(57)【要約】【課題】表面への汚れの付着を抑制できる帯電部材を提供する。【解決手段】その帯電部材は、導電性基体、弾性層、及び表面層をこの順に有し、該弾性層は、その外表面に互いに独立した複数の凹部を有し、該凹部の各々に絶縁性粒子を保持しており、該絶縁性粒子は該弾性層の表面に露出しており、該凹部および該絶縁性粒子の各々を該導電性基体の表面に正投影した正投影図において、該絶縁性粒子に由来する投影像の外縁Ａと、該凹部に由来する投影像の外縁Ｂとが離間した領域を有し、該帯電部材は、その表面に、該弾性層の該絶縁性粒子に由来する凸部と該弾性層の凹部に由来する凹部とを有し、かつ、該表面層の体積抵抗率が１．０×１０１５Ωｃｍ以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基体、弾性層、及び表面層をこの順に有する帯電部材であって、
該弾性層は、その外表面に互いに独立した複数の凹部を有し、
該凹部の各々に絶縁性粒子を保持しており、
該絶縁性粒子は、該弾性層の表面に露出しており、
該凹部および該絶縁性粒子の各々を該導電性基体の表面に正投影した正投影図において、該絶縁性粒子に由来する投影像の外縁Ａと、該凹部に由来する投影像の外縁Ｂとが離間した領域を有し、
該帯電部材は、その表面に、該弾性層の該絶縁性粒子に由来する凸部と該弾性層の凹部に由来する凹部とを有し、
該表面層の体積抵抗率が１．０×１０１５Ωｃｍ以上である、
帯電部材。
【請求項２】
顕微鏡視野内での前記表面層の膜厚の最大値Ｔｍａｘが５μｍ以下であり、該膜厚の最小値Ｔｍｉｎが１μｍ以上である請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】
前記離間した領域を形成する絶縁性粒子の重心の位置と前記凹部の重心の位置とを結ぶ直線が、帯電部材の長手方向に４５°未満の角度で配向している請求項１または２に記載の帯電部材。
【請求項４】
前記絶縁性粒子が、平均粒子径Ｄｍが６μｍ以上、２０μｍ以下の球状粒子であり、かつ、前記正投影図において該球状粒子の外縁Ａからその法線方向に引いた直線と凹部の外縁Ｂとの交点がなす線分のうち、最も長い線分の長さＬがＤｍの２倍以上である請求項１〜３のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項５】
前記表面層がバインダー樹脂を含み、該バインダー樹脂がポリオレフィン骨格を有する樹脂である請求項１〜４のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項６】
前記ポリオレフィン骨格がポリイソブチレン骨格である請求項５に記載の帯電部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の帯電部材の製造方法であって、
（１）ゴム組成物と絶縁性粒子からなる未加硫ゴム組成物を調製する工程、
（２）クロスヘッド押出成形機に導電性基体と該未加硫ゴム組成物を供給して引取率１００％以下の条件で引取って、未加硫ゴムローラを得る工程、及び
（３）該未加硫ゴムローラの外周、または該未加硫ゴムローラのゴムを加硫してなる加硫ゴムローラの外周に表面層を形成する工程、
を有する帯電部材の製造方法。
【請求項８】
像担持体と、該像担持体に接触して配置されている帯電部材とを有し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、
該帯電部材が、請求項１〜６のいずれか一項に記載の帯電部材であるプロセスカートリッジ。
【請求項９】
像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、該像担持体に担持された現像剤を被転写材に転写する転写部材と、を有する電子写真画像形成装置であって、
該帯電装置が、帯電部材を具備し、
該帯電部材は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の帯電部材である電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザービームプリンター等の電子写真画像形成装置（以下、「電子写真装置」とも称す）においては、感光体、帯電部材、現像部材及びクリーニング部材の如き複数の構成要素を一体的に組み込んでプロセスカートリッジとし、このカートリッジを装置本体に対して着脱可能な構成とする場合がある。近年、電子写真装置の高画質化、高速化、高耐久化が要望されており、これらの要求に伴い、トナーが小粒径化し、様々な種類の外添剤が使用される傾向がある。その結果、帯電部材への汚れの堆積量が多くなっている。本来、このような汚れはクリーニング工程においてクリーニングブレード等によって除去されるべきものである。しかしながら、出力枚数の増加とともに、クリーニングブレードと感光体との摩擦抵抗が大きくなり、汚れがクリーニングブレードをすり抜け、クリーニング工程を経た後にも感光体上に残留することがある。かかる汚れが、帯電部材との接触により、帯電部材の汚れを引き起こす。
【０００３】
残留トナーの如き汚れの付着を低減させ得る帯電ローラとして、例えば特許文献１には、表面粗さを制御した帯電ローラが開示されている。また、特許文献２は、防汚性に優れたフッ素化合物で表面をコーティングした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２００８−８３４０４号公報
【特許文献２】特開平６−２６６２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、帯電部材に付着した汚れを詳細に観察した結果、細かな粉体状の汚れとともに、塊状の汚れが含まれていることを確認した。
【０００６】
本発明者らの検討によれば、特許文献１で開示されているように、粒子に由来する凸部を表面に設けることによって、表面粗さを制御した帯電部材を用いた場合、表面層の摩擦係数の低下により汚れの付着量を低減させる効果が認められた。また、特許文献２で開示されているように、フッ素化合物等を表面にコーティングした帯電部材を用いた場合も、表面層の摩擦係数の低下により汚れの付着量を低減させる効果が認められた。しかしながら、上記の塊状になった汚れの付着抑制に対しては、その効果は限定的であった。
【０００７】
本発明の一態様は、塊状になった汚れに対しても、表面への付着を抑制できる帯電部材の提供に向けたものである。
また、本発明の一態様は、高品位な画像を形成できるプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、導電性基体、弾性層、及び表面層をこの順に有する帯電部材であって、該弾性層は、その外表面に互いに独立した複数の凹部を有し、該凹部の各々に絶縁性粒子を保持しており、該絶縁性粒子は、該弾性層の表面に露出しており、該凹部および該絶縁性粒子の各々を該導電性基体の表面に正投影した正投影図において、該絶縁性粒子に由来する投影像の外縁Ａと、該凹部に由来する投影像の外縁Ｂとが離間した領域を有し、該帯電部材は、その表面に、該弾性層の該絶縁性粒子に由来する凸部と該弾性層の凹部に由来する凹部とを有し、該表面層の体積抵抗率が１．０×１０１５Ωｃｍ以上である帯電部材が提供される。
【０００９】
また本発明の一態様によれば、上記の帯電部材の製造方法であってゴム組成物と絶縁性粒子からなる未加硫ゴム組成物を調製する工程、クロスヘッド押出成形機に導電性基体と該未加硫ゴム組成物を供給して引取率１００％以下の条件で引取って、未加硫ゴムローラを得る工程、及び、該未加硫ゴムローラの外周、または該未加硫ゴムローラのゴムを加硫してなる加硫ゴムローラの外周に表面層を形成する工程、を有する帯電部材の製造方法が提供される。
【００１０】
更に本発明の一態様によれば、像担持体と、該像担持体に接触して配置されている帯電部材とを有し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、該帯電部材が、前記帯電部材であるプロセスカートリッジが提供される。
【００１１】
更にまた本発明の一態様によれば、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、該像担持体に担持された現像剤を被転写材に転写する転写部材と、を有する電子写真画像形成装置であって、該帯電装置が帯電部材を具備し、該帯電部材が、前記帯電部材である電子写真画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、塊状になった外添剤、トナー等の汚れについても、表面への汚れの付着を抑制できる帯電部材を得ることができる。また、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像を形成することのできるプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る帯電部材の表面形態の一例を示す図（写真）である。
【図２】本発明に係る帯電部材の表面形状の一例を模式的に示す断面図（ａ）〜（ｃ）および帯電部材の正投影図（ｄ）である。
【図３】本発明に係る帯電部材の概略断面図である。
【図４】クロスヘッド押出成型機の一例の概略構成図である。
【図５】帯電部材を有する電子写真装置の一例を模式的に示す構成図である。
【図６】凹部の形状の一例を示す模式図である。
【図７】帯電部材の表面に対する法線方向を視点とした投影図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
帯電部材の表面に、前記した塊状の汚れが付着する理由の一つは、電子写真画像形成装置の高速化、高耐久化に伴いクリーニングブレードと感光体との摩擦抵抗が大きくなったことにより、クリーニングブレードが振動し、またはクリーニングブレードに欠けが生じ、感光体上の残留トナーが塊状となって、クリーニングブレードをすり抜けているためであると考えられる。
また、クリーニングブレードを有しない、所謂クリーナーレスシステムを採用した電子写真画像形成装置においても、帯電部材の表面への、塊状の汚れの付着が観察される場合があった。その理由の一つは、以下のようなものであると考えられる。すなわち、クリーナーレスシステムにおいては、感光体上の残留トナーを減らすために、転写工程において印加される電圧が高められている。その結果、高い電圧の印加によって帯電した紙から感光体への放電が発生し、感光体上の残留トナーが塊状に凝集するものと考えられる。
【００１５】
本発明の一態様に係る帯電部材は、導電性基体と、該導電性基体上に設けられた弾性層と、弾性層上に設けられた表面層とを備えている。弾性層は、導電性弾性体と絶縁性粒子を含む材料で形成することができる。弾性層は、その外表面に互いに独立した複数の導電性の凹部を有する。該凹部の各々には、絶縁性粒子が存在する。絶縁性粒子は、弾性層によって、当該弾性層の表面に露出した状態で保持されている。つまり、この絶縁性粒子は、弾性層の構成材料であって絶縁性粒子以外の構成材料（導電性エラストマー等）中に埋没しておらず、その一部が絶縁性粒子以外の構成材料（導電性エラストマー等）から突出している。また、該凹部および該絶縁性粒子の各々を導電性基体の表面に正投影した正投影図において、該絶縁性粒子に由来する投影像の外縁Ａと、該凹部に由来する投影像の外縁Ｂとが離間した領域が存在する。この弾性層が表面層の薄層により被覆されることで、帯電部材の表面は弾性層の絶縁性粒子に由来する凸部を有し、かつ、該帯電部材の表面は弾性層の凹部に由来する凹部を有している。表面層は、絶縁性の薄膜であって、体積抵抗率が１．０×１０１５Ωｃｍ以上である。
【００１６】
該帯電部材によって、塊状の汚れの表面層への付着を抑制できるメカニズムについて、本発明者らは以下のように推定した。
【００１７】
図１は、該帯電部材の表面を撮影した写真である。該帯電部材の表面は、弾性層の表面に存在する凹部に由来する凹部１１を有している。帯電部材の表面は、さらに、弾性層の表面の凹部に存在する絶縁性粒子１２１に由来する凸部１２を形成しており、凸部１２の周壁の少なくとも一部が凹部１１の周壁に接しない形（離間状態）で存在している。
【００１８】
該帯電部材の表面の断面の一例を模式的に表したものが図２（ａ）である。絶縁性粒子を含む絶縁性の表面層には、帯電部材の表面から感光体への放電の過程で、正の電荷が蓄積される。以下、表面層に電荷が蓄積される現象を、「チャージアップ」と称することがある。本発明者らは、この表面層のチャージアップは、以下のように起こっていると考えている。
【００１９】
放電空間内において、電界がパッシェンの法則を超えると、空気分子が電離し、電子と正イオンが生成して最初の放電が起こる。次に、生成した電子は、印加された電界に従って移動する過程で多くの空気中の分子と衝突し、電子雪崩を形成しながら感光体の方向へ移動する。電子雪崩の先端では常に電子と分子との衝突が生じているため、電子雪崩は放電電荷量を増大させながら進展し、最終的には感光体の表面に電子が蓄積する。  その結果、感光体の表面は帯電される。
一方、生成した正イオンは、感光体とは逆向き、すなわち、帯電部材の表面へと移動する。ここで、帯電部材の表面層の体積抵抗率が低い場合は、帯電部材の表面へと移動した正イオンは表面層を通過し、弾性層、導電性基体へと抜けていく。表面層の体積抵抗率が高い場合は、正イオンは表面層を通過することができずに、表面層に蓄積する。すなわち、表面層が正電荷にチャージアップする。該帯電部材においては、正イオンの表面層への蓄積、およびチャージアップを維持するために、表面層の体積抵抗率を１．０×１０１５Ωｃｍ以上とする。
【００２０】
ここで、正電荷が蓄積した表面層において、絶縁性粒子由来の凸部は絶縁性粒子のない部分に比べて電荷の蓄積量（以下、「チャージアップ量」ともいう）が多い。そのため、凸部から局所的な電界が発生する。ここで、図２（ｂ）は、表面に絶縁性粒子由来の凸部を有し、該凸部に隣接してなる凹部を有しない帯電部材における、該凸部近傍の断面図である。かかる帯電部材においては、該凸部からは、該帯電部材の表面の「法線方向」に局所的な電界２２が発生する。尚、「法線方向」とは、帯電部材が円柱状の帯電ローラである場合は、円の半径方向であり、帯電部材が板状の帯電部材である場合は、帯電部材の表面に垂直な方向である。そのため、該凸部からの局所電界により、帯電部材と感光体のニップ直前において、帯電部材の表面から感光体に向けた力がはたらく。そして、感光体の表面に塊状の汚れが付着していた場合、該汚れを感光体に押し付ける方向に力が作用し、その後、ニップ内において帯電部材の表面に該汚れが付着し、固着する。
【００２１】
一方、本態様に係る帯電部材においては、図２（ａ）に示した通り、表面層の絶縁性粒子由来の凸部に隣接して凹部があり、かつ、絶縁性粒子の周壁と凹部の周壁の一部とが接していない。この場合、チャージアップ量の多い凸部から発生する局所電界に、凸部から凹部の長径の方向への力が加わる。その結果、局所電界は帯電部材の表面の法線方向から斜め方向に傾いた斜め電界２１となる。なお、「凹部の長径」とは、帯電部材の表面から凹部を見た時に、凹部の形状を楕円近似した場合の楕円の長径を意味する。
【００２２】
そして、感光体の表面に塊状の汚れが付着していたとしても、該凸部からの局所電界の傾きにより、ニップ直前において、該汚れに対して斜め方向の力が作用する。その結果、該汚れは、細かな粉体状に散らされる。そのため、塊状の汚れが、帯電部材の表面に付着することを抑制できるものと考えられる。
【００２３】
本態様に係る帯電部材の表面近傍の断面形状を、図２（ｃ）を用いてより詳細に説明する。尚、図２（ｃ）の説明において、高さとは、帯電部材の表面に対する法線方向の正の距離を意味し、深さとは、その逆方向の負の距離を意味する。絶縁性粒子の外縁に存在する凹部は、凹部の底の位置が、表面層の平均高さの位置を示す平均線２３よりも低く、該平均線２３から凹部の底までの距離（深さＤｒ）が、絶縁性粒子１２１の平均粒子径Ｄｍの１／３以上の距離である、窪みと定義される。また、凹部の外縁２５とは、凹部の輪郭と、前記平均線２３とが交差する凹部の周囲と定義される。尚、「表面層の平均高さ」は、後述の〔評価３〕において記載した方法にて算出される。
【００２４】
絶縁性粒子の平均粒子径Ｄｍは６μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。平均粒子径が６μｍ以上であれば、表面層のチャージアップにより絶縁性粒子由来の凸部からの局所的な電界が容易に発生する。また、平均粒子径が２０μｍ以下であれば、絶縁性粒子由来の凸部からの放電不足に起因した局所的な画像不良を容易に抑制できる。尚、絶縁性粒子の平均粒子径の測定方法は、後述する。
【００２５】
図２（ｄ）は、凹部１１および絶縁性粒子１２１の各々を導電性基体の表面に正投影した投影図（以下、「帯電部材の正投影図」とも称す）における凹部と絶縁性粒子の例を示す図である。絶縁性粒子の外縁と凹部の外縁の離間した領域の距離（以下、「離間領域の距離」とも称す）Ｌは、該絶縁性粒子の平均粒子径Ｄｍの２倍以上であることが好ましい。この離間領域の距離Ｌは、帯電部材の正投影図において、円形状の絶縁性粒子１２１の外縁からその法線方向に引いた直線と凹部の外縁との交点がなす線分のうち、最も長い線分２７と定義される。この離間領域の距離Ｌが該絶縁性粒子の平均粒子径Ｄｍの２倍以上（２Ｄｍ≦Ｌ）であれば、凸部からの局所的な電界に、図２（ｄ）中のＸ方向の向きの力を与えることができ、局所的な電界を容易に傾けることができる。
【００２６】
また、凸部からの局所的な電界を容易に傾ける観点から、絶縁性粒子に由来する凸部の高さＨｐは表面層の平均高さの位置を示す平均線２３よりも高く、３μｍ以上高いことが好ましい。さらに同様の観点から、凹部の深さＤｒは、離間領域の距離Ｌを用いて、該平均線の位置に対し０．１０Ｌ以上の深さであることが好ましい。すなわち、Ｄｒ／Ｌが、１０％以上であることが好ましい。
【００２７】
凹部の形状は、半球状、半楕円球状、不定形等特に限定はない。凹部の形状の一例を図６（ａ）〜（ｄ）に示す。なお、図６（ａ）〜（ｄ）は、各々、帯電部材の表面の１つの凹部１１と該凹部に保持されている絶縁性粒子１２１の正投影図である。
【００２８】
さらに、さらに、帯電部材の表面に対し法線方向を視点とした投影図において、絶縁性粒子の外縁と凹部の外縁で囲まれた間隙の重心位置（図７における１１−１）は、絶縁性粒子（図７における１２１）の重心位置（図７における１２１−１）に対し、帯電部材の長手方向（帯電ローラであれば軸方向）に配向していることが好ましい。帯電部材が帯電ローラである場合、クリーニングブレードをすり抜けて帯電ローラの回転方向にスジ状に付着した塊状の汚れに対し、その直角方向（軸方向）に局所的な電界がかかることで汚れを散らす効果が高いからである。
【００２９】
絶縁性粒子の外縁と凹部の外縁で囲まれた間隙の重心位置（図７における１１−１）は、絶縁性粒子（図７における１２１）の重心位置（図７における１２１−１）に対する、帯電部材の長手方向（帯電ローラであれば軸方向）の配向の度合いは、帯電部材の表面に対する法線方向を視点とした投影図（図７）において、絶縁性粒子１２１の重心１２１−１と凹部１１の重心１１−１とを結ぶ線分７１と、帯電部材長手方向７２とのなす成す角度７３の平均値で表す事ができる。
この角度が９０°の場合、長手方向と直交する方向（帯電ローラであれば回転方向）に配向している事を示し、４５°であると無配向であることを示し、０°は長手方向に完全に配向している事を示す。当該角度が４５°未満であれば、絶縁性粒子の外縁と凹部の外縁で囲まれた間隙の重心位置（図７における１１−１）は、絶縁性粒子（図７における１２１）の重心位置（図７における１２１−１）に対し、帯電部材の長手方向（帯電ローラであれば軸方向）に配向していることとする。特に、当該角度は、０°以上、２０°以下であることが好ましい。
【００３０】
弾性層の表面に存在する凹部であって、その中に絶縁性粒子が存在している凹部の数は、特に限定されないが、表面層の表面において１００μｍ角（縦１００μｍ、横１００μｍ）あたり、０．２個以上、１０個以下程度が好ましい。
【００３１】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００３２】
＜帯電部材の構成＞
図３は、本発明に係る、ローラ形状の帯電部材（以下、「帯電ローラ」とも称す）の長手方向に直交する断面を示す。図３に示す帯電ローラ３０は、導電性基体３１と、導電性基体の周面上の弾性層３２と、該弾性層の周面上の表面層３３とを有する。続いて、帯電部材を構成する各要素について順に説明する。
【００３３】
＜導電性基体＞
導電性基体としては導電性の材料からなる基体を用いることができ、例えば鉄、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金又はニッケルで形成されている金属性（合金製）の支持体（例えば、円柱状の金属）を用いることができる。
【００３４】
＜弾性層＞
（導電性エラストマー組成物）
弾性層を構成する材料としては、従来から電子写真装置用の帯電ローラの導電性弾性層に用いられている、ゴムや熱可塑性エラストマー等で形成された導電性エラストマー組成物を用いることができる。
【００３５】
ゴムとしては、例えば以下のものが挙げられる。ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等を含むゴムもしくはゴム組成物。
【００３６】
熱可塑性エラストマーとしては、その種類には特に制限はなく、例えば以下のものが挙げられる。汎用のスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、アミド系エラストマー、ウレタン系エラストマー、エステル系エラストマーなどから選ばれる１種あるいは複数種の熱可塑性エラストマーを含む熱可塑性エラストマーもしくは熱可塑性エラストマー組成物。
【００３７】
導電性エラストマー組成物の導電機構は、イオン導電機構と電子導電機構の二つに大別される。
【００３８】
イオン導電機構の導電性エラストマー組成物は、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）に代表される極性エラストマーと、イオン導電剤からなるものが一般的である。このイオン導電剤は、前記極性エラストマーの中で電離し、かつその電離したイオンの移動度が高いイオン導電剤である。イオン導電剤としては、例えば以下のものが挙げられる。過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム等の無機イオン物質；ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、過塩素酸テトラブチルアンモニウム等の四級アンモニウム塩、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム等の有機酸無機塩。これらを１種単独で又は２種類以上組み合わせて用いることができる。これらのイオン導電剤の中でも、環境変化に対して電気抵抗が安定なことから過塩素酸４級アンモニウム塩が好ましい。しかし、イオン導電機構の導電性エラストマー組成物は、電気抵抗の環境依存性が大きく、イオンが移行することによって導電性が発現するという機構に起因してブリードやブルームを起こしやすいことがある。
【００３９】
一方、電子導電機構による導電性エラストマー組成物は、エラストマー中に導電性粒子として、カーボンブラック、カーボンファイバー、グラファイト、金属微粉末、金属酸化物等を分散し、複合したものが一般的である。電子導電機構の導電性エラストマー組成物は、イオン導電機構の導電性エラストマー組成物に比べ、電気抵抗の温湿度依存性が小さい、ブリードやブルームが少ない、安価であるなどの長所がある。
【００４０】
導電性粒子としては、例えば以下のものが挙げられる。ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等の導電性カーボン；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン；酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、銅、銀等の金属及び金属酸化物；酸化処理を施したカラー（インク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト等。これらの導電性粒子は、１種単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。導電性粒子は大きな凸部とならない事が好ましく、算術平均粒子径が１０ｎｍから３００ｎｍであるものを用いることが好ましい。
【００４１】
上記導電性粒子の使用量は、導電性エラストマー組成物の体積抵抗率が、低温低湿環境（温度１５℃、相対湿度１０％）、常温常湿環境（温度２３℃、相対湿度５０％）および高温高湿環境（温度３０℃、相対湿度８０％）で、１×１０３〜１×１０９Ω・ｃｍになる量であることが好ましい。良好な帯電性能を発揮する帯電部材が得られるためである。例えば、ポリマー（原料エラストマー）１００質量部に対して、導電性粒子０．５質量部以上、１００質量部以下、好ましくは２質量部以上、６０質量部以下とすることができる。
【００４２】
導電性エラストマー組成物の体積抵抗率は、４端子４探針法で測定でき、抵抗率計（商品名：ロレスタＧＰ、三菱化学アナリテック社製）によって測定することができる。サンプル作製のため、ゴム組成物を厚み２ｍｍの金型に入れ、圧力１０ＭＰａ、温度１６０℃で１０分間架橋して、厚さ２ｍｍのゴムシートを得る。このゴムシートの体積抵抗率を４端子４探針法で測定する。測定の条件としては、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、プローブはＥＳＰプローブ、補正係数は４．５３２、印加電圧は９０Ｖ、荷重は１０Ｎとする。
【００４３】
（絶縁性粒子）
弾性層を構成する材料として、絶縁性粒子が用いられる。本発明に係る帯電部材において弾性層の表面には絶縁性粒子が露出している。絶縁性粒子としては、体積抵抗率が１０１１Ωｃｍ以上の絶縁性を有する粒子が挙げられる。絶縁性粒子の体積抵抗率は、絶縁性粒子を加圧することによってペレット化し、このペレットの体積抵抗率を測定する粉体抵抗測定装置（商品名：粉体抵抗測定システム  ＭＣＰ−ＰＤ５１型、三菱化学アナリテック社製）によって測定することができる。ペレット化するため、粉体抵抗測定装置の直径２０ｍｍの円筒状のチャンバーに測定対象の絶縁性粒子を入れる。充填量は、２０ｋＮで加圧した時のペレットの厚みが３〜５ｍｍになるようにする。測定は、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、印加電圧９０Ｖ、荷重４ｋＮにて行う。この測定方法は、後述の「評価２」において採用される。
【００４４】
絶縁性粒子の材質は特に限定されず、例えば以下のものが挙げられる。フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂等から選ばれる少なくとも一つの樹脂からなる樹脂粒子；これらの樹脂の原料となる単量体の２種以上から製造される共重合体からなる樹脂粒子；シリカ、アルミナ、ジルコニアから選ばれる少なくとも一つの無機物からできた無機粒子等。絶縁性粒子としては、２種類以上の絶縁性粒子を併用することができる。絶縁性粒子は球状粒子であることが好ましく、平均粒子径６μｍ以上、２０μｍ以下の球状粒子であることが好ましい。
【００４５】
（平均粒子径の測定）
絶縁性粒子の平均粒子径Ｄｍは以下の方法によって求められる「長さ平均粒子径」である。まず、絶縁性粒子を走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製、商品名：ＪＥＯＬ  ＬＶ５９１０）で観察、画像撮影を実施し、撮影画像を画像解析ソフト（商品名：Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ、プラネトロン社製）を用いて解析する。解析は写真撮影時のミクロンバーから単位長さあたりの画素数をキャリブレーションし、写真から無作為に選択した１００個の粒子について、画像上の画素数から定方向径を測定し、算術平均粒子直径を求め、絶縁性粒子の平均粒子径とする。
【００４６】
（球形度）
さらに、絶縁性粒子の球形度に関しては下記に示す形状係数ＳＦ１の平均値が１００以上、１６０以下であることが好ましい。ここで、形状係数ＳＦ１は、下記式（１）で表される指数であり、１００に近いほど球形に近いことを意味している。形状係数の平均値が１６０以下であれば、感光体の摩耗や傷つきを容易に抑制できる。
【００４７】
絶縁性粒子の形状係数ＳＦ１の測定は以下の方法によって行える。粒子径の測定と同様に走査型電子顕微鏡で撮影した画像情報を画像解析装置（ニレコ社製、商品名：Ｌｕｓｅｘ３）に入力し、無作為に選んだ１００個の粒子像について、それぞれＳＦ１を下記式（１）によって算出する。平均値はその算術平均をとることで得られる。
（式１）
ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×（１００）
ただし、ＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長を、ＡＲＥＡは粒子の投影面積を表す。
【００４８】
（その他の材料）
弾性層を構成する材料として、前記の導電性エラストマー組成物、絶縁性粒子の他に、他の導電剤、充填剤、加工助剤、老化防止剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、分散剤等を用いることができる。
【００４９】
弾性層の凹部の存在状態の一例として、弾性層の表面に形成された導電性エラストマー組成物の一部が窪むことにより形成される凹部を挙げることができる。
【００５０】
なお、弾性層は多層化することも可能である。ただし、多層化する場合は最表面に絶縁性粒子を含有する層を存在させる必要がある。また、導電性基体と弾性層との間には接着層を形成することも出来る。本発明においては生産工程を簡素化するために、弾性層は単層であることが最も好ましい。そして、この場合における弾性層の厚さとしては、感光体とのニップ幅を確保するために、０．８ｍｍ以上、４．０ｍｍ以下、特には、１．２ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲が好ましい。
【００５１】
さらに、本発明の帯電部材が有する特定の表面を形成する手段として、クロスヘッド押出によって形成した弾性層の表面をそのまま用いる手段が、生産工程の簡素化のために好ましい。さらに、弾性層から表面層へのブリードおよびブルーム防止等の目的で弾性層の表面に紫外線や電子線を照射する表面処理を行ってもよい。
【００５２】
＜表面層＞
帯電部材の表面層を構成する材料としてはバインダー樹脂が挙げられ、必要に応じて、添加剤等を併用することができる。
【００５３】
（バインダー樹脂）
バインダー樹脂としては、公知のバインダー樹脂を用いることができる。例えば、樹脂、天然ゴムやこれを加硫処理したもの、合成ゴムなどのゴム等を挙げることができる。樹脂としては、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂等が使用できる。またこれらの樹脂の原料となる単量体の２種以上から製造される共重合体を使用できる。
【００５４】
これらのバインダー樹脂は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、表面層の体積抵抗率を厳密に制御する上で、ポリオレフィン骨格を有するゴム、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。さらにポリオレフィン骨格を有するゴム、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂の中でも、ポリイソブチレン骨格、ポリイソプレン骨格、ポリイソプレンの水素化物骨格、ポリブタジエン骨格、ポリブタジエンの水素化物骨格を有するゴム、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂が好ましい。これらの樹脂は体積抵抗率が高く、１．０×１０１５Ωｃｍ以上を容易に達成できるからである。
【００５５】
表面層の体積抵抗率を１．０×１０１５Ωｃｍ以上に保つためには、表面層中にイオン導電剤や導電性粒子等の導電剤を含まないことが好ましい。
【００５６】
（その他の添加剤）
本発明の効果が損なわれない程度に、必要に応じてその他添加剤を加えても良い。表面層の高抵抗化や、滑り性付与の観点からシリコーン添加剤を含むことが好ましい。また、本発明の効果を損なわない範囲で、表面層には、変性、官能基や分子鎖の導入、コーティング、離型剤等による表面処理等が施されていてもよい。
【００５７】
表面層は、静電スプレー塗布、ディッピング塗布、リング塗布等の塗布法により形成することができる。また、予め所定の厚みに成膜されたシート形状又はチューブ形状の層を、弾性層に接着又は被覆することにより形成することもできる。また、型内で所定の形状に材料を硬化、成形する方法も用いることができる。この中でも、塗布法によって表面層の材料を含む塗工液を弾性層の表面上に塗工し、乾燥することで表面層を形成することが好ましい。
【００５８】
また、表面層を表面処理することにより、動摩擦、表面自由エネルギーなどの物性を調整することができる。具体的には、表面層に活性エネルギー線を照射する方法が挙げられる。活性エネルギー線としては、紫外線、赤外線、電子線などが挙げられる。
【００５９】
（表面層の膜厚）
本発明において、表面層の膜厚は、光学顕微鏡、または、電子顕微鏡視野内での膜厚の最大値をＴｍａｘ、最小値をＴｍｉｎとしたとき、Ｔｍｉｎが１μｍ以上、であり、Ｔｍａｘが５μｍ以下であることが好ましい。膜厚の最小値が１μｍ以上であれば、チャージアップした表面層の正電荷が弾性層に抜けることによるチャージアップ減衰を容易に抑制できる。膜厚の最大値が５μｍ以下であれば、帯電部材の表面と感光体との間の放電が不足することに起因した画像不良（カブリ）が発生することを容易に抑制できる。なお、表面層の膜厚は、ローラの断面を鋭利な刃物で切り出して、得られたサンプルを光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察することにより測定できる。さらには、Ｔｍｉｎが、１．０μｍ以上、Ｔｍａｘが５.０μｍ以下であることが好ましい。
【００６０】
（表面層の体積抵抗率）
表面層の体積抵抗率は１．０×１０１５Ωｃｍ以上である。表面層の体積抵抗率が小さい場合、帯電部材に堆積する汚れの付着量が増大するとともに、塊で存在する汚れに起因する縦スジ画像やポチ画像が発生する。これは、放電直後にチャージアップした表面層上の正電荷が、導電性基体へと抜けて消失してしまうため、汚れを散らすのに十分な局所電界を発生できないためであると、本発明者らは考えている。局所電界によって汚れを散らすためには、表面層が高抵抗であることが必要であり、表面層の体積抵抗率を１．０×１０１５Ωｃｍ以上にすることが必要である。
【００６１】
表面層の体積抵抗率の測定は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて、導電性モードによって測定した測定値を採用することができる。先ず、帯電ローラの表面層を、マニュピレーターを用いてシート片に切り出し、表面層の片面に金属蒸着を施す。金属蒸着を施した面に直流電源を接続し、電圧を印加し、表面層のもう一方の面にはカンチレバーの自由端を接触させ、ＡＦＭ本体を通して電流像を得る。無作為に選んだ１００箇所の表面における電流値を測定し、測定された低電流値の上位１０箇所の平均電流値と、平均膜厚とカンチレバーの接触面積から、体積抵抗率を算出できる。
【００６２】
＜帯電部材の製造方法＞
帯電部材の製造方法の一例として、製造工程が簡略であるという観点から有効な弾性層の製造方法を説明する。すなわち、押出成型によって、凹部に隣接して絶縁性粒子が存在し、その絶縁性粒子によって形成された凸部を有し、凹部の一部と凸部の周壁の一部が接していない表面を形成する弾性層の製造方法を説明する。
【００６３】
その製造方法とは、次の２つの工程を含む、絶縁性粒子と導電性ゴム組成物の界面が剥離した、凹部を表面に形成する弾性層の製造方法（以下、「方法［１］とも称す）である。
・工程１：ゴム組成物と絶縁性粒子からなる未加硫ゴム組成物を調製する工程。
・工程２：クロスヘッド押出成形機に導電性基体と未加硫ゴム組成物を供給して引取率１００％以下の条件で引取って、未加硫ゴムローラを得る工程。
工程２は、未加硫ゴム組成物を押し出し方向に伸長させながら、導電性基体（芯金）の外周に未加硫ゴム組成物の層を形成する工程である。
【００６４】
［工程１］
まず、工程１において弾性層を構成するための、導電性ゴム組成物と絶縁性粒子を含む未加硫ゴム組成物を調製する。絶縁性粒子は平均粒子径が６μｍ以上、２０μｍ以下の球状粒子であることが好ましい。未加硫ゴム組成物中の絶縁性粒子の含有量は、原料ゴムの１００質量部に対して、５質量部以上、５０質量部以下が好ましい。５質量部以上であれば絶縁性粒子を弾性層の表面に存在させることが容易であり、感光体との接触面積を特に小さくする事ができる。また、５０質量部以下であれば弾性層の表面における絶縁性粒子の存在量が多くなることを回避して表面層が硬くなることを容易に抑制できる。
【００６５】
未加硫ゴム組成物の破断点伸度を適度な値に制御することが好ましい。本発明者らは、絶縁性粒子と周壁の一部が接しない離間領域の距離Ｌを、未加硫ゴムの引張試験における破断点伸度によって制御できることを見出した。破断点伸度の測定は引張試験機（商品名：ＲＴＧ−１２２５、株式会社エー・アンド・デイ製）を用い、ＪＩＳ  Ｋ６２５４−１９９３に準拠し、引張速度は５００ｍｍ／分、破断点計測感度は０．０１Ｎ、標線間距離は２０ｍｍ、サンプル幅は１０ｍｍ、厚みは２ｍｍ、試験温度は２５℃、測定回数は２回として行う。
【００６６】
本発明者らは、破断点伸度は、直径３μｍ以下の微小な亀裂（空孔）が発生することにより応力が緩和していることの指標になると考えている。そのため、絶縁性粒子と導電性ゴム組成物の界面で応力が集中した際に界面が剥離することによってできる凹部は、微小な亀裂により応力が緩和しやすい場合に発生しにくい。つまり、凹部は、破断点伸度が小さい未加硫ゴムにおいて発生しにくいと言える。微小な亀裂による応力緩和を制御するためには、補強性の低い充填剤を混合することが好ましい。特に炭酸カルシウムは、添加量による破断点伸度の調整幅が広いため好ましい。適切な大きさの凹部を形成するために、破断点伸度は５０％以上、８０％以下であることが好ましい。
【００６７】
その他、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度や絶縁性粒子と導電性ゴム組成物の極性差や粘着性によっても、剥離による凹部の形成を制御する事ができる。原料ゴムとしては、ムーニー粘度が高いほど凹部を大きくする事ができる。
【００６８】
［工程２］
この未加硫ゴム組成物を用いて、絶縁性粒子と導電性ゴム組成物との界面を剥離させて凹部を形成するため、クロスヘッド押出成形機を用い、未加硫ゴム組成物を押し出し方向に引き延ばしながら成型する。クロスヘッド押出成型機とは、未加硫ゴム組成物と所定の長さの芯金とが同時に送り込まれ、芯金の外周に所定の厚さのゴム材料が均等に被覆された未加硫ゴムローラがクロスヘッドの出口から押し出される成型機である。
【００６９】
図４（ａ）は、クロスヘッド押出成形機４の概略構成図である。クロスヘッド押出成形機によって、芯金４１の外周全体にわたって未加硫ゴム組成物４２を均等に被覆して、中心に芯金４１が入った未加硫ゴムローラ４３を製造することができる。クロスヘッド押出成形機には、芯金４１と未加硫ゴム組成物４２が送り込まれるクロスヘッド４４と、クロスヘッド４４に芯金４１を送り込む搬送ローラ４５と、クロスヘッド４４に未加硫ゴム組成物４２を送り込むシリンダ４６と、が設けられている。
【００７０】
搬送ローラ４５は、複数本の芯金４１を連続的にクロスヘッド４４に送り込む。シリンダ４６は内部にスクリュ４７を備え、スクリュ４７の回転により未加硫ゴム組成物４２をクロスヘッド４４内に送り込むことができる。芯金４１は、クロスヘッド４４内に送り込まれると、シリンダ４６からクロスヘッド内に送り込まれた未加硫ゴム組成物４２によって外周全体を覆われる。そして、芯金４１は、クロスヘッド４４の出口のダイス４８から、表面に未加硫ゴム組成物４２が被覆された未加硫ゴムローラ４３として送り出される。
【００７１】
クロスヘッドの押出口の隙間に比べ未加硫ゴム組成物の厚みが薄くなるように成型することで、つまり、未加硫ゴムを芯金の長手方向に引き延ばしながら成型することで、球状粒子と導電性ゴム組成物の界面が剥離し、凹部が形成される。
図４（ｂ）に、クロスヘッド押出口付近の模式図を示す。クロスヘッド押出口のダイスの内径をＤ、未加硫ゴムローラの外径をｄ、芯金の外径をｄ０とした際に、「（未加硫ゴム組成物の層の厚み）÷（押出口の隙間）」に相当する「（ｄ−ｄ０）／（Ｄ−ｄ０）」を引取率（％）と定義する。
この値は１００％のとき押出口の隙間と同じ未加硫ゴム組成物の層の厚みを意味する。この引取率が小さいほど未加硫ゴムを芯金の長手方向に多く引き延ばしながら成型することを示し、未加硫ゴム組成物の層（弾性層）の表面に大きな凹部が形成される。引取率が好ましくは９０％以下、より好ましくは８０％以上であると、適度な大きさの凹部ができる。一般的な成形においては通常、押出口から吐出された未加硫ゴム組成物はダイスウェルによって収縮し、引取率は１００％以上になる。
【００７２】
引取率の調整は、芯金４１の搬送ローラ４５による芯金送り速度と、シリンダ４６からの未加硫ゴム組成物の送り速度との相対比を変化させることで行うことができる。この時、シリンダ４６からクロスヘッド４４への未加硫ゴム組成物４２の送り速度は一定とする。芯金４１の送り速度と未加硫ゴム組成部４２の送り速度の比によって、未加硫ゴム組成物４２の層の厚みが決定される。
【００７３】
未加硫ゴム組成物は、各芯金４１の長手方向の中央部において端部より外径（肉厚）が大きい、いわゆるクラウン形状に成型することが好ましい。こうして未加硫ゴムローラ４３を得ることができる。
【００７４】
［工程３］
未加硫ゴムローラを加熱して、ゴムを加硫し、加硫ゴムローラを得る工程である。この工程３は、加硫が必要な場合に、工程２の後に実施される。未加硫ゴムローラの加硫は加熱して行うが、加熱処理の方法の具体例としては、ギアオーブンによる熱風炉加熱、遠赤外線による加熱加硫、加硫缶による水蒸気加熱などを挙げることができる。中でも熱風炉加熱や遠赤外線加熱は、連続生産に適しているため好ましい。熱可塑性エラストマーを用いて表面層を形成する場合など、架橋が必要無い場合には、熱可塑性エラストマーからなる未加硫ゴムローラを適宜冷却するなどして、そのまま加硫ゴムローラの代わりに用いる事ができる。
【００７５】
加硫ゴムローラの両端部の加硫ゴム組成物は、後の別工程にて除去され、加硫ゴムローラが完成する。したがって、完成した加硫ゴムローラは芯金の両端部が露出している。
【００７６】
芯金の両端部の露出した部分を把持する電子写真装置の場合には、帯電ローラ端部の荷重が大きくなり、電子導電性の導電性ゴム組成物の場合には、荷重による劣化によって端部が高抵抗になり、横スジ状の画像不良が発生しやすいことがある。この製造方法において、クラウン形状にする場合には、引取率はローラの中央部に比べ端部でより小さいので、端部において、より大きな凹部が形成される。そのため、端部の局所的な電界による汚れの散らし効果が特に高い。ローラの中央部における離間領域の距離の平均値Ｌｍとローラの端部における離間領域の距離の平均値Ｌｅの比Ｌｅ／Ｌｍは、１．１以上、１．３以下であることが好ましい。尚、これら離間領域の距離の平均値は、ローラの軸方向中央付近の１００点の凹部、およびローラの両端部の１００点（各端部５０点）の凹部について測定される値によって算出される。Ｌｅ／Ｌｍは、よりこのましくは、１．１０以上、１．３０以下である。
【００７７】
弾性層には、紫外線や電子線を照射することによる表面処理を行ってもよい。
【００７８】
弾性層の他の製造方法としては、以下の方法［２］が挙げられる。
【００７９】
方法［２］
まず、発泡剤を含有した未加硫ゴム組成物を調製する。クロスヘッド押出成形機に導電性基体（芯金）とこの未加硫ゴム組成物を供給して、押出成型により、未加硫ゴムを加熱加硫するとともに発泡剤を加熱分解（発泡）させて加硫ゴムローラを得る。加硫ゴムローラの表面を研磨し、発泡して生成した空孔による凹部を加硫ゴム層の表面に露出させる。この凹部に対して、凹部の長径よりも短い直径の熱可塑性樹脂の球状粒子を塗布する。その後、熱可塑性樹脂の球状粒子の融点より高い温度で加熱し、球状粒子を凹部に密着させる。
【００８０】
この方法［２］に比べて、破断点伸度や引取率を制御しながら押し出す前記方法［１］の製造方法で得られた弾性層においては、凹部と凸部の周壁が接していない部分が、帯電部材の長手方向に配向する。そのため、局所的な電界による汚れの散らし効果が高く、好ましい。
【００８１】
（表面層の形成）
以上の方法によって製造された弾性ローラ（未加硫ゴムローラまたは加硫ゴムローラ）の外周に表面層を形成することによって、本発明に係る帯電ローラを得ることができる。表面層の形成方法としては、先に記載した静電スプレー塗布、ディッピング塗布、リング塗布等の塗布法等が挙げられる。
【００８２】
＜電子写真画像形成装置＞
電子写真画像形成装置は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、該像担持体に担持された現像剤を被転写材に転写する転写部材と、を有する画像形成装置であって、該帯電装置が帯電部材を具備し、該帯電部材が本発明に係る帯電部材であることを特徴とする。
【００８３】
図５を用いて、電子写真画像形成プロセスを説明する。被帯電部材としての電子写真感光体（感光体）５１は、導電性支持体５１ｂと、支持体５１ｂ上に形成した感光層５１ａとからなり、円筒形状を有する。そして、軸５１ｃを中心に図上時計周りに所定の周速度をもって駆動される。
【００８４】
帯電部材（帯電ローラ）５２は感光体５１に接触配置されて感光体を所定の電位に帯電する。帯電ローラ５２は、導電性基体５２ａと、その上に形成した表面層５１ｂとからなる。導電性基体５２ａの両端部が不図示の押圧手段で感光体５１に押圧されており、帯電ローラは感光体５１に対し従動回転もしくは一定の速度差を持って回転する。電源５３から摺擦電極５３ａを介して、導電性基体５２ａに所定の直流電圧が印加されることで、感光体５１が所定の電位に帯電される。
【００８５】
帯電された感光体５１は、次いで露光手段５４により、その周面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像は、次いで、現像部材５５により、トナー画像として順次に可視像化される。このトナー画像は、転写材５７に順次転写されていく。転写材５７は不図示の給紙手段部から感光体５１の回転と同期取りされて適正なタイミングをもって感光体５１と転写手段５６との間の転写部へ搬送される。転写手段５６は転写ローラであり、転写材５７の裏からトナーと逆極性の帯電を行うことで感光体５１側のトナー画像が転写材５７に転写される。表面にトナー画像の転写を受けた転写材５７は、感光体５１から分離されて不図示の定着手段へ搬送されてトナーが定着され、画像形成物として出力される。像転写後の感光体５１の表面に残留しているトナーなどは、弾性ブレードに代表されるクリーニング部材を備えたクリーニング手段５８によって除去される。クリーニングされた感光体５１の周面は次のサイクルの電子写真画像形成プロセスに移る。
【００８６】
＜プロセスカートリッジ＞
プロセスカートリッジは、像担持体と、該像担持体に接触して配置されている帯電部材とを有し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、該帯電部材が本発明に係る帯電部材であることを特徴とする。
【実施例】
【００８７】
以下に実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これらは、本発明を限定するものではない。なお、以下、特に明記しない限り、試薬等で指定のないものは市販の高純度品を用いた。なお各例では、帯電ローラを作製した。なお、「部」は「質量部」を示す。また、実施例、比較例において使用した弾性層、および表面層に用いられる材料と組成を表３〜６にまとめた。
【００８８】
弾性層に含有させる粒子として、下記表１の粒子を用意した。  これらの粒子の各々について、既述の方法によって、体積抵抗率を粉体抵抗率測定装置（商品名：粉体抵抗測定システム  ＭＣＰ−ＰＤ５１型、三菱化学アナリテック社製）を用いて測定した。体積抵抗率が、１０１１Ωｃｍ以上であれば「絶縁性」と判定し、１０１０Ωｃｍ以下であれば「導電性」と判定した。判定結果を表１に併せて示す。
【００８９】
【表１】
2018077470.tif 000003
【００９０】
尚、表１中、「ＰＭＭＡ粒子」の「ＰＭＭＡ」はポリメタクリル酸メチルを意味する。
また、粒子Ｎｏ．１および粒子Ｎｏ．６に係るポリウレタン粒子は、各々下記のように調製した。
【００９１】
＜粒子Ｎｏ．１の調製＞
水酸基価４５のポリジエチレン・ブチレンアジペート１００質量部にＮＣＯ％＝１２．３のポリイソシアネート（商品名：デュラネート２４Ａ、旭化成工業株式会社製）３質量部を添加し均一に混合した。この混合物を、フッ素処理シリカ５質量部をフッ素オイル（商品名：ガルデンＨＴ１３５、ソルベイ（SOLVAY）社製）３００質量部に分散した分散液に加え、２０分間超音波処理を行うことで乳化液を得た。この乳化液を９０℃まで昇温し、４００ｒｐｍで８時間撹拌してポリウレタンゲル粒子の分散液を得た。この分散液を真空乾燥することで、粒子径４μｍのポリウレタン粒子Ｎｏ．１を作成した。
【００９２】
＜粒子Ｎｏ．６の調製＞
ポリイソシアネートの添加量を３質量部から３２．４質量部に変更した以外は、粒子Ｎｏ．１と同様にして、粒子径４０μｍのポリウレタン粒子Ｎｏ．６を調製した。
【００９３】
＜弾性ローラの作製＞
＜弾性ローラＮｏ．１の作製＞
１．弾性層用の未加硫ゴム組成物Ｎｏ１の調製及び評価
表２に示す材料を混合してＡ練りゴム組成物を得た。混合機は、６リットル加圧ニーダー（製品名：ＴＤ６−１５ＭＤＸ、トーシン社製）を用いた。混合条件は、充填率７０ｖｏｌ％、ブレード回転数３０ｒｐｍ、１６分間とした。
【００９４】
【表２】
2018077470.tif 000004
【００９５】
次いで、Ａ練りゴム組成物と表３に示す材料を混合して、Ｂ練りゴム組成物を得た。混合機は、ロール径１２インチ（０．３０ｍ）のオープンロールを用いた。  混合条件は、前ロール回転数１０ｒｐｍ、後ロール回転数８ｒｐｍで、ロール間隙２ｍｍとして合計２０回左右の切り返しを行った後、ロール間隙を０．５ｍｍとして１０回薄通しを行った。なお表３中のＴＳおよびＤＭはいずれも加硫促進剤である。
【００９６】
【表３】
2018077470.tif 000005
【００９７】
さらに、Ｂ練りゴム組成物、および、「粒子Ｎｏ．３」２０質量部を混合して、「未加硫ゴム組成物Ｎｏ．１」を得た。混合機は、ロール径１２インチ（０．３０ｍ）のオープンロールを用いた。混合条件は、前ロール回転数８ｒｐｍ、後ロール回転数１０ｒｐｍで、ロール間隙２ｍｍとして合計２０回左右の切り返しを行った後、ロール間隙を０．５ｍｍとして１０回薄通しを行った。
【００９８】
〔評価１〕破断点伸度の測定
前記弾性層用の未加硫ゴム組成物Ｎｏ．１を用い、厚さ２ｍｍの長方形型の金型で未加硫ゴムシートを成形した。成形条件は、温度：８０℃、圧力：１０ＭＰａとした。引っ張り試験機としてテンシロン万能試験機ＲＴＧ−１２２５（商品名：株式会社オリエンテック製）を用い、ＪＩＳ  Ｋ−６２５１に則って、未加硫ゴムシートの破断点伸度を測定した。このとき、未加硫ゴムシートはダンベル状１号形の試験片とし、引っ張り速度は５００ｍｍ／ｍｉｎ、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下とした。破断点伸度は、７２％であった。
【００９９】
２．導電性芯金への接着層の形成
直径６ｍｍ、長さ２５２ｍｍの円柱形の導電性芯金（鋼製、表面はニッケルメッキ）の軸方向の中央部の長さ２２２ｍｍの外周に導電性加硫接着剤（商品名：メタロックＵ−２０；東洋化学研究所製）を塗布し、８０℃で３０分間乾燥した。このようにして導電性芯金の表面に接着層を形成した。
【０１００】
３．加硫ゴム層の成形
クロスヘッド押出成型機を用いて、この接着層を有する芯金の外周に弾性層用の未加硫ゴム組成物Ｎｏ．１を被覆し、クラウン形状の未加硫ゴムローラを得た。成型温度は１００℃、スクリュ回転数は１０ｒｐｍとして、芯金の送り速度を変えながら成型した。未加硫ゴムローラの軸方向を平均した引取率は８５％とした。クロスヘッド押出成型機のダイス内径は８．９ｍｍ、未加硫ゴムローラの軸方向の中央の外径は８．６ｍｍ、中央から９０ｍｍ離れた位置の端部の外径は８．４ｍｍであった。その後、電気炉にて温度１６０℃で４０分間加熱して未加硫ゴム組成物の層を加硫して加硫ゴムローラとした。加硫ゴムローラの両端部を切断し、軸方向の長さを２３２ｍｍとした。このようにして弾性ローラＮｏ．１を作製した。
【０１０１】
＜弾性ローラＮｏ．２〜１７＞
表４に記載の組成を有する未加硫ゴム組成物Ｎｏ．２〜１７を調製した。また、各未加硫ゴム組成物について、評価１に供した。その結果を表４に併せて示す。
次いで、未加硫ゴム組成物Ｎｏ．２〜１７を用い、また、引取り率を表５に示すように変更した以外は、弾性ローラＮｏ．１と同様にして弾性ローラＮｏ．２〜１７を作製した。
【０１０２】
【表４】
2018077470.tif 000006
【０１０３】
【表５】
2018077470.tif 000007
【０１０４】
＜表面層形成用塗工液の調製＞
１．表面層形成用塗工液の調製に用いる材料として、表６に記載の材料を用意した。
【０１０５】
【表６】
2018077470.tif 000008
【０１０６】
２．表面層形成用の塗工液の調製
＜塗工液Ｎｏ．１の調製＞
窒素雰囲気下、反応容器中で、ポリメリックＭＤＩ（ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート）（商品名：ミリオネートＭＲ２００、東ソー社製）２７質量部に対して、Ａ−１  １００質量部を、反応容器内の温度を６５℃に保持しつつ、徐々に滴下した。滴下終了後、６５℃で２時間反応させた。得られた反応混合物を室温まで冷却し、イソシアネート基含有量４．３質量％のイソシアネート基末端プレポリマーＢ−１を得た。
【０１０７】
得られたイソシアネート基末端プレポリマーＢ−１：５７質量部と、Ａ−１：４３質量部と、をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）中に添加して、固形分が１５質量％になるように調整して、塗工液Ｎｏ．１を得た。
【０１０８】
＜塗工液Ｎｏ．２の調製＞
イソシアネート基末端プレポリマーＢ−１の調製に用いたＡ−１を、ポリエステルポリオール（商品名：Ｐ３０１０、クラレ社製）に変えた以外は、イソシアネート基末端プレポリマーＢ−１と同様にしてイソシアネート基末端プレポリマーＢ−２を得た。
得られたイソシアネート基末端プレポリマーＢ−２：５５質量部と、Ａ−２：４５質量部と、をメチルチルエチルケトン（ＭＥＫ）中に添加して、固形分が１５質量％になるように調整して、塗工液Ｎｏ．２を得た。
【０１０９】
＜塗工液Ｎｏ．３の調製＞
イソシアネート基末端プレポリマーＢ−１の調製に用いたＡ−１を、ポリカーボネート系ポリオール（商品名：Ｔ５６５２、旭化成ケミカルズ社製）に変えた以外は、イソシアネート基末端プレポリマーＢ−１と同様にしてイソシアネート基末端プレポリマーＢ−３を得た。
得られたイソシアネート基末端プレポリマーＢ−３：５４質量部と、Ａ−３：４６質量部と、をメチルチルエチルケトン（ＭＥＫ）中に添加して、固形分が１５質量％になるように調整して、塗工液Ｎｏ．３を得た。
【０１１０】
＜塗工液Ｎｏ．４の調製＞
イソシアネート基末端プレポリマーＢ−１の調製に用いたＡ−１を、ポリプロピレングリコール系ポリオール（商品名：エクセノール１０３０  旭化成ケミカルズ社製）に変えた以外は、イソシアネート基末端プレポリマーＢ−１と同様にしてイソシアネート基末端プレポリマーＢ−４を得た。
得られたイソシアネート基末端プレポリマーＢ−４：５９質量部と、Ａ−４：４１質量部と、をメチルチルエチルケトン（ＭＥＫ）中に添加して、固形分が１５質量％になるように調整して、塗工液Ｎｏ．４を得た。
【０１１１】
＜塗工液Ｎｏ．５、７−１〜７−６、８〜１４の調製＞
下記表７に示す組成とした以外は、塗工液Ｎｏ．１と同様にして、塗工液Ｎｏ．５、７−１〜７−６、８〜１４を得た。
【０１１２】
【表７】
2018077470.tif 000009
【０１１３】
＜塗工液Ｎｏ．６の調製＞
表８に示す材料を混合し混合液を調製した。カーボンブラックは導電性粒子である。ガラス瓶内に該混合液と平均粒径０．８ｍｍのガラスビーズとを共に入れ、ペイントシェーカー分散機を用いて６０時間分散して、被覆層用塗工液Ｎｏ．６を調製した。
【０１１４】
【表８】
2018077470.tif 000010
【０１１５】
＜実施例１＞
１．表面層の形成
弾性ローラＮｏ．１の外周に、塗工液Ｎｏ．７−４を、環状塗工ヘッドを用いて塗布した。弾性ローラＮｏ．１と環状塗工ヘッドとの相対移動速度は、８５ｍｍ／秒、環状塗工ヘッドのノズルからの塗工液の吐出速度は、０．１２０ｍＬ／ｓ、塗工液Ｎｏ．１の総吐出量は、０．３７５ｍＬとした。
弾性ローラＮｏ．１の外周部の、塗工液Ｎｏ．１の塗膜に対して、波長２５４ｎｍの紫外線を、積算光量が９０００ｍＪ／ｃｍ２になるように照射し、該塗膜を硬化させて表面層を形成し、帯電ローラＮｏ．１を作製した。紫外線の照射には低圧水銀ランプ（東芝ライテック社製）を用いた。
【０１１６】
帯電ローラＮｏ．１について、以下の評価２〜８を行った。
【０１１７】
〔評価２〕離間領域の距離Ｌの測定
離間領域の距離Ｌを以下の方法で測定した。まず、コンフォーカル顕微鏡（商品名：オプティクスハイブリッド、レーザーテック株式会社製）により、帯電ローラの表面の高さ像を測定した。観察条件は、対物レンズ５０倍、画素数１０２４ピクセル、高さ分解能０．１μｍとし、取得した画像を２次曲面にて平面補正した値を高さの値とした。
【０１１８】
続いて、画像処理ソフト（商品名「Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ」：プラネトロン株式会社製）を用いて、絶縁性粒子の外縁と凹部の外縁の離間領域の距離Ｌを計算した。まず、高さの平均値を閾値として、高さ像を２値化した。次に、カウント／サイズによって高さの平均値より低い部分の凹部を自動抽出した。この凹部に接する絶縁性粒子の外縁から法線を引き、凹部の外縁との距離が最も長くなる部分の距離を計測した。抽出された高さの平均値（図２（ｃ）の平均線２３）より低い部分の凹部について面積の大きな順に、このような操作をローラの軸方向中央付近の１００点の凹部、および該中央から両端部方向へ各９０ｍｍの位置付近の１００点（各端部５０点）の凹部について行った。これにより抽出した数値の平均値を、離間領域の距離Ｌとした。この距離が絶縁性粒子の平均粒子径Ｄｍの２倍以上であれば、本発明の効果を優れて発揮することができる。
【０１１９】
離間領域の距離Ｌは、２５μｍであった。また、前記中央部における離間領域の距離の平均値Ｌｍと前記端部における離間領域の距離の平均値Ｌｅの比Ｌｅ／Ｌｍは１．２０であった。
【０１２０】
〔評価３〕凸部の高さＨｐ及び比率Ｄｒ／Ｌの測定
Ｈｐ及び比率Ｄｒ／Ｌを以下の方法で測定した。まず、コンフォーカル顕微鏡（商品名：オプティクスハイブリッド、レーザーテック株式会社製）により、帯電ローラの表面の高さ像を測定した。観察条件は、対物レンズ５０倍、画素数１０２４ピクセル、高さ分解能０．１μｍとし、取得した画像を２次曲面にて平面補正した値を高さの値とした。
【０１２１】
この高さ像から、絶縁性粒子の凸部の周囲にできた凹部の周辺部分の断面プロファイルを抜き出し、高さの平均値（図２（ｃ）の平均線２３）から凸部の頂点までの距離を求めた。この値を１００点（１００個の凸部）平均した値を凸部の高さＨｐとした。同様に高さの平均値（図２（ｃ）の平均線２３）から凹部の底までの距離を求めて、この距離を凹部の深さＤｒ値とし、離間領域の距離Ｌで除した値Ｄｒ／Ｌを求めた。この値を１００点（１００個の凹部）平均した値を、凹部の深さの絶縁性粒子の外縁と凹部の外縁の離間した部分の距離に対する比率（百分率）とした。測定はローラの軸方向中央付近の１００点の凹部、および該中央から両端部方向へ各９０ｍｍの位置付近の１００点（各端部５０点）の凹部について行った。凸部の高さＨｐは、４μｍであった。また、凹部の深さＤｒの離間領域の距離Ｌに対する比率Ｄｒ／Ｌは２３％であった。
【０１２２】
〔評価４〕凹部の配向角の測定
絶縁性粒子と凹部が離間していることにより形成された凹部の重心の位置と絶縁性粒子の重心の位置の配向を測定するため、透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）（以下、「ＴＥＭ」と略す）の画像を取得した。ＴＥＭ観察用のサンプルとしては、凹部を切断するように表面層の表面近傍を表面に平行に切断した薄片を用いた。薄片は超薄切片法によって調製した。切削装置は、クライオミクロトーム（商品名「Ｌｅｉｃａ  ＥＭ  ＦＣＳ」、ライカマイクロシステムズ株式会社製）である。切削温度は、−１００℃とした。ＴＥＭとして、株式会社日立ハイテクノロジーズ製Ｈ−７１００ＦＡ（商品名）を用いた。加速電圧は１００ｋＶに、視野は明視野とした。この薄片をＴＥＭで観察した画像を、凹部、絶縁性粒子、導電性ゴム組成物のそれぞれにコントラスト差があるよう撮影した。必要に応じて、画像処理により凹部、絶縁性粒子、導電性ゴム組成物を３値化した画像を用いた。
【０１２３】
この画像の各凹部の重心Ｘ座標、重心Ｙ座標、および、その凹部に存在する絶縁性粒子の重心Ｘ座標、重心Ｙ座標を画像処理ソフト（商品名「Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ」：プラネトロン株式会社製）のカウント／サイズ機能により計測した。凹部の重心と絶縁性粒子の重心の座標を結ぶ方向とローラ軸方向とのなす鋭角を１００点（１００個の凹部）について測定し、凹部の配向角を求めた。凹部の配向角は０°であった。
【０１２４】
〔評価５〕表面層の膜厚の測定
表面層の軸方向を均等に３分割した３箇所と、これら各箇所において円周方向を均等に３分割した３箇所の、計９箇所を測定箇所とした。各測定箇所において表面層の断面を、鋭利な刃物で切り出し、光学顕微鏡又は電子顕微鏡で観察した。１視野内の膜厚の最大値と最小値を、１箇所の断面あたり５視野測定し、合計４５個の測定値を得た。膜厚の最大値Ｔｍａｘは４．３μｍであり、最小値Ｔｍｉｎは１．４μｍであった。
【０１２５】
〔評価６〕表面層の体積抵抗率の測定
表面層の体積抵抗率は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）（Ｑ−ｓｃｏｐｅ２５０：Ｑｕｅｓａｎｔ社）を用いて、導電性モードによって測定した。先ず、帯電ローラの表面層を、マニュピレーターを用いて幅２ｍｍ、長さ２ｍｍのシートに切り出し、表面層の片面に白金蒸着を施した。次に白金蒸着を施した面に直流電源（６６１４Ｃ：Ａｇｉｌｅｎｔ社）を接続して１０Ｖを印加し、表面層のもう一方の面にはカンチレバーの自由端を接触させ、ＡＦＭ本体を通して電流像を得た。この測定を、表面層の全体において無作為に選ばれた１００箇所の表面において行い、低電流値の上位１０箇所の平均電流値と、前記「評価６」で測定された表面層の膜厚の平均値とから「体積抵抗率」を算出した。体積抵抗率は、７．５×１０１５Ωｃｍであった。
測定の条件を以下に示す。
・測定モード：ｃｏｎｔａｃｔ
・カンチレバー：ＣＳＣ１７
・測定範囲：１０ｎｍ×１０ｎｍ
・スキャンレイト：４Ｈｚ
・印加電圧：１０Ｖ。
【０１２６】
〔評価７〕汚れ評価（クリーナーあり）
電子写真装置として、レーザービームプリンター（商品名：ＨＰ  ＬａｓｅｒＪｅｔ  Ｐ１５０５  Ｐｒｉｎｔｅｒ、ＨＰ社製）を用意した。このレーザービームプリンターは、Ａ４サイズの紙を縦方向に出力可能である。また、このレーザープリンターのプリントスピードは２３枚／分であり、画像解像度は６００ｄｐｉである。上記レーザービームプリンター用のプロセスカートリッジ（商品名：「ＨＰ  ３６Ａ（ＣＢ４３６Ａ）」、ＨＰ社製）に付属の帯電ローラを取り外し、帯電ローラＮｏ．１を帯電ローラとして組み込み、そのプロセスカートリッジを上記レーザービームプリンターに装填した。また、この時カートリッジには中央に２μｍの欠けがあるクリーナーブレードを装着した。
【０１２７】
このレーザービームプリンターを用いて、低温低湿（温度１５℃、相対湿度１０％）環境下で、ハーフトーン画像（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画像）を５枚形成した。その後、帯電ローラＮｏ．１を取出して、クリーナーブレードの欠けの位置に相当する帯電ローラの表面を目視にて観察し、以下の基準に基づき評価した（評価７−１）。
ランクＡ：帯電ローラの表面の周方向に汚れが確認できない。
ランクＢ：帯電ローラの表面の周方向に軽微な汚れが確認できる。
ランクＣ：帯電ローラの表面の周方向にトナー汚れが確認できる。
ランクＤ：帯電ローラの表面の周方向に顕著なトナー汚れが確認できる。
【０１２８】
さらに、５枚目のハーフトーン画像を用い、クリーナーブレードの欠けの位置に相当する画像位置における画像性能を、以下の基準に基づきランク付けした（評価７−２）。
ランクＡ：縦スジ画像が、全く確認できない。
ランクＢ：縦スジ画像が、ほとんど確認できない。
ランクＣ：縦スジ画像が、確認できる。
ランクＤ：縦スジ画像が、帯状にはっきりと確認できる。
これらの評価結果を表１０および１１において、「７−１／７−２」のランクで表示した。
【０１２９】
〔評価８〕汚れ評価（クリーナーレス）
付属の帯電ローラ及びクリーニングブレードを取り外したプロセスカートリッジ（商品名：「ＨＰ  ３６Ａ（ＣＢ４３６Ａ）」、ＨＰ社製）に、帯電ローラとして帯電ローラＮｏ．１を装着した。また、帯電ローラが感光体の回転に対して順方向に１０５％の周速差を持って回転するギアを帯電ローラに取り付けた。このプロセスカートリッジをレーザービームプリンター（商品名：ＨＰ  ＬａｓｅｒＪｅｔ  Ｐ１５０５  Ｐｒｉｎｔｅｒ、ＨＰ社製）に装填し、低温低湿（温度１５℃、相対湿度１０％）環境下で、ベタ黒画像を５枚、およびハーフトーン画像を１枚形成した。その後、帯電ローラＮｏ．１を取出して帯電ローラの表面を目視にて観察し、以下の基準に基づき評価した（評価８−１）。
ランクＡ：帯電ローラの表面に汚れが確認できない。
ランクＢ：帯電ローラの表面に軽微な汚れが確認できる。
ランクＣ：帯電ローラの表面に塊状のトナー汚れが確認できる。
ランクＤ：帯電ローラの表面に塊状の顕著なトナー汚れが確認できる。
【０１３０】
さらに、６枚目のハーフトーン画像を用い、塊状に凝集した転写残トナーによるポチ画像の発生度合いを目視にて観察し、以下の基準に基づきランク付けした（評価８−２）。
ランクＡ：ポチ画像が、全く確認できない。
ランクＢ：ポチ画像が、ほとんど確認できない。
ランクＣ：ポチ画像が、確認できる。
ランクＤ：ポチ画像が、帯状にはっきりと確認できる。
これらの評価結果を表１０および１１において、「８−１／８−２」のランクで表示した。
【０１３１】
実施例１では、凹部の深さＤｒと離間領域の距離Ｌとの比Ｄｒ／Ｌなどの表面形状や、表面層の膜厚、表面層の体積抵抗率が適正であった。そのため、クリーナーの有無に関わらず塊状の汚れに起因した縦スジやポチ画像の性能がすべてランクＡであり、高い画像品位を保っていた。
【０１３２】
〔実施例２〜２０、２２〜２９〕
弾性層形成ローラＮｏ．１および塗工液Ｎｏ．７−４を、表９に示した組合せとした以外は、実施例１と同様にして帯電ローラＮｏ．２〜２０、２２〜２９を作製した。
【０１３３】
〔実施例２１〕
実施例１に係る帯電ローラＮｏ．１の作製において、塗工液Ｎｏ．７−４を塗工液Ｎｏ．１に変えた。また、弾性ローラＮｏ．１の外周面に塗工液の塗膜を形成した後、温度２３℃で３０分間風乾した。次いで、熱風循環乾燥機中で、温度８０℃で１時間乾燥させ、引き続いて、温度１６０℃で１時間乾燥させた。それら以外は、帯電ローラＮｏ．１と同様にして、帯電ローラＮｏ．２１を作製した。
【０１３４】
〔比較例１〜５〕
弾性ローラＮｏ．１および塗工液Ｎｏ．７−４を、表９に示した組合せとした以外は、実施例１と同様にして帯電ローラＮｏ．３１〜３５を作製した。
なお、帯電ローラＮｏ．３１、３２の表面には弾性層の凹部に由来する凹部は存在しなかった。
【０１３５】
〔比較例６〕
弾性ローラＮｏ．１を、帯電ローラＮｏ．３６とした。すなわち、帯電ローラＮｏ．３６は、本発明に係る表面層を有しない構成である。
【０１３６】
〔比較例７〕
弾性ローラＮｏ．１の外周面に、塗工液Ｎｏ．６の塗膜をディッピングにより形成した。なお、浸漬時間は９秒とし、塗工液Ｎｏ．６からの弾性ローラＮｏ．１の引き上げ速度は、初期速度が２０ｍｍ／ｓｅｃ、最終速度が２ｍｍ／ｓｅｃになるように調整した。なお、２０ｍｍ／ｓｅｃから２ｍｍ／ｓｅｃの間は、時間に対して直線的に速度を変化させた。その後、温度２３℃で３０分間風乾し、次いで、温度１６０℃で１時間加熱して、帯電ローラＮｏ．３７を得た。被覆層の膜厚は３μｍであった。
【０１３７】
【表９】
2018077470.tif 000011
【０１３８】
帯電ローラＮｏ．１〜２９、３１〜３７の評価結果を表１０および表１１に示す。
【０１３９】
【表１０】
2018077470.tif 000012
【０１４０】
【表１１】
2018077470.tif 000013
【０１４１】
〔評価結果および考察〕
実施例１〜２９、および比較例１〜７に用いた球状粒子の球形度（形状係数ＳＦ１）はすべて１００以上、１６０以下であった。
【０１４２】
表１０および１１より、本発明に従う実施例１〜２９の帯電部材では、汚れ評価のランクがクリーナーありの場合、クリーナーレスの場合ともにＡ〜Ｃであった。
【０１４３】
実施例１〜５の中では、離間領域の距離Ｌが大きいほど汚れ評価が良化する傾向が見られた。実施例６〜９の中では、絶縁性粒子の平均粒子径Ｄｍが大きいほど汚れ評価が良化する傾向が見られたが、実施例１０においては絶縁性粒子の平均粒子径Ｄｍが４０μｍと非常に大きく、凸部からの放電不足に起因した局所的な汚れにより汚れ評価のランクがＣであった。実施例１５〜１８の中では、表面層の膜厚が大きいほど汚れ評価が良化する傾向が見られたが、実施例１９においては膜厚が厚く、帯電部材の表面と感光体との間の放電が不足することに起因した汚れにより、汚れ評価のランクがＣであった。実施例２０〜２９は表面層の体積抵抗率が十分に高く、汚れ評価のランクがＡであった。
【０１４４】
一方、比較例１は、凹部を有しないため凸部からの局所電界が傾かず、汚れ評価のランクがＤであった。比較例２は、絶縁性粒子がないため局所電界が発生せず、汚れ評価のランクがＤであった。比較例３は、絶縁性粒子に導電性があるため局所電界が発生せず、汚れ評価のランクがＤであった。比較例４〜５、７は、表面層の体積抵抗率が低いため表面層のチャージアップが減衰し、汚れ評価のランクがＤであった。比較例６は、表面層を有しないためローラ表面のチャージアップが起こらず、汚れ評価のランクがＤであった。
【符号の説明】
【０１４５】
１１    凹部
１１−１  凹部の重心
１２    凸部
３０    帯電部材（帯電ローラ）
３１    導電性基体
３２    弾性層
３３    表面層
４      クロスヘッド押出成形機
４１    芯金（導電性基体）
４２    未加硫ゴム組成物
４３    未加硫ゴムローラ
５２    帯電部材（帯電ローラ）
１２１  絶縁性粒子
１２１−１  絶縁性粒子の重心
【図１】
2018077470.tif 000014
【図２】
2018077470.tif 000015
【図３】
2018077470.tif 000016
【図４】
2018077470.tif 000017
【図５】
2018077470.tif 000018
【図６】
2018077470.tif 000019
【図７】
2018077470.tif 000020