(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性芯体と、
前記導電性芯体上に形成された、帯電層と、表面層と、
を有し、
前記表面層が、Ｎ−メトキシメチル化ナイロンとポリアミド樹脂粒子とを含み、
前記表面層の表面には凹凸部を有し、前記凸部が平滑部を有し、
前記凸部の平滑部の長さをＡ、凹部の長さをＢとしたとき、Ｂ／Ａが０．６以上３．０以下の範囲であり、
前記凹部の深さが、２μｍ以上１０μｍ以下の範囲であることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
請求項１に記載の帯電部材を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
像保持体と、前記像保持体を帯電する請求項１に記載の帯電部材とを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】
像保持体と、前記像保持体を帯電する請求項１に記載の帯電部材と、前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、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手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【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および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機やプリンタ等の画像形成装置は、帯電装置等により像保持体（感光体）上に電荷を形成し、画像信号を変調したレーザ等により静電潜像を形成した後、帯電したトナーで静電潜像を現像してトナー像とする。そして、前記トナー像を、中間転写体を介して、あるいは直接、画像出力媒体に静電的に転写することにより、所望の転写画像を得る。
【０００３】
従来、帯電装置として、スコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用したものが多用されてきたが、コロナ放電現象を利用した帯電装置の場合には、オゾンや窒素酸化物等が発生することがある。これに対して、導電性の帯電部材である帯電ロール等を像保持体に直接接触させて像保持体の帯電を行う接触帯電方式は、オゾンや窒素酸化物等の発生が大幅に少なく、オゾンフィルタが不要であり、環境面、スペース、コスト面、電源効率等で優位であることから、最近では主流となっている。
【０００４】
近年では、帯電ロールの長寿命化を達成するため、帯電ロールの表面に付着した異物等を取り除く手段として、発泡性の清掃部材が多用されるようになった。例えば、発泡シート部材を帯電ロールの表面に当て付ける方式、発泡ロール部材を帯電ロール表面に当て付けて帯電ロールに従動させるロールクリーニング方式等が知られているが、帯電ロールの表面を一定量粗すことで、それら清掃部材の清掃性能を向上させている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、帯電ロールまたは現像ロールとして用いられる導電性ロールの製法であって、軸体の外周に、導電性弾性体層を形成し、導電性弾性体層の外周に直接もしくは他の層を介して、（Ａ）バインダーポリマ、（Ｂ）表面粗さ形成用粒子、（Ｃ）カーボンブラックおよびレーザ吸収性を有する着色剤の少なくとも一方を必須成分とする組成物を用いて保護層を形成した後、保護層の外周面にレーザを均一に照射し、保護層の表面部分を熱昇華させて薄く削り取るとともに、保護層の外周面付近に埋没する（Ｂ）成分の粒子を取り除き、保護層の外周面を、粒子の埋没跡を露呈させることにより凹凸面に形成する導電性ロールの製法が記載されている。
【０００６】
一方、特許文献２には、シャフトと、シャフトの外周に形成された弾性層と、弾性層の外周面に形成された少なくとも１層の樹脂被覆層を有する現像ローラにおいて、樹脂被覆層中に微粒子が分散されており、微粒子の平均粒径が１〜５０μｍであり、樹脂被覆層の厚さが１〜１００μｍであり、微粒子の平均粒径ａと樹脂被覆層の厚さｂとの比ａ／ｂが０．０３〜０．５であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１６８６９号公報
【特許文献２】特開２００４−１９１５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、像保持体の表面の摩耗を抑制して、像保持体を長寿命化する帯電部材、その帯電部材を備える帯電装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、導電性芯体と、前記導電性芯体上に形成された、帯電層と、表面層と、を有し、前記表面層が、Ｎ−メトキシメチル化ナイロンとポリアミド樹脂粒子とを含み、前記表面層の表面には凹凸部を有し、前記凸部が平滑部を有し、前記凸部の平滑部の長さをＡ、凹部の長さをＢとしたとき、Ｂ／Ａが０．６以上３．０以下の範囲であり、前記凹部の深さが、２μｍ以上１０μｍ以下の範囲である帯電部材である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の帯電部材を備える帯電装置である。
【００１３】
請求項３に係る発明は、像保持体と、前記像保持体を帯電する請求項１に記載の帯電部材とを備えるプロセスカートリッジである。
【００１４】
請求項４に係る発明は、像保持体と、前記像保持体を帯電する請求項１に記載の帯電部材と、前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、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手段と、を備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１によると、表面層の表面の凸部が平滑部を有さない場合に比較して、像保持体の表面の摩耗を抑制して、像保持体を長寿命化する帯電部材を提供することができる。
【００１６】
また、前記Ｂ／Ａが本範囲外の場合に比較して、像保持体の表面の摩耗を抑制して像保持体をより長寿命化し、表面の汚れを低減して長寿命である帯電部材を提供することができる。
【００１７】
また、凹部の深さが本範囲外の場合に比較して、像保持体の表面の摩耗を抑制して像保持体をより長寿命化し、表面の汚れを低減して長寿命である帯電部材を提供することができる。
【００１８】
本発明の請求項３によると、本構成を有していない場合に比較して、像保持体が長寿命であるプロセスカートリッジを提供することができる。
【００１９】
本発明の請求項４によると、本構成を有していない場合に比較して、像保持体が長寿命であり、欠陥がほとんどない画質が得られる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る帯電装置の一例の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る帯電装置の一例の概略構成を示す正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る帯電部材の表面の様子の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態に係る帯電部材の表面の様子の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る帯電部材の表面の様子の一例を示す概略図である。
【図６】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の実施形態における帯電部材の表面層に平滑部を形成する方法の一例を示す概略図である。
【図９】従来の帯電部材の表面の様子の一例を示す概略図である。
【図１０】従来の帯電部材の表面の様子の他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
＜帯電部材および帯電装置＞
本実施形態に係る帯電部材の形状としては、特に限定されるものではないが、ロール形状、ブレード形状、シート形状、パッド形状等が挙げられる。これらの中でも、高い均一ニップ性等の点から、ロール形状（いわゆる帯電ロール）が好ましい。
【００２３】
以下、本実施形態に係る帯電部材が一例として帯電ロールであることを前提に、導電性芯体、帯電層、表面層等についてより詳細に説明するが、もちろんこれら各層の構成材料は、他の形状の帯電部材についても同様に用いてもよい。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る帯電部材を用いた帯電装置の一例の概略構成を示した側面図である。また、図２は、本実施形態に係る帯電装置の一例の概略構成を示した正面図である。図１の帯電装置１は、画像形成装置に備えられる像保持体の表面を帯電させる帯電部材であって、軸中心に回転する円筒状の帯電部材である帯電ロール１０と、帯電ロール１０に接触して帯電ロール１０の表面を清掃するための帯電部材清掃部材であるクリーニングロール１２とを備える。帯電ロール１０は、導電性芯体１４と、導電性芯体１４の外周に形成された帯電層１６と、帯電層１６の外周に形成された表面層１８とを備える。クリーニングロール１２は、芯体２０と、芯体２０の外周に形成された円筒状の弾性層２２とを備える。
【００２５】
帯電装置１において、帯電ロール１０は、像保持体である感光体２４に対して導電性芯体１４の両端部に設置したコイルバネ２６（図２参照）等の弾性部材により感光体２４の表面に押し付けられ、感光体２４に従動する。一方、クリーニングロール１２は、帯電ロール１０の導電性芯体１４とクリーニングロール１２の芯体２０との軸受けの距離でベアリング２８（図２参照）で保持され、クリーニングロール１２は、所定の食いこみ量で帯電ロール１０に従動する。なお、帯電ロール１０およびクリーニングロール１２はそれぞれ感光体２４、帯電ロール１０に従動させてもよいし、別個に駆動させてもよい。
【００２６】
本実施形態に係る帯電ロール１０において、図３に示すように、表面層１８の表面には凹凸部（凹部３０と凸部３２）が形成され、凸部３２が平滑化されており、平滑部３４を有する。表面層１８において、表面が凹凸形状であり、凸部３２の高さがなるべく一定になるように形成され、高さのばらつきが少ないことが好ましい。表面層１８の凸部３２の高さがばらついている場合に比較して、感光体の磨耗速度を遅らせる効果があり、感光体を長寿命化することができる。
【００２７】
すなわち、図４に示すように、凸部３２の高さを安定化させることにより、感光体２４の表面と帯電ロール１０の表面層１８のニップ近傍で生じる放電による放電電荷量が安定化し、大容量電流をかけなくてもよい。そのため、感光体の表面層の磨耗が抑制され、感光体の寿命が長くなる。
【００２８】
また、本実施形態に係る帯電ロール１０によれば、画像形成装置内で発生し感光体に付着したトナー成分や紙粉等の異物がクリーニングブレードをすり抜け、下流に位置する帯電ロールに電気的、機械的、表面エネルギ等によって移行しても、表面層１８に凹凸部が形成されているため、帯電ロール１０に接する感光体、クリーニングロールによって摺擦されると共に、圧接作用によって付着したトナー成分や紙粉等を固着、堆積させない。その結果、感光体の表面に対してほぼ均一な帯電が施され、画質上に帯電不良による色筋や濃度ムラ等が発生することが抑制されて画質不良が防止され、さらに帯電ロールが汚れ難くなり、長寿命化する。
【００２９】
本実施形態に係る帯電ロール１０において、凸部３２の幅が凹部３０の幅よりも広い方が好ましい。すなわち、図４に示すように、凸部３２の平滑化された部分（平滑部３４）の長さをＡ、平滑化された部分に隣接する凹部３０の長さをＢとしたとき、Ｂ／Ａが０．６以上３．０以下の範囲であることが好ましく、１．０以上２．０以下の範囲であることがより好ましい。Ｂ／Ａが０．６以上３．０以下の範囲であることにより、低い放電電荷量でも画質に白点の発生が少なく（目視では目立たない）、感光体が長寿命化する。また、帯電ロール１０が汚れにくくなり長寿命化する。ここで、凸部３２の平滑化された部分の長さＡ、凹部３０の長さＢは、後述するように帯電ロール１０の表面層１８の凹凸部を微細計測できる走査型レーザ変位計によるレーザ変位測定により計測する。
【００３０】
なお、本明細書において、「平滑部を有している」とは、後述するレーザ変位測定による計測で、帯電ロール１０の表面層１８の表面がなだらかである状態で、凸部の高さのばらつきが１μｍ以下の範囲内となっていることをいう。凸部の高さのばらつきが１μｍ以下であることは、レーザ変位計の取り込み周期がスキャン０．２μｍピッチで粗さ成分をキャンセルするために１０データ移動平均値で定義される。
【００３１】
本実施形態に係る帯電ロール１０において、表面層１８の凹部３０の深さが、２μｍ以上２０μｍ以下の範囲であることが好ましく、６μｍ以上１５μｍ以下の範囲であることがより好ましい。特に凹部３０では異常放電が発生しやすく、異常放電部には微細な白点が画質上に発生することがあるが、表面層１８の凹部３０の深さが２μｍ以上２０μｍ以下の範囲であることにより、低い放電電荷量でも画質に白点の発生が少なく（目視では目立たない）、感光体が長寿命化する。また、帯電ロール１０が汚れにくくなり長寿命化する。凹部３０の深さが、２μｍ未満であると、帯電ロール１０の表面の汚染が増す場合があり、１０μｍを超えると、異常放電が発生しやすく、高い放電電荷量が必要となり、感光体表面の摩耗が増す場合がある。ここで、凹部３０の深さは、後述するように帯電ロール１０の表面層１８の凹凸部を微細計測できる走査型レーザ変位計によるレーザ変位測定により計測する。
【００３２】
このように、本実施形態に係る帯電ロール１０の表面層１８において、表面層１８に生じる凹凸部は、走査型レーザ変位計による表面観察において、凸部３２は、高さが一定の範囲に揃って存在し、凹部３０の幅が凸部３２より短い範囲で形成されて、かつ凸部３２と凹部３０の段差高さが一定の範囲に形成された状態が、帯電ロール１０の表面の汚染速度遅延と像保持体表面の磨耗遅延に対して特に好ましい。
【００３３】
帯電ロール１０の表面層１８の凹凸部の凸部３２では、感光体２４とのニップ近傍で放電電荷が発生するのに対し、凹部３０、すなわち感光体２４との距離が長い部分では、放電が不安定になり、画質上に白点が発生する場合があり、安定的な放電を凹凸部があっても行うために帯電ロールに印加する放電電流値を上げる手段が一般的であったが、本実施形態に係る帯電ロールを用いることにより、低い放電電荷量でも画質に白点の発生が少なく（目視では目立たない）、放電ストレスが少なくなるために感光体の表面が摩耗しにくくなり、感光体が長寿命化する。
【００３４】
図９に示すような従来の、導電性芯体１１４上に帯電層１１６と表面層１１８とを有し、表面を粗面化した帯電ロール１００では、バインダ樹脂１２０により形成された表面層１１８の表面には、凹凸部が形成されているが、凸部の高さにばらつきがある。また、図１０に示すような、従来の、バインダ樹脂１２０に粗面化粒子１２２を添加することにより形成された表面層１１８の表面には、凹凸部が形成されているが、凸部の高さにばらつきがある。このような従来の帯電ロール１００の場合、表面層１１８の凹凸部の凸部に、像保持体とのニップ部に繰り返しニップ荷重が発生し、ひび割れが生じる不具合から、また外添剤やトナー等の異物の詰まりから、画質に不具合が生じていたが、本実施形態に係る帯電ロール１０では凸部３２の高さを安定化させることにより、そのような画質の不具合が抑制される。
【００３５】
本実施形態に係る帯電部材では、表面層に一定範囲内で構成された粗さが形成されていいる。したがって、本実施形態に係る帯電ロールにより、帯電ロールの汚れ速度と像保持体の磨耗速度の遅延化が両立し、長時間使用しても導電ロール表面層の汚れが少なく、像保持体の寿命が伸びる。
【００３６】
（導電性芯体）
帯電ロール１０の導電性芯体１４の材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用され、摺動性等の用途に応じて、材質および表面処理方法は適時選択され、導電性を有さない材質についてはメッキ処理等一般的な処理により加工されて導電化処理が行われてもよく、もちろんそのまま使用してもよい。また、帯電層１６を介して感光体２４と適度なニップ圧力で接触するため、ニップ時に撓みのない強度を持った材質またはシャフト長に対して十分剛性をもったシャフト径が選択されることが好ましい。
【００３７】
（接着層）
導電性芯体１４の外周には、接着層を介して、帯電層１６を形成してもよい。接着層を形成する接着剤としては、ポリオレフィン系、塩素ゴム系、アクリル系、エポキシ系、ポリウレタン系、ニトリルゴム系、塩化ビニル系、酢酸ビニル系、ポリエステル系、フェノール系、シリコーン系のゴムや樹脂やシランカップリング剤等の接着剤を用いればよく、特に制限はない。
【００３８】
接着層は、接着剤単独使用による１層構成のほか、複数の接着剤の組み合わせによる複数層構成でもよい。接着層には導電性付与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；等の粉末を添加してもよい。接着層の厚みは特に限定はしないが、５μｍ以上１００μｍ以下の範囲が好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲がより好ましい。
【００３９】
（帯電層）
帯電ロール１０の帯電層（弾性層という場合もある）１６を構成する材料としては、例えば、弾性を有するゴム等の弾性材、帯電層１６の抵抗を調整するカーボンブラックやイオン導電剤等の導電剤の他に、必要に応じて軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカおよび炭酸カルシウム等の充填剤等、通常ゴムに添加され得る材料を加えてもよい。帯電層１６は、通常ゴムに添加される材料を添加した混合物を、導電性芯体の周面に被覆することにより形成される。抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックやイオン導電剤のような、電子およびイオンのうち少なくとも１つを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いてもよい。また、上記弾性材は発泡体であってもかまわない。
【００４０】
帯電層１６を構成する弾性材としては、例えばゴム材中に導電剤を分散させることによって形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、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、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−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、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、およびこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−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、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムおよびこれらのブレンドゴム等が好ましく用いられる。これらのゴム材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。
【００４１】
帯電層１６に含まれる導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤等を用いればよい。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等の粉末を挙げることができる。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、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。
【００４２】
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。また、その添加量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、ゴム材１００質量部に対して、１質量部以上６０質量部以下の範囲であることが好ましく、一方、上記イオン導電剤の場合は、ゴム材１００質量部に対して、０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲であることが好ましい。
【００４３】
（表面層）
表面層１８の形成方法としては、表面層を形成するための表面層形成用液等を用いた、一般的な浸漬塗布法、ロール塗布法、スプレ塗布法、リング塗布法等、従来の方法を適用すればよい。表面層形成用液は、バインダ樹脂となる高分子材料等を水やアルコール等の溶媒で溶解し、必要に応じて精製し、溶液とした後、所望の添加物を添加して調製すればよい。
【００４４】
本実施形態に係る帯電ロール１０の表面層１８を上記のように粗面化する方法としては、例えば、（１）帯電層１６を研削する条件を調整して表面層１８を荒らす方法、（２）表面層１８に粒子を含有させ、表面層１８に用いる樹脂の粘度や、表面層１８形成時の組成物に用いる揮発溶剤の種類等を調整する方法等のうちの１つあるいはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００４５】
（１）帯電層１６を研削する条件を調整する方法
この方法の場合は、例えば、研削砥石の番手で調整するのが一般的であり、砥石番手を粗く（例えば、６０番）すれば帯電層１６の表面粗さは大きく（粗く）なり、砥石番手を細かく（例えば、２００番）すれば、帯電層１６の表面粗さは、小さく（細かく）なる。また、砥石番手が一定な場合、削り込む深さやワークの回転数、方向などで粗さが変わる傾向にある。
【００４６】
（２）帯電ロール１０の表面層１８に粒子を添加する方法
この方法の場合、例えば、上記表面層形成用液に粒子を添加すればよい。表面層１８に添加する粒子としては、樹脂粒子、無機粒子等が挙げられる。
【００４７】
従来は、添加する粒子の凝集塊を避ける工夫として、表面層形成用液に分散助剤やレベリング剤等の添加を行い、さらには、表面層形成用液に添加する粒子の添加量から液粘度、レベリング性、チクソ性等を考慮して、希釈溶剤の比率等を調整して溶液を設計していた。また、溶液の乾燥速度の影響で溶液に添加した粒子が対流する形態等を決定する焼成温度と時間等も、バランスを見ながら制御していた。
【００４８】
本実施形態では、表面層１８を上記のように粗面化するために、添加する粒子の凝集塊を形成させればよい。例えば、従来、凝集塊を避けるためにとっていた方法とは逆の方法、あるいはそれらの組み合わせにより、凝集塊を形成し、上記のように粗面化するために、凝集塊の形成の制御を行えばよい。例えば、凝集塊に含まれる粒子の面積は、用いる粒子の粒径と添加量等によって制御すればよい。
【００４９】
表面層１８の表面の粗さ（すなわち、凹凸部）は、表面層形成用液に添加する粒子の粒径や形状等で大きく変化し、表面層１８の厚みが大きくなると、表面粗さは低下し、一方、表面層１８の厚みが小さくなると、粒子の粒径の影響が表面粗さに現れる。
【００５０】
本方法では、例えば、表面層形成用液の液粘度状態を変化させ、溶液内での粒子の対流状態等を制御して粒子の凝集塊を発生させて、表面層１８の表面粗さを制御すればよい。特に表面層１８内の粒子凝集（配列）には、溶液内の粒子の対流が大きく寄与し、対流を変化させる要因として前述の液粘度、溶剤種、焼成条件（溶液から溶剤が蒸発する間の条件）等が、粒子が動く速度やパターン等に影響を与えると考えられる。
【００５１】
液の粘度を制御する要因としては、カーボンブラックやシリカ等の粉末種や量、希釈溶剤種や比率、溶剤希釈率、バインダ樹脂等の分子量、架橋樹脂の場合は触媒種等があり、乾燥速度は表面層１８のレベリング性を変化させ、レベリング性はバインダ樹脂等の分子量、カーボンブラック等の添加量、バインダ樹脂とアルコールや水等の溶剤との比率である樹脂比率、アルコールと水との比率、バインダ樹脂種類等が複雑に絡み合って変化する。
【００５２】
このように、表面層１８の表面粗さを制御した上で、表面層１８に形成される凹凸部の凸部３２を平滑化処理する。平滑化方法としては、ラッピング、研磨、熱プレス成形等が挙げられるが、熱の影響による帯電ロールの物性変化が少ない研磨による方法が好ましい。
【００５３】
研磨処理は、例えば、紙やすり等の研磨手段を搭載した研磨機を用いて、帯電ロール１０の表面を研磨すればよい。
【００５４】
このように研磨処理により表面層１８の凸部を削り取る方法で平滑化を行った場合、帯電層１６や表面層１８に添加した粒子が露出する場合がある。この場合は、上記表面層を最外層として塗布すればよい。
【００５５】
樹脂粒子の樹脂材料としては、例えば、ナイロン１２、ナイロン６、ナイロン６−１２等のナイロン等のポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、エチレン・アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリスチレン、架橋ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等のＮ−アルコキシアルキル化ナイロンを用いてもよい。
【００５６】
無機粒子としては、例えば、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ等が挙げられる。
【００５７】
粒子は、バインダ樹脂との結合力等を考慮すると、多孔質材料であることが好ましく、多孔質材料としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、炭酸カルシウム等が挙げられる。
【００５８】
添加する粒子の粒径は、２μｍ以上１５μｍ以下の範囲が好ましい。ここで、粒径は、形状からみる平均粒子径を指す。粒子の粒径が２μｍを下回ると、帯電ロール１０の表面層１８の凹凸部が形成されにくく、帯電ロール１０の表面が汚れやすくなる場合がある。一方、粒子の粒径が１５μｍを超えると、粒子の添加量が少なくなり、粒子一粒にかかる応力が集中して、表面層１８にひび割れが生じる場合がある。
【００５９】
粒子の比重は、後述する凝集塊の形成のために、粒子が動きやすい観点から、比重が１以下であることが好ましい。
【００６０】
表面層１８は、異物等による汚染の防止等のために形成しているものである。表面層１８を構成する材料としては、樹脂、ゴム等の高分子材料のいずれを用いてもよく、特に限定するものではない。表面層１８を構成する高分子材料としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、共重合ナイロン、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等のテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
【００６１】
これらのうちトナーの外添剤等による汚れ防止等の観点から、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロンが好ましい。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種または複数種を重合単位として含むものであって、この共重合体に含まれる他の重合単位としては、６ナイロン、６６ナイロン等が挙げられる。ここで、６１０ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン等の重合単位が共重合体中に含まれる割合は、質量比で合わせて１０質量％以上であるのが好ましい。上記重合単位が１０質量％以上の場合は、調液性および表面層塗布時における成膜性に優れるとともに、特に繰り返し使用時における表面層の磨耗や表面層への異物付着が少なく、帯電ロールの耐久性が優れ、環境による特性の変化も少なくなる。
【００６２】
高分子材料として、フッ素系あるいはシリコーン系の樹脂等を用いてもよい。特に、フッ素変性アクリレートポリマを含んで構成されることが好ましい。
【００６３】
表面層１８のバインダ樹脂の主成分がポリアミドの場合、添加する粒子として、ポリアミド樹脂の多孔質体が好ましい。バインダ樹脂への相溶性のほか、バインダ樹脂の主成分がＮ−メトキシメチル化ナイロンである場合、Ｎ−メトキシメチル化ナイロンとの架橋反応も見込めるため、好ましい。
【００６４】
上記高分子材料は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、上記高分子材料の数平均分子量は、１，０００以上１００，０００以下の範囲であることが好ましく、１０，０００以上５０，０００以下の範囲であることがより好ましい。
【００６５】
表面層１８には導電剤を含有させ、抵抗値を調整してもよい。導電剤としては、体積平均粒径が３μｍ以下であるものが好ましい。
【００６６】
導電剤として、カーボンブラックや導電性金属酸化物粒子等の電子導電剤、あるいはイオン導電剤のような、電子およびイオンのうち少なくとも１つを電荷キャリアとして電気伝導する材料をバインダ樹脂に分散したもの等を用いてもよい。
【００６７】
導電剤のカーボンブラックとして、具体的には、デグサ社製の「スペシャルブラック３５０」、同「スペシャルブラック１００」、同「スペシャルブラック２５０」、同「スペシャルブラック５」、同「スペシャルブラック４」、同「スペシャルブラック４Ａ」、同「スペシャルブラック５５０」、同「スペシャルブラック６」、同「カラーブラックＦＷ２００」、同「カラーブラックＦＷ２」、同「カラーブラックＦＷ２Ｖ」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１０００」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１３００」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１４００」、同「ＭＯＧＵＬ−Ｌ」、同「ＲＥＧＡＬ４００Ｒ」等が挙げられる。
【００６８】
上記カーボンブラックはｐＨ４．０以下であることが好ましい。一般的なカーボンブラックに比べ、表面に存在する酸素含有官能基の効果により、樹脂組成物中への分散性がよく、前記ｐＨ４．０以下のカーボンブラックを配合することにより、帯電均一性をよくすることができ、さらに抵抗値の変動を小さくすることができる。
【００６９】
導電性金属酸化物粒子としては、酸化錫、アンチモンがドープされた酸化錫、酸化亜鉛、アナターゼ型酸化チタン、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の導電性を有した粒子で、電子を電荷キャリアとする導電剤であればいずれを用いてもよく、特に限定されるものではない。これらは、単独で用いても２種類以上を併用してもよい。また、本実施形態の効果を阻害しない限り、何れの粒径であってもよいが、抵抗値調整および強度等の点より、好ましくは酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫、アナターゼ型酸化チタンであり、より好ましくは、酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫である。
【００７０】
このような導電剤によって抵抗制御を行うことにより、表面層１８の抵抗値は環境条件によってほとんど変化せず、安定な特性が得られる。
【００７１】
さらに、表面層１８には、アルミナやシリカのような絶縁性の粒子を添加して、帯電ロール１０の表面に凹凸を付与し、感光体との摺擦時の負担を小さくして、帯電ロールと感光体相互の耐磨耗性を向上させてもよい。
【００７２】
＜プロセスカートリッジ＞
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、像保持体と像保持体の表面を帯電させる前記帯電部材とを備える。本実施形態のプロセスカートリッジは、必要に応じて、帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、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手段と、像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、転写後の像保持体表面を清掃する像保持体清掃手段と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。
【００７３】
本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの一例の概略構成を図６に示し、その構成について説明する。プロセスカートリッジ３は、静電潜像が形成される像保持体としての感光体（電子写真感光体）２４と、感光体２４の表面を接触帯電する円筒状の帯電ロール１０と、帯電ロール１０に接触して帯電ロール１０の表面を清掃するためクリーニングロール１２と、感光体２４の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段としての現像ロール５０を有する現像装置と、感光体２４の表面に接触して、転写後に感光体に残ったトナー等を清掃する像保持体清掃手段としてのクリーニングブレード５２とが一体に支持されており、画像形成装置に着脱自在である。画像形成装置に装着されたときには感光体の周囲に、帯電ロール１０、レーザ光あるいは原稿の反射光等により感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置、現像ロール５０を有する現像装置、感光体２４の表面のトナー像を被転写体である記録紙６０に転写処理する転写手段としての転写ロール５４、クリーニングブレード５２がこの順序で配置されるようになっている。なお、図６では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、その記載を省略してある。
【００７４】
本実施形態に係るプロセスカートリッジの動作について説明する。
【００７５】
まず、感光体２４の表面に接触された帯電ロール１０に対して電圧を高圧電源（図示せず）から給電することによって、感光体２４の表面を高電位に帯電する。このとき感光体２４および帯電ロール１０は図６の矢印方向にそれぞれ回転する。帯電後、感光体２４の表面に露光装置（図示せず）により画像情報に応じた画像光（露光）が照射されると、照射された部分は電位が低下する。画像光は画像の黒／白等に応じた光量の分布であるため、画像光の照射によって感光体２４の表面に記録画像に対応する電位分布、すなわち静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分が、現像ロール５０を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電潜像を可視化したトナー像が形成される。トナー像が形成された部分に、所定のタイミングで位置合わせロール（図示せず）により記録紙６０が搬送され、感光体２４の表面のトナー像と重なる。このトナー像が、転写ロール５４によって記録紙６０に転写された後、記録紙６０は、感光体２４から分離される。分離された記録紙６０は搬送経路を通って搬送され、定着手段としての定着ユニット（図示せず）によって、加熱加圧定着されたあと、機外へ排出される。
【００７６】
プロセスカートリッジ３に設けられた帯電ロール１０にはクリーニングロール１２が設置され、高圧電源からベアリングに電圧が印加され、クリーニングロール１２が帯電ロール１０と電気的に同極性を有することで、異物等をクリーニングロール１２および帯電ロール１０の表面にほとんど蓄積させることなく移行でき、クリーニングブレードで回収させるため、帯電部材に付着したトナー等の異物が長期にわたり、安定的に除去される。このため、長期にわたり帯電ロール１０の汚れの蓄積が少なく、帯電性能において優れたものとなり、安定した帯電性能が維持される。
【００７７】
感光体２４は、少なくとも静電潜像（静電荷像）が形成される機能を有する。電子写真感光体は、円筒状の導電性の基体外周面に必要に応じて下引き層と、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とがこの順序で形成されたものである。電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆であってもよい。これらは、電荷発生物質と電荷輸送物質とを別個の層（電荷発生層、電荷輸送層）に含有させて積層した積層型感光体であるが、電荷発生物質と電荷輸送物質との双方を同一の層に含む単層型感光体であってもよく、好ましくは積層型感光体である。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、有機感光体に限らずアモルファスシリコン感光膜等他の種類の感光層を使用してもよい。
【００７８】
露光装置としては、特に制限はなく、例えば、感光体２４の表面に、半導体レーザ光、ＬＥＤ光、液晶シャッタ光等の光源を、所望の像様に露光するレーザ光学系、ＬＥＤアレイ等の光学系機器等が挙げられる。
【００７９】
現像手段は、感光体２４上に形成された静電潜像を静電荷像現像用トナーを含む一成分現像剤あるいは二成分現像剤により現像してトナー像を形成する機能を有する。そのような現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すればよく、トナー層が感光体２４に接触する方式のものでも、接触しない方式のものでもよい。例えば、図６のように静電荷像現像用トナーを現像ロール５０を用いて感光体２４に付着させる機能を有する現像器、あるいはブラシ等を用いてトナーを感光体に付着させる機能を有する現像器等、公知の現像器等が挙げられる。現像剤担持体には、通常直流電圧が使用されるが、さらに交流電圧を重畳させて使用してもよい。
【００８０】
転写手段としては、紙等に直接転写する方式のものでも、中間転写体を介して転写する方式のものでもよい。例えば、図６に示すような記録紙６０の表面に記録紙６０を介して直接接触して転写する導電性または半導電性のロール等を用いた転写ロール５４および転写ロール押圧装置（図示せず）を用いることができる。また、記録紙６０の裏側からトナーとは逆極性の電荷を記録紙に与え、静電気力によりトナー像を記録紙に転写するものを用いてもよい。転写ロール５４には、感光体に付与する転写電流として、直流電流を印加してもよいし、交流電流を重畳させて印加してもよい。転写ロール５４は、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロセススピード（周速）等により、任意に設定すればよい。また、低コスト化のため、転写ロール５４として単層の発泡ロール等が好適に用いられる。
【００８１】
定着手段としての定着ユニットとしては、記録紙６０に転写されたトナー像を加熱、加圧あるいは加熱加圧により定着するものであれば特に制限はない。
【００８２】
トナー像を転写する被転写体である記録紙６０としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙、ＯＨＰシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、転写材の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を使用してもよい。
【００８３】
本実施形態に係る帯電ロールを用いることにより、プロセスカートリッジ３において、感光体２４と帯電ロール１０が長寿命化される。
【００８４】
＜画像形成装置＞
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させる前記帯電装置と、像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、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手段と、像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、転写後の像保持体の表面を清掃する像保持体清掃手段と、を備える。また、本実施形態に係る画像形成装置は、上記プロセスカートリッジを使用するものであってもよい。
【００８５】
本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略構成を図７に示し、その構成について説明する。画像形成装置５は、静電潜像が形成される像保持体としての感光体２４と、感光体２４の表面を接触帯電する円筒状の帯電ロール１０と、帯電ロール１０に接触して帯電ロール１０の表面を清掃するためクリーニングロール１２と、レーザ光あるいは原稿の反射光等により感光体２４の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置５８と、感光体２４の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段としての現像ロール５０と、感光体２４の表面のトナー像を被転写体である記録紙６０に転写処理する転写手段としての転写ロール５４と、感光体２４の表面に接触して、転写後に感光体２４に残ったトナー等を清掃する像保持体清掃手段としてのクリーニングブレード５２とを備える。画像形成装置５において、感光体２４の周囲に、帯電ロール１０、露光装置５８、現像ロール５０、転写ロール５４、クリーニングブレード５２がこの順序で配置されている。なお、図７では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、その記載を省略してある。画像形成装置の各構成、画像形成時の動作は図６のプロセスカートリッジ３と同様である。
【００８６】
画像形成装置５に設けられた帯電ロール１０にはクリーニングロール１２が設置され、高圧電源５６からベアリングに電圧が印加され、クリーニングロール１２が帯電ロール１０と電気的に同極性を有することで、異物等をクリーニングロール１２および帯電ロール１０の表面にほとんど蓄積させることなく移行でき、クリーニングブレードで回収させるため、帯電部材に付着したトナー等の異物が長期にわたり、安定的に除去される。このため、長期にわたり帯電ロール１０に汚れの蓄積が少なく、帯電性能において優れたものとなり、安定した帯電性能が維持される。
【００８７】
本実施形態に係る帯電装置を用いた画像形成装置の帯電装置以外の構成については、これらに限らず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できる。すなわち、上記帯電装置以外の構成、例えば、潜像形成手段、現像手段、転写手段、像保持体清掃手段、除電手段、給紙手段、搬送手段、画像制御手段等について、必要に応じて従来公知のものが適宜採用される。これらの構成については、本実施形態において特に限定されるものではない。
【００８８】
本実施形態に係る帯電ロールを用いることにより、画像形成装置５において、感光体２４と帯電ロール１０が長寿命化され、欠陥がほとんどない画質が得られる。
【実施例】
【００８９】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００９０】
（実施例１）
［帯電ロールの作製］
＜基本配合＞
表１に帯電ロールの帯電層（弾性層）の基本配合を示す。
【００９１】
【表１】
0005471085.tif 000002
【００９２】
＜生ゴム作製＞
表１に示すポリマ（エピクロルヒドリンゴム）を１２インチオープンロールで３分間素練りを行った後、オープンロール回転中にカーボンブラック、炭酸カルシウム、イオン導電剤を徐々に添加し、最後に加硫剤と加硫促進剤を混入させた後、５分間混錬を行った。
【００９３】
＜導電性芯体への接着層の形成＞
ＪＩＳ  Ｇ４８０４（２００８）に規定されたＳＵＭ２４Ｌ材の芯体表面にニッケルメッキおよびクロメート処理を施した直径８ｍｍの導電性芯体に、下記接着剤および導電剤をボールミルで２４時間分散したものを、刷毛塗りで塗布し、風乾して、厚さ１０μｍの接着層を形成し、芯体を得た。
接着剤（ポリオレフィン系  Ｃｈｅｍｌｏｋ２５０Ｘ：ロードファーイースト社製）
１００質量部
導電剤（ケッチェンブラックＥＣ：ライオン社製）    ３．０質量部
【００９４】
＜ロール成形＞
ロール成形には、Φ１４．５ｍｍの内径を持つ射出成形用の円筒金型を用いた。金型は、ヒータによって１７０℃±５℃に保たれている状態であり、その中に上記芯体をセットした。その後、上記生ゴムを射出成形機にて金型内に注入し、３分間保持した後、金型から脱型した。
【００９５】
＜外径仕上げ＞
ロール成形後は、ロール温度が下がり、外径が熱収縮で安定するのを待つために、４時間放置した。その後、砥石粒度８０番を搭載したトラバース研削盤で送り速度を毎分２００ｍｍで外径をΦ１４ｍｍに仕上げて、弾性ロールを得た。そのときの表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９８２）に規定された十点平均粗さ（以下、単に「Ｒｚ」という場合がある）で６μｍであり、端部に比べて中央部の外径は、５５μｍ程度大きな状態に仕上げた（クラウン形状）。Ｒｚは、表面粗さ測定装置（ＳＵＲＦＣＯＭ  １５００ＤＸ、（株）東京精密社製）を用いて、測定長４ｍｍ、カットオフ波長０．８ｍｍ、測定倍率１，０００倍、測定速度０．１５ｍｍ／ｓｅｃ、カットオフ種類ガウシアン、傾斜補正最小二乗曲線補正の方法で測定した。
【００９６】
＜表面層材料導電液の調液＞
バインダ樹脂としては、ナイロン６をメトキシメチル化率３０％でメトキシメチル化を施したファインレジＦＲ１０１（（株）鉛市社製）を選定した。バインダ樹脂の数平均分子量は、約２０，０００であった。バインダ樹脂２０質量部をメタノール７０質量部、ブタノール２０質量部、水２質量部、クエン酸０．５質量部で溶解し、１０時間放置した。その後、カーボンブラック（ＦＷ２００：Ｄｅｇｕｓｓａ製）８質量部を溶解液に添加し、ダイノーミルを用いて６０分間分散処理を施し、表面層材料導電液を作製した。
【００９７】
【表２】
0005471085.tif 000003
【００９８】
＜表面層形成用液の調液＞
表面層材料導電液中の固形分１００質量部に対して、平均粒径Φ５μｍのナイロン粒子を２０質量部入れ、ウエーブロータで６時間撹拌処理を行って、表面層形成用液を作製した。ナイロン粒子の平均粒径は、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（ＬＳ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒ：ＬＳ１３  ３２０、ＢＥＣＫＭＡＮ  ＣＯＵＬＴＥＲ社製）を用いて測定した。得られた粒度分布を分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積５０％となる粒径を体積平均粒径としての平均粒径ｄとする方法により測定した。
【００９９】
＜表面層の形成＞
表面層形成用液をディップ槽に入れ、外径を研削仕上げした弾性ロールを毎分３００ｍｍの速度で浸漬させたのち、帯電層全てが浸漬した状態で３秒間ホールドした後、毎分２００ｍｍの速度で引き上げた。この条件で付着した表面層の平均膜厚は、断面観察の方法で測定したところ、９μｍであった。
【０１００】
＜表層層の焼成＞
表面層形成用液を弾性ロールにディップコートした後、室温下で１分間乾燥させた。そして、１６０℃に加温した加熱炉に投入して２０分間焼成させ後、加熱炉から取り出し、室温（２５℃程度）にて冷却を行い、表面層形成弾性ロールを得た。
【０１０１】
＜平滑部の形成＞
図３に示すように、表面層の凹凸部の凸部に平滑部を形成するために、図８に示すような、１５００番メッシュの紙やすり６２を搭載した研磨機で表面層形成弾性ロール６４の表面を研磨して、帯電ロールＡを得た。表面層形成弾性ロール６４の回転数は、８０ｒｐｍ、軸方向のトラバース速度は、毎分１８０ｍｍの速度で移動させた。
【０１０２】
［評価］
＜表面形態の観察＞
帯電ロールＡの表面層の凹凸部の観察は、カラー３Ｄレーザ顕微鏡（型式ＶＫ８５５０、（株）キーエンス社製）を用いて行った。観察条件は、対物レンズ５０倍を用いて、帯電ロールの軸方向に８００μｍ走査した。
【０１０３】
＜表面凹凸形態の算出＞
帯電ロールＡの表面層の凹凸をレーザ顕微鏡でプロファイルを描くと、図５に示すように、最表層側が平滑部３４となっており、その平滑部３４を有する凸部３２の間に谷（凹部３０）ができている。レーザ顕微鏡での高さデータは、帯電ロールの軸方向に走査０．２μｍ毎に行って計測し、プロファイルは、高さデータを１０データ毎の移動平均で示した。平滑部３４の長さ（Ａ）と、平滑部３４に隣接する谷（凹部３０）の長さ（Ｂ）との関係ＡＢ比（Ｂ／Ａ）、谷（凹部３０）の深さ（Ｌ）を連続して１０箇所計測し、平均値を特性値として捉えた。実施例１の帯電ロールＡでは、表面層の凹凸部の凸部には平滑部が形成され、凸部の高さのばらつきは０．３μｍであった。また、ＡＢ比（Ｂ／Ａ）が１．５、Ｌが５μｍであった。
【０１０４】
＜耐久性評価＞
実施例１の方法で作製した帯電ロールＡを、画像形成装置ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ  ａ４５０（富士ゼロックス社製）のプロセスカートリッジに組み込み、耐久性評価を実施した。帯電ロールは、感光体に対して片側６００ｇの荷重が架かるようにコイルバネでベアリングを受けた。耐久性試験の環境は、画質欠陥が顕著に表れる低温低湿下である１０℃、１５％ＲＨの環境で実施した。画像パターンは、Ａ４サイズ横長方向に全面ハーフトーン３０％濃度で連続して印刷した。帯電ロールの表面層のひび割れの発生などを目視により確認した。
【０１０５】
Ａ４サイズ２，０００枚印刷毎に画質評価を実施して、帯電ロールに起因する汚染筋（縦筋）等の画質欠陥が発生していないかを目視により確認した。また、４，０００枚印刷後の感光体の電荷輸送層（ＣＴＬ）の摩耗量を、渦電流膜厚方式（断面膜厚との相関出ししたデータに基づく）の方法により測定した。結果を表３に示す。
【０１０６】
帯電ロールＡの汚れは、目視上あるものの１８２，０００枚まで画質上の欠陥がなく、良好な画質を維持していた。また、感光体の電荷輸送層の摩耗量は少なかった。
【０１０７】
（実施例２）
帯電層の外径仕上げの送り速度を毎分４００ｍｍで研削してΦ１４ｍｍに仕上げた以外は、実施例１と同様にして、帯電ロールＢを得た。弾性ロールの表面粗さは、Ｒｚで８μｍ程度であった。帯電ロールＢでは、表面層の凹凸部の凸部には平滑部が形成され、凸部の高さのばらつきは０．４μｍであった。また、ＡＢ比（Ｂ／Ａ）が３．０、Ｌが５μｍであった。結果を表３に示す。
【０１０８】
帯電ロールＢの汚れは、目視上あるものの１６８，０００枚まで画質上の欠陥がなく、良好な画質を維持していた。また、感光体の電荷輸送層の摩耗量は少なかった。
【０１０９】
（実施例３）
帯電層の外径仕上げにおける砥石種を目が細かい１５０番で実施した以外は、実施例１と同様にして、帯電ロールＣを得た。弾性ロールの表面粗さは、Ｒｚで５μｍ程度であった。帯電ロールＣでは、表面層の凹凸部の凸部には平滑部が形成され、凸部の高さのばらつきは０．５μｍであった。また、ＡＢ比（Ｂ／Ａ）が０．６、Ｌが５μｍであった。結果を表３に示す。
【０１１０】
帯電ロールＣの汚れは、目視上あるものの１９８，０００枚まで画質上の欠陥がなく、良好な画質を維持していた。また、感光体の電荷輸送層の摩耗量は少なかった。
【０１１１】
（実施例４）
表面層材料導電液の調液において、ブタノールを２０質量部から３０質量部に増量してレベリング性を上げた以外は、実施例１と同様にして、帯電ロールＤを得た。帯電ロールＤでは、表面層の凹凸部の凸部には平滑部が形成され、凸部の高さのばらつきは０．４μｍであった。また、ＡＢ比（Ｂ／Ａ）が１．５、Ｌが２μｍであった。結果を表３に示す。
【０１１２】
帯電ロールＤの汚れは、目視上あるものの１５４，０００枚まで画質上の欠陥がなく、良好な画質を維持していた。また、感光体の電荷輸送層の摩耗量は少なかった。
【０１１３】
（実施例５）
帯電層の外径仕上げにおける砥石種を目が粗い６０番で実施し、さらに、表面層材料導電液の調液において、水を２質量部から１質量部に減量し、ブタノールを２０質量部から１０質量部に減量してレベリング性を下げた以外は、実施例１と同様にして、帯電ロールＥを得た。弾性ロールの表面粗さは、Ｒｚで９μｍ程度であった。帯電ロールＥでは、表面層の凹凸部の凸部には平滑部が形成され、凸部の高さのばらつきは０．４μｍであった。また、ＡＢ比（Ｂ／Ａ）が１．５、Ｌが１０μｍであった。結果を表３に示す。
【０１１４】
帯電ロールＥの汚れは、目視上あるものの２１２，０００枚まで画質上の欠陥がなく、良好な画質を維持していた。また、感光体の電荷輸送層の摩耗量はやや多いものの許容範囲であった。
【０１１５】
（参考例６）
帯電層１６の研削条件を変更してＡＢ比を形成した以外は、実施例１と同様にして、帯電ロールＦを得た。帯電ロールＦでは、表面層の凹凸部の凸部には平滑部が形成され、凸部の高さのばらつきは０．５μｍであった。また、ＡＢ比（Ｂ／Ａ）が４、Ｌが５μｍであった。結果を表３に示す。
【０１１６】
帯電ロールＦでは、ＡＢ比が大きく（４）なることで凸部の平滑性が低下し、帯電ロールの表面に外添剤の汚れがフィルミングして、帯電ロール汚染筋が早期に発生し、１３２，０００枚で帯電ロール汚染筋の画質欠陥が許容値を超えた。
【０１１７】
（参考例７）
帯電層１６の研削条件を変更してＡＢ比を形成した以外は、実施例１と同様にして、帯電ロールＧを得た。帯電ロールＧでは、表面層の凹凸部の凸部には平滑部が形成され、凸部の高さのばらつきは０．５μｍであった。また、ＡＢ比（Ｂ／Ａ）が０．４、Ｌが５μｍであった。結果を表３に示す。
【０１１８】
帯電ロールＧでは、ＡＢ比が小さく（０．４）なることで凸部の平滑性が増し、帯電ロールの表面に外添剤の汚れがフィルミングして、帯電ロール汚染筋が早期に発生し、１０６，０００枚で帯電ロール汚染筋の画質欠陥が許容値を超えた。
【０１１９】
（参考例８）
帯電層の外径仕上げにおいて、目が粗いプランジ砥石６０番を用い、さらに、表面層材料導電液の調液において、水を２質量部から１質量部に減量し、ブタノールを２０質量部から１０質量部に減量してレベリング性を下げた以外は、実施例１と同様にして、帯電ロールＨを得た。帯電ロールＨでは、表面層の凹凸部の凸部には平滑部が形成され、凸部の高さのばらつきは０．３μｍであった。また、ＡＢ比（Ｂ／Ａ）が０．６、Ｌが１４μｍであった。結果を表３に示す。
【０１２０】
帯電ロールＨでは、表面層の凹部には、トナーの外添剤が堆積し、黒点が発生した。また、感光体表面の磨耗が未処理品と差異がなくなった。
【０１２１】
（参考例９）
表面層材料導電液に、分散助剤（安定化剤）としてブチラール樹脂を１０質量部添加した以外は、実施例１と同様にして、帯電ロールＩを得た。帯電ロールＩでは、表面層の凹凸部の凸部には平滑部が形成され、凸部の高さのばらつきは０．２μｍであった。また、ＡＢ比（Ｂ／Ａ）が１．５、Ｌが１μｍであった。結果を表３に示す。
【０１２２】
帯電ロールＩでは、凹部の深さＬが小さく（１μｍ）なることで表面層の凹部には、トナーの外添剤が堆積し、色筋が発生した。また、感光体表面の磨耗が未処理品と差異がほとんどなくなった。
【０１２３】
（比較例１）
表面層の平滑部を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして、帯電ロールＪを得た。結果を表３に示す。帯電ロールＪでは、表面層の凹凸部の凸部には、平滑部はなく、凸部の高さのばらつきは８μｍであった。凸部の頂点と凹部の底の高低差は、３０μｍ以上４０μｍ以下程度発生していた。
【０１２４】
耐久性評価の結果、１００，０００枚印刷時点では、表面層のひび割れや画質欠陥はほとんど発生しなかったが、帯電ロールの表面は、トナー成分が付着して白濁していた。さらに耐久性評価を継続した結果、１４８，０００枚印刷時点では、帯電ロールの表面層にひび割れが発生し、ひび割れた部分にトナー成分が付着した結果として記録紙走行方向に筋が発生した。この時の像保持体の磨耗は、３２ｎｍ／Ｋｃｙｃｌｅであった。
【０１２５】
【表３】
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【０１２６】
表３からわかるように、実施例１〜５では、帯電ロールの汚れによる画質不良や帯電ロールの表面層のひび割れは、ほとんど発生しなかった。また、帯電ロールの汚れは目視上あるものの、５０，０００枚まで画質上の欠陥がほとんどなく良好な画質を維持していた。これに対して比較例１では、３０，０００枚時から許容レベルではあるが軽微に縦筋が発生し、４８，０００枚では、明らかな画質欠陥が発生した。
【０１２７】
このように、実施例１〜５のように帯電ロールの表面層の凹凸部の形態を制御することによって、トナー成分の付着を抑制し、固着や堆積を抑止し、帯電ロールを長寿命化することができると共に、像保持体表面の磨耗を抑止することから、長期にわたって安定した画質が維持された。
【符号の説明】
【０１２８】
１  帯電装置、３  プロセスカートリッジ、５  画像形成装置、１０，１００  帯電ロール、１２  クリーニングロール、１４，１１４  導電性芯体、１６，１１６  帯電層、１８，１１８  表面層、２０  芯体、２２  弾性層、２４  感光体、２６  コイルバネ、２８  ベアリング、３０  凹部、３２  凸部、３４  平滑部、５０  現像ロール、５２  クリーニングブレード、５４  転写ロール、５６  高圧電源、５８  露光装置、６０  記録紙、６２  紙やすり、６４  表面層形成弾性ロール、１２０  バインダ樹脂、１２２  粗面化粒子。
【図８】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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