(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電部材であって、
導電性を有する軸体と、該軸体の外周面に沿って形成された導電性を有する弾性層と、該弾性層の外周面に沿って形成された表層とを有しており、
上記弾性層は、ゴムと、紡錘形状を有する炭酸カルシウムとを含有しており、
上記表層は、マトリックスポリマーと、分子内にイソシアネート基を２個以上有する多価イソシアネートと、多孔質粒子とを含有する組成物の硬化物からなり、
上記炭酸カルシウムは、上記弾性層における上記軸体側の部分よりも上記表層側の部分に多く存在していることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
上記弾性層は、ゴム１００質量部に対して、上記炭酸カルシウムを１０〜１５０質量部含有することを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】
上記多孔質粒子は、多数の孔部を有する、シリカ粒子、（メタ）アクリル系樹脂粒子、および、ポリアミド系樹脂粒子からなる群より選択される１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の帯電部材。
【請求項４】
上記多価イソシアネートは、イソシアヌレート体を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電部材。
【請求項５】
上記ゴムは、イソプレンゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、および、ヒドリンゴムからなる群より選択される１種または２種以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の帯電部材。
【請求項６】
上記炭酸カルシウムは、長軸が上記軸体の軸方向に向いた状態で配向していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯電部材。
【請求項７】
上記弾性層は、押出成形により形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の帯電部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、帯電像を用いる電子写真方式の複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置が知られている。これら画像形成装置は、帯電した感光体への画像データの露光による潜像の形成、現像、転写媒体への転写、定着等の工程を経て画像形成を行う。上記潜像の形成工程では、一般に、感光体表面を帯電させるためにロール状の帯電部材が使用されている。
【０００３】
上記帯電部材としては、例えば、特許文献１に、導電性支持体と、導電性支持体上に形成された、紡錘形状の炭酸カルシウムの凝集体を含有する導電性の弾性層と、弾性層上に設けられた表層とを有する帯電部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術は、以下の点で問題がある。すなわち、弾性層中に含まれる紡錘形状の炭酸カルシウムは、弾性層表面を平滑にするのに役立つ。しかし、紡錘形状の炭酸カルシウムを含有する弾性層は、表層との密着性が低い。その結果、帯電部材が長期使用された場合に、弾性層から表層が剥離しやすくなる。表層の剥離が発生すると、帯電部材による感光体の帯電に支障が生じ、画像形成装置の耐久性が低下する。
【０００６】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、従来に比べ、弾性層と表層との密着性を向上させることが可能な帯電部材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電部材であって、
導電性を有する軸体と、該軸体の外周面に沿って形成された導電性を有する弾性層と、該弾性層の外周面に沿って形成された表層とを有しており、
上記弾性層は、ゴムと、紡錘形状を有する炭酸カルシウムとを含有しており、
上記表層は、マトリックスポリマーと、分子内にイソシアネート基を２個以上有する多価イソシアネートと、多孔質粒子とを含有する組成物の硬化物からなり、
上記炭酸カルシウムは、上記弾性層における上記軸体側の部分よりも上記表層側の部分に多く存在していることを特徴とする帯電部材にある。
【発明の効果】
【０００８】
上記帯電部材は、ゴムと紡錘形状を有する炭酸カルシウムとを含有する弾性層と、マトリックスポリマーと、分子内にイソシアネート基を２個以上有する多価イソシアネートと、多孔質粒子とを含有する組成物の硬化物からなる表層とを有している。そのため、上記帯電部材は、従来に比べ、弾性層と表層との密着性を向上させることができる。それ故、上記帯電部材は、長期使用された場合であっても、弾性層から表層が剥離し難い。
【０００９】
弾性層と表層との密着性が向上するメカニズムは、以下によるものと推定される。紡錘形状を有する炭酸カルシウムを含有する弾性層上において、表層の形成に用いられる上記組成物が硬化する際に、多孔質粒子の孔部に自己架橋した多価イソシアネートが入り込む。また、弾性層の炭酸カルシウム表面に存在するＣＯＯＨ基やＯＨ基等と多価イソシアネートのイソシアネート基とが反応する。これにより、弾性層と表層との間が架橋され、弾性層と表層との密着性が向上するものと考えられる。
上記帯電部材において、弾性層中の炭酸カルシウムは、弾性層における軸体側の部分よりも表層側の部分に多く存在している。そのため、上記帯電部材は、帯電部材の長期使用時に、弾性層から表層がより一層剥離し難い。これは、弾性層と表層との界面近傍において上述した推定メカニズムによる現象が生じやすくなり、弾性層と表層と間の密着力がより一層高められるためであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の帯電部材を模式的に示した図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上記帯電部材は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる。電子写真方式の画像形成装置としては、具体的には、帯電像を用いる電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリ、複合機、オンデマンド印刷機等の画像形成装置を例示することができる。
【００１２】
上記帯電部材において、軸体は、電圧を印加できるよう導電性を有しておれば、特に制限されない。軸体としては、具体的には、例えば、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属（合金含む）からなる中実体（芯金）や中空体、導電性のプラスチックからなる中実体や中空体、導電性または非導電性のプラスチックからなる中実体や中空体に金属めっきが施されたものなどを例示することができる。なお、軸体の外周面には、接着剤が塗布されていてもよい。
【００１３】
上記帯電部材において、弾性層は、ゴムと、紡錘形状を有する炭酸カルシウムとを含有している。
【００１４】
上記帯電部材において、弾性層に含まれるゴムとしては、例えば、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）などを例示することができる。これらゴムのうち、イソプレンゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、および、ヒドリンゴムからなる群より選択される１種または２種以上のゴムを好適に用いることができる。この場合には、加工しやすく、導電性を得やすい等の利点がある。また、低コスト化を図りやすい等の利点もある。上記ゴムのうち、イソプレンゴムをより好適に用いることができる。イソプレンゴムは反応基が少ないため、通常、表層との密着性を確保し難い。しかし、上記構成が採用されることにより、弾性層と表層との密着性が向上するため、上述した効果を十分に発揮させることができる。また、イソプレンゴムは比較的低廉である。そのため、この場合には、帯電部材の低コスト化を図りやすい。
【００１５】
上記帯電部材において、弾性層に含まれる炭酸カルシウムは、紡錘形状を有している。炭酸カルシウムとしては、具体的には、紡錘形状の炭酸カルシウムが比較的容易に得られる観点から、カルサイト型の結晶構造を有するものを好適に用いることができる。
【００１６】
炭酸カルシウムの平均アスペクト比は、弾性層表面が平滑化されやすくなる等の観点から、好ましくは１．０以上、より好ましくは１．５以上、さらに好ましくは２．０以上であるとよい。炭酸カルシウムの平均アスペクト比は、入手容易性等の観点から、好ましくは５．０以下、より好ましくは４．０以下、さらに好ましくは３．０以下であるとよい。なお、平均アスペクト比は、炭酸カルシウム粒子の短径に対する長径の比の平均値である。炭酸カルシウム粒子の短径、長径は、走査型電子顕微鏡を用いて測定することができる。また、炭酸カルシウム粒子の長径は、弾性層表面への出やすさ等の観点から、好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ以上、さらに好ましくは３００ｎｍ以上であるとよい。炭酸カルシウム粒子の長径は、加工性等の観点から、好ましくは３０００ｎｍ以下、より好ましくは２０００ｎｍ以下、さらに好ましくは１２００ｎｍ以下であるとよい。
【００１７】
上記帯電部材において、弾性層は、ゴム１００質量部に対して、炭酸カルシウムを１０〜１５０質量部含有することができる。この場合には、弾性層表面の平滑性を確保しつつ、弾性層と表層との密着性を向上させやすい。炭酸カルシウムの含有量は、弾性層表面の平滑性、弾性層と表層との密着性を確保しやすくなる等の観点から、好ましくは１５質量部以上、より好ましくは２０質量部以上、さらに好ましくは２５質量部以上とすることができる。炭酸カルシウムの含有量は、加工性、弾性層と表層との密着性等の観点から、好ましくは１４５質量部以下、より好ましくは１４０質量部以下、さらに好ましくは１３５質量部以下とすることができる。
【００１８】
上記帯電部材において、弾性層は、導電剤を含有することができる。導電剤としては、具体的には、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素系導電材料、チタン酸バリウム、ｃ−ＴｉＯ２、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ２（ｃ−は導電性を意味する。）等の導電性の金属酸化物や金属ナノ粒子などといった電子導電剤、ポリアニリン、ポリピロールなどといった導電ポリマー、第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、過塩素酸塩、イオン液体などといったイオン導電剤などを例示することができる。
【００１９】
上記帯電部材において、弾性層は、導電剤以外にも、例えば、加硫助剤、加硫剤、加硫促進剤、充填剤、滑剤、補強剤、架橋剤、架橋助剤、加工助剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、界面活性剤などの各種の添加剤を１種または２種以上含有することができる。
【００２１】
上記帯電部材において、弾性層の炭酸カルシウムは、長軸が軸体の軸方向に向いた状態で配向していることが好ましい。この場合には、表層との密着性や弾性層自体の回復性向上等の効果がある。また、この場合には、炭酸カルシウムが規則的に配列されているので、弾性層表面の平滑性も確保されやすい。
【００２２】
上記帯電部材において、弾性層は、押出成形により形成されているとよい。この場合には、炭酸カルシウムの長軸が軸体の軸方向と同方向である押出方向に向いた状態で配向しやすい。そのため、この場合には、長軸が軸体の軸方向に向いた状態で配向している炭酸カルシウムを含有する弾性層を得やすくなる。
【００２３】
上記帯電部材において、弾性層の厚みは、感光体との接触による変形に対する回復性向上、通電による材料破壊の抑制等の観点から、好ましくは０．２〜２０ｍｍ、より好ましくは０．５〜１０ｍｍ、さらに好ましくは１〜５ｍｍ程度とすることができる。
【００２４】
上記帯電部材において、弾性層の体積抵抗率は、帯電能力の向上、通電による材料破壊抑制等の観点から、好ましくは１×１０２〜１×１０１０Ω・ｃｍ程度、より好ましくは１×１０３〜１×１０９Ω・ｃｍ程度とすることができる。
【００２５】
上記帯電部材において、表層は、マトリックスポリマーと、分子内にイソシアネート基を２個以上有する多価イソシアネートと、多孔質粒子とを含有する組成物の硬化物からなる。
【００２６】
表層を形成するための組成物中に含まれるマトリックスポリマーは、表層の基本的な骨格を形成するための成分である。マトリックスポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレア系樹脂等を例示することができる。なお、本願において「（メタ）アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂の両方を含む意味である。
【００２７】
これらマトリックスポリマーのうち、好ましくは、（メタ）アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂などを好適に用いることができる。これらの樹脂は、比較的硬質である。そのため、この場合には、表層が比較的硬くなるため、表層表面へトナーや外添剤が突き刺さり難くなり、トナーや外添剤の付着による汚れを軽減しやすくなる。また、この場合には、感光体を削ってしまうほど過度に硬くなり難いため、感光体の損傷も抑制しやすい。（メタ）アクリル系樹脂としては、具体的には、シリコーン基および／またはフッ素含有基を有するものを好適に用いることができる。シリコーン基を有する場合には、表層表面の滑り性を向上させることができる。フッ素含有基を有する場合には、表層表面に付着したトナーが離れやすくなり、トナーフィルミング等を抑制しやすくなる。なお、「フッ素含有基」とは、フッ素原子を含有する基をいい、−Ｆを含む。
【００２８】
表層を形成するための組成物中に含まれる多価イソシアネートは、弾性層と表層との密着性を向上させるために重要な成分である。多価イソシアネート同士による自己架橋を促進させる、炭酸カルシウムとの反応性を高める等の観点から、多価イソシアネートは、分子内にイソシアネート基を２個以上有するものが適用される。多価イソシアネートは、弾性層と表層との密着性を向上させることができる範囲内であれば、分子内のイソシアネート基の個数が特に限定されるものではない。
【００２９】
多価イソシアネートは、イソシアヌレート体、ビウレット体、アダクト体のいずれの構造のものであってもよい。多価イソシアネートは、好ましくは、イソシアヌレート体を含んでいるとよい。この場合には、弾性層と表層との間の密着性を向上させやすい。
【００３０】
多価イソシアネートとしては、具体的には、例えば、脂肪族、脂環族または芳香族の多価イソシアネートあるいはこれら多価イソシアネートのイソシアヌレート体、ビウレット体、アダクト体等の誘導体などを例示することができる。より具体的には、脂肪族、脂環族または芳香族のジイソシアネートあるいはこれらジイソシアネートのイソシアヌレート体、ビウレット体、アダクト体等の誘導体などを例示することができる。
【００３１】
多価イソシアネートとしては、より具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）系、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）系、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）系、水添キシレンジイソシアネート（Ｈ６ＸＤＩ）、水添キシレンジイソシアネート（Ｈ６ＸＤＩ）系、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）系、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）系、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）系、これらのイソシアヌレート体、ビウレット体、アダクト体等の誘導体等を例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。なお、上記にいう「系」は、ベースとなるイソシアネートが同じである多価イソシアネート、そのイソシアヌレート体、ビウレット体、アダクト体等の誘導体を包括的に含む意味である。つまり、例えば、「ヘキサメチレンジイソシアネート系」の場合であれば、ヘキサメチレンジイソシアネートをベースにした各種の多価イソシアネート、そのイソシアヌレート体、ビウレット体、アダクト体等の誘導体が含まれる。他についても同様である。
【００３２】
多価イソシアネ−トは、イソシアネ−ト基がブロック剤にてブロックされたブロック多価イソシアネ−トであってもよい。ブロック多価イソシアネ−トは、イソシアネート基がブロック剤により保護されているため、常温での反応性が非ブロック多価イソシアネ−トに比べて低くなっている。そのため、ブロック多価イソシアネ−トは、帯電部材の製造環境における湿気や製造時間の長さによる劣化などが起こり難く、好適に使用することができる。なお、ブロック剤は、表層を形成するための組成物を硬化させる際に加えられる熱によって解離し、活性なイソシアネート基が再生される。また、ブロック剤としては、例えば、アルコ−ル系、フェノ−ル系、活性メチレン系、メルカプタン系、酸アミド系、酸イミド系、イミダゾ−ル系、尿素系、オキシム系、アミン系、イミド系化合物、ピリジン系化合物などを例示することができる。
【００３３】
表層を形成するための組成物において、多価イソシアネートの含有量は、弾性層と表層との密着性向上の効果を確実なものとする等の観点から、マトリックスポリマー１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、さらに好ましくは２０質量部以上とすることができる。また、多価イソシアネートの含有量は、加工性等の観点から、マトリックスポリマー１００質量部に対して、好ましくは６０質量部以下、より好ましくは５０質量部以下、さらに好ましくは４０質量部以下とすることができる。
【００３４】
表層を形成するための組成物中に含まれる多孔質粒子は、弾性層と表層との密着性を向上させるために重要な成分である。多孔質粒子は、少なくとも粒子表面に多数の孔部を有しておれば、無機系の粒子、有機系の粒子のいずれであってもよい。また、多孔質粒子は、絶縁性、導電性のいずれであってもよい。絶縁性の多孔質粒子は、帯電部材の低コスト化に寄与しやすい利点がある。導電性の多孔質粒子は、局所的な表面抵抗差を低減しやすくなるため、均一帯電性の向上に寄与しやすい利点がある。多孔質粒子としては、具体的には、例えば、多数の孔部を有する、シリカ粒子、（メタ）アクリル系樹脂粒子、ポリアミド系樹脂粒子などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。これらのうち、弾性層と表層との密着性、加工性、コストなどの観点から、好ましくはシリカ粒子であるとよい。
【００３５】
表層を形成するための組成物において、多孔質粒子の含有量は、弾性層と表層との密着性向上の効果を確実なものとする等の観点から、マトリックスポリマー１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、さらに好ましくは２５質量部以上とすることができる。また、多孔質粒子の含有量は、均一帯電性等の観点から、マトリックスポリマー１００質量部に対して、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは４５質量部以下、さらに好ましくは４０質量部以下とすることができる。
【００３６】
多孔質粒子の平均粒子径は、弾性層と表層との密着性向上の効果を確実なものとする等の観点から、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは４μｍ以上、さらに好ましくは５μｍ以上とすることができる。多孔質粒子の平均粒子径は、組成物中における分散性、加工性等の観点から、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下とすることができる。なお、多孔質粒子の平均粒子径は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）中に多孔質粒子を分散させ、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置（例えば、日揮装社製、「マイクロトラックＨＲＡ（Ｘ−１００）」）により測定されるメジアン径である。
【００３７】
表層を形成するための組成物は、導電剤を含有することができる。導電剤としては、具体的には、弾性層の説明において上述したものを例示することができる。表層を形成するための組成物は、導電剤以外にも、例えば、表層表面に凹凸形状を付与するための粗さ形成用粒子、表面改質剤、分散剤、界面活性剤などの各種の添加剤を１種または２種以上含有することができる。
【００３８】
表層の厚みは、帯電部材表面の損傷抑制、感光体の損傷抑制、耐摩耗性の向上等の観点から、好ましくは０．５〜２０μｍ、より好ましくは０．７〜１０μｍ、さらに好ましくは１〜８μｍ程度とすることができる。なお、表層表面に凹凸形状を有する場合、表層の厚みは、凹部の位置にて測定される値である。表層の体積抵抗率は、帯電能力の向上、帯電バラツキ抑制等の観点から、好ましくは、１×１０４〜１×１０１１Ω・ｃｍ、より好ましくは、１×１０５〜１×１０１０Ω・ｃｍ程度とすることができる。
【００３９】
なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例の帯電部材について、図面を用いて具体的に説明する。
【００４１】
（実施例１）
実施例１の帯電部材について、図１、図２を用いて説明する。図１、図２に示されるように、本例の帯電部材１は、電子写真方式の画像形成装置に用いられるものである。帯電部材１は、具体的には、電子写真方式の画像形成装置における感光体に接触させ、電圧を印加することによって感光体表面を帯電させるために用いられる。
【００４２】
帯電部材１は、導電性を有する軸体２と、軸体２の外周面に沿って形成された導電性を有する弾性層３と、弾性層３の外周面に沿って形成された表層４とを有している。弾性層３は、ゴムと、紡錘形状を有する炭酸カルシウムとを含有している。表層４は、マトリックスポリマーと、分子内にイソシアネート基を２個以上有する多価イソシアネートと、多孔質粒子とを含有する組成物の硬化物からなる。
【００４３】
本例では、弾性層３は、ゴム１００質量部に対して、炭酸カルシウムを１０〜１５０質量部含有している。ゴムは、イソプレンゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、および、ヒドリンゴムからなる群より選択される１種または２種以上である。弾性層３は、所定のゴム成分と紡錘形状を有する炭酸カルシウムとを含むゴム組成物を押出成形した後、加熱処理することにより形成されている。炭酸カルシウムは、弾性層３における軸体２側の部分よりも表層４側の部分に多く存在している。また、紡錘形状を有する炭酸カルシウムは、長軸が軸体２の軸方向に向いた状態で配向している。表層４を形成するための組成物中に含まれる多孔質粒子は、多数の孔部を有する、シリカ粒子、（メタ）アクリル系樹脂粒子、および、ポリアミド系樹脂粒子からなる群より選択される１種または２種以上を含んでいる。
【００４４】
以下、実験例を用いてより具体的に説明する。
（実験例）
＜弾性層形成用材料の調製＞
各弾性層形成用材料の調製に用いられる各材料として以下のものを準備した。
−ゴム成分−
・イソプレンゴム（ＩＲ）（ＪＳＲ社製、「ＪＳＲ  ＩＲ２２００」）
・天然ゴム（ＮＲ）（ＲＳＳ１）
・スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）（旭化成ケミカルズ社製、「タフデン２１００」）
・ブタジエンゴム（ＢＲ）（日本ゼオン社製、「ニポール  ＢＲ１２２０」）
・ニトリルゴム（ＮＢＲ）（日本ゼオン社製、「ＤＮ２１９」）
・ヒドリンゴム（ＥＣＯ）（ダイソー社製、「エピクロマーＣＧ１０２」）
−紡錘形状を有する炭酸カルシウム−
・紡錘形炭酸カルシウム（１）（長径：３００ｎｍ、白石工業社製、「Ｔｕｎｅｘ−Ｅ」）
・紡錘形炭酸カルシウム（２）（長径：１２００ｎｍ、白石工業社製、「ＰＣ−７００」）
−その他の添加剤−
・加硫助剤（酸化亜鉛）（三井金属社製、「酸化亜鉛２種」）
・導電剤（カーボンブラック）（ケッチェンブラックインターナショナル社製、「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」）
・加硫剤（硫黄）（鶴見化学工業社製）
・加硫促進剤（２−メルカプトベンゾチアゾール）（大内新興化学工業社製、「ノクセラーＭ−Ｐ」）
【００４５】
表１に示される所定のゴム１００質量部を素練りした後、上記加硫助剤５質量部および上記導電剤１０質量部を添加し、２分間混練した。次いで、表１に示される所定の紡錘形炭酸カルシウムを所定質量部添加し、５分間混練した。次いで、得られた練りゴムに、オープンロールで、上記加硫剤２質量部および上記加硫促進剤０．５質量部を添加し、混練した。以上により、各弾性層形成用材料を調製した。
【００４６】
＜表層形成用の組成物の調製＞
各表層形成用の組成物の調製に用いられる各材料として以下のものを準備した。
−マトリックスポリマー−
・フッ素変性アクリレート樹脂（ＤＩＣ社製、「ディフェンサＴＲ２３０Ｋ」）
−多価イソシアネート−
・多価イソシアネート（１）（ブロックトリレンジイソシアネート）（日本ポリウレタン工業社製、「コロネート２５３４」）
・多価イソシアネート（２）（ブロックジフェニルメタンジイソシアネート）（日本ポリウレタン工業社製、「コロネートＨＸ」）
・多価イソシアネート（３）（ブロックヘキサメチレンジイソシアネート）（日本ポリウレタン工業社製、「コロネートＬ」）
−粒子−
・粒子（１）（多孔質、シリカ粒子）（富士シリシア化学社製、「サイリシア４４６」）
・粒子（２）（多孔質、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子）（積水化成品工業社製、「ＭＢＰ−８」）
・粒子（３）（多孔質、ポリアミド系樹脂粒子）（東レ社製、「ＴＲ−１」）
・粒子（４）（非多孔質、シリカ粒子）（テツタニ社製、「アエロジルＲ９７２」）
−その他の添加剤−
・導電剤（カーボンブラック）（電気化学工業社製、「デンカブラックＨＳ−１００」）
【００４７】
表１に示されるように、マトリックスポリマー：所定質量部と、所定の多価イソシアネート：所定質量部と、所定の粒子：所定質量部と、導電剤：所定質量部とを配合した。次いで、これにメチルエチルケトン（ＭＥＫ）１００質量部を加えて混合撹拌することにより、各表層形成用の液状の組成物を調製した。
【００４８】
＜帯電ロール試料の作製＞
−弾性層の形成−
軸体として、直径６ｍｍの中実円柱状の芯金を準備し、外周面に接着剤を塗布した。この軸体の外周に、未硬化の各弾性層形成用材料をロール状に押し出し、１５０℃で３０分間加硫した。これにより、軸体の外周面に沿ってロール状の各弾性層（厚み１．２５ｍｍ）を形成した。
【００４９】
−表層の形成−
上記各弾性層の外周面に、ロールコート法により、各表層形成用の組成物を塗工した後、１４０℃で４５分間熱処理した。これにより、各弾性層の外周面に沿って各表層（厚み５μｍ）を形成した。以上により、試料１〜試料１８の帯電ロールを作製した。
【００５０】
＜弾性層の断面観察等＞
各帯電ロールにおける軸体と垂直な方向の断面および平行な方向の断面を、走査型電子顕微鏡にて観察した。その結果、弾性層中に紡錘形炭酸カルシウムを含まない試料１７の帯電ロールを除いて、各帯電ロールにおける弾性層中の紡錘形炭酸カルシウムは、長軸が軸体の軸方向に向いた状態で配向していることが確認された。また、各帯電ロールにおける紡錘形炭酸カルシウムは、弾性層における軸体側の部分よりも表層側の部分に多く存在していることが確認された。
【００５１】
＜表層に用いた粒子の平均粒子径＞
また、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）中に各粒子を分散させ、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置（日揮装社製、「マイクロトラックＨＲＡ（Ｘ−１００）」）により、メジアン径を測定した。その結果、粒子（１）の平均粒子径は、４μｍ、粒子（２）の平均粒子径は、８μｍ、粒子（３）の平均粒子径は、１３μｍ、粒子（４）の平均粒子径は、１６μｍであった。
【００５２】
＜密着性評価＞
各帯電ロールの表層表面に、カッターナイフを用いて１ｃｍ角の四角形状の切り込み部を形成した。次いで、当該切り込み部分に粘着テープ（寺岡製作所社製、「６１０Ｓ  ＃５０」）を貼り付けた後、０．４５ｋｇｆの力にて粘着テープを剥がした。切り込み部が全く剥がれなかった場合を、密着性にきわめて優れるとして「Ａ＋」とした。切り込み部における角部に剥がれが見られたものの、その他の部分は剥がれていなかった場合を、密着性に優れるとして「Ａ」とした。切り込み部の四方に剥がれが見られたものの、その他の部分は剥がれていなかった場合を、密着性が良好であるとして「Ｂ」とした。切り込み部が全面剥がれた場合を、密着性に劣るとして「Ｃ」とした。
【００５３】
＜耐久後の剥離評価＞
各帯電ロールを、市販の直流帯電方式のプリンター（ＨＰ社製、「Ｃｏｌｏｒ  Ｌａｓｅｒ  Ｊｅｔ  ４７００ｄｎ」）に組み込み、３２℃×８５％ＲＨの環境下に２４時間養生させた。その後、同環境下にて、２％印字チャートにて１０，０００枚の画像形成を実施した。次いで、上記プリンターから耐久後の帯電ロールを取り出し、ロール表面を目視にて観察した。表層に傷、剥離が全く見られなかった場合を、耐久性に極めて優れるとして「Ａ+」とした。表層に傷が１〜２か所入っている程度であった場合を、耐久性に優れるとして「Ａ」とした。表層に傷が２か所超見られたものの、表層が剥離していなかった場合を、耐久性が良好であるとして「Ｂ」とした。表層が剥離していた場合を、表層の密着性が悪く、耐久性に劣るとして「Ｃ」とした。
【００５４】
以下、弾性層、表層の詳細と、作製した帯電ロールの評価結果をまとめて表１に示す。
【００５５】
【表１】
0006051365.tif 000002
【００５６】
表１によれば、以下のことがわかる。
【００５７】
試料１６の帯電ロールは、表層形成用の組成物中に多孔質粒子が含まれておらず、非多孔質粒子が含まれている。そのため、試料１６の帯電ロールは、弾性層と表層との密着性が悪く、弾性層から表層が剥離した。
【００５８】
試料１７の帯電ロールは、弾性層中に紡錘形炭酸カルシウムが含まれていない。そのため、試料１７の帯電ロールは、弾性層と表層との密着性が悪く、弾性層から表層が剥離した。
【００５９】
試料１８の帯電ロールは、表層形成用の組成物中に多価イソシアネートが含まれていない。そのため、試料１８の帯電ロールは、弾性層と表層との密着性が悪く、弾性層から表層が剥離した。
【００６０】
これらに対し、試料１〜試料１５の帯電ロールは、ゴムと紡錘形炭酸カルシウムとを含有する弾性層と、マトリックスポリマーと、分子内にイソシアネート基を２個以上有する多価イソシアネートと、多孔質粒子とを含有する組成物の硬化物からなる表層とを有している。そのため、上記帯電ロールは、弾性層と表層との密着性を向上させることができた。また、上記帯電ロールは、画像形成装置に組み込まれて長期使用された場合であっても、弾性層から表層が剥離し難いことが確認された。
【００６１】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１  帯電部材
２  軸体
３  弾性層
４  表層
【図１】
0006051365.tif 000003
【図２】
0006051365.tif 000004