成されたブレードが用いられる。
【００７７】
（感光体）
第１の画像形成装置に使用される感光体は、導電性支持体上に有機感光層が形成されている。有機感光層は、少なくとも、電荷発生材料を含み適当な樹脂を結着材（バインダー樹脂）として結着してなる電荷発生層と、電荷輸送材料をバインダー樹脂中に分散あるいは溶解させた電荷輸送層と、の２層を含み、必要に応じて、下引き層や保護層等が形成されている。また、上記感光体の最表面には高硬度の表面保護層が形成されている。
【００７８】
−導電性支持体−
導電性支持体としては、従来から使用されているものであれば、如何なるものを使用してもよい。
例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼等の金属類；アルミニウム、チタニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼、金、バナジウム、酸化錫、酸化インジウム、ＩＴＯ等の薄膜を設けたプラスチックフィルム等；導電性付与剤を塗布、または含浸させた紙、およびプラスチックフィルム等；が挙げられる。さらに、必要に応じて導電性支持体の表面は、画質に影響のない範囲で各種の処理を行うことができる。例えば、表面の陽極酸化処理、薬品処理あるいは着色処理等、または、砂目立て、液体ホーニング等の乱反射処理を行うことができる。
【００７９】
導電性支持体の表面には、所望に応じて下引き層が形成されてもよい。下引き層はポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子樹脂化合物のほかに、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、シリコン原子等を含有する有機金属化合物等がある。これらの化合物は単独あるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いることができる。
下引き層の厚さは、０．１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。
【００８０】
−電荷発生層−
電荷発生層は、導電性支持体上（下引き層が形成される場合は、該下引き層上）に形成される。
電荷発生層に含有される電荷発生材料としては、無金属フタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等のフタロシアニン顔料が使用可能であり、特に、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．４゜、１６．６゜、２５．５゜および２８．３゜に強い回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．７゜、９．３゜、１６．９゜、１７．５゜、２２．４゜および２８．８゜に強い回折ピークを有する無金属フタロシアニン結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．５゜、９．９゜、１２．５゜、１６．３゜、１８．６゜、２５．１゜および２８．３゜に強い回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも９．６゜、２４．１゜および２７．２゜に強い回折ピークを有するチタニルフタロシアニン結晶を使用することができる。
【００８１】
その他、電荷発生材料としては、キノン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾール顔料、アントロン顔料、キナクリドン顔料等を使用することができる。
以上のような電荷発生材料は、単独または２種以上を混合して使用することができる。
【００８２】
電荷発生層における結着樹脂としては、以下のものを例示することができる。すなわち、ビスフェノールＡタイプあるいはビスフェノールＺタイプ等のポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール等である。これらの結着樹脂は、単独あるいは２種以上混合して用いることが可能である。
電荷発生材料と結着樹脂の配合比（質量比）は、１０：１〜１：１０の範囲であることが好ましい。
【００８３】
電荷発生材料の分散に使用される溶剤としては、結着樹脂を溶解するものを適当に選択することができる。電荷発生材料を樹脂中に分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、高圧ホモジナイザー等の方法を用いることができる。
【００８４】
塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、スプレイ塗布法、ロールコータ塗布法、グラビアコータ塗布法等が挙げられる。また、電荷発生層の膜厚は、一般には０．０１μｍ以上５μｍ以下、好ましくは０．０５μｍ以上２．０μｍ以下の範囲に設定される。
【００８５】
−電荷輸送層−
電荷輸送層は、電荷発生層上に形成される。
電荷輸送材料としては、例えば、２，５−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール等のオキサジアゾール誘導体；１，３，５−トリフェニル−ピラゾリン、１−［ピリジル−（２）］−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）ピラゾリン等のピラゾリン誘導体；トリフェニルアミン、トリ（ｐ−メチルフェニル）アミニル−４−アミン、ジベンジルアニリン等の芳香族第３級アミノ化合物；Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン等の芳香族第３級ジアミノ化合物；３−（４’−ジメチルアミノフェニル）−５，６−ジ−（４’−メトキシフェニル）−１，２，４−トリアジン等の１，２，４−トリアジン誘導体；４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，１−ジフェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体；２−フェニル−４−スチリル−キナゾリン等のキナゾリン誘導体；６−ヒドロキシ−２，３−ジ（ｐ−メトキシフェニル）ベンゾフラン等のベンゾフラン誘導体；ｐ−（２，２−ジフェニルビニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアニリン等のα−スチルベン誘導体；エナミン誘導体；Ｎ−エチルカルバゾール等のカルバゾール誘導体；ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体；等の正孔輸送物質を挙げることができる。
【００８６】
また、クロラニル、ブロアントラキノン等のキノン系化合物；テトラアノキノジメタン系化合物；２，４，７−トリニトロフルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン等のフルオレノン化合物；キサントン系化合物；チオフェン化合物；等の電子輸送物質を挙げることが可能で、上記した化合物からなる基を主鎖または側鎖に有する重合体等も挙げることができる。これらの電荷輸送材料は、１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００８７】
結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリアリレート、ポリエステル樹脂、ビスフェノールＡタイプあるいはビスフェノールＺタイプ等のポリカーボネート樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリスルホン、ポリアクリルアミド、ポリアミド、塩素ゴム等の絶縁性樹脂（ここで、絶縁性とは前述の導電性の範囲を外れること、即ち体積抵抗率で１．０×１０１３Ωｃｍより高い範囲を意味する）；ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の有機光導電性ポリマー；等が挙げられる。
【００８８】
電荷輸送層には、無機粒子を含有させてもよい。該無機粒子の電荷輸送層中含量は、電荷輸送層全量に対し、０．１質量％以上３０質量％以下が適当であり、特に１質量％以上２０質量％以下が好ましい。
【００８９】
無機粒子としては、例えば、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、硫化亜鉛、酸化マグネシウム、硫酸銅、炭酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、硫酸ニッケル、アンチモン、二酸化マンガン、酸化クロム、酸化錫、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ジルコニウム等が挙げられ、好ましくはシリカが用いられる。これらは１種または必要に応じて２種以上を混合して用いられる。
【００９０】
シリカ粒子としては、化学炎ＣＶＤ法により製造されたものが好ましく、具体例としてはクロルシランガスを酸素−水素混合ガスまたは炭化水素−酸素混合ガスの高温火炎中で気相反応させて製造されたものが好ましい。
【００９１】
また、前記無機粒子としては、疎水化処理剤により疎水化されたものが好ましい。疎水化処理剤としては、例えばシロキサン化合物、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高分子脂肪酸またはその金属塩等が用いられる。
【００９２】
シロキサン化合物としては、ジヒドロキシポリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｏ−メチルフェニルトリメトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００９３】
前記無機粒子の一次粒径は数平均粒径として０．００５μｍ以上２．０μｍ以下とすることが好ましく、０．０１μｍ以上１．０μｍ以下とすることがより好ましい。
【００９４】
電荷輸送層は、上記電荷輸送物質および結着樹脂、無機粒子等を適当な溶媒に溶解させた溶液を塗布し乾燥することによって形成することができる。
【００９５】
電荷輸送層の形成に使用される前記溶媒としては、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤；メタノール、エタノール、ｎ−ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤；アセトン、シクロヘキサノン、２−ブタノン等のケトン系溶剤；塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤；テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル系溶剤；あるいはこれらの混合溶剤等を用いることができる。
【００９６】
電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比（質量比）は１０：１〜１：５が好ましい。電荷輸送層中にフッ素系樹脂粒子、さらには無機粒子を分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、高圧ホモジナイザー、超音波分散機、コロイドミル等の方法を用いることができる。
【００９７】
電荷輸送層を形成する塗布液の分散例としては、上記溶媒に溶解した結着樹脂、電荷輸送材料等の溶液中に無機粒子を分散する方法が挙げられる。また、分散液の分散安定性を向上させるため、および塗膜形成時の凝集を防止するために分散助剤を少量添加することも有効である。
【００９８】
分散助剤としては、フッ素系界面活性剤、フッ素系ポリマー、シリコーン系ポリマー、シリコーンオイル等が挙げられるが、高感度、繰り返し使用時の残留電位の低減の観点から、０．１質量％以上１．０質量％以下のフッ素系グラフトポリマーが好適に使用される。
【００９９】
塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、スプレー塗布法、ロールコータ塗布法、グラビアコータ塗布法等が挙げられる。また、電荷輸送層の膜厚は一般に５μｍ以上６０μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲に設定される。表面の耐擦性および電荷保持性能の点から上記範囲が好適に選択される。
【０１００】
−表面保護層−
第１の画像形成装置に用いられる感光体（像保持体）１０は、前述の通り最表面に高硬度の表面保護層を有する。ここで「高硬度」とは、少なくともダイナミック硬度が１３．０×１０９Ｎ／ｍ以上１００．０×１０９Ｎ／ｍ以下であることを意味する。
尚、上記硬度は以下の方法により測定される。前記ダイナミック硬度が、稜間角１１５
°、先端曲率半径０．１μｍ以下のダイアモンド圧子を、前記感光体１０の前記表面保護層に対して０．０５ｍＮ／ｓｅｃの応力速度で押し込み、そのときの押込み荷重と押込み深さから、下記式（１）に基づき算出されるものである。
ＤＨ＝３．８５８４（Ｐ／Ｄ２） （１）
（式中、ＤＨはダイナミック硬度［Ｎ／ｍ２］、Ｐは押込み荷重［Ｎ］、Ｄは押込み深さ［ｍ］を表す。）
【０１０１】
特に好ましい表面保護層としては、(1)架橋構造を持つ樹脂を含む表面保護層、(2)無機粒子を分散させた表面保護層が挙げられる。
【０１０２】
(1)架橋構造を持つ樹脂を含む表面保護層
架橋構造を有する樹脂としては、架橋構造を有するフェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、シロキサン系樹脂等が挙げられる。尚、架橋構造を有する樹脂は、電荷輸送性を有するものであることが好ましい。
架橋構造を有する樹脂としては種々の材料が用いられ、特性上、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シロキサン樹脂などが好ましく、シロキサン系樹脂からなるものがより好ましい。
【０１０３】
(2)無機粒子を分散させた表面保護層
上記表面保護層に分散させる無機粒子の好ましい例としては、アルミナ、チタニアが挙げられる。上記無機粒子を分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、ダイノーミル、サンドミル、コロイドミルなどの公知の方法が適用される。また、上記表面保護層中における無機粒子の添加量としては、０．２質量％以上１．０質量％以下が好ましい。
【０１０４】
その他の組成等は従来公知のものを適用することができる。
電子写真装置を稼動させる際に発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、感光層中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の添加剤を添加することができる。
例えば、酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機リン化合物等が挙げられる。
光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペン等の誘導体が挙げられる。また、表面の平滑性を向上させる目的で、表面表面保護層中にシリコーンオイル等のレベリング剤を添加することができる。
【０１０５】
表面保護層の膜厚は１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、また表面粗さＲｚは０．０１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。
【０１０６】
［第２の画像形成装置］
次いで、好ましい態様である第２の実施形態に係る画像形成装置（本明細書において「第２の画像形成装置」と称す）について詳細に説明する。
第２の画像形成装置は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を具備する。
【０１０７】
即ち上記第２の画像形成装置では、前記第１の画像形成装置の帯電手段において弾性層と表層とで挟持される領域に形成される被覆層を有さず、一方、基材表面に接するように形成された被覆層を有することを特徴とし、上記特徴以外は前記第１の実施形態に係る画像形成装置における構成をそのまま採用することができる。従って、以下においては上記特徴部分および第１の画像形成装置と異なる点のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。
【０１０８】
（帯電装置）
第２の実施形態における帯電装置は、感光体（被帯電体）に接触して帯電を行う帯電部材を備えている。第２の実施形態における上記帯電部材は、前述の通り基材表面に接するように形成された被覆層と、該被覆層上に弾性層と表層とを有しており、またその形状はロール状に形成されている。尚、上記層構成を有し、且つ被帯電体と安定的に接触することができ、電圧印加によって当該被帯電体表面に電荷を与えることができるものであればその形状は限定されず、例えばプレート状、ブロック状、球状等の種々の形状とすることができる点は、第１の画像形成装置にも記載した通りである。
【０１０９】
第２の実施形態における、帯電部材としての帯電ロール１２の層構成を図５に示す。中実の円柱状または中空円筒状の基材１２２の表面に接するようにして、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層１２６Ｂが形成される。さらに該被覆層１２６Ｂ上に、弾性層１２４が形成され、また、最表層としての表層１３２が、前記弾性層１２４上に抵抗調整層１２８、保護層１３０を介して形成される。
【０１１０】
−基材−
基材１２２は、前記第１の実施形態における基材をそのまま採用することができる。
【０１１１】
−被覆層−
第２の実施形態における帯電ロール１２では、上記基材１２２上に被覆層１２６Ｂが形成される。尚、該被覆層１２６Ｂとしては前記第１の実施形態に記載の被覆層１２６Ａを採用することができ、形成方法や好ましい態様等は前述の通りである。
但し、第２の実施形態における帯電ロール１２では、被覆層１２６Ｂは、基材１２２表面に、他の層を介することなく直接接するようにして形成される必要がある。
【０１１２】
また、基材１２２における被覆層１２６Ｂに接する面の表面粗さを（Ｓｍ２）、被覆層１２６Ｂの膜厚を（Ｔ２）とした場合、Ｓｍ２≧Ｔ２の関係を有することが好ましい。
【０１１３】
ここで、基材１２２における該被覆層１２６Ｂに接する面の表面粗さを制御する方法としては、研磨を行い且つ研磨する砥石の粗さを調整する方法や、研磨時のゴム材と砥石の回転数および回転方向を調整する方法などがある。
【０１１４】
尚、基材１２２の表面粗さ（Ｓｍ２）は、前述の第１の実施形態に記載した弾性層１２４の表面粗さの測定方法を採用することによって測定することができる。
また、被覆層１２６Ｂの膜厚（Ｔ２）も、前述の第１の実施形態に記載の方法によって測定することができる。
【０１１５】
−弾性層、抵抗調整層、保護層および表層−
弾性層１２４、抵抗調整層１２８、保護層１３０および表層１３２としては、前記第１の実施形態における各層を採用することができる。
【０１１６】
以上、第１の実施形態では、被覆層１２６Ａを弾性層１２４と表層１３２とで挟持される領域に有する帯電部材を具備する画像形成装置について説明し、第２の実施形態では、被覆層１２６Ｂを基材１２２に接するように有する帯電部材を具備する画像形成装置について説明した。しかし、画像形成装置に用いられる帯電部材としては、第１の被覆層１２６Ｂを基材１２２に接するように有し、且つ第２の被覆層１２６Ａを弾性層１２４と表層１３２とで挟持される領域に有する帯電部材も用いられる。
【０１１７】
また、第１および第２の実施形態として帯電手段を具備する画像形成装置について説明した。しかし、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する弾性部材（即ち、前記第１の実施形態においては帯電部材として用いられた弾性部材）、および少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する弾性部材（前記第２の実施形態においては帯電部材として用いられた弾性部材）の用途はこれらに限定されるものではない。例えば、転写ロール、中間転写体、除電ロール等としても用いられる。
【実施例】
【０１１８】
以下、実施例により更に詳細に説明するが、特にこれら実施例に限定されるものではない。尚、以下において「部」は特に断りのない限り質量基準である。
【０１１９】
〔実施例１〕
＜帯電ロールの作製＞
(1)基材
基材として、ＳＵＭ製の直径（外径）８ｍｍの金属ロールを準備した。
【０１２０】
(2)弾性層
上記基材表面に、下記組成からなる弾性層用塗布液を塗布し、乾燥して厚さ２ｍｍの弾性層を形成した。
・ゴム材 １００部
（エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、
Ｇｅｃｈｒｏｎ３１０６：日本ゼオン社製）
・導電剤（カーボンブラック、アサヒサーマル：旭カーボン社製）２５部
・導電剤（ケッチェンブラックＥＣ：ライオン社製） ８部
・イオン導電剤（過塩素酸リチウム） ２０部
・加硫剤（硫黄）２００メッシュ：鶴見化学工業社製 １部
・加硫促進剤（ノクセラーＤＭ：大内新興化学工業社製） ２．０部
・加硫促進剤（ノクセラーＴＴ：大内新興化学工業社製） ０．５部
・酸化亜鉛（酸化亜鉛１種：正同化学工業社製） ５部
尚、形成された弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）を前述の方法により測定したところ、９０μｍであった。
【０１２１】
(3)被覆層
前記弾性層表面に、島津製作所製のＦＣＶＡ装置を用い、成膜温度や成膜速度、印加電圧のバイアスや波形を調整して、厚み（Ｔ１）０．１μｍ、ＳＰ３結合している炭素原子の比率６０％以上７０％以下であるＴａ−Ｃ（テトラヘドラルアモルファスカーボン）の層を形成した。
【０１２２】
(4)表層
・高分子材料 １００部
（共重合ナイロン、アラミンＣＭ８０００：東レ社製）
・導電剤 １４部
（カーボンブラック、ＭＯＮＡＲＣＨ１０００：キャボット社製）
・溶剤（メタノール） ５００部
・溶剤（ブタノール） ２４０部
上記混合物をビーズミルにて分散し得られた分散液Ａを、メタノール５１０部で希釈して導電性表層用塗布液を得た。
【０１２３】
上記被覆層の塗布面が導電性表層用塗布液に完全に浸漬されてから０．５秒後、「塗布速度Ｖ＝Ｖ０＋ａｔ」においてＶ１を２ｍｍ／ｓにして、（Ｖ１２−Ｖ０２）／（２Ｌ）が−０．４ｍｍ／ｓ２になるようＶ０を速度設定して浸漬塗布した（ここで、上記Ｖは塗布速度を、Ｖ０は初速度を、Ｖ１は終速度を、ａは加速度を、ｔは時間を、Ｌは塗布長さを、表す）。
その後、１４０℃で１５分間加熱乾燥し、厚さ８μｍの表層を形成した。こうして、弾性層が軸方向両端の表面において露出しており、形状がロール形状である実施例１の帯電ロールが得られた。
【０１２４】
＜画像形成装置の作製＞
図１に示す構成の画像形成装置として、カラー複写機（ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ４００ＣＰ：富士ゼロックス社製）を準備した。この画像形成装置の感光体用帯電装置１２として、上記より得た帯電ロールを搭載した。
また、上記帯電ロール表面には、清掃手段２４としてカラー複写機（ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ４００ＣＰに標準装備されているプロセス・カートリッジ（ＣＲＵ：Customer Replaceable Unit）内に配置されている標準のクリーニングブレードが図１に示すように配置されている。
【０１２５】
＜評価試験：低分子成分の表層表面への析出＞
前記帯電ロールを、温度２８℃湿度８５％の環境、および温度４５℃湿度９５％の環境にそれぞれ放置し、低分子成分の表層表面への析出を観察して、下記基準により評価した。結果を下記表１に示す。
・未発生：感光体と帯電ロールの接触部跡が目視で観察されず、プリントにより感光体と帯電ロールの接触部跡が白帯状にプリントされないこと。また、接触部を顕微鏡で観察しても変化が見られないこと。
・軽微：感光体と帯電ロールの接触部跡が目視で観察されるが、プリントにより感光体と帯電ロールの接触部跡が白帯状にプリントされないこと。
・発生：感光体と帯電ロールの接触部跡が目視で観察され、プリントにより感光体と帯電ロールの接触部跡が白帯状にプリントされる。さらに、接触部を顕微鏡で観察すると、帯電ロールからの析出物だけでなく、感光体にひび割れが発生している状態（ただし、ひび割れは通常の電荷輸送層を有する感光体に対してだけ発生するため、仮に高硬度の表面保護層を有する感光体を用いた場合であれば、析出物だけが観察される）。
・全面発生：上記の「発生」状態に加え、感光体との接触部以外の帯電ロール表面を顕微鏡で観察すると、析出物が結晶状になっている状態が観測される。
【０１２６】
〔実施例２〕
実施例１において、被覆層の膜厚（Ｔ１）および表層の膜厚を下記表１に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）が表１に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例１に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表１に示す。
【０１２７】
〔実施例３〕
実施例１において、被覆層の膜厚（Ｔ１）および表層の膜厚を下記表１に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）が表１に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例１に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表１に示す。
【０１２８】
〔実施例４〕
実施例１において、被覆層の膜厚（Ｔ１）および表層の膜厚を下記表１に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）が表１に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例１に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表１に示す。
【０１２９】
〔実施例５〕
実施例１において、被覆層の膜厚（Ｔ１）および表層の膜厚を下記表１に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）が表１に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例１に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表１に示す。
【０１３０】
〔比較例１〕
実施例１において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例１に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）は表１に記載の通りである）。結果を下記表１に示す。
【０１３１】
〔比較例２〕
実施例２において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例２に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）は表１に記載の通りである）。結果を下記表１に示す。
【０１３２】
〔比較例３〕
実施例３において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例３に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）は表１に記載の通りである）。結果を下記表１に示す。
【０１３３】
〔比較例４〕
実施例４において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例４に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）は表１に記載の通りである）。結果を下記表１に示す。
【０１３４】
〔比較例５〕
実施例５において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例５に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）は表１に記載の通りである）。結果を下記表１に示す。
【０１３５】
【表１】
【０１３６】
また、上記実施例１〜実施例５の評価試験においては、弾性層に膨れが発生することはなかった。
さらに、上記実施例１〜実施例５にて得られた画像形成装置を用いて２５０００枚のサンプルプリント試験を行ったところ、被覆層の剥がれが発生するものはなく、また弾性層から析出する低分子成分による感光体表面へのフィルミングの発生は発見されなかった。
【０１３７】
〔実施例６〕
＜帯電ロールの作製＞
(a)基材
基材として、ＳＵＭ製の直径（外径）８ｍｍの金属ロールを準備した。
尚、形成された基材の表面粗さ（Ｓｍ２）を前述の方法により測定したところ、６１．５μｍであった。
【０１３８】
(b)被覆層
前記基材表面に、島津製作所製のＦＣＶＡ装置を用い、成膜温度や成膜速度、印加電圧のバイアスや波形を調整して、厚み（Ｔ２）０．０５μｍ、ＳＰ３結合している炭素原子の比率６０％以上７０％以下であるＴａ−Ｃ（テトラヘドラルアモルファスカーボン）の層を形成した。
【０１３９】
(c)弾性層
上記被覆層表面に、下記組成からなる弾性層用塗布液を塗布し、乾燥して厚さ２ｍｍの弾性層を形成した。
・ゴム材 １００部
（エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、
Ｇｅｃｈｒｏｎ３１０６：日本ゼオン社製）
・導電剤（カーボンブラック、アサヒサーマル：旭カーボン社製）２５部
・導電剤（ケッチェンブラックＥＣ：ライオン社製） ８部
・イオン導電剤（過塩素酸リチウム） ２０部
・加硫剤（硫黄）２００メッシュ：鶴見化学工業社製 １部
・加硫促進剤（ノクセラーＤＭ：大内新興化学工業社製） ２．０部
・加硫促進剤（ノクセラーＴＴ：大内新興化学工業社製） ０．５部
・酸化亜鉛（酸化亜鉛１種：正同化学工業社製） ５部
【０１４０】
(d)表層
・高分子材料 １００部
（共重合ナイロン、アラミンＣＭ８０００：東レ社製）
・導電剤 １４部
（カーボンブラック、ＭＯＮＡＲＣＨ１０００：キャボット社製）
・溶剤（メタノール） ５００部
・溶剤（ブタノール） ２４０部
上記混合物をビーズミルにて分散し得られた分散液Ａを、メタノール５１０部で希釈して導電性表層用塗布液を得た。
【０１４１】
上記弾性層の塗布面が導電性表層用塗布液に完全に浸漬されてから０．５秒後、「塗布速度Ｖ＝Ｖ０＋ａｔ」においてＶ１を２ｍｍ／ｓにして、（Ｖ１２−Ｖ０２）／（２Ｌ）が−０．４ｍｍ／ｓ２になるようＶ０を速度設定して浸漬塗布した（ここで、上記Ｖは塗布速度を、Ｖ０は初速度を、Ｖ１は終速度を、ａは加速度を、ｔは時間を、Ｌは塗布長さを、表す）。
その後、１４０℃で１５分間加熱乾燥し、厚さ８μｍの表層を形成した。こうして、弾性層が軸方向両端の表面において露出しており、形状がロール形状である実施例６の帯電ロールが得られた。
【０１４２】
＜画像形成装置の作製＞
図１に示す構成の画像形成装置として、カラー複写機（ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ４００ＣＰ：富士ゼロックス社製）を準備し、この画像形成装置の感光体用帯電装置１２として、上記より得た帯電ロールを搭載した。
【０１４３】
＜評価試験：表層表面における凸部の発生＞
前記帯電ロールを、温度２８℃湿度８５％の環境、および温度４５℃湿度９５％の環境にそれぞれ放置し、表層表面におけるふくれ（凸部）の発生を観察して、下記基準により評価した。結果を下記表２に示す。
・未発生：目視により外観検査を行っても、表面のふくれが観察されないこと。
・発生（数値）：目視により外観検査を行って表面のふくれが観測されるが、表面粗さ測定装置（ＳＵＲＦＣＯＭ、東京精密製）でふくれの高さを測定しても、５μｍ以上１５μｍ以下であること。さらに、上記複写機で３０％および５０％のハーフトーンをプリントしてもふくれがプリントされないこと。
・発生：目視により外観検査を行って表面のふくれが観測され、表面粗さ測定装置ＳＵＲＦＣＯＭでふくれの高さを測定すると１０μｍ以上であるが、個数が１本の帯電ロール内で２０個未満。さらに、上記複写機で３０％および５０％のハーフトーンをプリントすると、ふくれが白い円形状のプリント抜けとしてプリントされる状態。
・全面発生：目視により外観検査を行って表面のふくれが観測され、表面粗さ測定装置ＳＵＲＦＣＯＭでふくれの高さを測定すると１０μｍ以上であり、個数が１本の帯電ロール内で２０個以上。また、１つ１つのふくれの大きさ（幅）が５ｍｍ以上。さらに、上記複写機で３０％および５０％のハーフトーンをプリントすると、ふくれが白い円形状のプリント抜けとしてプリントされる状態。
【０１４４】
〔実施例７〕
実施例６において、被覆層の膜厚（Ｔ２）および基材の表面粗さ（Ｓｍ２）を下記表２に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例６に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表２に示す。
【０１４５】
〔実施例８〕
実施例６において、被覆層の膜厚（Ｔ２）および基材の表面粗さ（Ｓｍ２）を下記表２に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例６に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表２に示す。
【０１４６】
〔実施例９〕
実施例６において、被覆層の膜厚（Ｔ２）および基材の表面粗さ（Ｓｍ２）を下記表２に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例６に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表２に示す。
【０１４７】
〔実施例１０〕
実施例６において、被覆層の膜厚（Ｔ２）および基材の表面粗さ（Ｓｍ２）を下記表２に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例６に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表２に示す。
【０１４８】
〔比較例６〕
実施例６において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例６に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、基材の表面粗さ（Ｓｍ２）は表２に記載の通りである）。結果を下記表２に示す。
【０１４９】
〔比較例７〕
実施例７において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例７に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、基材の表面粗さ（Ｓｍ２）は表２に記載の通りである）。結果を下記表２に示す。
【０１５０】
〔比較例８〕
実施例８において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例８に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、基材の表面粗さ（Ｓｍ２）は表２に記載の通りである）。結果を下記表２に示す。
【０１５１】
〔比較例９〕
実施例９において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例９に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、基材の表面粗さ（Ｓｍ２）は表２に記載の通りである）。結果を下記表２に示す。
【０１５２】
〔比較例１０〕
実施例１０において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例１０に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、基材の表面粗さ（Ｓｍ２）は表２に記載の通りである）。結果を下記表２に示す。
【０１５３】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】第１および第２の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像形成装置に具備される帯電ロールの層構成を示す断面図である。
【図３】炭素の結晶構造の違いによる分類を示す説明図である。
【図４】ＦＣＶＡ装置を説明する概念図である。
【図５】第２の実施形態に係る画像形成装置に具備される帯電ロールの層構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１０ 感光体
１２ 帯電ロール
１４ 露光装置
１６ 現像装置
１８ クリーニング装置
２０ 転写ロール
２２ 転写材
２４ 帯電ロール用クリーニング装置
４０ 炭素イオン発生源
４１ カソード
４２ アノード
４３ フィルター
４４ 磁気コイル
１２２ 基材
１２４ 弾性層
１２６Ａ，１２６Ｂ 被覆層
１２８ 抵抗調整層
１３０ 保護層
１３２ 表層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置用の弾性部材、画像形成装置用の帯電装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電部材としての弾性ロールを感光体等の像保持体に接触させて使用する帯電装置では、従来より弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤などの低分子成分が弾性層中を移動し表面に析出する、いわゆるブリードやブルームが発生する問題があった。析出した低分子成分は像保持体表面へ転移してしまい、画像上では白抜けが発生する事が問題として認識されている。そのため、使用するイオン導電剤の種類を限定したり、導電剤として電子伝導性のカーボンブラックなどを使用してブリード現象を回避する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、表層の下部（基材側）にブリードを阻止する機能をもつ高分子材料を塗布して、物理的にブリードを防御する方法もとられている。例えば、ダイヤモンドコート等のコート材により物理的に阻止する方法が考えられる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
一方上記とは別に、帯電部材としての弾性ロールを感光体等の像保持体に接触させて使用する帯電装置では、弾性層が吸湿することによりＨＣｌが生成され、基材を侵食することにより凸部が表層に形成され、画像欠陥となる問題があった。これに対し従来では、メッキを基材に施すことによりサビを防止する方法が提案されている（例えば、特許文献３および４参照）。
【特許文献１】特開２００７−１３３１４４号公報
【特許文献２】特開２００２−３３８３８８号公報
【特許文献３】特開平１１−２９４４４６号公報
【特許文献４】特開２０００−２１３５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される画像形成装置用の弾性部材、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される画像形成装置用の帯電装置、および画像の白抜けが抑制される画像形成装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、基材のサビを抑制し、表層表面における凸部の発生が抑制される画像形成装置用の弾性部材、基材のサビを抑制し、表層表面における凸部の発生が抑制される画像形成装置用の帯電装置、凸部による画像欠陥の発生が抑制される画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は下記の本発明により達成される。
すなわち、請求項１に係る発明は、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする画像形成装置用の弾性部材である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記被覆層の基材側表面に接して形成される層における該被覆層に接する面の表面粗さを（Ｓｍ１）、前記被覆層の膜厚を（Ｔ１）とした場合に、Ｓｍ１≧Ｔ１の関係を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置用の弾性部材である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記弾性層が、表面に露出している領域を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置用の弾性部材である。
【０００９】
請求項４に係る発明は、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする画像形成装置用の弾性部材である。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記基材の被覆層に接する面の表面粗さを（Ｓｍ２）、前記被覆層の膜厚を（Ｔ２）とした場合に、Ｓｍ２≧Ｔ２の関係を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置用の弾性部材である。
【００１１】
請求項６に係る発明は、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された第１の被覆層を有し、該第１の被覆層上に弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された第２の被覆層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置用の弾性部材である。
【００１２】
請求項７に係る発明は、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備え、該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置である。
【００１３】
請求項８に係る発明は、前記帯電部材がロール形状であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置用の帯電装置である。
【００１４】
請求項９に係る発明は、前記帯電部材の表面に接触して清掃する清掃手段を有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像形成装置用の帯電装置である。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備え、該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置である。
【００１６】
請求項１１に係る発明は、前記帯電部材がロール形状であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置用の帯電装置である。
【００１７】
請求項１２に係る発明は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置である。
【００１８】
請求項１３に係る発明は、前記像保持体が高硬度の表面保護層を有することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置である。
【００１９】
請求項１４に係る発明は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、Ｓｍ１≧Ｔ１の関係を有さない場合に比べ、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出をより抑制し得る被覆層とすることができる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、弾性層が表面に露出した領域を有さない場合に比べ、低分子成分の発生が多い場合にも弾性層の膨れが抑制される。
【００２３】
請求項４に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、基材のサビが抑制され、表層表面における凸部の発生が抑制される。
【００２４】
請求項５に係る発明によれば、Ｓｍ２≧Ｔ２の関係を有さない場合に比べ、基材のサビが抑制され、表層表面における凸部の発生をより抑制し得る被覆層とすることができる。
【００２５】
請求項６に係る発明によれば、本構成の第１の被覆層および第２の被覆層を有さない場合に比べ、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制されると共に、基材のサビを抑制し、表層表面における凸部の発生が抑制される。
【００２６】
請求項７に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、優れた帯電性を有すると共に、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される。
【００２７】
請求項８に係る発明によれば、ロール形状でない場合に比べ、黒スジなどの画質欠陥の発生が低減され、且つ帯電面にクリーニング装置を具備することが容易であり、信頼性が高く寿命が長い帯電装置が実現される。
【００２８】
請求項９に係る発明によれば、表層より基材側に本構成の被覆層を有さない場合に比べ、被覆層の剥がれが抑制される。
【００２９】
請求項１０に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、優れた帯電性を有すると共に、基材のサビが抑制され、表層表面における凸部の発生が抑制される。
【００３０】
請求項１１に係る発明によれば、ロール形状でない場合に比べ、黒スジなどの画質欠陥の発生が低減され、且つ帯電面にクリーニング装置を具備することが容易であり、信頼性が高く寿命が長い帯電装置が実現される。
【００３１】
請求項１２に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、画像の白抜けが抑制され、画質に優れた画像が形成される。
【００３２】
請求項１３に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、弾性層から析出する低分子成分による像保持体表面へのフィルミングの発生が抑制される。
【００３３】
請求項１４に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、凸部による画像欠陥の発生が抑制され、画質に優れた画像が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
［第１の画像形成装置］
以下、好ましい態様である第１の実施形態に係る画像形成装置（本明細書において「第１の画像形成装置」と称す）について詳細に説明する。
第１の画像形成装置は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を具備する。
【００３５】
上記第１の画像形成装置を図１に例示する。図１に示す第１の画像形成装置は、像保持体としての感光体１０を具備し、その周囲に、感光体１０表面を帯電させる帯電装置（帯電部材）としての帯電ロール１２と、露光装置１４と、現像装置１６と、クリーニング装置１８とを有し、さらに、転写ロール２０が設けられている。また、帯電ロール１２の周囲には、帯電ロール１２表面を清掃する清掃手段としてのクリーニング装置２４が設けられている。
【００３６】
感光体１０は、矢印方向に沿って所定の表面速度（例えば、１００ｍｍ／ｓｅｃ程度）で回転駆動する。感光体１０の表面には、帯電ロール１２が接触している。帯電ロール１２は、感光体１０の回転によって従動回転するように配置されている。そして、感光体１０の表面を−７００Ｖ程度の所定の電位に帯電させる。その後、この感光体１０の表面には、露光装置１４により画像露光が施されて露光部が除電され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体１０の表面に形成された静電潜像は、画像部の電位が−１５０Ｖ以下のレベルとなり、現像装置１６によって−６００Ｖ程度の現像バイアスが印加された状態で現像され、感光体１０の表面には、−極性のトナー像が形成される。現像されたトナー像は感光体１０の回転によって、回転する転写ロール２０と感光体１０とで挟持された領域（転写部）に至り、転写材２２上に転写される。このとき、転写ロール２０には、１０００Ｖ以上４０００Ｖ以下程度の電圧が印加される。トナー像が転写された転写材２２は、図示されない定着装置に搬送され、当該定着装置によりトナー像が転写材２２上に熱および／または圧力によって定着される。
【００３７】
転写後の感光体１０上には、転写材２２上に転写されなかったトナーが付着物として残留する。この残留トナーは、感光体１０の表面に接触するクリーニング装置１８によって感光体１０の表面から除去される。また、それでも感光体１０の表面から除去されなかった残留トナー等が、帯電ロール１２表面に付着した場合には、帯電ロール１２の表面に接触するクリーニング装置２４によって帯電ロール１２の表面が清掃される。その後、清浄な感光体１０の表面は、回転とともに帯電装置１２に達して、上記の一連の動作を繰り返すことになる。
尚、上記画像形成装置においては、クリーニング装置１８を不要とするクリーナレス画像形成装置とすることもできる。
【００３８】
以下、第１の画像形成装置に設けられる各部材について、詳細に説明する。
【００３９】
（帯電装置）
帯電装置は、感光体（被帯電体）に接触して帯電を行う帯電部材を備えている。第１の実施形態における上記帯電部材は、前述の通り弾性層と被覆層と表層とを有しており、またその形状はロール状に形成されている。尚、上記層構成を有し、且つ被帯電体と安定的に接触することができ、電圧印加によって当該被帯電体表面に電荷を与えることができるものであればその形状は限定されず、例えばプレート状、ブロック状、球状等の種々の形状とすることができる。中でもロール形状に形成されていることがより好ましい。ロール形状であることにより、常に感光体１０と接触する面が変化しているため、例えばクリーニング装置１８をすり抜けてきた微少な外添剤などが帯電面に堆積し、黒スジなどの画質欠陥の発生が低減される。また、ロール形状であることにより、帯電面にクリーニング装置２４を具備することが容易であり、より信頼性が高く寿命が長い帯電装置１２が実現される。
【００４０】
帯電部材としての帯電ロール１２の層構成を図２に示す。中実の円柱状または中空円筒状の基材１２２上に、弾性層１２４が形成され、さらに該弾性層１２４上に、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層１２６Ａが形成される。また、最表層としての表層１３２が、前記被覆層１２６Ａ上に抵抗調整層１２８、保護層１３０を介して形成される。
【００４１】
−基材−
基材１２２は、帯電部材の電極および支持部材として機能するもので、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金；クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄；導電性の樹脂；などの導電性の材質で構成される（ここで、導電性とは体積抵抗率で１．０×１０９Ωｃｍ以下の範囲を意味し、以下同様である）。
【００４２】
−弾性層−
弾性層１２４は、帯電部材が適切な圧力で被帯電体表面に接触し、被帯電体表面を良好に帯電できるよう、被帯電体と接触領域を形成し、さらに帯電部材を所定の抵抗値とするために設けられる。
尚、第１の実施形態における帯電ロール１２では、弾性層１２４が表面に露出している領域を有することが好ましい。表面に露出している態様としては、例えば帯電ロール１２の軸方向両端表面において弾性層１２４が露出している態様（より具体的には、帯電ロール１２の側面（軸方向両端）が覆われておらず、帯電ロール１２の層構成がそのまま観察し得る状態で形成されており、弾性層１２４も露出している態様）が挙げられる。
【００４３】
この弾性層１２４は、例えば、ゴム材中に導電剤を分散させることによって形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、およびこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、イソプレンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。
【００４４】
また、上記のほかに弾性層１２４として、導電剤を分散させた発泡体も用いられる。該発泡体としては、スポンジ（連続気泡）、発泡プラスチック（独立気泡）、ラバーフォーム、不織布、発泡スチロール等が挙げられる。中でも、連続気泡、独立気泡の高分子材料からなる発泡体が好ましく用いられる。
【００４５】
尚、弾性層１２４としての発泡体はその表面に凹凸を有しており、後述の被覆層１２６Ａを形成する観点および良好な帯電性の観点等から、弾性層１２４の表層１３２側表面に接触するように、ゴム材や樹脂等からなる中間層を形成することが好ましい。
該中間層の材質として、ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、およびこれらのブレンドゴム等が挙げられる。また、樹脂としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリカーボネ−ト、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ＰＥＮ、ＰＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＶｄＦ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ等が挙げられる。
【００４６】
前記導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの微粉末を挙げることができる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；を挙げることができる。
【００４７】
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、ゴム材または発泡体１００質量部に対して、１質量部以上５０質量部以下の範囲であることが好ましく、５質量部以上３５質量部以下の範囲であることがより好ましい。一方、上記イオン導電剤の場合は、ゴム材または発泡体１００質量部に対して、０．０１質量部以上５質量部以下の範囲であることが好ましく、０．１質量部以上４質量部以下の範囲であることがより好ましい。
【００４８】
これにより、弾性層１２４の体積抵抗値を２×１０２Ωｃｍ以上５×１０９Ωｃｍ以下の範囲に調整することが好ましい。この体積抵抗値は、後述する抵抗調整層１２８の体積抵抗値と密接に関連する。また、前記弾性層１２４の硬度は、アスカーＣ硬度で７０°以下であることが好ましい。
【００４９】
−被覆層−
第１の実施形態における帯電ロール１２では、上記弾性層１２４上に（弾性層１２４が発泡体である場合には、好ましくは前記の通り中間層上に）被覆層１２６Ａが形成される。
まず、被覆層１２６Ａを構成する「炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造のいずれも有する材料（以下、単に「アモルファスカーボン」と称す）」について図を用いて説明する。図３は前記アモルファスカーボンの結合の違いによる関係を分かり易く示した概念図である。
炭素は混成軌道の違いにより結合できる原子の数が異なり、図３に示すように、その結晶構造によりＳＰ２結合している炭素原子からなるグラファイトから、ＳＰ３結合している炭素原子からなる高硬度のダイヤモンドに分類できる。そして、前記アモルファスカーボンはＳＰ２結合とＳＰ３結合とが混在した炭素原子からなるアモルファス膜（即ち、図３において三角で囲われている領域）である。
【００５０】
これらの中でも、第１の実施形態におけるアモルファスカーボンとしては、後述の理由から、水素原子の含有量が１０ａｔｍ％以下であり、且つＳＰ３結合している炭素原子の比率が４０％以上であるテトラヘドラルアモルファスカーボン（図３に示す「Ｔａ−Ｃ」）が特に好ましい。
尚ここで、図３における「Ｇａ−Ｃ」はグラファイト系（グラファイトに近い）のアモルファスカーボン（即ち、ＳＰ３結合が４０％未満のアモルファスカーボン）を表し、「ａＣＨ」はａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ Ｃａｒｂｏｎを表す。
【００５１】
上記アモルファスカーボンで形成された被覆層１２６Ａは、炭素原子の結合状態を制御することによって硬度を制御することができる。炭素原子の結合状態を制御するためには、アモルファスカーボンが形成される面に到達した時のスパッタ炭素原子のエネルギー状態を制御することが必要であり、このためにはイオン照射によりカーボン原子のエネルギー状態を制御する手法が有効と考えられる。
【００５２】
上記アモルファスカーボンで形成された被覆層１２６Ａは、例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ法）、物理気相成長法（ＰＶＤ法）、フィルター・カソード・バキューム・アーク法（ＦＣＶＡ法）等によって形成することができる。これらの中でも、炭素原子のエネルギー状態のばらつきを良好に抑制し、後述するようにＳＰ３結合の比率を高めることができるとの観点から、前記ＦＣＶＡ法が特に好ましい。ＦＣＶＡ法ではフィルタリングしたばらつきのないイオンを照射することができ、ＳＰ３結合比率が高く膜厚の薄い層を形成することができる。またＦＣＶＡ法によれば、形成面の形状に忠実に成膜することができる。
【００５３】
ここで、Ｔａ−Ｃ層の形成についてより詳細に説明する。
Ｔａ−Ｃ層の成膜は、炭素原子または炭素原子と所望の他の原子、あるいは他の複数原子をプラズマ化し、イオン化された原子を前記弾性層１２４上に（弾性層１２４が発泡体である場合には、好ましくは前記の通り中間層上に）付着させて形成される。前記Ｔａ−Ｃ層として、導電性や耐磨耗性の観点から、ＳＰ２構造とＳＰ３構造との総和に対するＳＰ３構造の比率が４０％以上８５％以下とすることが好適である。
例えば、Ｔａ−Ｃ層の形成は上記ＦＣＶＡ技術により行うことが可能であり、前記ＦＣＶＡ技術自体は従来公知、例えば帯電装置ではないが、磁気ディスクに耐磨耗膜を形成する特開２００１−１９５７１７号公報や、現像ロール表面に耐磨耗膜を形成する特開２００５−１７３１４１号公報等に記載の方法を採用することができる。
【００５４】
ここで、ＦＣＶＡ装置について図を用いて説明する。
図４は、ＦＣＶＡ装置を説明する概念図である。４０は炭素イオン発生源であり、カソード４１とアノード４２とで挟持される領域の真空アーク放電により炭素イオンＣ＋を生じさせる。カソード４１はディスク状の高純度グラファイトから成る。炭素イオン発生源４０で生じた炭素イオンＣ＋は、フィルター４３を通過した後に試料Ｔ上に成膜される。フィルター４３は電場および磁場を利用して必要とされる炭素イオンのみを通過させるものであり、不必要に大きな炭素粒子や中性の炭素原子はこのフィルター４３によって取り除かれる。
【００５５】
フィルター４３の出口には磁気コイル４４が設けられており、この磁気コイル４４で炭素イオンビームをスキャンすることにより試料Ｔに形成されるアモルファスカーボン膜が良好に形成されるよう制御する。なお、試料Ｔにはバイアス電圧を印加することができる。試料Ｔに到達するイオンのエネルギーはこのバイアス電圧に依存しており、バイアス電圧により膜特性を変えることができる。
【００５６】
第１の実施形態における帯電ロール１２を製造する際には、前記試料Ｔの位置に弾性層１２４を形成した基材１２２を配置することによって被覆層１２６Ａを形成することができる。詳しくは、黒鉛のバキュームアーク放電により炭素プラズマを発生させ、そこからイオン化した炭素を抽出・堆積させる、フィルター・カソード・バキューム・アーク（ＦＣＶＡ）法により行うことができ、島津製作所製のＦＣＶＡ装置を用いて行うことができる。形成条件としては、成膜温度０℃以上８０℃以下（より好ましくは２０℃以上８０℃以下、特に好ましくは４０℃以上８０℃以下）、成膜速度１．５ｎｍ／ｓが好ましい。
【００５７】
［被覆層（アモルファスカーボン層）の物性］
(1)水素原子の含有量
第１の実施形態における帯電ロール１２は、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造のいずれも有する材料（アモルファスカーボン）で形成された被覆層１２６Ａを有する。該アモルファスカーボンにおける水素原子の含有量は１０ａｔｍ％以下であることが好ましい。また、７ａｔｍ％以下であることがより好ましく、５ａｔｍ％以下であることが特に好ましい。尚、上記アモルファスカーボンにおける水素原子の含有量は、被覆層１２６Ａから深さ１ｎｍまでを水素前方散乱法（ＨＦＳ）により測定することで算出される。
【００５８】
(2)炭素原子ＳＰ３比率
また、上記アモルファスカーボンは、構成する炭素原子の内、ＳＰ３結合している炭素原子の比率が５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。尚、上記ＳＰ３結合している炭素原子の比率は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）に接続した電子線エネルギー損失スペクトルでエネルギー損失関数によるピークを波形分離し、その各ピークの面積比から算出される。
【００５９】
水素原子の含有量を１０ａｔｍ％以下とし、かつ炭素原子ＳＰ３比率５０％以上とするためには、被覆層１２６Ａの形成を前記ＦＣＶＡ装置によって行う場合であれば、印加電圧のバイアスや波形を変えてイオン粒子のエネルギーレベルを調整することにより、制御可能である。
【００６０】
尚、第１の実施形態における帯電ロール１２では、弾性層１２４の表面に直接被覆層１２６Ａを形成しているが、被覆層１２６Ａは、弾性層１２４と表層１３２とで挟持される領域に形成されていれば、弾性層１２４表面に直接形成されている必要はない。例えば弾性層１２４表面に後述の抵抗調整層１２８や保護層１３０等を介した上に、被覆層１２６Ａが形成されていてもよい。
【００６１】
また、被覆層１２６Ａの基材１２２側表面に接して形成される層、即ち第１の実施形態における帯電ロール１２では弾性層１２４における該被覆層１２６Ａに接する面の表面粗さを（Ｓｍ１）、被覆層１２６Ａの膜厚を（Ｔ１）とした場合、Ｓｍ１≧Ｔ１の関係を有することが好ましい。
【００６２】
ここで、弾性層１２４における該被覆層１２６Ａに接する面の表面粗さを制御する方法としては、弾性層１２４が前述のゴム材で構成されている場合であれば、研磨する砥石の粗さを調整する方法や、研磨時のゴム材と砥石の回転数および回転方向を調整する方法などがある。研磨せずに成型する場合には、ゴム材を形成する型の内面に所望の粗さをあらかじめ刻印しておくことにより、ゴム材表面の粗さが制御される。また、弾性層１２４が前述の発泡体で構成されている場合であれば、さらに形成される中間層において、表面に所望の粗さを設けた前述の樹脂やゴムからなる円筒状チューブを被せる方法や、発泡体そのものの発泡セル径および密度を制御することにより、中間層を介して所望の粗さとなるように調整する方法、中間層に所望の表面粗さとなる粒子を分散する方法等によって制御される。
また、弾性層１２４の表面に抵抗調整層１２８や保護層１３０等を介して被覆層１２６Ａが形成されている場合には、該抵抗調整層１２８や保護層１３０における該被覆層１２６Ａに接する面の表面粗さ（Ｓｍ１）との関係で、Ｓｍ１≧Ｔ１の関係を有することが好ましい。
【００６３】
尚、弾性層１２４や抵抗調整層１２８、保護層１３０の表面粗さ（Ｓｍ１）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）に準じて測定される。
また、被覆層１２６Ａの膜厚（Ｔ１）は以下の方法により測定される。弾性部材を各層が積層された基材１２２に対して垂直方向にカットし（帯電ロール１２であれば、基材１２２に対して垂直方向になるように各層をカットし）、カットされた面をＳＥＭ像により観察して被覆層１２６Ａの膜厚が測定される。尚、測定場所は、カットされた面において両端から３ｃｍの箇所と中心に当たる箇所との３点で、各点ごとに３箇所（即ちカットする箇所が３箇所）測定した合計９箇所の平均値を求めて、膜厚とした。
【００６４】
−抵抗調整層および保護層−
弾性層１２４の表面に形成された被覆層１２６Ａ上に直接表層１３２を形成してもよいが、第１の実施形態における帯電ロール１２においては帯電部材の抵抗調整のために抵抗調整層１２８が設けられる。またさらに、被帯電体表面の汚染防止等の観点から保護層１３０が設けられる。また、必要に応じて弾性層１２４と抵抗調整層１２８とで挟持される領域に電極層を設けてもよい。尚、該電極層とは、弾性層１２４中における導電性粒子が偏って存在することによる電流の集中を分散させるために設けられるものであり、導電性無機物質のみから構成される。
【００６５】
抵抗調整層１２８は、帯電部材を所定の抵抗値に調整するために設けられるものであり、樹脂中に前記した導電性粒子を分散させた薄膜から構成される。用いられる樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、アクリル樹脂等の樹脂が好適である。また、導電剤としては、前記弾性層１２４に用いたものが好ましく用いられる。
【００６６】
上記導電剤の添加量は特に制限はないが、例えば電子導電剤の場合は、用いられる樹脂１００質量部に対し、１質量部以上５０質量部以下の範囲であることが好ましく、５質量部以上３５質量部以下の範囲であることがより好ましい。
【００６７】
こうして抵抗調整層１２８の体積抵抗値は３×１０３Ωｃｍ以上５×１０１０Ωｃｍ以下の範囲に調整されることが好ましい。また、抵抗調整層１２８の膜厚は、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲、さらには５μｍ以上４００μｍ以下の範囲にあることが好ましい。
【００６８】
抵抗調整層１２８の表面にさらに形成される保護層１３０は、帯電部材が被帯電体表面に固着するのを防止するための層として機能する。さらに、被帯電体表面に残留したトナーおよびその外添剤による帯電部材の汚染や、被帯電体表面への紙粉等の付着や固着を防止して、帯電性能の低下やそれに起因する画質欠陥の発生を防止するために設けられる。
【００６９】
上記保護層１３０を構成する材料は、特に制限されるものではなく、被帯電体に対する汚染性が少なく、比較的柔軟である樹脂やゴム等を用いることができる。また、抵抗調整層１２８の表面にＵＶ照射、熱処理、カップリング剤等による化学処理を施す等により、抵抗調整層１２８と物性、組成が異なる層を形成し保護層１３０としてもよい。
【００７０】
−表層−
表層１３２は、被覆層１２６Ａ、抵抗調整層１２８あるいは保護層１３０の表面（特に、帯電部材の周囲）に形成されるものである。
【００７１】
表層１３２に使用されるバインダー樹脂としては共重合ナイロン、メラミン架橋ポリエステル等が挙げられる。またその他にも、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、メラミン樹脂、ＰＭＭＡまたはＰＭＢＡ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、フェノキシ樹脂、ポリ尿素、ポリ酢酸ビニル等を挙げることができる。
【００７２】
また、表層１３２には導電剤を添加してもよく、該導電剤としては前記弾性層１２４に添加される導電剤として列挙されたものを、そのまま適用することができる。
【００７３】
また、表層１３２中にはフッ素系樹脂粒子を含有させてもよい。
フッ素系樹脂粒子としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロエチレンプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、およびテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体が挙げられる。
【００７４】
フッ素系樹脂粒子の一次粒径は体積平均粒径として、０．０５μｍ以上１μｍ以下とすることが好ましく、０．１μｍ以上０．５μｍ以下とすることがより好ましい。
フッ素系樹脂粒子の含有量は、全体の抵抗等を考慮して、表層１３２の全量の１質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。
【００７５】
帯電装置の帯電方式は、交流等の振動電圧に直流を重畳した電圧を印加して感光体１０を帯電する方式、および直流電圧のみを印加して感光体１０を帯電する方式、のいずれでもよいが、前者の重畳した電圧を印加する方式が好ましい。
【００７６】
（帯電ロール用クリーニング装置）
第１の画像形成装置においては、帯電ロール１２に接するように、クリーニングブレードを備えたクリーニング装置（清掃手段）２４が設けられている。上記クリーニングブレードとしては、例えばＳＵＳ、高硬度の弾性体など、従来公知の素材によって形成されたブレードが用いられる。
【００７７】
（感光体）
第１の画像形成装置に使用される感光体は、導電性支持体上に有機感光層が形成されている。有機感光層は、少なくとも、電荷発生材料を含み適当な樹脂を結着材（バインダー樹脂）として結着してなる電荷発生層と、電荷輸送材料をバインダー樹脂中に分散あるいは溶解させた電荷輸送層と、の２層を含み、必要に応じて、下引き層や保護層等が形成されている。また、上記感光体の最表面には高硬度の表面保護層が形成されている。
【００７８】
−導電性支持体−
導電性支持体としては、従来から使用されているものであれば、如何なるものを使用してもよい。
例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼等の金属類；アルミニウム、チタニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼、金、バナジウム、酸化錫、酸化インジウム、ＩＴＯ等の薄膜を設けたプラスチックフィルム等；導電性付与剤を塗布、または含浸させた紙、およびプラスチックフィルム等；が挙げられる。さらに、必要に応じて導電性支持体の表面は、画質に影響のない範囲で各種の処理を行うことができる。例えば、表面の陽極酸化処理、薬品処理あるいは着色処理等、または、砂目立て、液体ホーニング等の乱反射処理を行うことができる。
【００７９】
導電性支持体の表面には、所望に応じて下引き層が形成されてもよい。下引き層はポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子樹脂化合物のほかに、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、シリコン原子等を含有する有機金属化合物等がある。これらの化合物は単独あるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いることができる。
下引き層の厚さは、０．１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。
【００８０】
−電荷発生層−
電荷発生層は、導電性支持体上（下引き層が形成される場合は、該下引き層上）に形成される。
電荷発生層に含有される電荷発生材料としては、無金属フタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等のフタロシアニン顔料が使用可能であり、特に、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．４゜、１６．６゜、２５．５゜および２８．３゜に強い回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．７゜、９．３゜、１６．９゜、１７．５゜、２２．４゜および２８．８゜に強い回折ピークを有する無金属フタロシアニン結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．５゜、９．９゜、１２．５゜、１６．３゜、１８．６゜、２５．１゜および２８．３゜に強い回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも９．６゜、２４．１゜および２７．２゜に強い回折ピークを有するチタニルフタロシアニン結晶を使用することができる。
【００８１】
その他、電荷発生材料としては、キノン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾール顔料、アントロン顔料、キナクリドン顔料等を使用することができる。
以上のような電荷発生材料は、単独または２種以上を混合して使用することができる。
【００８２】
電荷発生層における結着樹脂としては、以下のものを例示することができる。すなわち、ビスフェノールＡタイプあるいはビスフェノールＺタイプ等のポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール等である。これらの結着樹脂は、単独あるいは２種以上混合して用いることが可能である。
電荷発生材料と結着樹脂の配合比（質量比）は、１０：１〜１：１０の範囲であることが好ましい。
【００８３】
電荷発生材料の分散に使用される溶剤としては、結着樹脂を溶解するものを適当に選択することができる。電荷発生材料を樹脂中に分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、高圧ホモジナイザー等の方法を用いることができる。
【００８４】
塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、スプレイ塗布法、ロールコータ塗布法、グラビアコータ塗布法等が挙げられる。また、電荷発生層の膜厚は、一般には０．０１μｍ以上５μｍ以下、好ましくは０．０５μｍ以上２．０μｍ以下の範囲に設定される。
【００８５】
−電荷輸送層−
電荷輸送層は、電荷発生層上に形成される。
電荷輸送材料としては、例えば、２，５−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール等のオキサジアゾール誘導体；１，３，５−トリフェニル−ピラゾリン、１−［ピリジル−（２）］−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）ピラゾリン等のピラゾリン誘導体；トリフェニルアミン、トリ（ｐ−メチルフェニル）アミニル−４−アミン、ジベンジルアニリン等の芳香族第３級アミノ化合物；Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン等の芳香族第３級ジアミノ化合物；３−（４’−ジメチルアミノフェニル）−５，６−ジ−（４’−メトキシフェニル）−１，２，４−トリアジン等の１，２，４−トリアジン誘導体；４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，１−ジフェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体；２−フェニル−４−スチリル−キナゾリン等のキナゾリン誘導体；６−ヒドロキシ−２，３−ジ（ｐ−メトキシフェニル）ベンゾフラン等のベンゾフラン誘導体；ｐ−（２，２−ジフェニルビニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアニリン等のα−スチルベン誘導体；エナミン誘導体；Ｎ−エチルカルバゾール等のカルバゾール誘導体；ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体；等の正孔輸送物質を挙げることができる。
【００８６】
また、クロラニル、ブロアントラキノン等のキノン系化合物；テトラアノキノジメタン系化合物；２，４，７−トリニトロフルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン等のフルオレノン化合物；キサントン系化合物；チオフェン化合物；等の電子輸送物質を挙げることが可能で、上記した化合物からなる基を主鎖または側鎖に有する重合体等も挙げることができる。これらの電荷輸送材料は、１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００８７】
結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリアリレート、ポリエステル樹脂、ビスフェノールＡタイプあるいはビスフェノールＺタイプ等のポリカーボネート樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリスルホン、ポリアクリルアミド、ポリアミド、塩素ゴム等の絶縁性樹脂（ここで、絶縁性とは前述の導電性の範囲を外れること、即ち体積抵抗率で１．０×１０１３Ωｃｍより高い範囲を意味する）；ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の有機光導電性ポリマー；等が挙げられる。
【００８８】
電荷輸送層には、無機粒子を含有させてもよい。該無機粒子の電荷輸送層中含量は、電荷輸送層全量に対し、０．１質量％以上３０質量％以下が適当であり、特に１質量％以上２０質量％以下が好ましい。
【００８９】
無機粒子としては、例えば、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、硫化亜鉛、酸化マグネシウム、硫酸銅、炭酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、硫酸ニッケル、アンチモン、二酸化マンガン、酸化クロム、酸化錫、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ジルコニウム等が挙げられ、好ましくはシリカが用いられる。これらは１種または必要に応じて２種以上を混合して用いられる。
【００９０】
シリカ粒子としては、化学炎ＣＶＤ法により製造されたものが好ましく、具体例としてはクロルシランガスを酸素−水素混合ガスまたは炭化水素−酸素混合ガスの高温火炎中で気相反応させて製造されたものが好ましい。
【００９１】
また、前記無機粒子としては、疎水化処理剤により疎水化されたものが好ましい。疎水化処理剤としては、例えばシロキサン化合物、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高分子脂肪酸またはその金属塩等が用いられる。
【００９２】
シロキサン化合物としては、ジヒドロキシポリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｏ−メチルフェニルトリメトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００９３】
前記無機粒子の一次粒径は数平均粒径として０．００５μｍ以上２．０μｍ以下とすることが好ましく、０．０１μｍ以上１．０μｍ以下とすることがより好ましい。
【００９４】
電荷輸送層は、上記電荷輸送物質および結着樹脂、無機粒子等を適当な溶媒に溶解させた溶液を塗布し乾燥することによって形成することができる。
【００９５】
電荷輸送層の形成に使用される前記溶媒としては、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤；メタノール、エタノール、ｎ−ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤；アセトン、シクロヘキサノン、２−ブタノン等のケトン系溶剤；塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤；テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル系溶剤；あるいはこれらの混合溶剤等を用いることができる。
【００９６】
電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比（質量比）は１０：１〜１：５が好ましい。電荷輸送層中にフッ素系樹脂粒子、さらには無機粒子を分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、高圧ホモジナイザー、超音波分散機、コロイドミル等の方法を用いることができる。
【００９７】
電荷輸送層を形成する塗布液の分散例としては、上記溶媒に溶解した結着樹脂、電荷輸送材料等の溶液中に無機粒子を分散する方法が挙げられる。また、分散液の分散安定性を向上させるため、および塗膜形成時の凝集を防止するために分散助剤を少量添加することも有効である。
【００９８】
分散助剤としては、フッ素系界面活性剤、フッ素系ポリマー、シリコーン系ポリマー、シリコーンオイル等が挙げられるが、高感度、繰り返し使用時の残留電位の低減の観点から、０．１質量％以上１．０質量％以下のフッ素系グラフトポリマーが好適に使用される。
【００９９】
塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、スプレー塗布法、ロールコータ塗布法、グラビアコータ塗布法等が挙げられる。また、電荷輸送層の膜厚は一般に５μｍ以上６０μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲に設定される。表面の耐擦性および電荷保持性能の点から上記範囲が好適に選択される。
【０１００】
−表面保護層−
第１の画像形成装置に用いられる感光体（像保持体）１０は、前述の通り最表面に高硬度の表面保護層を有する。ここで「高硬度」とは、少なくともダイナミック硬度が１３．０×１０９Ｎ／ｍ以上１００．０×１０９Ｎ／ｍ以下であることを意味する。
尚、上記硬度は以下の方法により測定される。前記ダイナミック硬度が、稜間角１１５
°、先端曲率半径０．１μｍ以下のダイアモンド圧子を、前記感光体１０の前記表面保護層に対して０．０５ｍＮ／ｓｅｃの応力速度で押し込み、そのときの押込み荷重と押込み深さから、下記式（１）に基づき算出されるものである。
ＤＨ＝３．８５８４（Ｐ／Ｄ２） （１）
（式中、ＤＨはダイナミック硬度［Ｎ／ｍ２］、Ｐは押込み荷重［Ｎ］、Ｄは押込み深さ［ｍ］を表す。）
【０１０１】
特に好ましい表面保護層としては、(1)架橋構造を持つ樹脂を含む表面保護層、(2)無機粒子を分散させた表面保護層が挙げられる。
【０１０２】
(1)架橋構造を持つ樹脂を含む表面保護層
架橋構造を有する樹脂としては、架橋構造を有するフェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、シロキサン系樹脂等が挙げられる。尚、架橋構造を有する樹脂は、電荷輸送性を有するものであることが好ましい。
架橋構造を有する樹脂としては種々の材料が用いられ、特性上、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シロキサン樹脂などが好ましく、シロキサン系樹脂からなるものがより好ましい。
【０１０３】
(2)無機粒子を分散させた表面保護層
上記表面保護層に分散させる無機粒子の好ましい例としては、アルミナ、チタニアが挙げられる。上記無機粒子を分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、ダイノーミル、サンドミル、コロイドミルなどの公知の方法が適用される。また、上記表面保護層中における無機粒子の添加量としては、０．２質量％以上１．０質量％以下が好ましい。
【０１０４】
その他の組成等は従来公知のものを適用することができる。
電子写真装置を稼動させる際に発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、感光層中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の添加剤を添加することができる。
例えば、酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機リン化合物等が挙げられる。
光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペン等の誘導体が挙げられる。また、表面の平滑性を向上させる目的で、表面表面保護層中にシリコーンオイル等のレベリング剤を添加することができる。
【０１０５】
表面保護層の膜厚は１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、また表面粗さＲｚは０．０１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。
【０１０６】
［第２の画像形成装置］
次いで、好ましい態様である第２の実施形態に係る画像形成装置（本明細書において「第２の画像形成装置」と称す）について詳細に説明する。
第２の画像形成装置は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を具備する。
【０１０７】
即ち上記第２の画像形成装置では、前記第１の画像形成装置の帯電手段において弾性層と表層とで挟持される領域に形成される被覆層を有さず、一方、基材表面に接するように形成された被覆層を有することを特徴とし、上記特徴以外は前記第１の実施形態に係る画像形成装置における構成をそのまま採用することができる。従って、以下においては上記特徴部分および第１の画像形成装置と異なる点のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。
【０１０８】
（帯電装置）
第２の実施形態における帯電装置は、感光体（被帯電体）に接触して帯電を行う帯電部材を備えている。第２の実施形態における上記帯電部材は、前述の通り基材表面に接するように形成された被覆層と、該被覆層上に弾性層と表層とを有しており、またその形状はロール状に形成されている。尚、上記層構成を有し、且つ被帯電体と安定的に接触することができ、電圧印加によって当該被帯電体表面に電荷を与えることができるものであればその形状は限定されず、例えばプレート状、ブロック状、球状等の種々の形状とすることができる点は、第１の画像形成装置にも記載した通りである。
【０１０９】
第２の実施形態における、帯電部材としての帯電ロール１２の層構成を図５に示す。中実の円柱状または中空円筒状の基材１２２の表面に接するようにして、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層１２６Ｂが形成される。さらに該被覆層１２６Ｂ上に、弾性層１２４が形成され、また、最表層としての表層１３２が、前記弾性層１２４上に抵抗調整層１２８、保護層１３０を介して形成される。
【０１１０】
−基材−
基材１２２は、前記第１の実施形態における基材をそのまま採用することができる。
【０１１１】
−被覆層−
第２の実施形態における帯電ロール１２では、上記基材１２２上に被覆層１２６Ｂが形成される。尚、該被覆層１２６Ｂとしては前記第１の実施形態に記載の被覆層１２６Ａを採用することができ、形成方法や好ましい態様等は前述の通りである。
但し、第２の実施形態における帯電ロール１２では、被覆層１２６Ｂは、基材１２２表面に、他の層を介することなく直接接するようにして形成される必要がある。
【０１１２】
また、基材１２２における被覆層１２６Ｂに接する面の表面粗さを（Ｓｍ２）、被覆層１２６Ｂの膜厚を（Ｔ２）とした場合、Ｓｍ２≧Ｔ２の関係を有することが好ましい。
【０１１３】
ここで、基材１２２における該被覆層１２６Ｂに接する面の表面粗さを制御する方法としては、研磨を行い且つ研磨する砥石の粗さを調整する方法や、研磨時のゴム材と砥石の回転数および回転方向を調整する方法などがある。
【０１１４】
尚、基材１２２の表面粗さ（Ｓｍ２）は、前述の第１の実施形態に記載した弾性層１２４の表面粗さの測定方法を採用することによって測定することができる。
また、被覆層１２６Ｂの膜厚（Ｔ２）も、前述の第１の実施形態に記載の方法によって測定することができる。
【０１１５】
−弾性層、抵抗調整層、保護層および表層−
弾性層１２４、抵抗調整層１２８、保護層１３０および表層１３２としては、前記第１の実施形態における各層を採用することができる。
【０１１６】
以上、第１の実施形態では、被覆層１２６Ａを弾性層１２４と表層１３２とで挟持される領域に有する帯電部材を具備する画像形成装置について説明し、第２の実施形態では、被覆層１２６Ｂを基材１２２に接するように有する帯電部材を具備する画像形成装置について説明した。しかし、画像形成装置に用いられる帯電部材としては、第１の被覆層１２６Ｂを基材１２２に接するように有し、且つ第２の被覆層１２６Ａを弾性層１２４と表層１３２とで挟持される領域に有する帯電部材も用いられる。
【０１１７】
また、第１および第２の実施形態として帯電手段を具備する画像形成装置について説明した。しかし、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する弾性部材（即ち、前記第１の実施形態においては帯電部材として用いられた弾性部材）、および少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する弾性部材（前記第２の実施形態においては帯電部材として用いられた弾性部材）の用途はこれらに限定されるものではない。例えば、転写ロール、中間転写体、除電ロール等としても用いられる。
【実施例】
【０１１８】
以下、実施例により更に詳細に説明するが、特にこれら実施例に限定されるものではない。尚、以下において「部」は特に断りのない限り質量基準である。
【０１１９】
〔実施例１〕
＜帯電ロールの作製＞
(1)基材
基材として、ＳＵＭ製の直径（外径）８ｍｍの金属ロールを準備した。
【０１２０】
(2)弾性層
上記基材表面に、下記組成からなる弾性層用塗布液を塗布し、乾燥して厚さ２ｍｍの弾性層を形成した。
・ゴム材 １００部
（エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、
Ｇｅｃｈｒｏｎ３１０６：日本ゼオン社製）
・導電剤（カーボンブラック、アサヒサーマル：旭カーボン社製）２５部
・導電剤（ケッチェンブラックＥＣ：ライオン社製） ８部
・イオン導電剤（過塩素酸リチウム） ２０部
・加硫剤（硫黄）２００メッシュ：鶴見化学工業社製 １部
・加硫促進剤（ノクセラーＤＭ：大内新興化学工業社製） ２．０部
・加硫促進剤（ノクセラーＴＴ：大内新興化学工業社製） ０．５部
・酸化亜鉛（酸化亜鉛１種：正同化学工業社製） ５部
尚、形成された弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）を前述の方法により測定したところ、９０μｍであった。
【０１２１】
(3)被覆層
前記弾性層表面に、島津製作所製のＦＣＶＡ装置を用い、成膜温度や成膜速度、印加電圧のバイアスや波形を調整して、厚み（Ｔ１）０．１μｍ、ＳＰ３結合している炭素原子の比率６０％以上７０％以下であるＴａ−Ｃ（テトラヘドラルアモルファスカーボン）の層を形成した。
【０１２２】
(4)表層
・高分子材料 １００部
（共重合ナイロン、アラミンＣＭ８０００：東レ社製）
・導電剤 １４部
（カーボンブラック、ＭＯＮＡＲＣＨ１０００：キャボット社製）
・溶剤（メタノール） ５００部
・溶剤（ブタノール） ２４０部
上記混合物をビーズミルにて分散し得られた分散液Ａを、メタノール５１０部で希釈して導電性表層用塗布液を得た。
【０１２３】
上記被覆層の塗布面が導電性表層用塗布液に完全に浸漬されてから０．５秒後、「塗布速度Ｖ＝Ｖ０＋ａｔ」においてＶ１を２ｍｍ／ｓにして、（Ｖ１２−Ｖ０２）／（２Ｌ）が−０．４ｍｍ／ｓ２になるようＶ０を速度設定して浸漬塗布した（ここで、上記Ｖは塗布速度を、Ｖ０は初速度を、Ｖ１は終速度を、ａは加速度を、ｔは時間を、Ｌは塗布長さを、表す）。
その後、１４０℃で１５分間加熱乾燥し、厚さ８μｍの表層を形成した。こうして、弾性層が軸方向両端の表面において露出しており、形状がロール形状である実施例１の帯電ロールが得られた。
【０１２４】
＜画像形成装置の作製＞
図１に示す構成の画像形成装置として、カラー複写機（ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ４００ＣＰ：富士ゼロックス社製）を準備した。この画像形成装置の感光体用帯電装置１２として、上記より得た帯電ロールを搭載した。
また、上記帯電ロール表面には、清掃手段２４としてカラー複写機（ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ４００ＣＰに標準装備されているプロセス・カートリッジ（ＣＲＵ：Customer Replaceable Unit）内に配置されている標準のクリーニングブレードが図１に示すように配置されている。
【０１２５】
＜評価試験：低分子成分の表層表面への析出＞
前記帯電ロールを、温度２８℃湿度８５％の環境、および温度４５℃湿度９５％の環境にそれぞれ放置し、低分子成分の表層表面への析出を観察して、下記基準により評価した。結果を下記表１に示す。
・未発生：感光体と帯電ロールの接触部跡が目視で観察されず、プリントにより感光体と帯電ロールの接触部跡が白帯状にプリントされないこと。また、接触部を顕微鏡で観察しても変化が見られないこと。
・軽微：感光体と帯電ロールの接触部跡が目視で観察されるが、プリントにより感光体と帯電ロールの接触部跡が白帯状にプリントされないこと。
・発生：感光体と帯電ロールの接触部跡が目視で観察され、プリントにより感光体と帯電ロールの接触部跡が白帯状にプリントされる。さらに、接触部を顕微鏡で観察すると、帯電ロールからの析出物だけでなく、感光体にひび割れが発生している状態（ただし、ひび割れは通常の電荷輸送層を有する感光体に対してだけ発生するため、仮に高硬度の表面保護層を有する感光体を用いた場合であれば、析出物だけが観察される）。
・全面発生：上記の「発生」状態に加え、感光体との接触部以外の帯電ロール表面を顕微鏡で観察すると、析出物が結晶状になっている状態が観測される。
【０１２６】
〔実施例２〕
実施例１において、被覆層の膜厚（Ｔ１）および表層の膜厚を下記表１に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）が表１に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例１に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表１に示す。
【０１２７】
〔実施例３〕
実施例１において、被覆層の膜厚（Ｔ１）および表層の膜厚を下記表１に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）が表１に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例１に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表１に示す。
【０１２８】
〔実施例４〕
実施例１において、被覆層の膜厚（Ｔ１）および表層の膜厚を下記表１に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）が表１に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例１に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表１に示す。
【０１２９】
〔実施例５〕
実施例１において、被覆層の膜厚（Ｔ１）および表層の膜厚を下記表１に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）が表１に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例１に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表１に示す。
【０１３０】
〔比較例１〕
実施例１において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例１に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）は表１に記載の通りである）。結果を下記表１に示す。
【０１３１】
〔比較例２〕
実施例２において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例２に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）は表１に記載の通りである）。結果を下記表１に示す。
【０１３２】
〔比較例３〕
実施例３において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例３に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）は表１に記載の通りである）。結果を下記表１に示す。
【０１３３】
〔比較例４〕
実施例４において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例４に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）は表１に記載の通りである）。結果を下記表１に示す。
【０１３４】
〔比較例５〕
実施例５において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例５に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、弾性層の表面粗さ（Ｓｍ１）は表１に記載の通りである）。結果を下記表１に示す。
【０１３５】
【表１】
【０１３６】
また、上記実施例１〜実施例５の評価試験においては、弾性層に膨れが発生することはなかった。
さらに、上記実施例１〜実施例５にて得られた画像形成装置を用いて２５０００枚のサンプルプリント試験を行ったところ、被覆層の剥がれが発生するものはなく、また弾性層から析出する低分子成分による感光体表面へのフィルミングの発生は発見されなかった。
【０１３７】
〔実施例６〕
＜帯電ロールの作製＞
(a)基材
基材として、ＳＵＭ製の直径（外径）８ｍｍの金属ロールを準備した。
尚、形成された基材の表面粗さ（Ｓｍ２）を前述の方法により測定したところ、６１．５μｍであった。
【０１３８】
(b)被覆層
前記基材表面に、島津製作所製のＦＣＶＡ装置を用い、成膜温度や成膜速度、印加電圧のバイアスや波形を調整して、厚み（Ｔ２）０．０５μｍ、ＳＰ３結合している炭素原子の比率６０％以上７０％以下であるＴａ−Ｃ（テトラヘドラルアモルファスカーボン）の層を形成した。
【０１３９】
(c)弾性層
上記被覆層表面に、下記組成からなる弾性層用塗布液を塗布し、乾燥して厚さ２ｍｍの弾性層を形成した。
・ゴム材 １００部
（エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、
Ｇｅｃｈｒｏｎ３１０６：日本ゼオン社製）
・導電剤（カーボンブラック、アサヒサーマル：旭カーボン社製）２５部
・導電剤（ケッチェンブラックＥＣ：ライオン社製） ８部
・イオン導電剤（過塩素酸リチウム） ２０部
・加硫剤（硫黄）２００メッシュ：鶴見化学工業社製 １部
・加硫促進剤（ノクセラーＤＭ：大内新興化学工業社製） ２．０部
・加硫促進剤（ノクセラーＴＴ：大内新興化学工業社製） ０．５部
・酸化亜鉛（酸化亜鉛１種：正同化学工業社製） ５部
【０１４０】
(d)表層
・高分子材料 １００部
（共重合ナイロン、アラミンＣＭ８０００：東レ社製）
・導電剤 １４部
（カーボンブラック、ＭＯＮＡＲＣＨ１０００：キャボット社製）
・溶剤（メタノール） ５００部
・溶剤（ブタノール） ２４０部
上記混合物をビーズミルにて分散し得られた分散液Ａを、メタノール５１０部で希釈して導電性表層用塗布液を得た。
【０１４１】
上記弾性層の塗布面が導電性表層用塗布液に完全に浸漬されてから０．５秒後、「塗布速度Ｖ＝Ｖ０＋ａｔ」においてＶ１を２ｍｍ／ｓにして、（Ｖ１２−Ｖ０２）／（２Ｌ）が−０．４ｍｍ／ｓ２になるようＶ０を速度設定して浸漬塗布した（ここで、上記Ｖは塗布速度を、Ｖ０は初速度を、Ｖ１は終速度を、ａは加速度を、ｔは時間を、Ｌは塗布長さを、表す）。
その後、１４０℃で１５分間加熱乾燥し、厚さ８μｍの表層を形成した。こうして、弾性層が軸方向両端の表面において露出しており、形状がロール形状である実施例６の帯電ロールが得られた。
【０１４２】
＜画像形成装置の作製＞
図１に示す構成の画像形成装置として、カラー複写機（ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ４００ＣＰ：富士ゼロックス社製）を準備し、この画像形成装置の感光体用帯電装置１２として、上記より得た帯電ロールを搭載した。
【０１４３】
＜評価試験：表層表面における凸部の発生＞
前記帯電ロールを、温度２８℃湿度８５％の環境、および温度４５℃湿度９５％の環境にそれぞれ放置し、表層表面におけるふくれ（凸部）の発生を観察して、下記基準により評価した。結果を下記表２に示す。
・未発生：目視により外観検査を行っても、表面のふくれが観察されないこと。
・発生（数値）：目視により外観検査を行って表面のふくれが観測されるが、表面粗さ測定装置（ＳＵＲＦＣＯＭ、東京精密製）でふくれの高さを測定しても、５μｍ以上１５μｍ以下であること。さらに、上記複写機で３０％および５０％のハーフトーンをプリントしてもふくれがプリントされないこと。
・発生：目視により外観検査を行って表面のふくれが観測され、表面粗さ測定装置ＳＵＲＦＣＯＭでふくれの高さを測定すると１０μｍ以上であるが、個数が１本の帯電ロール内で２０個未満。さらに、上記複写機で３０％および５０％のハーフトーンをプリントすると、ふくれが白い円形状のプリント抜けとしてプリントされる状態。
・全面発生：目視により外観検査を行って表面のふくれが観測され、表面粗さ測定装置ＳＵＲＦＣＯＭでふくれの高さを測定すると１０μｍ以上であり、個数が１本の帯電ロール内で２０個以上。また、１つ１つのふくれの大きさ（幅）が５ｍｍ以上。さらに、上記複写機で３０％および５０％のハーフトーンをプリントすると、ふくれが白い円形状のプリント抜けとしてプリントされる状態。
【０１４４】
〔実施例７〕
実施例６において、被覆層の膜厚（Ｔ２）および基材の表面粗さ（Ｓｍ２）を下記表２に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例６に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表２に示す。
【０１４５】
〔実施例８〕
実施例６において、被覆層の膜厚（Ｔ２）および基材の表面粗さ（Ｓｍ２）を下記表２に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例６に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表２に示す。
【０１４６】
〔実施例９〕
実施例６において、被覆層の膜厚（Ｔ２）および基材の表面粗さ（Ｓｍ２）を下記表２に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例６に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表２に示す。
【０１４７】
〔実施例１０〕
実施例６において、被覆層の膜厚（Ｔ２）および基材の表面粗さ（Ｓｍ２）を下記表２に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例６に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表２に示す。
【０１４８】
〔比較例６〕
実施例６において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例６に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、基材の表面粗さ（Ｓｍ２）は表２に記載の通りである）。結果を下記表２に示す。
【０１４９】
〔比較例７〕
実施例７において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例７に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、基材の表面粗さ（Ｓｍ２）は表２に記載の通りである）。結果を下記表２に示す。
【０１５０】
〔比較例８〕
実施例８において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例８に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、基材の表面粗さ（Ｓｍ２）は表２に記載の通りである）。結果を下記表２に示す。
【０１５１】
〔比較例９〕
実施例９において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例９に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、基材の表面粗さ（Ｓｍ２）は表２に記載の通りである）。結果を下記表２に示す。
【０１５２】
〔比較例１０〕
実施例１０において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例１０に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った（尚、基材の表面粗さ（Ｓｍ２）は表２に記載の通りである）。結果を下記表２に示す。
【０１５３】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】第１および第２の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像形成装置に具備される帯電ロールの層構成を示す断面図である。
【図３】炭素の結晶構造の違いによる分類を示す説明図である。
【図４】ＦＣＶＡ装置を説明する概念図である。
【図５】第２の実施形態に係る画像形成装置に具備される帯電ロールの層構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１０ 感光体
１２ 帯電ロール
１４ 露光装置
１６ 現像装置
１８ クリーニング装置
２０ 転写ロール
２２ 転写材
２４ 帯電ロール用クリーニング装置
４０ 炭素イオン発生源
４１ カソード
４２ アノード
４３ フィルター
４４ 磁気コイル
１２２ 基材
１２４ 弾性層
１２６Ａ，１２６Ｂ 被覆層
１２８ 抵抗調整層
１３０ 保護層
１３２ 表層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする画像形成装置用の弾性部材。
【請求項２】
前記被覆層の基材側表面に接して形成される層における該被覆層に接する面の表面粗さを（Ｓｍ１）、前記被覆層の膜厚を（Ｔ１）とした場合に、Ｓｍ１≧Ｔ１の関係を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置用の弾性部材。
【請求項３】
前記弾性層が、表面に露出している領域を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置用の弾性部材。
【請求項４】
少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする画像形成装置用の弾性部材。
【請求項５】
前記基材の被覆層に接する面の表面粗さを（Ｓｍ２）、前記被覆層の膜厚を（Ｔ２）とした場合に、Ｓｍ２≧Ｔ２の関係を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置用の弾性部材。
【請求項６】
少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された第１の被覆層を有し、該第１の被覆層上に弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された第２の被覆層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置用の弾性部材。
【請求項７】
少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備え、
該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置。
【請求項８】
前記帯電部材がロール形状であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置用の帯電装置。
【請求項９】
前記帯電部材の表面に接触して清掃する清掃手段を有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像形成装置用の帯電装置。
【請求項１０】
少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備え、
該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置。
【請求項１１】
前記帯電部材がロール形状であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置用の帯電装置。
【請求項１２】
像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、
前記帯電手段として、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記像保持体が高硬度の表面保護層を有することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、
前記帯電手段として、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする画像形成装置用の弾性部材。
【請求項２】
前記被覆層の基材側表面に接して形成される層における該被覆層に接する面の表面粗さを（Ｓｍ１）、前記被覆層の膜厚を（Ｔ１）とした場合に、Ｓｍ１≧Ｔ１の関係を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置用の弾性部材。
【請求項３】
前記弾性層が、表面に露出している領域を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置用の弾性部材。
【請求項４】
少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする画像形成装置用の弾性部材。
【請求項５】
前記基材の被覆層に接する面の表面粗さを（Ｓｍ２）、前記被覆層の膜厚を（Ｔ２）とした場合に、Ｓｍ２≧Ｔ２の関係を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置用の弾性部材。
【請求項６】
少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された第１の被覆層を有し、該第１の被覆層上に弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された第２の被覆層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置用の弾性部材。
【請求項７】
少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備え、
該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置。
【請求項８】
前記帯電部材がロール形状であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置用の帯電装置。
【請求項９】
前記帯電部材の表面に接触して清掃する清掃手段を有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像形成装置用の帯電装置。
【請求項１０】
少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備え、
該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置。
【請求項１１】
前記帯電部材がロール形状であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置用の帯電装置。
【請求項１２】
像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、
前記帯電手段として、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記像保持体が高硬度の表面保護層を有することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、
前記帯電手段として、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるＳＰ２構造およびＳＰ３構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２３７０９９（Ｐ２００９−２３７０９９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８１１１６（Ｐ２００８−８１１１６）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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