特許 6971807 帯電ローラおよび電子写真装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6971807

(24)【登録日】2021年11月5日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】帯電ローラおよび電子写真装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/02 20060101AFI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/02 101

【請求項の数】11

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2017-227796(P2017-227796)

(22)【出願日】2017年11月28日

(65)【公開番号】特開2019-101048(P2019-101048A)

(43)【公開日】2019年6月24日

【審査請求日】2020年11月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】寺田 健哉

(72)【発明者】

【氏名】古川 匠

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 宏暁

(72)【発明者】

【氏名】友水 雄也

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 敏郎

(72)【発明者】

【氏名】矢澤 謙一

(72)【発明者】

【氏名】下所 和弘

【審査官】 飯野 修司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３６１８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２００５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６４４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１１０１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２８８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３３４２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３５１２３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性支持体と、該導電性支持体上の弾性層とを含む帯電ローラであって、
該弾性層は、唯一の弾性層であって、かつ、単層からなり、
該弾性層は、バインダー樹脂を含み、かつ、弾性体粒子を、該帯電ローラの表面に露出した状態で保持してなり、該帯電ローラの表面は、該弾性体粒子に由来の凸部を有し、
該弾性層の長さをＬとしたときの、弾性層の長手方向中央から長手方向に（３／８）Ｌ離れた部分における、表面のバインダー樹脂のマルテンス硬度をＨ１（Ｎ／ｍｍ^２）とし、
該弾性層の長手方向中央における、表面のバインダー樹脂のマルテンス硬度をＨ２（Ｎ／ｍｍ^２）とし、
該弾性体粒子のマルテンス硬度をＨ３（Ｎ／ｍｍ^２）としたとき、
Ｈ１、Ｈ２およびＨ３が式（１）を満たすことを特徴とする帯電ローラ：
式（１）
Ｈ１＜Ｈ３＜Ｈ２。

【請求項2】

Ｈ１、Ｈ２およびＨ３が、式（２）及び式（３）を満たす請求項１に記載の帯電ローラ：
式（２）
５≦Ｈ３−Ｈ１；
式（３）
５≦Ｈ２−Ｈ３。

【請求項3】

Ｈ１およびＨ２が、式（４）及び式（５）を満たす、請求項１または２に記載の帯電ローラ：
式（４）
２≦Ｈ１；
式（５）
Ｈ２≦６０。

【請求項4】

Ｈ３が、式（６）を満たす請求項１〜３のいずれか一項に記載の帯電ローラ：
式（６）
１０≦Ｈ３≦５０。

【請求項5】

前記バインダー樹脂が、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、及びスチレン−ブタジエン−スチレンゴムからなる群から選ばれる少なくとも一つのゴムを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の帯電ローラ。

【請求項6】

前記弾性体粒子が、ウレタン樹脂及びシリコーン樹脂の少なくとも一方を含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の帯電ローラ。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか一項に記載の帯電ローラを備える電子写真装置。

【請求項8】

請求項１〜６のいずれか一項に記載の帯電ローラの製造方法であって、
（１）前記バインダー樹脂の原料としての未加硫ゴムと、前記弾性体粒子とを含む未加硫ゴム組成物を用意する工程；
（２）前記導電性支持体上に、該未加硫ゴム組成物を引き延ばしながら押出成形して、未加硫ゴム組成物の層を形成する工程；および、
（３）該未加硫ゴム組成物の層を加硫して前記弾性層を得る工程、を有し、
該工程（３）が、該未加硫ゴム組成物の層の長手方向の位置によって、異なる条件下で加硫する工程を含む、帯電ローラの製造方法。

【請求項9】

前記条件が、前記加硫のための、ヒートガンまたは赤外線加熱装置による加熱の条件である、請求項８に記載の帯電ローラの製造方法。

【請求項10】

請求項１〜６のいずれか一項に記載の帯電ローラの製造方法であって、
（１）前記バインダー樹脂の原料としての未加硫ゴムと、前記弾性体粒子とを含む未加硫ゴム組成物を用意する工程；
（２）前記導電性支持体上に、該未加硫ゴム組成物を引き延ばしながら押出成形して、未加硫ゴム組成物の層を形成する工程；および、
（３）該未加硫ゴム組成物の層を加硫して加硫ゴム組成物の層を形成する工程、および
（４）該加硫ゴム組成物の層の表面に電子線を照射して硬化させて前記弾性層を形成する工程、を有し、
該工程（４）は、該加硫ゴム組成物の層の長手方向の位置によって、異なる照射条件の下で電子線を照射する工程を含む、帯電ローラの製造方法。

【請求項11】

前記工程（４）が、該加硫ゴム組成物の層の表面が受ける電子線の線量が、該加硫ゴム組成物の層の長手方向における中央部よりも、端部で少なくなるように電子線を照射する工程を含む請求項１０に記載の帯電ローラの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電子写真装置等に用いられる帯電ローラ、及びこれを用いた電子写真装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザービームプリンター等の電子写真装置においては、感光体を帯電するために、弾性層を有する帯電ローラが用いられる。近年、低コスト化のために、弾性層の表面を所望の形状にするための研磨工程を無くし、製造工数の削減を図った帯電ローラ（以下、「研磨レスローラ」と表記する）が製造されている。

【0003】

しかし、研磨レスローラは、弾性層の長手方向の端部の外径を正確に制御することが困難である。そのため、研磨レスローラを帯電ローラとして用いた場合、当該研磨レスローラと感光ドラムとの当接状態が不安定となることがあった。

【0004】

特許文献１には、長手方向の中央部における、帯電ローラと感光体との間の隙間の発生を抑制するために、端部の硬度を中央部の硬度より小さくした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２００４−３６１８４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明者らは、特許文献１に係る技術を適用した研磨レスローラを、帯電ローラとして用いることを検討した。その結果、研磨レスローラの長手方向端部における当該研磨レスローラと感光ドラムとの接触面積の増加により、両者の当接状態を安定化させることができた。しかしながら、かかる研磨レスローラを長期に亘って帯電ローラとして使用し続けたところ、得られる電子写真画像の、研磨レスローラの長手方向の中央と端部とに対応する位置において、濃度差が生じることがあった。

【0007】

そこで、本発明の一態様は、高品位な電子写真画像を長期に亘って提供し得る帯電ローラとその製造方法の提供に向けたものである。

【0008】

また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像の形成に資する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、
導電性支持体と、該導電性支持体上の弾性層とを含む帯電ローラであって、
該弾性層は、唯一の弾性層であって、かつ、単層からなり、
該弾性層は、バインダー樹脂を含み、かつ、弾性体粒子を、該帯電ローラの表面に露出した状態で保持してなり、該帯電ローラの表面は、該弾性体粒子に由来の凸部を有し、
該弾性層の長さをＬとしたときの、弾性層の長手方向中央から長手方向に（３／８）Ｌ離れた部分における、表面のバインダー樹脂のマルテンス硬度をＨ１（Ｎ／ｍｍ^２）とし、
該弾性層の長手方向中央における、表面のバインダー樹脂のマルテンス硬度をＨ２（Ｎ／ｍｍ^２）とし、
該弾性体粒子のマルテンス硬度をＨ３（Ｎ／ｍｍ^２）としたとき、
Ｈ１、Ｈ２およびＨ３が式（１）を満たす帯電ローラが提供される：
式（１）
Ｈ１＜Ｈ３＜Ｈ２。

【0010】

本発明の別の態様によれば、前記帯電ローラを備える電子写真装置が提供される。

【0011】

本発明のさらに別の態様によれば、前記帯電ローラの製造方法であって、
（１）前記バインダー樹脂の原料としての未加硫ゴムと、前記弾性体粒子とを含む未加硫ゴム組成物を用意する工程；
（２）前記導電性支持体上に、該未加硫ゴム組成物を引き延ばしながら押出成形して、未加硫ゴム組成物の層を形成する工程；および、
（３）該未加硫ゴム組成物の層を加硫して前記弾性層を得る加硫工程を有し、
該工程（３）が、該未加硫ゴム組成物の層の長手方向の位置によって異なる条件下で加硫する工程を含む、帯電ローラの製造方法が提供される。

【0012】

本発明のさらに別の態様によれば、前記帯電ローラの製造方法であって、
（１）前記バインダー樹脂の原料としての未加硫ゴムと、前記弾性体粒子とを含む未加硫ゴム組成物を用意する工程；
（２）前記導電性支持体上に、該未加硫ゴム組成物を引き延ばしながら押出成形して、未加硫ゴム組成物の層を形成する工程；および、
（３）該未加硫ゴム組成物の層を加硫して加硫ゴム組成物の層を形成する工程、および
（４）該加硫ゴム組成物の層の表面に電子線を照射して硬化させて前記弾性層を形成する工程、を有し、
該工程（４）は、該加硫ゴム組成物の層の長手方向の位置によって、異なる照射条件の下で電子線を照射する工程を含む、帯電ローラの製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0013】

本発明の一態様によれば、高品位な電子写真画像を長期に亘って提供し得る帯電ローラを得ることができる。また、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像の形成に資する電子写真画像形成装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】帯電ローラの一例の、長手方向に直交する方向の断面を示す模式図である。

【図2】帯電ローラの一例の外径形状を示す模式図である。

【図3】画像濃度の中央端部差を抑制するメカニズムを説明するために、帯電ローラの感光体との当接部の表面状態を示す模式図であり、（ａ）は非当接時の状態を、（ｂ）は、後述する端部Ｅにおける当接時の状態を、（ｃ）は長手方向中央における当接時の状態を、（ｄ）は当接時の当接幅内の弾性層表面の状態を示す。

【図4】（ａ）はクロスヘッド押出成形機の一例の概略構成図であり、（ｂ）はそのクロスヘッド押出口付近の部分的模式図である。

【図5】帯電ローラを有する電子写真装置の一例を模式的に示す構成図である。

【図6】凸部の好ましい形態を説明するための模式図である。

【図7】電子線照射装置の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本明細書において、帯電ローラに関して特段の断りなく「端部」と言った場合、それは弾性層の長手方向の端部を意味する。また、長手方向とは、帯電ローラの導電性支持体の中心軸と平行な方向を意味する。

【0016】

図１に、本発明に係る帯電ローラの一例の断面の模式図を示す。帯電ローラは、導電性支持体１１と、導電性支持体上、特にはその導電性支持体の外周面に形成した弾性層１２とを含む。帯電ローラにおいて、この弾性層は、唯一の弾性層であり、かつ、単層からなる。例えば、帯電ローラは導電性支持体と、導電性支持体の上の、ただ一層の弾性層からなることができる。

【0017】

この帯電ローラの外径形状を図２に示す。弾性層１２はバインダー樹脂を含む。弾性層は、特には弾性層の外周面の全域において、弾性体粒子を、帯電ローラの表面に露出した状態で保持してなる。帯電ローラの表面は、弾性体粒子に由来の凸部２１を有する。

【0018】

マルテンス硬度Ｈ１、Ｈ２及びＨ３を次のように定義する。なお、弾性層の長手方向の長さをＬとする。
Ｈ１（Ｎ／ｍｍ^２）：弾性層１２の長手方向中央（部分Ｃ）から長手方向に（３／８）Ｌ離れた部分における、表面のバインダー樹脂のマルテンス硬度。ただしＨ１は、弾性層の長手方向中央から弾性層の一端に向かって（３／８）Ｌ離れた部分Ｅ１と、他端に向かって（３／８）Ｌ離れた部分Ｅ２との、二つの部分についてそれぞれ定義される。Ｅ１について定義されるＨ１を「Ｈ１（１）」と、Ｅ２について定義されるＨ１を「Ｈ１（２）」と表す。
Ｈ２（Ｎ／ｍｍ^２）：弾性層１２の、長手方向中央における、表面のバインダー樹脂のマルテンス硬度。
Ｈ３（Ｎ／ｍｍ^２）：弾性層１２に含有される弾性体粒子のマルテンス硬度。

【0019】

以下、部分Ｅ１及びＥ２を総称して「端部Ｅ」と呼ぶことがあり、またＨ１を「端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度」と呼ぶことがある。また、以下において、単に「中央部」という場合、それは弾性層の長手方向中央の部分を意味する。

【0020】

弾性層１２に含有される弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３は、端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１より大きく、中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２より小さい。すなわち、
式（１）
Ｈ１＜Ｈ３＜Ｈ２
が満たされる。式（１）は、部分Ｅ１及びＥ２について定義されるいずれのＨ１についても、すなわち、Ｈ１がＨ１（１）である場合も、Ｈ１がＨ１（２）である場合も、成立する。

【0021】

本発明者らは、本発明に係る帯電ローラによって、端部汚れの増加に起因する画像濃度の中央端部差を抑制するメカニズムについて、以下のように推定した。
図３にこの帯電ローラが感光体に当接したときの表面状態を模式的に示す。図３（ａ）は帯電ローラの感光体３１と当接していないときの状態を、帯電ローラの長手方向に直交する方向から観察したときの模式図である。同図（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、帯電ローラの端部Ｅ及び中央部が感光体３１と当接したときの表面状態を同方向から観察したときの模式図である。また図３（ｄ）は、帯電ローラが感光体と当接したときの当接幅内の弾性層表面の状態を示す模式図である。

【0022】

帯電ローラの端部Ｅでは、弾性体粒子３２のマルテンス硬度Ｈ３がバインダー樹脂３３のマルテンス硬度Ｈ１より大きい。そのため感光体３１との当接時、図３（ｂ）のように、バインダー樹脂３３が変形して弾性体粒子３２がバインダー樹脂に沈み込むため、感光体に対する各弾性体粒子の接触面積は小さい。

【0023】

帯電ローラの中央部では、弾性体粒子３２のマルテンス硬度Ｈ３がバインダー樹脂３３のマルテンス硬度Ｈ２より小さい。そのため図３（ｃ）のように、弾性体粒子３２が変形し、感光体に対する各弾性体粒子の接触面積が大きくなる。

【0024】

一方、帯電ローラが形成する当接幅は、図３（ｄ）のように端部Ｅで中央部より広くなる。これは端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１が中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２より小さく、中央部より端部Ｅで弾性層の変形量が大きくなることに起因する。そのため、感光体に当接している弾性体粒子の数は、中央部より端部Ｅの方が多くなる。

【0025】

以上のように、端部Ｅの当接部３４では、個々の弾性体粒子の接触面積は弾性体粒子がバインダー樹脂に沈み込むため小さいが、当接幅が広いので当接している粒子数は多い。また中央部の当接部３５では、個々の弾性体粒子の接触面積は弾性体粒子が変形するため大きいが、当接幅が狭いので当接している粒子数が少ない。このような当接状態になることにより、感光体との当接幅内の接触面積の中央端部差が小さくなるため、トナーや外添剤などによる汚れの中央端部差も小さくなり、画像濃度の中央端部差が抑制できると推定される。

【0026】

弾性層表面のバインダー樹脂のマルテンス硬度は、弾性層長手方向において、中央Ｃから各端まで、中央部Ｃから離れるにしたがって減少するか一定である（増加することはない）。

【0027】

接触面積の中央端部差を小さくするためには、弾性体粒子が露出した凸部を形成する必要がある。粒子が弾性体であることで、感光体と当接した場合、弾性体粒子が、端部Ｅではバインダー樹脂に沈み込み、中央部では変形することが可能となる。弾性体粒子が露出していることで、弾性体粒子の変形が可能となる。弾性体粒子による凸部が形成されていることで、感光体と当接したときに、弾性体粒子の変形、および弾性体粒子のバインダー樹脂への沈み込みが可能となる。

【0028】

帯電ローラの端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１（Ｈ１がＨ１（１）及びＨ１（２）のいずれの場合も）、中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２、弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３は、式（２）、（３）を満たすことが好ましい。
式（２）
５≦Ｈ３−Ｈ１。
式（３）
５≦Ｈ２−Ｈ３。

【0029】

式（２）が満たされると、弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３と端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１の差が５Ｎ／ｍｍ^２より小さい場合と比較して、感光体との当接時、端部Ｅにおいて弾性体粒子がバインダー樹脂に、より沈み込む。そのため、端部Ｅの個々の弾性体粒子による接触面積はさらに小さくなり、接触面積の中央端部差を小さくできるので、画像濃度の中央端部差をより効果的に抑制できる。

【0030】

式（３）が満たされれば、中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２と弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３の差が５Ｎ／ｍｍ^２より小さい場合と比較して、感光体との当接時、中央部において弾性体粒子が感光体と接触して、より変形する。そのため中央部の個々の弾性体粒子による接触面積はさらに大きくなり、接触面積の中央端部差を小さくできるので、画像濃度の中央端部差をより効果的に抑制できる。

【0031】

さらに、帯電ローラの端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１（Ｈ１がＨ１（１）及びＨ１（２）のいずれの場合も）、中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２は、式（４）、（５）を満たすことが好ましい。
式（４）
２≦Ｈ１。
式（５）
Ｈ２≦６０。

【0032】

Ｈ１が（従ってＨ２も）２Ｎ／ｍｍ^２以上であれば、トナーや外添剤などが端部Ｅのバインダー樹脂に埋め込まれて汚れが増加することによる、端部における段ムラ状の画像弊害や、画像濃度の中央端部差を効果的に抑制することが容易である。Ｈ２が（従ってＨ１も）６０Ｎ／ｍｍ^２以下であれば、トナーが割れて、変形した弾性体粒子の周囲に固着して発生する円形状（以後、「ポチ状」と表記する）の画像弊害を効果的に抑制することが容易である。

【0033】

さらに、弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３は、式（６）を満たすことが好ましい。
式（６）
１０≦Ｈ３≦５０。

【0034】

弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３が１０Ｎ／ｍｍ^２以上であれば、トナーや外添剤などが弾性体粒子に埋め込まれて汚れが増加することを容易に抑制できる。そのため、この汚れに起因する段ムラ状の画像弊害をより効果的に抑制できる。また、端部Ｅは当接幅が広く、当接幅内の見た目の弾性体粒子が多い端部Ｅで特に汚れが減少するので、画像濃度の中央端部差をより効果的に抑制できる。弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３が５０Ｎ／ｍｍ^２以下であれば、感光体と当接時、弾性体粒子によって割れたトナーによるトナー汚れが減少し、ポチ状の画像弊害をより効果的に抑制できる。また、弾性層に埋め込まれるトナーが少なくなり、特に当接幅の広い端部において汚れが減少するので、画像濃度の中央端部差をより効果的に抑制できる。

【0035】

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。

【0036】

なお、本発明の帯電ローラは、研磨レスローラとして好適であるがその限りではなく、弾性層が研磨されている帯電ローラであってもよい。いずれの場合も、前述のメカニズムが有効に働き得る。また、本発明の帯電ローラは、クラウン形状を有していても、有していなくてもよく（クラウン量がゼロ）、さらには逆クラウン形状を有していてもよい。

【0037】

＜帯電ローラ＞
帯電ローラは、典型的には、導電性支持体と、導電性支持体の上に形成した導電性弾性層とからなっている。以下、帯電ローラを構成する各要素について順に説明する。

【0038】

（導電性の支持体）
導電性支持体は、導電性を有し、弾性層を支持可能であって、かつ、帯電ローラとしての強度を維持し得るものであればよい。導電性支持体の導電性は、適宜設定でき、電子写真用帯電ローラの導電性支持体の導電性として公知の範囲に適宜設定することができる。

【0039】

（弾性層）
弾性層は、バインダー樹脂を含み、弾性体粒子を、帯電ローラ表面に露出した状態で保持する。弾性層は、典型的には導電性を有する。弾性層の導電性は、適宜設定でき、電子写真用帯電ローラの弾性層の導電性として公知の範囲に適宜設定することができる。

【0040】

（弾性体粒子の観察法）
帯電ローラの表面には、弾性体粒子が露出している。弾性体粒子の露出の有無は、コンフォーカル顕微鏡（製品名：ＯＰＴＥＬＩＣＳ ＨＹＢＲＩＤ、レーザーテック株式会社製）を用いて、帯電ローラ表面を観察することで確認できる。このとき、対物レンズ２０倍、画素数１０２４ｐｉｘｅｌ、高さ分解能０．１μｍの測定条件を採用できる。弾性層を前述の測定条件で観察したときの視野において、少なくとも１つの弾性体粒子が弾性層の表面でバインダー樹脂によって被覆されていないことを確認できればよい。この視野において、露出した弾性体粒子が、５つ以上存在することが好ましい。

【0041】

帯電ローラ表面は、弾性体粒子に由来する凸部を有する。したがって露出した弾性体粒子は、ローラ表面で凸部を形成している。凸部の高さは特に限定されない。凸部の有無は、コンフォーカル顕微鏡（製品名：ＯＰＴＥＬＩＣＳ ＨＹＢＲＩＤ、レーザーテック株式会社製）で確認することができる。このとき、対物レンズ２０倍、画素数１０２４ｐｉｘｅｌ、高さ分解能０．１μｍの測定条件を採用できる。図６を用いて、凸部の好ましい形態、特に好ましい高さについて、説明する。まず、凸部を形成する弾性体粒子３２が存在する弾性層の表面にカミソリを入れて、当該弾性体粒子が含まれるゴム片６０を切り出す。その後、弾性体粒子が弾性層表面の法線方向から切断されるように、ゴム片をカミソリで切断する。その切断面（弾性層表面の法線方向に沿う断面）を図６に模式的に示す。このような切断面において、バインダー樹脂によって形成される弾性層の表面に属する点であって、かつ当該弾性体粒子と接する２つの点６１ａ及び６１ｂを通る直線６２を引く。この直線６２から垂直に直線６３を伸ばし、直線６３が当該弾性体粒子の輪郭線と交わるときの、直線６２から輪郭線までの距離のうちの、最も長い距離を、高さｈとすることができる。前述の測定条件で観察したときの視野において、露出している全ての弾性体粒子の高さｈの平均値が１．０μｍ以上であることが好ましい。

【0042】

弾性層は、生産工程の簡素化によるコストの削減の観点から、ただ一つ存在し、かつ単層からなることが必要である。弾性層の厚さとしては、感光体との当接幅を確保するために、０．８ｍｍ以上、４．０ｍｍ以下、特には、１．２ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲が好ましい。

【0043】

（バインダー樹脂のマルテンス硬度の測定法）
バインダー樹脂のマルテンス硬度は、微小硬度測定装置（商品名：ピコデンターＨＭ５００、フィッシャー・インストルメンツ株式会社製）を用い、２３℃かつ５５％ＲＨ（相対湿度）環境において測定することができる。測定用の圧子としては、四角錘型ダイヤモンドを用いればよい。押し込み速度は式（７）の条件とする。
式（７）
ｄＦ／ｄｔ＝０．１ｍＮ／１０ｓ
（Ｆは力、ｔは時間を表す。）。

【0044】

弾性層からカマボコ状（その曲面が、弾性層の外周面に対応する）のゴム片を切り取り、同ゴム片を弾性層表面に対して法線方向から切断して薄片を作成する。この薄片を形成する弾性層の部分は、ローラの回転軸にそれぞれ直交する２つの平面の間の領域として、ローラの回転軸方向の位置が規定される。そして、この薄片を形成する弾性層の部分は、これら２つの平面のそれぞれにおいて、次の要素によって囲まれる。すなわち、弾性層の外周を形成する円弧；当該円弧に対応する弦；及び、当該弦にそれぞれ直交する２つの直線。ただし、これら２つの直線がそれぞれ当該弦と交わる２つの交点は、当該弦の中点を境に対象な位置にある。

【0045】

微小硬度測定装置に備え付けの顕微鏡を用い、同薄片における弾性層表面（周面）の断面部分に弾性体粒子が存在しないことを確認する。その後、この弾性層表面の法線方向から弾性層表面を形成するバインダー樹脂に圧子を当てて、圧子が０．０４ｍＮの力で押しこまれた際の硬さ（押し込み力と圧子の埋め込まれた部分の表面積の比、Ｎ／ｍｍ^２）を抽出する。

【0046】

端部Ｅ（部分Ｅ１およびＥ２）のそれぞれにおいて、周方向の位置に偏りが無いように６箇所（周方向に６０°間隔で６箇所）ずつ測定した値を平均化する。中央部（Ｃ）においても周方向の位置に偏りが無いように６箇所測定し、値を平均化する。これにより、部分Ｅ１のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１（１）、部分Ｅ２のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１（２）、および中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２を得る。

【0047】

（弾性体粒子のマルテンス硬度の測定法）
弾性体粒子のマルテンス硬度の測定は、バインダー樹脂のマルテンス硬度と同様の装置および測定条件を用い、圧子を帯電ローラ表面に存在する露出した弾性体粒子に当てることで行う。ただし、微小硬度測定装置に備え付けの顕微鏡を用いて弾性層表面（周面）の断面部分に弾性体粒子が存在しないことを確認する工程は不要である。
これを部分Ｅ１およびＥ２、中央部それぞれで露出している１０個ずつの弾性体粒子に対して行い、得られた値（合計３０点）を平均化することで弾性体粒子のマルテンス硬度を得ることができる。

【0048】

（弾性層の内部硬度）
また、弾性層の内部硬度を示すＭＤ−１硬度は特に限定されないが、６０°から８０°程度を例示することができる。測定はマイクロ硬度計ＭＤ−１型（製品名：ＭＤ−1 ｃａｐａ、高分子計器株式会社製）を用い、２３℃かつ５５％ＲＨ環境においてピークホールドモードで測定できる。より詳しくは帯電ローラを金属製の板の上に置き、金属製のブロックを置いて帯電ローラが転がらないように簡単に固定する。そして、金属板に対する法線方向から弾性層の中心（当該法線方向から見たときの、弾性層長手方向に直交する方向における中心）に正確に測定端子を押し当て５秒間測定したときのピーク値を読み取る。これを弾性層の端部Ｅ（部分Ｅ１およびＥ２）、そして中央部でそれぞれ周方向位置に偏りが無いように６箇所ずつ測定し、得られた測定値の平均値を端部Ｅ（部分Ｅ１及びＥ２のそれぞれ）および中央部のＭＤ−１硬度とする。

【0049】

（バインダー樹脂）
弾性層のバインダー樹脂として、例えばエラストマー組成物を用いることができる。エラストマー組成物は、原料エラストマー（加硫されていないエラストマー）に導電剤、架橋剤等の配合剤を適宜配合し、適宜加硫した組成物である。

【0050】

導電性の弾性層を得るために、導電性のエラストマー組成物を用いることができる。導電性エラストマー組成物の導電機構はイオン導電機構と電子導電機構の二つに大別される。イオン導電機構の導電性エラストマー組成物は、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴムに代表される極性ゴムと、イオン導電剤を含むものが一般的である。このイオン導電剤は、前記極性ゴム中で電離し、かつその電離したイオンの移動度が高いイオン導電剤である。

【0051】

電子導電機構による導電性エラストマー組成物としては、エラストマー中に導電性粒子を分散し、複合したものが用いられる。導電性粒子の例としては、ケッチェンブラックＥＣ（商品名：ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製）およびアセチレンブラックの如き導電性カーボンブラック；ＳＡＦ（Super Abrasion Furnace）、ＩＳＡＦ（Intermediate SAF）、ＨＡＦ（High Abrasion Furnace）、ＦＥＦ（Fast Extruding Furnace）、ＧＰＦ（General Purpose Furnace）、ＳＲＦ（Semi-Reinforcing Furnace）、ＦＴ（Fine Thermal）、ＭＴ（Medium Thermal）の如きゴム用カーボンブラック；酸化処理を施したカラー（インク）用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、天然グラファイト、人造グラファイト；酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、銅、銀等の金属及び金属酸化物、並びにこれらの混合物を挙げることができる。

【0052】

これらの導電性粒子の配合量は、原料エラストマー、導電性粒子、及びその他配合剤の種類によって、導電性弾性層が所望の電気抵抗となるように、適宜選択することができる。例えば、ポリマー（原料エラストマー）１００質量部に対して、０．５質量部以上、１００質量部以下、好ましくは２質量部以上、６０質量部以下などとすることができる。

【0053】

導電性粒子は大きな凸部とならないことが好ましく、平均粒子径が１０ｎｍから３００ｎｍであるものを用いることが好ましい。導電性粒子の平均粒子径は以下の方法によって求められる「長さ平均粒子径」である。まず、導電性粒子の断面を走査型電子顕微鏡（製品名：ＪＥＯＬ ＬＶ５９１０、日本電子株式会社製）で観察、画像撮影を実施し、撮影画像を画像解析ソフト（製品名：Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ、プラネトロン社製）を用いて解析する。解析は写真撮影時のミクロンバーから単位長さあたりの画素数をキャリブレーションし、写真から無作為に選択した１００個の粒子について、画像上の画素数から定方向径を測定し、算術平均粒子直径を求め、導電性粒子の平均粒子径とする。

【0054】

また、エラストマー組成物中には、他の導電剤、充填剤、加工助剤、老化防止剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、分散剤等を含有させることができる。

【0055】

エラストマー組成物には、熱可塑性エラストマーを用いることもできるが、特にイソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム等を含むゴム組成物が好適に用いられる。これらのゴム（未加硫状態）はブタジエン骨格に由来する二重結合を有しており、上記ゴムを用いてバインダー樹脂の加硫を行う場合、二重結合の開裂に伴い加硫を効果的に進めることができる。そのため、上記ゴムを使用することは、弾性層の中央部付近を選択的に加硫した場合に、その箇所のマルテンス硬度を選択的に大きくしやすいので好ましい。

【0056】

（弾性体粒子）
弾性体粒子の例として、フェノール樹脂、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン等から選ばれる少なくとも一つの樹脂からなる樹脂粒子が例示される。特に、耐熱性が高く、熱処理してもマルテンス硬度が変わりにくい、ウレタン樹脂またはシリコーン樹脂からなる弾性体粒子が好ましい。

【0057】

弾性体粒子の配合量は、原料エラストマー（原料ゴム）の１００質量部に対して、２質量部以上、７０質量部以下、好ましくは５質量部以上、５０質量部以下などとすることができる。

【0058】

また、弾性体粒子の平均粒子径は特に限定されないが、６μｍ以上、３０μｍ以下程度が好ましい。平均粒子径が６μｍ以上であれば、弾性体粒子が帯電ローラ表面に露出して凸部を形成し、接触面積の中央端部差を小さくし、端部と中央部の画像濃度差を小さくすることが容易である。また、平均粒子径が３０μｍ以下であれば、弾性体粒子の周囲にトナーが蓄積することによるポチ状の汚れを少なくすることが容易である。

【0059】

弾性体粒子の平均粒子径は「長さ平均粒子径」であり、導電性粒子の平均粒子径と同様にして測定できる。

【0060】

＜帯電ローラの製造方法＞
弾性体粒子が露出した凸部を有する弾性層表面として、クロスヘッド押出によって形成した弾性層の表面をそのまま用いることが、生産工程の簡素化のために好ましい。弾性層を研磨する研磨工程は不要である。具体的には、クロスヘッド押出成形機を用いて、未加硫ゴム組成物を、導電性支持体としての芯金で押しながら成形することができる。未加硫ゴム組成物は、バインダー樹脂の原料としての未加硫ゴムと弾性体粒子を含み、また適宜、導電剤や架橋剤等の配合剤を含むことができる。クロスヘッド押出成形機には、未加硫ゴム組成物と、所定の長さの芯金とが同時に送り込まれ、芯金の外周面に所定の厚さの未加硫ゴム組成物が均等に被膜された未加硫ゴムローラがクロスヘッドの出口から押し出される。

【0061】

図４（ａ）は、クロスヘッド押出成形機４の概略構成図である。クロスヘッド押出成形機４は、芯金４１をその全周にわたって未加硫ゴム組成物４２で均等に被覆して、中心に芯金４１が入った未加硫ゴムローラ４３を製造するための装置である。

【0062】

クロスヘッド押出成形機４には、芯金４１と未加硫ゴム組成物４２が送り込まれるクロスヘッド４４と、クロスヘッド４４に芯金４１を送り込む搬送ローラ４５と、クロスヘッド４４に未加硫ゴム組成物４２を送り込むシリンダ４６と、が設けられている。

【0063】

搬送ローラ４５は、複数本の芯金４１を軸方向に連続的にクロスヘッド４４に送り込む。シリンダ４６は内部にスクリュー４７を備え、スクリュー４７の回転により未加硫ゴム組成物４２をクロスヘッド４４内に送り込む。

【0064】

芯金４１は、クロスヘッド４４内に送り込まれると、シリンダ４６からクロスヘッド内に送り込まれた未加硫ゴム組成物４２に全周を覆われる。そして、芯金４１は、クロスヘッド４４の出口のダイス４８から、表面が未加硫ゴム組成物４２で被覆された未加硫ゴムローラ４３として送り出される。クロスヘッドの押出口の隙間に比べ未加硫ゴム組成物の厚みが薄くなるように成形することで、つまり、未加硫ゴム組成物を引き延ばしながら押出成形することで、弾性体粒子が弾性層表面に露出し、そして帯電ローラの表面に露出し、凸部が形成される。

【0065】

図４（ｂ）に、クロスヘッド押出口付近の部分的模式図を示す。クロスヘッド押出口のダイスの内径をＤ、未加硫ゴムローラの長手方向中央の外径をｄ、芯金の外径をｄ_０とした際に、「（未加硫ゴム組成物の長手方向中央の厚み）÷（押出口の隙間）」に相当する（ｄ−ｄ_０）／（Ｄ−ｄ_０）を引取率（％）と定義する。この値は１００％のとき、押出口の隙間と、未加硫ゴム組成物の厚みが同じであることを意味する。この引取率が小さいほど引き延ばしながら成形することを示し、露出した弾性体粒子による凸部が形成されやすい。引取率としては、弾性体粒子が適度に露出して凸部を形成できる値として、例えば９５％以下、８５％以上程度を例示することができる。

【0066】

なお、クラウン形状を示すクラウン量ＣＲは、弾性層の中央部の外径をＤ２（μｍ）、両端部の外径をそれぞれＤ１（μｍ）及びＤ３（μｍ）とした場合に、式（８）にて算出される値である。
式（８）
ＣＲ＝Ｄ２−（Ｄ１＋Ｄ３）／２。
クラウン量は特に限定されないが、６０μｍ以上２８０μｍ以下程度を例示することができる。

【0067】

引取率の調整は、搬送ローラ４５による芯金送り速度と、シリンダ４６からの未加硫ゴム組成物送り速度との相対比を変化させることで行うことができる。例えば、シリンダ４６からクロスヘッド４４への未加硫ゴム組成物４２の送り速度は一定とする。そして、芯金送り速度を調節することにより、芯金４１の送り速度と未加硫ゴム組成部４２の送り速度の比に応じて、未加硫ゴム組成物４２の肉厚が決定される。肉厚を変化させながら成形することによって、未加硫ゴム組成物をクラウン形状に成形することができる。こうして未加硫ゴムローラ４３を得ることができる。

【0068】

次いで、未加硫ゴムローラを加硫して、加硫ゴムローラを得る。その際に加熱方法を工夫することで、弾性層の長手方向に硬度差を付けることができる。また加硫ゴムローラを得た後に、表面処理を工夫することでも弾性層の長手方向に硬度差を付けることができる。このような加熱処理方法もしくは表面処理方法の例として、以下の（１）、（２）、（３）の方法が挙げられる。

【0069】

（１）未加硫ゴムローラのゴム層（弾性層に対応する、未加硫ゴム組成物の層）を、その長手方向の位置によって異なる条件下で、加硫する。ここでは未加硫ゴム組成物の層を二段階に加熱することによって加硫する。一段階目の加熱では、未加硫ゴムローラのゴム層の全域を加熱する。二段階目の加熱では、ゴム層の中央部（弾性層の中央部Ｃに相当する部分）の加熱条件と、部分Ｅ１及びＥ２に相当する部分の加熱条件を、異ならせる。中央部の加硫を、より進めることによって、中央部の硬度をより高める。

【0070】

具体的には例えば以下のようにする。すなわち、未加硫ゴムローラを、熱風炉に入れ、１時間から１時間３０分程度加硫を行い、加硫ゴムローラを熱風炉から取り出す。その後加硫ゴムローラを６０ｒｐｍで回転させながら、１０ｃｍ程度離れた位置からヒートガンで、ゴム層の中央部（弾性層の中央部Ｃに相当する部分）に１５分から４５分程度熱風を送風して追加硫を行う。このとき、ヒートガンによる熱の伝搬は、中央部から端部に向かって進む。そのため、ゴム層のマルテンス硬度分布は中央部で最も高く、端部に向かうほど小さくなる。なお、熱風の温度は熱電対を用いて、ヒートガンから１０ｃｍ離れた位置で測定を行う。

【0071】

（２）未加硫ゴムローラのゴム層の全域を加熱して、加硫ゴムローラを得る。次いで、加硫ゴムローラのゴム層を、その長手方向の位置によって異なる条件下で、表面処理（電子線照射など）して硬化させる。これにより、ゴム層の一部（中央部Ｃに相当する部分を含む）の硬化処理の度合いを、残部（部分Ｅ１及びＥ２に相当する部分を含む）の硬化処理の度合いよりも、高くする。

【0072】

例えば、加硫ゴム組成物の層の表面処理を、電子線を照射することによって行う場合、該加硫ゴム組成物の層の長手方向の位置によって、異なる照射条件の下で電子線を照射する方法が挙げられる。具体的には、例えば、該加硫ゴム組成物の層の表面が受ける電子線の線量が、該加硫ゴム組成物の層の長手方向における中央部よりも、端部側が少なくなるように電子線を照射する。

【0073】

より具体的には、例えば以下の表面処理方法が挙げられる。すなわち、未加硫ゴムローラを、熱風炉に入れ、１時間程度加硫を行って加硫ゴムローラを得る。次いで、加硫ゴムローラの加硫ゴム組成物の層の表面に電子線を照射して表面処理を行う。

【0074】

まず、初めに、電子線による表面処理に用いる電子線照射装置を、図７を用いて説明する。図７に示す電子線照射装置は、電子線を発生する電子線源としてのフィラメント７１を、電子線発生部７０内に有している。電子線発生部７０は、フィラメント７１で発生した電子７３が、気体分子と衝突してエネルギーを失うことを防ぐために、不図示の真空ポンプにより、通常、１×１０^−６Ｐａ〜１×１０^−７Ｐａの真空度に保たれている。また、電子線照射装置は、フィラメント７１で発生した電子７３を電子線発生部７０内で加速するための加速管７２を有している。さらに、電子線照射装置は、被処理対象物である加硫ゴムローラ７５を処理するためのチャンバー７８を具備している。被処理対象としての加硫ゴムローラ７５は、チャンバー７８内を、矢印７６の方向に所定の速度で、かつ、矢印７７の方向に回転させながら搬送される。

【0075】

チャンバー７８と、電子線発生部７０との間には、フィラメント７１から発せられ、電子線発生部７０にて加速された電子線が透過可能な箔７４が設けられている。箔７４は、電子線発生部７０の真空雰囲気と、チャンバー７８内の雰囲気とを隔てている。そのため、箔７４は、電子線発生部７０の真空状態を確保し得る気密性と機械的強度とを具備し、かつ、電子線が透過可能な材質である必要がある。かかる特性を満たし得る箔としては、例えば、アルミニウム箔、チタン箔およびベリリウム箔が挙げられる。かかる構成を備えた電子線照射装置としては、例えば、「ＥＣ１５０／４５／４０ｍＡ」（商品名、岩崎電子株式会社製）が挙げられる。矢印７６の方向に沿う方向の箔部分の長さは、例えば、２０ｍｍである。

【0076】

このような電子線照射装置を用いて、本態様に係る帯電ローラを得る方法を以下に説明する。

【0077】

中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２を端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１より大きくするため、中央部の電子線照射の回数を、端部Ｅの電子線照射の回数よりも増やす。

【0078】

まず、チャンバー７８内を、加硫ゴムローラ７５を矢印７７の方向に所定の速度、例えば、１００ｒｐｍで回転させながら、矢印７６の方向に所定の速度、例えば、１０ｍｍ／秒で搬送させて、弾性層の長手方向、すなわち、図７における紙面の奥行方向の全域に亘って電子線を照射する（１回目の表面処理工程）。

【0079】

次に、１回目の表面処理工程を経た加硫ゴムローラについて、両端から（１／８）Ｌまでの領域をそれぞれアルミ箔で覆って電子線が当たらないようにした後、１回目の表面処理工程と同様にして表面処理を行う（２回目の表面処理工程）。

【0080】

さらに、２回目の表面処理工程を経た加硫ゴムローラについて、両端から（２／８）Ｌまでの領域をそれぞれアルミ箔で覆って電子線が当たらないようにした後、１回目の表面処理工程と同様にして表面処理を行う（３回目の表面処理工程）。

【0081】

さらにまた、３回目の表面処理工程を経た加硫ゴムローラについて、両端から（３／８）Ｌまでの領域をそれぞれアルミ箔で覆って電子線が当たらないようにした後、１回目の表面処理工程と同様にして表面処理を行って、本態様に係る帯電ローラを得る（４回目の表面処理工程）。

【0082】

上記の如き電子線照射装置を用いて、電子線照射条件を加速電圧８０ｋＶ、電子電流を４０ｍＡとした場合、加硫ゴム組成物の層の長手方向の中央部の表面が受ける電子線の線量を、１３５０ｋＧｙとすることができる。

【0083】

（３）未加硫ゴムローラのゴム層を、その長手方向の位置によって異なる条件下で、加熱して加硫する。このとき、ゴム層の一部（中央部Ｃに相当する部分を含む）の温度が、残部（部分Ｅ１及びＥ２に相当する部分を含む）の温度よりも高くなるように加熱する。

【0084】

具体的には例えば以下のようにする。すなわち、未加硫ゴムローラを、赤外線加熱装置に入れる。赤外線装置内には１４本の赤外線加熱ランプ（製品名：ＨＹＬ２５、株式会社ハイベック社製）が弾性層の長手方向に沿って等間隔に設置されている。そして、この赤外線加熱ランプは、未加硫ゴムローラをその軸に直交する方向から赤外線照射できるよう設置されている。また、弾性層の表面と赤外線加熱ランプの間隔は６０ｍｍで一定である。この赤外線ランプの出力を中央部から端部にかけて小さくし、未加硫ゴムローラを６０ｒｐｍで回転させながら、１０分から１時間程度赤外線照射を行う。

【0085】

これらの方法の中で（１）の方法、特に熱風炉による加硫は、製造工程が簡易であるため好ましい。

【0086】

上記の方法によれば、中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２が端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１より大きい弾性層を得ることができる。さらに、弾性層表面のバインダー樹脂のマルテンス硬度を、弾性層長手方向において、中央部Ｃから各端部まで、中央部Ｃから離れるにしたがって減少（一部一定であってよい）させることができる。

【0087】

上記の方法に好適に用いることのできるバインダー樹脂の例としては、前出のイソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム等のゴムを含むゴム組成物を挙げることができる。

【0088】

＜電子写真装置＞
続いて、本発明の帯電ローラを有する電子写真装置の例の構成図（図５）を用い、電子写真画像形成プロセスを説明する。被帯電体としての感光体５１は、導電性支持体５１ｂと、支持体５１ｂ上に形成した感光層５１ａとを有し、円筒形状を有する。そして、軸５１ｃを中心に紙面時計周りに所定の周速度をもって駆動される。

【0089】

帯電ローラ５２は感光体５１に接触配置されて感光体を所定の電位に帯電する。帯電ローラ５２は、導電性支持体１１と、導電性支持体１１上に形成した弾性層１２とからなる。導電性支持体１１の両端部が不図示の押圧手段で感光体５１に押圧されている。電源５３から摺擦電極５３ａを介して、導電性支持体１１に所定の直流電圧が印加されることで、感光体５１が所定の電位に帯電される。

【0090】

帯電された感光体５１は、次いで露光装置５４により、その周面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像は、次いで、現像装置５５により、トナー画像として順次に可視像化される。このトナー画像は、転写材５７に順次転写されていく。転写材５７は、不図示の給紙手段部から感光体５１の回転と同期取りされて適正なタイミングを持って感光体５１と転写手段５６との間の転写部へ搬送される。転写手段５６は転写ローラであり、転写材５７の裏からトナーと逆極性の帯電を行うことで感光体５１側のトナー画像が転写材５７に転写される。表面にトナー画像の転写を受けた転写材５７は、感光体５１から分離されて不図示の定着手段へ搬送されてトナーが定着され、画像形成物として出力される。像転写後の感光体５１の周面は、弾性ブレードに代表されるクリーニング部材を備えるクリーニング装置５８によって感光体５１の表面に残留しているトナーなどが除去される。クリーニングされた感光体５１の周面は次のサイクルの電子写真画像形成プロセスに移る。

【実施例】

【0091】

以下に実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これらは、本発明を限定するものではない。なお、以下、特に明記しない限り、試薬等で指定のないものは市販の高純度品を用いた。なお各例では、帯電ローラとして研磨レスローラを作製した。

【0092】

＜粒子の準備＞
実施例および比較例に係る帯電ローラの弾性層に含有させる粒子１〜粒子１０を用意した。

【0093】

＜粒子１の調製＞
粒子１として、ポリウレタン樹脂粒子を以下の手順で作成した。水酸基価４５のポリジエチレン・ブチレンアジペート１００質量部にＮＣＯ％＝４９．２のポリイソシアネート（商品名：デュラネート２４Ａ、旭化成工業株式会社製）１０質量部を添加し均一に混合した。この混合物を、フッ素処理したシリカ（商品名：ＷＡＣＫＥＲ ＨＤＫ、大日精化工業株式会社製）５質量部をフッ素オイル（商品名：ガルデンＨＴ１３５、モンテカルチーニ株式会社製）３００質量部に分散した分散液に加えた。得られた混合物に、２０分間超音波処理を行うことで乳化液を得た。この乳化液を９０℃まで昇温し、４００ｒｐｍで８時間撹拌してポリウレタンゲル粒子の分散液を得た。この分散液を真空乾燥することで、ポリウレタン粒子（平均粒子径１５μｍ、マルテンス硬度６．５Ｎ／ｍｍ^２）を作成した。

【0094】

＜粒子２の調製＞
ポリイソシアネートの量を１２．５質量部に変えた以外は、上記粒子１の製造方法と同様にして粒子２としてのポリウレタン粒子（平均粒子径１５μｍ、マルテンス硬度８Ｎ／ｍｍ^２）を作成した。

【0095】

＜粒子３の準備＞
粒子３として、ウレタン樹脂粒子（商品名：Ｕ４００−Ｔ、根上工業株式会社製）を用意した。

【0096】

＜粒子４の調製＞
粒子４として、シリコーン粒子を以下の手順で作製した。動粘度が６００ｍｍ^２／ｓのメチルビニルポリシロキサン６００ｇと、動粘度が３０ｍｍ^２／ｓのメチルハイドロジェンポリシロキサン（オレフィン性不飽和基１個に対してヒドロキシル基が０．９０個となる配合量）２４ｇを混合した。なお、動粘度は２５℃における値である。このために、これら成分を、ホモミキサーを用いて２０００ｒｐｍで撹拌した。そして、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（商品名：ポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル、和光純薬工業株式会社製）６ｇと水１８０ｇを添加して５０００ｒｐｍで撹拌し、粘度増加を確認した後さらに１０分撹拌を続けた。次いで２０００ｒｐｍで撹拌しながら、水４００ｇを加えることで、乳化液を得た。この乳化液をガラスフラスコに移し、２０℃に温度調節したのち、撹拌下に塩化白金酸−オレフィン錯体のトルエン溶液（白金含有量０．０５％）０．８ｇとポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル１ｇの混合溶解物を添加した。これを、同温度で１２時間撹拌することで、シリコーンエラストマー微粒子の水分散液を得た。同分散液７００ｇに、水２５００ｇ、２８質量％アンモニア水７０ｇ、および４０質量％ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合水溶液（商品名：ＭＥポリマーＨ４０Ｗ、東洋化学工業株式会社製）４ｇを添加した。得られた液を１０℃に温度調節した後、メチルトリメトキシシラン５０ｇを２０分かけて添加し、さらに１時間撹拌した。その後加水分解と縮合反応を完了するため、６０℃まで加熱して１時間撹拌を行った。同溶液に対して加圧濾過器を用いて水分を約３０質量％脱水した。脱水物に水を添加し再度脱水した後、温度１０５℃で乾燥して、シリコーン樹脂粒子（平均粒子径１５μｍ、マルテンス硬度５４Ｎ／ｍｍ^２）を作成した。

【0097】

＜粒子５〜粒子１０の準備＞
粒子５〜粒子１０として下記の粒子を用意した。

【0098】

【表1】

【0099】

粒子１〜１０の平均粒子径およびマルテンス硬度を下記表２に示す。

【0100】

【表2】

【0101】

〔実施例１〕
（弾性層用の未加硫ゴム組成物の調製）
下記の表３に示す材料を混合してＡ練りゴム組成物を得た。混合機は、６リットル加圧ニーダー（製品名：ＴＤ６−１５ＭＤＸ、トーシン社製）を用いた。混合条件は、充填率７０ｖｏｌ％、ブレード回転数３０ｒｐｍ、１６分間とした。

【0102】

【表3】

【0103】

次いで、表４に示す材料を混合し、未加硫ゴム組成物−１を得た。混合機は、ロール径１２インチ（０．３０ｍ）のオープンロール（製品名：１２×３０テストロール、関西ロール製）を用いた。混合条件は、前ロール回転数１０ｒｐｍ、後ロール回転数８ｒｐｍで、ロール間隙２ｍｍとして合計２０回左右の切り返しを行った後、ロール間隙を０．５ｍｍとして１０回薄通しを行った。

【0104】

【表4】

【0105】

（加硫ゴム層の成形）
まず、加硫ゴム層を接着する接着層を有する芯金を得るため、次の操作を行った。すなわち、直径５ｍｍ、長さ２４９ｍｍの円柱形の導電性芯金（鋼製、表面はニッケルメッキ）の軸方向の中央部２３６ｍｍに導電性加硫接着剤（商品名：メタロックＵ−２０、東洋化学研究所製）を塗布し、８０℃で３０分間乾燥した。

【0106】

図４に示す構成を有するクロスヘッド押出成形機を用い、この接着層を有する芯金を、表面層用の未加硫ゴム組成物−１で被覆し、クラウン形状の未加硫ゴムローラを得た。このとき、成形温度は１００℃、スクリュー回転数は１０ｒｐｍとして、芯金の送り速度を変えながら成形した。未加硫ゴムローラの軸方向を平均した引取率は９２％とした。クロスヘッド押出成形機のダイス内径はΦ（直径）７．８ｍｍ、未加硫ゴムローラのゴム層の、軸方向の中央の外径は７．６ｍｍ、軸方向の端部の外径は７．５ｍｍであった。また、軸方向の中央の外径寸法の振れは１０μｍ、軸方向の端部の外径寸法の振れは５０μｍであった。

【0107】

押出成形後、未加硫ゴムローラを熱風炉に入れ、１９５℃で８０分加硫を行い、加硫ゴムローラを熱風炉から取り出した。その後、加硫ゴムローラから１０ｃｍ離れた位置からヒートガン（製品名：ＨＡＫＫＯ８８２、白光株式会社製）で、ゴム層の長手方向中央に向けて２１０℃の熱風を１５分送風し、追加硫を行った。その後、加硫ゴム層の両端部を切断し、軸方向の長さを２２３ｍｍとして弾性層を得た。

【0108】

（弾性体粒子の観察）
前述の弾性体粒子の観察法に従って、帯電ローラの弾性層表面を観察した。

【0109】

（バインダー樹脂のマルテンス硬度の測定）
前述のバインダー樹脂のマルテンス硬度の測定法に従って、端部Ｅ（部分Ｅ１及びＥ２）及び中央部におけるバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１（１）、Ｈ１（２）、及びＨ２をそれぞれ測定した。

【0110】

（弾性体粒子のマルテンス硬度の測定）
前述の弾性体粒子のマルテンス硬度の測定法に従い、ウレタン粒子のマルテンス硬度Ｈ３を測定した。なお、表３−１の「Ｈ３−Ｈ１（１）」の行には、硬度Ｈ３と硬度Ｈ１（１）との差の値を示し、「Ｈ３−Ｈ１（２）」の行には、硬度Ｈ３と硬度Ｈ１（２）との差の値を示す。

【0111】

（画像評価１）画像濃度の中央端部差の評価
作製した帯電ローラを、電子写真装置（商品名：ＬＢＰ７６００Ｃ、キヤノン株式会社製、Ａ４紙縦出力用）のブラックカートリッジに装着した。この電子写真装置により、１５℃／１０％ＲＨの環境下で、画像の出力を行った。

【0112】

具体的には、まずＡ４紙の画像形成領域の１面積％にランダムに印字した画像を使用し、１枚画像を出力すると電子写真装置を停止させ、１０秒後また画像形成動作を再開するという動作を繰り返し３万枚の画像出力耐久試験を行った。

【0113】

そして３万枚耐久後の評価用画像として、ハーフトーン画像（感光体の回転方向に直交する方向に幅１ドット、間隔２ドットの横線を描く、中間濃度の画像）を１枚出力した。この画像を縦にして、横方向（Ａ４紙の短辺方向）における端部と中央部を目視で観察し、以下の基準で評価した。なお、二つの画像端部で画像濃度差が発生した場合は、より画像濃度の濃い画像端部と中央部を観察し、評価を行った。

【0114】

ここで、画像の端部とは、Ａ４紙の画像形成領域のそれぞれの端から５０ｍｍの位置とした。また画像の中央部とは、Ａ４紙の画像形成領域の端部から８０ｍｍから１３０ｍｍまでの位置とした。
ランクＡ：画像濃度の中央端部差がなかった。
ランクＢ：ごく軽微な画像濃度の中央端部差があった。
ランクＣ：軽微な画像濃度の中央端部差があった。
ランクＤ：画像濃度の中央端部差があった。

【0115】

（画像評価２）段ムラ状の画像ムラの評価
評価１で作成した評価用画像を目視で観察し、下記の基準に基づき段ムラ状の画像ムラについて評価した。
ランクＡ：段ムラ状の画像ムラが認められなかった。
ランクＢ：ごく軽微な段ムラ状の画像ムラが認められた。
ランクＣ：軽微な段ムラ状の画像ムラが認められた。
ランクＤ：顕著な段ムラ状の画像ムラが認められた。

【0116】

（画像評価３）ポチ状の画像ムラの評価
作製した帯電ローラを、電子写真装置（商品名：ＬＢＰ７６００Ｃ、キヤノン株式会社製、Ａ４紙縦出力用）のブラックカートリッジに装着した。このときブラックカートリッジに装備されるクリーナーブレードを、国際ゴム硬さが６５°のクリーナーブレードに入れ替えた。これにより、クリーナーブレードの感光体に対する当接圧を小さくし、クリーナーブレードと感光体との間をトナーがすり抜けやすくした。この改造機により、１５℃／１０％ＲＨ（相対湿度）の環境下で、画像の出力を行った。

【0117】

具体的には、Ａ４紙の画像形成領域の１面積％にランダムに印字した画像を使用し、１枚画像を出力すると電子写真装置を停止させ、１０秒後また画像形成動作を再開するという動作を繰り返して、３万枚の画像を出力した。

【0118】

次いで、評価用画像として、ハーフトーン画像（感光体の回転方向に直交する方向に幅１ドット、間隔２ドットの横線を描く、中間濃度の画像）を１枚出力した。得られた評価用画像を目視で観察し、下記の基準に基づきポチ状の画像ムラについて評価した。
ランクＡ：ポチ状の画像ムラが認められなかった。
ランクＢ：ごく軽微なポチ状の画像ムラが認められた。
ランクＣ：軽微なポチ状の画像ムラが認められた。
ランクＤ：顕著なポチ状の画像ムラが認められた。

【0119】

〔実施例２〜１６〕
粒子および加硫条件を表５−１に記載した通りに変更した以外は、実施例１と同様にして帯電ローラを作成した。

【0120】

〔実施例１７〕
熱風炉の加硫条件を２３０℃で８５分に変更し、ヒートガンによる加硫の代わりに電子線照射処理を施した以外は実施例１４と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。

【0121】

なお、電子線照射処理は、前記した通り、４回の電子線処理工程を施すことによって行った。電子線照射条件としては、加速電圧８０ｋＶ、電子電流を４０ｍＡとした。また、加硫ゴムローラの図７中、矢印７６方向への搬送速度は、１０ｍｍ／秒、矢印７７方向への回転速度は、１００ｒｐｍとした。さらに、箔７４のチャンバー７８側の表面と被処理面との最短距離は、１０ｍｍとなるように設定した。これにより、加硫ゴム組成物の層の長手方向の中央部の表面、すなわち、アルミ箔で覆わなかった表面が受けた電子線の線量は、１３５０ｋＧｙとなった。

【0122】

〔実施例１８〕
実施例１５と同様にして帯電ローラを作製した。次いで、この帯電ローラの端部近傍Ｅ２について、ヒートガンを用いて加硫温度１６０℃、加硫時間５分で更なる加硫を行って本実施例に係る帯電ローラを作製した。

【0123】

〔比較例１〕
粒子を添加せず、加硫条件を表５−２に記載した通りとした以外は実施例１と同様にして帯電ローラを作製した。

【0124】

〔比較例２〜５、７〕
粒子および加硫条件を表５−２に記載した通りとした以外は、実施例１と同様にして帯電ローラを作製した。

【0125】

〔比較例６〕
ヒートガンの位置を中央部から両端部にして、ヒートガンによる加硫を両端部のみに施した。両端部のヒートガンによる加硫条件は、加硫温度を１７０℃で１５分に変更した以外は実施例１４と同様にして帯電ローラを作製した。

【0126】

〔比較例８〕
ＮＢＲをエチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）（商品名：ＪＳＲ ＥＰ３３、ＪＳＲ株式会社製）に変更した以外は実施例１と同じ操作で帯電ローラを作製した。

【0127】

【表5-1】

【0128】

【表5-2】

【0129】

実施例１〜１８および比較例１〜８に係る帯電ローラを、実施例１に記載の評価に供した。その結果を表６−１及び６−２に示す。なお、表６−１および６−２の「粒子の露出」の行に「有」と記載される場合、前述の弾性体粒子の観察法に従って、粒子が帯電ローラ表面に露出していることが確認されたことを意味する。また、「露出した粒子による凸部（平均高さ１μｍ以上）」の行に「有」と記載される場合、凸部の存在が確認され、かつ、観察時の視野において露出している全ての粒子の高さｈの平均値が１．０μｍ以上であったことを意味する。

【0130】

なお、比較例１に係る帯電ローラは、弾性層中に粒子を含有していないため、凸部が形成されていない。それ故、「露出した粒子による凸部（平均高さ１μｍ以上）」の評価結果は、「無」と記載した。

【0131】

【表6-1】

【0132】

【表6-2】

【0133】

実施例１〜１８では、画像濃度の中央端部差がＡ〜Ｃ評価であった。これは、端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１が弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３より小さく、中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２が弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３より大きいことで、接触面積の中央端部差を小さくできたためである。

【0134】

実施例１〜１８では、段ムラ状の画像ムラがＡ〜Ｃ評価であった。これは中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２が端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１より大きく、中央部と比べて端部Ｅの当接幅を大きくできるためである。また、弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３が１０Ｎ／ｍｍ^２以上、端部Ｅ及び中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１及びＨ２が２Ｎ／ｍｍ^２以上であると、トナーや外添剤などが弾性層に埋め込まれることを抑制しやすいので、好ましい。

【0135】

実施例１〜１８では、ポチ状の画像ムラがＡ〜Ｃ評価であった。弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３が５０Ｎ／ｍｍ^２以下であるか、端部Ｅのバインダー樹脂および中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１及びＨ２が６０Ｎ／ｍｍ^２以下であり、トナー割れを抑制できたためである。これらの条件が両方とも満たされると、より好ましい。

【0136】

比較例１は画像濃度の中央端部差がＤ評価であった。これは弾性体粒子が添加されておらず、端部Ｅと中央部の接触面積差を小さくできなかったためである。

【0137】

比較例２は画像濃度の中央端部差がＤ評価であった。これは弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３が中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２より大きく、感光体との当接時、端部Ｅと中央部において弾性体粒子がバインダー樹脂に沈み込み、接触面積の中央端部差を小さくできなかったためである。

【0138】

比較例３は画像濃度の中央端部差がＤ評価であった。これは弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３が端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１より小さく、感光体との当接時、端部Ｅと中央部において弾性体粒子が感光体に押しつぶされ、接触面積の中央端部差を小さくできなかったためである。

【0139】

比較例４は画像濃度の中央端部差がＤ評価であった。これは弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３が端部Ｅ及び中央部における硬度Ｈ１及びＨ２より小さく、感光体との当接時、端部Ｅと中央部で弾性体粒子が感光体に押しつぶされ、接触面積の中央端部差を小さくできなかったためである。また、段ムラ状の画像ムラがＤ評価であった。これは中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２が端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１と等しく、中央部の接触ムラを抑制できなかったためである。また、弾性体粒子のマルテンス硬度が１０Ｎ／ｍｍ^２より小さく、バインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１及びＨ２が２Ｎ／ｍｍ^２より小さいことで、トナーや外添剤などが弾性層に埋め込まれたためである。

【0140】

比較例５は画像濃度の中央端部差がＤ評価であった。これは弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３が端部Ｅ及び中央部における硬度Ｈ１及びＨ２より大きく、感光体との当接時、端部Ｅと中央部で弾性体粒子がバインダー樹脂に沈み込み、接触面積の中央端部差を小さくできなかったためである。また、段ムラ状の画像ムラがＤ評価であった。これは中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２が端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１と等しく、中央部の当接ムラを抑制できなかったためである。

【0141】

比較例６は画像濃度の中央端部差がＤ評価であった。これは弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３が、端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１より小さく、中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２より大きいため、感光体との当接時、接触面積の中央端部差が大きくなったためである。また、段ムラ状の画像ムラがＤ評価であった。これは端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１が中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２より大きく、端部Ｅの当接幅を大きくできず、中央部の当接ムラを抑制できなかったためである。

【0142】

比較例７は画像濃度の中央端部差がＤ評価であった。これは弾性体粒子の代わりに無機粒子を添加しており、感光体との当接時、無機粒子が変形せず、接触面積の中央端部差を小さくできなかったためである。

【0143】

比較例８は画像濃度の中央端部差がＤ評価であった。これは弾性体粒子のマルテンス硬度Ｈ３が端部Ｅ及び中央部における硬度Ｈ１及びＨ２より大きく、感光体との当接時、端部Ｅと中央部で弾性体粒子がバインダー樹脂に沈み込み、接触面積の中央端部差を小さくできなかったためである。また、段ムラ状の画像ムラがＤ評価であった。本例では、中央部でヒートガンによる熱風の送風を行っても、耐熱性の高いＥＰＤＭでは加硫が進まなかった。そのため、中央部のバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ２を端部Ｅのバインダー樹脂のマルテンス硬度Ｈ１より大きくできなかったことで、中央部の当接ムラを抑制できなかったためである。

【符号の説明】

【0144】

１１ 導電性支持体
１２ 弾性層
２１ 凸部
Ｌ 弾性層の長手方向の長さ
Ｃ 弾性層の長手方向中央の部分
Ｅ１ 弾性層の長手方向中央から一端に向かって（３／８）Ｌ離れた部分
Ｅ２ 弾性層の長手方向中央から他端に向かって（３／８）Ｌ離れた部分
３１ 感光体
３２ 弾性体粒子
３３ バインダー樹脂
３４ 端部Ｅの当接部
３５ 中央部の当接部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】