(57)【要約】【課題】芯体に直接配設される層の剥離を抑制したロール部材を提供すること【解決手段】芯体と、芯体上に配設される弾性層と、を有し、前記芯体に直接配設される層が、シランカップリング剤と水和物とを含む組成物により形成されてなるロール部材（例えば、帯電部材）。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯体と、芯体上に配設される弾性層と、を有し、
前記芯体に直接配設される層が、シランカップリング剤と水和物とを含む組成物により形成されてなるロール部材。
【請求項２】
前記芯体に直接配設される層が、前記弾性層である請求項１に記載のロール部材。
【請求項３】
前記シランカップリング剤が、下記一般式（１）で示されるシランカップリング剤である請求項１又は２に記載のロール部材。
一般式（１）：Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ’）３
（一般式（１）中、Ｒは、メルカプト基、又はスルフィド基を表す。Ｒ’がメチル基又はエチル基を表す。
【請求項４】
前記シランカップリング剤の含有量が、前記芯体に直接配設される層の主成分１００質量部に対して０．１質量部以上１５質量部以下である請求項１に記載のロール部材。
【請求項５】
前記水和物の含有量が、前記芯体に直接配設される層の主成分１００質量部に対して１質量部以上３０質量部以下である請求項１に記載のロール部材。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のロール部材からなる帯電部材。
【請求項７】
請求項６に記載の帯電部材を備える帯電装置。
【請求項８】
像保持体と、前記像保持体を帯電する帯電手段と、を備え、
前記帯電手段が、請求項６に記載の帯電装置であるプロセスカートリッジ。
【請求項９】
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
を備え、
前記帯電手段が、前記帯電手段が、請求項６に記載の帯電装置である画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール部材、帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタやコピー機を中心とする画像形成装置が広く普及しており、画像形成装置を構成する様々な要素に関する技術も広く普及している。画像形成装置の中でも電子写真方式を採用している画像形成装置では、感光体（像保持体）ドラムをはじめとする感光体を帯電装置を用いて帯電させ、帯電した感光体上に周囲の電位とは電位が異なる静電潜像を形成することによって印刷したいパターンの形成が行われることが多く、このようにして形成された静電潜像は、トナーで現像された後、最終的に記録用紙などの記録媒体上に転写される。
【０００３】
帯電装置は、感光体を帯電させるという重要な働きをする装置であり、感光体に直接接触して感光体を帯電させる接触帯電方式の帯電装置と、感光体とは接触せずに感光体近傍でコロナ放電などにより感光体を帯電させる非接触帯電方式の帯電装置との２種類の帯電装置に大別される。最近では、非接触帯電方式の帯電装置に比較してオゾンや窒素酸化物等の化学物質の発生量の少ない接触帯電方式を採用する帯電装置が増えている。
【０００４】
帯電装置に備えられる帯電ロール等の帯電部材は、芯体の外周面に弾性層が配設させた構成が一般的である。そして、シランカップリング剤を配合した組成物により、芯体表面に直接弾性層を形成し、接着層を介さず芯体と弾性層との剥離を抑制した技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２３５７３１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、芯体に直接配設される層の剥離を抑制したロール部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
芯体と、芯体上に配設される弾性層と、を有し、
前記芯体に直接配設される層が、シランカップリング剤と水和物とを含む組成物により形成されてなるロール部材。
【０００７】
請求項２に係る発明は、
前記芯体に直接配設される層が、前記弾性層である請求項１に記載のロール部材。
【０００８】
請求項３に係る発明は、
前記シランカップリング剤が、下記一般式（１）で示されるシランカップリング剤である請求項１又は２に記載のロール部材。
一般式（１）：Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ’）３
（一般式（１）中、Ｒは、メルカプト基、又はスルフィド基を表す。Ｒ’がメチル基又はエチル基を表す。
【０００９】
請求項４に係る発明は、
前記シランカップリング剤の含有量が、前記芯体に直接配設される層の主成分１００質量部に対して０.１質量部以上１５質量部以下である請求項１に記載のロール部材。
【００１０】
請求項５に係る発明は、
前記水和物の含有量が、前記芯体に直接配設される層の主成分１００質量部に対して１質量部以上３０質量部以下である請求項１に記載のロール部材。
【００１１】
請求項６に係る発明は、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のロール部材からなる帯電部材。
【００１２】
請求項７に係る発明は、
請求項６に記載の帯電部材を備える帯電装置。
【００１３】
請求項８に係る発明は、
像保持体と、前記像保持体を帯電する帯電手段と、を備え、
前記帯電手段が、請求項６に記載の帯電装置であるプロセスカートリッジ。
【００１４】
請求項９に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
を備え、
前記帯電手段が、前記帯電手段が、請求項６に記載の帯電装置である画像形成装置。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、シランカップリング剤と共に水和物を用いない場合に比べ、芯体に直接配設される層の剥離が抑制される。
請求項２に係る発明によれば、シランカップリング剤と共に水和物を用いない場合に比べ、芯体に直接配設される弾性層の剥離が抑制される。
請求項３に係る発明によれば、他種のシランカップリング剤を用いる場合に比べ、芯体に直接配設される層の剥離が抑制される。
請求項４に係る発明によれば、シランカップリング剤の含有量を考慮しない場合に比べ、硬度の上昇を抑えつつ、シャフトに直接配設される層の剥離が抑制される。
請求項５に係る発明によれば、水和物の含有量を考慮しない場合に比べ、硬度の上昇を抑えつつ、シャフトに直接配設される層の剥離が抑制される。
請求項６に係る発明によれば、シランカップリング剤と共に水和物を用いない場合に比べ、芯体に直接配設される層の剥離が抑制される。
請求項７に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、帯電部材の直接配設される層の剥離に起因する不具合が抑制される。
請求項８に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、帯電部材の直接配設される層の剥離に起因する不具合が抑制される。
請求項９に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、帯電部材の直接配設される層の剥離に起因する不具合が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一例である実施形態について図面を参照しつつ、説明する。
【００１７】
（帯電部材、ロール部材）
図１は、本実施形態に係る帯電部材を示す概略斜視図である。図２は、本実施形態に係る帯電部材の概略断面図である。なお、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１８】
本実施形態に係る帯電部材１２１は、図１及び図２に示すように、例えば、シャフト３０（芯体）と、シャフト３０の外周面に配設された弾性層３１と、弾性層３１の外周面に配設された表面層３２と、を有するロール部材である。
【００１９】
本実施形態に係る帯電部材１２１は、上記構成に限られず、例えば、弾性層３１とシャフト３０との間に配設される中間層、弾性層３１と表面層３２との間に配設される抵抗調整層又は移行防止層、表面層３２の外側（最表面）に配設されるコーティング層（保護層）を設けた構成であってもよい。また、本実施形態に係る帯電部材１２１は、シャフト３０と弾性層３１とで構成される形態であってもよい。
【００２０】
シャフト３０は、導電性の棒状部材であり、例えば、その材質としては鉄（快削鋼等），銅，真鍮，ステンレス，アルミニウム，ニッケル等の金属が挙げられる。また、シャフト３０としては、外周面にメッキ処理を施した部材（例えば樹脂や、セラミック部材）、導電剤が分散された部材（例えば樹脂や、セラミック部材）等も挙げられる。シャフト３０は、中空状の部材（筒状部材）であってもよし、非中空状の部材であってもよい。
【００２１】
弾性層３１は、例えば、弾性材料と、導電剤と、必要に応じて、その他添加剤と、を含んで構成される。そして、弾性層３１は、シャフト３０の外周面に直接形成される層であり、例えば、弾性材料及び導電剤と共に、さらに、シランカップリング剤と水和物とを含む組成物で形成されてなる。
【００２２】
弾性材料としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム等、及びこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、ポリウレタン、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、ＮＢＲ及びこれらのブレンドゴムが望ましく用いられる。これらの弾性材料は、発泡したものであっても無発泡のものであってもよい
【００２３】
導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属又は合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの粉末が挙げられる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；が挙げられる。これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
ここで、カーボンブラックとして具体的には、デグサ社製の「スペシャルブラック３５０」、同「スペシャルブラック１００」、同「スペシャルブラック２５０」、同「スペシャルブラック５」、同「スペシャルブラック４」、同「スペシャルブラック４Ａ」、同「スペシャルブラック５５０」、同「スペシャルブラック６」、同「カラーブラックＦＷ２００」、同「カラーブラックＦＷ２」、同「カラーブラックＦＷ２Ｖ」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１０００」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１３００」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１４００」、同「ＭＯＧＵＬ−Ｌ」、同「ＲＥＧＡＬ４００Ｒ」等が挙げられる。
【００２５】
導電剤の添加量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、弾性材料１００質量部に対して、１質量部以上３０質量部以下の範囲であることが望ましく、１５質量部以上２５質量部以下の範囲であることがより望ましい。一方、上記イオン導電剤の場合は、弾性材料１００質量部に対して、０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲であることが望ましく、０．５質量部以上３．０質量部以下の範囲であることがより望ましい。
【００２６】
シランカップリング剤としては、例えば、下記一般式（１）で示されるシランカップリング剤が挙げられる。
一般式（１）：Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ’）３
【００２７】
一般式（１）中、Ｒは、アミノプロピル基、グリシドキシ基、メタクリロキシ基、Ｎ−フェニルアミノプロピル基、メルカプト基、スルフィド基、又はビニル基を表す。Ｒは、これらの官能基を含む置換基を表してもよい。Ｒ’は、メチル基、又はエチル基を表す。
【００２８】
一般式（１）で示されるシランカップリング剤の中でも、Ｒがメルカプト基、又はスルフィド基を表し、Ｒ’がメチル基又はエチル基を表すシランカップリング剤が好適であり、具体的には、例えば、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド等が挙げられる。Ｒとしてメルカプト基、又はスルフィド基を有するシランカップリング剤は、加硫時にメルカプト基又はスルフィド基と弾性材料（エラストマー不飽和二重結合）が化学反応を形成し、弾性材料成分とシャフト（芯体）表面が強固に接着すること考えられることから、他種のシランカップリング剤を用いる場合に比べ、シャフト３０（芯体）に弾性層３１（直接配設される層）の剥離が抑制される。
【００２９】
シランカップリング剤は、１種単独で用いてもよいし、２以上併用してもよい。併用する場合の好適な組み合わせとしては、例えば、一般式（１）中、Ｒがメルカプト基、又はスルフィド基を表すシランカップリング剤と、Ｒがアミノプロピル基、グリシドキシ基、メタクリロキシ基、Ｎ−フェニルアミノプロピル基、又はビニル基で表すシランカップリング剤との組み合わせが好適に挙げられる。
【００３０】
シランカップリング剤の含有量は、特に限定されるものではないが、弾性材料（層構成材料の６０％以上を示す主成分材料）１００質量部に対して０．１質量部以上１５質量部以下であることが望ましく、より望ましくは５質量部以上１０質量部以下である。上記含有量を上記範囲とすると、シランカップリング剤の含有量を考慮しない場合に比べ、硬度の上昇を抑えつつ、弾性層（シャフトに直接配設される層）の剥離が抑制される。つまり、シランカップリング剤の含有量が０．１質量部未満では、シランカップリング剤の効果が充分に発揮されず層間剥離を生じやすくなる傾向がみられ、逆に１５質量部を超えると、弾性層３１の硬度が高くなりすぎる傾向がみられることがある。
【００３１】
水和物は、結晶水を含む化合物、言い換えれば、結晶水を放出し得る化合物である。より具体的に、水和物は、１分子当たり１分子又は複数の水分子を結晶状態で保持し、一定の温度以上で保持した水を放出する化合物である。
【００３２】
水和物としては、結晶水を保持するものであれば、特に限定はしないが、例えば、硫酸ナトリウム・１０Ｈ２Ｏ（１００℃）、ほう酸ナトリウム・８Ｈ２Ｏ（３５０℃）、
塩化カルシウム・６Ｈ２Ｏ（１７５℃）、塩化ストロンチウム・６Ｈ２Ｏ（６５℃）、
カリミョウバン・１２Ｈ２Ｏ（２００℃）、硝酸リチウム・４Ｈ２Ｏ（６５℃）、
リン酸水素ナトリウム・１２Ｈ２Ｏ（２００℃）、チオ硫酸ナトリウム・５Ｈ２Ｏ（５０℃）、酢酸ナトリウム・３Ｈ２Ｏ（１２０℃）、炭酸ナトリウム・１０Ｈ２Ｏ（２７０℃）、硫酸アルミニウム・１６Ｈ２Ｏ（３００℃）、硫酸マグネシウム・７Ｈ２Ｏ（７０℃）、硫酸カルシウム・２Ｈ２Ｏ（１７０℃）、硫酸アルミニウム・１６Ｈ２Ｏ（３００℃）、硫酸銅・５Ｈ２Ｏ（１１０℃）、硫酸鉄・７Ｈ２Ｏ（３００℃）、硝酸リチウム・４Ｈ２Ｏ（６５℃）、二リン酸ナトリウム・１２Ｈ２Ｏ（９５℃）、塩化アルミニウム・６Ｈ２Ｏ（１００℃）等の水和物が挙げられる。なお、括弧内の値は１分子以上の結晶水（水分）が放出される温度の一例である。
【００３３】
水和物は、７０℃以上１６０℃以下の温度で結晶水（水分）を放出する化合物であることがよく、この温度として好適には８０℃以上１４０℃以下である。この観点から、水和物の中でも硫酸ナトリウム、酢酸ナトリウム・３Ｈ２Ｏ、硫酸銅・５Ｈ２Ｏ、塩化アルミニウム・６Ｈ２Ｏなどが好適である。これら水和物は、結晶水放出温度が８０℃以上１４０℃以下である。
【００３４】
水和物の含有量は、特に限定されるものではないが、弾性材料（層主成分：層構成材料の６０％以上を示す主成分材料）１００質量部に対して１質量部以上３０質量部以下であることが望ましく、より望ましくは５質量部以上２０質量部以下である。上記含有量を上記範囲とすると、水和物の含有量を考慮しない場合に比べ、硬度の上昇を抑えつつ、弾性層（シャフトに直接配設される層）の剥離が抑制される。つまり、水和物の含有量が１部未満では、水和物による結晶水の放出が少量過ぎることがあり、逆に３０質量部を超えると、弾性層の硬度が高くなりすぎる傾向がみられることがある。
【００３５】
弾性層３１に配合されるその他添加剤としては、例えば、軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、界面活性剤、カップリング剤、充填剤（シリカ、炭酸カルシウム等）等の通常弾性層に添加され得る材料が挙げられる。
【００３６】
弾性層３１の厚みは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度とすることが望ましく、２ｍｍ以上５ｍｍ以下程度とすることがより望ましい。そして、弾性層の体積抵抗率は１０３Ωｃｍ以上１０１４Ωｃｍ以下が望ましい。
【００３７】
表面層３２は、樹脂と、必要に応じて、導電剤と、表面層３２の表面（帯電部材１２１外周面）に凹凸（特定の表面粗さ）を付与するための粒子と、その他添加剤と、を含んで構成される。
【００３８】
樹脂としては、アクリル樹脂，セルロース樹脂，ポリアミド樹脂，共重合ナイロン，ポリウレタン樹脂，ポリカーボネート樹脂，ポリエステル樹脂，ポリエチレン樹脂，ポリビニル樹脂，ポリアリレート樹脂，スチレンブタジエン樹脂，メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂（例えば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、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン等）、尿素樹脂等が挙げられる。ここで、共重合ナイロンは、６１０ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、の内のいずれか１種又は複数種を重合単位として含むものであって、この共重合体に含まれる他の重合単位としては、６ナイロン、６６ナイロン等が挙げられる。また、樹脂としては、上記弾性層３１に配合される弾性材料を適用してもよい。
【００３９】
表面層３２に配合される導電剤としては、上記弾性層３１に配合される導電剤が挙げられる。
また、表面層３２の表面（帯電部材１２１外周面）に凹凸（特定の表面粗さ）を付与するための粒子としては、導電性粒子、非導電性粒子のいずれでもよいが、非導電性粒子がよい。導電性粒子としては、弾性層３１に配合する上記導電剤として挙げられた材料の粒子が挙げられる。非導電性粒子としては、樹脂粒子（ポリイミド樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、フッ素樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等）、無機粒子（クレー粒子，カオリン粒子，タルク粒子，シリカ粒子，アルミナ粒子等）、又はセラミック粒子等が挙げられる。粒子は、表面層を形成する樹脂と同種の樹脂で構成した粒子であってもよく、これにより粒子と樹脂との相溶性がよくなり、粒子と樹脂との密着性が高くなる。ここで、導電性とは、体積抵抗率が１０１３Ωｃｍ未満を意味し、非導電性とは、体積抵抗率が１０１３Ωｃｍ以上を意味する。なお、他も同様である。
また、その他添加剤としては、例えば、導電剤、軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、界面活性剤、カップリング剤等の通常表面層に添加され得る材料が挙げられる。
【００４０】
表面層３２の厚みは、７μｍ以上２５μｍ以下が望まし。そして、表面層の体積抵抗率は１０３Ωｃｍ以上１０１４Ωｃｍ以下が望ましい。
【００４１】
本実施形態に係る帯電部材１２１は、例えば、シャフト３０の外周面に、例えば例えば、ブレード塗布法，マイヤーバー塗布法，スプレー塗布法，浸漬塗布法，ビード塗布法，エアーナイフ塗布法，カーテン塗布法等を利用して、シャフト３０の外周面に、弾性層３１及び表面層３２を順次形成することで製造される。
【００４２】
本実施形態に係る帯電部材１２１は、その表面（粒子３２Ｂよって付与される表面層３２の表面）の十点平均表面粗さＲｚが、３μｍ以上１２μｍ以下であることが望ましく、７μｍ以上１２μｍ以下であることがより望ましく、１０μｍ以上１２μｍ以下であることが特に望ましい。この範囲に設定することによって、表面層３２にトナーや外添剤などの異物が付着しにくくなり、耐汚染性が高くなる。十点平均表面粗さＲｚが３μｍ未満であると、トナーや外添剤などの異物が付着することがある。十点平均表面粗さＲｚが１２μｍよりも大きい場合には、凹凸部分にトナー及び紙粉等が溜まり易くなると共に、局所的に異常放電が発生しやすなり、白抜け等の画像欠陥が起こることがある。
【００４３】
なお、当該十点平均表面粗さＲｚとは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４）に規定された表面粗さのことである。十点平均表面粗さＲｚは、表面粗さ測定器等を用いて測定することができるが、本発明においては、２３℃・５５ＲＨ％の環境下において、接触式表面粗さ測定装置（サーフコム５７０Ａ、東京精密社製）を用いた。表面粗さの測定に際しては、測定距離を２．５ｍｍとし、接触針としてはその先端がダイヤモンド（５μｍＲ、９０°円錐）のものを用い、場所を変えて３回繰り返し測定した際の平均値を十点平均表面粗さＲｚとして求めた。
【００４４】
以上説明した本実施形態に係る帯電部材１２１では、シャフト３０（芯体）に直接形成する層としての弾性層を、例えば、弾性材料及び導電剤と共に、さらに、シランカップリング剤と水和物とを含む組成物で形成されてなる。シランカップリング剤を弾性層形成組成物に含ませ、これを用いて弾性層を形成することで、当該シランカップリング剤により弾性層は接着層を介さずシャフト３０に直接接着して形成される。一方、シランカップリング剤と共に、水和物を弾性層形成組成物に含ませ、これを用いて弾性層を形成することで、例えば、弾性層形成時の加熱により水和物から結晶水（水分）が放出され、この結晶水（水分）がシランカップリング剤の加水分解を促進させる。これにより、シャフト３０と弾性層３０が接着層を介さずとも強固に接着される。したがって、シランカップリング剤と共に水和物を用いない場合に比べ、シャフト３０（芯体）に直接配設される弾性層３１の剥離が抑制される。
【００４５】
なお、本実施形態では、直接弾性層３１をシャフト３０に配設している形態を説明したが、これに限られず、シャフト３０（芯体）に直接配設させる層を、シランカップリング剤及び水和物を含む組成物により形成すれば、シランカップリング剤と共に水和物を用いない場合に比べ、シャフト３０（芯体）に直接配設される層の剥離が抑制される。結果、本実施形態に係る帯電部材１２１を、帯電装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置に適応することで、帯電部材の直接配設される層の剥離に起因する不具合が抑制される。
【００４６】
また、本実施形態では、帯電部材（帯電ロール）について説明したが、これに限られず、他のロール部材にも適応される。つまり、ロール部材を、シャフト３０（芯体）と、シャフト３０（芯体）上に配設される弾性層３１と、を有し、シャフト３０（芯体）に直接配設される層（好適には弾性層３１）が、シランカップリング剤と水和物とを含む組成物により形成されてなる構成とすることで、シランカップリング剤と共に水和物を用いない場合に比べ、シャフト３０（芯体）に直接配設される層の剥離が抑制される。なお、弾性層は、導電性であっても、非導電性であってもよい。
【００４７】
この他のロール部材としては、電子写真方式用のロール部材（例えば、転写ロール、中間転写ロール、搬送ロール）のほか、他の装置用のロール部材全般（例えば搬送ロール等）が挙げられる。
【００４８】
（帯電装置）
以下、本実施形態に係る帯電装置について説明する。図３は、本実施形態に係る帯電装置の概略斜視図である。本実施形態に係る帯電装置は、帯電部材として、上記本実施形態に係る帯電部材を適用した形態である。
【００４９】
本実施形態に係る帯電装置１２は、図３に示すように、例えば、帯電部材１２１と、クリーニング部材１２２と、が特定の食い込み量で接触している配置されている。そして、帯電部材１２１のシャフト３０及びクリーニング部材１２２のシャフト１２２Ａの軸方向両端は、各部材が回転自在となるように導電性軸受け１２３（導電性ベアリング）で保持されている。導電性軸受け１２３の一方には電源１２４が接続されている。なお、本実施形態に係る帯電装置は、上記構成に限られず、例えば、クリーニング部材１２２を備えない形態であってもよい。
【００５０】
クリーニング部材１２２は、帯電部材１２１の表面を清掃するための清掃部材であり、例えば、ロール状で構成されている。クリーニング部材１２２は、例えば、シャフト１２２Ａと、シャフト１２２Ａの外周面に弾性層１２２Ｂと、で構成される。
【００５１】
シャフト１２２Ａは、導電性の棒状部材であり、その材質は例えば、鉄（快削鋼等），銅，真鍮，ステンレス，アルミニウム，ニッケル等の金属が挙げられる。また、シャフト１２２Ａとしては、外周面にメッキ処理を施した部材（例えば樹脂や、セラミック部材）、導電剤が分散された部材（例えば樹脂や、セラミック部材）等も挙げられる。シャフト１２２Ａは、中空状の部材（筒状部材）であってもよし、非中空状の部材であってもよい。
【００５２】
弾性層１２２Ｂは、多孔質の３次元構造を有する発泡体からなり、内部や表面に空洞や凹凸部（以下、セルという。）が存在し、弾性を有していることがよい。弾性層１２２Ｂは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、オレフィン、メラミン又はポリプロピレン、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム）、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレン、シリコーン、ニトリル、等の発泡性の樹脂材料又はゴム材料を含んで構成される。
【００５３】
これらの発泡性の樹脂材料又はゴム材料のなかもで、帯電部材１２１との従動摺擦によりトナーや外添剤などの異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電部材１２１の表面にクリーニング部材１２２の擦れによるキズをつけ難くするために、また、長期にわたり千切れや破損が生じ難くするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好適に適用される。
【００５４】
ポリウレタンとしては、特に限定するものではなく、例えば、ポリオール（例えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステル、アクリルポリールなど）と、イソシアネート（２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートや４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートなど）の反応物が挙げられ、これらの鎖延長剤（例えば１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパンなど）による反応物であってもよい。なお、ポリウレタンは、発泡剤（水やアゾ化合物（アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等）を用いて発泡させるのが一般的である。
【００５５】
弾性層１２２Ｂのセル数としては、２０／２５ｍｍ以上８０／２５ｍｍ以下であることが望ましく、３０／２５ｍｍ以上８０／２５ｍｍ以下であることがさらに望ましく、３０／２５ｍｍ以上５０／２５ｍｍ以下であることが特に望ましい。
【００５６】
弾性層１２２Ｂの硬さとしては、１００Ｎ以上５００Ｎ以下が望ましく１００Ｎ以上４００Ｎ以下がさらに望ましく、１５０Ｎ以上４００Ｎ以下が特に望ましい。
【００５７】
導電性軸受け１２３は、帯電部材１２１とクリーニング部材１２２とを一体で回転自在に保持すると共に、当該部材同士の軸間距離を保持する部材である。導電性軸受け１２３は、導電性を有する材料で製造されていればいかなる材料及び形態でもよく、例えば、導電性のベアリングや導電性の滑り軸受けなどが適用される。
【００５８】
電源１２４は、導電性軸受け１２３へ電圧を印加することにより帯電部材１２１とクリーニング部材１２２とを同極性に帯電させる装置であり、公知の高圧電源装置を用いることができる。
【００５９】
本実施形態に係る帯電装置１２では、電源１２４から導電性軸受け１２３に電圧が印加されることで、帯電部材１２１とクリーニング部材１２２とが同極性に帯電する。これにより、像保持体表面の異物（例えばトナーや外添剤）をクリーニング部材１２２及び帯電部材１２１表面に蓄積させるが抑制され、像保持体に移行でき、像保持体のクリーニング装置で異物が回収される。そのため、長期にわたり帯電部材１２１とクリーニング部材１２２とに汚れが蓄積することが抑制され、帯電性能が維持される。
【００６０】
（画像形成装置、プロセスカートリッジ）
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備える。そして、帯電手段（帯電装置）として、上記本実施形態に係る帯電装置を適用する。
【００６１】
一方、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、例えば上記構成の画像形成装置に脱着され、像保持体と、像保持体を帯電する帯電手段と、を備える。そして、帯電手段として、上記本実施形態に係る帯電装置を適用する。本実施形態に係るプロセスカートリッジは、必要に応じて、像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段及び転写後の像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも一種を備えていてもよい。
【００６２】
次に、本実施形態に係る画像形成装置、及びプロセスカートリッジについて図面を参照しつつ説明する。図４は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図５は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
【００６３】
本実施形態に係る画像形成装置１０１は、図４に示すように、像保持体１０を備え、その周囲に、像保持体を帯電する帯電装置１２と、帯電装置１２により帯電された像保持体１０を露光して潜像を形成する露光装置１４と、露光装置１４により形成した潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置１６と、現像装置１６により形成したトナー像を記録媒体Ａに転写する転写装置１８と、転写後の像保持体１０表面の残留トナーを除去するクリーニング装置２０と、を備える。また、転写装置１８により記録媒体Ａに転写されたトナー像を定着する定着装置２２を備える。
【００６４】
そして、本実施形態に係る画像形成装置１０１は、帯電装置１２として、例えば、帯電部材１２１と、帯電部材１２１に接触配置されたクリーニング部材１２２と、帯電部材１２１及びクリーニング部材１２２の軸方向両端を各部材が回転自在となるように保持する導電性軸受け１２３（導電性ベアリング）と、導電性軸受け１２３の一方に接続された電源１２４と、が配設された、上記本実施形態に係る帯電装置が適用されている。
【００６５】
一方、本実施形態の画像形成装置１０１は、帯電装置１２（帯電部材１２１）以外の構成については、従来から電子写真方式の画像形成装置の各構成として公知の構成が適用される。以下、各構成の一例につき説明する。
【００６６】
像保持体１０は、特に制限なく、公知の感光体が適用されるが、電荷発生層と電荷輸送層を分離した、いわゆる機能分離型と呼ばれる構造の有機感光体が好適に適用される。また、像保持体１０は、その表面層が電荷輸送性を有し架橋構造を有する保護層で被覆されているものも好適に適用される。この保護層の架橋成分としてシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、アクリル樹脂で構成された感光体も好適に適用される。
【００６７】
露光装置１４としては、例えば、レーザー光学系やＬＥＤアレイ等が適用される。
【００６８】
現像装置１６は、例えば、現像剤層を表面に形成させた現像剤保持体を像保持体１０に接触若しくは近接させて、像保持体１０の表面の潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置である。現像装置１６の現像方式は、既知の方式として二成分現像剤による現像方式が好適に適用される。この二成分現像剤による現像方式には、例えば、カスケード方式、磁気ブラシ方式などがある。
【００６９】
転写装置１８としては、例えば、コロトロン等の非接触転写方式、記録媒体Ａを介して導電性の転写ロールを像保持体１０に接触させ記録媒体Ａにトナー像を転写する接触転写方式のいずれを適応してもよい。
【００７０】
クリーニング装置２０は、例えば、クリーニングブレードを像保持体１０の表面に直接接触させて表面に付着しているトナー、紙粉、ゴミなどを除去する部材である。クリーニング装置２０としては、クリーニングブレード以外にクリーニングブラシ、クリーニングロール等を適用してもよい。
【００７１】
定着装置２２としては、ヒートロールを用いる加熱定着装置が好適に適用される。加熱定着装置は、例えば、円筒状芯金の内部に加熱用のヒータランプを備え、その外周面に耐熱性樹脂被膜層あるいは耐熱性ゴム被膜層により、いわゆる離型層を形成した定着ローラと、この定着ローラに対し特定の接触圧で接触して配置され、円筒状芯金の外周面あるいはベルト状基材表面に耐熱弾性体層を形成した加圧ローラ又は加圧ベルトと、で構成される。未定着のトナー像の定着プロセスは、例えば、定着ローラと加圧ローラ又は加圧ベルトとの間に未定着のトナー像が転写された記録媒体Ａを挿通させて、トナー中の結着樹脂、添加剤等の熱溶融による定着を行う。
【００７２】
なお、本実施形態に係る画像形成装置１０１は、上記構成に限られず、例えば、中間転写体を利用した中間転写方式の画像形成装置、各色のトナー像を形成する画像形成ユニットを並列配置させた所謂タンデム方式の画像形成装置であってもよい。
【００７３】
一方、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、図５に示すように、上記図４に示す画像形成装置において、露光のための開口部２４Ａ、除電露光のための開口部２４Ｂ及び取り付けレール２４Ｃが備えられた筐体２４により、像保持体１０と、像保持体を帯電する帯電装置１２と、露光装置１４により形成した潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置１６と、転写後の像保持体１０表面の残留トナーを除去するクリーニング装置２０と、を一体的に組み合わせて保持して構成したプロセスカートリッジ１０２である。そして、プロセスカートリッジ１０２は、上記図４に示す画像形成装置１０１に脱着自在に装着されている。
【実施例】
【００７４】
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。なお、特に断りがない限り、「部」は、「質量部」を意味する。
【００７５】
＜実施例１＞
（導電性ロールの作製）
導電性ロールを作製するにあたり下記組成の混合物をニーダー等の混練機で混練して導電性弾性層形成材料を調製し、ＳＵＳ３０３製軸体直径８ｍｍの導電性軸体を用い、ゴム厚さ３ｍｍとなるように、前記の円筒型金型に注型した。金型温度を１７０℃で３０分間加硫させ、金型から取り出した円筒状の導電性弾性層を得た。
【００７６】
−組成−
・弾性材料                              ・・・・・・・・・１００重量部
（（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）
・酸化亜鉛                                          ・・・・・５重量部
(酸化亜鉛２種：正同化学工業社製)
・ステアリン酸                                      ・・・・・１重量部
（ステアリン酸Ｓ：花王社製）
・シランカップリング剤                            ・・・・・７．０重量部
（３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン：Ｚ−６０６２：東レ・ダウコーニング社製）
・水和物（硫酸ナトリウム・１０Ｈ２Ｏ）                ・・・・１０重量部
・導電剤（ケッチェンブラックＥＣ：ライオン社製）      ・・・・８重量部
・イオン導電剤（ＫＳ−５５５：花王社製）              ・・・・１重量部
・加硫剤（硫黄：２００メッシュ：鶴見化学工業社製）    ・・・・１重量部
・加硫促進剤（ノクセラーＤＭ：大内新興化学工業社製）  ・・２．０重量部
・加硫促進剤（ノクセラーＴＴ：大内新興化学工業社製）  ・・０．５重量部
【００７７】
＜実施例２＞
シランカップリング剤として、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを０．１重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００７８】
＜実施例３＞
シランカップリング剤として、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを５．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００７９】
＜実施例４＞
シランカップリング剤として、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを１０．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００８０】
＜実施例５＞
シランカップリング剤として、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを１０．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００８１】
＜実施例６＞
シランカップリング剤として、３−メルカプトプロピルトリエトキシシランを１５．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００８２】
＜実施例７＞
シランカップリング剤として、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを２０．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００８３】
＜実施例８＞
シランカップリング剤として、３−メルカプトプロピルトリエトキシシランを７．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００８４】
＜実施例９＞
シランカップリング剤として、ビス（3-(トリエトキシシリル)プロピル）ジスルフィドを７．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００８５】
＜実施例１０＞
シランカップリング剤として、ビス（3-(トリエトキシシリル)プロピル）テトラスルフィドを７．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００８６】
＜実施例１１＞
水和物として、硫酸ナトリウム・１０Ｈ２Ｏを０．５重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００８７】
＜実施例１２＞
水和物として、硫酸ナトリウム・１０Ｈ２Ｏを１．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００８８】
＜実施例１３＞
水和物として、硫酸ナトリウム・１０Ｈ２Ｏを５．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。＜実施例１４＞
【００８９】
＜実施例１４＞
水和物として、硫酸ナトリウム・１０Ｈ２Ｏを２０．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００９０】
＜実施例１５＞
水和物として、硫酸ナトリウム・１０Ｈ２Ｏを３０．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００９１】
＜実施例１６＞
水和物として、硫酸ナトリウム・１０Ｈ２Ｏを４０．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００９２】
＜実施例１７＞
水和物として二リン酸ナトリウム・１２Ｈ２Ｏを７．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００９３】
＜実施例１８＞
水和物として酢酸ナトリウム・３Ｈ２Ｏを７．０重量部配合する以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００９４】
＜比較例１＞
シランカップリング剤及び水和物を配合しない以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００９５】
＜比較例２＞
実施例１の軸体にプライマー（メタロックＵ−２０：導電性プライマー（株）東洋化成研究所）を塗布した軸体を用いシランカップリング剤及び水和物を配合しない以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００９６】
＜比較例３＞
水和物を配合しない以外は、実施例１と同様にして導電性弾性層を形成し、導電性ロールを得た。
【００９７】
＜評価＞
〔表面硬度〕
上記導電性ローラの表面硬度をマイクロゴム硬度計ＭＤ−１タイプ（高分子Ａ型（高分子計器社製））を用いて評価した。結果を表１乃至表４に示す。
【００９８】
〔接着性〕
上記導電性ローラの導電性弾性層を端部から幅１０ｍｍ、長１５０ｍｍにカットし端部の軸体と導電性弾性層の接着界面に切り込みを入れ２０ｍｍはがしはさみしろを作りオートグラフで９０°剥離試験を行った。結果を表１乃至表４に示す。
評価基準
◎：導電性弾性層の凝集破壊率が１００％のもの
○：導電性弾性層の凝集破壊率６５〜９９％
△：導電性弾性層の凝集破壊率３５〜６５％
△−：導電性弾性層の凝集破壊率１〜３５％
×：軸体と導電性弾性層の界面で剥離するもの
【００９９】
【表１】
2010117650.tif 000002
【０１００】
【表２】
2010117650.tif 000003
【０１０１】
【表３】
2010117650.tif 000004
【０１０２】
【表４】
2010117650.tif 000005
【０１０３】
上記結果から、本実施例では、比較例１に比べ、適度な弾性層の硬度を有しつつ、シャフトと弾性層との接着性に優れることがわかる。また、本実施例では、シャフトと弾性層との接着性が接着層を設けた比較例２と同等又はそれ以上で得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本実施形態に係る帯電部材を示す概略斜視図である。
【図２】本実施形態に係る帯電部材の概略断面図である。
【図３】本実施形態に係る帯電装置の概略斜視図である。
【図４】本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図５】本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０   像保持体
１２   帯電装置
１４   露光装置
１６   現像装置
１８   転写装置
２０   クリーニング装置
２２   定着装置
２４   筐体
２４Ａ 開口部
２４Ｂ 開口部
２４Ｃ 取り付けレール
３０   シャフト
３１   弾性層
３２   表面層
１０１ 画像形成装置
１０２ プロセスカートリッジ
１２１ 帯電部材
１２２ クリーニング部材
１２３ 導電性軸受け
１２２Ａ      シャフト
１２２Ｂ      弾性層
１２４ 電源
【図１】
2010117650.tif 000006
【図２】
2010117650.tif 000007
【図３】
2010117650.tif 000008
【図４】
2010117650.tif 000009
【図５】
2010117650.tif 000010