(57)【要約】【課題】粒子の脱落や削れがなく、画像品質に優れた帯電ローラを提供する。【解決手段】上記課題を解決するべく、本発明の帯電ローラ１は、シャフト２と、該シャフト２の外周側に、少なくとも、基層３と、表層４とを備えた帯電ローラ１であって、前記表層４は、ウレタン樹脂、及び、該ウレタン樹脂100質量部に対して35〜90質量部のアクリル樹脂の粒子を含み、前記アクリル樹脂の粒子は、少なくとも、10μm以上30μm以下の平均粒子径を有し、且つ、以下の式（１）で表される粒径分布の広がりＷＧが30％以下である、大粒径単分散粒子と、1μm以上10μm未満の平均粒子径を有し、且つ、以下の式（１）で表される粒径分布の広がりＷＧが80％以上である、小粒径広分散粒子と、を含有することを特徴とする。ＷＧ（％）＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０×100  ・・・（１）【選択図】図２
2019105765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、該シャフトの外周側に、少なくとも、基層と、表層とを備えた帯電ローラであって、
前記表層は、ウレタン樹脂、及び、該ウレタン樹脂100質量部に対して35〜90質量部のアクリル樹脂の粒子を含み、
前記アクリル樹脂の粒子は、少なくとも、10μm以上30μm以下の平均粒子径を有し、且つ、以下の式（１）で表される粒径分布の広がりＷＧが30％以下である、大粒径単分散粒子と、1μm以上10μm未満の平均粒子径を有し、且つ、以下の式（１）で表される粒径分布の広がりＷＧが80％以上である、小粒径広分散粒子と、を含有することを特徴とする、帯電ローラ。
ＷＧ（％）＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０×100  ・・・（１）
Ｄ９０：粒径分布の積算値が90％である粒子の直径（μｍ）
Ｄ５０：粒径分布の積算値が50％である粒子の直径（μｍ）
Ｄ１０：粒径分布の積算値が10％である粒子の直径（μｍ）
【請求項２】
前記表層の弾性率が、30MPa以下であることを特徴とする、請求項１に記載の帯電ローラ。
【請求項３】
前記アクリル樹脂の粒子のヤング率が、いずれも5mN／μm以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の帯電ローラ。
【請求項４】
前記表層における、前記大粒径単分散粒子の含有量が、前記ウレタン樹脂100質量部に対して5〜30質量部であり、前記小粒径広分散粒子の含有量が、前記ウレタン樹脂100質量部に対して15〜75質量部であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電ローラ。
【請求項５】
前記大粒径単分散粒子の平均粒径に対する、前記小粒径広分散粒子の平均粒径の割合（小粒径広分散粒子／大粒径単分散粒子の平均粒径）が、0.6以下であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の帯電ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電ローラ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、レーザービームプリンター（ＬＢＰ）等の電子写真装置では、まず、感光体の表面を一様に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった部分の帯電を消去することによって潜像を形成する静電潜像プロセスにより静電潜像を得た後、トナーの付着によりトナー像を形成し、紙等の記録媒体にトナー像を転写することによって、プリントを行う方法が用いられている。
【０００３】
この場合、最初の感光体を帯電させる操作としては、従来、コロナ放電方式が一般に採用されていた。しかし、コロナ放電方式は6〜10kVもの高電圧印加が必要とされるために、機械の安全保守の観点から好ましくなく、また、コロナ放電中にオゾン、NOX等の有害物質が発生するために、環境上の問題もあった。このため、コロナ放電に比べて低い印加電圧で帯電を行うことができ、かつ、オゾン等の有害物質の発生を抑制することができる新たな帯電方式への取り組みがなされている。具体的には、電圧を印加した帯電用部材を感光体等の被帯電体に所定の圧力で接触させることにより被帯電体を帯電させる、接触方式による帯電方法が提案されている。
【０００４】
この接触帯電方式で使用される帯電部材としては、例えば、シャフトの外周側に、ゴムやウレタンフォーム等からなる導電性弾性層（基層）を形成し、さらに、表面性の改良のための表層を設けた多層構造からなる帯電ローラが知られている。また、表面粗さを制御して適切な帯電性を得るために、表層中に、樹脂等からなる粒子を含有させる技術も開発されている。
【０００５】
上述した表層中に粒子を含有させる技術としては、例えば特許文献１に、最外層に導電性樹脂層を有し、導電性樹脂層中に大粒径及び小粒径の２種類の粒子を添加し、大粒径の平均粒子径をＡ、小粒径の平均粒子径をＢとした時、3＜Ａ／Ｂ＜12であり、かつ大粒径粒子と小粒径粒子の総量が、導電性樹脂層全固形分に対して10〜30質量％である帯電部材が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、軸体の外周面に形成された弾性層と前記弾性層の外周面に形成されたウレタンコート層とを備え、該ウレタンコート層が、ウレタン樹脂と、前記ウレタン樹脂100質量部に対して5〜35質量部の、平均粒径の異なる同一種の粒子を含有する導電性ローラ、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３１６１１１号公報
【特許文献２】特開２０１４−１７４５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ただし、特許文献１に開示された技術については、表層を構成する樹脂成分と粒子との相溶性が悪く、塗料が乾燥して表層が形成された際に、粒子が移動する結果、塗りムラ等の外観不良が発生するという問題があった。
また、特許文献２に開示された技術については、粒子の適正化が十分に図られていないため、クリーニングローラ等との接触によって、粒子の脱落や、粒子の削れが発生するという問題があった。さらに、塗りムラ等の外観不良の発生を抑制する点についても、さらなる改善を図ることが望まれていた。
【０００９】
そのため、本発明の目的は、粒子の脱落や削れがなく、画像品質に優れた帯電ローラを提供することにある。また、本発明の他の目的は、帯電ローラの耐久性が高く、画像品質に優れた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、シャフトと、該シャフトの外周側に、少なくとも、基層と、表層とを備えた帯電ローラについて、上記課題を解決するべく検討を行った。その結果、帯電ローラの状態に起因した画像品質低下の原因として、横スジ、カブリ（印刷濃度のムラ）、塗りムラが挙げられ、これらを改善することが画像品質の向上に大きく貢献することに着目した。そして、本発明者らは、さらに鋭意研究を行った結果、表層について、ウレタン樹脂及びアクリル樹脂の粒子を含有するとともに、該アクリル樹脂の粒子として、特定の粒径及び粒径分布の広がりを有する、大粒径単分散粒子と、小粒径広分散粒子とを用いることによって、上述した画像品質低下の原因を解消できるとともに、粒子の脱落や削れについても改善が図れることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明の帯電ローラは、シャフトと、該シャフトの外周側に、少なくとも、基層と、表層とを備えた帯電ローラであって、
前記表層は、ウレタン樹脂、及び、該ウレタン樹脂100質量部に対して35〜90質量部のアクリル樹脂の粒子を含み、
前記アクリル樹脂の粒子は、少なくとも、10μm以上30μm以下の平均粒子径を有し、且つ、以下の式（１）で表される粒径分布の広がりＷＧが30％以下である、大粒径単分散粒子と、1μm以上10μm未満の平均粒子径を有し、且つ、以下の式（１）で表される粒径分布の広がりＷＧが80％以上である、小粒径広分散粒子と、を含有することを特徴とする。
ＷＧ（％）＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０×100  ・・・（１）
Ｄ９０：粒径分布の積算値が90％である粒子の直径（μｍ）
Ｄ５０：粒径分布の積算値が50％である粒子の直径（μｍ）
Ｄ１０：粒径分布の積算値が10％である粒子の直径（μｍ）
上記構成を具えることによって、粒子の脱落や削れがなく、画像品質に優れた帯電ローラを提供できる。
【００１２】
また、本発明の帯電ローラについては、前記表層の弾性率が、30MPa以下であることが好ましい。画像品質をより向上できるためである。
【００１３】
さらに、本発明の帯電ローラについては前記アクリル樹脂の粒子のヤング率が、いずれも5mN／μm以上であることが好ましい。粒子の脱落や削れをより抑制でき、画像品質をより向上できるためである。
【００１４】
また、本発明の帯電ローラについては、前記表層における、前記大粒径単分散粒子の含有量が、前記ウレタン樹脂100質量部に対して5〜30質量部であり、前記小粒径広分散粒子の含有量が、前記ウレタン樹脂100質量部に対して15〜75質量部であることが好ましい。画像品質をより向上できるためである。
【００１５】
さらにまた、本発明の帯電ローラについては、前記大粒径単分散粒子の平均粒径に対する、前記小粒径広分散粒子の平均粒径の割合（小粒径広分散粒子／大粒径単分散粒子の平均粒径）が、0.6以下であることが好ましい。画像品質をより向上できるためである。
【００１６】
本発明の画像形成装置は、上述した本発明の帯電ローラを備えたことを特徴とする。
上記構成によって、帯電ローラの耐久性が高く、優れた画像品質を実現できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、粒子の脱落や削れがなく、画像品質に優れた帯電ローラを提供することができる。また、本発明によれば、帯電ローラの耐久性が高く、画像品質に優れた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の帯電ローラの一実施形態を、模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の帯電ローラの一実施形態における表層の一部を、模式的に示した断面図である。
【図３】画像不良の原因の例を模式的に示した図であり、（ａ）が横スジ、（ｂ）がカブリ、（ｃ）が塗りムラを示す。
【図４】粒子の粒径分布の一例を表したグラフである。
【図５】本発明の画像形成装置の一例を模式的に示した部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、必要に応じて図面を用いて説明する。
ここで、図１は、本発明の帯電ローラの一実施形態を、模式的に示した断面図であり、図２は、本発明の帯電ローラの一実施形態について、表層の一部を拡大し、模式的に示したものである。
＜帯電ローラ＞
本実施形態の帯電ローラは、図１に示すように、シャフト２と、該シャフト２の外周側に、少なくとも、基層３と、表層４とを備えた帯電ローラ１である。
【００２０】
そして、本発明では、前記アクリル樹脂の粒子は、少なくとも、10μm以上30μm以下の平均粒子径を有し、且つ、以下の式（１）で表される粒径分布の広がりＷＧが30％以下である、大粒径単分散粒子と、1μm以上10μm未満の平均粒子径を有し、且つ、以下の式（１）で表される粒径分布の広がりＷＧが80％以上である、小粒径広分散粒子と、を含有することを特徴とする。
ＷＧ（％）＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０×100  ・・・（１）
Ｄ９０：粒径分布の積算値が90％である粒子の直径（μｍ）、Ｄ５０：粒径分布の積算値が50％である粒子の直径（μｍ）、Ｄ１０：粒径分布の積算値が10％である粒子の直径（μｍ）
【００２１】
帯電ローラの状態に起因した画像品質低下としては、図３に示すように、印刷画像に細かな横線が入る横スジ（図３（ａ））や、ポチ状の画像ムラが生じるカブリ（図３（ｂ））が知られている。
ここで、前記横スジの発生を抑えるためには、帯電ローラをウレタン樹脂から構成し、ローラに柔軟性を持たせることによって、ニップ幅（帯電ローラの感光体との接触幅）を広げ、帯電ローラからの放電領域を広げること、及び、帯電ローラの表層中に粒径の大きな粒子を含有させることによって、帯電ローラからの放電量を大きくすることが有効である。また、前記カブリの発生を抑えるためには、帯電ローラの表層中に含まれる粒子の粒径分布を狭める（単分散にする）ことによって、帯電ローラからの放電量のバラツキを抑えることが有効である。そして、帯電ローラ表層中の粒子の削れや脱落の抑制を考慮すると、前記粒子をアクリル樹脂から構成し、粒子の硬度を高めることが重要であると考えられる。
しかしながら、上記条件を満たすべく、帯電ローラ表層の柔軟性を高め、且つ、アクリル樹脂からなる粒子を単分散で表層中に含有させた場合、帯電ローラの表層を形成する際に、ウレタン樹脂中の粒子が移動し、凝集することから、印刷画像に塗りムラ（図３（ｃ））が発生する、という新たな問題が生じることとなった。
【００２２】
そのため、本発明の帯電ローラでは、図２に示すように、表層中に含まれるアクリル樹脂の粒子として、特定の条件を満たす大粒径単分散粒子及び小粒径広分散粒子を用いることによって、小粒径分散粒子が、大粒径単分散粒子の間に入り、樹脂中の大粒径単分散粒子の流動性を抑えることができる結果、上述した横スジやカブリの発生や、粒子の削れ及び脱落を抑制できるとともに、塗りムラの発生についても防止でき、画像品質を大きく向上できる。
【００２３】
以下、本実施形態の帯電ローラの各構成部材について説明する。
（基層）
本実施形態の帯電ローラ１を構成する基層３は、図１に示すように、帯電ローラ１の最も下部に位置する（シャフト２に隣接する）層である。
【００２４】
前記基層を構成する材料については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリウレタン樹脂、ゴム弾性体、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロース樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリウレタン樹脂は、良好な柔軟性を実現できる点で、好ましい。
【００２５】
前記ポリウレタン樹脂は、ポリオールとイソシアネートとを既知の反応方法で重付加反応させて得ることができる。前記ポリウレタン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、整泡剤で発泡させて得られるポリウレタンフォーム、発泡させないで得られる非フォームのポリウレタン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリウレタンフォームは、優れた柔軟性を有する点で、有利である。
【００２６】
また、前記ゴム弾性体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、及びこれらのブレンドゴム、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
ここで、前記基層は、基層用組成物から形成される。
前記基層用組成物としては、前記基層を形成できる組成物である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ポリウレタン樹脂の弾性層を形成する場合には、前記弾性層用組成物として、ポリオール、イソシアネート、ウレタン結合触媒、充填剤、などの成分を含むことが好ましい。また、前記ポリウレタンフォームの弾性層を形成する場合には、整泡剤をさらに含むことが好ましい。
前記基層用組成物は、上記成分の他に、必要に応じて、導電剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤、架橋剤、加硫剤、重合禁止剤、などを含むことができる。
【００２８】
なお、前記ポリオールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブタジエンポリオール、アルキレンオキサイド変性ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ポリエーテルポリオールが、樹脂の柔軟性、永久圧縮ひずみ、長期間の通電による抵抗変動を少なくできる点で、好ましい。
【００２９】
また、前記イソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、プレポリマー化トリレンジイソシアネート（プレポリマー化ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルードＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）；これらのイソシアヌレート変性物、カルボジイミド変性物、グリコール変性物等；などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、プレポリマー化トリレンジイソシアネート（プレポリマー化ＴＤＩ）が、ウレタン反応活性が高く、基層ひいては帯電ローラの弾性を向上させやすい等の点で、好ましい。
【００３０】
前記ウレタン結合触媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫アセテート、ジオクチル錫ビス（エチルマレート）、ジブチル錫ビス（オレイルマレート）、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレート、ジオクチル錫チオカルボキシレート、オクテン酸錫、モノブチル錫オキシド、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ジブチル錫ジラウレートが、触媒活性が高い点で、好ましい。
【００３１】
前記整泡剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、シリコーン系整泡剤、イオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリコーン系整泡剤が、発泡体の泡均一性が良好となる点で、好ましい。
また、前記シリコーン系整泡剤は、官能基を有することが好ましい。前記シリコーン系整泡剤の官能基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、OH（水酸）基、チオール基、アミノ基、イミノ基、ニトロ基、ニトロソ基、カルボキシル基、アクロイル基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、OH（水酸）基は、後述する接着層用組成物にイソシアネートが含まれると、該イソシアネートが、弾性層のシリコーン系整泡剤に由来するOH（水酸）基とウレタン結合を形成するため、弾性層と接着層との間の接着性がより向上できる点で、好ましい。後述する湿気硬化型接着剤にイソシアネート基を２つ以上有するＭＤＩを含んでいると、ＭＤＩは電子求引性が高く、整泡剤のOHと化学反応しやすいため、反応効率が高く、接着性を特に向上できる。
【００３２】
前記基層用組成物は、導電性を備えるために、イオン導電剤や電子導電剤等の導電剤を含むことができる。イオン導電剤としては、限定されるものではないが、例えば、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ステアリルトリメチルアンモニウム）、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウムなどと過塩素酸、塩素酸、塩酸、臭素酸、ヨウ素酸、ホウフッ化水素酸、硫酸、エチル硫酸、カルボン酸、スルホン酸などとのアンモニウム塩；リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属と過塩素酸、塩素酸、塩酸、臭素酸、ヨウ素酸、ホウフッ化水素酸、トリフルオロメチル硫酸、スルホン酸などとのアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩；が挙げられる。また、電子導電剤としては、限定されるものではないが、例えば、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴなどファーネスブラックの他、アセチレンブラックやケッチェンブラックなどの導電性であるカーボンブラック；酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト；酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などが挙げられる。これらの導電剤は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３３】
（表層）
本実施形態の帯電ローラ１は、図１に示すように、前記基層３上に、直接又は任意の中間層を介して形成された表層４を備える。
【００３４】
そして、前記表層は、ウレタン樹脂及びアクリル樹脂の粒子を含む。前記表層中に、ウレタン樹脂を含有させることによって、帯電ローラの柔軟性を高め、ニップ幅を広げることができるため、帯電ローラからの放電領域を広げることが可能となる。また、前記表層に、特定量のアクリル樹脂からなる粒子を含有させることによって、帯電ローラからの放電量を大きくすることができることに加えて、粒子自体の剛性を高めることができる。その結果、前記帯電ローラの放電効率を高め、印刷画像の横スジ発生を抑えることができるとともに、前記粒子の削れや、脱落を防ぐことができる。
【００３５】
そして、本実施形態による帯電ローラでは、前記表層が、前記ウレタン樹脂100質量部に対して35〜90質量部のアクリル樹脂の粒子を含む。
上述したように、特定量のアクリル樹脂からなる粒子を含有させることによって、帯電ローラからの放電量を大きくすることができることに加えて、粒子自体の剛性を高めることができる結果、前記帯電ローラの放電効率を高め、印刷画像の横スジ発生を抑えることができるとともに、前記粒子の削れや、脱落を防ぐことができる。
【００３６】
前記表層における前記アクリル樹脂の粒子の含有量は、前記ウレタン樹脂100質量部に対して、35〜90質量部であることを要し、40〜80質量部であることが好ましく、45〜70質量部であることがより好ましい。
前記アクリル樹脂の粒子の含有量が、前記ウレタン樹脂100質量部に対して35質量部未満の場合には、十分な放電量を得ることができず、印刷画像に横スジが発生するおそれがある。一方、前記アクリル樹脂の粒子の含有量が、前記ウレタン樹脂100質量部に対して90質量部を超えると、粒子が多すぎるため、粒子の作る凹凸間隔が狭くなり、トナー成分を多く取り込む結果、ローラの汚染が生じやすくなる。
【００３７】
ここで、前記アクリル樹脂の粒子は、少なくとも、
10μm以上30μm以下の平均粒子径を有し、且つ、以下の式（１）で表される粒径分布の広がりＷＧが30％以下である、大粒径単分散粒子と、
1μm以上10μm未満の平均粒子径を有し、且つ、以下の式（１）で表される粒径分布の広がりＷＧが80％以上である、小粒径広分散粒子と、を含有する。
ＷＧ（％）＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０×100  ・・・（１）
Ｄ９０：粒径分布の積算値が90％である粒子の直径（μｍ）
Ｄ５０：粒径分布の積算値が50％である粒子の直径（μｍ）
Ｄ１０：粒径分布の積算値が10％である粒子の直径（μｍ）
【００３８】
前記アクリル樹脂の粒子として、上記条件を満たす、大粒径単分散粒子及び小粒径広分散粒子を用いることによって、図２に示すように、小粒径分散粒子４２が、大粒径単分散粒子４１の間に入り、ウレタン樹脂を含む樹脂４３中の大粒径単分散粒子４１の流動性を抑え、大粒径単分散粒子４１の凝集を防ぐことができる結果、印刷画像の塗りムラの発生を抑制できる。
【００３９】
なお、前記アクリル樹脂の粒子の平均粒子径については、マイクロトラック・ベル（株）製のマイクロトラックMT3100IIを用いて測定を用い、粒子径分布を求めることにより得た。
【００４０】
ここで、図４は、粒径分布の相対粒子量及び積算値についての一例を示したものである。
前記粒径分布の広がりＷＧについては、図４に示すように、特定範囲の粒径（本発明では、大粒径の場合10μm〜30μm、小粒径の場合1μm〜10μm未満）を有する粒子の粒径分布において、その積算値が90％であるときの粒子の直径：Ｄ９０（μｍ）、積算値が50％であるときの粒子の直径：Ｄ５０（μｍ）及び積算値が10％であるときの粒子の直径：Ｄ１０（μｍ）から算出されるものである。前記ＷＧの値（％）が小さい程、粒径分布の広がりがなく、単分散粒子であることを示し、前記ＷＧの値（％）が大きい程、粒径分布の広がりが大きく、広分散粒子であることを示す。
なお、上述したＤ１０、Ｄ５０及びＤ９０については、任意の測定器を用いて測定・算出することも可能である。
【００４１】
前記大粒径単分散粒子は、上述したように、平均粒径が10μm以上30μm以下であり、ＷＧが30％以下のアクリル樹脂の粒子をいう。前記アクリル樹脂の粒子が、前記大粒径単分散粒子を含有することで、帯電ローラからの放電を均一に向上させ、横スジやカブリの発生を抑制することができる。
また、前記大粒径単分散粒子は、前記横スジの発生をより確実に抑制できる点からは、平均粒径が、12〜25μmであることが好ましく、15〜20μmであることがより好ましい。さらに、前記大粒径単分散粒子は、前記カブリの発生をより確実に抑制できる点からは、前記ＷＧが28％以下であることが好ましく、26％以下であることがより好ましい。
【００４２】
前記小粒径広分散粒子は、上述したように、平均粒径が1μm以上10μm未満であり、ＷＧが80％以上のアクリル樹脂の粒子をいう。前記アクリル樹脂の粒子が、前記小粒径高分散粒子を含有することで、前記大粒径単分散粒子の隙間を埋め、大粒径単分散粒子のウレタン樹脂中での流動性を抑えることができる結果、塗りムラの発生を抑えることができる。
また、前記小粒径広分散粒子は、前記塗りムラの発生をより確実に抑制できる点からは、前記ＷＧが85％以上であることが好ましく、90％以上であることがより好ましい。
【００４３】
さらに、前記アクリル樹脂の粒子のヤング率が、いずれも5mN／μm以上であることが好ましく、9mN／μm以上であることがより好ましく、15mN／μm以上であることが特に好ましい。前記アクリル樹脂の粒子の削れや脱落をより効果的に抑制できるためである。
【００４４】
また、前記表層における、前記大粒径単分散粒子の含有量が、前記ウレタン樹脂100質量部に対して5〜30質量部であり、前記小粒径広分散粒子の含有量が、前記ウレタン樹脂100質量部に対して15〜75質量部であることが好ましい。前記大粒径単分散粒子及び前記小粒径広分散粒子の含有量についてさらなる適正化を図ることができるため、横スジやカブリ、塗りムラの発生を、より確実に抑えることができるからである。同様の観点から、前記大粒径単分散粒子の含有量が、前記ウレタン樹脂100質量部に対して10〜25質量部であり、前記小粒径広分散粒子の含有量が、前記ウレタン樹脂100質量部に対して25〜50質量部であることがより好ましい。
【００４５】
さらにまた、前記大粒径単分散粒子の平均粒径に対する、前記小粒径広分散粒子の平均粒径の割合（小粒径広分散粒子／大粒径単分散粒子の平均粒径）が、0.6以下であることが好ましく、0.1以上0.4以下であることがより好ましい。上記数値が大きいと小粒径広分散粒子中の大粒径成分が原因でカブリが悪化し、数値が小さすぎると小粒径広分散粒子の放電への寄与が小さくなり横スジが悪化するおそれがあるからである。
【００４６】
前記アクリル樹脂の粒子は、公知のアクリル樹脂からなる粒子を用いることができる。前記アクリル樹脂としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂が挙げられる。
また、前記アクリル樹脂の粒子の形状については、特に限定されないが、球状とすることが好ましい。
【００４７】
また、前記表層は、その弾性率が、30MPa以下であることが好ましく、25MPa以下であることがより好ましい。前記表層の弾力性を高め、ニップ幅を大きくできるため、表示画像の横スジをより効果的に抑えることができる。
なお、前記表層の弾性率の下限については、特に限定はされないが、ローラ耐久性等の観点から、1MPa以上であることが好ましい。
【００４８】
なお、前記表層の厚さについては、特に限定はされないが、1〜40μmとすることが好ましく、5〜35μmとすることが好ましい。前記基層の弾力性を確保しつつ、前記アクリル樹脂の脱落をより確実に抑制できるためである。
【００４９】
なお、前記表層は、表層用組成物から形成される。
前記表層用組成物は、上述したウレタン樹脂及びアクリル樹脂の粒子に加えて、導電剤や添加剤、例えば、フェノールやフェニルアミン等の酸化防止剤、低摩擦化剤、電荷調整剤、整泡剤、界面活性剤、充填剤、架橋剤、および分散剤など、さらに、増粘剤、チクソトロピー性付与剤、構造粘性付与剤等の添加剤を、必要に応じて、適量含むことができ、この場合添加剤は無機系、有機系のいずれであってもよい。
【００５０】
また、前記表層用組成物中の導電剤については、特に限定されるものではないが、金属粉末、イオン導電剤、イオン性液体、導電性高分子のブレンドおよびカーボンブラックを用いることが好ましく、中でもカーボンブラックがより好ましい。カーボンブラックを用いることにより、より放電量を確保しつつ画像不良の発生を効果的に抑制することができる。また、カーボンブラックは、安価であり、環境変動が小さい点でも有利である。
【００５１】
（シャフト）
本発明の帯電ローラは、図１に示すように、シャフト２を備える。前記シャフト２を構成する材料は、良好な導電性を有する限り、特に制限はなく、例えば、金属からなるシャフトや、高剛性の樹脂基材からなるシャフト、又は、これらの組み合わせとすることができ、内部を中空にくりぬいた金属製又は高剛性樹脂製の円筒体等であってもよい。
【００５２】
なお、前記シャフトに高剛性の樹脂を使用する場合、高剛性樹脂に導電剤を添加・分散させて、十分に導電性を確保することが好ましい。ここで、高剛性樹脂に分散させる導電剤としては、カーボンブラック粉末やグラファイト粉末、カーボンファイバー、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属粉末、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物粉末、導電性ガラス粉末等の粉末状導電剤が好ましい。これら導電剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。導電剤の配合量は、特に制限されるものではないが、高剛性樹脂の全体に対して5〜40質量％の範囲が好ましく、5〜20質量％の範囲がより好ましい。
【００５３】
前記金属シャフトや金属製円筒体の材質としては、鉄、ステンレス、アルミニウム等が挙げられ、これらに対して、亜鉛やニッケルのめっきを施したものでもよい。また、上記高剛性の樹脂基材１Ｂの材質としては、ポリアセタール、ポリアミド６、ポリアミド６・６、ポリアミド１２、ポリアミド４・６、ポリアミド６・１０、ポリアミド６・１２、ポリアミド１１、ポリアミドＭＸＤ６、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリアセタール、ポリアミド６・６、ポリアミドＭＸＤ６、ポリアミド６・１２、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートが好ましい。これら高剛性樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５４】
＜画像形成装置＞
本発明の画像形成装置は、上述した本発明の帯電ローラを備えたことを特徴とする。
画像形成装置中に本発明の帯電ローラを備えることによって、帯電ローラの耐久性を高めることができるとともに、優れた画像品質を実現できる。
【００５５】
ここで、図５は、本発明の画像形成装置の一実施形態を模式的に示したものであるが、本実施形態の画像形成装置では、静電潜像を保持した感光体２３と、感光体２３の近傍（図では上方）に位置して感光体２３を帯電させるための帯電ローラ１と、トナー２４を供給するためのトナー供給ローラ２５と、トナー供給ローラ２５と感光体２３との間に配置された現像ローラ２６と、現像ローラ２６の近傍（図では上方）に設けられたクリーニングブレード２７と、感光体２３の近傍（図では下方）に位置する転写ローラ２８と、感光体２３に隣接して配置されたクリーニングローラ２９と、前記帯電ローラ用のクリーニングローラ２２とを備える。
なお、本実施形態の画像形成装置は、さらに、画像形成装置に通常用いられる公知の部品（図示せず）を備えることができる。
【００５６】
図５に示す画像形成装置では、まず、感光体２３に帯電ローラ１を当接させて、感光体２３と帯電ローラ１との間に電圧を印加し、感光体２３を一定電位に帯電させた後、露光機（図示せず）により静電潜像を感光体２３上に形成する。次に、感光体２３と、トナー供給ローラ２５と、現像ローラ２６とが、図中の矢印方向に回転することで、トナー供給ローラ２５上のトナー２４が現像ローラ２６を経て感光体２３に送られる。現像ローラ２６上のトナー２４は、成層ブレード２７により、均一な薄層に整えられ、現像ローラ２６と感光体２３とが接触しながら回転することにより、トナー２４が現像ローラ２６から感光体２３の静電潜像に付着して、潜像が可視化される。潜像に付着したトナー２４は、転写ローラ２８で紙等の記録媒体に転写され、転写後に感光体２３上に残留するトナー２４は、クリーニングローラ２９によって除去される。
【実施例】
【００５７】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５８】
（サンプル１〜３５）
以下に示す方法で、サンプルとなる帯電ローラを作製した。
外径6.0mmの硫黄快削鋼からなるシャフト上の外表面に、以下の発泡ポリウレタンからなる基層を外径8.5mmとなるよう形成した。
発泡ポリウレタンについては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）とポリエーテルポリオールとから合成したウレタンプレポリマー100質量部と、アセチレンブラック2質量部とを混合して、アセチレンブラックが分散したウレタンプレポリマーを調製し、これをＡ成分とした。一方、水酸基を１分子内に４つ有するポリオール（エクセノール３８５ＳＯ、旭硝子（株）製）30質量部と、過塩素酸ナトリウム（NaClO4）0.1質量部とを70℃に加熱しながら混合し、さらにポリエーテル変性シリコーンオイル（整泡剤）4.5質量部と、ジブチルスズジラウレート（触媒）0.2質量部とを混合して混合物を調製し、これをＢ成分とした。そして、上記Ａ成分とＢ成分とをメカニカルフロス法により密度が0.75g／cm3になるように発泡を行い、作製した。
次に、水分散ポリウレタンエマルジョン（スーパーフレックス３００、第一工業製薬（株）製）と水分散カーボンを導電剤として塗料を調整し、上記基層上に塗布し、中間層を厚み100μmとなるように形成した。
その後、以下のように調製した表層用組成物を、中間層上に塗布し、120℃で1時間加熱して硬化させることにより、表層を厚み10μmとなるように形成した。
表層用組成物については、ポリオール成分としてポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が２０００のポリカプロラクトンジオール（プラクセル２２０ＡＬ、（株）ダイセル製）１００質量部に対し、ポリイソシアネート成分（エクセルハードナーＨＸ、亜細亜工業（株）製）３０質量部、さらに所定の表面性を得ることを目的にアクリル微粒子（積水化成品工業（株）製「ＭＢＸ」及び「ＳＳＸ」シリーズ）を配合することで調製した。
【００５９】
（評価）
作製した帯電ローラの各サンプルについて、印刷を実施し、以下の評価を行った。
【００６０】
（１）塗りムラ
印刷した画像を観察し、以下の基準に従って評価を行った。
○：   塗りムラが画像上にまったく現れず、実用上問題なし。
△：   塗りムラが画像上にわずかに現れるが、実用上問題なし。
△×： 塗りムラが画像上に現れ、実用上問題となる。
×：   塗りムラが画像上に顕著に現れ、実用上問題となる。
【００６１】
（２）横スジ
印刷した画像を観察し、以下の基準に従って評価を行った。
○：   横スジが画像上にまったく現れず、実用上問題なし。
△：   横スジが画像上にわずかに現れるが、実用上問題なし。
△×： 横スジが画像上に現れ、実用上問題となる。
×：   横スジが画像上に顕著に現れ、実用上問題となる。
【００６２】
（３）カブリ
印刷した画像を観察し、以下の基準に従って評価を行った。
○：   カブリが画像上にまったく現れず、実用上問題なし。
△：   カブリが画像上にわずかに現れるが、実用上問題なし。
△×： カブリが画像上に現れ、実用上問題となる。
×：   カブリが画像上に顕著に現れ、実用上問題となる。
【００６３】
（４）粒子の削れ・脱落
100,000枚の印刷を行い、粒子の削れ・脱落によって発生した横スジ等の画像不良がみられるか否かを観察し、以下の基準に従って評価を行った。
○：   画像不良の発生なく、実用上問題なし。
△：   画像不良がわずかに発生するが、実用上問題なし。
△×： 画像不良が発生し、実用上問題となる。
×：   画像不良が顕著に発生し、実用上問題となる。
【００６４】
（５）ローラ汚れ
100,000枚の印刷を行い、ローラ汚れにより発生する縦スジ等の画像不良がみられるか観察し、以下の基準に従って評価を行った。
○：   画像不良の発生なく、実用上問題なし。
△：   画像不良がわずかに発生するが、実用上問題なし。
△×： 画像不良が発生し、実用上問題となる。
×：   画像不良が顕著に発生し、実用上問題となる。
【００６５】
【表１】
2019105765.tif 000003
【００６６】
*：表１の各粒子の含有量については、マトリクス樹脂100質量部に対する質量部である。
*1：アクリル樹脂についてはフルオロエチレン／ビニルエーテル交互共重合体（ルミフロンＬＦ２００、旭硝子（株）製）に架橋剤成分（エクセルハードナーＨＸ、亜細亜工業（株）製）を40質量部配合したものを用いた。ウレタン樹脂については、ポリオール成分としてポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が2000のポリカプロラクトンジオール（プラクセル２２０ＡＬ、（株）ダイセル製）100質量部に対し、ポリイソシアネート成分（エクセルハードナーＨＸ、亜細亜工業（株）製）を30質量部配合したものを用いた。
*2、*3：アクリル粒子については、積水化成品工業（株）製「ＭＢＸ」及び「ＳＳＸ」シリーズを粒径に合わせて用いた。ウレタン粒子については、根上工業（株）製「アートパールC」シリーズを粒径に合わせて用いた。
【００６７】
表１の結果から、実施例の範囲に属する各サンプルの帯電ローラは、比較例の範囲に属する各サンプルの帯電ローラに比べて、いずれもバランス良く優れた結果を示すことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、粒子の脱落や削れがなく、画像品質に優れた帯電ローラを提供することができる。また、本発明によれば、帯電ローラの耐久性が高く、画像品質に優れた画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１    帯電ローラ
２    シャフト
３    基層
４    表層
２２  帯電ローラ用クリーニングローラ
２３  感光体
２４  トナー
２５  トナー供給ローラ
２６  現像ローラ
２７  クリーニングブレード
２８  転写ローラ
２９  クリーニングローラ
【図１】
2019105765.tif 000004
【図２】
2019105765.tif 000005
【図３】
2019105765.tif 000006
【図４】
2019105765.tif 000007
【図５】
2019105765.tif 000008