(57)【要約】      （修正有）【課題】画像濃度ムラの発生が抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大が抑制される帯電部材を提供する。【解決手段】帯電ロール１２１Ａは、表面に軸方向に交差する方向に沿って延び、前記軸方向に沿う方向に距離Ｐをもって設けられた凸部４０を有し、該凸部４０は、高さＨが１０μｍ以上３０μｍ以下であり、幅Ｗが０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、隣り合う凸部４０どうしの距離Ｐが１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に、軸方向に交差する方向に沿って延び、前記軸方向に沿う方向に間隔をもって設けられた凸部を有し、前記凸部は、高さが１０μｍ以上３０μｍ以下であり、幅が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、間隔をもって設けられた隣り合う凸部どうしの距離が１ｍｍ以上５ｍｍ以下である帯電部材。
【請求項２】
前記凸部の体積抵抗率（ρｖ凸部）と、前記凸部の下部を構成する部材の体積抵抗率（ρｖ凸部の下部）との比が、１００≧ρｖ凸部／ρｖ凸部の下部≧１０である請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】
前記凸部を構成する材料、及び前記凸部の下部を構成する部材の材料は、導電剤を含み、前記凸部を構成する材料に含まれる導電剤の含有量（凸部の含有量）と、前記凸部の下部を構成する部材の材料に含まれる導電剤の含有量（凸部の下部の含有量）との比が、８≧凸部の下部の含有量／凸部の含有量≧２である請求項１又は請求項２に記載の帯電部材。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の帯電部材を備える帯電装置。
【請求項５】
像保持体と、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が、前記像保持体の表面に接触して配置されており、直流電圧のみを印加して、前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
【請求項６】
像保持体と、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が、前記像保持体の表面に接触して配置されており、直流電圧のみを印加して、前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置。
【請求項７】
前記像保持体の表面における残留電荷を除電する除電装置を有さない請求項６記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置においては、先ず、無機又は有機材料からなる光導電性感光体からなる像保持体の表面に帯電装置を用いて帯電し、潜像を形成した後、帯電したトナーで潜像を現像して可視化したトナー像を形成する。そして、該トナー像を、中間転写体を介するか、又は直接、記録紙等の記録媒体に転写し、記録媒体に定着することにより目的とする画像を形成する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、「芯金と、該芯金の外周面上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性層上に形成された表面層とを有する帯電ローラにおいて、該表面層の平均膜厚が１５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下であり、かつ該表面層の最小膜厚及び最大膜厚が該表面層の平均膜厚に対してそれぞれ−５０ｎｍ以上及び＋１００ｎｍ以下であり，更に該表面層の外周面粗さが、走査型白色干渉計により測定される面積１０点平均粗さで１．５μｍ以上８μｍ以下である」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２００７−２２５９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、直流電圧のみが印加される接触帯電方式の帯電装置に適用される帯電部材において、帯電部材の表面に、軸方向に交差する方向に沿って延び、軸方向に沿う方向に間隔をもって設けられた、凸部の高さが１０μｍ未満若しくは３０μｍを超える場合、凸部の幅が０．１ｍｍ未満若しくは１ｍｍを超える場合、又は間隔をもって設けられた隣り合う凸部どうしの距離が１ｍｍ未満若しくは５ｍｍを超える場合に比べ、画像濃度ムラの発生が抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大が抑制される帯電部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、以下の手段により解決される。
【０００７】
請求項１に係る発明は、
表面に、軸方向に交差する方向に沿って延び、前記軸方向に沿う方向に間隔をもって設けられた凸部を有し、前記凸部は、高さが１０μｍ以上３０μｍ以下であり、幅が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、間隔をもって設けられた隣り合う凸部どうしの距離が１ｍｍ以上５ｍｍ以下である帯電部材である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、
前記凸部の体積抵抗率（ρｖ凸部）と、前記凸部の下部を構成する部材の体積抵抗率（ρｖ凸部の下部）との比が、１００≧ρｖ凸部／ρｖ凸部の下部≧１０である請求項１に記載の帯電部材である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、
前記凸部を構成する材料、及び前記凸部の下部を構成する部材の材料は、導電剤を含み、前記凸部を構成する材料に含まれる導電剤の含有量（凸部の含有量）と、前記凸部の下部を構成する部材の材料に含まれる導電剤の含有量（凸部の下部の含有量）との比が８≧凸部の下部の含有量／凸部の含有量≧２である請求項１又は請求項２に記載の帯電部材である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の帯電部材を備える帯電装置である。
【００１１】
請求項５に係る発明は、
像保持体と、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が、前記像保持体の表面に接触して配置されており、直流電圧のみを印加して、前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、
像保持体と、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が、前記像保持体の表面に接触して配置されており、直流電圧のみを印加して、前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置である。
【００１３】
請求項７に係る発明は、
前記像保持体の表面における残留電荷を除電する除電装置を有さない請求項６記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、直流電圧のみが印加される接触帯電方式の帯電装置に適用される帯電部材において、帯電部材の表面に、軸方向に交差する方向に沿って延び、前記軸方向に沿う方向に間隔をもって設けられた凸部の高さが１０μｍ未満若しくは３０μｍを超える場合、凸部の幅が０．１ｍｍ未満若しくは１ｍｍを超える場合、又は間隔をもって設けられた隣り合う凸部どうしの距離が１ｍｍ未満若しくは５ｍｍを超える場合に比べ、画像濃度ムラの発生が抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大が抑制される帯電部材が提供される。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、凸部の体積抵抗率（ρｖ凸部）と、前記凸部の下部を構成する部材の体積抵抗率（ρｖ凸部の下部）との比（ρｖ凸部／ρｖ凸部の下部）が、１０未満、又は１００を超える場合に比べ、画像濃度ムラの発生が抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大が抑制される帯電部材が提供される。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、凸部を構成する材料に含まれる導電剤の量（凸部の含有量）と、凸部の下部を構成する部材の材料に含まれる導電剤の量（凸部の下部の含有量）との比（凸部の下部の含有量／凸部の含有量）が、２未満、又は８を超える場合に比べ、画像濃度ムラの発生が抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大が抑制される帯電部材が提供される。
【００１７】
請求項４、５、又は６に係る発明によれば、帯電部材の表面に、軸方向に交差する方向に沿って延び、前記軸方向に沿う方向に間隔をもって設けられた凸部の高さが１０μｍ未満若しくは３０μｍを超える場合、凸部の幅が０．１ｍｍ未満若しくは１ｍｍを超える場合、又は間隔をもって設けられた隣り合う凸部どうしの距離が１ｍｍ未満若しくは５ｍｍを超える帯電部材を備える場合に比べ、画像濃度ムラの発生が抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大が抑制される帯電部材を備える帯電装置、プロセスカートリッジ、又は画像形成装置が提供される。
請求項７に係る発明によれば、画像形成装置が、像保持体の表面における残留電荷を除電する除電装置を有する場合に比べて、画像濃度ムラの発生が抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大が抑制される画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る帯電部材を示す概略平面図である。
【図２】本実施形態に係る帯電部材の概略断面図である。
【図３】本実施形態に係る帯電部材の概略断面図である。
【図４】本実施形態に係る帯電装置の概略斜視図である。
【図５】本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図６】本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。
【００２０】
＜帯電部材＞
本実施形態の帯電部材は、帯電部材の表面に、軸方向に交差する方向に沿って延び、軸方向に沿う方向に間隔をもって設けられた凸部を有する。そして、この凸部の高さは１０μｍ以上３０μｍ以下であり、凸部の幅は０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、間隔をもって設けられた隣り合う凸部どうし（以下、単に「隣り合う凸部どうし」と称することがある）の距離が１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００２１】
本実施形態に係る帯電部材は、上記構成により、画像濃度ムラの発生が抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大が抑制される。この理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと推測される。
【００２２】
例えば、帯電装置が、直流電圧のみを印加する接触帯電方式の帯電装置である場合、放電は、きっかけとなる一つの電子が基となり、その電子が帯電部材と感光体（像保持体の一例）との接触部の周囲において、帯電部材と感光体との軸方向に沿う方向（以下、単に「軸方向」とも称する）に伝播し、帯電部材と感光体との接触部の周囲に電界が生じることによって発生すると考えられている。
ここで、異常放電は、電帯部材と感光体との接触部の周囲に生じる電界の電界強度が高すぎる場合に発生する。異常放電が発生する場合も通常の放電と同様に、きっかけとなる一つの電子が基となって、その電子が軸方向に伝播すると考えられ、電子が軸方向に伝播すると、異常放電が軸方向にわたって筋状に発生する。そして、筋状に異常放電が発生した部分は、帯電部材と感光体との接触部の周囲に生じる電界の電界強度が高すぎるために、感光体表面に帯電する帯電量が過剰となり、感光体表面の摩耗率が増大し易くなる。
【００２３】
これに対して、帯電部材の表面に、軸方向に交差する方向に沿って延び、軸方向に沿う方向に間隔をもって凸部を設け、帯電部材と感光体との接触部の周囲における帯電部材と感光体との距離を不連続にすることで、上記のきっかけとなる電子の軸方向への伝播を抑制し易くなると考えられる。そして、帯電部材と感光体との接触部の周囲において、電子が軸方向に伝播することが抑制され易くなると、異常放電が軸方向にわたって筋状に伝播することが抑制され易くなり、結果として、感光体表面の摩耗率の増大が抑制される。
【００２４】
ただし、帯電部材の表面に設ける凸部の大きさ（高さ、幅、及び、隣り合う凸部どうしの距離）によっては、感光体の摩耗率の増大が抑制されたとしても、画像濃度の低い画像（ハーフトーン画像）を形成した場合の画像濃度ムラが発生し易く、一方で、画像濃度ムラの発生が抑制されたとしても、感光体の摩耗率が増大し易いことが分かってきた。例えば、凸部の高さが低すぎる（１０μｍ未満）、幅が広すぎる（１ｍｍ超）、又は隣り合う凸部どうしの距離が広すぎる（５ｍｍ超）場合には、帯電部材と感光体との軸方向における距離を不連続にする効果が低下し易く、摩耗率の増大を抑制し難い。一方、凸部の高さが高すぎる（３０μｍ超）、幅が狭すぎる（０．１ｍｍ未満）、又は隣り合う凸部どうしの距離が狭すぎる（１ｍｍ未満）場合には、帯電部材と像保持体との接触幅（ニップ幅）にムラが発生し易くなることで、帯電ムラが発生し易くなり、その結果として、画像濃度ムラが発生し易くなる。
したがって、本実施形態に係る帯電部材では、帯電部材の表面に、上記範囲の特定の大きさ（高さ、幅、及び、隣り合う凸部どうしの距離）の凸部を設け、帯電部材と感光体との接触部の周囲における帯電部材と感光体との距離を不連続にすることで、画像濃度ムラの発生が抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大が抑制される。
【００２５】
以上の理由により、本実施形態の帯電部材は、画像濃度ムラの発生が抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大が抑制されると推測される。
【００２６】
以下、本実施形態に係る帯電部材ついて、図面を参照しつつ、説明する。
図１（Ａ）、及び図１（Ｂ）は、本実施形態に係る帯電部材を示す概略平面図である。
【００２７】
本実施形態に係る帯電部材は、図１（Ａ）、及び図１（Ｂ）に示すように、例えば、円筒状または円柱状の導電性基材３０（シャフト）と、導電性基材３０の表面（外周面）に配置された弾性層３１を有し、弾性層３１上には、弾性層３１の表面（外周面）に、軸方向に交差する方向に延び、軸方向に沿う方向に間隔をもって設けた多数の凸部４０が配置されたロール部材である。
図１（Ａ）に示す凸部４０は、弾性層３１の表面（外周面）に、帯電部材１２１Ａの軸方向に対して垂直に沿う方向（周方向に沿う方向）に延びており、軸方向に沿う方向に間隔をもって設けられている。また、図１（Ｂ）に示す凸部４０は、帯電部材１２１Ｂの軸方向に対して斜めに交差する方向に、らせん状に延びており、軸方向に沿う方向に間隔をもって設けられている。
なお、本実施形態において、導電性とは、２０℃における体積抵抗率が１×１０１４Ωｃｍ以下であることを意味する。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る帯電部材の軸方向における概略断面図である。なお、図２は、図１（Ａ）の軸方向における断面図を示している。
【００２９】
図２に示すように、軸方向に沿う方向に間隔をもって設けた多数の凸部４０には、凸部４０Ａと、凸部４０Ａに隣り合う凸部４０Ｂとの間に間隔を有しており、凹部４２が形成されている。
ここで、図２に示すように、本実施形態において、凸部４０の高さＨは、凸部４０の最下点（凹部４２の底面４３）から、凸部４０の頂点（凸部の頂面４１）までの距離を示す。凸部４０の幅Ｗは、凸部４０の一方の側面から他方の側面までの最大距離（つまり、凸部４０の側面間の最大幅）を示す。隣り合う凸部どうしの距離Ｐは、凸部４０Ａの頂面４１における一方の側面から他方の側面までの距離の中心点から、凸部４０Ａに隣り合う凸部４０Ｂの頂面４１における一方の側面から他方の側面までの距離の中心点までの距離を示す。
【００３０】
また、本実施形態に係る帯電部材は、上記構成に限られず、例えば、図３の（Ａ）乃至（Ｄ）に示すような構造であってもよい。図３は、本実施形態に係る帯電部材の軸方向における概略断面図である。本実施形態に係る帯電部材は、図３（Ａ）に示すように、導電性基材３０と、弾性層３１と、弾性層３１の表面に配置された表面層３２であって、凸部４０を表面に持つ表面層３２と、を有する構造である帯電部材１２１Ｃ；図３（Ｂ）に示すように、導電性基材３０と、弾性層３１と、表面層３２とを有し、表面層３２の表面に配置された凸部４０と、を有する構造である帯電部材１２１Ｄ；図３（Ｃ）に示すように、導電性基材３０と、導電性基材３０の表面に配置された弾性層３１であって、凸部４０を表面に持つ弾性層３１と、を有する構造である帯電部材１２１Ｅ；図３（Ｄ）に示されるように、導電性基材３０と、導電性基材３０の表面に配置された弾性層３１であって、凸部３１Ａを表面に持つ弾性層３１と、凸部３１Ａに沿って設けた表面層３２とを有し、凸部３１Ａと表面層３２とを含む凸部４０が形成された構造である帯電部材１２１Ｆであってもよい。
【００３１】
なお、本実施形態に係る帯電部材１２１Ａ乃至１２１Ｆは、弾性層３１と導電性基材３０との間に配置される不図示の中間層（例えば接着層）、弾性層３１と表面層３２との間に配置される不図示の抵抗調整層又は移行防止層を設けた構成であってもよい。また、導電性基材３０の表面に、凸部４０が配置された構造であってもよい。
【００３２】
以下、本実施形態に係る帯電部材の構成の詳細について説明する。なお、以下の説明において、符号は省略して説明する。
【００３３】
（凸部）
まず、凸部について説明する。
凸部は、高さが１０μｍ以上３０μｍ以下であり、幅が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、隣り合う凸部どうしの距離が１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
画像濃度ムラの発生がより抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大がより抑制される点で、凸部の高さ、幅、及び隣り合う凸部どうしの距離は、次の範囲であることが好ましい。
凸部の高さは、１５μｍ以上２５μｍ以下が好ましく、１７μｍ以上２２μｍ以下がより好ましい。
凸部の幅は、０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下が好ましく、０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下がより好ましい。
隣り合う凸部どうしの距離は、２ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましく、２．５ｍｍ以上３ｍｍ以下がより好ましい。
【００３４】
また、同様の点で、帯電部材の軸方向と、軸方向に交差する凸部とのなす角度（帯電部材の軸方向に対する軸方向に交差する凸部のなす角度）は、３０°以上９０°以下（鋭角）であることが好ましく、６５°以上９０°以下（鋭角）であることがより好ましい。
ここで、帯電部材の軸方向と軸方向に交差する凸部とのなす角度とは、帯電部材を軸方向で切り取った断面において、凸部の下部を構成する部材の表面と、凸部の下部を構成する部材上に接して設けられた凸部の側壁面との間でなす角度を表す。例えば、凸部の側壁面が平面である場合、凸部の下部を構成する部材の表面と、凸部の側壁面との間でなす角度θを表す（図２参照）。また、凸部の側壁面が曲面である場合、凸部の下部を構成する部材の表面と、凸部の側壁面が凸部の下部を構成する部材と接触する点（境界）を通る接線との間でなす角度を表す（不図示）。
【００３５】
凸部の高さ、幅、及び隣り合う凸部どうしの距離の測定方法としては、測定対象となる帯電部材の凸部を含む断面を切り取って測定用試料とする。測定用試料を光学顕微鏡（キーエンス社製、ＶＨＸ−２００）により、倍率１０００倍で観察し測定する。なお、測定値は、１か所の凸部について、高さ、幅、及び、隣り合う凸部どうしの距離の各々３か所ずつ測定し、凸部の１０か所について、高さ、幅、及び、隣り合う凸部どうしの距離の各々測定する。そして、それらの平均値を算出して、高さ、幅、及び、隣り合う凸部どうしの距離を求める。
帯電部材の軸方向と、軸方向に交差する凸部とのなす角度の測定方法は、測定対象となる帯電部材を、凸部と、凸部の下部を構成する部材とを含むように切り取って測定用試料とする。測定用試料を光学顕微鏡（キーエンス社製、ＶＨＸ−２００）により、倍率１０００倍で観察し、角度を測定する。
【００３６】
凸部を形成するための材料としては、例えば、樹脂が挙げられる。画像濃度ムラの発生がより抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大がより抑制される点で、導電剤を含有していることがよい。その他、必要に応じて、導電剤以外のその他の材料を添加してもよい。
【００３７】
樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、フッ素変性アクリル樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、共重合ナイロン、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、セルロース樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリチオフェン樹脂。ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、フッ素樹脂（ポリフッ化ビニリデン樹脂、４フッ化エチレン樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等）が挙げられる。また、樹脂は、硬化性樹脂を硬化剤若しくは触媒により硬化又は架橋したものが好ましい。
ここで、共重合ナイロンは、６１０ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、のうちのいずれか１種又は複数種を重合単位として含む共重合体である。なお、共重合ナイロンには、６ナイロン、６６ナイロン等の他の重合単位を含んでいてもよい。
【００３８】
これらの中でも、汚れ防止の観点から、樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン樹脂、４フッ化エチレン樹脂、ポリアミド樹脂が好ましく、表面層の耐摩耗性、多孔質樹脂粒子の離脱抑制の点から、ポリアミド樹脂がより好ましい。
【００３９】
特に、ポリアミド樹脂としては、耐摩耗性等の点から、アルコキシメチル化ポリアミド（アルコキシメチル化ナイロン）が好ましく、より好ましくはメトキシメチル化ポリアミド（Ｎ−メトキシメチル化ナイロン）である。
【００４０】
なお、樹脂は、凸部の機械的強度を向上させ、凸部の割れの発生を抑制する点から、架橋構造を有していてもよい。
【００４１】
導電剤としては、電子導電性物質、イオン導電性物質が挙げられる。
電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの粉末が挙げられる。
また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム等の四級アンモニウム塩、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；が挙げられる。
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４２】
導電剤の含有量は、凸部の目的とする特性が得られる範囲内であれば、特に制限はない。
具体的には、電子導電性物質の場合、導電剤の含有量は、樹脂１００質量部に対して、１質量部以上９０質量部以下であることが好ましい。
一方、イオン導電性物質の場合、導電剤の含有量は、樹脂１００質量部に対して、０．０１質量部以上１０質量部以下であることが好ましい。
【００４３】
導電剤以外のその他の材料としては、例えば、導電剤、充填剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、界面活性剤、カップリング剤等の周知の添加剤が挙げられる。
【００４４】
凸部の形成方法としては、特に限定されるものではない。例えば、塗布液を塗布して凸部を形成する場合、導電性基材（弾性層の外周面、表面層の外周面）上に、塗布液を塗布して塗膜を形成し、形成した塗膜を乾燥して形成する。塗布法としては、例えば、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法、フロー塗布法（らせん塗布法）、リング塗布法、ダイ塗布法、インクジェット塗布法等が挙げられる。
【００４５】
乾燥条件は、塗布液の組成に応じて決定されるが、乾燥温度としては、例えば、４０℃以上２００℃以下の範囲が挙げられる。乾燥時間は、例えば、５分以上５時間以下が挙げられる。乾燥手段としては、例えば、熱風乾燥などが挙げられる。
【００４６】
例えば、塗布液を塗布する方法により凸部を形成する方法としては、凸部の形成のし易さ等の点から、フロー塗布法を採用して凸部を形成することがよい。
フロー塗布法の一例としては、具体的に、例えば、弾性層が設けられた導電性基材の軸方向を水平に沿う方向にして、軸周りに回転させた状態で、流下装置を導電性基材の軸方向に移動させつつ、凸部形成用の塗布液を流下装置の先端から流下して弾性層の外周面に付着させる。次いで、弾性層の外周面に付着した塗布液に、板状部材（ブレード）を押し当てながら塗膜を形成する。板状部材（ブレード）を押し当てながら塗膜を形成する方法としては連続で押し当ててもよく、間欠で押し当ててもよい。
弾性層の外周面に付着した塗布液に板状部材を押し当てた圧力により、板状部材の脇から塗布液が溢れ出して隆起し、隆起した部分を有する塗膜が形成される。この塗膜を乾燥させることで、隆起した部分に対応する凸部が形成される。
【００４７】
なお、弾性層が設けられた導電性基材に塗布する例を挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、弾性層が設けられた導電性基材を用い、弾性層の表面に表面層を設けた後、表面層の外周面に凸部を形成してもよい。この場合、フロー塗布法や、浸漬塗布法等の塗布法により、表面層を形成した後、フロー塗布法によって凸部を形成してもよい。また、表面層を形成するための塗膜を形成し、塗膜が乾燥しきらない状態（溶液の状態）のまま、凸部を形成するための塗膜を形成して乾燥し、凸部を形成する方法によって形成してもよい。
【００４８】
フロー塗布法によって、凸部の高さ、幅、及び隣り合う凸部どうしの距離を調整する方法としては、例えば、弾性層が設けられた（又は、弾性層の上に表面層が設けられた）導電性基材の軸を中心として回転させ、回転速度を変更することなく、流下装置、及び板状部材の移動速度を上昇させると、板状部材の脇から溢れることによって形成された隆起した部分の幅、及び間隔が広がる。一方で、回転速度を変更することなく、流下装置、及び板状部材の移動速度を低下させると、上記の隆起した部分の幅、及び間隔が狭くなる。また、塗布液に板状部材を押し当てるときの圧力を上昇させると、上記の隆起した部分の高さが高くなり、圧力を低下させると、上記の隆起した部分の高さが低くなる。つまり、凸部の高さ、幅、及び隣り合う凸部どうしの距離は、流下装置、及び板状部材の移動速度の調整、並びに塗布液に板状部材を押し当てるときの圧力の調整によって制御され得る。
【００４９】
上記では、凸部を形成する方法として、フロー塗布法による塗布法を挙げて説明したが、凸部を形成する方法は、塗布法による方法に限定されない。
例えば、弾性層上に表面層を設け、表面層の表面のみを切削することにより凸部を形成する方法；弾性層上に表面層を設け、弾性層と表面層とを切削することにより凸部を形成する方法；弾性層のみを設け、弾性層の表面を切削して凸部を形成する方法；等によって凸部を形成してもよい。
【００５０】
凸部が、弾性層上に設けた表面層のみを切削して形成した、表面層から形成される凸部である場合、凸部を形成するための材料は、後述する表面層を構成する材料と同じ組成の材料となり得る。また、凸部が、弾性層のみ設けられており、弾性層の表面を切削して形成した、弾性層から形成される凸部である場合、凸部を形成するための材料は、後述する弾性層を構成する材料と同じ組成の材料となり得る。
【００５１】
本実施形態の帯電部材は、画像濃度ムラの発生がより抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大がより抑制される点で、凸部の下部を構成する部材の体積抵抗率（ρｖ凸部の下部）と、凸部の体積抵抗率（ρｖ凸部）との比が、１００≧ρｖ凸部／ρｖ凸部の下部≧１０であることが好ましい。より好ましくは、６０≧ρｖ凸部／ρｖ凸部の下部≧２０である。
この比が、１００以下であることで、帯電ムラがより抑制され易くなり、画像濃度ムラの発生がより抑制され易い。また、この比が、１０以上であることで、帯電部材と感光体との軸方向における抵抗率が不連続となることで、電子の軸方向への伝播が抑制され易くなり、像保持体の摩耗率の増大がより抑制され易くなる。
【００５２】
なお、凸部の下部を構成する部材とは、隣り合う凸部どうしの間に存在する凹部において、外周面側に向いている面（露出している面）を含んで構成している部材を表す。例えば、導電性基材上に弾性層が配置され、弾性層の表面（外周面）に凸部が形成された帯電部材であり、隣り合う凸部どうしの間で弾性層が露出している場合、弾性層は、凸部の下部を構成する部材に該当する（図２参照）。つまり、この態様の帯電部材において、上記の体積抵抗率の比（ρｖ凸部／ρｖ凸部の下部）は、凸部の体積抵抗率（ρｖ凸部）と、弾性層の体積抵抗率（ρｖ凸部の下部）との比になる。
また、導電性基材の表面（外周面）に弾性層が配置され、弾性層の表面（外周面）に表面層が配置され、表面層の表面（外周面）に凸部が形成され、隣り合う凸部どうしの間で表面層が露出している場合、表面層は、凸部の下部を構成する部材に該当する（図３（Ｂ）参照）。つまり、この態様の帯電部材において、上記の体積抵抗率の比（ρｖ凸部／ρｖ凸部の下部）は、凸部の体積抵抗率（ρｖ凸部）と、表面層の体積抵抗率（ρｖ凸部の下部）との比になる。
【００５３】
凸部の体積抵抗率（ρｖ凸部）と、凸部の下部を構成する部材の体積抵抗率（ρｖ凸部の下部）とは、各々１０３Ωｃｍ以上１０１４Ωｃｍ以下であることが好ましい。
【００５４】
体積抵抗率は、次の方法により測定される値である。まず、測定対象となる帯電部材から、体積抵抗率測定用試料として、凸部測定用試料と、凸部の下部を構成する部材の測定用試料とを採取する。次に、それらの測定用試料に対し、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１（１９９５）にしたがって、測定治具（Ｒ１２７０２Ａ／Ｂレジスティビティ・チェンバ：アドバンテスト社製）と高抵抗測定器（Ｒ８３４０Ａデジタル高抵抗／微小電流計：アドバンテスト社製）とを用い、電場（印加電圧／組成物シート厚）が１０００Ｖ／ｃｍになるよう調節した直流電圧のみを３０秒印加した後、その流れる電流値より、下記式を用いて算出する。
体積抵抗率（Ωｃｍ）＝（１９．６３×印加電圧（Ｖ））／（電流値（Ａ）×測定用試料厚（ｃｍ））
【００５５】
凸部の体積抵抗率（ρｖ凸部）と、凸部の下部を構成する部材の体積抵抗率（ρｖ凸部の下部）との比は、例えば、凸部を構成する材料、及び凸部の下部を構成する部材の材料として導電剤が含有されており、凸部を構成する材料に含まれる導電剤の含有量、及び凸部の下部を構成する部材の材料に含まれる導電剤の含有量を、各々調整することで制御される。
例えば、導電性基材上に弾性層が配置され、弾性層の表面（外周面）に凸部が形成されている場合（図２参照）、弾性層に含有されている導電剤の量と、凸部に含有されている導電剤の量とを調整することで、上記の体積抵抗率の比が制御される。また、導電性基材の表面（外周面）に弾性層が配置され、弾性層の表面（外周面）に表面層が配置され、表面層の表面（外周面）に凸部が形成されている場合（図３（Ｂ）参照）、表面層に含有されている導電剤の量と、凸部に含有されている導電剤の量とを調整することで、上記の体積抵抗率の比が制御される。
なお、凸部を形成する材料と、凸部の下部を構成する部材の材料が同じである場合（図３（Ａ）、図３（Ｃ）、及び図３（Ｄ）参照）は、凸部を形成する材料（例えば、表面層、又は弾性層）に含有される導電剤の含有量によって、体積抵抗率が制御され得る。
【００５６】
画像濃度ムラの発生がより抑制されるとともに、像保持体の摩耗率の増大がより抑制される点で、凸部を構成する材料に含まれる導電剤の含有量（凸部の含有量）と、凸部の下部を構成する部材の材料に含まれる導電剤の含有量（凸部の下部の含有量）との比が、８≧凸部の下部の含有量／凸部の含有量≧２であることが好ましい。また、同様の点で、５≧凸部の下部の含有量／凸部の含有量≧２．５であることがより好ましい。
例えば、導電性基材の表面（外周面）に弾性層が配置され、弾性層の表面（外周面）に表面層が配置され、表面層の表面（外周面）に凸部が配置された帯電部材である場合、凸部に含有される導電剤と、表面層に含有される導電剤との比が上記範囲であることが好ましい。
凸部を構成する材料に含まれる導電剤の含有量と、凸部の下部を構成する部材の材料に含まれる導電剤との比が上記範囲であると、前述の凸部の体積抵抗率ρｖ凸部と、凸部の下部を構成する部材の体積抵抗率（ρｖ凸部の下部）との比が、１００≧ρｖ凸部／ρｖ凸部の下部≧１０を満たし易くなる。
【００５７】
凸部を構成する材料に含まれる導電剤の含有量（凸部の含有量）は、凸部の全体に対して、１質量％以上５質量％以下であることが好ましい。また、凸部の下部を構成する部材の材料に含まれる導電剤の含有量は、凸部の下部を構成する部材全体に対して、７質量％以上４０質量％以下であることが好ましい。
【００５８】
凸部を構成する材料に含有される導電剤の含有量（凸部の含有量）、及び凸部の下部を構成する部材の材料に含有される導電剤の含有量（凸部の下部の含有量）は次のように測定する。まず、測定対象となる帯電部材から、凸部を切り出して、凸部の含有量測定用試料を採取するとともに、凸部の下部を構成する部材を切り出して、凸部の下部の含有量測定用試料とを採取する。
次に、凸部の含有量測定用試料の断面を露出させ、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によるＳＥＭ画像を得る。そして、この測定用試料を走査型電子顕微鏡に付帯されたエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＳＥＭ−ＥＤＸ装置）により、凸部の断面の元素分析を行い、マッピング処理によって、凸部を構成する材料に含有される導電剤の含有量（凸部の含有量）を測定する。凸部の下部を構成する部材の材料に含有される導電剤の含有量（凸部の下部の含有量）も同様に手順で測定する。凸部の含有量、及び凸部の下部の含有量は、それぞれの試料の３か所につき測定した平均値である。
【００５９】
以下、本実施形態に係る帯電部材の凸部以外の構成の詳細について説明する。
【００６０】
（基材）
基材は、帯電ロールの電極および支持部材として機能するものであり、例えば、その材質としては鉄（快削鋼等），銅，真鍮，ステンレス，アルミニウム，ニッケル等の金属又は合金；クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄；等が挙げられる。導電性基材としては、外周面にメッキ処理を施した部材（例えば樹脂、セラミック部材）、導電剤が分散された部材（例えば樹脂、セラミック部材）等も挙げられる。基材は、中空状の部材（筒状部材）であってもよし、非中空状の部材であってもよい。
【００６１】
（接着層）
接着層の材質としては、基材と弾性層とを接着し、導電性を有する組成物である公知の接着剤が挙げられる。この接着剤としては、例えば、電子導電剤を含有する樹脂組成物、導電性樹脂を含む樹脂組成物が挙げられる。
【００６２】
（弾性層）
弾性層は、弾性材料を含む。さらに、導電剤を含むことが好ましい。弾性層は、必要に応じて、導電剤以外のその他の添加剤を含んでもよい。なお、弾性層は、抵抗調整層を兼ねていることがよい。
【００６３】
弾性材料としては、例えば、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、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、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム、これらを混合したゴム等が挙げられる。
これらの弾性材料の中でも、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、これらを混合したゴムが好ましい。
ゴム材料は、発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。
【００６４】
導電剤としては、電子導電性物質、イオン導電性物質が挙げられる。
電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの粉末が挙げられる。
また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム等の四級アンモニウム塩、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；が挙げられる。
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６５】
導電剤の含有量は、弾性層の目的とする特性が得られる範囲内であれば、特に制限はない。
具体的には、電子導電性物質の場合、導電剤の含有量は、弾性材料１００質量部に対して、１質量部以上９０質量部以下であることが好ましい。
一方、イオン導電性物質の場合、導電剤の含有量は、弾性材料１００質量部に対して、０．０１質量部以上１０質量部以下であることが好ましい。
【００６６】
弾性層におけるその他の添加剤としては、軟化剤、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、界面活性剤、カップリング剤等の周知の添加剤が挙げられる。
【００６７】
弾性層の厚みは、帯電ロールを適用する装置によって異なるが、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下がよく、好ましくは２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００６８】
弾性層の厚みは、次に示す方法により測定された値である。弾性層（帯電ロール）の軸方向両端２０ｍｍ位置及び中央部の３か所を片刃ナイフで切り取り、切り取った試料の断面を５から５０倍の厚みに応じて適切な倍率で観察して、膜厚を測定してその平均値とした。測定装置は、キーエンス社製、デジタルマイクロスコープＶＨＸ−２００を用いる。
【００６９】
弾性層の体積抵抗率は１０３Ωｃｍ以上１０１４Ωｃｍ以下の範囲であることが望ましい。なお、弾性層の体積抵抗率は、既述の体積抵抗率と同様の手順により測定された値である。
【００７０】
弾性層は、例えば、上記に挙げた各成分の混合物を混練りして弾性層形成用の組成物を調製し、クロスヘッドが備えられた押出成形機、射出成形機、プレス成形機等を用いて、前記導電性支持体上に該組成物を押し出し、加硫することで形成される。
【００７１】
（表面層）
帯電ロールは、必要に応じて、弾性層上に外周面を構成する表面層を設けてもよい。この表面層は、弾性層上に樹脂層等を独立して設けた態様であってもよいし、発泡した弾性層の表層部の気泡に樹脂等を含浸させて設けた態様（つまり、気泡に樹脂等が含浸した弾性層の表層部を表面層とした態様）であってもよい。
【００７２】
表面層を形成するための材料としては、例えば、樹脂が挙げられる。
樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、フッ素変性アクリル樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、共重合ナイロン、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、セルロース樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリチオフェン樹脂。ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、フッ素樹脂（ポリフッ化ビニリデン樹脂、４フッ化エチレン樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等）が挙げられる。また、樹脂は、硬化性樹脂を硬化剤若しくは触媒により硬化又は架橋したものが好ましい。
ここで、共重合ナイロンは、６１０ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、の内のいずれか１種又は複数種を重合単位として含む共重合体である。なお、共重合ナイロンには、６ナイロン、６６ナイロン等の他の重合単位を含んでいてもよい。
【００７３】
これらの中でも、汚れ防止の観点から、樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン樹脂、４フッ化エチレン樹脂、ポリアミド樹脂が好ましく、表面層の耐摩耗性等の点から、ポリアミド樹脂がより好ましい。
【００７４】
特に、ポリアミド樹脂としては、表面層の耐摩耗性の点から、アルコキシメチル化ポリアミド（アルコキシメチル化ナイロン）が好ましく、より好ましくはメトキシメチル化ポリアミド（Ｎ−メトキシメチル化ナイロン）である。
なお、樹脂は、表面層の機械的強度を向上させ、表面層の割れの発生を抑制する点から、架橋構造を有していてもよい。
【００７５】
表面層を形成するためのその他の材料としては、例えば、さらに、導電剤を含むことがよい。また、必要に応じて、充填剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、界面活性剤、カップリング剤等の通常表面層に添加され得る周知の添加剤が添加されていてもよい。
【００７６】
導電剤としては、電子導電性物質、イオン導電性物質が挙げられる。
電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの粉末が挙げられる。
また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム等の四級アンモニウム塩、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；が挙げられる。
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７７】
表面層の厚みは、例えば、２μｍ以上２５μｍ以下がよく、好ましくは３μｍ以上２０μｍ以下であり、より好ましくは３μｍ以上１５μｍ以下であり、更に好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下である。
【００７８】
表面層の厚みは、次に示す方法により測定された値である。表面層（帯電ロール）の軸方向両端２０ｍｍ位置及び中央部の３か所を片刃ナイフで切り取り、切り取った試料の断面を倍率１０００倍で観察して、膜厚を測定してその平均値とした。測定装置は、キーエンス社製、デジタルマイクロスコープＶＨＸ−２００を用いる。
【００７９】
表面層の体積抵抗率は１０３Ωｃｍ以上１０１４Ωｃｍ以下の範囲であることが望ましい。なお、表面層の体積抵抗率は、既述の体積抵抗率と同様の手順により測定された値である。
【００８０】
表面層の形成方法としては特に限定されないが、例えば、表面層は、先立って形成した弾性層上に、表面層形成用の塗布液を塗布した後、加熱することで形成する。塗布を塗布する方法としては、例えば、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法、フロー塗布法（らせん塗布法）、リング塗布法、ダイ塗布法、インクジェット塗布法等が挙げられる。
【００８１】
＜帯電装置＞
以下、本実施形態に係る帯電装置について説明する。
図４は、本実施形態に係る帯電装置の概略斜視図である。
【００８２】
本実施形態に係る帯電装置は、帯電部材を備える。そして、帯電部材として、上記本実施形態に係る帯電部材が適用される。
具体的には、本実施形態に係る帯電装置１２は、図４に示すように、例えば、帯電部材１２１と、クリーニング部材１２２と、が特定の食い込み量で接触して配置されている。そして、帯電部材１２１の導電性基材およびクリーニング部材１２２の基材１２２Ａの軸方向両端は、各部材が回転自在となるように導電性軸受け１２３（導電性ベアリング）で保持されている。導電性軸受け１２３の一方には電源１２４が接続されている。
なお、本実施形態に係る帯電装置１２は、上記構成に限られず、例えば、クリーニング部材１２２を備えない形態であってもよい。
【００８３】
ここで、本実施形態に係る帯電装置１２は、帯電部材１２１に、直流電圧のみを印加して、被帯電体（例えば像保持体）の表面を帯電する接触帯電方式の帯電装置であることがよい。印加する電圧は、要求される被帯電体（例えば像保持体）の帯電電位に応じて、例えば、正又は負の５０Ｖ以上２０００Ｖ以下がよい。
なお、本実施形態に係る帯電装置１２は、帯電部材１２１に、直流電圧のみを印加して、被帯電体（例えば像保持体）の表面を帯電する接触方式の帯電装置である。
【００８４】
クリーニング部材１２２は、帯電部材１２１の表面を清掃するための清掃部材であり、例えば、ロール状で構成されている。クリーニング部材１２２は、例えば、円筒状または円柱状の基材１２２Ａと、基材１２２Ａの外周面に弾性層１２２Ｂと、で構成される。
【００８５】
基材１２２Ａは、導電性の棒状部材であり、その材質は例えば、鉄（快削鋼等），銅，真鍮，ステンレス，アルミニウム，ニッケル等の金属が挙げられる。また、基材１２２Ａとしては、外周面にメッキ処理を施した部材（例えば樹脂や、セラミック部材）、導電剤が分散された部材（例えば樹脂や、セラミック部材）等も挙げられる。基材１２２Ａは、中空状の部材（筒状部材）であってもよし、非中空状の部材であってもよい。
【００８６】
弾性層１２２Ｂは、多孔質の３次元構造を有する発泡体からなり、内部や表面に空洞や凹凸部（以下、セルという。）が存在し、弾性を有していることがよい。弾性層１２２Ｂは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、オレフィン、メラミンまたはポリプロピレン、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム）、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレン、シリコーン、ニトリル、等の発泡性の樹脂材料またはゴム材料を含んで構成される。
【００８７】
これらの発泡性の樹脂材料またはゴム材料のなかでも、帯電部材１２１との従動摺擦によりトナーや外添剤などの異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電部材１２１の表面にクリーニング部材１２２の擦れによるキズをつけ難くするために、また、長期にわたり千切れや破損が生じ難くするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好適に適用される。
【００８８】
ポリウレタンとしては、特に限定するものではなく、例えば、ポリオール（例えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオールなど）と、イソシアネート（２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートや４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートなど）の反応物が挙げられ、これらの鎖延長剤（例えば１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパンなど）による反応物であってもよい。なお、ポリウレタンは、発泡剤（水やアゾ化合物（アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等）を用いて発泡させるのが一般的である。
【００８９】
弾性層１２２Ｂのセル数としては、２０／２５ｍｍ以上８０／２５ｍｍ以下であることが望ましく、３０／２５ｍｍ以上８０／２５ｍｍ以下であることがさらに望ましく、３０／２５ｍｍ以上５０／２５ｍｍ以下であることが特に望ましい。
【００９０】
弾性層１２２Ｂの硬さとしては、１００Ｎ以上５００Ｎ以下が望ましく１００Ｎ以上４００Ｎ以下がさらに望ましく、１５０Ｎ以上４００Ｎ以下が特に望ましい。
【００９１】
導電性軸受け１２３は、帯電部材１２１とクリーニング部材１２２とを一体で回転自在に保持すると共に、当該部材同士の軸間距離を保持する部材である。導電性軸受け１２３は、導電性を有する材料で製造されていればいかなる材料および形態でもよく、例えば、導電性のベアリングや導電性の滑り軸受けなどが適用される。
【００９２】
電源１２４は、導電性軸受け１２３へ電圧を印加することにより帯電部材１２１とクリーニング部材１２２とを同極性に帯電させる装置であり、公知の高圧電源装置が用いられる。
【００９３】
本実施形態に係る帯電装置１２では、例えば、電源１２４から導電性軸受け１２３に電圧が印加されることで、帯電部材１２１とクリーニング部材１２２とが同極性に帯電する。
【００９４】
＜画像形成装置、プロセスカートリッジ＞
以下、本実施形態に係る画像形成装置、プロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電装置と、帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、を備える。そして、帯電装置として、上記本実施形態に係る帯電装置を適用する。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面における電荷を除電する除電装置を有さないことが、像保持体の摩耗がより抑制され易くなる点で好適である。
なお、画像形成装置が中間転写方式の場合、除電装置を有さないとは、少なくとも一次転写手段によってトナー像が中間転写体に転写された後、帯電装置によって感光体の表面が帯電される前に、感光体の表面を除電する除電装置を有さないことを示す。
【００９５】
一方、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、例えば、上記構成の画像形成装置に着脱され、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電装置と、を備える。そして、帯電装置として、上記本実施形態に係る帯電装置を適用する。本実施形態に係るプロセスカートリッジは、必要に応じて、例えば、帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置、像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置、および像保持体表面をクリーニングするクリーニング装置からなる群より選択される少なくとも一種を備えていてもよい。
【００９６】
ここで、帯電装置の帯電部材は、像保持体に接触して配置されている。つまり、帯電装置は、接触帯電方式の帯電装置として、画像形成装置およびプロセスカートリッジに備えられている。
【００９７】
次に、本実施形態に係る画像形成装置、およびプロセスカートリッジについて図面を参照しつつ説明する。図５は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図６は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
【００９８】
本実施形態に係る画像形成装置１０１は、図５に示すように、像保持体１０を備え、その周囲に、像保持体の表面を帯電する帯電装置１２と、帯電装置１２により帯電された像保持体１０を露光して潜像を形成する露光装置１４と、露光装置１４により形成した潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置１６と、現像装置１６により形成したトナー像を記録媒体Ｍに転写する転写装置１８と、転写後の像保持体１０表面の残留トナーを除去するクリーニング装置２０と、を備える。また、転写装置１８により記録媒体Ｍに転写されたトナー像を定着する定着装置２２を備える。
【００９９】
そして、本実施形態に係る画像形成装置１０１は、帯電装置１２として、例えば、帯電部材１２１と、帯電部材１２１に接触配置されたクリーニング部材１２２と、帯電部材１２１およびクリーニング部材１２２の軸方向両端を各部材が回転自在となるように保持する導電性軸受け１２３（導電性ベアリング）と、導電性軸受け１２３の一方に接続された電源１２４と、が配設された、上記本実施形態に係る帯電装置が適用されている。
【０１００】
なお、図５に示す画像形成装置１０１は、像保持体の表面における残留電荷を除電する除電装置を備えない画像形成装置である。
【０１０１】
一方、本実施形態の画像形成装置１０１は、帯電装置１２（帯電部材１２１）以外の構成については、従来から電子写真方式の画像形成装置の各構成として公知の構成が適用される。以下、各構成の一例につき説明する。
【０１０２】
像保持体１０は、特に制限なく、公知の感光体が適用されるが、像保持体１０は、電荷発生層と電荷輸送層を分離した、いわゆる機能分離型と呼ばれる構造の有機感光体が好適に適用される。像保持体の摩耗率の増大がより抑制されるとともに、画像濃度ムラがより抑制される点で、電荷輸送性を有する表面層の合計の厚みが、２４μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、２５μｍ以上３８μｍ以下であることがより好ましい。さらに好ましくは、２８μｍ以上３５μｍ以下である。
また、像保持体１０は、その表面層が電荷輸送性を有し架橋構造を有する保護層で被覆されているものも好適に適用される。この保護層の架橋成分としてシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、アクリル樹脂で構成された感光体も好適に適用される。
【０１０３】
露光装置１４としては、例えば、レーザ光学系やＬＥＤアレイ等が適用される。
【０１０４】
現像装置１６は、例えば、現像剤層を表面に形成させた現像剤保持体を像保持体１０に接触させて、像保持体１０の表面の潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置である。現像装置１６の現像方式は、既知の方式として二成分現像剤による現像方式が好適に適用される。この二成分現像剤による現像方式には、例えば、カスケード方式、磁気ブラシ方式などがある。
【０１０５】
転写装置１８としては、例えば、コロトロン等の非接触転写方式、記録媒体Ｍを介して導電性の転写ロールを像保持体１０に接触させ記録媒体Ｍにトナー像を転写する接触転写方式のいずれを適応してもよい。
【０１０６】
クリーニング装置２０は、例えば、クリーニングブレードを像保持体１０の表面に直接接触させて表面に付着しているトナー、紙粉、ゴミなどを除去する部材である。クリーニング装置２０としては、クリーニングブレード以外にクリーニングブラシ、クリーニングロール等を適用してもよい。
【０１０７】
定着装置２２としては、ヒートロールを用いる加熱定着装置が好適に適用される。加熱定着装置は、例えば、円筒状芯金の内部に加熱用のヒータランプを備え、その外周面に耐熱性樹脂被膜層または耐熱性ゴム被膜層により、いわゆる離型層を形成した定着ローラと、この定着ローラに対し特定の接触圧で接触して配置され、円筒状芯金の外周面またはベルト状基材表面に耐熱弾性層を形成した加圧ローラまたは加圧ベルトと、で構成される。未定着のトナー像の定着プロセスは、例えば、定着ローラと加圧ローラまたは加圧ベルトとの間に未定着のトナー像が転写された記録媒体Ｍを通過させて、トナー中の結着樹脂、添加剤等の熱溶融による定着を行う。
【０１０８】
なお、本実施形態に係る画像形成装置１０１は、上記構成に限られず、例えば、中間転写体を利用した中間転写方式の画像形成装置、各色のトナー像を形成する画像形成ユニットを並列配置させた所謂タンデム方式の画像形成装置であってもよい。
【０１０９】
一方、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、図６に示すように、上記図５に示す画像形成装置において、露光のための開口部２４Ａ、および取り付けレール２４Ｃが備えられた筐体２４により、像保持体１０と、像保持体を帯電する帯電装置１２と、露光装置１４により形成した潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置１６と、転写後の像保持体１０表面の残留トナーを除去するクリーニング装置２０と、を一体的に組み合わせて保持して構成したプロセスカートリッジ１０２である。そして、プロセスカートリッジ１０２は、上記図５に示す画像形成装置１０１に着脱自在に装着されている。
【実施例】
【０１１０】
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。なお、特に断りがない限り、「部」は、「質量部」を意味する。
【０１１１】
＜実施例１＞
−弾性層の形成−
・ゴム材料  １００質量部
（エピクロロヒドリン−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、Ｇｅｃｈｒｏｎ３１０６、日本ゼオン社製）
・導電剤  ６質量部
（カーボンブラック、アサヒサーマル：旭カーボン社製）
・導電剤  ５質量部
（ケッチェンブラックＥＣ、ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製）
・イオン導電剤  １質量部（過塩素酸リチウム）
・加硫剤  １質量部（硫黄  ２００メッシュ、鶴見化学工業社製）
・加硫促進剤  ２．０質量部（ノクセラーＤＭ、大内新興化学工業社製）
・加硫促進剤  ０．５質量部（ノクセラーＴＴ、大内新興化学工業社製）
・加硫促進助剤  ３質量部（酸化亜鉛  酸化亜鉛１種、正同化学工業社製）
・ステアリン酸  １．５質量部
【０１１２】
上記に示した組成の混合物をオープンロールで混練りし、ＳＵＳ３０３により形成された直径８ｍｍの導電性基材（金属シャフト）の表面に接着層を介してプレス成形機を用いて直径１５ｍｍのロール状の弾性層を形成した。その後、弾性層を研磨して、弾性層を得た。
【０１１３】
−表面層の形成−
・樹脂  １００質量部
（Ｎ−メトキシメチル化ナイロン：Ｆ３０Ｋ、ナガセケムテックス社製）
・導電剤  ２０質量部
（カーボンブラック、商品名：ＭＯＮＡＨＲＣＨ１０００、キャボット社製）
【０１１４】
上記組成の混合物をメタノールで希釈し、ビーズミルにて分散して得られた分散液を、前記弾性層の表面に、フロー塗布法にて塗布した。このとき、塗布装置の回転部の回転数を１０００ｒｐｍに、流下装置の移動速度を４３ｍｍ／ｓｅｃに設定した。また、塗布装置の板状部材の圧力を４×１０−４Ｎ／ｍｍ２に設定した。浸漬塗布した後、１３０℃で３０分間加熱乾燥して溶剤を除去し、表面層を形成した。
【０１１５】
−凸部の形成−
・樹脂  １００質量部
（Ｎ−メトキシメチル化ナイロン：Ｆ３０Ｋ、ナガセケムテックス社製）
・導電剤  ３質量部
（カーボンブラック、商品名：ＭＯＮＡＨＲＣＨ１０００、キャボット社製）
【０１１６】
上記組成の混合物をメタノールで希釈し、ビーズミルにて分散して得られた分散液を、表面層の外周面に、フロー塗布法にて塗布した。このとき、塗布装置の回転部の回転数を１０００ｒｐｍに、流下装置の移動速度を４３ｍｍ／ｓｅｃに設定した。また、塗布装置の板状部材の圧力を１×１０−４Ｎ／ｍｍ２に設定した。
【０１１７】
得られた塗布膜を１３０℃で３０分間加熱乾燥して溶剤を除去し、表面層の外周面に凸部を形成した。これにより、実施例１の帯電部材（帯電ロール）を得た。
【０１１８】
＜実施例２、３＞
表１に従って、凸部を構成する組成において、表面層に含有させる導電剤の量、及び凸部に含有させる導電剤の量を変更した以外は、実施例１と同様にして、各例の帯電部材（帯電ロール）を得た。
【０１１９】
＜実施例４〜９、比較例１〜６＞
凸部の形成において、表２に記載の凸部を形成するように、フロー塗布法の塗布条件（流下装置の移動速度、板状部材の圧力）を変更した以外は、実施例１と同様にして、各例の帯電部材（帯電ロール）を得た。
【０１２０】
【表１】
2017054036.tif 000003
【０１２１】
表１中の実施例１〜９、比較例１〜６において、「凸部の下部」は、表面層が該当する。
【０１２２】
−感光体の作製−
酸化亜鉛：（平均粒子径７０ｎｍ：テイカ社製：比表面積値１５ｍ２／ｇ）１００質量部をテトラヒドロフラン５００質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤（ＫＢＭ６０３：信越化学工業社製）１．２５質量部を添加し、２時間攪拌した。その後トルエンを減圧蒸留にて留去し、１２０℃で３時間焼き付けを行い、シランカップリング剤で表面処理を施した酸化亜鉛粒子を得た。
【０１２３】
この表面処理を施した酸化亜鉛粒子：６０質量部と、アリザリン：０．６質量部と、硬化剤：ブロック化イソシアネート（スミジュール３１７５：住友バイエルンウレタン社製）：１３．５質量部と、ブチラール樹脂（エスレック  ＢＭ−１：積水化学工業社製）：１５質量部と、をメチルエチルケトン８５質量部に溶解した溶液：３８質量部と、メチルエチルケトン：２５質量部と、を混合し、１ｍｍφのガラスビーズを用いてサンドミルにて２時間の分散を行い分散液を得た。得られた分散液に、触媒としてのジオクチルスズジラウレート：０．００５質量部と、シリコーン樹脂粒子（トスパール１４５：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）：４．０質量部と、を添加し、下引層形成用塗布液を得た。この塗布液を浸漬塗布法にてアルミニウム基材上に塗布し、１７０℃、４０分の乾燥硬化を行い厚さ２４μｍの下引層を得た。
【０１２４】
次に、形成された下引層上に、以下のようにして感光層（電荷発生層と電荷輸送層との積層構造を有する感光層）を形成した。
まず、電荷発生材料としての、Ｃｕｋα線を用いたＸ線回折スペクトルのブラッグ角度（２θ±０．２°）が少なくとも７．３゜、１６．０゜、２４．９゜、２８．０゜の位置に回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン１５質量部と、結着樹脂としての塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＶＭＣＨ、日本ユニカー社製）１０質量部と、酢酸ｎ−ブチル２００質量部と、からなる混合物を、１ｍｍφのガラスビーズを用いてサンドミルにて４時間分散した。得られた分散液に、酢酸ｎ−ブチル１７５質量部と、メチルエチルケトン１８０質量部と、を添加し、攪拌して電荷発生層用の塗布液を得た。
この電荷発生層用塗布液を下引層上に浸漬塗布し、常温（２２℃）で乾燥して、厚みが０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【０１２５】
次に、４フッ化エチレン樹脂粒子１質量部と、フッ素系グラフトポリマー０．０２質量部と、テトラヒドロフラン５質量部と、トルエン２質量部と、を十分攪拌混合し、４フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を得た。
次に、電荷輸送材料としてのＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１’］ビフェニル−４，４’−ジアミン４質量部と、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量４０，０００）６質量部と、テトラヒドロフラン２３質量部と、をトルエン１０質量部に混合溶解した後、４フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー（ナノマイザー株式会社製、商品名ＬＡ−３３Ｓ）を用いて、４００Ｋｇｆ／ｃｍ２（３．９２×１０−１Ｐａ）まで昇圧しての分散処理を６回繰り返し、４フッ化エチレン樹脂粒子分散液を得た。さらに、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール０．２質量部を混合して電荷輸送層形成用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に塗布して１１５℃で４０分間乾燥し、膜厚３２μｍの電荷輸送層を形成した。
以上により、下引層上に、電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に有する感光体１を得た。
【０１２６】
＜評価＞
各例で得られた帯電部材（帯電ロール）について、次の評価を行った。評価結果は表２に示す。
【０１２７】
（凸部の高さ、幅、隣り合う凸部どうしの距離）
得られた凸部の高さ、幅、隣り合う凸部どうしの距離は、既述の方法により求めた。
【０１２８】
（体積抵抗率の比の評価）
各例で得られた帯電部材（帯電ロール）について、既述の方法によって測定した、凸部の体積抵抗率と、凸部の下部を構成する部材の体積抵抗率との比（ρｖ凸部／ρｖ凸部の下部）を算出した。
【０１２９】
（画像濃度の評価、摩耗率の評価）
画像濃度の評価、及び、摩耗率の評価を下記の画像形成装置により行った。
各例で得られた帯電部材（帯電ロール）を画像形成装置（富士ゼロックス社製、ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ  ＳＣ２０２１  ＣＰＳ）のプロセスカートリッジに装着した。そして、このプロセスカートリッジを画像形成装置（富士ゼロックス社製、ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ  ＳＣ２０２１  ＣＰＳ）に装着した。また、この画像形成装置に、上記で作製した感光体１を装着した。なお、この画像形成装置は、感光体への帯電方式が、帯電部材に直流電圧のみを印加して、感光体の表面を帯電する直流接触帯電方式である。
【０１３０】
−画像濃度の評価−
温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下で、Ａ４用紙上に画像濃度３０％の全面ハーフトーン画像を１０枚連続出力した。出力したベタ画像に対して、画像濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）によりランダムに１０点測定し、測定された濃度の最大値と最小値の差である画像濃度差を求め、画像濃度ムラを評価した。評価基準は以下の通りである。
【０１３１】
・画像濃度ムラの評価基準
Ａ（○）：画像濃度差が０．２以下
Ｂ（△）：画像濃度差が０．２超０．３以下
Ｃ（×）：画像濃度差が０．３超
【０１３２】
−摩耗率の評価−
１０℃、１５％ＲＨの環境下において、黒色の画像濃度１０％ハーフトーン画像を５万枚連続出力して摩耗率の評価を行った。
５００００枚連続出力終了後における、感光体の断面を電子顕微鏡で観察することにより、電荷輸送層の総膜厚を測定して摩耗量を求め、摩耗量を感光体のサイクル数（感光体１回転を１サイクル）で正規化し、摩耗率を算出した。そして、下記評価基準により、摩耗率の評価を行った。なお、ｎｍ／Ｋｃｙｃは、感光体の１０００回転あたりの摩耗量を表す。
【０１３３】
・摩耗率の評価基準
Ａ（◎）：１０ｎｍ／Ｋｃｙｃ以下
Ｂ（○）：１０ｎｍ／Ｋｃｙｃ超２０ｎｍ／Ｋｃｙｃ以下
Ｃ（△）：２０ｎｍ／Ｋｃｙｃ超３０ｎｍ／Ｋｃｙｃ以下
Ｄ（×）：３０ｎｍ／Ｋｃｙｃ超
【０１３４】
【表２】
2017054036.tif 000004
【０１３５】
・表２において、「高さＨ」は凸部の高さ、「幅Ｗ」は、凸部の幅、及び「距離Ｐ」は隣り合う凸部どうしの距離を表す。
・「ρｖ凸部／ρｖ凸部の下部」は、凸部の体積抵抗率と、凸部の下部を構成する部材の体積抵抗率との比を表す。
・「ρｖ凸部」は、凸部の頂面に直流電圧のみを印加したときの体積抵抗率を表す。
【０１３６】
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、画像濃度の評価、及び感光体摩耗率の評価の結果が良好であることが分かる。
【符号の説明】
【０１３７】
１０  像保持体、１２  帯電装置、１４  露光装置、１６  現像装置、１８  転写装置、２０  クリーニング装置、２２  定着装置、２４  筐体、２４Ａ  開口部、２４Ｃ  取り付けレール、３０基材、３１  弾性層、３２  表面層、４０  凸部、１０１  画像形成装置、１０２  プロセスカートリッジ、１２１  帯電部材、１２２  クリーニング部材、１２３  導電性軸受け、１２２Ａ  基材、１２２Ｂ  弾性層、１２４  電源
【図１】
2017054036.tif 000005
【図２】
2017054036.tif 000006
【図３】
2017054036.tif 000007
【図４】
2017054036.tif 000008
【図５】
2017054036.tif 000009
【図６】
2017054036.tif 000010