(57)【要約】【課題】表面の凸部に由来する強い放電の抑制及び白抜け画像の抑制に資する電子写真用帯電部材の提供。【解決手段】導電性基体と導電性弾性層と絶縁性表面層をこの順で有する電子写真用の帯電部材であって、弾性層はバインダーを含み複数個のボウル形状樹脂粒子を弾性層の基体に対向する側とは反対側の面に保持し、前記粒子は開口と開口の周囲のエッジと開口に連なる空隙とを有し、前記粒子の各々は開口とエッジとが弾性層の基体に対向する側とは反対側の面から露出するように弾性層に保持されており、表面層の基体に対向する側とは反対側の表面は帯電部材の表面を構成し、帯電部材の表面は空隙に由来する複数個の凹部とエッジに由来する複数個の凸部とを有し、帯電部材の長手方向に直交し凸部の頂点を含む断面において頂点と基体の回転中心とを結ぶ線分は凹部の空間を通り、表面層が特定の体積抵抗率及び膜厚を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の基体と、導電性の弾性層と、絶縁性の表面層をこの順で有する電子写真用の帯電部材であって、
該弾性層は、バインダーを含み、複数個のボウル形状の樹脂粒子を、該弾性層の該基体に対向する側とは反対側の面に保持してなり、
該ボウル形状の樹脂粒子は、開口と、該開口の周囲のエッジと、該開口に連なる空隙とを有し、該ボウル形状の樹脂粒子の各々は、該開口と該エッジとが、該弾性層の、該基体に対向する側とは反対側の面から露出するように該弾性層に保持されており、
該表面層の、該基体に対向する側とは反対側の表面は、該帯電部材の表面を構成し、
該帯電部材の表面は、該空隙に由来する複数個の凹部と、該エッジに由来する複数個の凸部とを有し、
該帯電部材の長手方向に直交し、かつ、該凸部の頂点を含む断面において、該頂点と該基体の回転中心とを結ぶ線分は、該凹部の空間を通り、
該表面層の体積抵抗率が、１．０×１０１６Ω・ｃｍ以上、１．０×１０１８Ω・ｃｍ以下であり、かつ、
該表面層の膜厚が、１μｍ以上、５μｍ以下である、ことを特徴とする電子写真用の帯電部材。
【請求項２】
前記凸部の頂点と前記基体の回転中心を結ぶ線分の、前記凹部の表面との交点から該凸部の頂点までの長さが、前記凸部の高さの２倍以上、１０倍以下である、請求項１に記載の電子写真用の帯電部材。
【請求項３】
前記凸部の高さが３μｍ以上、１０μｍ以下である、請求項１または２に記載の電子写真用の帯電部材。
【請求項４】
前記表面層が、ポリオレフィン骨格を有する樹脂を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材。
【請求項５】
前記ポリオレフィン骨格がポリイソプレン骨格である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材。
【請求項６】
前記表面層が、放射線崩壊型の樹脂を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材。
【請求項７】
前記ボウル形状の樹脂粒子が、放射線崩壊型の樹脂を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材。
【請求項８】
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、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材を有することを特徴とする、プロセスカートリッジ。
【請求項９】
電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電可能に配置された帯電部材と、を有する電子写真画像形成装置であって、
該帯電部材が、該請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材であることを特徴とす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、電子写真用の帯電部材、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】
電子写真方式を採用した画像形成装置は、主に、電子写真感光体（以下、単に「感光体」とも称す）、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置及び定着装置からなる。帯電装置としては、接触帯電装置が多く採用されている。接触帯電装置は、感光体の表面に接触又は近接配置された帯電部材（典型的には帯電ローラ）に、直流電圧、又は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することによって、感光体の表面を帯電する。
【０００３】
近年の電子写真装置の高速化や長寿命化に伴って、帯電部材に対しては、被帯電体を長期に亘って安定に帯電させることが求められている。
【０００４】
かかる課題に対して、特許文献１には、帯電ローラの表面に、樹脂粒子由来の凸部を有する導電層を設けてなる帯電ローラが開示されている。また、特許文献２には、ボウル形状の樹脂粒子の開口に由来する凹部と、ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジに由来する凸部とを、表面に有している帯電ローラが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７６０２６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４８３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および特許文献２に係る帯電部材を用いて感光体を帯電させる場合、帯電部材の表面には、その表面形状に応じた表面電位が、印加電圧によって形成される。帯電部材の表面層に内包された樹脂粒子由来の凸部や、ボウル形状の樹脂粒子のエッジに由来した凸部では、非凸部よりも高い表面電位が形成される。そのため、帯電部材表面の凸部では、非凸部に比べて、感光体との間に強い放電が生じる。したがって、感光体表面の、帯電部材表面の凸部に対応する部分においては、その周囲の部分よりも帯電電位が高くなる。
【０００７】
特に高精細な低濃度画像を形成する場合、露光装置による露光強度が弱くなる。そのため、上記のように帯電電位が高くなった感光体表面部位を、露光後に、トナーを現像するのに適した表面電位にすることが難しい。その結果、電子写真画像上に、本来トナーが転写されるべき部位にトナーが転写されず、電子写真画像に白抜けが発生する場合がある。
【０００８】
本発明の一態様は、帯電部材の表面の凸部に由来する強い放電の抑制及び白抜け画像の抑制に資する、電子写真用の帯電部材の提供に向けたものである。また、本発明の別の態様は、帯電部材の表面の凸部に由来する強い放電の抑制及び白抜け画像の抑制に資する、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】
【０００９】
本発明の一態様によれば、
導電性の基体と、導電性の弾性層と、絶縁性の表面層をこの順で有する電子写真用の帯電部材であって、
該弾性層は、バインダーを含み、複数個のボウル形状の樹脂粒子を、該弾性層の該基体に対向する側とは反対側の面に保持してなり、
該ボウル形状の樹脂粒子は、開口と、該開口の周囲のエッジと、該開口に連なる空隙とを有し、該ボウル形状の樹脂粒子の各々は、該開口と該エッジとが、該弾性層の、該基体に対向する側とは反対側の面から露出するように該弾性層に保持されており、
該表面層の、該基体に対向する側とは反対側の表面は、該帯電部材の表面を構成し、
該帯電部材の表面は、該空隙に由来する複数個の凹部と、該エッジに由来する複数個の凸部とを有し、
該帯電部材の長手方向に直交し、かつ、該凸部の頂点を含む断面において、該頂点と該基体の回転中心とを結ぶ線分は、該凹部の空間を通り、
該表面層の体積抵抗率が、１．０×１０１６Ω・ｃｍ以上、１．０×１０１８Ω・ｃｍ以下であり、かつ、
該表面層の膜厚が、１μｍ以上、５μｍ以下である、電子写真用の帯電部材が提供される。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、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、
前記電子写真用の帯電部材を有するプロセスカートリッジが提供される。
【００１１】
本発明の更に別の態様によれば、電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電可能に配置された帯電部材と、を有する電子写真画像形成装置であって、該帯電部材が、上記の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、帯電部材の表面の凸部に由来する強い放電の抑制及び白抜け画像の抑制に資する、電子写真用の帯電部材が提供される。また、本発明の別の態様によれば、帯電部材の表面の凸部に由来する強い放電の抑制及び白抜け画像の抑制に資する、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る帯電部材の構成例を示す模式断面図である。
【図２】帯電部材のボウル形状の樹脂粒子の一例の断面模式図である。
【図３】帯電部材のボウル形状の樹脂粒子の一例の寸法を説明するための断面模式図である。
【図４】本発明の効果を発現するメカニズムを説明するための図であり、（Ａ）はボウル形状の樹脂粒子の場合の断面模式図、（Ｂ）は中実樹脂粒子の場合の断面模式図である。
【図５】実施例で使用した、コロナ放電表面処理装置の構成を示す模式図である。
【図６】実施例で使用した、帯電部材の放電光観察を行う装置の構成を示す模式図である。
【図７】本発明に係る電子写真画像形成装置の一例の断面模式図である。
【図８】本発明に係るプロセスカートリッジの一例の断面模式図である。
【図９】実施例で使用した、表面仕上げ研削装置を示す模式図である。
【図１０】比較例３で得られた帯電部材の典型的なボウル形状の樹脂粒子の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一態様に係る帯電部材は、導電性の基体と、導電性の弾性層と、絶縁性の表面層とをこの順に備えている。弾性層は、バインダーを含む。また弾性層は、複数個のボウル形状の樹脂粒子を、弾性層の基体に対向する側とは反対側の面に保持してなる。ボウル形状の樹脂粒子は、開口と、開口の周囲のエッジと、開口に連なる空隙とを有する。また、ボウル形状の樹脂粒子の各々は、開口とエッジとが、弾性層の、基体に対向する側とは反対側の面から露出するように弾性層に保持されている。
【００１５】
当該帯電部材によれば、低濃度の電子写真画像を形成する場合においても、当該電子写真画像への白抜けの発生を抑制できる理由を本発明者らは以下のように推定している。
【００１６】
まず、従来例に係る帯電部材として、図４（Ｂ）に示すように中実で導電性の樹脂粒子（４ｂ）が、導電性の弾性層（１ｂ）の表面から露出し、絶縁性の表面層（１ａ）が、樹脂粒子（４ｂ）及び導電性の弾性層（１ｂ）を覆っている帯電部材について説明する。
【００１７】
帯電部材の表面層は、印加される電圧と逆の極性を帯びる。ここで、帯電部材の導電性基体に負極性の電圧を印加する場合を考える。
【００１８】
放電空間内において、電界の強さが或る値（パッシェンの法則により求めることができる）を超えると、空気中の気体分子が電離し、電子と正イオンが生成して最初の放電が起こる。次に、生成された電子は、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気体分子と衝突し、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、電子と気体分子との衝突が生じている。そのため、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。すなわち、感光体の表面が帯電される。
【００１９】
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の正電荷は表面層を通過し、導電性弾性層、導電性基体へと抜けていく。しかし、表面層の体積抵抗率が高い場合、すなわち表面層が絶縁性である場合は、正イオンの正電荷は表面層（１ａ）を通過することができずに、表面層（１ａ）の表面に蓄積する。すなわち、表面層が正にチャージアップする。これを模式的に示したものが図４（Ｂ）である。
【００２０】
上記のように表面層が正にチャージアップすると、蓄積した正電荷が、印加電圧によって生じるマイナスの電界を相殺し、強い放電を抑制することが可能となる。しかし、図４（Ｂ）のように、凸部として、中実な導電性の樹脂粒子（４ｂ）による凸形状のみが存在する場合、電界を全体的に相殺するにすぎず、凸部と非凸部との電界強度の差を埋めるには不十分である。
【００２１】
一方、本態様に係る帯電部材においては、図４（Ａ）に示すように、ボウル形状の樹脂粒子由来の凸部（図２における２ｄ）と凹部（図２における２ｃ）を有する表面に対し、チャージアップする表面層を有する。このことにより、凸部と非凸部との電界強度の差を低減することが可能となる。
【００２２】
ここで、図２を参照する。図２は、本態様に係る帯電部材の、長手方向に直交し、かつ、該凸部の頂点を含む断面の断面図である。該帯電部材は、ボウル形状の樹脂粒子（２０１）の空隙（２ａ）に由来する凹部（２ｃ）と、開口の周囲のエッジ（２ｈ）に由来する凸部（２ｄ）を表面に有し、チャージアップ可能な表面層（１ａ）を備える。
【００２３】
該帯電部材の基体に負極性の電圧を印加すると、凸部（２ｄ）の頂点（２ｅ）に電界が集中する。一方、凸部（２ｄ）の下に存在する、ボウル形状の樹脂粒子（２０１）の空隙（２ａ）に由来する凹部（２ｃ）の表面に形成される電界は、凸部よりも弱く、また、帯電ローラ表面の平坦部分よりも弱い。さらに、凹部（２ｃ）は、チャージアップ可能な表面層（１ｃ）が存在しているため、凹部表面に形成される電界はさらに弱い。
【００２４】
したがって、図４（Ａ）に示す破線で囲った部分（４ａ）において、凸部の強いマイナスの電界を相殺できる正にチャージアップした部位を、凸部下の凹部の表面に形成することができる。そのため、エッジ由来の凸部（２ｄ）においては、非凸部と比較して、マイナスの電界を相殺する効果が大きくなり、凸部と非凸部との電界強度の差を低減させることができる。その結果、低濃度の電子写真画像を形成する際においても白抜けの発生を抑制することが可能となる。
【００２５】
以下に、図面を参照しつつ、本発明を説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。また、電子写真用の帯電部材として、特に帯電ローラについて詳述するが、帯電部材の形状は、ローラ形状に限定されるものではない。
【００２６】
＜構成＞
図１に示す帯電ローラは導電性の基体（１ｃ）と、その導電性基体上に設けられた導電性の弾性層（１ｂ）と、導電性の弾性層上に設けられた絶縁性の表面層（１ａ）とを、この順で有する。
【００２７】
＜導電性の基体＞
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（合金を含む）製の支持体（例えば、円柱状の金属）を用いることができる。
【００２８】
＜導電性の弾性層＞
導電性の弾性層（１ｂ）は、バインダーと、複数個のボウル形状の樹脂粒子（２０１）を含む。この弾性層は、その導電性を発現するために導電性微粒子を含むことができる。ボウル形状の樹脂粒子（２０１）のそれぞれは、１つの開口（２ｂ）と、その開口のエッジ（２ｈ）と、その開口に連なる空隙（２ａ）とを有する。このボウル形状の樹脂粒子は、中空の樹脂粒子が開口した形状を有する。この開口（２ｂ）とそのエッジ（２ｈ）とは、この弾性層（１ｂ）の外周面（すなわち基体に対向する側とは反対側の面）から露出している。なお、空隙（２ａ）は、樹脂粒子（２０１）の内壁面と、開口（２ｂ）とによって画定される。
【００２９】
（導電性弾性層のバインダー）
導電性弾性層に含有されるバインダーとしては、公知のゴムまたは樹脂を使用することができる。ゴムとしては、例えば、天然ゴムやこれを加硫処理したもの、合成ゴムを挙げることができる。合成ゴムとしては以下のものが挙げられる。エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム及びフッ素ゴム。樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の如き樹脂が使用できる。中でも、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、アクリルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂がより好ましい。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらバインダーの原料である単量体を共重合させ、共重合体としてもよい。導電性弾性層は、プレポリマー化したバインダーの原料に架橋剤等を添加し、硬化または架橋することによって形成してもよい。
【００３０】
（導電性微粒子）
導電性弾性層は、導電性を発現するために公知の導電性微粒子を含有することができる。導電性微粒子の具体例としては、金属酸化物、金属微粒子、カーボンブラック等が挙げられる。また、これらの導電性微粒子を、単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。導電性弾性層中における導電性微粒子の含有量の目安としては、バインダー１００質量部に対して２〜２００質量部、特には５〜１００質量部である。
【００３１】
（導電性弾性層を構成するその他の成分）
導電性弾性層中には上記の他に、絶縁性粒子や、硬度を調整するための、軟化油及び可塑剤の如き添加剤を含有させてもよい。可塑剤としては高分子タイプのものを用いることが好ましく、その重量平均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。さらに、種々な機能を付与する材料として、老化防止剤、充填剤、加工助剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分散剤、粗し粒子以外の樹脂粒子を含有させてもよい。樹脂粒子としては、以下のものが挙げられる。ポリメタクリル酸メチル粒子、ポリエチレン粒子、シリコーンゴム粒子、ポリウレタン粒子、ポリスチレン粒子、アミノ樹脂粒子、またはフェノール樹脂粒子。
【００３２】
＜表面層＞
表面層（１ａ）の外周面（基体に対向する側とは反対側の表面）は、帯電ローラの表面を構成する。したがって、弾性層（１ｂ）の外周面は、ボウル形状の樹脂粒子（２０１）の弾性層外周面から露出している部分も含めて、表面層（１ａ）で覆われている。その結果、帯電ローラの表面は、複数の樹脂粒子（２０１）の空隙（２ａ）に由来する複数個の凹部（２ｃ）と、複数の樹脂粒子（２０１）のエッジ（２ｈ）に由来する複数個の凸部（２ｄ）とを有する。
【００３３】
放電で発生する正電荷を捕捉してチャージアップするために、表面層の体積抵抗率および膜厚を、下記の範囲内とする。
【００３４】
（表面層の膜厚）
絶縁性の表面層（１ａ）の膜厚は１μｍ以上、５μｍ以下である。膜厚が１μｍ以上とすることで、チャージアップした表面層上の正電荷を導電性基体に抜けさせずに表面層内に保持することができる。また、膜厚が５μｍ以下とすることで、放電を十分に発生させることができ、放電の安定化が達成でき、帯電不良を起こさずに均一な帯電を行うことができる。なお、表面層の膜厚は、帯電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。
【００３５】
（表面層の体積抵抗率）
表面層（１ａ）の体積抵抗率は１．０×１０１６Ω・ｃｍ以上、１．０×１０１８Ω・ｃｍ以下である。表面層の体積抵抗率を１．０×１０１６Ω・ｃｍ以上にすることで、チャージアップした表面層上の正電荷を導電性基体に抜けさせずに表面層上に保持することができ、凸部に集中した電界を緩和することできる。また、表面層の体積抵抗率が１．０×１０１８Ω・ｃｍ以下にすることで、表面層に蓄積される正電荷の量を適正にでき、放電の安定化が達成でき、感光体の帯電不良を起こさずに均一な帯電を行うことができる。
【００３６】
（表面層の体積抵抗率の測定）
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（１ａ）を、マニュピレーターを用いてシート片に切り出し、そ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。
この電流像から、無作為に選んだ１００箇所の表面における電流値を求め、測定された電流値の、低い方から１０個の電流値の平均と、シート片の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。
測定環境は温度２３℃、相対湿度５０％とすることができる。
【００３７】
（チャージアップの確認方法）
チャージアップは、帯電ローラ表面にコロナ放電などによって電荷を与え、次いで、表面電位測定を行うことで、確認できる。
【００３８】
具体的には、帯電量測定装置（商品名：ＤＲＡ−２０００Ｌ、（株）ＱＥＡ製）を、そのグリッド部と、帯電ローラの表面との間隙が１ｍｍとなるように配置する。次いで、コロナ放電器に８ｋＶの電圧を印加して放電を発生させて、帯電ローラの表面を帯電させ、放電終了後、１０秒経過後の帯電ローラの表面電位を測定すればよい。
測定環境は温度２３℃、相対湿度５０％とすることができる。
【００３９】
（表面層の材料）
表面層（１ａ）を形成するための樹脂としては、表面層の体積抵抗率を１×１０１６Ω・ｃｍ以上、１×１０１８Ω・ｃｍ以下とすることのできる樹脂を用いる。このような樹脂の例としては、上記の体積抵抗率を示すようなフッ素樹脂、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、ポリオレフィン樹脂（例えばポリエチレン樹脂）を挙げることができる。また、これらの樹脂の原料となる単量体の２種以上から、あるいはこれらの樹脂をプレポリマーとして他の樹脂の原料となる単量体と反応させて、製造される共重合体を使用することもできる。
【００４０】
これらの中でも、表面層（１ａ）の体積抵抗率を高抵抗に制御する上で、ポリオレフィン骨格を有する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樹脂の中でも、ポリイソプレン骨格を有する樹脂が好ましい。ポリイソプレン骨格は骨格中に二重結合に隣接した炭素、つまりアリル位となる炭素が多く、表面層がチャージアップした際、正電荷を安定して保持することが容易である。また、二重結合が共役していないため、表面層の体積抵抗率を高抵抗で安定して制御することが容易である。
【００４１】
また、表面層の樹脂は放射線崩壊型の樹脂であることが好ましい。放射線崩壊型の樹脂は、放射線の照射が行われた際に、不安定ラジカルが発生するため、架橋反応に比べて分子鎖の切断が起こりやすい樹脂である。放射線崩壊型の樹脂の例は、篠原健一ほか著「放射線と高分子」（槇書店，１９６８）などの文献で紹介されている。
【００４２】
放射線崩壊型の樹脂であるかどうかは、放射線、またはそれに相当するエネルギーを印加する処理前後での樹脂の分子量変化を測定することで、判定が可能である。帯電ローラ表面が表面に正電荷を保持する場合、長時間の使用によって表面層上にラジカルを生じることがある。表面層に放射線崩壊型の樹脂を用いれば、その崩壊によって不安定ラジカルを生成し、この不安定ラジカルを利用して常に表面層内でラジカルが消失する状態を達成することができる。その結果、表面層の表面に存在する酸素や水との反応によって表面層の樹脂の抵抗が低下していく現象を防ぐことができる。
【００４３】
中でも、ポリオレフィン骨格を有し放射線崩壊型である樹脂、たとえばポリイソブチレンを用いると高抵抗を厳密に維持しやすく、長期間の使用に特に適した表面層を提供することができる。
【００４４】
表面層の体積抵抗率を１．０×１０１６Ω・ｃｍ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。
【００４５】
（表面層の樹脂が放射線崩壊型であるか否かの確認）
次のような方法によって、表面層を形成する樹脂が放射線崩壊型であるか否かを確認することができる。まず、当該表面層を形成する樹脂をサンプリングし、その樹脂の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定する。次いで、帯電ローラ対して、コロナ放電処理を施した後、帯電ローラの表面層を構成する樹脂をサンプリングし、ＧＰＣにて分子量を測定する。コロナ放電の前後で分子量が減少していれば、その樹脂は放射線崩壊型である。分子量が増加している場合は、その樹脂は放射線架橋型の樹脂である。
【００４６】
ＧＰＣ測定では、対象樹脂を溶媒に入れて溶液にする。この溶媒としては、当該樹脂を１質量％以上溶解できる溶媒を選択すればよい。選択した溶媒にサンプリングした樹脂を浸し、一定の時間経過したのちに、ろ過を行って取り出した溶液部分に対してＧＰＣ測定を実施すればよい。
【００４７】
具体的には、溶媒は、トルエン、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、トリフルオロ酢酸、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）、ギ酸など、対象樹脂によって、最も溶解しやすい溶媒の選択が可能である。
【００４８】
（その他の添加剤）
表面層（１ａ）に、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よい。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、離型剤等による表面処理等が施されていてもよい。
【００４９】
（表面層の形成方法）
ここで表面層（１ａ）の形成方法について説明する。弾性層（１ｂ）の形成方法については後述する。表面層（１ａ）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、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、乾燥し、加熱や紫外線照射などで硬化することで表面層を形成することが好ましい。これは、導電性弾性層（１ｂ）の表面に、特定の膜厚の範囲内で一様に表面層を形成するためである。
【００５０】
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。
【００５１】
＜帯電ローラの表面形状＞
以下に、帯電ローラの表面形状の形態について、詳述する。
【００５２】
図２に示すように、ボウル形状の樹脂粒子（２０１）には、開口（２ｂ）と、エッジ（２ｈ）と、空隙（２ａ）が存在する。樹脂粒子（２０１）の外壁面は、弾性層（１ｂ）で覆われている。弾性層（１ｂ）は、ボウル形状の樹脂粒子（２０１）の内壁面には存在せず、エッジ（２ｈ）にも存在しない。弾性層（１ｂ）の外周面は、ボウル形状の樹脂粒子（２０１）の内壁面及びエッジ（２ｈ）は、表面層（１ａ）で覆われている。帯電ローラの表面には、空隙（２ａ）に由来する凹部（２ｃ）と、エッジ（２ｈ）に由来する凸部（２ｄ）とが存在する。
【００５３】
凸部（２ｄ）の中で、外側すなわち基体（１ｃ）とは反対側に最も突出した点（２ｅ）を、「凸頂点」という。また、図２に示すように、凸頂点（２ｅ）を含み、帯電ローラの長手方向（回転軸方向）に直交する断面において、帯電ローラの回転軸が存在する点（２ｇ）を、基体（１ｃ）の「回転中心」、あるいは、単に「回転中心」という。図２に示す断面において凸部が二つ存在する場合、最も外側に突出した点を有するほうの凸部を、そのボウル形状の樹脂粒子（２０１）のエッジに由来する凸部とする。
【００５４】
図２に示す断面において、凸頂点（２ｅ）と回転中心（２ｇ）を結んだ線分（２ｆ）が、凹部（２ｃ）の空間（２ｉ）を通る。
【００５５】
凸部（２ｄ）から放電が発生する際、電界は凸頂点（２ｅ）に集中する。凸頂点（２ｅ）に集中した強電界を抑制するには、凸部からの放電方向、つまり凸頂点（２ｅ）と回転中心（２ｇ）とを結んだ方向において、凸部より回転中心側に、凸部からの放電を弱めるための部位が存在することが有効である。
【００５６】
上記形状のボウル形状樹脂粒子が７０％以上あることが好ましく、９０％以上とすることがより好ましい。
【００５７】
凹部（２ｃ）に形成される電界は、感光体との距離が凸部（２ｄ）や、非凸凹部より遠くなるため弱くなり、凹部（２ｃ）よりも感光体側に存在する凸部の電界を減衰させる効果が強い。そのため、上述のように凸部（２ｄ）の電界を弱めるためには、凸頂点よりも基体（１ｃ）側に、凹部が存在することが有効である。すなわち、線分（２ｆ）が、凹部（２ｃ）の空間（２ｉ）を通過するような構成とすることが有効である。
【００５８】
好ましい形状について、図３を参照して説明する。図３には、図２と同様に、凸頂点（２ｅ）を含む、帯電ローラの長手方向に直交する断面を示す。まず、凸頂点（２ｅ）と、帯電ローラ表面の高さ平均面（３ａ）との距離を、凸頂点高さ（３ｂ）（以下、便宜上、凸頂点高さを「Ｈｏ」とも称す）とする。次に、凸頂点（２ｅ）と回転中心（２ｇ）とを結んだ線分（２ｆ）が、ボウル形状の樹脂粒子の凹部（２ｃ）の表面と交差する点を、交点（３ｃ）とする。凸頂点（２ｅ）と交点（３ｃ）との間の距離を、凸頂点−凹表面距離（３ｄ）（以下、便宜上、「ＰＬ」とも称す）とする。このとき、凸頂点高さと凸頂点−凹表面距離の比率、つまりＰＬ／Ｈｏの値が２以上、１０以下であることが好ましい。つまり、距離ＰＬが凸頂点高さＨｏの２倍以上、１０倍以下であることが好ましい。これは、凸部の電界は凸頂点の高さに依存して強くなるのに対し、凹部表面が凸頂点から離れるほど、凹部表面の電界強度が低下し、凸部の電界を弱める効果が強くなるためである。ＰＬ／Ｈｏが２以上であると、凸部の電界を減衰させる効果が強くなり、１０以下であれば安定した放電が容易である。
【００５９】
また、凸頂点（２ｅ）における電界の集中をさらに低減するために、凸頂点高さＨｏを３μｍ以上、１０μｍ以下にすることが好ましい。３μｍ以上とすることで安定した放電が容易となり、１０μｍ以下とすることで凸部の電界集中を適正化して電界減衰を効果的に行うことが容易である。
【００６０】
（帯電ローラの表面形状の確認方法）
表面形状は、次のようにして確認することができる。
まず、帯電ローラの表面に対し、コンフォーカル顕微鏡等を使用し表面の高度プロファイルを作成し、帯電ローラ表面の高さ平均面からの、凸部（２ｄ）の中で最も高度の高い点、つまり凸頂点（２ｅ）を探索する。集束イオンビーム法を使用して、ボウル形状の樹脂粒子（２０１）の凸頂点（２ｅ）から、帯電ローラの周方向と平行な向きに断面（長手方向と直交する断面）を切り出す。このとき、導電性基体（１ｃ）の少なくとも中心までイオンビームで切り出し、回転中心（２ｇ）がわかる状態のサンプルシートを作成する。当該サンプルシートに対して、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）や共焦点顕微鏡を使用し、表面形状の断面画像を撮影し、図２のような形状になっていることを確認すればよい。
【００６１】
また、得られた高度プロファイルと断面画像において、前述の凸頂点−凹表面距離ＰＬ（３ｄ）、凸頂点高さＨｏ（３ｂ）、を計測することができる。この計測を、例えば、帯電ローラを長手方向におおよそ１１等分、周方向に６等分したときの合計６６領域の中央部に対して実施し、各々の測定値の平均値を凸頂点−凹表面距離ＰＬ（３ｄ）、凸頂点高さＨｏ（３ｂ）、とすればよい。
【００６２】
（帯電ローラの表面形状の形成方法）
まず、中空形状の樹脂粒子（以下、「中空粒子」ということがある）を分散させた導電性樹脂組成物を作製し、導電性基体（１ｃ）上に、弾性層（１ｂ）を成形する。導電性基体上に導電性樹脂組成物を成形する方法の例としては、静電スプレー塗布、ディッピング塗布、ロール塗布のような塗布と、それに続く乾燥、加熱、架橋工程等によってこの塗膜を硬化させる方法が挙げられる。また、導電性樹脂組成物を所定の膜厚に成膜し硬化させたシート形状又はチューブ形状の層を、導電性基体に接着する方法も挙げられる。また、このシート形状又はチューブ形状の層で、導電性基体を被覆する方法が挙げられる。更に、導電性基体を配置した型の中に導電性樹脂組成物を入れて硬化させて成形する方法が挙げられる。また、特に、バインダーがゴムの場合には、クロスヘッドを備えた押出機を用いて、導電性基体（１ｃ）と未加硫ゴム組成物を一体的に押出し、乾燥、加熱、架橋工程を経て、導電性基体上に導電性樹脂組成物を成形することもできる。クロスヘッドとは、電線や針金等の棒状物に被覆層を形成するために用いられる、押出機のシリンダ先端に設置して使用する押出金型である。
【００６３】
導電性基体（１ｃ）上に形成された導電性弾性層（１ｂ）の表面（外周面）を研磨することによって、上に説明した図２に示すような特定の弾性層の表面形状を形成することができる。表面を研磨する手法としては円筒研磨法やテープ研磨法を使用することができる。また、円筒研磨法を用いて１次表面処理をした後、酸素ガス含有雰囲気下で加熱処理を行うことで、ボウル形状の樹脂粒子（特にはその凸部）の硬化をさらに進め、その後にテープ研磨法によって２次表面処理して、表面形状を形成する手法もある。
【００６４】
これにより、中空形状の樹脂粒子のシェルの一部を削除して、開口を有するボウル形状とし、得られたボウル形状の樹脂粒子（２０１）の開口（２ｂ）と、この樹脂粒子（２０１）の内壁とで規定される空隙（２ａ）を形成することができる。また、この開口（２ｂ）は弾性層（１ｂ）の基体に対向する側とは反対側に向いている。
【００６５】
このようにして得られた弾性層（１ｂ）の外周面を、前述のようにして表面層（１ａ）で覆うことによって、空隙（２ａ）に由来する凹部（２ｃ）と、ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジ（２ｈ）に由来する凸部（２ｄ）を有する表面形状を得ることができる。
【００６６】
ＰＬ／Ｈｏの値を２以上、１０以下とするために、テープ研磨法における研磨を、円筒研磨で行った研磨と同じ向きで行うことが好ましい。また、テープ研磨法で使用する研磨テープの平均砥粒は０．１μｍ以上、５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは、１μｍ以上、３０μｍである。
【００６７】
Ｈｏの値を３μｍ以上、１０μｍ以下とするためには、テープ研磨法におけるローラの回転数を５００ｒｐｍ以上、６０００ｒｐｍ以下にすることが好ましく、１０００ｒｐｍ以上、３０００ｒｐｍ以下にすることがより好ましい。
【００６８】
＜中空粒子およびボウル形状の樹脂粒子を構成する樹脂＞
中空粒子およびボウル形状の樹脂粒子の樹脂としては、中空の形状を維持するために気体透過性が低いという観点から、極性基を有する樹脂が好ましく、下記式（１）に示すユニットを有する樹脂が好ましい。
【００６９】
【化１】
2019124900.tif 000003
【００７０】
式（１）中、Ａは下記式（２）、（３）及び（４）から選択される少なくとも１種である。Ｒ１は、水素原子、もしくは炭素数１から４のアルキル基である。
【００７１】
【化２】
2019124900.tif 000004
【００７２】
具体的には、アクリロニトリル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メタクリル酸樹脂、スチレン樹脂、ブタジエン樹脂、ウレタン樹脂、アミド樹脂、メタクリロニトリル樹脂、アクリル酸樹脂、アクリル酸エステル樹脂及びメタクリル酸エステル樹脂からなる群から選ばれる一種以上の樹脂を使用することができる。
【００７３】
その中でも、長期の使用を鑑みた場合には、放射線崩壊型樹脂が好ましい。ボウル形状の樹脂粒子のエッジに由来する凸部（２ｅ）は、電界が集中するので、ラジカルを発生しやすく、長期間の使用によって凸部の表面層が脆化することがある。凸部の表面層が脆化すると、感光体との当接により表面層が失われ、ボウル形状の樹脂粒子（２０１）が露出し、そこから強い放電を発生してしまうことがある。
【００７４】
一方、放射線崩壊型樹脂は、放射線の照射により不安定ラジカルを生じ、ラジカル発生部位の近傍で、分子鎖の切断が起こりやすいと考えられる。
【００７５】
したがって、ボウル形状の樹脂粒子（２０１）を放射線崩壊型樹脂で形成することで、電界の集中によって発生するラジカルが不安定ラジカルとなる。不安定ラジカルは表面層の破壊に至る前に、その不安定さのために、ボウル形状の樹脂粒子内の樹脂等と反応して消失する。そのため、長期間の使用による表面層の脆化が発生しない、と本発明者らは推定している。
【００７６】
ボウル形状の樹脂粒子に好ましい放射線崩壊型の樹脂は、アクリロニトリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メタクリロニトリル樹脂から選ばれる少なくとも１種からなる熱可塑性樹脂である。
【００７７】
一方、放射線の照射に対し、分子架橋など新たな結合が形成され、分子構造が大きくなる傾向が強い樹脂として、放射線架橋型の樹脂が挙げられる。放射線架橋型樹脂は安定ラジカルを生成するため、放射線崩壊型樹脂と比較して、周囲の物質との反応が増え、酸化や副生成物の形成が進む。よって、放射線崩壊型樹脂と比較して、長期間の使用による表面層の脆化が発生しやすいと考えられる。
【００７８】
（ボウル形状の樹脂粒子についての放射線崩壊型の確認）
ボウル形状の樹脂粒子の樹脂が放射線崩壊型であるかの確認は、前述の表面層の樹脂について放射線崩壊型樹脂を確認した方法と同様にすればよい。具体的には帯電ローラの前記表面形状を形成するボウル形状の樹脂粒子をサンプリングし、樹脂粒子の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定することで可能である。次いで、帯電ローラについて、コロナ放電処理を施した後、帯電ローラ前記表面形状を形成するボウル形状の樹脂粒子をサンプリングし、ＧＰＣにて分子量を測定する。そして、コロナ放電の前の分子量よりも、後の分子量が減少していれば、樹脂粒子中の樹脂は放射線崩壊型である。一方で分子量が増加している場合はその樹脂は放射線架橋型の樹脂である。
【００７９】
このＧＰＣ測定は、表面層の樹脂が放射線崩壊型であるか否かの確認のためにＧＰＣ測定と同様にして行うことができる。
【００８０】
（中空粒子）
導電性弾性層のバインダーに分散させる中空粒子としては、例えば、その分散の際にすでに中空である樹脂粒子を用いることができる。あるいは、粒子の内部に内包物質を含み、熱を加えることにより内包物質が膨張し、中空形状の樹脂粒子となる、熱膨張性マイクロカプセルを使用する方法を例示することもできる。
【００８１】
この方法では、熱膨張性マイクロカプセルが導電性弾性層のバインダー中に分散した導電性樹脂組成物を作製し、この組成物で導電性基体を被覆し、乾燥、硬化、または架橋等を行うことができる。この方法の場合、導電性弾性層バインダーの乾燥、硬化、または架橋時の熱で内包物質を膨張させ、中空形状の樹脂粒子を形成することができる。その際、温度条件を制御することにより、その粒径を制御可能である。
【００８２】
（熱膨張性マイクロカプセルの製法）
熱膨張性マイクロカプセルに内包させる物質としては、例えばボウル形状の樹脂粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度でガスになって膨張するものが好ましく、具体例として以下のものが挙げられる。プロパン、プロピレン、ブテン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタンの如き低沸点液体、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、ノルマルヘプタン、ノルマルオクタン、イソオクタン、ノルマルデカン、イソデカンなどの如き高沸点液体。
【００８３】
上記の熱膨張性マイクロカプセルは、懸濁重合法、界面重合法、界面沈降法、液中乾燥法といった公知の製法によって製造することができる。例えば、懸濁重合法においては、重合性単量体、上記熱膨張性マイクロカプセルに内包させる物質及び重合開始剤を混合する。そして、この混合物を、界面活性剤や分散安定剤を含有する水性媒体中に分散させた後、懸濁重合させることができる。尚、重合性単量体の官能基と反応する反応性基を有する化合物や、有機フィラーを添加することもできる。
【００８４】
重合性単量体としては、下記のものを例示することができる。アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、フマロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、塩化ビニリデン、酢酸ビニル；アクリル酸エステル（メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート）；メタクリル酸エステル（メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート）；スチレン系モノマー、アクリルアミド、置換アクリルアミド、メタクリルアミド、置換メタクリルアミド、ブタジエン、ε−カプロラクタム、ポリエーテル、イソシアネート。これらの重合性単量体は１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００８５】
重合開始剤としては、特に限定されるものではないが、重合性単量体に可溶の開始剤が好ましく、公知のパーオキサイド開始剤及びアゾ開始剤を使用できる。これらのうち、アゾ開始剤が好ましい。アゾ開始剤の例を以下に挙げる。２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビスシクロヘキサン１−カルボニトリル、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル。中でも、２，２’−アゾビスイソブチロニトリルが好ましい。また、ジクミルパーオキシドも好ましい。重合開始剤の使用量は、重合性単量体１００質量部に対して、０．０１〜５質量部が好ましい。
【００８６】
界面活性剤としてはアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子型分散剤を使用できる。界面活性剤の使用量は、重合性単量体１００質量部に対して、０．０１〜１０質量部が好ましい。分散安定剤としては以下のものが挙げられる。有機微粒子（ポリスチレン微粒子、ポリメタクリル酸メチル微粒子、ポリアクリル酸微粒子及びポリエポキシド微粒子）、シリカ（コロイダルシリカ）、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸バリウム、及び、水酸化マグネシウム等。分散安定剤の使用量は、重合性単量体１００質量部に対して、０．０１〜２０質量部が好ましい。
【００８７】
懸濁重合は、耐圧容器を用い、密閉下で行うことが好ましい。重合性原料を分散機等で懸濁してから、耐圧容器内に移して懸濁重合してもよいし、あるいは、分散機等で懸濁する替わりに耐圧容器内で懸濁してもよい。重合温度は５０℃〜１２０℃が好ましい。重合は、大気圧で行ってもよいが、上記熱膨張マイクロカプセルに内包させる物質を気化させないようにするため、加圧下（大気圧に０．１〜１ＭＰａを加えた圧力下）で行うことが好ましい。重合終了後は、遠心分離や濾過によって、固液分離及び洗浄を行ってもよい。固液分離や洗浄をする場合、この後、熱膨張マイクロカプセルを構成する樹脂の軟化温度以下にて乾燥や粉砕を行ってもよい。乾燥及び粉砕は、公知の方法により行うことができ、気流乾燥機、順風乾燥機及びナウターミキサーなどを使用できる。また、乾燥及び粉砕は、粉砕乾燥機によって同時に行うこともできる。界面活性剤及び分散安定剤は、製造後に洗浄濾過を繰り返すことにより除去できる。
【００８８】
＜電子写真装置＞
本発明の一態様に係る電子写真画像形成装置は、電子写真用の帯電部材を有する。本発明の一態様に係る帯電部材は、電子写真画像形成装置に用い得る。
【００８９】
電子写真画像形成装置の一例の概略構成を図７に示す。この電子写真装置は、次の構成要素等から構成されている。電子写真感光体、電子写真感光体を帯電する帯電装置、露光を行う潜像形成装置、潜像をトナー像に現像する現像装置、トナー像を転写材に転写する転写装置、電子写真感光体上の転写残トナーを回収するクリーニング装置、トナー像を定着する定着装置。本発明に係るローラ形状の帯電部材は、この電子写真画像形成装置の帯電装置が備える帯電ローラとして使用することができる。
【００９０】
電子写真感光体（７ｂ）は、導電性基体上に感光層を有する回転ドラム型である。電子写真感光体は矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。
【００９１】
帯電装置は、電子写真感光体（７ｂ）に所定の押圧力で当接されることにより接触配置されてなるローラ形状を有する接触帯電部材(以降、「帯電ローラ」ともいう)（５ａ）を具備する。すなわち、帯電ローラ（５ａ）は、電子写真感光体（７ｂ）に帯電可能に配置されており、感光体の回転に伴って従動回転する。そして、電源（７ａ）から直流電圧を印加することにより、電子写真感光体（７ｂ）を帯電する。電子写真感光体（７ｂ）に静電潜像を形成する潜像形成装置（不図示）には、例えばレーザービームスキャナーなどの如き露光装置が用いられる。一様に帯電された電子写真感光体（７ｂ）に画像情報に対応した露光光（７ｇ）を照射することにより、静電潜像が形成される。
【００９２】
現像装置は、電子写真感光体（７ｂ）に近接又は接触して配設される現像スリーブ又は現像ローラ（７ｃ）を有する。現像装置は、電子写真感光体の帯電極性と同極性に静電的処理されたトナーの静電潜像を、反転現像により現像してトナー像を形成する。転写装置は、接触式の転写ローラ（７ｄ）を有する。これにより、電子写真感光体から、トナー像を普通紙などの如き転写材に転写する。転写材は、搬送部材を有する給紙システム（不図示）により搬送される。
【００９３】
クリーニング装置は、ブレード型のクリーニング部材（７ｆ）、回収容器（７ｈ）を有し、現像されたトナー像が転写材に転写された後に、電子写真感光体（７ｂ）上に残留する転写残トナーを機械的に掻き落とし回収する。ここで、現像装置にて転写残トナーを回収する現像同時クリーニング方式を採用することにより、クリーニング装置を省くことも可能である。転写材に転写されたトナー像は、不図示の加熱装置によって加熱された定着ベルト（７ｅ）と、定着ベルトに対向して配置されたローラ（７ｉ）との間を通過することで、転写材に定着される。
【００９４】
＜プロセスカートリッジ＞
本発明に係るプロセスカートリッジは、電子写真用の帯電部材を有し、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。
【００９５】
本発明に係るプロセスカートリッジの一例の概略構成を図８に示す。このプロセスカートリッジは、電子写真感光体（７ｂ）、帯電ローラ（５ａ）、現像ローラ（７ｃ）、クリーニング部材（７ｆ）、回収容器（７ｈ）等が一体化され、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。本発明に係る帯電部材は、このプロセスカートリッジが備える帯電ローラとして使用することができる。
【実施例】
【００９６】
＜製造例１：樹脂粒子Ａ１の製造＞
イオン交換水４０００質量部と、分散安定剤としてコロイダルシリカ９質量部およびポリビニルピロリドン０．１５質量部からなる水性混合液を調製した。次いで、次の成分からなる油性混合液を調製した。重合性単量体としてアクリロニトリル５０質量部、メタクリロニトリル４５質量部、及び、メチルアクリレート５質量部と、内包物質としてノルマルヘキサン１２．５質量部と、重合開始剤としてジクミルパーオキシド０．７５質量部。この油性混合液を、前記水性混合液に添加し、更に水酸化ナトリウム０．４質量部を添加することにより、分散液を調製した。
【００９７】
得られた分散液を、ホモジナイザーを用いて３分間攪拌混合し、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、４００ｒｐｍの攪拌下、６０℃で２０時間重合反応させることにより、粗生成物としての、内包物質を有する樹脂粒子を調製した。得られた粗生成物について、濾過と水洗を繰り返した後、８０℃で５時間乾燥することで樹脂粒子を精製した。この樹脂粒子を音波式分級機により解砕して分級することによって、樹脂粒子Ａ１を得た。樹脂粒子Ａ１〜Ａ８の材料の処方、重合時の撹拌条件、および、体積平均粒径を表１に示す。
【００９８】
＜製造例２：樹脂粒子Ａ２の製造＞
製造例１において、分級条件を変更した以外は同様の方法で樹脂粒子Ａ２を得た。
【００９９】
＜製造例３〜８：樹脂粒子Ａ３〜Ａ８の製造＞
コロイダルシリカの使用量、重合性単量体の種類と使用量、重合時の攪拌回転数のうちの一つ以上を表１に示すように変更した以外は製造例１と同様の方法により、樹脂粒子を作製し、分級することによって、樹脂粒子Ａ３〜Ａ８を得た。
【０１００】
＜樹脂粒子の体積平均粒径の測定＞
樹脂粒子Ａ１〜Ａ８の体積平均粒径測定を、レーザ回折型粒度分布計（商品名：コールターＬＳ−２３０型粒度分布計、コールター社製）により行った。測定には、水系モジュールを用い、測定溶媒として純水を使用した。純水にて粒度分布計の測定系内を約５分間洗浄し、消泡剤として測定系内に亜硫酸ナトリウムを１０〜２５ｍｇ加えて、バックグラウンドファンクションを実行した。次に純水５０ｍｌ中に界面活性剤３滴〜４滴を加え、更に測定試料（樹脂粒子）を１ｍｇ〜２５ｍｇ加えた。試料を懸濁した水溶液につき超音波分散器で１分間〜３分間分散処理を行い、被験試料液を調製した。前記測定装置の測定系内に被験試料液を徐々に加えて、装置の画面上の偏光散乱強度差（ＰＩＤＳ）が４５％以上、５５％以下になるように測定系内の被験試料濃度を調整して測定を行った。得られた体積分布から体積平均粒径Ｄｖを算出した。
【０１０１】
【表１】
2019124900.tif 000005
【０１０２】
＜製造例９：表面層塗布液Ｂ１の製造＞
ポリオール（商品名：ＥＰＯＬ、出光興産社製）１００質量部に対し、ポリメリックＭＤＩ（商品名：ミリオネートＭＲ−２００、東ソー社製）１２．９質量部を加えて撹拌混合した。この混合物に、固形分が５質量％となるようにメチルイソブチルケトンを加え、表面層塗布液Ｂ１を得た。以下、表面層塗布液Ｂ１〜Ｂ１２の製造に用いた樹脂、溶媒及び液濃度を表２にまとめた。
【０１０３】
＜製造例１０：表面層塗布液Ｂ２の製造＞
固形分が１０質量％となるようにした以外は製造例９と同様にして、表面層塗布液Ｂ２を得た。
【０１０４】
＜製造例１１：表面層塗布液Ｂ３の製造＞
固形分が１５質量％となるようにした以外は製造例９と同様にして、表面層塗布液Ｂ３を得た。
【０１０５】
＜製造例１２：表面層塗布液Ｂ４の製造＞
水酸基末端液状ポリブタジエン（商品名：Ｐｏｌｙ  ｂｄ、出光興産社製）１００質量部に対し、ポリメリックＭＤＩ（商品名：ミリオネートＭＲ−２００、東ソー社製）１２．３質量部を加えて撹拌混合した。この混合物に固形分が１５質量％となるようにメチルイソブチルケトンを加え、表面層塗布液Ｂ４を得た。
【０１０６】
＜製造例１３：表面層塗布液Ｂ５の製造＞
紫外線硬化性ポリイソプレン（商品名：ＵＣ−２０３Ｍ、クラレ社製）１００質量部に対し重合開始剤である１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン（商品名：ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４、豊通ケミプラス社製）５質量部を加えて撹拌混合した。この混合物に、固形分が１５質量％となるようにメチルエチルケトンを加え、表面層塗布液Ｂ５を得た。
【０１０７】
＜製造例１４：表面層塗布液Ｂ６の製造＞
ポリメタクリル酸メチル（商品名：Ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  ｓｔａｎｄａｒｄ，ｆｏｒ  ＧＰＣ，２，４８０，０００、アルドリッチ社製）を用意した。これに固形分が１５質量％となるようにメチルエチルケトンを加え、表面層塗布液Ｂ６を得た。
【０１０８】
＜製造例１５：表面層塗布液Ｂ７の製造＞
下記ポリイソブチレンに、固形分が１５質量％となるようにトルエンを加え、表面層塗布液Ｂ７を得た。
商品名：Ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ  ａｖｅｒａｇｅ  Ｍｗ〜４，２００，０００，ａｖｅｒａｇｅ  Ｍｎ〜３，１００，０００  ｂｙ  ＧＰＣ／ＭＡＬＬＳ，ａｖｅｒａｇｅ  Ｍｖ〜４，７００，０００、アルドリッチ社製。
【０１０９】
＜製造例１６：表面層塗布液Ｂ８の製造＞
ポリプロピレン（商品名：エルモーデュＳ９０１、出光興産社製）に、固形分が８質量％となるようにトルエンを加え、表面層塗布液Ｂ８を得た。
【０１１０】
＜製造例１７：表面層塗布液Ｂ９の製造＞
固形分が１５質量％となるようにした以外は製造例１６と同様にして、表面層塗布液Ｂ９を得た。
【０１１１】
＜製造例１８：表面層塗布液Ｂ１０の製造＞
固形分が１質量％となるようにした以外は製造例９と同様にして、表面層塗布液Ｂ１０を得た。
【０１１２】
＜製造例１９：表面層塗布液Ｂ１１の製造＞
ポリオキシメチレン−ホモポリマー（商品名：Ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ、アルドリッチ社製）に、ＨＦＩＰ（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール）を、固形分が１５質量％となるように加えた。これにより表面層塗布液を得た。
【０１１３】
＜製造例２０：表面層塗布液Ｂ１２の製造＞
ポリブチレンテレフタレート（商品名：Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、アルドリッチ社製）に、固形分が１５質量％となるように２−クロロフェノールを加え、表面層塗布液Ｂ１２を得た。
【０１１４】
【表２】
2019124900.tif 000006
【０１１５】
＜製造例２１：導電性ゴム組成物Ｃ１の製造＞
アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）（商品名：Ｎ２３０ＳＶ，ＪＳＲ社製）１００質量部に対し、表３の成分（１）の欄に示す、ＮＢＲ以外の材料を加えて、５０℃に調節した密閉型ミキサーにて１５分間混練した。これに、表３の成分（２）の欄に示す材料を添加した。次いで、温度２５℃に冷却した二本ロール機にて１０分間混練し、導電性ゴム組成物Ｃ１を得た。以下、導電性ゴム組成物Ｃ１〜Ｃ９にそれぞれ使用した樹脂粒子を表４にまとめた。
【０１１６】
【表３】
2019124900.tif 000007
【０１１７】
＜製造例２２〜２８：導電性ゴム組成物Ｃ２〜Ｃ８の製造＞
樹脂粒子をＡ２〜Ａ８にそれぞれ変更した以外は製造例２１と同様にして導電性ゴム組成物Ｃ２〜Ｃ８を得た。
【０１１８】
＜製造例２９：導電性ゴム組成物Ｃ９の製造＞
樹脂粒子Ａ１に替えて、中実高分子量ポリエチレン粒子（商品名：ミペロンＸＭ−２２１Ｕ、三井化学製、平均粒子径２５μｍ）を用いた以外は製造例２１と同様にして導電性ゴム組成物Ｃ９を得た。
【０１１９】
【表４】
2019124900.tif 000008
【０１２０】
＜実施例１＞
（導電性基体）
直径６ｍｍ、長さ２５２．５ｍｍのステンレス鋼製の基体に、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、温度８０℃で３０分間乾燥したものを導電性基体として使用した。
【０１２１】
（導電性弾性層）
クロスヘッドを具備する押出成形装置を用いて、導電性基体を中心軸として、その周面を円筒状に導電性ゴム組成物Ｃ１で被覆した。導電性ゴム組成物の厚みは、１．７５ｍｍに調整した。
【０１２２】
押出後のローラを、熱風炉にて１６０℃で１時間加硫した後、ゴム層の端部を除去してその長さを２２４．２ｍｍとした。
【０１２３】
・１次表面処理（円筒研磨）
得られたローラの外周面を、プランジカット式の円筒研磨機を用いて研磨した。研磨砥石としてビトリファイド砥石を用い、砥粒は緑色炭化珪素（ＧＣ）で粒度は１００メッシュとした。この研磨の際のローラの回転数を３５０ｒｐｍとし、研磨砥石の回転数を２０５０ｒｐｍとした。切り込み速度を２０ｍｍ／ｍｉｎとし、スパークアウト時間（切り込み０ｍｍでの時間）を０秒と設定して研磨を行い、導電性弾性層を有する導電性ローラを作製した。導電性弾性層の厚みは、１．５ｍｍに調整した。尚、このローラのクラウン量（中央部の外径と中央部から両端部方向へ各９０ｍｍ離れた位置の外径の差の平均値）は１２０μｍであった。
【０１２４】
・加熱処理
円筒研磨後のローラを、熱風炉を用いて、大気雰囲気下にて１８０℃で１時間、加熱処理を行い、樹脂粒子をさらに硬化させた。
【０１２５】
・２次表面処理（表面仕上げ研削）（テープ研磨）
図９に示す表面仕上げ研削装置を用い、得られたローラ（９ｂ）を、１０００ｒｐｍで回転させつつ、ラッピングフィルム（９ａ）で表面仕上げ研削して、導電性弾性ローラを得た。用いたラッピングフィルムは、研磨砥粒が９μｍである「ラッピングフィルムＷＡ砥粒＃２０００（商品名、三共理化学株式会社製）」であった。この際、円筒研磨機による研磨と表面仕上げ研削の研磨目は同じ方向にした。以後、円筒研磨機での研磨と表面仕上げ研削の向きが同じものを「順研磨」と称し、異なるものを「逆研磨」と称す。得られた導電性弾性ローラは、その表面に、ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジに由来する凸部と、ボウル形状の樹脂粒子の開口とその樹脂粒子の内壁とで規定される空隙を有する導電性弾性層を有していた。
【０１２６】
（表面層）
得られた導電性弾性ローラに対して、表面層塗布液Ｂ１を１回ディッピング塗布した。なおディッピング塗布の条件としては、浸漬時間を５秒とし、また、表面層塗布液からの引き上げ速度は初期速度を２０ｍｍ／ｓ、最終速度を２ｍｍ／ｓとした。初期速度から最終速度に至る速度変化は時間に対し直線的に行った。
【０１２７】
表面層塗布液から引き上げた導電性弾性ローラを常温で３０分風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度８０℃で１時間、更に温度１６０℃で１時間乾燥して帯電ローラを得た。こうして得た帯電ローラについて下記の評価を行った。
【０１２８】
＜形状・物性評価＞
（ボウル形状）
以下ボウル形状の説明において図２および図３を用いる。
【０１２９】
まず、帯電ローラの表面に、複数の凸部（２ｄ）と、複数の凹部（２ｃ）が存在することを確認する。
【０１３０】
以下の方法にて測定を行う。帯電ローラの測定箇所の長手方向の位置は、中央と、中央から両端方向へ各２０ｍｍ離れた位置、各４０ｍｍ離れた位置、各６０ｍｍ離れた位置、各８０ｍｍ離れた位置、及び各１００ｍｍ離れた位置の、合計１１箇所である。この長手方向の１１箇所のそれぞれについて、帯電ローラの周方向の６箇所（位相０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、及び３００°）の合計６６箇所を測定箇所とする。これらの測定箇所のそれぞれを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）にて観察する。
【０１３１】
（凸頂点高さ）
上記測定箇所においてコンフォーカル顕微鏡で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、表面形状から取得した画像を２次曲面にて平面補正した。平面補正した画像に対し法線方向を高さ方向とした。平面補正した画像から高さプロファイルを抜き出し、平均化することで、測定箇所における帯電ローラ表面の高さ平均面（３ａ）とした。高さ平均面より高さプロファイルが高い部分と低い部分が隣接した箇所において、これら高い部分と低い部分をそれぞれ凸部（２ｄ）と凹部（２ｃ）とした（これら高い部分と低い部分の高さの値は、これらの間の境界において不連続である）。合計６６箇所の測定箇所のそれぞれにおいて、凸部と凹部がそれぞれ１つ以上存在することを確認した。各測定箇所の像から、任意のボウル形状の樹脂粒子（２０１）を１つ選択し、そのボウル形状の樹脂粒子のエッジ（２ｈ）由来の凸部（２ｄ）の周辺の断面プロファイルを抜き出し、高さの平均面（３ａ）から最も遠くなる点を凸頂点（２ｅ）とした。また、凸頂点（２ｅ）から高さ平均面（３ａ）までの距離を凸頂点高さＨｏ（３ｂ）とした。凸頂点高さＨｏの値（平均値）は５．１μｍであった。ただし、この値は、６６個の測定箇所についてそれぞれ１つずつ凸頂点高さＨｏを求め、求めた合計６６個のＨｏを平均した値である。
【０１３２】
（空隙の存在）
凸頂点高さの測定において選択したボウル形状の樹脂粒子の凸頂点（２ｅ）を通り、帯電ローラの回転軸に直交する断面を、集束イオンビーム加工観察装置（商品名：ＦＢ−２０００Ｃ、日立製作所社製）を用いて、切り出した。このとき、導電性基体の回転中心（２ｇ）が露出する深さまで切り出した。次いで、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（商品名：Ｓ−４８００、（株）日立ハイテクノロジーズ製）を用いて、１０００倍で、その断面画像を撮影した。なお、６６個の凸頂点について１枚ずつ、合計６６枚の断面画像を得た。
【０１３３】
合計６６枚の断面画像の各々において、当該凸頂点を有するボウル形状粒子が、１つの開口２ｂと、当該開口のエッジ（２ｈ）と、当該開口に連なる空隙（２ａ）とを有するか否かを観察した。
【０１３４】
（線分（２ｆ）及び交点（３ｃ）の規定）
前記断面画像において、前記凸頂点（２ｅ）と帯電ローラの基体（１ｃ）の回転中心（２ｇ）を結んだ線分（２ｆ）が、前記ボウル形状の樹脂粒子に塗布された表面層（１ａ）の表面と交差する点の中で、最も回転中心（２ｇ）に近い点を交点（３ｃ）とする。
【０１３５】
（線分（２ｆ）が凹部（２ｃ）の空間（２ｉ）を通過することの規定）
前記合計６６個の断面画像の各々において、空間（２ｉ）を、線分（２ｆ）が通過しているか否かを観察した。なお、線分（２ｆ）が、ボウル形状の樹脂粒子に塗布された表面層（１ａ）の表面と交差しない場合、交点（３ｃ）は存在せず、線分（２ｆ）は当該空間を通過しない。
【０１３６】
表５及び６に、空隙（２ａ）が存在しておりかつ線分（２ｆ）が空間（２ｉ）を通過していることが確認された断面画像の、全断面画像数（６６個）に対する割合を％で示した。表中、当該割合は、「空隙の存在および線分２ｆの空間通過割合」の欄に示す。なお、空隙（２ａ）が存在していた場合、その空隙に対応して、一つの開口（２ｂ）と、エッジ（２ｈ）が存在していた。
【０１３７】
（凸頂点−凹表面距離ＰＬと凸高さＨｏの比）
前記断面画像において、凸頂点（２ｅ）と交点（３ｃ）との間の距離ＰＬ（３ｄ）を求めた。ただし、線分（２ｆ）が、ボウル形状の樹脂粒子に塗布された表面層（１ａ）の表面と交差しない場合、これらの交点（３ｃ）は存在しないので、ＰＬは求まらない。求めることのできた距離ＰＬの平均値は２６．５μｍであった。
【０１３８】
Ｈｏの平均値は５．１μｍであったのでＰＬ／Ｈｏは５．２である。ここで「ＰＬ／Ｈｏ」は、Ｈｏの平均値に対する、ＰＬの平均値の比である。
【０１３９】
（表面層の膜厚）
表面層の断面を、鋭利なカミソリを使用して切り出し、デジタルマイクロスコープ（キーエンス製、商品名：ＶＨＸ−５０００）を使用し、１０００倍で観察した。表面層の長手方向を均等に３分割した３箇所のそれぞれにおいて、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。３６０μｍ×２４０μｍを１視野とし、１視野内の膜厚の最大値と最小値を測定した。１つの測定箇所の断面のそれぞれについて５視野測定し、合計４５個の測定値を得た。４５個の測定値のうち、最大値Ｔｍａｘは１．２μｍであり、最小値Ｔｍｉｎは１．０μｍであり、膜厚が１μｍ以上５μｍ以下であることを確認した。４５個の測定値の平均値は１．１μｍであった。
【０１４０】
（表面層の体積抵抗率）
表面層の体積抵抗率は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）（商品名：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、このシート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（商品名：６６１４Ｃ、Ａｇｉｌｅｎｔ社）を接続して電圧１０Ｖを印加し、このシート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。
【０１４１】
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った。得られた電流値の、低い方から１０個の電流値の平均と、前記のように測定された表面層の膜厚の平均値（最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの平均値）とから「体積抵抗率」を算出した。体積抵抗率は、１．６０×１０１６Ω・ｃｍであった。なお、表５及び６の「表面層抵抗」の欄に体積抵抗率を示すが、これらの表においては、例えば「１．６０×１０１６」を「１．６０Ｅ＋１６」と表示する。
【０１４２】
ＡＦＭを用い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。
測定環境は温度２３℃、相対湿度５０％とした。
【０１４３】
（チャージアップ量）
この評価は、製造した帯電ローラが前述したようなチャージアップ性能を有しているか否かを確認するものである。
【０１４４】
コロナ放電による帯電ローラの表面電位は、帯電量測定装置（商品名：ＤＲＡ−２０００Ｌ、（株）ＱＥＡ製）を用いて測定した。具体的には、帯電量測定装置のコロナ放電器を、そのグリッド部と、帯電ローラの表面との間隙が１ｍｍとなるように配置する。次いで、コロナ放電器に８ｋＶの電圧を印加して放電を発生させて、帯電ローラの表面を帯電させ、放電終了後、１０秒経過後の導電性部材の表面電位を測定する。コロナ放電処理の詳細については、後述する。
測定環境は温度２３℃、相対湿度５０％とした。
【０１４５】
さらに、長期使用後の表面層のチャージアップ特性の確認のために、後述する耐久評価後にも上記測定を行った。
【０１４６】
（放射線崩壊型樹脂であるか否かの確認）
この評価は、表面層およびボウル形状の樹脂粒子が、放射線崩壊型の樹脂で形成されているか否かを判定するものである。放射線崩壊型の樹脂であることの確認は次のようにする。まず、コロナ放電に曝されていない、製造直後の帯電ローラから、表面層およびボウル形状の樹脂粒子をサンプリングし、それぞれの分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定する。次いで、後述する方法で、帯電ローラについて、コロナ放電処理を施した後、帯電ローラの表面層およびボウル形状の樹脂粒子を再びサンプリングし、ＧＰＣにて分子量を測定する。そして、コロナ放電照射の前後における分子量の差異から、表面層およびボウル形状の樹脂粒子が、放射線崩壊型であるか否かを判定する。以下、詳細に述べる。
【０１４７】
まず、製造直後の、コロナ放電に一度も曝されていない、帯電ローラの表面層およびボウル形状の樹脂粒子から、それぞれ５ｍｇの試料を採取した。この試料を、トルエン、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、トリフルオロ酢酸、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）のうち、溶解しやすい溶媒を選択して、濃度が１質量％の試料溶液を調製した。なお、帯電ローラの表面層から採取した試料については、溶媒にクロロベンゼンを用いた。
【０１４８】
調製した試料溶液を用いて以下の条件にて重量平均分子量Ｍｗを測定した。温度４０℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに溶離液として、試料の溶解に用いた溶媒を毎分１ｍＬの流速で流した。この試料溶液の１００μＬをカラムに注入した。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、検量線の対数値とリテンションタイムとの関係から算出した。検量線は、数種の単分散ポリスチレン標準試料（商品名：ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレン「０００５２０２」〜「０００５２１１」、東ソー社製）により作成した。また、ＧＰＣ装置には、ＧＰＣゲル浸透クロマトグラフ装置（商品名：ＨＬＣ−８１２０、東ソー社製）、検出器には、示差屈折率検出器（商品名：ＲＩ−８０２０、東ソー社製）を用いた。カラムには、市販のポリスチレンゲルカラム（商品名：ＴＳＫ−ＧＥＬ  ＳＵＰＥＲ  ＨＭ−Ｍ、東ソー社製）を３本組み合わせて用いた。
【０１４９】
続いて、後述のようにして帯電ローラをコロナ放電処理した。その後、帯電ローラから表面層およびボウル形状の樹脂粒子をはぎ取って質量を測定した後、コロナ放電前と同じ溶媒を用いて溶液とした。次いで、コロナ放電処理前と同様にしてＧＰＣ測定を行い、質量平均分子量Ｍｗを測定した。
【０１５０】
コロナ放電処理前とコロナ放電処理後のＭｗが、増加した場合は、放射線架橋型であり、減少した場合は、放射線崩壊型とした。評価結果の表には、放射線崩壊型の場合は「〇」、放射線架橋型の場合は「×」と示した。
【０１５１】
（コロナ放電処理）
コロナ放電処理は、春日電機（株）製のコロナ放電表面処理装置を用いて行った。実施環境はＨ／Ｈ環境（温度３０℃、相対湿度８０％の環境）であった。
【０１５２】
コロナ放電の詳細な方法を、図５を用いて説明する。帯電ローラ（５ａ）の両端部（５ｂ）を支持部（５ｃ）で固定した。次いで、アルミニウム製のコロナ電極（５ｄ）の長手方向が、帯電ローラ（５ａ）の長手方向と平行になるよう、そしてコロナ電極（５ｄ）の表面が帯電ローラ（５ａ）の表面に向くよう位置を調整した。コロナ電極（５ｄ）の表面と帯電ローラ（５ａ）の表面との最近接部分の距離は１ｍｍとした。支持部（５ｃ）を毎分３０回転の速度で回転させることで帯電ローラ（５ａ）を回転させ、電極（５ｄ）側に電源（５ｅ）から８ＫＶを印加した状態を２時間継続した。
【０１５３】
＜画像評価＞
（放電光観察）
帯電ローラの表面層のチャージアップと、ボウル形状の樹脂粒子由来の表面形状によって、帯電ローラ表面の凸部からの強い放電が抑制されることを下記のようにして確認した。具体的には、まず、感光体を模したガラス板に帯電ローラ（５ａ）を接触させた状態で、接触していない方向（ガラスの裏面）から、放電光動画を取得した。次いで、放電光を観察した箇所と同じ個所の表面を撮影した動画を取得し、当該放電光動画と重ね合わせることで、凸部からの強い放電の挙動を観測した。具体的な手順を下記に示す。
【０１５４】
まず、電子写真感光体を模した観察用ガラスを次のようにして作成した。ガラス板（縦３００ｍｍ、横２４０ｍｍ、厚み４．５ｍｍ）の一方の表面上に厚さ５μｍの酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を形成した。更に、ポリカーボネート（商品名：ユーピロンＺ４００、三菱ガス化学（株）製）１００質量部を、クロロベンゼン６５０質量部／ジメトキシメタン１５０質量部の混合溶剤に溶解させ、電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を上記ＩＴＯ膜が形成されたガラス板に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を３０分間１１０℃で乾燥させることによって電荷輸送層を厚さ１７μｍに成膜したガラス板を作製した。
【０１５５】
次いで、図６に示すように、上記成膜後のガラス板（６ａ）の前記ＩＴＯ膜を形成した表面の側から、帯電ローラ（５ａ）を、一端で４．９Ｎ、両端で合計９．８Ｎのバネによる押し圧力で当接できるような工具を作成した。更に、ガラス板（６ａ）を、画像形成装置（Ｌａｓｅｒｊｅｔ  ＣＰ４５２５ｄｎ、ＨＰ社製）と同様のスピードで移動可能にした。
【０１５６】
上記ガラス板（６ａ）を電子写真感光体であると見做して、暗室において当接部下側（ガラス板（６ａ）の前記表面と反対側）から高速度ゲートを介して、高速度カメラを使用し、１ｍｍ四方の視野内で帯電ローラ（５ａ）の放電光を確認した。このとき、１０倍の対物レンズを使用した。また、使用した高速度ゲートは「Ｉ．Ｉ．ユニットＣ９５２７−２（商品名、浜松ホトニクス（株）製）」であり、使用した高速度カメラは「ＦＡＳＴＣＡＭ−ＳＡ１．１（製品名、浜松ホトニクス（株）製）」であった。帯電ローラには、画像形成装置（商品名：Ｌａｓｅｒｊｅｔ  ＣＰ４５２５ｄｎ、ＨＰ社製）と同条件で電圧を印加した。
【０１５７】
撮影の条件は、帯電ローラ（５ａ）に当接したガラス板を２００ｍｍ／秒で動かしながら、−１２００Ｖの電圧を印加し、高速度カメラのゲインは７５０、撮影速度は３０００ｆｐｓとした。この条件で、約０．３秒間撮影を行い、放電光観察動画を出力した。撮影に際しては、適宜感度を調整し、撮影画像の明るさを調整した。
【０１５８】
次に、強い放電の発生する箇所を特定するために、上記放電光観察動画と重ね合わせるための表面観察動画を以下のようにして撮影した。最初に上記放電光観察動画の撮影開始位置まで、帯電ローラ（５ａ）と当接させた状態で観察用ガラスを移動させた。次に、上記放電光観察動画と同じ走査速度、走査距離で、観察用ガラスを動かしながら、表面観察動画の撮影を行った。撮影の条件は、高速度ゲートＩ．Ｉ．ユニットのゲインを５００にし、治具の外部から照明を照射して明るさを補強した以外は、上記放電光の動画と同様である。このようにして、上記放電光観察動画と同じ位置の表面形状観察動画を得た。
【０１５９】
こうして得られた表面形状観察動画と、放電光観察動画を詳細に照らし合わせ、帯電ローラの表面において、凸部（２ｄ）以外の箇所よりも強い放電が生じている凸部（２ｄ）の個数を数えた。
【０１６０】
（白抜け画像の評価）
低濃度の印刷時においても、白抜け画像が発生しないことを下記のようにして確認した。
【０１６１】
電子写真装置として、電子写真方式のレーザープリンタ（商品名：Ｌａｓｅｒｊｅｔ  ＣＰ４５２５ｄｎ、ＨＰ社製）を用意した。当該レーザープリンタ専用のトナーカートリッジに、製造した帯電ローラを装着し、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下にて評価を行った。
【０１６２】
評価画像として、６００ｄｐｉの１ドット１スペース画像（感光ドラムの回転方向に直交する方向に幅１ドット、間隔１ドットの点を描く画像）を出力した。出力画像の、カラー反射濃度計（商品名：Ｘ−Ｒｉｔｅ５００シリーズ：Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて測定した画像濃度が０．２０である場所を、デジタルマイクロスコープ（キーエンス製、商品名：ＶＨＸ−５０００）で観察した。２ｍｍ四方の領域を観察したときに、得られる観察画像内で、円状のドットが一部でも欠けている箇所を「欠け」、ドットがあるはずの場所にドットを形成できていない箇所を「消失」とし、その個数を数えた。２ｍｍ四方内に理論上５７６個のドットが描かれる。
【０１６３】
上記の評価を、帯電ローラを長手方向に５分割したときの５つの領域にて行い、これら欠けと消失の個数の各算術平均値を白抜け画像の評価値とした。
【０１６４】
（耐久）
次に耐久試験を行い、帯電ローラの表面層のチャージアップ量の変化量を測定した。この試験では、放射線崩壊型樹脂が、放電に曝露されることによる変質によって、また付着物によって、低抵抗化が進まないことを確認する。耐久試験は上記白抜け画像の評価に用いたものと同様のプロセスカートリッジおよび電子写真装置を使用して、表面層の変質に対してより過酷であるＨ／Ｈ環境（温度３０℃、相対湿度８０％の環境）下で実施した。耐久試験は、２枚の画像を出力した後、感光ドラムの回転を完全に約３秒間停止させ、２枚の画像出力を再開するという間欠的な画像形成動作を繰り返して４００００枚の電子写真画像を出力するものである。この際の出力画像は、サイズが４ポイントのアルファベットの「Ｅ」の文字が、Ａ４サイズの紙の面積に対し被覆率が４％となるように印字されるような画像とした。
【０１６５】
耐久前のチャージアップ量の測定と同様の測定を、耐久後の帯電ローラに対して行い、耐久後のチャージアップ量を求め、耐久前のチャージアップ量との差分を測定した。
【０１６６】
＜実施例２〜２６＞
帯電ローラの製造条件を表５に示すように変更した。また、実施例４〜５、１６〜１７及び２０〜２１、ならびに実施例１５及び１９については、下に述べる変更も行った。それ以外は、それぞれ実施例１と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この際、すべての実施例において凸部（２ｄ）と凹部（２ｃ）が隣接した箇所が、合計６６箇所の測定箇所の各点において１つ以上存在することを確認した。
【０１６７】
実施例４〜５、１６〜１７及び２０〜２１：
表面層塗布液の塗布後の乾燥手法を、常温で３０分風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度１６０℃で１時間行うという手法に変更した。
【０１６８】
実施例１５および１９：
表面層塗布液の塗布後に、常温風乾及び熱風循環乾燥に替えて、紫外線照射を行った。紫外線照射の条件は、波長２５４ｎｍの紫外線を積算光量が９０００ｍＪ／ｃｍ２になるように照射した。紫外線照射装置としては低圧水銀ランプ（東芝ライテック株式会社製）を用いた。
【０１６９】
【表５】
2019124900.tif 000009
【０１７０】
＜比較例１＞
帯電ローラの製造条件を表６に示すように変更した。本例では、円筒研磨後の加熱処理及び表面仕上げ研削を行わなかった。それ以外は実施例１と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラの表面には中実のポリエチレン粒子由来の凸が存在し、凸頂点の下に空隙は存在しておらず、凸形状由来の強放電が発生し、白抜けが多かった。
【０１７１】
＜比較例２＞
表面層塗布液を塗布せず、その後の乾燥工程も行わなかったこと以外は実施例１と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラには表面層にチャージアップ可能な層が存在してないので、強放電が発生し、白抜けが多かった。
【０１７２】
＜比較例３＞
帯電ローラの製造条件を表６に示すように変更した。また、円筒研磨後の加熱処理手法を、１８０℃３０分行う手法に変更した。それ以外は実施例１と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。６６枚の断面画像のうちの大半において、図１０に示すように凸部（２ｄ）が反った形状になっており、前述の線分（２ｆ）は、空間（２ｉ）を通過していなかった。強放電が発生し、白抜けが多かった。なお、本例については、ＰＬ／Ｈｏの比を求めなかった。
【０１７３】
＜比較例４＞
帯電ローラの製造条件を表６に示すように変更した。また、表面層塗布液の塗布後の表面層の乾燥手法を、常温で３０分風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度１２０℃で１時間行うという手法に変更した。それ以外は実施例１と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラの表面層の体積抵抗率は１．１２×１０１５Ω・ｃｍで低く、表面層がチャージアップせず凸部から強放電が発生し、白抜けが多かった。
【０１７４】
＜比較例５＞
帯電ローラの製造条件を表６に示すように変更した。また、表面層塗布液のディッピング塗布に際して浸漬時間を１秒とした。それ以外は実施例１と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラの表面層膜厚は０．１μｍであり、表面層がチャージアップせず凸部から強放電が発生し、白抜けが多かった。
【０１７５】
＜比較例６＞
帯電ローラの製造条件を表６に示すように変更した。また、表面層塗布液のディッピング塗布に際して浸漬時間を２４秒とした。それ以外は実施例１と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラの表面層膜厚は６．１μｍと厚く、表面層がチャージアップ過剰となった。その結果放電光は観測されず、感光体の帯電不良を引き起こし、画像評価において評価用の画が出ず、ベタ黒の画が出てしまい評価できなかった。
【０１７６】
＜比較例７＞
帯電ローラの製造条件を表６に示すように変更した。また、表面層塗布液の塗布後の表面層の乾燥手法を、常温で３０分風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度１８０℃で１時間行うという手法に変更した。それ以外は実施例１と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラの体積抵抗率は１．３１×１０１８Ω・ｃｍで、体積抵抗率が高すぎるため表面層がチャージアップ過剰となった。その結果放電光は観測されず、感光体の帯電不良を引き起こし、画像評価において評価用の画が出ず、ベタ黒の画が出てしまい評価できなかった。
【０１７７】
【表６】
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【符号の説明】
【０１７８】
１ａ：表面層
１ｂ：弾性層
１ｃ：基体
２０１：ボウル形状の樹脂粒子
２ａ： 空隙
２ｂ：ボウル形状の樹脂粒子の開口
２ｃ：凹部
２ｄ：凸部
２ｅ：凸部の頂点
２ｆ：凸部の頂点と基体の回転中心を結ぶ直線
２ｇ：基体の回転中心
２ｈ：ボウル形状の樹脂粒子のエッジ
２ｉ：凹部の空間
３ａ：帯電ローラ表面の高さ平均面
３ｂ：凸頂点高さ
３ｃ：線分（２ｆ）が、凹部（２ｃ）と交差する交点
【図１】
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【図２】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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