(57)【要約】【課題】長時間安定した帯電が行える帯電部材を提供する。【解決手段】導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた導電性弾性体基層と、該導電性弾性体基層上に設けられた少なくとも１層の微粒子含有層とを有する帯電部材を製造する方法において、該微粒子含有層の形成に備えて微粒子を分散させる微粒子分散工程を有し、該微粒子分散工程には第１処理リングと、該第１処理リングに対して接近離反可能な第２処理リングを具備し、該第１処理用リングを該第２処理用リングに対して相対的に回転させる回転駆動機構とを具備し、該第１処理リングが静止の状態において、該第２処理リングは該第１処理リングを押圧しており、該第１処理リングと該第２処理リングとの間に少なくとも該微粒子を含む被処理液を導入することにより該第２処理リングを該第１処理リングから離間させ、該第１処理リングの回転により、該被処理液中に該微粒子を分散させる。【選択図】図３
2006113120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた導電性弾性体基層と、該導電性弾性体基層上に設けられた少なくとも１層の微粒子含有層とを有する帯電部材を製造する方法において、
該微粒子含有層の形成に備えて微粒子を分散させる微粒子分散工程を有し、
該微粒子分散工程において分散機が使用され、
該分散機は、
第１処理リングと、該第１処理リングに対して接近離反可能な第２処理リングとを具備し、
該第１処理用リングを該第２処理用リングに対して相対的に回転させる回転駆動機構とを具備し、
該第１処理リングが静止の状態において、該第２処理リングは該第１処理リングを押圧しており、該第１処理リングと該第２処理リングとの間に少なくとも該微粒子を含む被処理液を導入することにより該第２処理リングを該第１処理リングから離間させ、該第１処理リングの回転により、該被処理液中に該微粒子を分散させる
ことを特徴とする帯電部材の製造方法。
【請求項２】
前記微粒子は少なくとも無機微粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の帯電部材の製造方法。
【請求項３】
前記微粒子はシランカップリング剤又はシリコーンオイル、もしくはシランカンプリング剤とシリコーンオイルの両方で表面処理された無機微粒子を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電部材の製造方法。
【請求項４】
前記無機微粒子がシリカ粒子又は酸化スズ又はその双方であることを特徴とする請求項１及至３のいずれかに記載の帯電部材の製造方法。
【請求項５】
前記酸化スズはアンチモンをドープした導電性酸化スズであることを特徴とする請求項１及至４のいずれかに記載の帯電部材の製造方法。
【請求項６】
前記微粒子は無機微粒子と有機微粒子とを含有することを特徴とする請求項１及至５のいずれかに記載の帯電部材の製造方法。
【請求項７】
前記導電性弾性体基層の主成分がエピクロルヒドリンゴムであることを特徴とする請求項１及至６のいずれかに記載の帯電部材の製造方法。
【請求項８】
前記導電性支持体が炭素鋼合金製であることを特徴とする請求項１及至７のいずれかに記載の帯電部材の製造方法。
【請求項９】
前記分散機には、該第１処理リング及び該第２処理リングの少なくとも一方の微振動やアライメントを緩衝する緩衝機構が備えられていることを特徴とする請求項１及至８のいずれかに記載の帯電部材の製造方法。
【請求項１０】
前記分散機に、該第１処理リングと該第２処理リングとの間の最大間隔を規定し、該最大間隔より大きい両処理リングの離反を抑止する離反抑止部が備えられていることを特徴とする請求項１及至９のいずれかに記載の帯電部材の製造方法。
【請求項１１】
前記分散機に、該第１処理リングと該第２処理リングとの間の最小間隔を規定し、該最小間隔より小さい両処理リングの近接を抑制する近接抑止部が備えられていることを特徴とする請求項１及至１０のいずれかに記載の帯電部材の製造方法。
【請求項１２】
前記第１処理リングの最外周辺部の周速が１０ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓであることを特徴とする請求項１及至１１のいずれかに記載の帯電部材の製造方法。
【請求項１３】
前記第１処理リング及び前記第２処理リングの一方或いは双方に凹部を備えたものであり、前記第１処理リングの回転によって前記第２処理リングを前記第１処理リングから離間させることを特徴とする請求項１及至１２のいずれかに記載の帯電部材の製造方法。
【請求項１４】
前記微粒子分散工程中の前記第１処理リングと前記第２処理リングとの間隙を調整するために前記第２処理リングに加える背圧Ｐが
１  ｋＰａ  ＜  Ｐ  ＜  ８００ｋＰａ
の範囲内にあることを特徴とする請求項１及至１３のいずれかに記載の帯電部材の製造方法。
【請求項１５】
帯電部材の製造方法において使用される分散機であって、
該分散機は、
第１処理リングと、該第１処理リングに対して接近離反可能な第２処理リングを少なくとも具備し、
該第１処理用リングを該第２処理用リングに対して相対的に回転させる回転駆動機構とを具備し、
該第１処理リングが静止の状態において、該第２の処理リングは該第１処理リングを押圧しており、該第１処理リングと該第２処理リングとの間に少なくとも該微粒子を含む被処理液を導入することにより該第２処理リングを該第１処理リングから離間させ、該第１処理リングの回転により、被処理液中に該微粒子を分散させる
ことを特徴とする分散機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は帯電部材の製造方法に関し、詳しくは、電圧を印加して被帯電体である電子写真感光体表面を所定の電位に帯電処理するための帯電部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置の一次帯電の方法として、接触帯電方法が実用化されている。これは、導電性支持体（芯金）の外周に導電性弾性層を設け、該導電性弾性層の外周に抵抗層を被覆して設けた帯電ローラを用い、芯金に電圧を印加し、帯電ローラと感光体の当接ニップの近傍で微小な放電をさせて感光体の表面を帯電する方法である。
【０００３】
実際に普及している方法としては、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加するＡＣ＋ＤＣ帯電方式で、この場合、帯電の均一性を得るために重畳する交流電圧には、直流電圧印加時の帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧Ｖｐｐを持つ電圧が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ＡＣ＋ＤＣ帯電方式は、交流電圧を印加することにより安定した帯電を行える方法であるが、交流の電圧源を使用する分、帯電部材に直流電圧のみを印加するＤＣ帯電方式に比較して、画像形成装置のコストが高くなってしまう。そこで、ＤＣ帯電方式についての提案がなされている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
このＤＣ帯電方式では、一般的にＡＣ帯電方式と比較して画像形成装置のコストが低減できる。しかし、ＡＣ＋ＤＣ帯電のようにＡＣ電流の均し効果が無いため、帯電の均一性が、ＡＣ＋ＤＣ帯電方式に比較して劣ると言う問題がある。また、均し効果が無いため、帯電部材（ローラ）表面に付着した汚れや、帯電ローラ自身の電気抵抗の不均一性が画像に出易いという問題もある。例えばこの帯電ローラ構成の場合、導電性弾性体基層の電気抵抗が大き過ぎて、特に１５℃／１０％ＲＨの様な低温低湿の環境中では感光体を帯電する能力が不充分となる。つまり低温低湿の環境中において６００ｄｐｉの中間調画像の様な高精細画像を出力したい場合、細かい白スジが発生する。
【０００６】
これらの問題を解決するため、帯電ローラの抵抗を小さくすることを目的として導電性弾性体に電子導電性の導電剤を添加する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
この方法にはカーボンブラックで抵抗を調整したＮＢＲゴムにポリオレフィン系ポリオールを２種類以上のイソシアネートで架橋した表層をコートした事務機器用部材が記載されている。しかしこの帯電部材（ローラ）を使用するとローラの部位による電気抵抗のムラが画像上に現れてしまい、満足し得る均一な帯電が不可能となる。特にこのような構成の帯電部材（ローラ）を抵抗の均一性の要求特性が厳しいＤＣ帯電用帯電部材として用いた場合には良好な帯電特性を得ることは困難である。
【０００８】
また、近年、ユーザーによるニーズの多様化により電子写真画像形成装置は、多種の印刷メディアへの対応が必要である。例えば厚さの異なる印刷メディアに対応する場合、メディアへ画像を定着するために必要な熱量が異なる。そこで電子写真装置を異なる２つ以上のプロセススピードで駆動しなければならない。このような場合には、ＤＣ帯電方式は、ＡＣ帯電方式に比較して良好な帯電特性を発揮する適正プロセススピードの範囲が狭いという問題点がある。つまり、印刷メディアの熱容量に応じ、メディアの厚みが厚い印刷メディアの場合にプロセススピードを遅くして定着部分を通過する時間を長くしたい場合や、あるいは、トランスペアレンシーシートに印刷する場合の様に、光の散乱を極力抑え、光の透過性の良い画像を得るために定着部でトナーを充分に溶融、混合させる為やはり定着部分を通過する時間を長くしたい場合等の場面で、ＤＣ帯電方式は、ＡＣ帯電方式に比較して良好な帯電を行うことがより困難であるという課題がある。
【０００９】
そこでこれらの問題を解決するために導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた導電性弾性体基層と、該導電性弾性体基層上に設けられた少なくとも１層の微粒子含有層（表層）とを有する帯電部材が提案されている。この帯電部材は微粒子が該表層中に均一分散されており、その微粒子による凹凸効果が適正な帯電を可能とする他、微粒子に例えば無機微粒子を使用した場合、帯電能力が増加して帯電の安定化が図れる。このような帯電部材は非常に性能が良く、高精細画像をこの帯電部材を使用した画像形成装置で得た場合においても所望の画像が得られる。しかしながら前記した微粒子の均一な分散には多くの時間と設備を要しており、帯電部材製造コストを押し上げる原因となっていた。
【特許文献１】特開平０１−２０４０８１号公報
【特許文献２】特開平０５−３４１６２７号公報
【特許文献３】特開平１１−１００５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、このような課題に対処してなされたもので、ＤＣ帯電法によって、例えば６００ｄｐｉの中間調画像の様な高精細画像を出力した場合においても、良好な帯電特性により、異なるプロセススピードで使用しても長期間安定した帯電が行える帯電部材を低コストで効率良く製造する製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記した従来技術の課題を解決すべく鋭意検討の結果、異なるプロセススピードで使用しても長期間安定した帯電が行えるＤＣ帯電用帯電部材を効率良く製造する製造方法を見出した。
【００１２】
すなわち、導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた導電性弾性体基層と、その基層上に設けられた少なくとも１層の微粒子含有層とを有する帯電部材を製造する方法において、該帯電部材中において微粒子を均一に分散させるために、該微粒子を効率良くかつ低コストで分散する方法を見出した。
【００１３】
その製造方法は従来から使用されているペイントシェーカー等の分散機を使用して分散を行うのではなく、少なくとも２枚の対向して配置されたリング状ディスクを持ちその間隙を通過させて微分散する装置を使用した帯電部材の製造方法である。
【００１４】
詳しくは、本発明は、
導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた導電性弾性体基層と、該導電性弾性体基層上に設けられた少なくとも１層の微粒子含有層とを有する帯電部材を製造する方法において、
該微粒子含有層の形成に備えて微粒子を分散させる微粒子分散工程を有し、
該微粒子分散工程において分散機が使用され、
該分散機は、
第１処理リングと、該第１処理リングに対して接近離反可能な第２処理リングとを具備し、
該第１処理用リングを該第２処理用リングに対して相対的に回転させる回転駆動機構とを具備し、
該第１処理リングが静止の状態において、該第２処理リングは該第１処理リングを押圧しており、該第１処理リングと該第２処理リングとの間に少なくとも該微粒子を含む被処理液を導入することにより該第２処理リングを該第１処理リングから離間させ、該第１処理リングの回転により、該被処理液中に該微粒子を分散させる
ことを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００１５】
更には前記微粒子は少なくとも無機微粒子を含むことを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００１６】
更には前記微粒子はシランカップリング剤又はシリコーンオイル、もしくはシランカンプリング剤とシリコーンオイルの両方で表面処理された無機微粒子を含むことを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００１７】
更には前記無機微粒子がシリカ粒子又は酸化スズ又はその双方であることを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００１８】
更には前記酸化スズはアンチモンをドープした導電性酸化スズであることを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００１９】
更には前記微粒子は無機微粒子と有機微粒子とを含有することを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００２０】
更には前記導電性弾性体基層の主成分がエピクロルヒドリンゴムであることを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００２１】
更には前記導電性支持体が炭素鋼合金製であることを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００２２】
更には前記分散機には、該第１処理リング及び該第２処理リングの少なくとも一方の微振動やアライメントを緩衝する緩衝機構が備えられていることを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００２３】
更には前記分散機に、該第１処理リングと該第２処理リングとの間の最大間隔を規定し、該最大間隔より大きい両処理リングの離反を抑止する離反抑止部が備えられていることを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００２４】
更には前記分散機に、該第１処理リングと該第２処理リングとの間の最小間隔を規定し、該最小間隔より小さい両処理リングの近接を抑制する近接抑止部が備えられていることを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００２５】
更には前記第１処理リングの最外周辺部の周速が１０ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓであることを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００２６】
更には前記第１処理リング及び前記第２処理リングの一方或いは双方に凹部を備えたものであり、前記第１処理リングの回転によって前記第２処理リングを前記第１処理リングから離間させることを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００２７】
更には前記微粒子分散工程中の前記第１処理リングと前記第２処理リングとの間隙を調整するために前記第２処理リングに加える背圧Ｐが
１ｋＰａ  ＜  Ｐ  ＜  ８００ｋＰａ
の範囲内にあることを特徴とする帯電部材の製造方法である。
【００２８】
本発明は、従来、ＤＣ帯電方式では低温低湿環境下で安定な帯電を得ることが難しく、また、印刷メディアの厚さ等の理由により、ひとつの電子写真装置を異なる２つ以上のプロセススピードで使用するような場合には、ＤＣ帯電方式は、ＡＣ帯電方式に比較して良好な帯電特性を発揮するプロセススピードの範囲が狭いという問題点を、コストをかけず解決し得る製造方法である。
【００２９】
本発明は、第１処理リング１と第２処理リング２の間隔を、機械的に一定に保つという従来の方式とは全く異なる発想により、所定の微小間隔に設定するようにした分散機を帯電部材の製造に使用する帯電部材の製造方法である。
【００３０】
すなわち、この異なる発想とは、メカニカルシールに用いられている原理を利用して、第１処理リングを第２処理リングが押圧するように該第１処理リングと該第２処理リング間の受圧面を設定した後、微粒子を含む被処理液にポンプ等により掛けられた所定の圧力を利用して、該第１処理リング及び該第２処理リングを離反させる。この結果、該第１処理リングと該第２処理リングとの間に微小な膜厚の流体膜を形成することができる。そして、別に設けられた回転駆動機構により、該第１処理リングを該第２処理リングに対して相対的に回転させることにより、両処理リング間の微小間隔内で大きなせん断力を、微粒子を含む被処理液に付与することができる。その結果、従来得ることのできなかった精度の高い（均質な）分散、或いは、従来得ることができなかった微小なオーダーに調整された分散を、実現することが可能になる。即ち、この大きなせん断力により、二次凝集又は多次凝集した微粒子を一次粒子に解砕し、また大きな粒子を微細化又は破砕することが達成できる。よって、従来のペイントシェーカー等では不可能か又は長い分散時間を要していた微粒子を含む分散液を効率良く得ることも可能になった。
【００３１】
しかも、従来のペイントシェーカーのように分散媒体（ガラスビーズ等）によるコンタミの可能性もなくなった。
【００３２】
又、前記第１処理リング及び前記第２処理リングの少なくとも一方の微振動やアライメントを緩衝する緩衝機構が備えられていることが好ましい。このように、緩衝機構を備えたフローティング構造を用いることにより、芯振れなどのアライメントを吸収し、接触による磨耗などを原因とする事故の危険性を排除することができる。
【００３３】
又、前記第１処理リングと前記第２処理リングとの間の最大間隔を規定し、該最大間隔より大きい両処理リングの離反を抑止する離反抑止部が備えられていることが好ましい。このため、該第１処理リングと該第２処理リングとの間の間隙が必要以上に広がることを防止し、均一な分散処理を確実且つ円滑に行うことを可能にした。
【００３４】
又、前記第１処理リングと前記第２処理リングとの間の最小間隔を規定し、該最小間隔より小さい両処理リングの近接を抑制する近接抑止部が備えられていることが好ましい。これによって、第１処理用面と第２処理用面との間の隙間が必要以上に狭まることを防止し、均一な分散処理を確実且つ円滑に行うことを可能とした。
【００３５】
又、前記第２処理リングの最外周辺部周速が１０ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓであることが好ましい。
【００３６】
１０ｍ／ｓより小さいと必要なせん断力が得られず、また１００ｍ／ｓより大きいと過剰な遠心力が生じて装置安定性に問題が生じる。
【００３７】
又、前記第１処理リング及び前記第２処理リングの一方或いは双方に凹部を備えたものであり、該第１処理リングの回転によって該第２処理リングを該第１処理リングから離間させることが好ましい。
【００３８】
このように該第１処理リング又は該第２処理リング或いはその双方に凹部を形成することにより、回転時凹部に動圧が発生することにより、両処理用面に離反力が作用して非接触で回転しながら確実に流体膜を形成することが可能となる。また攪拌能力を高めて、より効率的な分散処理を可能とする。
【００３９】
又、分散工程中の第１処理リングと第２処理リングとの間隙を調整するために第２処理リングに加える背圧Ｐは
１ｋＰａ  ＜  Ｐ  ＜  ８００ｋＰａ
の範囲内にあることが好ましい。１ｋＰａより小さいと分散工程中、回転する第１処理リングにより生じた遠心力により、装置から過剰に被分散液が排出されるため、所定の分散を得られず好ましくない。また８００ｋＰａより大きいと被分散液が過剰に発熱して被処理液に悪影響を及ぼすため好ましくない。このように上記範囲内で背圧を負荷することにより被分散液の排出量と分散度合いを適正にすることができる。
【００４０】
また本発明は、
帯電部材の製造方法において使用される分散機であって、
該分散機は、
第１処理リングと、該第１処理リングに対して接近離反可能な第２処理リングを少なくとも具備し、
該第１処理用リングを該第２処理用リングに対して相対的に回転させる回転駆動機構とを具備し、
該第１処理リングが静止の状態において、該第２の処理リングは該第１処理リングを押圧しており、該第１処理リングと該第２処理リングとの間に少なくとも該微粒子を含む被処理液を導入することにより該第２処理リングを該第１処理リングから離間させ、該第１処理リングの回転により、被処理液中に該微粒子を分散させる
ことを特徴とする分散機である。
【発明の効果】
【００４１】
ＤＣ帯電法によって、例えば６００ｄｐｉの中間調画像の様な高精細画像を出力した場合においても、良好な帯電特性により、異なるプロセススピードで使用しても長期間安定した帯電が行える帯電部材を効率良く、かつ低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の製造方法により製造される帯電部材は、導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた導電性弾性体基層と、少なくとも微粒子を含有する表層とを有する。この帯電部材の具体的な構成を図１に示す。図１（ａ）は、帯電部材の横断面を示し、図１の（ｂ）は、縦断面を示したものである。
【００４３】
本発明により製造される帯電部材は、導電性支持体１とその外周に形成された導電性弾性体基層２と、該導電性弾性体基層２の外周を被覆する表層（微粒子含有層）３とを有する帯電部材である。
【００４４】
図１に示す導電性支持体１は、炭素鋼合金製であることが強度、コストの面から好ましく、さらに炭素鋼合金表面に５μｍの厚さのニッケルメッキを施した円柱であることが更に好ましい。導電性支持体を構成する材料として他にも、例えば鉄、アルミニウム、チタン、銅及びニッケル等の金属やこれらの金属を含むステンレススチール、ジュラルミン、真鍮及び青銅等の合金、更にカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料等の、剛直で導電性を示す公知の材料を使用することもできる。また、形状としては円柱形状の他に、中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。
【００４５】
又図１に示すように本発明で製造する帯電部材は、導電性支持体１の外周に導電性弾性体基層２を成形しており導電性弾性体基層２は導電性弾性体からなっている。
【００４６】
導電性弾性体は、導電剤と高分子弾性体とを混合して成形されており、導電剤は少なくともイオン導電剤が含有されている。高分子弾性体としては特にエピクロルヒドリンゴムが好ましい。エピクロルヒドリンゴムは、ゴム自体に若干の導電性があり、導電剤の添加量が少なくても良好な導電性を発揮することが出来、また、環境や位置による電気抵抗のバラツキも小さくすることが出来るので、高分子弾性体として好ましい。
【００４７】
エピクロルヒドリンゴムは、エピクロルヒドリンを中心とする環状のエーテルの開環重合体であり、ゴムを構成する主な単量体には、エピクロルヒドリン、エチレンオキシド及びアクリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
【００４８】
重合体であるエピクロルヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体及びエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体等が挙げられる。この中でも安定した中抵抗領域の導電性を示すことから、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体が特に好適に用いられる。エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体は、重合度や組成比を任意に調整することで導電性や加工性を制御できる。
【００４９】
高分子弾性体はエピクロルヒドリンゴムを主成分とするが、必要に応じてその他の一般的なゴムを含有されてもよい。
【００５０】
その他の一般的なゴムとしては、例えばＥＰＭ（エチレン・プロピレンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）、ノルボーネンゴム、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、クロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、ウレタンゴム、ＳＢＳ（スチレン・ブタジエン・スチレン−ブロックコポリマー）、ＳＥＢＳ（スチレン・エチレンブチレン・スチレン−ブロックコポリマー）等のスチレン系ブロックコポリマー及びシリコーンゴム等が挙げられる。
【００５１】
上記の一般的なゴムを含有する場合、その含有量は、高分子弾性体全量に対し１〜５０質量％であるのが好ましい。
【００５２】
導電剤としては、導電性弾性体基層２の電気抵抗率のムラを小さくするという目的により、イオン導電剤を含有することが必要である。イオン導電剤が高分子弾性体の中に均一に分散し、導電性弾性体の電子抵抗率を均一化することにより、帯電ローラを直流電圧のみの電圧印加で使用したときでも均一な帯電を得ることができる。
【００５３】
イオン導電剤としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４やＮａＣｌＯ４等の過塩素酸塩、４級アンモニウム塩等が挙げられ、これらを単独又は２種類以上組み合わせて用いることができる。イオン導電剤の中でも、環境変化に対して抵抗が安定なことから特に過塩素酸４級アンモニウム塩が好適に用いられる。
【００５４】
イオン導電剤に加えて、導電性弾性体の電気抵抗にムラを生じさせない範囲で、電子導電性の導電剤を添加することができる。電子導電性の導電剤は、電子導電性の導電剤の担う導電性が、イオン導電剤の担う導電性よりも小さい範囲で使用することができる。すなわち、電子導電性の導電剤は、高分子弾性体にイオン導電剤のみを添加した場合の体積抵抗率に対して、電子導電性の導電剤を加えて添加した場合の体積抵抗率が１／２以上であるような配合割合で使用することができる。電子導電性の導電剤としては、例えば、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀等の金属系の粉体や繊維、カーボンブラック、金属粉や酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛等の金属化合物粉、又は適当な粒子の表面を酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、亜鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、ロジウムを電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより付着させた粉体、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）系カーボン、ピッチ系カーボン等のカーボン粉がある。これらを単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００５５】
本発明において、これらの導電剤の配合量は導電性弾性体の体積抵抗率が、低温低湿環境（Ｌ／Ｌ：１５℃／１０％ＲＨ）、常温常湿環境（Ｎ／Ｎ：２３℃／５５％ＲＨ）、高温高湿環境（Ｈ／Ｈ：３０℃／８０％ＲＨ）で、中抵抗領域（体積抵抗率が１×１０４〜１×１０７Ω・ｃｍ）になるような量が好ましい。
【００５６】
導電性弾性体の体積抵抗は、厚さ１ｍｍのシートに成型した後、両面に金属を蒸着して電極とガード電極とを作製し、微小電流計（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ  Ｒ８３４０Ａ  ＵＬＴＲＡ  ＨＩＧＨ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ  ＭＥＴＥＲ  （株）アドバンテスト社製）を用いて２００Ｖの電圧を印加して３０秒後の電流を測定し、膜厚と電極面積とから計算して求める。
【００５７】
導電性弾性体の体積抵抗率がこれよりも小さいと、像担持体である感光体にピンホールがあった場合に大電流がピンホールに一気に集中してしまい、穴をより大きくしてしまったり、穴以外の場所に電流が流れなくなって高精細なハーフトーン画像上に黒い帯となって帯電電位が不足した部分が現れてしまったりといった不具合が発生する恐れがある。逆に体積抵抗率が大き過ぎると、導電性弾性層中で印加電圧が降下してしまい、必要な放電電流が得られずに感光体を所望する電位に均一に帯電させることができなくなることがある。
【００５８】
この他にも導電性弾性体には必要に応じて、可塑剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、分散剤及び離型剤等の配合剤を加えることも好ましい。
【００５９】
導電性弾性体の成形方法としては、上記の導電性弾性体の原料を混合して、例えば、押し出し成形や射出成形、圧縮成形等の公知の方法が挙げられる。また、導電性弾性体基層は、導電性支持体の上に直接導電性弾性体を成形して作製してもよいし、チューブ形状に成形した導電性弾性体を導電性支持体に被覆させてもよい。なお、導電性弾性体基層の作製後に表面を研磨して形状を整えてもよい。
【００６０】
導電性弾性体基層の形状は、出来上がった帯電ローラと感光体との当接ニップ幅がローラの長手方向の分布でできるだけ均一になるよう、導電性弾性体基層ローラの中央部の直径が端部の直径よりも大きいクラウン形状となっていることが好ましい。また、出来上がったローラの当接ニップ幅が均一となるために、導電性弾性体基層ローラの振れが小さい方が好ましい。
【００６１】
振れの測定値は、図２のように、導電性基体を回転軸として導電性弾性体基層ローラを回転させ、回転軸と垂直に非接触レーザー測長器（本発明においては、（株）キーエンス製  ＬＳ−５０００）で測定した導電性弾性体基層の半径の最大値と最小値の差を値として求める。導電性弾性体基層の軸方向に１ｃｍピッチで前記半径の最大値と最小値の差を求め、その値の中で最大の値を導電性弾性体基層ローラの振れの値とする。
【００６２】
また、ローラの直径とは、同様に導電性基体を回転軸として導電性弾性体基層ローラを回転させ、回転軸と垂直に非接触レーザー測長器で測定した導電性弾性体基層の直径の最大値と最小値の平均とする。
【００６３】
導電性弾性体基層ローラの軸方向中央部の直径と、弾性体の両端部から１０ｍｍ中央側の部分の直径の値２つの平均との差を、クラウン量の値として求める。
【００６４】
導電性弾性体基層ローラの振れの好ましい値は、ローラ中央部の直径の０．５％以下、より好ましくは０．２５％以下である。本発明のローラの直径は１２ｍｍ程度が好ましいので、振れの値は具体的には６０μｍ以下が好ましく、より好ましくは３０μｍ以下とする。
【００６５】
クラウン量の値は出来上がったローラのニップ幅が均一になるように決めるが、好ましくはローラ直径の０．１〜５．０％、具体的には１２μｍ〜６００μｍが好ましい。
【００６６】
導電性弾性体のアスカーＣ硬度は、８５°以下が好ましく、より好ましくは８０°以下である。アスカーＣ硬度が８５°を超えると、帯電部材と感光体との間のニップ幅が小さくなり、帯電部材と感光体との間の当接力が狭い面積に集中し、当接圧力が大きくなる。これによって帯電が安定しなくなったり、あるいは感光体や帯電部材の表面に現像剤その他が付着し易くなったりする等の弊害が顕著になる。
【００６７】
なお、「アスカーＣ硬度」とは、日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ０１０１に準拠したアスカーＣ型スプリング式ゴム硬度計（高分子計器株式会社製）を用いて測定した帯電部材の硬度であり、常温常湿（２３℃／５５％ＲＨ）の環境中に１２時間以上放置した帯電部材に対して該硬度計を１０Ｎの力で当接させてから３０秒後に測定した値とする。
【００６８】
アスカーＣ硬度を小さくするため、導電性弾性体に可塑剤を配合する。配合量は、好ましくは１質量部以上、より好ましくは３質量部以上である。可塑剤としては、例えばセバシン酸とプロピレングリコールの共重合体のような、エステル系の高分子可塑剤を用いることができる。このようなエステル系の可塑剤はエピクロルヒドリンゴムとの極性が近く、比較的大量に配合することが可能であり、基層の硬度を小さく制御できるメリットがある。高分子可塑剤の分子量は、好ましくは２０００以上、より好ましくは４０００以上である。分子量が２０００より小さいと可塑剤がローラの表面に染み出してきて感光体を汚染する可能性がある。
【００６９】
導電性弾性体基層２は、必要に応じて導電性支持体と接着剤を介して接着される。この場合、接着剤は導電性であることが好ましい。導電性とするため、接着剤には公知の導電剤を有することができる。
【００７０】
接着剤のバインダーとしては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂が挙げられ、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、ポリエーテル系、エポキシ系、等の公知の接着剤を用いることができる。
【００７１】
導電剤としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４やＮａＣｌＯ４等の過塩素酸塩、４級アンモニウム塩等のイオン導電剤、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀等の金属系の粉体や繊維、カーボンブラック、金属粉や酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛等の金属化合物粉、又は適当な粒子の表面を酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、亜鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、ロジウムを電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより付着させた粉体、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）系カーボン、ピッチ系カーボン等のカーボン粉がある。これらを単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００７２】
導電性弾性体基層の被覆層として図１に示すように表層（微粒子含有層）３を設ける。本発明により製造される帯電部材の表層は、少なくとも微粒子とを含有する。
【００７３】
該微粒子が例えば無機粒子の場合、シリカ粉体を含有することが好ましい。シリカを含有すると、高抵抗な帯電ローラを使用しても帯電電位の絶対値が大きくなり、かつ安定するので、ＤＣ帯電ローラ用として特に好ましい。
【００７４】
本発明で用いることのできるシリカ微粉体としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ及び水ガラス等から製造される湿式シリカの両方が使用可能であるが、表面及び内部にあるシラノール基が少なく、製造残渣のない乾式シリカの方が好ましい。シリカの一次粒子径は０．５μｍ以下程度の微粒子であることが好ましい。
【００７５】
更に、本発明においては、疎水化処理されているシリカ微粉体を用いることで高分散が得られ好ましい。疎水化処理するには、シリカ微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物で化学的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ微粉体をシランカップリング剤で処理する方法、あるいはシリコーンオイルの如き有機ケイ素化合物で処理する方法、あるいはシランカップリング剤で処理した後、或いはシランカップリング剤で処理すると同時にシリコーンオイルの如き有機ケイ素化合物で処理する方法等が挙げられる。
【００７６】
疎水化処理に使用されるシランカップリング剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシランメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン及び１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサンが挙げられる。
【００７７】
疎水化処理に使用される有機ケイ素化合物としては、シリコーンオイルが挙げられ、好ましいシリコーンオイルとしては、２５℃における粘度がおよそ３０〜１，０００センチストークスのものが用いられる。例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル又はフッ素変性シリコーンオイルを用いることが好ましい。
【００７８】
シリコーンオイルによる疎水化処理の方法としては、例えば、シランカップリング剤で処理されたシリカ微粉体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合してもよいし、ベースとなるシリカヘシリコーンオイルを噴射する方法によってもよい。あるいは、適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、ベースのシリカ微粉体と混合し、溶剤を除去することによって疎水化処理してもよい。
【００７９】
無機粒子の添加量は塗工後の表層中の質量割合として、０．１〜１０％が好ましい。少なすぎると無機粒子を添加して帯電が安定する効果が得られないし、多すぎると表層塗料の粘度の制御が難しくなり、均一に塗工することが難しくなるので、好ましくない。
【００８０】
又、表層に例えば有機粒子を含有した場合、架橋した高分子微粒子を用いることが好ましい。架橋していないと表層塗工用の塗料としたときに溶解する恐れがあるので好ましくない。架橋した高分子微粒子を作るモノマーとしては、特には限定しないが、重合の容易さ等から、ビニル系のモノマーが好適に用いられる。
【００８１】
本発明に用いるビニル系モノマーは、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルへキシル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸へキシル等のメタクリル酸エステル、スチレン、ｐーメチルスチレン、α−メチルスチレン等の芳香族系ビニル単量体、酢酸ビニル、アクリロニトリル等が挙げられる。
【００８２】
樹脂粒子が架橋された高分子微粒子となるために、本発明においては、上記のビニル系モノマー以外に、分子内にビニル基を２つ以上有する架橋性のビニル系モノマーを使用する。このような架橋性のビニル系モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、等が挙げられる。これら架橋性のビニル系モノマーの添加量は、非架橋性のビニルモノマーに対して０．５〜３０質量部が好ましい。
【００８３】
これらの架橋された高分子微粒子は、シード乳化重合、分散重合、懸濁重合等により重合されるが、低分子の界面活性剤等の残留が少ないので、懸濁重合によって重合されることが好ましい。重合開始剤は、特に限定されないが、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル等の過酸化物系触媒、アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ系触媒が挙げられる。
【００８４】
本発明で使用される架橋された高分子微粒子は、形状がより真球形状に近いことがより好ましい。
【００８５】
具体的には、平均円形度が０．９５以上で、円形度標準偏差が０．０４０未満となるように高分子微粒子の粒子形状を精密に制御することにより、帯電ローラの表面粗さが均一になり、異なるプロセススピードで使用してもより均一な帯電特性を得ることが出来る。
【００８６】
本発明における円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明では東亜医用電子社製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて粒子形状の測定を行い、円形度を下式により求める。更に下式で示すように、測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数で除した値を平均円形度と定義する。
【００８７】
【数１】
2006113120.tif 000003
【００８８】
ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。
【００８９】
なお、本発明で用いている測定装置である「ＦＰＩＡ−１０００」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度及び円形度標準偏差の算出に当たって、粒子を得られた円形度によって、円形度０．４００〜１．０００を０．０１０間隔で、０．４００以上０．４１０未満、０．４１０以上０．４２０未満…０．９９０以上１．０００未満及び１．０００の如くに６１分割した分割範囲に分け、分割点の中心値と頻度を用いて平均円形度及び円形度標準偏差の算出を行う算出法を用いている。
【００９０】
この算出法で算出される平均円形度及び円形度標準偏差の各値と、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式によって算出される平均円形度及び円形度標準偏差の各値との誤差は、非常に少なく、実質的には無視できる程度であるため、本発明においては、算出時間の短絡化や算出演算式の簡略化の如きデータの取扱上の理由で、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式の概念を利用し、一部変更したこの様な算出法を用いている。
【００９１】
本発明における円形度は、粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、粒子が完全な球形の場合に１．０００を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
【００９２】
具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水１０ｍｌを用意し、その中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を加えた後、更に測定試料を０．０２ｇ加え、均一に分散させる。分散させる手段としては、超音波分散機「ＵＨ−５０型」（エスエムテー社製）に振動子として５φのチタン合金チップを装着したものを用い、５分間分散処理を用い、測定用の分散液とする。その際、該分散液の温度が４０℃以上とならない様に適宜冷却する。
【００９３】
樹脂粒子の形状測定には、前記フロー式粒子像測定装置を用い、測定時のトナー粒子濃度が３０００〜１万個／μｌとなる様に該分散液濃度を再調整し、トナー粒子を１０００個以上計測する。
【００９４】
樹脂粒子の平均粒径は、１００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、０．５〜５０μｍであることが好ましい。さらに好ましくは、１〜２５μｍであることが好ましい。また、質量平均粒径の３倍以上の粒径を有す樹脂粒子が実質的に皆無であることが好ましい。粒径が大きすぎると帯電ローラ表面が粗れ過ぎて帯電が不均一になってしまうという弊害がある。また、小さすぎると樹脂粒子を添加して低プロセススピードの領域での帯電を安定化させる効果が現れないので好ましくない。
【００９５】
以下に、本発明における樹脂粒子の粒径測定の具体例を示す。
【００９６】
電解質溶液１００〜１５０ｍｌに界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．１〜５ｍｌ添加し、これに測定試料を２〜２０ｍｇ添加する。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で１〜３分間分散処理して、前述したコールターカウンターマルチサイザーにより１７μｍまたは１００μｍ等の適宜樹脂粒子サイズに合わせたアパチャーを用いて体積を基準として０．３〜４０μｍの粒度分布等を測定するものとする。
【００９７】
樹脂粒子の添加量は塗工後の表層中の質量割合として、１〜８０質量％が好ましい。少なすぎると樹脂粒子を添加して帯電が安定する効果が得られないし、多すぎると表層塗料の粘度の制御が難しくなり、均一に塗工することが難しくなるので、好ましくない。
【００９８】
表層のバインダーとしては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂が用いられる。
【００９９】
本発明の帯電部材表層のバインダーとしては、ラクトン変性アクリルポリオールを、イソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートとで架橋したウレタン樹脂が特に好適に用いられる。
【０１００】
表層のポリオールを架橋させるイソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネートを単独で用いた場合、表層が柔軟でローラの塗工後の表面が均一に仕上がるというメリットがある反面、苛酷な高温高湿環境では出来上がった表層が基層中の未加硫成分（例えば、イオン導電剤や可塑剤）がローラ表面へ染み出してくることを充分に阻止できない可能性がある。このような染み出し物質が存在すると、感光体を汚染する可能性がある。
【０１０１】
一方、表層のポリオールを架橋させるイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネートを単独で用いた場合、表層が基層からの染み出し物質の染み出しを防止する効果は大きいが、表層が固くなり過ぎて基層ゴムの熱収縮に追従できず、出来上がったローラの表面にシワが発生し、ローラの表面粗さや形状の面で望みのローラを得ることができないという弊害がある。
【０１０２】
本発明のローラの表層は、イソホロンジイソシアネートの染み出し物質ブロック性とヘキサメチレンジイソシアネートの柔軟性とを併せ持った良好な特性をもつ表層樹脂を提供し、イオン性の基層からの染み出し物質がローラ表面に染み出してくることを防止しつつ、良好な表面形状を有する帯電ローラを得ることができる。
【０１０３】
すなわち、本発明において表層に用いる樹脂は、ラクトン変性アクリルポリオールとイソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートとをブレンドし硬化させることにより、ラクトン変性アクリルポリオールに対してイソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートとがランダムに反応して、架橋構造が形成されたものである。
【０１０４】
本発明に用いるイソシアネートは、イソシアヌレート型の３量体とすることがより好ましい。分子の剛直な３量体が架橋点となり、表層がより密に架橋することができ、イオン性の基層からの染み出し物質がローラ表面に染み出してくることをより一層効果的に防止することができる。
【０１０５】
また、本発明に用いるイソシアネートは、イソシアネート基がブロック剤によりブロックされたブロックイソシアネートとすることがより好ましい。この理由としては、上記イソシアネート基は反応し易く、表層塗料を常温に長時間放置しておくと徐々に反応が進み、塗料の特性が変化してしまう恐れがあるからである。これに対してブロックイソシアネートは、活性なイソシアネート基がブロックされ、ブロック剤の解離温度までは反応しないので、塗料の取扱が容易になるというメリットがある。マスキングを行うブロック剤には、フェノール、クレゾール等のフェノール類、ε−カプロラクタムのラクタム類及びメチルエチルケトオキシム等のオキシム類等が挙げられるが、本発明の場合、解離温度が比較的低温のオキシム類が好ましい。
【０１０６】
本発明の表層樹脂を構成するラクトン変性アクリルポリオールとブロックイソシアネートの３量体を図示する。
【０１０７】
【化１】
2006113120.tif 000004
【０１０８】
【化２】
2006113120.tif 000005
【０１０９】
【化３】
2006113120.tif 000006
【０１１０】
一方、ラクトン変性アクリルポリオールのＯＨ価は８０ＫＯＨｍｇ／ｇ程度であることが好ましい。ＯＨ価が少ないと、イソシアネートで架橋されにくくなり、それによって樹脂が柔らかくなり過ぎて感光体に貼り付き易くなる。ＯＨ基が大き過ぎると塗膜が硬くなり過ぎて割れ易くなる。
【０１１１】
本発明のラクトン変性アクリルポリオールは、分子鎖骨格がスチレンとアクリルの共重合体であり、適度な硬度と非汚染性を有する。また、末端に水酸基を有する変性したラクトン基が多数の架橋点となり、イソシアネートで密に架橋することが可能であり、基層からの未加硫成分の染み出しを防止することができる。このようなラクトン変性アクリルポリオールとしては、例えば、プラクセルＤＣ２００９（ダイセル化学工業株式会社製）が挙げられる。
【０１１２】
表層に用いる樹脂のガラス転移温度Ｔｇは粘弾性測定法で、ピーク温度は４５℃以上が好ましく、特には５０℃以上あることが好ましい。４５℃未満であると、感光体と当接したまま長期間放置した場合に感光体に貼り付いてしまったり、あるいは帯電ローラ表面がトナー等によって汚れ易くなったりするという弊害があるので、好ましくない。
【０１１３】
本発明におけるガラス転移温度Ｔｇの測定方法は以下のようにする。まず、測定用の表層サンプルは、ローラ状態から表層を剥がし、５ｍｍ×４０ｍｍ程度の短冊形に切り出す。測定装置は、動的粘弾性測定装置ＲＳＡ−ＩＩ（レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー（株）製）を用い、また治具としてフィルムテンションフィクスチャーを用いる。測定は、−５０℃〜１５０℃の温度範囲において測定周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、昇温速度５℃／ｍｉｎ．、初期歪０．０７〜０．２５％のオートテンションモードで行う。損失正接ｔａｎδの温度分散を測定し、ピーク温度をＴｇとする。
【０１１４】
また特に限定はしないが、あまりＴｇが高過ぎても樹脂の可撓性がなくなり、塗膜が割れ易くなるので好ましくない。Ｔｇは、架橋させるイソシアネートの比率又は量によって調節する。
【０１１５】
ラクトン変性アクリルポリオール樹脂とイソシアネートとの配合比は、配合した塗料中のイソシアネートの中のＮＣＯ基の数（Ａ）と、ラクトン変性アクリルポリオール樹脂中のＯＨ基の数（Ｂ）との比、ＮＣＯ／ＯＨ比＝Ａ／Ｂは０．１〜２．０が好ましく、特に好ましくは０．３〜１．５の範囲になるように調整する。
【０１１６】
ラクトン変性アクリルポリオールをイソシアネートで架橋することにより、導電性弾性体基層からの低分子成分の染み出しを防止するとともに、帯電ローラ自体がトナー等に対して汚れにくく、かつ感光体を汚染しない表層を形成することができる。
【０１１７】
表層を形成する樹脂塗料には、各種の導電剤やレべリング剤を混合することも好ましい。レべリング剤としては、例えばシリコーンオイルが挙げられる。
【０１１８】
表層に用いる導電剤としては、例えばアルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀等の金属系の粉体や繊維、カーボンブラック、金属粉や酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化銅や硫化亜鉛等の金属化合物、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、亜鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、ロジウム等を電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより表面に付着させた粉体、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ＰＡＮ系カーボン、ピッチ系カーボン等のカーボン粉が挙げられる。
【０１１９】
本発明の帯電部材表層における導電剤としては、アンチモンをドープした導電性酸化スズが特に好適に用いられる。その理由は、アンチモンをドープした導電性酸化スズは、導電剤自体の体積抵抗率が比較的大きく、導電剤を分散する樹脂の体積抵抗率との差が他の導電剤に比較して小さいので、導電剤を分散して中抵抗の表層材料としたときに、導電剤の分布の僅かな差が表層材料の抵抗の差を生じにくく、抵抗の位置によるばらつきを比較的小さく抑制することができることが、本発明の表層材料の導電剤として好適であるからである。
【０１２０】
表層の樹脂に加えるこれらの導電剤の配合量は、表層の樹脂の体積抵抗率が低温低湿環境（Ｌ／Ｌ：１５℃／１０％ＲＨ）、常温常湿環境（Ｎ／Ｎ：２３℃／５５％ＲＨ）、高温高湿環境（Ｈ／Ｈ：３０℃／８０％ＲＨ）で、中抵抗領域（体積抵抗率が１×１０６〜１×１０１５Ω・ｃｍ）になるように決める。
【０１２１】
表層の体積抵抗率がこれよりも小さいと、帯電ローラとして使用した場合、感光体にピンホールがある時にピンホールに過大な電流が流れてリークしてしまい、リークした跡が画像に表れてしまうので好ましくない。逆に体積抵抗率が大き過ぎると、帯電ローラに電流が流れず、感光体を所定の電位に帯電することができず画像が所望する濃度にならないという弊害がある。また、ある程度の電位に帯電したとしても帯電が不均一になり画像上に表れてしまうので好ましくない。
【０１２２】
表層の体積抵抗は、ローラ状態から表層を剥がし、５ｍｍ×５ｍｍ程度の短冊形に切り出す。両面に金属を蒸着して電極とガード電極とを作製し、微小電流計（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ  Ｒ８３４０Ａ  ＵＬＴＲＡ  ＨＩＧＨ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ  ＭＥＴＥＲ  （株）アドバンテスト社製）を用いて２００Ｖの電圧を印加して３０秒後の電流を測定し、膜厚と電極面積とから計算して求める。
【０１２３】
導電性酸化スズの配合量としては、塗工後の表層に対して１０〜８０質量％が好ましく、特に好ましくは２０〜６０質量％である。導電性酸化スズの一次粒径は、示差走査型電子顕微鏡観察で０．１μｍ以下が好ましい。表層塗料中で二次粒子が小さくなるまで公知の方法で分散する。二次粒子径は、遠心沈降式粒度分布計（ＣＡＰＡ７００：堀場製作所製）による体積平均粒径ＭＥＤＩＡＮの値で、１．０μｍ以下が好ましく、特に好ましくは０．５μｍ以下に分散する。二次粒子径が大きいと表層材料の抵抗の位置によるばらつきが大きくなり、帯電ムラの原因となるので好ましくない。
【０１２４】
本発明に用いられる導電性酸化スズは、表面がカップリング剤で表面処理されていることが好ましい。上記カップリング剤は、同一分子内に加水分解可能な基と疎水基を有し、珪素、アルミニウム、チタン又はジルコニウム等の中心元素に結合している化合物で、この疎水基部分に長鎖アルキル基を有するものである。
【０１２５】
加水分解基としては、例えば比較的親水性の高い、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基及びブトキシ基等のアルコキシ基等が用いられる。その他、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、これらの変性体及びハロゲン等も用いられる。また疎水基としては、その構造中に炭素原子が６個以上直鎖状に連なる構成を含むものであればよく、中心元素との結合形態においては、カルボン酸エステル、アルコキシ、スルホン酸エステル又は燐酸エステルを介して、あるいはダイレクトに結合していてもよい。更に、疎水基の構造中に、エーテル結合、エポキシ基及びアミノ基等の官能基を含んでもよい。カップリング剤処理することで酸化スズ表面への水分の吸着を抑え、より環境変動の小さい表層材料を得ることができる。本発明に用いるカップリング剤としては、反応性が高いシランカップリング剤が好ましい。
【０１２６】
シランカップリング剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン及びヘキシルトリメトキシシラン等が挙げられるが、特に導電剤の体積抵抗率の環境変動を小さく抑えることができるので、トリフルオロプロピルトリメトキシシランが特に好ましい。
【０１２７】
まず、本発明の帯電部材製造方法で用いる分散機の一例を図３及至図４に示す。これらは、一例を示したものであり、限定するものではない。
【０１２８】
図３は、本発明に係る装置の一部切欠縦断面図である。図４は、図３に示す分散機の要部略縦断面図である。図３及至図４に示すようにこの分散機は、第１ホルダ１１１と、第１ホルダ１１１の前方（上方）に配置された第２ホルダ１２１と、第２ホルダ１２１と共に第１ホルダ１１１を覆うケース１０３と、被分散液を本装置に供給するポンプ等の供給機構Ｐと、接面圧付与機構１０４とを備える。
【０１２９】
第１ホルダ１１１には、第１処理リング１１０と、回転軸１５０が設けられている。第１処理リング１１０は、メイティングリングと呼ばれる金属製の環状体（図５に示す）であり、鏡面加工された第１処理面１０１を備える。回転軸１５０は、第１ホルダ１１１の中心にボルトなどの固定具１５１にて固定されたものであり、その端部が電動機などの回転駆動装置１０５（回転駆動機構）と接続され、回転駆動装置１０５の駆動力を第１ホルダ１１１に伝えて、当該第１ホルダ１１１を回転させる。第１処理リング１１０は、回転軸１５０と同心に第１ホルダ１１１前部（上部）へ取り付けられ、回転軸１５０の回転にて、上記第１ホルダ１１１と一体となって回転する。上記の第１処理面１０１は、第１ホルダ１１１から露出して、第２ホルダ１２１側を臨む。この第１処理面１０１は、研磨やラッピング、ポリッシングなどの鏡面加工を施すのが好ましい。第１処理リング１１０の材質は、セラミックや焼結金属、耐磨耗鋼、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、メッキなどを施工したものを採用する。特に回転するため、軽量な素材にて第１処理リング１１０を形成するのが望ましい。上記のケース１０３は、排出部１３２を備えた有底の容器であり、その内部空間１３０に、上記の第１ホルダ１１１を収容する。
【０１３０】
第２ホルダ１２１には、第２処理リング１２０と、被分散液導入部１２２と、接面圧力付与機構１０４とが設けられている。
【０１３１】
第２処理リング１２０は、コンプレッションリングと呼ばれる金属製の環状体（図５に示す）であり、鏡面加工された第２処理面１０２と、第２処理面１０２の内側に位置して当該第２処理面１０２に隣接する受圧面１２３（以下離反用調整面１２３と呼ぶ。）とを備える。図示の通り、この離反用調整面１２３は、傾斜面である。第２処理面１０２に施す鏡面加工は、第１処理面１０１と同様の方法が採用される。また、第２処理リング１２０の素材についても、第１処理リング１１０と同様のものが採用される。離反用調整面１２３は、環状の第２処理リング１２０の内周面と隣接する。
【０１３２】
接面圧力付与機構１０４は、第１処理面１０１に対して第２処理面１０２を、圧接又は近接した状態に押圧するものであり、流体圧力（ポンプ等の供給機構により生じる被分散液の圧力）等により、両処理面１０１，１０２間を離反させる力との均衡によって、上記の微小流体膜を発生させる（言い換えれば、両処理用面１０１，１０２の間隔を微小間隔に保つ）。
【０１３３】
具体的には、この実施の形態において接面圧力付与機構１０４は、収容部１４１と、収容部１４１の奥（最深部）に設けられたスプリング受用部１４２と、スプリング１４３と、エアー導入部１４４とにて構成されている。
【０１３４】
但し、接面圧力付与機構１０４は、上記収容部１４１と、上記スプリング受容部１４２と、スプリング１４３と、エアー導入部１４４の少なくとも、いずれか１つを備えるものであればよい。
【０１３５】
収容部１４１は、収容部１４１内の第２処理リング１２０の位置を深く或いは浅く（上下に）変位することが可能なように、第２処理リング１２０が設置されている。上記のスプリング１４３の一端は、スプリング受容部１４２の奥に当接し、スプリング１４３の他端は、収容部１４２内の第２処理リング１２０の前部（上部）と当接する。図３において、スプリング１４３は、一つしか描かれていないが、複数のスプリングにて、第２の処理リング１２０の各部を押圧するものとするのが好ましい。即ち、スプリング１４３の数を増すことによって、より均等な押圧力を第２処理リング１２０に与えることができるからである。従って、第２ホルダ１２１については、スプリング１４３が数本から数十本取り付けられていることが好ましい。
【０１３６】
図４において、上記の通りエアー導入部１４４にて他から、空気等の加圧ガスを収容部１４１内に導入することを可能としている。このような空気を代表とする加圧ガスの導入により、収容部１４１と第２処理リング１２０との間を加圧室として、スプリング１４３と共に、空気圧を押圧力として第２処理リング１２０に与えることができる。従って、エアー導入部１４４から導入する空気圧を調整することにて、運転中においても第１処理面１０１に対する第２処理面１０２の接面圧力を調整することが可能である。尚、空気圧を利用するエアー導入部の代わりに、油圧などの他の流体圧を利用してもよく、これらに限定するものではない。
【０１３７】
接面圧力付与機構１０４は、上記の押圧力（接面圧力）の一部を供給し調整する他、変位調整機構と、緩衝機構とを兼ねる。詳しくは、接面圧力付与機構１０４は、変位調整機構として、始動時や運転中の軸方向への伸びや磨耗による軸方向変位にも、空気圧調整によって追従し、当初の押圧力を維持できる。また、接面圧力付与機構１０４は、上記の通り、第２処理用部１２０を変位可能に保持するフローティング機構を採用することによって、微振動や回転アライメントの緩衝機構としても機能するのである。
【０１３８】
また、収容部１４１内における第２処理リング１２０の上部と、収容部１４１の最上部との間に余裕があっても、スプリング１４３が両処理面１０１，１０２間の隙間の幅の上限を規定する。即ち、両処理用面１０１，１０２の離反を抑止する離反抑止部として機能する。
【０１３９】
また、両処理面１０１，１０２とが当接していなくても、スプリング１４３が両処理用面１０１，１０２間の隙間の幅の下限を規定する。即ち、両処理面１０１，１０２の近接を抑止する近接抑止部として機能する。
【０１４０】
このような装置としてはクレアエスエスファイブ（エム・テクニック株式会社製）が挙げられる。
【０１４１】
次に本発明にかかる装置を微粒子含有層（以下、表層という。）に含有される微粒子の分散機として使用した場合について更に詳細に説明する。
【０１４２】
前記した表層を構成する混合物は供給機構Ｐから一定の送圧を受けて、密閉されたケース１０３の内部空間へ、被分散液導入部１２２を介して導入される。但し、被分散液である上記混合物は複数の経路から導入されてもよく、表層構成材料を材料の特性に応じてそれぞれ別経路で導入してもよい。他方、回転駆動装置１０５（回転駆動機構）によって、第１処理リング１１０が回転する。これにより、第１処理面は第２処理面とは微小間隔を保った状態で相対的に回転する。ケース１０３の内部空間に導入された混合物は、微小間隔を保った両処理面１０１、１０２間で、流体膜となり、第１処理面１０１の回転により第２処理面１０２との間で強力なせん断を受け、所望の分散を得た表層形成用樹脂塗料となる。得られた表層形成用樹脂塗料は、排出部１３２から排出される。
【０１４３】
得られた表層形成用の樹脂塗料を、ディッピング法やスプレーコート法により、帯電部材の表面に塗工する。本発明においては導電性弾性体基層の上に塗工する製造工程であり、表層塗料の利用効率を考慮すると、ディッピング法が好ましい。
【０１４４】
表層の膜厚は、好ましくは、５〜１００μｍ、より好ましくは、１０〜５０μｍである。表層の膜厚が５０μｍよりも大きいと、帯電の均一性が損なわれ、画像上ローラの軸方向に細かい白スジが発生するので好ましくない。膜厚は、ローラ断面を鋭利な刃物で切り出して、光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察することで測定できる。
【０１４５】
表層膜厚を調整するために表層塗料の樹脂の固形分と塗工引き上げ速度を制御する。表層塗料中の樹脂の固形分を大きくすると表層の膜厚が大きくなり、固形分を小さくすると膜厚も小さくなる。本発明の表層塗料においては、揮発する溶媒に対する樹脂の固形分を１２〜４０％に調整する。また、塗工引き上げ速度を大きくすると膜厚が大きくなり、速度を小さくすると膜厚も小さくなるので、本発明においては塗工引き上げ速度を２０〜５０００ｍｍ／ｍｉｎ．に調整する。
【０１４６】
本発明の帯電部材の表面粗さとしては、好ましくはＪＩＳＢ０６０１−１９９４による十点平均粗さＲｚで０．５μｍ以上４０μｍ以下、Ｒａで０．１μｍ以上５μｍ以下、より好ましくは十点平均粗さＲｚで１μｍ以上３０μｍ以下、Ｒａで０．４μｍ以上６μｍ以下である。表面粗さがあまり大き過ぎると帯電ムラとして出力画像に表れ易いし、表面粗さが小さすぎると樹脂粒子を添加して遅いプロセススピードでの帯電を安定させた効果が現れないので好ましくない。
【０１４７】
平均粗さ（Ｒａ、Ｒｚ）の測定方法としては、ＪＩＳ  Ｂ０６０１の表面粗さに基づき、小坂研究所製サーフコーダーＳＥ３４００にて、軸方向３点×周方向２点の計６点について各々測定し、その平均値をとる。本発明においては、接触針は先端半径２μｍのダイヤモンドとし、測定スピード０．５ｍｍ／ｓ、カットオフλｃ０．８ｍｍ、基準長さ０．８ｍｍ、評価長さ８．０ｍｍとした。
【０１４８】
上記範囲の表面粗さを有する帯電部材とするため、該基層の表面粗さ、該表層の膜厚、樹脂粒子の平均粒径と添加量を調整する。該基層の十点平均粗さはＲｚで２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下とする。
【０１４９】
また、本発明の帯電部材は、図５の様に、画像形成装置に用いた場合の使用状態と同様の応力で、感光体と同じ曲率の金属円柱に当接させて、使用状態と同様の回転速度で金属円柱を回転させながら（本発明では軸の両端にそれぞれ５Ｎの力を加えて、直径３０ｍｍの金属円柱に当接させ、該金属円柱の周速４５ｍｍ／ｓで回転させた）直流電圧−２５０Ｖを印加したときの帯電部材の電気抵抗が、３０℃／８０％ＲＨの高温高湿の環境中では１×１０６Ω以上であり、１５℃／１０％の低温低湿の環境中では１×１０８Ω以下であることが好ましい。より好ましくは、３０℃／８０％ＲＨの高温高湿の環境中では２×１０６Ω以上であり、１５℃／１０％の低温低湿環境中では６×１０７Ω以下であることが好ましい。
【０１５０】
低温低湿の環境中の抵抗が上記範囲の下限値より小さいと、帯電ムラによるハーフトーン画像上の細かい横白スジがほとんど発生しないので好ましい。また、高温高湿環境中の抵抗が上記範囲の上限値より大きいと、感光体にピンホールがあったとしても印加電流がリークせず、ハーフトーン画像上に帯電の濃度ムラが現れることがないので好ましい。
【０１５１】
電気抵抗を上記範囲内とするには、該基層の体積抵抗率を１×１０４〜１×１０７Ω・ｃｍに、また該表層の体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１５Ω・ｃｍでかつ該表層の膜厚が１０〜５０μｍになるように調整すればよい。
【０１５２】
［実施例］
以下に本発明を、実施例をもって、説明するが、本発明は実施例よって制限されるものではない。
【０１５３】
（１）  導電性弾性体基層の調製
エピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＣＧ１０２、ダイソー（株）製）１００質量部、充填剤としての炭酸カルシウム３０質量部、滑剤としてのステアリン酸亜鉛１質量部、研磨性改善のための補強材としての着色グレードカーボン（商品名：シーストＳＯ、東海カーボン製）４質量部、酸化亜鉛５質量部、可塑剤として、セバシン酸とプロピレングリコールの共重合体（分子量８０００）を  ５質量部、下記式の過塩素酸４級アンモニウム塩２質量部、
【０１５４】
【化４】
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【０１５５】
老化防止剤としての２−メルカプトベンズイミダゾール１質量部をオープンロールで２０分間混練し、更に、加硫促進剤としてのＤＭ（２−ベンゾチアゾリルジサルファイド）１質量部、加硫促進剤としてのＴＳ（テトラメチルチウラムモノサルファイド）０．５質量部、加硫剤としての硫黄１．２質量部を加えて更に１５分間オープンロールで混練した。
【０１５６】
これを、ゴム押し出し機を使用して、外径１５ｍｍ、内径５．５ｍｍの円筒形に押し出し、２５０ｍｍの長さに裁断し、加硫缶中を使用して、１６０℃の水蒸気中で４０分間一次加硫し、導電性弾性体基層ゴム一次加硫チューブを得た。
【０１５７】
次に、直径６ｍｍ、長さ２５６ｍｍの円柱形の導電性支持体（鋼製、表面はニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２３１ｍｍに金属とゴムとの熱硬化性接着剤（商品名：メタロックＵ−２０）を塗布し、８０℃で３０分間乾燥した後、１２０℃で１時間乾燥した。この導電性支持体を、前記導電性弾性体基層ゴム一次加硫チューブに挿入し、その後、電気オーブンの中で、１６０℃で２時間、二次加硫と接着剤の硬化を行い、未研磨層を得た。
【０１５８】
この未研磨層のゴム部分の両端部を突っ切り、ゴム部分の長さを２３１ｍｍとした後、ゴム部分を回転砥石で研磨し、端部直径１２．００ｍｍ、中央部直径１２．１０ｍｍのクラウン形状で表面の十点平均粗さＲｚ６μｍ、振れ２５μｍの導電性弾性体基層を有するローラ部材を得た。
【０１５９】
導電性弾性体基層を有するローラ部材をＮ／Ｎ（常温常湿：２３℃／５５％ＲＨ）環境に２４時間以上放置した後、導電性弾性体基層を有するローラ部材の抵抗を測定したところ、３．０×１０５Ωであった。また、ゴム部分のアスカーＣ硬度は７４°であった。
【０１６０】
（２）  表面処理微粒子作成法
導電性酸化スズ粉体（商品名：ＳＮ−１００Ｐ、石原産業（株）製）５０質量部とトリフルオロプロピルトリメトキシシランの１％イソプロピルアルコール溶液５００質量部を所定時間混合した後、この溶液をナウターミキサーで攪拌しながら１００℃の湯浴で暖めてアルコールを飛ばして乾燥させ、表面にシランカップリング剤を付与し表面処理導電性酸化スズ粉体を得た。
【実施例１】
【０１６１】
ラクトン変性アクリルポリオール（商品名：プラクセルＤＣ２００９、ダイセル化学工業（株）製）２８８質量部を、９７２質量部のＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）に溶解し、固形分１６質量％の溶液とした。このアクリルポリオール溶液２００質量部に対して前記方法によって得られた表面処理導電性酸化スズ粉体を５７質量部、シリコーンオイル（商品名：ＳＨ−２８ＰＡ、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）を０．０５質量部、ヘキサメチレンジシラザンで表面処理した微粒子シリカ（一次粒径０．０１５μｍ）１．０質量部、平均粒径１８μｍの架橋ポリメチルメタクリレート（商品名：ＭＢＸ−２０、積水化成品工業（株）製／粒径分布を図６に示す）１６質量部を所定の容器に投入してスリーワンモーターでプレ分散して被分散液を調整した。
【０１６２】
次に図３、図４に示す第１処理リングの回転数を５０００ｒｐｍに設定し、エアー導入部１４４に２００ｋＰａの圧縮空気を導入して第１処理リング１１０と第２処理リング１２０の間の面圧を調整した。得られた被分散液を前記した容器から被分散液導入部１２２を介して供給機構Ｐで４００ｍｌ／ｈｒの流量で分散機に導入した。導入された被分散液は第１処理面と第２処理面間で生じる強力なせん断を受けた後、内部空間１３０に放出されて、排出部１３２より、装置外へ排出された。
【０１６３】
この得られた分散液３７０質量部にイソホロンジイソシアネートのブロックタイプのイソシアヌレート型３量体（商品名：ベスタナートＢ１３７０、デグサ・ヒュルス製）を２５．６質量部とヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（商品名：デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ、旭化成工業製）を１６．４質量部混合し、ボールミルで１時間攪拌し、最後に２００メッシュの網で溶液を濾過して表層塗料を得た。塗料の粘度は２３℃の環境下で８．２ｍＰａ・ｓであった。
【０１６４】
前記表層塗料をディッピンク法により前記導電性弾性体基層を有するローラ部材の表面に塗工した。引き上げ速度４００ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、３０分間風乾した後、ローラの塗工時の軸方向を反転してもう一度引き上げ速度４００ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、もう一度３０分間風乾した後、１６０℃で１００分間乾燥した。膜厚は２５μｍ、表層の体積抵抗率は１．３×１０１４Ω・ｃｍであった。こうして完成したローラを実施例１の帯電ローラとした。
【０１６５】
＜帯電ローラの評価＞
上記のようにして得られた帯電ローラを用いて、以下に示すようにして帯電ローラの評価を行った。
【０１６６】
本試験で使用した電子写真式レーザプリンタはＡ４縦出力用のマシンで、記録メディアの出力スピードは、１００ｍｍ／ｓｅｃと３０ｍｍ／ｓｅｃの２種類、画像の解像度は６００ｄｐｉである。
【０１６７】
感光体はアルミニウムシリンダーに膜厚１８μｍのＯＰＣ層をコートした反転現像方式の感光ドラムであり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダー樹脂とする電荷輸送層である。
【０１６８】
トナーは、ワックスを中心に荷電制御剤と色素等を含むスチレンとブチルアクリレートのランダムコポリマーを重合させ、更に表面にポリエステル薄層を重合させシリカ微粒子等を外添した、ガラス転移温度６３℃、質量平均粒径６μｍの懸濁重合トナーである。
【０１６９】
一次帯電は、上記で得られた実施例１の帯電ローラを用い、直流電圧−１１５０Ｖを帯電ローラに印加した。
【０１７０】
画像の評価は全て、ハーフトーン（感光体の回転方向と垂直方向に幅１ドット、間隔２ドットの横線を描くような画像）画像を出力して行った。
【０１７１】
＜画像評価＞
本試験で使用した電子写真式レーザプリンタはＡ４縦出力用のマシンで、記録メディアの出力スピードは、１００ｍｍ／ｓｅｃと３０ｍｍ／ｓｅｃの２種類、画像の解像度は６００ｄｐｉである。
【０１７２】
感光体はアルミニウムシリンダーに膜厚１６μｍのＯＰＣ層をコートした反転現像方式の感光ドラムであり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダー樹脂とする電荷輸送層である。
【０１７３】
トナーは、ワックスを中心に荷電制御剤と色素等を含むスチレンとブチルアクリレートのランダムコポリマーを重合させ、更に表面にポリエステル薄層を重合させシリカ微粒子等を外添した、ガラス転移温度６３℃、質量平均粒径６μｍの懸濁重合トナーである。
【０１７４】
一次帯電は、上記で得られた実施例１の帯電ローラを用い、直流電圧−１１５０Ｖを帯電ローラに印加した。
【０１７５】
画像の評価は全て、ハーフトーン（感光体の回転方向と垂直方向に幅１ドット、間隔２ドットの横線を描くような画像）画像を出力して行った。
【０１７６】
低温低湿環境（Ｌ／Ｌ：１５℃／１０％ＲＨ）、高温高湿環境（Ｈ／Ｈ：３０℃／８０％ＲＨ）における帯電が原因の初期画像不良としては、細かい横白スジが予想されるので、この横スジが全く発生しなかったものをＡ、ほんの少し発生したが実用上はほとんど気が付かないレベルのものをＢ、大量に発生したものをＣとした。
【０１７７】
さらに、各環境で印字濃度４％（感光体の回転方向と垂直方向に幅２ドット、間隔５０ドットの横線を描くような画像）を連続でプロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃで４０００枚耐久し、各環境でハーフトーン画像を出力した。この場合、帯電ローラの表面当接力の分布のムラに起因する汚れが帯電ムラとなって発生しないかどうかを見た。帯電ムラが発生しないものをＡ、少し発生したが実用上は問題無いものをＢ、非常にムラが大きかったものをＣとした。
【０１７８】
なお、Ｌ／ＬとＨ／Ｈでは画出しを行う前に帯電ローラの抵抗を測定した。抵抗の測定方法としては、まず図７（ａ）の様に、帯電ローラの両端の軸１を荷重のかかった軸受け３３ａと３３ｂとにより感光体と同じ曲率の金属円柱３２に対して帯電ローラが平行になるように当接させる。次に図７（ｂ）の様に、図示しないモータにより金属円柱３２を帯電ローラ使用状態と同様の回転速度で回転させ、ローラを金属円柱に当接させたまま従動回転させながら安定化電源３４から直流電圧−２５０Ｖを印加したときに帯電ローラに流れる電流を電流計３５で測定して帯電ローラの抵抗を計算した（本発明では軸の両端にそれぞれ５Ｎの力を加えて、直径φ３０ｍｍの金属円柱に当接させ、該金属円柱の周速４５ｍｍ／ｓで回転させた）。
【０１７９】
実施例１の帯電ローラは良好な表面性で、高温高湿環境でも低温低湿環境でも良好な画像を２種類のプロセススピードで出力し、耐久後も良好な画像を出力した。評価結果を表１に示す。
【実施例２】
【０１８０】
実施例１と同様にして被分散液を調整した。図３、図４に示す第１処理リングの回転数を８０００ｒｐｍに設定し、エアー導入部１４４に４００ｋＰａの圧縮空気を導入して第１処理リング１１０と第２処理リング１２０の間の面圧を調整した。得られた被分散液を前記した所定の容器から被分散液導入部１２２を介して供給機構Ｐで６００ｍｌ／ｈｒの流量で分散機に導入した。導入された被分散液は第１処理面と第２処理面間で生じる強力なせん断を受けた後、内部空間１３０に放出されて、排出部１３２より、装置外へ排出された。
【０１８１】
このようにして得られた分散液３７０質量部にイソホロンジイソシアネートのブロックタイプのイソシアヌレート型３量体（商品名：ベスタナートＢ１３７０、デグサ・ヒュルス製）を２５．６質量部とヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（商品名：デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ、旭化成工業製）を１６．４質量部混合し、ボールミルで１時間攪拌し、最後に２００メッシュの網で溶液を濾過して表層塗料を得た。塗料の粘度は２３℃の環境下で８．１ｍＰａ・ｓであった。
【０１８２】
前記表層塗料をディッピンク法により前記導電性弾性体基層を有するローラ部材の表面に塗工した。引き上げ速度４００ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、３０分間風乾した後、ローラの塗工時の軸方向を反転してもう一度引き上げ速度４００ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、もう一度３０分間風乾した後、１６０℃で１００分間乾燥した。膜厚は２５μｍ、表層の体積抵抗率は１．２９×１０１４Ω・ｃｍであった。こうして完成したローラを実施例２の帯電ローラとした。この実施例２の帯電ローラを実施例１と同様の方法で評価した。実施例２の帯電ローラは良好な表面性で、高温高湿環境でも低温低湿環境でも良好な画像を２種類のプロセススピードで出力し、耐久後も良好な画像を出力した。評価結果を表１に示す。
【実施例３】
【０１８３】
実施例１と同様にして被分散液を調整した。図３、図４に示す第１処理リングの回転数を３０００ｒｐｍに設定し、エアー導入部１４４に１００ｋＰａの圧縮空気を導入して第１処理リング１１０と第２処理リング１２０の間の面圧を調整した。得られた被分散液を前記した所定の容器から被分散液導入部１２２を介して供給機構Ｐで３００ｍｌ／ｈｒの流量で分散機に導入した。導入された被分散液は第１処理面と第２処理面間で生じる強力なせん断を受けた後、内部空間１３０に放出されて、排出部１３２より、装置外へ排出された。
【０１８４】
このようにして得られた分散液３７０質量部にイソホロンジイソシアネートのブロックタイプのイソシアヌレート型３量体（商品名：ベスタナートＢ１３７０、デグサ・ヒュルス製）を２５．６質量部とヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（商品名：デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ、旭化成工業製）を１６．４質量部混合し、ボールミルで１時間攪拌し、最後に２００メッシュの網で溶液を濾過して表層塗料を得た。塗料の粘度は２３℃の環境下で８．３ｍＰａ・ｓであった。
【０１８５】
前記表層塗料をディッピンク法により前記導電性弾性体基層を有するローラ部材の表面に塗工した。引き上げ速度４００ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、３０分間風乾した後、ローラの塗工時の軸方向を反転してもう一度引き上げ速度４００ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、もう一度３０分間風乾した後、１６０℃で１００分間乾燥した。膜厚は２５μｍ、表層の体積抵抗率は１．２９×１０１４Ω・ｃｍであった。こうして完成したローラを実施例２の帯電ローラとした。この実施例２の帯電ローラを実施例１と同様の方法で評価した。実施例２の帯電ローラは良好な表面性で、高温高湿環境でも低温低湿環境でも良好な画像を２種類のプロセススピードで出力し、耐久後も良好な画像を出力した。評価結果を表１に示す。
【実施例４】
【０１８６】
２００ｋＰａの圧縮空気を導入して第１処理リング１１０と第２処理リング１２０の間の面圧を調整し、得られた被分散液を前記した所定の容器から被分散液導入部１２２を介して供給機構Ｐで９００ｍｌ／ｈｒの流量で分散機に導入した以外は実施例２と同様にして実施例４の帯電ローラを得た。この実施例４の帯電ローラを実施例１と同様の方法で評価した。
【０１８７】
初期、耐久後の画像とも実用上は問題なかった。結果を表１にまとめる。
［実施例５〜７］
表層に添加する樹脂微粒子の添加量をそれぞれ８、２４、３２部に変更した以外は、実施例１の帯電ローラと同様にして実施例５〜７の帯電ローラを得た。この実施例５〜７の帯電ローラを実施例１と同様の方法で評価した。
【０１８８】
初期、耐久後の画像とも実用上は問題なかった。
［実施例８〜９］
表層に添加するシリカの添加量をそれぞれ０．３、４部に変更した以外は、実施例１の帯電ローラと同様にして実施例８〜９の帯電ローラを得た。この実施例８〜９の帯電ローラを実施例１と同様の方法で評価した。初期、耐久後の画像とも実用上は問題なかった。
［参考例１］
実施例１と同様にして被分散液を調整した。この被分散液２に直径０．８ｍｍのガラスビーズ２００質量部を加えて、有効容量４５０ｍｌのマヨネーズビンに入れてペイントシェーカーを使い６時間分散した（単位時間の処理量７５ｍＬ／ｈｒ）。その後ガラスビーズと分離した分散液、３７０質量部にイソホロンジイソシアネートのブロックタイプのイソシアヌレート型３量体（商品名：ベスタナートＢ１３７０、デグサ・ヒュルス製）を２５．６質量部とヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（商品名：デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ、旭化成工業製）を１６．４質量部混合し、ボールミルで１時間攪拌し、最後に２００メッシュの網で溶液を濾過して表層塗料を得た。塗料の粘度は２３℃の環境下で７．８ｍＰａ・ｓであった。
【０１８９】
前記表層塗料をディッピンク法により前記導電性弾性体基層を有するローラ部材の表面に塗工した。引き上げ速度４００ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、３０分間風乾した後、ローラの塗工時の軸方向を反転してもう一度引き上げ速度４００ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、もう一度３０分間風乾した後、１６０℃で１００分間乾燥した。膜厚は２５μｍ、表層の体積抵抗率は１．３０×１０１４Ω・ｃｍであった。こうして完成したローラを参考例の帯電ローラとした。この参考例の帯電ローラを実施例１と同様の方法で評価した。参考例の帯電ローラは良好な表面性で、高温高湿環境でも低温低湿環境でも良好な画像を２種類のプロセススピードで出力し、耐久後も良好な画像を出力した。評価結果を表１に示す。
［参考例２］
ペイントシェーカーの分散時間を３時間（単位時間の処理量１５０ｍＬ／ｈｒ）にした以外は参考例１と同様にして参考例２の帯電ローラを得た。この参考例２の帯電ローラを実施例１と同様の方法で評価した。評価結果を表１に示す。
［参考例３］
ペイントシェーカーの分散時間を１．５時間（単位時間の処理量３００ｍＬ／ｈｒ）にした以外は参考例１と同様にして参考例３の帯電ローラを得た。この参考例２の帯電ローラを実施例１と同様の方法で評価した。評価結果を表１に示す。
［比較例１］
樹脂粒子を添加しなかった以外は、参考例１の帯電ローラと同様にして比較例１の帯電ローラを得た。初期から横スジの帯電不良が発生し、実用に足る帯電部材は得られなかった。
［比較例２］
シリカ粒子を添加しなかった以外は、参考例１の帯電ローラと同様にして比較例２の帯電ローラを得た。初期から横スジの帯電不良が発生し、実用に足る帯電部材は得られなかった。
［比較例３］
表面処理導電性酸化スズ粉体を添加しなかった以外は、参考例１の帯電ローラと同様にして比較例３の帯電ローラを得た。初期から横スジの帯電不良が発生し、実用に足る帯電部材は得られなかった。
【０１９０】
以上の実施例、参考例、比較例を表１にまとめる
【０１９１】
【表１】
2006113120.tif 000008
【０１９２】
Ａ：良好な画像
Ｂ：良好ではないものの実用上問題のないレベル
Ｃ：帯電不良が生じて実用不可レベル
表層に無機微粒子と有機微粒子とを含有することで異なるプロセススピードで使用しても長期間安定したＤＣ帯電を行うことが出来る理由については、以下のことが考えられる。すなわち、無機微粒子は微小な放電点となり、帯電を安定化させる作用が、また、有機微粒子は、表層の中で電荷が横に移動することを防止する作用が有り、両者の作用が相乗効果を発揮し、異なるプロセススピードで使用しても長期間安定したＤＣ帯電を行うことが出来るのである。
【産業上の利用可能性】
【０１９３】
良好な帯電特性により、異なるプロセススピードで使用しても長期間安定した帯電が行えるので、本発明にかかる帯電部材の利用増加が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本発明により製造される帯電部材の一つの形態の断面図である。（ａ）帯電部材の横断図、（ｂ）帯電部材の断面図。
【図２】本発明に使用する測定器具の一例である。
【図３】本発明に用いる装置の一部切欠縦断面図である。
【図４】本発明に用いる要部概略断面図である。
【図５】本発明に用いる装置部品概略図である。
【図６】本発明に用いる樹脂粒子の粒径分布である。
【図７】本発明に使用する測定器具の一例である。
【符号の説明】
【０１９５】
１    導電性支持体
２    導電性弾性体基層
３、６    微粒子含有層／表層
３２    金属円柱
３３ａ，３３ｂ      軸受け
３４    安定化電源
３５    電流計
１０１    第１処理面
１０２    第２処理面
１０３    ケース
１０４    接面圧付与機構
１０５    回転駆動装置
１１０    第１処理リング
１１１    第１ホルダ
１２０    第２処理リング
１２１    第２ホルダ
１２２    被分散液導入部
１２３    離反用調整面
１３０    内部空間
１３２    排出部
１４１    収容部
１４２    スプリング受容部
１４３    スプリング
１４４    エアー導入部
１５０    回転軸
１５１    固定具
P    供給機構
【図１】
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【図２】
2006113120.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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