特許 7621041 電子写真機器用帯電ロール

(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】

(24)【登録日】2025-01-16

(45)【発行日】2025-01-24

(54)【発明の名称】電子写真機器用帯電ロール

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/02 20060101AFI20250117BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20250117BHJP

   F16C 13/00 20060101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

G03G15/02 101

G03G15/00 551

F16C13/00 B

F16C13/00 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021025091

(22)【出願日】2021-02-19

(65)【公開番号】P2022127132

(43)【公開日】2022-08-31

【審査請求日】2023-11-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000219602

【氏名又は名称】住友理工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100154483

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 和寛

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 仁宏

(72)【発明者】

【氏名】鵜飼 浩

(72)【発明者】

【氏名】石田 政典

【審査官】鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２２５９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０４７３２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／０２

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｆ１６Ｃ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周面上に形成された表層と、を備え、
前記弾性体層の外周面には、軸方向に沿って規則的に螺旋を描く溝部が形成されており、
前記溝部の溝幅が４μｍ以上２８０μｍ以下であり、
前記溝部の溝深さが２μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記弾性体層の外周面のうち、前記溝部の底面の面積ａと、前記溝部以外の部分である平面部の面積ｂと、の面積比ａ／ｂが、０．３以上２．４以下であり、
前記表層は、バインダーポリマーおよび粗さ形成用粒子を含んでおり、
前記粗さ形成用粒子は、前記弾性体層の前記平面部上および前記溝部上にそれぞれ配置されており、
前記溝部上の領域における前記表層の表面粗さＲｚが、２μｍ以上１６μｍ以下であり、
前記表層全体の表面粗さＲｚが、５μｍ以上２６μｍ以下であり、
前記平面部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みよりも、前記溝部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みが厚い、電子写真機器用帯電ロール。

【請求項2】

前記粗さ形成用粒子は、１種類の粒子で構成されている、請求項１に記載の電子写真機器用帯電ロール。

【請求項3】

前記粗さ形成用粒子の材質が、ポリウレタン、ポリアミド、アクリル樹脂のうちのいずれか１種である、請求項１または請求項２に記載の電子写真機器用帯電ロール。

【請求項4】

前記粗さ形成用粒子の平均粒子径が、３μｍ以上３２μｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子写真機器用帯電ロール。

【請求項5】

前記平面部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みと、前記溝部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みの差が、４μｍ以上１６μｍ以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子写真機器用帯電ロール。

【請求項6】

前記弾性体層が、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ヒドリンゴムのうちのいずれか１種以上を含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子写真機器用帯電ロール。

【請求項7】

前記表層のバインダーポリマーが、ポリウレタン、ポリアミドのうちのいずれか１種である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子写真機器用帯電ロール。

【請求項8】

前記弾性体層の外周面には、軸方向に沿って規則的に右ねじ様に螺旋を描く溝部と軸方向に沿って規則的に左ねじ様に螺旋を描く溝部とが交差する網目状の溝部が形成されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電子写真機器用帯電ロール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器において好適に用いられる電子写真機器用帯電ロールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

電子写真機器の帯電ロールとしては、芯金などの軸体の外周面上にゴム弾性を有する弾性体層を有し、その弾性体層の外周面上に表層を有するものが知られている。また、帯電ロールでは、例えば荷電特性などから、表層のバインダーポリマーに粗さ形成用粒子を添加することがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開２０１８／０２５８７０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、表層に添加された粗さ形成用粒子は凝集しやすいことから、粗さ形成用粒子を添加する粗さ形成方法においては表面粗さの均一性が低下しやすい。特に、粒径の異なる２種以上の粗さ形成用粒子を用いて表面凹凸を形成しようとすると、粒径の異なる粒子ごとに凝集するため、表面粗さの均一性が特に低下しやすい。表面粗さの均一性が低下すると、帯電ロールの放電特性の均一性が低下するおそれがある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、放電特性の均一性に優れる電子写真機器用帯電ロールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周面上に形成された表層と、を備え、前記弾性体層の外周面には、軸方向に沿って規則的に螺旋を描く溝部が形成されており、前記溝部の溝幅が４μｍ以上２８０μｍ以下であり、前記溝部の溝深さが２μｍ以上３０μｍ以下であり、前記弾性体層の外周面のうち、前記溝部の底面の面積ａと、前記溝部以外の部分である平面部の面積ｂと、の面積比ａ／ｂが、０．３以上２．４以下であり、前記表層は、バインダーポリマーおよび粗さ形成用粒子を含んでおり、前記粗さ形成用粒子は、前記弾性体層の前記平面部上および前記溝部上にそれぞれ配置されており、前記溝部上の領域における前記表層の表面粗さＲｚが、２μｍ以上１６μｍ以下であり、前記表層全体の表面粗さＲｚが、５μｍ以上２６μｍ以下であり、前記平面部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みよりも、前記溝部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みが厚いものである。

【0007】

前記粗さ形成用粒子は、１種類の粒子で構成されているとよい。前記粗さ形成用粒子の材質は、ポリウレタン、ポリアミド、アクリル樹脂のうちのいずれか１種であるとよい。前記粗さ形成用粒子の平均粒子径は、３μｍ以上３２μｍ以下であるとよい。前記平面部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みと、前記溝部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みの差は、４μｍ以上１６μｍ以下であるとよい。前記弾性体層は、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ヒドリンゴムのうちのいずれか１種以上を含むとよい。前記表層のバインダーポリマーは、ポリウレタン、ポリアミドのうちのいずれか１種であるとよい。前記弾性体層の外周面には、軸方向に沿って規則的に右ねじ様に螺旋を描く溝部と軸方向に沿って規則的に左ねじ様に螺旋を描く溝部とが交差する網目状の溝部が形成されているとよい。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る電子写真機器用帯電ロールによれば、軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周面上に形成された表層と、を備え、前記弾性体層の外周面には、軸方向に沿って規則的に螺旋を描く溝部が形成されており、前記溝部の溝幅が４μｍ以上２８０μｍ以下であり、前記溝部の溝深さが２μｍ以上３０μｍ以下であり、前記弾性体層の外周面のうち、前記溝部の底面の面積ａと、前記溝部以外の部分である平面部の面積ｂと、の面積比ａ／ｂが、０．３以上２．４以下であり、前記表層は、バインダーポリマーおよび粗さ形成用粒子を含んでおり、前記粗さ形成用粒子は、前記弾性体層の前記平面部上および前記溝部上にそれぞれ配置されており、前記溝部上の領域における前記表層の表面粗さＲｚが、２μｍ以上１６μｍ以下であり、前記表層全体の表面粗さＲｚが、５μｍ以上２６μｍ以下であり、前記平面部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みよりも、前記溝部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みが厚いことから、放電特性の均一性に優れる。

【0009】

前記粗さ形成用粒子が１種類の粒子で構成されていると、弾性体層の凹凸形状を帯電ロールの表面凹凸に反映しやすいため、帯電ロールの表面凹凸を制御しやすい。また、粗さ形成用粒子の凝集を制御しやすいため、表面粗さの均一性を向上することができる。さらに、粗さ形成用粒子を覆うバインダーポリマーの厚みを調整しやすいため、放電特性の均一性を向上することができる。

【0010】

前記粗さ形成用粒子の材質が、ポリウレタン、ポリアミド、アクリル樹脂のうちのいずれか１種であると、誘電率の高い材料で前記粗さ形成用粒子が構成されるため、ロール表面の帯電性が向上する。

【0011】

前記粗さ形成用粒子の平均粒子径が３μｍ以上３２μｍ以下であると、適切な凹凸が形成されやすい。これにより、放電特性の均一性を向上することができる。

【0012】

前記平面部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みと前記溝部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みの差が４μｍ以上であると、平面部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの表面の電荷量が相対的に大きくなり、黒点画像が発生しない環境幅が広がる。また、上記厚みの差が１６μｍ以下であると、適切な厚みに維持されるため、適切な凹凸が形成されやすい。これにより、放電特性の均一性を向上することができる。

【0013】

前記弾性体層がイソプレンゴム、ニトリルゴム、ヒドリンゴムのうちのいずれか１種以上を含むと、圧縮永久歪が小さく、帯電ロールのセット時における変形部に対応するスジ画像の発生が抑えられる。

【0014】

前記表層のバインダーポリマーが、ポリウレタン、ポリアミドのうちのいずれか１種であると、誘電率の高い材料で前記バインダーポリマーが構成されるため、ロール表面の帯電性が向上する。また、圧縮永久歪が小さく、帯電ロールのセット時における変形部に対応するスジ画像の発生が抑えられる。

【0015】

前記弾性体層の外周面に、軸方向に沿って規則的に右ねじ様に螺旋を描く溝部と軸方向に沿って規則的に左ねじ様に螺旋を描く溝部とが交差する網目状の溝部が形成されていると、表面粗さの均一性が向上する。これにより、放電特性の均一性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る電子写真機器用帯電ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ－Ａ線断面図（ｂ）である。

【図2】弾性体層の外周面に形成された溝部の形状を示す弾性体層の外観模式図である。

【図3】表層の拡大断面図である。

【図4】弾性体層の外周面に形成された溝部の形状の変形例を示す弾性体層の外観模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明に係る電子写真機器用帯電ロール（以下、単に帯電ロールということがある。）について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用帯電ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ－Ａ線断面図（ｂ）である。図２は、弾性体層の外周面に形成された溝部の形状を示す弾性体層の外観模式図である。図３は、表層の拡大断面図である。

【0018】

帯電ロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周面上に形成された弾性体層１４と、弾性体層１４の外周面上に形成された表層１６と、を備える。弾性体層１４は、帯電ロール１０のベースとなる層（基層）である。表層１６は帯電ロール１０の表面に現れる層となっている。なお、特に図示しないが、必要に応じて、抵抗調整層等の中間層が、弾性体層１４と表層１６の間に形成されていてもよい。

【0019】

軸体１２は、導電性を有するものであれば特に限定されない。具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。軸体１２の表面には、必要に応じて、接着剤、プライマーなどを塗布しても良い。つまり、弾性体層１４は、接着剤層（プライマー層）を介して軸体１２に接着されていてもよい。接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行っても良い。

【0020】

図２に示すように、弾性体層１４の外周面には、軸方向に沿って規則的に螺旋を描く溝部２２が形成されている。より具体的には、弾性体層１４の外周面には、軸方向に沿って規則的に右ねじ様に螺旋を描く溝部２２ａと軸方向に沿って規則的に左ねじ様に螺旋を描く溝部２２ｂとが交差する網目状の溝部２２が形成されている。規則的とは、軸方向に一定の間隔で溝部２２が形成されていることをいう。弾性体層１４の外周面において、溝部２２以外の部分は平面部２４である。図３に示すように、平面部２４は、溝部２２の底面２２１よりも径方向外側に突出している。弾性体層１４は、相対的に径方向内側に配置される溝部２２の底面２２１と相対的に径方向外側に配置される平面部２４とにより、外周面に表面凹凸が形成されたものとなっている。そして、溝部２２が軸方向に沿って規則的に螺旋を描くように形成されているため、弾性体層１４の外周面には、均一な表面凹凸が形成されている。また、軸方向に沿って規則的に右ねじ様に螺旋を描く溝部２２ａと左ねじ様に螺旋を描く溝部２２ｂとが交差する網目状の溝部２２が形成されているため、網目状ではない溝部のものと比較して、弾性体層１４の外周面には、より均一な表面凹凸が形成されている。

【0021】

溝部２２の溝幅ｗは、４μｍ以上２８０μｍ以下である。また、溝部２２の溝深さｄは、２μｍ以上３０μｍ以下である。そして、弾性体層１４の外周面のうち、溝部２２の底面２２１の面積ａと平面部２４の面積ｂとの面積比ａ／ｂは、０．３以上２．４以下である。

【0022】

溝部２２の溝幅ｗが４μｍ未満であると、溝幅ｗが小さすぎて、粗さ形成用粒子１８が溝部２２に入らなくなる。このため、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８ｂに起因する表面粗さＲｚと溝部２２上の粗さ形成用粒子１８ａに起因する表面粗さＲｚの差が小さくなり、帯電不足による横スジが発生する。小さい溝幅ｗに収まる大きさの粗さ形成用粒子１８を用いると、十分な放電を確保する粗さが形成できなくなる。また、この観点から、溝部２２の溝幅ｗは、用いる粗さ形成用粒子１８の平均粒子径の大きさに合わせて、５μｍ以上、１０μｍ以上、２０μｍ以上、３０μｍ以上、４０μｍ以上、５０μｍ以上などにするとよい。

【0023】

溝部２２の溝幅ｗが２８０μｍ超であると、溝幅ｗが大きすぎて、粗さ形成用粒子１８を溝部２２に均一に配置できなくなる。大きい溝幅ｗに合う大きさの粗さ形成用粒子１８を用いると、粗さ形成用粒子１８に起因する凸部が大きくなりすぎて、表面粗さが大きくなりすぎ、適切な表面粗さにすることができない。これにより、均一な放電特性が得られない。また、溝幅ｗが大きすぎると、溝部２２上の粗さ形成用粒子１８を覆うバインダーポリマー１６ａが感光体に接触しやすくなるため、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８ｂを覆うバインダーポリマー１６ａおよびその下の粗さ形成用粒子１８ｂの摩耗だけでなく溝部２２上の粗さ形成用粒子１８ａを覆うバインダーポリマー１６ａおよびその下の粗さ形成用粒子１８ａの摩耗も発生するため、耐久時に表層１６の表面全体が摩耗し、画像にムラが発生する。また、この観点から、溝部２２の溝幅ｗは、用いる粗さ形成用粒子１８の平均粒子径の大きさに合わせて、２５０μｍ以下、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、１００μｍ以下などにするとよい。

【0024】

溝部２２の溝深さｄが２μｍ未満であると、溝深さｄが小さすぎて、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８ｂに起因する表面粗さＲｚと溝部２２上の粗さ形成用粒子１８ａに起因する表面粗さＲｚの差が小さくなりすぎて、帯電不足による横スジが発生する。小さい溝深さｄに合わせて小さい粗さ形成用粒子１８を用いると、十分な放電を確保する粗さが形成できなくなる。また、この観点から、溝部２２の溝深さｄは、用いる粗さ形成用粒子１８の平均粒子径の大きさに合わせて、３μｍ以上、５μｍ以上、１０μｍ以上などにするとよい。

【0025】

溝部２２の溝深さｄが３０μｍ超であると、溝深さｄが大きすぎて、溝部２２に配置する粗さ形成用粒子１８によって溝部２２上に表面粗さを形成することができない。このため、耐久後の画像に黒点（カブリ）が発生する。大きい溝深さｄに合わせて大きい粗さ形成用粒子１８を用いると、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８ｂに起因する表面粗さＲｚと溝部２２上の粗さ形成用粒子１８ａに起因する表面粗さＲｚの差が大きくなりすぎて、放電しにくくなる。また、この観点から、溝部２２の溝深さｄは、用いる粗さ形成用粒子１８の平均粒子径の大きさに合わせて、２５μｍ以下、２０μｍ以下などにするとよい。

【0026】

溝部２２の底面２２１の面積ａと平面部２４の面積ｂとの面積比ａ／ｂが０．３未満であると、あるいは２．４超であると、底面２２１の面積ａと平面部２４の面積ｂのバランスが悪くなり、表面凹凸の均一性が低下する。これにより、耐久後にムラ画像が発生しやすい。また、底面２２１の面積ａと平面部２４の面積ｂのバランスが悪くなると、弾性体層１４と表層１６の密着性が低下する。また、この観点から、面積比ａ／ｂは、０．５以上、０．７以上などにするとよい。また、２．０以下、１．８以下、１．５以下などにするとよい。

【0027】

溝部２２の溝幅ｗは、弾性体層１４の外周面をレーザー顕微鏡にて撮影し、撮影した画像に観察される溝部２２の１００点の溝幅ｗの平均から算出する。溝部２２の溝深さｄは、弾性体層１４の径方向の断面をレーザー顕微鏡にて撮影し、撮影した画像に観察される溝部２２の１００点の溝深さｄの平均から算出する。溝部２２の底面２２１の面積ａと平面部２４の面積ｂとの面積比ａ／ｂは、弾性体層１４の外周面の任意の５か所をレーザー顕微鏡にて撮影し、撮影した画像の所定の範囲（０．１ｍｍ×０．１ｍｍ）に観察される溝部２２の底面２２１の面積ａと平面部２４の面積ｂをそれぞれ算出し、その比の平均から算出する。

【0028】

弾性体層１４は、架橋ゴムを含有する。弾性体層１４は、未架橋ゴムを含有する導電性ゴム組成物により形成される。架橋ゴムは、未架橋ゴムを架橋することにより得られる。未架橋ゴムは、極性ゴムであってもよいし、非極性ゴムであってもよい。

【0029】

極性ゴムは、極性基を有するゴムであり、極性基としては、クロロ基、ニトリル基、カルボキシル基、エポキシ基などを挙げることができる。極性ゴムとしては、具体的には、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、アクリルゴム（アクリル酸エステルと２－クロロエチルビニルエーテルとの共重合体、ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などを挙げることができる。極性ゴムのうちでは、体積抵抗率が特に低くなりやすいなどの観点から、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）がより好ましい。

【0030】

ヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリンの単独重合体（ＣＯ）、エピクロルヒドリン－エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン－アリルグリシジルエーテル二元共重合体（ＧＣＯ）、エピクロルヒドリン－エチレンオキサイド－アリルグリシジルエーテル三元共重合体（ＧＥＣＯ）などを挙げることができる。

【0031】

ウレタンゴムとしては、分子内にエーテル結合を有するポリエーテル型のウレタンゴムを挙げることができる。ポリエーテル型のウレタンゴムは、両末端にヒドロキシル基を有するポリエーテルとジイソシアネートとの反応により製造できる。ポリエーテルとしては、特に限定されるものではないが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどを挙げることができる。ジイソシアネートとしては、特に限定されるものではないが、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどを挙げることができる。

【0032】

非極性ゴムとしては、シリコーンゴム（Ｑ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）などが挙げられる。非極性ゴムのうちでは、低硬度でへたりにくい（弾性回復性に優れる）などの観点から、シリコーンゴムがより好ましい。

【0033】

弾性体層１４は、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ヒドリンゴムのうちのいずれか１種以上を含むとよい。弾性体層１４がイソプレンゴム、ニトリルゴム、ヒドリンゴムのうちのいずれか１種以上を含むと、圧縮永久歪が小さく、帯電ロール１０のセット時における変形部に対応するスジ画像の発生が抑えられる。

【0034】

架橋剤としては、硫黄架橋剤、過酸化物架橋剤、脱塩素架橋剤を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独で用いても良いし、２種以上組み合わせて用いても良い。

【0035】

硫黄架橋剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄、塩化硫黄、チウラム系加硫促進剤、高分子多硫化物などの従来より公知の硫黄架橋剤を挙げることができる。

【0036】

過酸化物架橋剤としては、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ケトンパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ジアシルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドなどの従来より公知の過酸化物架橋剤を挙げることができる。

【0037】

脱塩素架橋剤としては、ジチオカーボネート化合物を挙げることができる。より具体的には、キノキサリン－２，３－ジチオカーボネート、６－メチルキノキサリン－２，３－ジチオカーボネート、６－イソプロピルキノキサリン－２，３－ジチオカーボネート、５，８－ジメチルキノキサリン－２，３－ジチオカーボネートなどを挙げることができる。

【0038】

架橋剤の配合量としては、ブリードしにくいなどの観点から、未架橋ゴム１００質量部に対して、好ましくは０．１～２質量部の範囲内、より好ましくは０．３～１．８質量部の範囲内、さらに好ましくは０．５～１．５質量部の範囲内である。

【0039】

架橋剤として脱塩素架橋剤を用いる場合には、脱塩素架橋促進剤を併用しても良い。脱塩素架橋促進剤としては、１，８－ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン－７（以下、ＤＢＵと略称する。）もしくはその弱酸塩を挙げることができる。脱塩素架橋促進剤は、ＤＢＵの形態として用いても良いが、その取り扱い面から、その弱酸塩の形態として用いることが好ましい。ＤＢＵの弱酸塩としては、炭酸塩、ステアリン酸塩、２－エチルヘキシル酸塩、安息香酸塩、サリチル酸塩、３－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸塩、フェノール樹脂塩、２－メルカプトベンゾチアゾール塩、２－メルカプトベンズイミダゾール塩などを挙げることができる。

【0040】

脱塩素架橋促進剤の含有量としては、ブリードしにくいなどの観点から、未架橋ゴム１００質量部に対して、０．１～２質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．３～１．８質量部の範囲内、さらに好ましくは０．５～１．５質量部の範囲内である。

【0041】

弾性体層１４には、導電性付与のため、導電剤を配合することができる。導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤が挙げられる。電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物が挙げられる。導電性金属酸化物としては、導電性チタン酸化物、導電性亜鉛酸化物、導電性スズ酸化物などが挙げられる。イオン導電剤としては、４級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤などが挙げられる。また、弾性体層１４には、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、滑剤、加硫促進剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などを挙げることができる。

【0042】

弾性体層１４は、架橋ゴムの種類、イオン導電剤の配合量、電子導電剤の配合などにより、所定の体積抵抗率に調整することができる。弾性体層１４の体積抵抗率は、用途などに応じて１０^２～１０^１０Ω・ｃｍ、１０^３～１０^９Ω・ｃｍ、１０^４～１０^８Ω・ｃｍの範囲などに適宜設定すればよい。

【0043】

弾性体層１４の厚みは、特に限定されるものではなく、用途などに応じて０．１～１０ｍｍの範囲内などで適宜設定すればよい。

【0044】

表層１６は、バインダーポリマー１６ａと、粗さ形成用粒子１８と、を含む。

【0045】

バインダーポリマー１６ａは、表層１６を構成するベースポリマーである。バインダーポリマー１６ａとしては、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ブチラール樹脂（ＰＶＢ）、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素ゴム、フッ素樹脂、フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物、シリコーン樹脂、シリコーングラフトアクリルポリマー、アクリルグラフトシリコーンポリマー、ニトリルゴム、ウレタンゴムなどを挙げることができる。

【0046】

バインダーポリマー１６ａは、ポリウレタン、ポリアミドのうちのいずれか１種が好ましい。表層１６のバインダーポリマー１６ａがポリウレタン、ポリアミドのうちのいずれか１種であると、誘電率の高い材料でバインダーポリマー１６ａが構成されるため、ロール表面の帯電性が向上する。また、圧縮永久歪が小さく、帯電ロール１０のセット時における変形部に対応するスジ画像の発生が抑えられる。ポリウレタンには、ウレタン樹脂、ウレタンゴム、ウレタンエラストマーが含まれる。ポリアミドは、変性されたものであってもよい。変性ポリアミドとしては、Ｎ－メトキシメチル化ナイロンなどのアルコキシ化ポリアミドなどを挙げることができる。

【0047】

粗さ形成用粒子１８は、表層１６の表面に粗さを付与するための粒子である。つまり、表層１６の表面に凹凸を付与するための粒子である。図３に示すように、粗さ形成用粒子１８は、弾性体層１４の平面部２４上および溝部２２上にそれぞれ配置されている。弾性体層１４の平面部２４と溝部２２の底面２２１との間の段差により、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８ｂ（平面部２４上に配置される粗さ形成用粒子１８ｂ）と溝部２２上の粗さ形成用粒子１８ａ（溝部２２上に配置される粗さ形成用粒子１８ａ）とは、同じ粒子径であっても、径方向外側への突出度合が異なっている。弾性体層１４の平面部２４と溝部２２の底面２２１との間の段差により、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８ｂが溝部２２上の粗さ形成用粒子１８ａよりも径方向外側に突出している。

【0048】

径方向外側により突出している、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８ｂに起因する凸部が感光体に接触する部分となり、径方向のより内側にある、溝部２２上の粗さ形成用粒子１８ａに起因する凸部は感光体に接触しない部分となる。溝部２２上の粗さ形成用粒子１８ａに起因する凸部は、放電の起点となる。表層１６は、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８ｂを含むことで、感光体と帯電ロール１０との間に適切な放電空間が確保される。また、表層１６は、溝部２２上の粗さ形成用粒子１８ａを含むことで、放電の起点が確保される。このように、表層１６の表面凹凸は、感光体と帯電ロール１０との間における放電空間を増加させ、放電を促す。これにより、帯電性を向上させ、横スジやムラなどの画像不具合を抑えることができる。本発明に係る帯電ロール１０では、弾性体層１４の平面部２４と溝部２２の底面２２１との間に段差があることで、表層１６に含まれる粗さ形成用粒子１８が同じ粒子径であっても、容易に感光体と帯電ロール１０との間に適切な放電空間と放電の起点を形成することができる。

【0049】

溝部２２上の領域Ｍにおける表層１６の表面粗さＲｚは、２μｍ以上１６μｍ以下とする。また、表層１６全体の表面粗さＲｚは、５μｍ以上２６μｍ以下とする。これにより、感光体と帯電ロール１０との間に適切な放電空間と放電の起点を形成することができる。

【0050】

溝部２２上の領域Ｍにおける表層１６の表面粗さＲｚが２μｍ未満であると、この表面粗さＲｚが小さすぎて放電の起点が不十分であり、放電が不十分となって、耐久後の画像において黒点（カブリ）が抑えられない。また、この観点から、この表面粗さＲｚは、より好ましくは３μｍ以上、さらに好ましくは５μｍ以上である。一方、溝部２２上の領域Ｍにおける表層１６の表面粗さＲｚが１６μｍ超であると、表層１６全体の表面粗さＲｚが大きくなりすぎて、放電しにくくなり、耐久後の画像において黒点（カブリ）が抑えられない。また、この観点から、この表面粗さＲｚは、より好ましくは１５μｍ以下、さらに好ましくは１２μｍ以下である。

【0051】

表層１６全体の表面粗さＲｚが５μｍ未満であると、この表面粗さＲｚが小さすぎて放電の起点が不十分であり、放電が不十分となって、耐久後の画像において黒点（カブリ）が抑えられない。また、この観点から、この表面粗さＲｚは、より好ましくは７μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上である。一方、表層１６全体の表面粗さＲｚが２６μｍ超であると、この表面粗さＲｚが大きくなりすぎて、放電しにくくなり、耐久後の画像において黒点（カブリ）が抑えられない。また、この観点から、この表面粗さＲｚは、より好ましくは２５μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下である。

【0052】

表面粗さＲｚは、１０点平均粗さであり、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）に準拠して、任意の５か所で測定された値の平均値である。表層１６全体の表面粗さＲｚは、レーザー顕微鏡（例えばキーエンス製「ＶＫ－９５１０」など）を用いて観察することにより測定することができる。４００倍で撮影した画像において、解析プログラム（プログラム名 ＫＥＹＥＮＣＥ ＶＫ Ａｎａｌｙｚｅｒ解析アプリケーション）における面粗さモードにて算出された値を表層１６全体の表面粗さＲｚとすることができる。溝部２２上の領域における表層１６の表面粗さＲｚは、レーザー顕微鏡（例えばキーエンス製「ＶＫ－９５１０」など）を用いて観察することにより測定することができる。撮影した画像において、解析プログラム（プログラム名 ＫＥＹＥＮＣＥ ＶＫ Ａｎａｌｙｚｅｒ解析アプリケーション）における面粗さモードにて溝部０．０１ｍｍ^２を選択して算出された値を溝部２２上の領域における表層１６の表面粗さＲｚとすることができる。

【0053】

表層１６の表面粗さＲｚは、溝部２２の溝幅ｗ、溝深さｄ、溝部２２の底面２２１と平面部２４の面積比ａ／ｂ、粗さ形成用粒子１８の粒子径、バインダーポリマー１６ａの厚みなどを調整することにより調整することができる。

【0054】

粗さ形成用粒子１８としては、樹脂製粒子、無機粒子など、帯電ロールの表層１６に添加される粗さ形成用粒子１８として用いられる粒子が用いられる。粗さ形成用粒子１８の材質は、特に限定されるものではない。粗さ形成用粒子１８の材質としては、ポリウレタン、ポリアミド、アクリル樹脂のうちのいずれか１種が好ましい。粗さ形成用粒子１８の材質がポリウレタン、ポリアミド、アクリル樹脂のうちのいずれか１種であると、誘電率の高い材料で粗さ形成用粒子１８が構成されるため、ロール表面の帯電性が向上する。

【0055】

粗さ形成用粒子１８の大きさは、特に限定されるものではないが、適切な凹凸が形成され、放電特性の均一性を向上することができるなどの観点から、平均粒子径３μｍ以上３２μｍ以下が好ましい。より好ましくは平均粒子径５μｍ以上３０μｍ以下、さらに好ましくは平均粒子径１０μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。粗さ形成用粒子１８の平均粒子径は、表層１６の表面をレーザー顕微鏡にて観察し、表面観察時に見える粗さ形成用粒子１８の直径を粒径とし、任意の２０点の平均で表す。

【0056】

粗さ形成用粒子１８は、１種類の粒子で構成されていてもよいし、２種類以上の粒子で構成されていてもよい。１種類の粒子とは、第１に、材質の同じ粒子をいう。材質が同じであるとは、ポリマー製の粒子において、広い範囲で、例えばポリウレタンに含まれるものどうしを同じものといってもよいし、狭い範囲で、モノマーの構成が同じものを同じものといってもよい。より好ましくは、狭い範囲で、モノマーの構成が同じものを同じものとするとよい。また、１種類の粒子とは、第２に、粒子径の同じ粒子をいう。粒子径が同じであるとは、粒子径が均一であることをいう。例えば、任意の位置の５０か所について、粗さ形成用粒子１８の直径を測定し、その平均をμとし、その偏差をσとし、μ／σが４．９７以下である場合をいう。粗さ形成用粒子１８の直径は、レーザー顕微鏡（例えばキーエンス製「ＶＫ－９５１０」など）を用いて粒子の直径を観察することにより測定することができる。

【0057】

粗さ形成用粒子１８は、好ましくは１種類の粒子で構成されているとよい。粗さ形成用粒子１８が材質や粒子径の異なる２種類以上の粒子で構成されていると、粗さ形成用粒子１８の材質や粒子径による放電特性への影響の違いをさらに考慮して粗さ形成用粒子１８を覆うバインダーポリマー１６ａの厚みを調整する必要が生じる。粗さ形成用粒子１８が材質や粒子径の面で１種類の粒子で構成されていると、粗さ形成用粒子１８を覆うバインダーポリマー１６ａの厚みを調整しやすい。これにより、放電特性の均一性を向上することができる。また、粒子径の大きく異なる２種類の粒子を含む場合、大きさの異なる粒子それぞれが凝集しやすく分散性が低下しやすい。粗さ形成用粒子１８が粒子径の面で１種類の粒子で構成されていると、粗さ形成用粒子１８の凝集を制御しやすいため、表面粗さの均一性を向上することができる。また、粗さ形成用粒子１８が粒子径の面で１種類の粒子で構成されていると、弾性体層１４の凹凸形状を帯電ロールの表面凹凸に反映しやすいため、帯電ロールの表面凹凸を制御しやすい。

【0058】

表層１６において、バインダーポリマー１６ａの厚みは、所定の厚みとする。溝部２２上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの厚みｔ１は、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの厚みｔ２よりも厚くしている。こうすることで、溝部２２上の粗さ形成用粒子１８の上での放電量と平面部２４上の粗さ形成用粒子１８の上での放電量を同じに調整し、放電特性の均一性を向上することができる。これにより、黒点画像の発生を抑えることができる。これは、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８の存在する部分は感光体と接地することで溝部２２上の粗さ形成用粒子１８の存在する部分よりも放電量に劣るため、各位置で放電量を同じにするためには、溝部２２上の粗さ形成用粒子１８の存在する部分よりも平面部２４上の粗さ形成用粒子１８の存在する部分の膜厚を薄くして静電容量を大きくし、表面の電荷量を多くする必要があるからである。

【0059】

溝部２２上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの厚みｔ１と平面部２４上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの厚みｔ２の差（ｔ１－ｔ２）は、４μｍ以上１６μｍ以下であることが好ましい。上記厚みの差（ｔ１－ｔ２）が４μｍ以上であると、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの表面の電荷量が相対的に大きくなり、黒点画像が発生しない環境幅が広がる。この観点から、上記厚みの差（ｔ１－ｔ２）は、より好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは６μｍ以上である。また、上記厚みの差（ｔ１－ｔ２）が１６μｍ以下であると、適切な厚みに維持されるため、適切な凹凸が形成されやすい。これにより、放電特性の均一性を向上することができる。この観点から、上記厚みの差（ｔ１－ｔ２）は、より好ましくは１５μｍ以下、さらに好ましくは１２μｍ以下である。

【0060】

溝部２２上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの厚みｔ１は、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。上記厚みｔ１が５μｍ以上であると、放電箇所の抵抗が均一となりやすく、放電特性が均一になりやすい。また、この観点から、上記厚みｔ１は、より好ましくは６μｍ以上、さらに好ましくは７μｍ以上である。そして、上記厚みｔ１が２０μｍ以下であると、溝部２２上の表層１６の表面に適度な粗さが確保され、放電領域を確保することができる。また、この観点から、上記厚みｔ１は、より好ましくは１８μｍ以下、さらに好ましくは１５μｍ以下である。

【0061】

平面部２４上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの厚みｔ２は、１．０μｍ以上４．０μｍ以下であることが好ましい。上記厚みｔ２が１．０μｍ以上であると、放電箇所の抵抗が均一となりやすく、放電特性が均一になりやすい。また、この観点から、上記厚みｔ２は、より好ましくは１．５μｍ以上、さらに好ましくは２．０μｍ以上である。そして、上記厚みｔ２が４．０μｍ以下であると、表層１６の表面に適度な粗さが確保され、放電領域を確保することができる。また、この観点から、上記厚みｔ２は、より好ましくは３．５μｍ以下、さらに好ましくは３．０μｍ以下である。

【0062】

バインダーポリマー１６ａの厚みｔ１，ｔ２は、レーザー顕微鏡（例えばキーエンス製「ＶＫ－９５１０」など）を用いて断面を観察することにより測定することができる。例えば、溝部２２上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの任意の位置の５か所について、バインダーポリマー１６ａの厚みを測定し、その平均によってｔ１を表すことができる。また、平面部２４上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの任意の位置の５か所について、バインダーポリマー１６ａの厚みを測定し、その平均によってｔ２を表すことができる。

【0063】

溝部２２上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの厚みｔ１を平面部２４上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの厚みｔ２よりも厚くするには、溝部２２上の粗さ形成用粒子１８が持つ表面エネルギーの不安定さと、溝部２２のベースゴムが持つエネルギーの不安定さの両方を利用するとよい。すなわち、溝部２２上の粗さ形成用粒子１８がバインダーポリマー１６ａを多くまとって安定化しようとする点と、溝部２２のベースゴムがバインダーポリマー１６ａを多くまとって安定化しようとする点を利用するとよい。

【0064】

粗さ形成用粒子１８の表層１６における含有量は、特に限定されるものではないが、粗さ形成用粒子１８の分散性が向上し、均一な帯電性を確保しやすいなどの観点から、表層１６のバインダーポリマー１６ａ１００質量部に対し、３質量部以上５０質量部以下であることが好ましい。より好ましくは５質量部以上３０質量部以下である。

【0065】

表層１６には、導電性付与のため、導電剤を配合することができる。導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤が挙げられる。電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物が挙げられる。導電性金属酸化物としては、導電性チタン酸化物、導電性亜鉛酸化物、導電性スズ酸化物などが挙げられる。イオン導電剤としては、４級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤などが挙げられる。また、表層１６には、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、可塑剤、レベリング剤、充填剤、加硫促進剤、加工助剤、離型剤などを挙げることができる。

【0066】

表層１６の体積抵抗率は、帯電性などの観点から、半導電領域に設定するとよい。具体的には、例えば、１．０×１０^７～１．０×１０^１０Ω・ｃｍの範囲内に設定するとよい。体積抵抗率は、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠して測定することができる。

【0067】

弾性体層１４は、例えば、次のようにして形成することができる。まず、軸体１２をロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、未架橋の導電性ゴム組成物を注入して、加熱・硬化（架橋）させた後、脱型するか、あるいは、軸体１２の表面に未架橋の導電性ゴム組成物を押出成形するなどにより、軸体１２の外周に弾性体層１４を形成する。

【0068】

弾性体層１４の外周面に溝部２２を形成する方法としては、研磨、型成形などが挙げられる。いずれの方法においても、弾性体層１４の外周面に規則的な溝部２２を形成することができる。研磨による場合には、例えば、弾性体層１４を有するロール体を軸中心に一定速度で回転させながら、弾性体層１４の外周面に接触させた砥石を一定速度で一方の軸方向に移動させることにより、弾性体層１４の外周面に軸方向に沿って規則的に螺旋を描く溝部２２を形成することができる。また、例えば、上記砥石が一方の軸方向に移動した後、他方の軸方向に移動することにより、弾性体層１４の外周面に軸方向に沿って規則的に右ねじ様に螺旋を描く溝部２２ａと軸方向に沿って規則的に左ねじ様に螺旋を描く溝部２２ｂとが交差する網目状の溝部２２を形成することができる。

【0069】

表層１６は、表層１６の形成材料を用い、これを弾性体層１４の外周面に塗工し、乾燥処理などを適宜行うことにより形成することができる。表層１６の形成材料は、希釈溶媒を含んでもよい。希釈溶媒としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ），メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ），メタノール，エタノールなどのアルコール系溶媒、ヘキサン，トルエンなどの炭化水素系溶媒、酢酸エチル，酢酸ブチルなどの酢酸系溶媒、ジエチルエーテル，テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、水などが挙げられる。

【0070】

以上の構成の帯電ロール１０によれば、弾性体層１４の外周面に軸方向に沿って規則的に螺旋を描く溝部２２が形成され、その溝部２２の溝幅ｗ・溝深さｄおよび溝部２２の底面２２１と平面部２４の面積割合ａ／ｂが特定範囲にあることで、粗さ形成用粒子１８を弾性体層１４の平面部２４上および溝部２２上の両方に均一にバランスよく配置でき、所望の表面粗さを形成して弾性体層１４の平面部２４上と溝部２２上の間に所望の粗さ差を形成して、適切な放電量に調整することができる。さらに、溝部２２上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの厚みを平面部２４上の粗さ形成用粒子１８を覆っているバインダーポリマー１６ａの厚みよりも厚くしていることで、放電量を均一にすることができる。このため、放電特性の均一性に優れる。

【0071】

本発明に係る帯電ロール１０は、全体的に平坦な弾性体層の外周面に大きさの異なる大小２種類の粗さ形成用粒子を配置することで帯電ロールに表面凹凸を形成するのではなく、弾性体層１４の外周面に所定の凹凸形状を形成しておき、そこに所定の大きさの比較的均一な粗さ形成用粒子１８を配置することで帯電ロール１０に表面凹凸を形成するものである。粗さ形成用粒子１８は、弾性体層１４の溝部２２上だけでなく平面部２４上にも配置する。これにより、弾性体層１４の表面凹凸の段差が帯電ロール１０の表面凹凸として現れる。粗さ形成用粒子１８が比較的均一であると、弾性体層１４の表面凹凸が帯電ロール１０の表面に反映されやすい。弾性体層１４の溝部２２上だけでなく平面部２４上にも粗さ形成用粒子１８を配置するには、粗さ形成用粒子１８の大きさに対し、溝部２２の溝幅ｗが大きすぎても小さすぎてもよくない。溝部２２の溝幅ｗが所定の大きさであることで、溝部２２上だけでなく平面部２４上にも確実に均一に粗さ形成用粒子１８を配置することができる。同様に、平面部２４の幅が大きすぎても小さすぎてもよくない。平面部２４上にも確実に均一に粗さ形成用粒子１８を配置するには、所定の面積比であるとよい。そして、本発明では、弾性体層１４の外周面に所定の凹凸形状を形成しているが、これにより、全体的に平坦な弾性体層の外周面と比較して、弾性体層の外周面の表面積をより大きくすることができる。これにより、放電しやすさが向上する。これは、例えば弾性体層１４の溝部２２が表層１６のバインダーポリマー１６ａによって埋まっていても発揮される効果である。この効果は、これまでにはない知見である。この点からも、本発明の構成による利点がある。

【0072】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。

【0073】

例えば上記実施形態では、弾性体層１４の外周面には、軸方向に沿って規則的に右ねじ様に螺旋を描く溝部２２ａと軸方向に沿って規則的に左ねじ様に螺旋を描く溝部２２ｂとが交差する網目状の溝部２２が形成されているが、弾性体層１４の外周面に形成される溝部２２は、右ねじ様に螺旋を描く溝部２２ａと左ねじ様に螺旋を描く溝部２２ｂのいずれか一方であってもよい。例えば、図４に示すように、左ねじ様に螺旋を描く溝部２２ｂのみを有する溝部２２であってもよい。いずれか一方よりも網目状の溝部２２のほうが、粗さの均一性の面でより有利である。

【実施例】

【0074】

以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。

【0075】

（実施例１）
＜導電性ゴム組成物の調製＞
イソプレンゴム１００質量部に対し、カーボンブラック３０質量部、酸化亜鉛６質量部、ステアリン酸２質量部、硫黄１質量部、チアゾール系加硫促進剤０．５質量部、チラウム系加硫促進剤０．５質量部、重質炭酸カルシウム５０質量部を配合し、５０℃ に温度調節した密閉型ミキサーを用いて１０分間混練し、導電性ゴム組成物を調製した。

【0076】

導電性ゴム組成物の材料として、以下の材料を準備した。
・イソプレンゴム（ＩＲ）：ＪＳＲ製「ＪＳＲ ＩＲ２２００」
・カーボンブラック：キャボットジャパン製「ショウブラックＮ７６２」
・酸化亜鉛：堺化学工業製「酸化亜鉛２種」
・ステアリン酸：日本油脂製「ステアリン酸さくら」
・硫黄：鶴見化学工業製「粉末硫黄」
・チアゾール系加硫促進剤：大内新興化学工業製「ノクセラーＤＭ」
・チラウム系加硫促進剤：大内新興化学工業製「ノクセラーＴＲＡ」
・重質炭酸カルシウム：白石カルシウム製「ホワイトンＢ」、平均粒子径３．６μｍ

【0077】

＜弾性体層の作製＞
成形金型（パイプ状）に芯金（直径８ｍｍ）をセットし、上記組成物を注入し、１８０℃で３０分加熱した後、冷却、脱型して、芯金の外周に、厚さ１．９ｍｍの導電性ゴム弾性体からなる弾性体層を成形した。次いで、弾性体層を有するロール体を軸中心に一定速度で回転させながら、弾性体層の外周面に接触させた砥石を一定速度で一方の軸方向に移動させ、引き続き、弾性体層の外周面に接触させた砥石を一定速度で他方の軸方向に移動させることにより、図２に示すような、弾性体層の外周面に軸方向に沿って規則的に右ねじ様に螺旋を描く溝部と軸方向に沿って規則的に左ねじ様に螺旋を描く溝部とが交差する網目状の溝部を形成した。各条件は以下のとおりである。
ロール体の回転速度・・・５００ｒｐｍ
砥石の移動速度・・・０．０５ｍ／ｓ
砥石の周速度・・・７２ｍ／ｓ
砥石粒度・・・＃１５００
溝のピッチ・・・０．３ｍｍ

【0078】

＜表層の作製＞
表に記載の配合組成（質量部）となるように粗さ形成用粒子とバインダーポリマーと、導電剤としてカーボンブラックを配合し、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）２００質量部を加え、所定の攪拌速度で混合攪拌することにより、表層形成用の液状組成物を調製した。次いで、攪拌を続けながら、この液状組成物を弾性体層の外周面にロールコートし、熱処理を施すことにより、弾性体層の外周に厚さ１．０μｍの表層を形成した。これにより、実施例１の帯電ロールを作製した。

【0079】

（実施例２）
＜導電性ゴム組成物の調製＞
ＮＢＲ１００質量部に対し、ステアリン酸０．７質量部、酸化亜鉛５質量部、ハイドロタルサイト２質量部、過酸化物架橋剤３質量部、カーボン２０質量部を配合し、これらを攪拌機により撹拌、混合して、導電性ゴム組成物を調製した。

【0080】

導電性ゴム組成物の材料として、以下の材料を準備した。
・ＮＢＲ：日本ゼオン製「Ｎｉｐｏｌ １０４１」
・ステアリン酸：日油製「ステアリン酸さくら」
・酸化亜鉛：堺化学工業製「酸化亜鉛２種」
・ハイドロタルサイト：協和化学工業製「ＤＨＴ４Ａ」
・過酸化物架橋剤：日油製「パークミルＤ４０」
・カーボン：ケッチェンブラックインターナショナル製「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」
＜弾性体層の作製＞
加熱温度を１７０℃に変更し、実施例１と同様にして、導電性ゴム弾性体からなる弾性体層を成形した。次いで、実施例１と同様にして、研磨により弾性体層の外周面に網目状の溝部を形成した。

【0081】

＜表層の作製＞
実施例１と同様にして、弾性体層の外周に厚さ１．０μｍの表層を形成した。これにより、実施例２の帯電ロールを作製した。

【0082】

（実施例３）
＜導電性ゴム組成物の調製＞
ヒドリンゴム１００質量部に対し、加硫助剤を５質量部、カーボンを１０質量部、加硫促進剤を０．５質量部、硫黄を２質量部、充填剤を５０質量部添加し、これらを攪拌機により撹拌、混合して導電性ゴム組成物を調製した。

【0083】

導電性ゴム組成物の材料として、以下の材料を準備した。
・ヒドリンゴム（ＥＣＯ、日本ゼオン製「Ｈｙｄｒｉｎ Ｈ１１００」）
・加硫助剤（酸化亜鉛、三井金属製「酸化亜鉛２種」）
・カーボン（ケッチェンブラックインターナショナル製「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」）
・加硫促進剤（２－メルカプトベンゾチアゾール、大内新興化学工業社製「ノクセラーＭ－Ｐ」）
・硫黄（鶴見化学工業社製、「サルファックスＰＴＣ」）
・充填剤（炭酸カルシウム、白石工業製「白艶華ＣＣ」）
＜弾性体層の作製＞
実施例１と同様にして、導電性ゴム弾性体からなる弾性体層を成形した。次いで、実施例１と同様にして、研磨により弾性体層の外周面に網目状の溝部を形成した。

【0084】

＜表層の作製＞
実施例１と同様にして、弾性体層の外周に厚さ１．０μｍの表層を形成した。これにより、実施例３の帯電ロールを作製した。

【0085】

（実施例４，５，７，８）
表層材料を変更し、実施例３と同様にして、実施例４，５，７，８の帯電ロールを作製した。

【0086】

（実施例６）
図４に示すような、弾性体層の外周面に軸方向に沿って規則的に左ねじ様に螺旋を描く溝部を形成し、実施例３と同様にして、実施例６の帯電ロールを作製した。

【0087】

（比較例１～８）
表層材料を変更し、実施例３と同様にして、比較例１～８の帯電ロールを作製した。

【0088】

表層材料として用いた材料は以下の通りである。
・バインダーポリマー（ＰＡ）：鉛市製「ファインレジンＦＲ－１０１」
・バインダーポリマー（ＰＵ）：根上工業製「ＡＲＴ Ｒｅｓｉｎ ＵＮ－３３３」
・粗さ形成用粒子（ＰＵ＜１＞）：根上工業製「アートパールＴＫ－１００ＴＲ」平均粒子径２μｍ
・粗さ形成用粒子（ＰＵ＜２＞）：根上工業製「アートパールＣ－１０００透明」平均粒子径３μｍ
・粗さ形成用粒子（ＰＵ＜３＞）：根上工業製「アートパールＣ－３００透明」平均粒子径２２μｍ
・粗さ形成用粒子（ＰＵ＜４＞）：根上工業製「アートパールＣ－２００透明 分級品」平均粒子径３２μｍ
・粗さ形成用粒子（ＰＵ＜５＞）：根上工業製「アートパールＣ－２００透明 分級品」平均粒子径３５μｍ
・粗さ形成用粒子（ＰＡ）：東レ製「ＴＲ－２」平均粒子径２２μｍ
・粗さ形成用粒子（ＰＭＭＡ）：根上工業製「アートパールＧＲ－２００透明」平均粒子径２２μｍ
・カーボンブラック：東海カーボン製「シースト９Ｈ」

【0089】

帯電ロールの研磨した弾性体層の表面分析および断面分析を行い、溝部の溝幅、溝部の溝深さ、溝部の底面の面積ａと平面部の面積ｂとの面積比ａ／ｂを算出した。また、作製した帯電ロールについて、表面粗さＲｚおよび表層のバインダーポリマーの厚みを測定した。

【0090】

（弾性体層の凹凸形状）
溝部の溝幅は、弾性体層の外周面をレーザー顕微鏡にて撮影し、撮影した画像に観察される任意の溝部１００点の溝幅の平均から算出した。溝部の溝深さは、弾性体層の径方向の断面をレーザー顕微鏡にて撮影し、撮影した画像に観察される任意の溝部１００点の溝深さの平均から算出した。溝部の底面の面積ａと平面部の面積ｂとの面積比ａ／ｂは、弾性体層の外周面の任意の５か所をレーザー顕微鏡にて撮影し、撮影した画像の所定の範囲（０．１ｍｍ×０．１ｍｍ）に観察される溝部の底面の面積ａと平面部の面積ｂをそれぞれ算出し、その比の平均から算出した。

【0091】

（表面粗さＲｚ）
表面粗さＲｚは、１０点平均粗さであり、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）に準拠して、任意の５か所で測定された値の平均値である。表層全体の表面粗さＲｚは、レーザー顕微鏡（キーエンス製「ＶＫ－９５１０」）を用いて観察することにより測定した。４００倍で撮影した画像において、解析プログラム（プログラム名 ＫＥＹＥＮＣＥ ＶＫ Ａｎａｌｙｚｅｒ解析アプリケーション）における面粗さモードにて算出された値を表層全体の表面粗さＲｚとした。溝部上の領域における表層の表面粗さＲｚは、レーザー顕微鏡（キーエンス製「ＶＫ－９５１０」）を用いて観察することにより測定した。撮影した画像において、解析プログラム（プログラム名 ＫＥＹＥＮＣＥ ＶＫ Ａｎａｌｙｚｅｒ解析アプリケーション）における面粗さモードにて溝部０．０１ｍｍ^２を選択して算出された値を溝部の表面粗さＲｚとした。

【0092】

（バインダー厚）
レーザー顕微鏡（キーエンス製「ＶＫ－Ｘ１００」）を用いて表層の径方向断面を４００倍で観察することにより測定した。図２に示すように、溝部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚み（バインダー厚ｔ１）と、平面部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚み（バインダー厚ｔ２）と、を測定した。それぞれ任意の位置の５箇所において測定し、それぞれその平均によって表した。

【0093】

（画像評価：ムラ）
作製した帯電ロールを実機（ＲＩＣＯＨ製「ＭＰ Ｃ６００４」）のユニット（ブラック）に取り付け、１０℃×１０％ＲＨ環境下にて２５％濃度ハーフトーンにて画出しを行い、５０万枚耐久後の評価を行った。画像にムラがなかったものを良好「〇」、画像にムラが生じたものを不良「×」とした。

【0094】

（画像評価：横スジ）
作製した帯電ロールを実機（ＲＩＣＯＨ製「ＭＰ Ｃ６００４」）のユニット（ブラック）に取り付け、１０℃×１０％ＲＨ環境下にて２５％濃度ハーフトーンにて画出しを行い、５０万枚耐久後の評価を行った。画像に横スジがなかったものを特に良好「○」、画像に横スジが現れ、画像の影響が大きかったものを不良「×」とした。

【0095】

（画像評価：セットスジ）
作製した帯電ロールを実機（ＲＩＣＯＨ製「ＭＰ Ｃ６００４」）のユニット（ブラック）に取り付け、５０℃×９５％ＲＨ環境下にて１週間放置した。その後、その帯電ロールを実機（ＲＩＣＯＨ製「ＭＰ Ｃ６００４」）のユニット（ブラック）に取り付けたまま、１０℃×１０％ＲＨ環境下にて２５％濃度ハーフトーンにて画出しを行った。画像にセットスジがなかったものを特に良好「○」、画像にセットスジが現れ、画像の影響が大きかったものを不良「×」とした。

【0096】

（画像評価：黒点（カブリ））
作製した帯電ロールを実機（ＲＩＣＯＨ製「ＭＰ Ｃ６００４」）のユニット（ブラック）に取り付け、１０℃×１０％ＲＨ環境下にて２５％濃度ハーフトーンにて画出しを行い、５０万枚耐久後の評価を行った。画像に黒点がなかったものを良好「○」、１点でも発見された場合を不良「×」とした。

【0097】

【表1】

【0098】

【表2】

【0099】

比較例１は、溝幅が小さすぎて、粗さ形成用粒子が溝部に入らない。このため、平面部上の粗さ形成用粒子に起因する表面粗さと溝部上の粗さ形成用粒子に起因する表面粗さの差が小さく、帯電不足による横スジが発生している。なお、小さい溝幅に収まる大きさの粗さ形成用粒子を用いると、十分な放電を確保する粗さが形成できなくなる。比較例２は、溝幅が大きすぎて、粗さ形成用粒子を溝部に均一に配置できていない。このため、耐久後のムラが発生した。なお、大きい溝幅に合う大きさの粗さ形成用粒子を用いると、粗さ形成用粒子に起因する凸部が大きくなりすぎて、表面粗さが大きくなりすぎ、適切な表面粗さにすることができない。これにより、均一な放電特性が得られない。また、比較例２は、溝幅が大きすぎて、溝部上の粗さ形成用粒子を覆うバインダーポリマーが感光体に接触しやすくなるため、平面部上の粗さ形成用粒子を覆うバインダーポリマーおよびその下の粗さ形成用粒子の摩耗だけでなく溝部上の粗さ形成用粒子を覆うバインダーポリマーおよびその下の粗さ形成用粒子の摩耗も発生し、耐久時に表層の表面全体が摩耗し、画像にムラが発生している。

【0100】

比較例３は、溝深さが小さすぎて、平面部上の粗さ形成用粒子に起因する表面粗さと溝部上の粗さ形成用粒子に起因する表面粗さの差が小さく、帯電不足による横スジが発生している。なお、小さい溝深さに合わせて小さい粗さ形成用粒子を用いると、十分な放電を確保する粗さが形成できなくなる。比較例４は、溝深さが大きすぎて、溝部に配置する粗さ形成用粒子によって溝部上に表面粗さを形成することができていない。このため、耐久後の画像に黒点（カブリ）が発生している。なお、大きい溝深さに合わせて大きい粗さ形成用粒子を用いると、平面部上の粗さ形成用粒子に起因する表面粗さと溝部上の粗さ形成用粒子に起因する表面粗さの差が大きくなりすぎて、放電しにくくなる。

【0101】

比較例５，６は、溝部の底面の面積ａと平面部の面積ｂとの面積比ａ／ｂが所定の範囲内に入っておらず、いずれか一方の割合が大きくなりすぎている。このため、表面凹凸の均一性が低下し、耐久後にムラ画像が発生する。

【0102】

比較例７は、表層全体の表面粗さＲｚが小さすぎて、十分な放電を確保する粗さが形成できていない。このため、帯電不足による横スジが発生している。比較例８は、表層全体の表面粗さＲｚおよび溝部上の領域における表層の表面粗さＲｚが大きすぎて、放電しにくくなっている。このため、耐久後の画像に黒点（カブリ）が発生している。

【0103】

一方、実施例は、弾性体層の外周面に軸方向に沿って規則的に螺旋を描く溝部が形成されており、その溝部の溝幅・溝深さおよび溝部の底面と平面部の面積割合ａ／ｂが特定範囲にあり、表層はバインダーポリマーおよび粗さ形成用粒子を含んでおり、粗さ形成用粒子は弾性体層の平面部上および溝部上にそれぞれ配置されており、溝部上の領域における表層の表面粗さＲｚおよび表層全体の表面粗さＲｚが特定範囲にあり、平面部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みよりも溝部上の粗さ形成用粒子を覆っているバインダーポリマーの厚みが厚い。このため、実施例は、画像評価において、耐久後のムラ、横スジ、黒点（カブリ）の問題が抑えられており、放電特性の均一性に優れることがわかる。また、画像においてセットスジの発生もなく、耐久後の表層の剥がれも観察されなかった。

【0104】

以上、本発明の実施形態・実施例について説明したが、本発明は上記実施形態・実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。

【符号の説明】

【0105】

１０ 帯電ロール
１２ 軸体
１４ 弾性体層
１６ 表層
１８ 粗さ形成用粒子
２２ 溝部
２４ 平面部
１６ａ バインダーポリマー
１８ａ 溝部上の粗さ形成用粒子
１８ｂ 平面部上の粗さ形成用粒子
２２１ 溝部の底面
２２ａ 右ねじ様に螺旋を描く溝部
２２ｂ 左ねじ様に螺旋を描く溝部
ｗ 溝幅
ｄ 溝深さ
Ｍ 溝部上の領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】