JP5477745B2

JP5477745B2 - 帯電ロール

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Publication number: JP5477745B2
Application number: JP2010200349A
Authority: JP
Inventors: 孝祐大浦
Original assignee: Synztec Co Ltd
Current assignee: Synztec Co Ltd
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-09-07
Also published as: JP2011095725A

Description

本発明は、電子写真式複写機及びプリンター、またはトナージェット式複写機及びプリンターなどの画像形成装置の感光体等に一様な帯電を付与するために使用される帯電ロールに関する。

電子写真式複写機及びプリンターなどの画像形成装置等に用いられる帯電ロールとしては、感光体等への非汚染性の他、所定の導電性が要求される。

しかしながら、従来の帯電ロールは、感光体に残留したトナーや外添剤が付着しやすいという問題があった。外添剤等が付着しやすいと、長期間の使用により外添剤等が多量に付着して、抵抗値変化やそのばらつきが生じ、帯電特性が低下してしまう。なお、帯電特性が低下すると、画像形成装置の画像不良を招いてしまう。

そこで、表面粗さ（Ｒｚ；十点平均粗さ）を下げて、表面を平滑にした帯電ロールが提案されている（特許文献１参照）。また、トナー及びその外添剤の付着防止のために導電性被覆部材の表面に３．０μｍ以下の有機または無機微粒子の層を形成した帯電ロールが提案されている（特許文献２参照）。

さらに、長期間に亘って使用しても帯電特性を維持できるものが求められている。

特開２０００−１３７３６９号公報特開２００６−０９１４９５号公報

本発明は、上述した事情に鑑み、帯電特性を長期間に亘って維持できる帯電ロールを提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明の第１の態様は、芯金の外周に少なくとも一層の導電性ゴム弾性層を有する帯電ロールにおいて、前記帯電ロールの表面状態は、当該帯電ロールの軸方向の十点平均粗さＲｚ_１、当該帯電ロールの周方向の十点平均粗さＲｚ_２、当該帯電ロールの軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ_１、当該帯電ロールの周方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ_２としたとき、下記式を満たし、前記帯電ロールのマイクロ硬度は、４８〜６０°であることを特徴とする帯電ロールにある。
［数１］
１．００＜Ｒｚ_１／Ｒｚ_２≦２．００
０＜Ｓｍ_１／Ｓｍ_２≦１．００
Ｒｚ_１＞１１μｍ

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の帯電ロールにおいて、下記式を満たすことを特徴とする帯電ロールにある。
［数２］
Ｒｚ_１＜３４μｍ
５０μｍ＜Ｓｍ_１＜１３０μｍ

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様に記載の帯電ロールにおいて、前記導電性ゴム弾性層の表層部にはイソシアネート化合物を含む表面処理液により表面処理された表面処理層が設けられていることを特徴とする帯電ロールにある。

本発明の第４の態様は、第１〜３のいずれか一つの態様に記載の帯電ロールにおいて、前記導電性ゴム弾性層の表面は、耐水研磨ペーパによる湿式研磨により形成されていることを特徴とする帯電ロールにある。

本発明の帯電ロールは、軸方向の表面粗さを周方向の表面粗さより大きく且つ所定の値よりも大きくし、軸方向の凹凸の平均間隔を周方向の凹凸の平均間隔以下とすると共に、所定の硬度とすることにより、凹部にトナーや外添剤が捕捉され難く、帯電特性を長期間に亘って維持できるという効果を奏する。

本発明にかかる帯電ロールのイメージを表す概略斜視図である。一実施形態にかかる帯電ロールの湿式研磨の様子を示す図である。試験例２におけるサンプル１の帯電ロールの表面の拡大写真である。試験例２におけるサンプル７の帯電ロールの表面の拡大写真である。試験例２におけるサンプル１０の帯電ロールの表面の拡大写真である。試験例２におけるサンプル１３の帯電ロールの表面の拡大写真である。試験例２におけるサンプル１８の帯電ロールの表面の拡大写真である。試験例２におけるサンプル２７の帯電ロールの表面の拡大写真である。試験例２におけるサンプル２８の帯電ロールの表面の拡大写真である。試験例２におけるサンプル２９の帯電ロールの表面の拡大写真である。試験例２におけるサンプル４０の帯電ロールの表面の拡大写真である。試験例２におけるサンプル４１の帯電ロールの表面の拡大写真である。試験例２におけるサンプル４２の帯電ロールの表面の拡大写真である。試験例２におけるサンプル４３の帯電ロールの表面の拡大写真である。

本発明の帯電ロールは、従来の帯電ロールのように表面全体の粗さを小さくするのではなく、軸方向の表面粗さを周方向の表面粗さより大きく且つ所定の値よりも大きくし、軸方向の凹凸の平均間隔を周方向の凹凸の平均間隔以下とすると共に、所定の硬度とすることにより、凹部にトナーや外添剤が捕捉され難く、帯電特性を長期間に亘って維持するというものである。

本発明の帯電ロールは、所定の導電性を有するゴム弾性体からなるものであれば、特に限定されず、１層からなっても２層以上でもよい。また、最表面にコーティング層を設けてあってもよく、最上層に表面処理層を設けてあってもよい。何れにしても、ロールの表面が、軸方向の表面粗さと周方向の粗さの関係、軸方向の凹凸の平均間隔と周方向の凹凸の平均間隔の関係、及び軸方向の粗さが所定の条件を満たす状態となっており、ロールのマイクロ硬度は、４８〜６０°である。ロールの表面は、具体的には、帯電ロールの軸方向の十点平均粗さＲｚ_１、帯電ロールの周方向の十点平均粗さＲｚ_２、帯電ロールの軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ_１、当該帯電ロールの周方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ_２としたとき、下記式を満たすものである。
［数３］
１．００＜Ｒｚ_１／Ｒｚ_２≦２．００
０＜Ｓｍ_１／Ｓｍ_２≦１．００
Ｒｚ_１＞１１μｍ

このような表面状態とすることにより、良好な摩擦係数と十分な帯電特性を維持したまま、トナーや外添剤が凹部にトラップされるのを抑制することができる。すなわち、帯電特性を低下させることなく、トナーや外添剤が付着するのを抑制して帯電特性を長期間に亘って維持することができる。

本発明の帯電ロールのマイクロ硬度は、４８〜６０°である。帯電ロールのマイクロ硬度がこの範囲となることにより、画像形成の際に良好な画像を得るものとなる。帯電ロールのマイクロ硬度が４８°未満となると、凸部が潰れて汚れやすく、画像不良が発生する。一方、マイクロ硬度が６０°より大きくなると、表面の凸部が画像に現れてしまう。

また、軸方向の十点平均粗さＲｚ_１、周方向の十点平均粗さＲｚ_２、軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ_１が下記式を満たすものであるのが好ましい。
［数４］
Ｒｚ_１＜３４μｍ
５０μｍ＜Ｓｍ_１＜１３０μｍ

帯電ロールの表面状態が上述した範囲となることにより、帯電特性を良好に維持しつつ、トナーや外添剤が付着するのを抑制することができる。Ｒｚ_１が３４μｍ以上となると、十分な帯電特性が得られなくなってしまう虞がある。

また、帯電ロールは、さらに好ましくは、下記式を満たすものである。
［数５］
１３．７μｍ≦Ｒｚ_１≦２７．６μｍ
５３．０μｍ≦Ｓｍ_１≦１２３．５μｍ

これにより、優れた帯電特性を維持しつつ、トナーや外添剤が付着するのを抑制することができ、帯電特性を長期間に亘って維持することができる。

ここで、本発明の帯電ロールについて、図を用いて説明する。図１は、本発明にかかる帯電ロールのイメージを表す概略斜視図である。図１に示すように、帯電ロール１は、シャフト２上に導電性ゴム弾性層３が設けられている。この導電性ゴム弾性層３の外周面は、周方向に長い所定幅の凸部４が断続的に設けられることにより、周方向に沿って延びる所定幅の凹部が形成されている。すなわち、凹凸部を構成する凹部は、間隔をもって配置される周方向に長い凸部４と凸部４の間に形成される長溝により構成される。上述した式［数３］は、このように周方向に沿って延びる所定幅の溝が設けられている状態を示している。ここで、上記のＲｚ_１／Ｒｚ_２＞１．００は、周方向に沿って延びる所定幅の溝が設けられていることを示しており、０＜Ｓｍ_１／Ｓｍ_２≦１．００は、軸方向に沿って延びる所定幅の溝が周方向に沿って延びる所定幅の溝より小さいことを示している。本願発明の帯電ロールは、周方向に沿って延びる所定幅の凹部が設けられているものであり、周方向の凹凸の平均間隔は、測定部分によって大きく異なってしまうのに対し、軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ_１は測定部分によって大きく左右されることがない。なお、ここでいう「周方向に沿って」とは、軸方向に対して、例えば、４５°〜１３５°程度の角度のものを指している。かかる溝は、周方向に亘って形成されている必要はなく、ある程度の長さで切れていてもよく、溝と溝とが交差するように設けられているのが好ましい。周方向に沿って延びる溝を設けることにより、トナー等がすり抜けて、帯電ロール表面に付着し難くなる。また、凹部にトナーが付着したとしても、感光体等との接触部分において、トナー等の付着部分の相対的な面積が小さいため、感光体等に一様な帯電を付与することができる。なお、Ｒｚ_１／Ｒｚ_２が１未満となると、軸方向に沿って延びる所定幅の溝が設けられている状態となり、長期間に亘って使用すると、凹部にトナー等が多量に付着して、帯電特性が低下したり、画像形成の際に画像に横筋が発生したりしてしまう。一方、Ｒｚ_１／Ｒｚ_２が２より大きくなると、画像形成の際に凹凸が大きくなりすぎることにより放電バラツキが生じて、画像不良が発生したりしてしまう。また、Ｒｚ_１が１１μｍ以下になると、十分な効果が得られずトナー等が付着しやすくなってしまう。

また、上記［数３］〜［数５］では、軸方向の十点平均粗さＲｚ_１及び軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ_１を規定することにより、軸方向の凸部の高さや軸方向の凸部の幅等を規定している。

このような表面状態を形成するには、例えば、ロールを研磨する際に、耐水研磨ペーパによる湿式研磨を施すのが好ましい。このとき、軸方向の表面粗さが周方向の表面粗さよりも大きくなるように研磨する。

ここで、湿式研磨は、耐水研磨ペーパ、例えば、耐水性のサンドペーパを用い、これに研磨液を供給しながらロールを回転させた状態で当接させることにより、研磨する。具体的には、図２に示すように、耐水研磨ペーパ１１を巻き出しロール１２から受けロール１３に巻きかけて巻き取りロール１４へ巻き取りながら、耐水研磨ペーパ１１上へ研磨液１５を供給し、受けロール１３に対向させて配置した帯電ロール１を回転させた状態で耐水研磨ペーパ１１へ当接させる。この状態で帯電ロール１を軸方向へ移動させながら研磨することにより、上述した表面状態が得られる。すなわち、周方向に延びる所定の凹凸を設け、軸方向の表面粗さを周方向の表面粗さより大きくし、軸方向の凹凸の平均間隔を周方向の凹凸の平均間隔以下とする。

また、必要に応じて、耐水ペーパによる湿式研磨を施す前に研磨砥石による乾式研磨を行っても良い。乾式研磨は、具体的には、例えば、ロールを回転させた状態で、回転砥石を当接させながら軸方向に亘って移動させることにより行う。

ここで、本発明の導電性ゴム弾性層は、ゴム基材に導電性付与材を添加して成形・加硫したものである。ゴム基材としては、ポリウレタン、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム等を挙げることができる。ポリウレタンとしては、特に、エーテル系又はエステル系ポリオールとイソシアネートとを反応して得られるポリウレタンが好ましく、特にエーテル系ポリウレタンを用いるのが好ましい。エーテル系ポリウレタンは、エーテル系ポリオールを主体とするポリオールとポリイソシアネートとを反応することにより得られる、いわゆる注型タイプのポリウレタンが好ましい。これは圧縮永久ひずみを小さくするためである。

一方、ポリオールと反応させるイソシアネートとしては、例えば、２，４−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３−ジメチルジフェニル−４，４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、及びこれらのイソシアネートを両末端に有するプレポリマー等の変性体や多量体などを挙げることができる。

また、導電性付与材としては、カーボンブラック、金属粉などの電子導電性付与材や、イオン導電付与材、又はこれらの両者を混合して用いることができる。イオン導電付与材としては、有機塩類、無機塩類、金属錯体、イオン性液体等が挙げられる。有機塩類、無機塩類としては、過塩素酸リチウム、４級アンモニウム塩、三フッ化酢酸ナトリウムなどが挙げられる。また、金属錯体としては、ハロゲン化第二鉄−エチレングリコールなどを挙げることができ、具体的には、特許第３６５５３６４号公報に記載されたものを挙げることができる。一方、イオン性液体は、室温で液体である溶融塩であり、常温溶融塩とも呼ばれるものであり、特に、融点が７０℃以下、好ましくは３０℃以下のものをいう。具体的には、特開２００３−２０２７２２号公報に記載されたものを挙げることができる。

また、本発明の帯電ロールは、研磨した後、表面処理層やコーティング層を設けてもよいが、表面状態を維持し且つ所定の摩擦係数及び帯電特性を有するように表面処理を施すのが好ましい。表面処理を行うことにより、ロールの軸方向の凹凸の山数が増加する傾向になるが、いずれにしても最終的な表面状態が上述した状態となるようにする。

表面処理層は、導電性ゴム弾性層を表面処理液に浸漬させる又は表面処理液をスプレー塗布などにより塗布し、乾燥硬化させることにより形成することができ、表面処理液は導電性ゴム弾性層の表層部に含浸されて表面処理層となる。

ここで、表面処理液は、有機溶剤に、少なくともイソシアネート成分を溶解させたものである。

表面処理液に含まれるイソシアネート成分としては、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）及び３，３−ジメチルジフェニル−４，４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）などのイソシアネート化合物、および前記の多量体および変性体などを挙げることができる。さらに、ポリオールとイソシアネートからなるプレポリマーを挙げることができる。

また、表面処理液には、ポリエーテル系ポリマーを含有させてもよい。ここで、ポリエーテル系ポリマーは、有機溶剤に可溶であるのが好ましく、また、活性水素を有して、イソシアネート化合物と反応して化学的に結合可能なものが好ましい。

活性水素を有する好適なポリエーテル系ポリマーとしては、例えば、エピクロルヒドリンゴムが挙げられる。ここでいうエピクロルヒドリンゴムは未加硫状態のものを指す。エピクロルヒドリンゴムは、表面処理層に導電性と共に弾性を付与することができるため好ましい。なお、エピクロルヒドリンゴムは、末端に活性水素（水酸基）を有しているが、ユニットに水酸基、アリル基などの活性水素を有しているものも好ましい。なお、エピクロルヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体、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やその誘導体などを挙げることができる。

活性水素を有する他の好適なポリエーテル系ポリマーとしては、水酸基又はアリル基を有するポリマーが挙げられ、例えば、ポリオール、グリコール等が挙げられる。このようなポリエーテル系ポリマーは活性水素を有する基を両末端に備えたものよりも片末端にのみ備えたものが好ましい。また、数平均分子量が３００〜１０００であることが好ましい。表面処理層に弾性を付与することができるためである。このようなポリエーテル系ポリマーとしては、例えば、ポリアルキレングリコールモノメチルエーテル、ポリアルキレングリコールジメチルエーテル、アリル化ポリエーテル、ポリアルキレングリコールジオール、ポリアルキレングリコールトリオール等を挙げることができる。

このように表面処理液にポリエーテル系ポリマーを添加することで、表面処理層の柔軟性や強度が向上し、その結果、所望のロールの表面が磨耗したり、当接する感光体等の表面を傷つけたりする虞がなくなる。

また、表面処理液には、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択されるポリマーを含有させてもよい。

本発明の表面処理液に用いられるアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーは、所定の溶剤に可溶でイソシアネート化合物と反応して化学的に結合可能なものである。アクリルフッ素系ポリマーは、例えば、水酸基、アルキル基、又はカルボキシル基を有する溶剤可溶性のフッ素系ポリマーであり、例えば、アクリル酸エステルとアクリル酸フッ化アルキルのブロックコポリマーやその誘導体等を挙げることができる。また、アクリルシリコーン系ポリマーは、溶剤可溶性のシリコーン系ポリマーであり、例えば、アクリル酸エステルとアクリル酸シロキサンエステルのブロックコポリマーやその誘導体等を挙げることができる。

また、表面処理液には、導電性付与材としてさらにアセチレンブラック、ケッチェンブ
ラック、トーカブラック等のカーボンブラックを添加してもよい。

表面処理液に用いられるカーボンブラックは、イソシアネート成分に対して０〜４０質量％であるのが好ましい。多すぎると脱落、物性低下等の問題が生じ好ましくないからである。

また、表面処理液中のアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーは、イソシアネート成分に対し、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーの総量を１０〜７０質量％となるようにするのが好ましい。１０質量％より少ないとカーボンブラック等を表面処理層中に保持する効果が小さくなる。一方、ポリマー量が７０質量％より多いと、帯電ロールの電気抵抗値が上昇し放電特性が低下するという問題や、相対的にイソシアネート成分が少なくなって有効な表面処理層が形成できないという問題がある。

さらに、表面処理液は、イソシアネート成分、および必要に応じて含有されるこれらポリエーテル系ポリマー、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーを溶解する有機溶剤を含有する。有機溶剤としては特に限定されないが、酢酸エチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の有機溶剤を用いればよい。

上述したように、導電性ゴム弾性層の表層部に表面処理液を含浸・硬化させて表面処理層を設けることで、表面処理層は、導電性ゴム弾性層の表層部に含浸されて一体的に設けられる。このような表面処理層は、主にイソシアネート成分が硬化して形成されたもので、イソシアネート成分の密度が表面から内部に向かって漸次疎になるように一体的に形成される。

ここで、このようにゴム弾性層の表面に、イソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層が設けられる場合には、この表面処理により、所定の表面状態と摩擦係数が得られると共に、電気抵抗値にバラツキが小さくなり、所定の電気抵抗値を有する帯電ロールを得られるようになるという効果も奏する。

導電性ゴム弾性層の表面にコート層を設ける場合は、例えば、導電性ゴム弾性層にコーティング剤を塗布し、乾燥硬化させることにより、コート層を成形する。コーティング剤としては、ウレタン、アクリルウレタン、ナイロン、ＮＢＲ等の周知の材料を用いることができる。なお、コーティング剤を塗布する方法としては、ディップコート法、ロールコート法、スプレーコート法等を用いるのが好適である。

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（サンプル１）
〈ロールの製法〉
エピクロルヒドリンゴム（エピクロマーＣＧ−１０２；ダイソー社製）１００質量部に、導電性付与剤としてトリフルオロ酢酸ナトリウム０．５質量部、亜鉛華３質量部、ステアリン酸２質量部、加硫剤１．５質量部をそれぞれ添加してロールミキサーで混練りし、直径６ｍｍの芯金の表面にプレス成形し、芯金表面に弾性層が形成されたロールを得た。

〈ロール表面の研磨〉
ロールを研磨砥石で研磨し、寸法を合わせた後、図２に示す装置で湿式研磨し、周方向に延びる凹凸を形成し、軸方向の表面粗さを周方向の表面粗さより大きくなるようにした。

〈表面処理液の調製〉
酢酸エチル１００質量部、イソシアネート化合物（ＭＤＩ）２０質量部を、ボールミルを用いて３時間分散混合した。

〈ロールの表面処理〉
表面処理液を２０℃に保ったまま、前記ロールを３０秒間浸漬後、１００℃に保持されたオーブンで１０時間加熱し、帯電ロールを得た。

（サンプル２〜３９）
耐水研磨ペーパの粗さ、表面処理液の濃度、ゴム基材のマイクロ硬度等を変更して、表１及び２に示す帯電ロールを得た。

（サンプル４０〜４３）
湿式研磨を行わず、表面処理液の濃度、ゴム基材のマイクロ硬度等を変更して、表２に示す帯電ロールを得た。

（試験例１）
各帯電のロールについて、表面粗さ計（小坂研究所製、ＳＥ−３３００）にて、軸方向の表面粗さＲｚ_１（μｍ）、軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ_１（μｍ）、周方向の表面粗さＲｚ_２（μｍ）を、ＪＩＳＢ０６０１−１９９４に準拠して測定した。なお、各帯電ロールの表面粗さ及び凹凸の平均間隔は、両端部及び中央部の計三箇所において測定し、平均値を求めた。結果を表１〜２に示す。

（試験例２）
サンプル１、サンプル７、サンプル１０、サンプル１３、サンプル１８、サンプル２７、サンプル２８、サンプル２９、サンプル４０〜４３の帯電ロールの表面をレーザー顕微鏡（ＶＫ−９５００；Ｋｅｙｅｎｃｅ社製）で観察した。結果を図３〜１４に示す。

（試験例３）耐汚れ性
各帯電ロールを市販のレーザープリンター（ＬＰ−８９００；ＥＰＳＯＮ社製）に組み込み、２００００枚印刷後に各帯電ロールの表面の汚れ状態を目視にて観察した。耐汚れ性は、○：汚れがない、△：わずかな汚れあり、×：汚れあり、で判定した。結果を表１〜２に示す。

（試験例４）画像評価
各帯電ロールを市販のレーザープリンター（ＬＰ−８９００；ＥＰＳＯＮ社製）に組み込み、ベタ画出し試験を行い、印刷された画像を目視にて評価した。なお、表面粗さの単位はμｍである。また、画像評価は、○：ムラなく均一な画像、△：画像ムラがわずかに観察された、×：白抜けが観察された、で判定した。結果を表１及び表２に示す。

（試験例５）マイクロ硬度
各帯電ロールのマイクロ硬度を、マイクロ硬度計（ＭＤ−１；高分子計器社製）を用いて測定した。結果を表１及び表２に示す。

（結果のまとめ）
１．００＜Ｒｚ_１／Ｒｚ_２≦２．００、０＜Ｓｍ_１／Ｓｍ_２≦１．００、１１μｍ＜Ｒｚ_１であり、マイクロ硬度が４８〜６０°であるサンプル１〜２６の帯電ロールはいずれも、耐汚れ性の試験において汚れがない、又はわずかな汚れで実使用において問題がない程度であり、且つ画像評価試験においてムラなく均一な画像、又は画像ムラがわずかで実使用において問題がない程度であった。具体的には、１１μｍ＜Ｒｚ_１＜１３．７μｍのサンプル１〜４及び２４の帯電ロールは、ロール表面にわずかな汚れがみられたがほとんど問題のない程度であり、画像評価において画像ムラは観察されなかった。一方、Ｒｚ_１＞２７．６μｍであるサンプル１８〜２３及び２５〜２６のロールは、画像ムラがわずかに観察されたが問題のない程度であり、ロール表面は汚れが観察されなかった。また、１３．７μｍ≦Ｒｚ_１≦２７．６μｍ且つ５３．０μｍ≦Ｓｍ_１≦１２３．５μｍであるサンプル５〜１７の帯電ロールは、いずれもロール表面に汚れが観察されず、画像ムラも観察されなかった。

これに対し、Ｒｚ_１／Ｒｚ_２が１未満のサンプル２７及び４０〜４３の帯電ロールは、画像評価において白抜けが確認された。一方、Ｒｚ_１／Ｒｚ_２が２より大きいサンプル３７〜３９の帯電ロールも同様に、画像評価において白抜けが確認された。

また、Ｒｚ_１が１１μｍ以下のサンプル２７〜３２の帯電ロールも同様に画像評価において白抜けが確認され、ロール汚れも観察された。また、マイクロ硬度が４５．４〜４７．３°の帯電ロールは、１．００＜Ｒｚ_１／Ｒｚ_２≦２．００、０＜Ｓｍ_１／Ｓｍ_２≦１．００、Ｒｚ_１＞１１μｍを満たすものであっても、画像評価において白抜けが確認され、ロール汚れが観察された（サンプル３３〜３６）。

以上より、１．００＜Ｒｚ_１／Ｒｚ_２≦２．００、０＜Ｓｍ_１／Ｓｍ_２≦１．００、Ｒｚ_１＞１１μｍを満たし、且つマイクロ硬度が４８〜６０°である本発明の帯電ロールは、帯電特性を低下させることなく、トナーや外添剤が付着するのを抑制して、帯電特性を長期間に亘って維持できるものであることがわかった。特に、１３．７μｍ≦Ｒｚ_１≦２７．６μｍで且つ５３．０μｍ≦Ｓｍ_１≦１２３．５μｍの帯電ロールは、優れた帯電特性を維持しつつトナーや外添剤が付着するのを抑制することができ、帯電特性を長期間に亘って維持することができるものであることがわかった。

なお、図３〜７に示すように、サンプル１、サンプル７、サンプル１０、サンプル１３、及びサンプル１８の帯電ロールの表面には周方向に長い凹部が設けられているのが確認された。これに対し、サンプル４０〜４３の帯電ロールの表面はいずれかの方向に長い凹部は観察されなかった。

１帯電ロール
１１耐水研磨ペーパ
１２巻き出しロール
１３受けロール
１４巻き取りロール
１５研磨液

Claims

芯金の外周に少なくとも一層の導電性ゴム弾性層を有する帯電ロールにおいて、前記帯電ロールの表面状態は、当該帯電ロールの軸方向の十点平均粗さＲｚ_１、当該帯電ロールの周方向の十点平均粗さＲｚ_２、当該帯電ロールの軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ_１、当該帯電ロールの周方向の凹凸の平均間隔Ｓｍ_２としたとき、下記式を満たし、前記帯電ロールのマイクロ硬度は、４８〜６０°であることを特徴とする帯電ロール。
［数１］
１．００＜Ｒｚ_１／Ｒｚ_２≦２．００
０＜Ｓｍ_１／Ｓｍ_２≦１．００
Ｒｚ_１＞１１μｍ
請求項１に記載の帯電ロールにおいて、下記式を満たすことを特徴とする帯電ロール。
［数２］
Ｒｚ_１＜３４μｍ
５０μｍ＜Ｓｍ_１＜１３０μｍ
請求項１又は２に記載の帯電ロールにおいて、前記導電性ゴム弾性層の表層部にはイソシアネート化合物を含む表面処理液により表面処理された表面処理層が設けられていることを特徴とする帯電ロール。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の帯電ロールにおいて、前記導電性ゴム弾性層の表面は、耐水研磨ペーパによる湿式研磨により形成されていることを特徴とする帯電ロール。