(57)【要約】      （修正有）【課題】酸素プラズマ中において導電性繊維にパルス電圧を印加した状態で処理し、該導電性繊維より構成された帯電部材を用いることにより、感光体表面と帯電部材先端部との接触抵抗が低減され、さらに感光体表面に十分な帯電で電圧を与えることができる帯電部材を提供する。【解決手段】導電性繊維に対して酸素プラズマ処理を施す工程を有する改質された導電性繊維の製造方法であって、該工程は、パルス電源３を用いて、パルス電圧を印加した導電性繊維に対してプラズマ処理領域５３で、酸素プラズマ処理を施す工程を含むことを特徴とする改質された導電性繊維の製造方法により得られた帯電部材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性繊維に対して酸素プラズマ処理を施す工程を有する改質された導電性繊維の製造方法であって、
該工程は、パルス電圧を印加した導電性繊維に対して酸素プラズマ処理を施す工程を含むことを特徴とする改質された導電性繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触帯電における帯電部材に好適に用い得る、改質された導電性繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置における接触帯電の帯電メカニズムには、（１）放電帯電と（２）直接注入帯電との２種類が知られている。
【０００３】
直接注入帯電は、接触帯電部材から被帯電体へ電荷が直接注入されることで、被帯電体表面を帯電するものである。接触帯電部材として帯電ブラシを使用した、直接注入帯電に係る帯電装置は、機構的に簡易であり、コスト的にも帯電ローラを使用した放電帯電に係る帯電装置と比較して安価である。
【０００４】
帯電ブラシで被帯電体に直接注入帯電を行うためには、被帯電体の表面に、帯電ブラシのブラシ毛を均一に接触させる必要がある。そのため、ブラシ毛としては、例えばナイロン−６、ナイロン−６６、ナイロン−１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの基材樹脂中にカーボン等の導電性フィラーを分散させた導電性繊維が使用される。
【０００５】
そして、このような導電性繊維は、例えば基材樹脂と導電性フィラーが所望の組成に調整された樹脂コンパウンドペレットを、例えばエクストルーダーで混練・溶融し、紡糸口金より押し出し、冷却・延伸を行うことにより製造される。
【０００６】
ところで、直接注入帯電においては、帯電ブラシと被帯電体である感光体との接触抵抗や微小空間の容量が電荷を注入する際の注入速度に影響を与えるため、帯電ブラシと感光体との接触抵抗が低いほど良いと考えられる。そこで、帯電ブラシと感光体との接触抵抗を低減すべく、帯電ブラシを構成する導電性繊維に対する接触抵抗の低減のための工夫が従来よりなされてきている。
【０００７】
特許文献１には、導電性粒子を含有した導電糸を熱水処理することにより、電気抵抗値のばらつきを改善することが提案されている。特許文献２には、先端方向にテーパー状の先端部を有するポリエステル系繊維を酸素またはアルゴンの少なくとも一方を含むガス中でプラズマ処理を行い、該先端部の繊維表面に１０ｎｍ〜１０μｍの微細孔を形成し、かつ該繊維表面に水酸基およびカルボキシル基を生成することが開示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、無機系微粒子がバインダー樹脂により繊維上に固着した繊維構造物を非重合性ガスによるプラズマ中で処理し、該微粒子を覆っているバインダー樹脂層を灰化することが開示されている。さらに、特許文献４には、マイクロ波プラズマを用いた改質繊維の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１４６６２９号公報
【特許文献２】特開２００８−１３６７１１号公報
【特許文献３】特開２００７−１４６３４４号公報
【特許文献４】特開２００７−２３９１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らは、特許文献１〜４に係る発明について検討を重ねた。その結果、これらの特許文献に係る方法により得られた導電性繊維は、感光体の表面に十分な帯電電圧を与えるための帯電ブラシの製造に供するものとしては、未だ改善の余地があった
【００１１】
すなわち、特許文献１に開示されている導電性繊維は、基材樹脂中にカーボンのような導電性微粒子を分散させた導電性繊維で構成されており、熱水処理前後における導電性繊維の比抵抗値を１０２以下、および電気抵抗のばらつきを改善することが期待できる。熱水処理により導電性微粒子の分散状態に変化を生じさせるが、導電性繊維表面の殆どは絶縁性の基材樹脂である。そのため、この導電性繊維を用いた帯電ブラシから感光体に対して注入帯電が行われる際、感光体に直接接触している導電性繊維表面に存在する導電性微粒子からのみ電荷注入が行われる。一方で、導電性微粒子が存在しない基材樹脂部分からは電荷注入が行われず、感光体表面への均一な帯電性を付与することが困難であった。
【００１２】
特許文献２および特許文献４に開示されている繊維の処理方法は、常圧下のプラズマジェットやプラズマトーチを用いるため、プラズマ雰囲気が高温になりやすく、ポリエステル樹脂のようにガラス転移温度の低い樹脂においては溶融してしまうことがあった。
【００１３】
特許文献３に開示されているプラズマによる処理は、導電性繊維自体にダメージを与えてしまう場合があった。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、感光体に対する接触抵抗のより一層の低減を図ることのできる帯電ブラシに適した改質された導電性繊維の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】
【００１５】
本発明の一態様によれば、導電性繊維に対して酸素プラズマ処理を施す工程を有する改質された導電性繊維の製造方法であって、該工程は、導電性繊維にパルス電圧を印加した導電性繊維に対して酸素プラズマ処理を施す工程を含む改質された導電性繊維の製造方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の他の態様によれば、上記の工程が、−５００Ｖ〜−１０００Ｖの負のパルス電圧を印加した導電性繊維に対して酸素プラズマ処理を施す工程である上記の改質された導電性繊維の製造方法が提供される。
【００１７】
さらに、本発明の他の態様によれば、上記の工程が、＋１００Ｖ〜＋５００Ｖの正のパルス電圧を印加した導電性繊維に対して酸素プラズマ処理を施す工程である上記の改質された導電性繊維の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、感光体表面と帯電部材先端部との接触抵抗が低減され、さらに感光体表面に均一な帯電電圧を与えることができる帯電ブラシに適した改質された導電性繊維を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による酸素プラズマ処理装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による導電性繊維１本の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による帯電部材の概略断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による電子写真画像形成装置の概略図である。
【図５】本発明の実施例１に係る導電性繊維の製造プロセスの説明図である。
【図６】本発明の表面処理時間に対する導電性繊維の電気抵抗の変化を示したものである。
【図７】本発明のパルス電圧に対する導電性繊維の電気抵抗の変化を示したものである。
【図８】本発明の実施例１１に係る導電性繊維の製造プロセスの説明図である。
【図９】本発明の実施例１３に係る導電性繊維の製造プロセスの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明者らは、上記の目的に鑑み検討を重ねた。その結果、酸素プラズマ中において導電性繊維にパルス電圧を印加した状態で処理した場合に、上記の課題が解決することを見出した。さらに、導電性繊維に対し熱ダメージを与えることなく、該繊維表面の樹脂層を除去するために必要なパルス電圧処理条件を見出し、本発明を完成させるに至った。
【００２１】
即ち、酸素プラズマ中において導電性繊維にパルス電圧を印加した状態で処理することを特徴とする導電性繊維の製造方法である。
【００２２】
また、本発明の他の態様によれば、酸素プラズマ中において導電性繊維に−５００Ｖ〜−１０００Ｖの負のパルス電圧を印加して処理することを特徴とする導電性繊維の製造方法である。
【００２３】
さらに、本発明の他の態様によれば、酸素プラズマ中において導電性繊維に＋１００Ｖ〜＋５００Ｖの正のパルス電圧を印加して処理することを特徴とする導電性繊維の製造方法である
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。
【００２５】
図１に、本発明に係る改質された導電性繊維の製造に用いられる、電子ビーム励起プラズマ表面処理装置（以降、単に「表面処理装置」ともいう）の一例を示す。電子ビーム励起プラズマの特徴は、低ガス圧（数百ｍＰａ程度）で高密度プラズマの生成が可能であることや、外部電源を用いることによりイオンエネルギー、イオン電流等を簡単に制御できるので、膜の表面処理に好ましい。
【００２６】
上記表面処理装置は、図示のように放電プラズマ領域５１、電子加速領域５２、および電子ビームによりプラズマが生成されるプラズマ処理領域５３の３つの部分（室）から構成されている。各部分は間仕切によって区分されているが、間仕切部の一部が開放されているので皆連通できている。そして、プラズマ処理領域５３に表面処理を行う導電性繊維を保持する基板ホルダー１が電流計２とパルス電源３に接続されている。
【００２７】
次に、プラズマ発生の手順を以下に記す。放電プラズマ領域５１のＬａＢ６フィラメント４に加熱電源５を用いて通電加熱し、フィラメントから充分な熱電子を放出させた後、マスフローコントローラ（不図示）を介して放電プラズマ領域５１にＡｒガスを導入する。次いで、放電電源６を用いて、放電プラズマ領域５１にプラズマを発生させる。更に、放電プラズマ領域５１で発生したプラズマ中から加速電源７を用いて電子を引き出し、電子加速領域５２で電子を加速する。次に加速された電子ビームはプラズマ処理領域５３に入り、導入されたガス分子（酸素ガス）に衝突して高密度プラズマを生成する。図示のように導入されるガス３１はプラズマ処理領域５３の室に直接導入される。また、この処理装置には、電子ビームやプラズマの壁への拡散を抑えるため、コイル８により３００〜６００ガウスの磁場が軸方向に印加されており、軸方向磁場の強度を変えることでプラズマの直径を制御することが可能である。このような状態で、基板ホルダー１に、パルス電源３を用いて、任意のパルス電圧を印加すると、プラズマ中の荷電粒子（酸素イオンまたは電子および酸素ラジカル）が引き出され、基板ホルダー１に取り付けられた繊維表面に荷電粒子が照射され、導電性繊維の表面改質が行われる。３２はポンプである。
【００２８】
なお、上記の基板ホルダーへの印加パルス電圧値は、荷電粒子のエネルギーと同義である。これは、印加パルス電圧により加速された荷電粒子の有する運動エネルギーが印加パルス電圧とほぼ等しいと云う理由によるものである。具体的には、基板ホルダーへの印加パルス電圧値+１００Ｖは負の酸素イオンおよび電子の１００ｅＶのエネルギーに該当し、基板ホルダーへの印加パルス電圧値−１００Ｖは正の酸素イオンの１００ｅＶに該当する。
【００２９】
また、本発明の導電性繊維の表面処理方法において、発生させるプラズマ密度は好ましくは１０９〜１０１３ｃｍ−３、さらに好ましくは１０１０〜１０１２ｃｍ−３の範囲であることが導電性繊維にダメージを与えない照射が可能となり望ましい。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態による導電性繊維９の断面を模式的に示しており、熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノチューブを含んでいる芯１１と、該芯を被覆している熱可塑性樹脂を含む鞘１０とからなる芯鞘構造である。本発明に用いる導電性繊維は、熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノチューブを含む単繊維構造でも構わないが、繊維１本当りの機械強度を高めることが容易な芯鞘構造の繊維のほうが好ましい。
【００３１】
本願明細書に記載される繊維の表面とは、図２における芯１１を被覆している鞘１０の表面である。
【００３２】
図３は、本発明の一実施形態による帯電部材１２の断面を模式的に示しており、基体１３の表面に導電性接着層１４を介して、芯鞘構造を有する導電性繊維９が設けられている。一方の端部が結合している各繊維は、基体１３の表面法線方向に延びている。この帯電部材であるブラシ部材は、被帯電体に接触して配置され、電圧を印加させることにより、該被帯電体を帯電させる。
【００３３】
注入帯電では、電位の収束性を確保するため、感光体がブラシ部材と接触しているニップを通過する時間が、ブラシ部材外周表面の導電性繊維の抵抗と感光体の静電容量とからなる時定数の約５倍以上になることが好ましい。例えば、ＯＰＣと比べて誘電率の高いアモルファスシリコン感光体を用いた場合のように、２００ｍｍ/ｓｅｃ以上の周速で使用することがある。この場合、つまり、時定数が２ｍｓｅｃ以下になる場合は、感光体と帯電部材とが接触しているニップの感光体回転方向の幅がある程度必要となる。
【００３４】
そのため、一般的な感光体半径と帯電部材半径の合計から、感光体と帯電部材との回転中心距離の差分である所謂侵入量は６００μｍ以上とすることが好ましい。このため、導電性繊維先端部から少なくとも６００μｍ以上が、本発明の製造方法により処理されていることが好ましい。
【００３５】
本発明で用いられる導電性繊維の長さについては、基体と感光体とが最も離れた状態でも導電性繊維の先端が感光体に接触しなければならないことを考慮すると、基体と感光体との隙間の変動範囲よりも導電性繊維の長さを長くする必要がある。また、導電性繊維の長さのバラツキを考慮すると、導電性繊維の全長は４００μｍ以上が好ましい。
【００３６】
また、導電性繊維の全長は、上述した感光体への侵入量の長さを考慮すると４００μｍと６００μｍとの和である１０００μｍ（１ｍｍ）以上が好ましい。
【００３７】
（製造方法）
本発明に用いられる導電性繊維には、基材樹脂中に導電性フィラーが分散された導電性繊維が用いられる。基材樹脂としては、例えば、ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンが挙げられる。また、これら樹脂の２種以上からなる混合樹脂であってもよい。
【００３８】
導電性フィラーとしては、例えばアセチレンブラックに代表されるカーボンブラック、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノファイバー（ＣＮＦ）が挙げられる。この中でも、特に高導電性が得られるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）がより好ましい。
【００３９】
１本のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、ナノメートルオーダーの径（太さ）を有するものである。その構造としては、例えば、単一のグラフェンからなる円筒状のチューブであるシングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）が挙げられる。それ以外にも、２つ以上の径の異なるグラフェンからなる円筒状のチューブが重なったマルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）であってもよい。
【００４０】
また、本発明に用いるカーボンナノチューブの大きさは、繊維径５０ｎｍ以下で繊維長１０μｍ以下のカーボンナノチューブが基材樹脂中での良好な分散性を得るうえでは好ましい。
【００４１】
また、本発明に用いられる導電性繊維は、上記基材樹脂に所望の含有量のカーボンナノチューブを分散させた樹脂ペレットを、溶融紡糸法により製造される。溶融状態で口金ノズルから押し出された導電性繊維は、冷却され、処理剤を付着せしめた後、例えば、１００ｍ／分〜１００００ｍ／分、特には、３００ｍ／分〜２０００ｍ／分の速度で巻き取る。ここで、口金ノズルから押し出される繊維は、１本のモノフィラメントよりも、複数の繊維の束からなるマルチフィラメントが効率的であり、その繊維一束の本数は、２０本〜２００本である。また、付着せしめる処理剤は、含水系あるいは非含水系の処理剤が適用される。
【００４２】
本発明に用いられる基体としては、金属や合金のような導電性材料が用いられるが、絶縁体や半導体に導電性金属や合金をコートした基体であってもよい。具体的には、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、ＡｌやＡｌ合金、ＦｅやＦｅ合金、ＣｕやＣｕ合金、ＮｉやＮｉ合金のような材料である。あるいは、前記金属や合金の表面に導電性ゴム層を設けたものであってもよい。
【００４３】
本発明に用いられる帯電部材である帯電ブラシは、下記のいずれかの方法で製造される。一つは、溶融紡糸法により製造された導電性繊維を複数本集めた束が織り込まれた帯状の基布を、導電性の芯金軸に螺旋状に巻回することにより製造される織りブラシである。もう一方は、溶融紡糸法により製造された導電性繊維を、長さ０．５ｍｍ〜３ｍｍ前後にカットし、その後、静電気を利用して飛翔させ、あらかじめ導電性接着層が塗布された基体に植え付ける、いわゆる静電植毛法で製造される静電植毛ブラシである。
【００４４】
織りブラシの製造法は、以下の通りである。溶融紡糸法により製造された導電性繊維を毛ばさみ織りで織布して起立することで、長さ０．５ｍｍ〜５ｍｍの導電性繊維を有する基布を得る。次に、前記基体表面に導電性接着剤をスプレー法で、２０μｍ〜１００μｍの厚さでコートする。その後、前記基布の導電性繊維の起立していない面を、前記導電性接着剤を塗布した基体表面に、螺旋状に巻回して張り合わせ、その後、６０℃〜１００℃の乾燥機で数時間乾燥することで、織りブラシを得ることができる。
【００４５】
静電植毛ブラシの製造法は以下の通りである。溶融紡糸法により製造された導電性繊維を長さ０．５ｍｍ〜３ｍｍ前後にカットし、カットパイルを得る。次に、前記基体表面に導電性接着剤をスプレー法で、２０μｍ〜１００μｍの厚さでコートする。次に、導電性接着層が塗布された基体を軸線まわりに回転させながら、その下方に電極板を配置する。次に、電極板上に前記カットパイルを載置し、電極板と基体とを高電圧電源に接続することで、カットパイルが飛翔して基体上の導電性接着層に植毛される。
【００４６】
基体である金属芯の表面に形成する導電性接着層は、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系の樹脂の接着剤に導電性フィラーを分散させた導電性接着剤をスプレー法によって厚さ５０μｍ〜２００μｍで塗布し、その後、熱硬化させて形成する。  
また、本発明に用いられる導電性接着層の電気抵抗値は、１．０×１０２Ωｃｍ以上１．０×１０８Ωｃｍ以下が有効な範囲である。
【００４７】
（電子写真画像形成装置）
図４に示すように、本発明の一実施形態による電子写真画像形成装置は、上述した帯電部材１２と、前記帯電部材により帯電され潜像が形成される感光体１５とを有する。感光体１５は、帯電部材１２の導電性繊維の表面が接触するように配置される。
【００４８】
像担持体（感光体１５）としては、例えば、直径φが８０ｍｍの負帯電性のａ−Ｓｉ系感光ドラムを用い、感光体の回転速度は１５０ｍｍ／ｓｅｃである。前露光ランプ１６には、波長６６０ｎｍのＬＥＤを用い、帯電直前の感光ドラムの表面電位を均一に低下させるために感光ドラム表面を露光する。帯電装置は、上述したカーボンナノチューブを含有した導電性繊維を有する帯電部材１２を用いる。画像信号により変調されたレーザー光１７により走査露光が行われ、感光ドラム上に静電潜像を形成する。
【００４９】
現像器１８には、マグネットローラを内包した４色の現像スリーブ（Ｍ、Ｙ、Ｃ、Ｋ）上に、現像剤をコーティングし、図示しない現像器用電源を用いて現像バイアスを印加することによって、感光ドラム上にトナーが現像される。現像剤としては、例えば、粒径が、約７μｍの負帯電性トナーと、約３５μｍの現像用磁性粒子とを用いる。現像スリーブは、感光ドラムと同方向に回転し、その周速は約２２５ｍｍ／ｓｅｃである。感光ドラムに対向しているマグネットローラの磁極は９０ｍＴであり、現像スリーブと感光ドラムとの隙間は３５０μｍとする。
【００５０】
転写装置は、直径φ１６ｍｍの導電性スポンジローラ１９と直流電源２０とからなり、被転写部材Ｐを感光体との間に挟んで、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで被転写部材上にトナーを移動させる。
【００５１】
クリーナー２１としては、厚さ２ｍｍのウレタン製のクリーニングブレードを用い、転写残トナーをクリーニングブレードで感光ドラム上から掻き落とすことによりクリーニングを行う。
【００５２】
本願発明で用いる帯電装置に装着される帯電ブラシは、外径２０ｍｍであり、感光体に対して回転軸を平行になるように配置する。帯電ブラシの半径と感光体の半径を加えた値から、各々の回転軸間の距離を引いた値である、所謂侵入量は、１ｍｍとする。帯電ブラシの回転方向は感光体と同じにすることで、感光体と帯電ブラシとの接触領域ではお互い逆方向に移動するようにし、回転速度は２５０ｍｍ／ｓｅｃ〜３００ｍｍ／ｓｅｃとする。
【００５３】
帯電のためのバイアスとして、−７００Ｖの直流電圧を電源２２より印加する。本実施例では直流のみであるが、正弦波のような交流電圧を重畳してもよい。
【００５４】
以上のように帯電ブラシを搭載した電子写真画像形成装置を用いて作像動作を行うことにより、良好な画像出力を行うことが可能となる。
【実施例】
【００５５】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５６】
［実施例１］
平均直径１５ｎｍ、平均長さ３μｍであるカーボンナノチューブをポリエステル（ＰＥＴ）樹脂中に５．０ｗｔ％含有する鞘部を有する繊維径４０μｍの導電性繊維（２倍延伸，芯はＰＥＴ樹脂，芯：鞘（比）＝４：６）を、図５の製造プロセスにより作製した。この導電性繊維を、図1に示した電子ビーム励起プラズマ照射装置（ニチメン電子工研社製）を備えた表面処理装置内の基板ホルダー（ステンレス製）に導電性テープ（ＳＥＭ用カーボン両面テープ，日新ＥＭ（株））を用いて保持した。次に表面処理装置のチャンバー内を約１．３×１０−４Ｐａ（１×１０−６Ｔｏｒｒ）まで真空排気したのち、マスフローコントローラを介して酸素ガスを２０ｃｃｍの流量で流し、プラズマ処理内の圧力が約２．７×１０−１Ｐａ（２×１０−３Ｔｏｒｒ）になるように調整した。次いで、加速電圧を６０Ｖに設定して、プラズマ処理内に酸素プラズマを発生させた後、基板ホルダーに−７００Ｖのパルス電圧（パルス幅：５００μs，デューティ比：０．５）を３００秒間印加して、主として正の酸素イオンと酸素ラジカルによる導電性繊維の表面処理を行った。
【００５７】
導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）は、間隔５ｍｍの針状電極間に導電性繊維１本を保持し、１００Ｖの電圧を１０秒間印加してエレクトロメータ（商品名：ＫＥＩＴＨＬＥＹ、６５１７Ａ）を用いて測定した。表面処理を行った導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）は、１．３×１０９Ωであった。
【００５８】
一方、基板ホルダーに−７００Ｖのパルス電圧（パルス幅：５００μs，デューティ比：０．５）を印加した際の導電性繊維に対する酸素プラズマ処理時間の影響も併せて調べた。結果を図６に示す。酸素プラズマ処理時におけるパルス電圧の印加時間（酸素プラズマ処理時間）は、２００秒程度で１．３×１０９Ωの飽和電気抵抗値（糸抵抗）まで減少させることが可能であることがわかる。
【００５９】
［実施例２〜５］
基板ホルダーに印加するパルス電圧を−１００Ｖ、−３００Ｖ、−５００Ｖ、−１０００Ｖとした以外は実施例１と同様の方法で処理した導電性繊維を、各々実施例２〜５の導電性繊維とした。
【００６０】
また、実施例１と同様の方法で測定した導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）の結果を、図７に示す。パルス電圧値の増加に伴い、導電性繊維の電気抵抗値（糸抵抗）は約３.５桁低下し、パルス電圧値−７００Ｖ以上で電気抵抗値（糸抵抗）は、１．３×１０９Ωとほぼ一定となった。
【００６１】
［比較例１］
実施例１と同様の製造プロセスで作製した導電性繊維について酸素プラズマ処理を施さずに、実施例１と同様の方法で導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）を測定した。電気抵抗値（糸抵抗）は、５．５×１０１２Ωであった。
【００６２】
［比較例２］
実施例１と同様の製造プロセスで作製した導電性繊維を、実施例１と同様の方法を用い、基板ホルダーに−３００Ｖの直流電圧を印加して、導電性繊維の表面処理を行ったが、電圧印加１０秒後に繊維が溶融し、断線した。
【００６３】
［実施例６］
実施例１と同様の製造プロセスで作製した導電性繊維を、実施例１と同様の方法を用い、基板ホルダーに＋１００Ｖのパルス電圧（パルス幅：５００μs，デューティ比：０．５）を３００秒間印加して、主として電子と負の酸素イオンおよび酸素ラジカルによる導電性繊維の表面処理を行った。実施例１と同様の方法で測定した導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）は、１．１×１０１０Ωであった。
【００６４】
一方、基板ホルダーに＋１００Ｖのパルス電圧（パルス幅：５００μs，デューティ比：０．５）を印加した際の導電性繊維に対する酸素プラズマ処理時間の影響も併せて調べた。結果を図６に示す。酸素プラズマ処理時におけるパルス電圧の印加時間は、１８０秒程度で１．１×１０１０Ωの飽和電気抵抗値（糸抵抗）まで減少させることが可能であることがわかる。
【００６５】
［実施例７〜１０］
基板ホルダーに印加するパルス電圧を＋３００Ｖ、＋５００Ｖ、＋７００Ｖ、＋１０００Ｖとした以外は実施例１と同様の方法で処理した導電性繊維を、各々実施例７〜１０の導電性繊維とした。また、実施例１と同様の方法で測定した導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）の結果を、図７に示す。パルス電圧値の増加に伴い、導電性繊維の電気抵抗値（糸抵抗）は約２．５桁低下し、パルス電圧値＋１００Ｖ以上で電気抵抗値（糸抵抗）は、約１．１×１０１０Ωとほぼ一定となった。
【００６６】
［実施例１１］
平均直径１５０ｎｍ、平均長さ１０μｍであるカーボンナノファイバーをポリエステル（ＰＥＴ）樹脂中に５．５ｗｔ％含有する繊維径３５μｍの導電性繊維（単繊維）を、図８の製造プロセスにより作製した。基板ホルダーに印加するパルス電圧を−１０００Ｖ（パルス幅：１００μs，デューティ比：０．２）、処理時間を６００秒間とした以外は実施例１と同様の方法で導電性繊維を処理した。実施例１と同様の方法で測定した導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）は、８．３×１０９Ωであった。
【００６７】
［実施例１２］
実施例１１と同様の製造プロセスで作製した導電性繊維を、基板ホルダーに印加するパルス電圧を＋１０００Ｖ（パルス幅：１００μs，デューティ比：０．２）、処理時間を６００秒間とした以外は実施例１と同様の方法で導電性繊維を処理した。実施例１と同様の方法で測定した導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）は、２．５×１０１０Ωであった。
【００６８】
［比較例３］
実施例１１と同様の製造プロセスで作製した導電性繊維について酸素プラズマ処理を施さずに、実施例１と同様の方法で導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）を測定した。電気抵抗値（糸抵抗）は、１．２×１０１３Ωであった。
【００６９】
［比較例４］
実施例１１と同様の製造プロセスで作製した導電性繊維を、実施例１と同様の方法を用い、基板ホルダーに＋３００Ｖの直流電圧を印加して、導電性繊維の表面処理を行ったが、電圧印加直後に繊維が溶融し、断線した。
【００７０】
［実施例１３］
平均一次粒径８０ｎｍであるカーボンブラックをナイロン樹脂中に１０ｗｔ％含有する繊維径３０μｍの導電性繊維（単繊維）を、図９の製造プロセスにより作製した。基板ホルダーに印加するパルス電圧（パルス幅：５００μs，デューティ比：０．５）を−７００Ｖ、処理時間を６００秒間とした以外は実施例１と同様の方法で導電性繊維を処理した。実施例１と同様の方法で測定した導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）は、１．４×１０９Ωであった。
【００７１】
［実施例１４］
実施例１３と同様の製造プロセスで作製した導電性繊維を、基板ホルダーに印加するパルス電圧（パルス幅：５００μs，デューティ比：０．５）を＋７００Ｖ、処理時間を６００秒間とした以外は実施例１と同様の方法で導電性繊維を処理した。実施例１と同様の方法で測定した導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）は、９．５×１０９Ωであった。
【００７２】
［比較例５］
実施例１３と同様の製造プロセスで作製した導電性繊維について酸素プラズマ処理を施さずに、実施例１と同様の方法で導電性繊維１本当りの電気抵抗値（糸抵抗）を測定した。電気抵抗値（糸抵抗）は、２．０×１０１３Ωであった。
【００７３】
［実施例１５］
実施例１の導電性繊維を２．０ｍｍ長のカットパイルとし、エポキシ系導電性接着剤（ＴＢ３３８０Ｂ、スリーボンド製）が塗布されたＳＵＳ製シャフトに導電性繊維を直接静電植毛して、外径２０ｍｍの帯電ブラシを作製した。この帯電ブラシ表面の導電性繊維密度は、５００本／ｍｍ2であった。この帯電ブラシを図４に示す電子写真画像形成装置（以下、「複写機」ともいう）内に取り付け、帯電ブラシの感光体への侵入量を１ｍｍに設定した。帯電ブラシの回転速度を３００ｍｍ／sとし、帯電ブラシに−７００Ｖの直流電圧を印加した結果、感光体へ良好な帯電性能を付与することできた。
【００７４】
［実施例１６］
実施例１１の導電性繊維を用いた以外は、実施例１５と同様の方法で、帯電ブラシを作製した。この帯電ブラシ表面の導電性繊維密度は、５００本／ｍｍ2であった。この帯電ブラシを図４に示す複写機内に取り付け、実施例１５と同様の方法で評価を行った結果、感光体へ良好な帯電性能を付与することできた。
【００７５】
［実施例１７］
実施例１３の導電性繊維を用いた以外は、実施例１５と同様の方法で、帯電ブラシを作製した。この帯電ブラシ表面の導電性繊維密度は、５００本／ｍｍ2であった。この帯電ブラシを図４に示す複写機内に取り付け、実施例１５と同様の方法で評価を行った結果、感光体へ良好な帯電性能を付与することできた。
【００７６】
［比較例６］
比較例１の導電性繊維を用いた以外は、実施例１５と同様の方法で、帯電ブラシを作製した。この帯電ブラシ表面の導電性繊維密度は、５００本／ｍｍ2であった。この帯電ブラシを図４に示す複写機内に取り付け、実施例１５と同様の方法で評価を行った結果、白地部に紙の進行方向に沿ってスジ状にトナーがかぶった画像が出力された。また、ハーフトーン部の網目の大きさが乱れ、がさついた画像となった。
【００７７】
［比較例７］
比較例３の導電性繊維を用いた以外は、実施例１５と同様の方法で、帯電ブラシを作製した。この帯電ブラシ表面の導電性繊維密度は、５００本／ｍｍ2であった。この帯電ブラシを図４に示す複写機内に取り付け、実施例１５と同様の方法で評価を行った結果、白地部にスジ状および斑点状にトナーが乗った画像が出力された。
【００７８】
［比較例８］
比較例５の導電性繊維を用いた以外は、実施例１５と同様の方法で、帯電ブラシを作製した。この帯電ブラシ表面の導電性繊維密度は、５００本／ｍｍ2であった。この帯電ブラシを図４に示す複写機内に取り付け、実施例１５と同様の方法で評価を行った結果、白地部に紙の進行方向に沿ってスジ状にトナーがかぶった画像が出力された。また、ハーフトーン部の網目の大きさが乱れ、がさついた画像となった。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の帯電部材は、電子写真式を用いた画像形成装置に利用可能なものである。より詳しくは、像担持体として電荷注入層を表面に備える有機感光体やアモルファスシリコン系感光体に対して、接触帯電にて該感光体を帯電する。その後に、潜像形成および現像剤像形成をし、その像を被転写部材上に転写、定着を行い、画像形成を行う装置に対して、放電を用いることなく均一な帯電電位を得ることを可能とする。
【符号の説明】
【００８０】
１    基板ホルダー
２    電流計
３    パルス電源
４    ＬａＢ6フィラメント
５    加熱電源
６    放電電源
７    加速電源
８    コイル
９    導電性繊維
１０  熱可塑性樹脂を含む鞘
１１  熱可塑性樹脂中に複数のカーボンナノチューブを含む芯
１２  帯電部材
１３  基体
１４  導電性接着層
１５  感光体
１６  前露光ランプ
１７  レーザー光
１８  現像器
１９  導電性スポンジローラ
２０  直流電源
２１  クリーナー
２２  電源
３１  ガス
３２  ポンプ
５１  放電プラズマ領域
５２  電子加速領域
５３  プラズマ処理領域
Ｐ    被転写部材
【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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