(57)【要約】【課題】電荷付与性能の均一性に優れ、画像形成プロセスの高速化に対応可能な電子写真用ローラを提供する。【解決手段】本発明に係る電子写真用ローラは、円筒形状を有する導電性の基体と、該基体上に表面層とを備える電子写真用ローラであって、該表面層は、バインダー樹脂と、らせん形状を有する導電性フィラーとを含み、該導電性フィラーは該表面層中において、該導電性フィラーのらせん軸の方向が該表面層の表面に対して略垂直となるベクトル成分を含むように配向していることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状を有する導電性の基体と、該基体上に表面層とを備える電子写真用ローラであって、
該表面層は、バインダー樹脂と、らせん形状を有する導電性フィラーとを含み、
該導電性フィラーは、該表面層中において、該導電性フィラーのらせん軸の方向が、該表面層の表面に対して略垂直となるベクトル成分を含むように配向していることを特徴とする電子写真用ローラ。
【請求項２】
前記導電性フィラーが導電性カーボンを含む請求項１に記載の電子写真用ローラ。
【請求項３】
前記導電性フィラーのらせん長さが１μｍ以上、２０μｍ以下である請求項１または２に記載の電子写真用ローラ。
【請求項４】
前記導電性フィラーのらせん径が０．１μｍ以上、１０μｍ以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の電子写真用ローラ。
【請求項５】
前記導電性フィラーの繊維径が０．０１μｍ以上、２μｍ以下である請求項１から４のいずれか１項に記載の電子写真用ローラ。
【請求項６】
前記導電性フィラーのらせんピッチが０．０５μｍ以上、５μｍ以下である請求項１から５のいずれか１項に記載の電子写真用ローラ。
【請求項７】
前記表面層に含まれる前記導電性フィラーの量が、前記バインダー樹脂１００質量部に対して１質量部以上、５０質量部以下である請求項１から６のいずれか１項に記載の電子写真用ローラ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の電子写真用ローラの製造方法であって、
（１）該バインダー樹脂と、該導電性フィラーとを含む表面層塗料の塗膜の表面に対して垂直な電場を形成し、該導電性フィラーのらせん軸が該塗膜の表面に対して略垂直となるように該塗膜中における該導電性フィラーを配向させる工程と、
（２）配向させられた該導電性フィラーを含む該塗膜を乾燥させて表面層を形成する工程と、を含むことを特徴とする電子写真用ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置に用いる電子写真用ローラ、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子写真プロセスを利用した画像形成装置、すなわち電子写真装置には、電荷付与を目的とした様々な用途の電子写真用ローラとして、例えば、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラなどの部材が使用されている。これらの部材に対する電圧の印加方式としては、安価であることから、交流電圧印加方式に代わり直流電圧印加方式が用いられてきている。また、画像形成プロセスの高速化に対する需要が高まっており、近年その高速化が著しい。
【０００３】
しかしながら、画像形成プロセスが高速化していくと、均し効果が期待できる交流電圧印加方式と比べ、直流電圧印加方式では電荷付与性能の均一性を保つのが難しく、電荷付与ムラが画像上に発生する課題があった。
【０００４】
かかる課題に対して、例えば帯電ローラの場合、電荷付与性能の均一性を保つために帯電ローラ表面に粗し粒子による凸部を形成し、凸部における電界を集中させて凸部を電荷付与ポイントとして機能させる技術が提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１６１１１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、将来的に画像形成プロセスの更なる高速化が予想される。その場合、上記の技術で電荷付与性能の均一性を維持するためには、よりローラ表面の凹凸を大きくする必要がある。そのため、ローラ表面の凹凸に起因したローラ汚れが顕著になり、ローラ汚れにより電荷付与が阻害され、電荷付与能力が低下し、画像に影響を及ぼすことが懸念される。
【０００７】
本発明の目的は、電荷付与性能の均一性に優れ、画像形成プロセスの高速化に対応可能な電子写真用ローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電子写真用ローラは、円筒形状を有する導電性の基体と、該基体上に表面層とを備える電子写真用ローラであって、該表面層は、バインダー樹脂と、らせん形状を有する導電性フィラーとを含み、該導電性フィラーは該表面層中において、該導電性フィラーのらせん軸の方向が該表面層の表面に対して略垂直となるベクトル成分を含むように配向していることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る電子写真用ローラの製造方法は、前記電子写真用ローラの製造方法であって、（１）該バインダー樹脂と、該導電性フィラーとを含む表面層塗料の塗膜の表面に対して垂直な電場を形成し、該導電性フィラーのらせん軸が該塗膜の表面に対して略垂直となるように該塗膜中における該導電性フィラーを配向させる工程と、（２）配向させられた該導電性フィラーを含む該塗膜を乾燥させて表面層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電荷付与性能の均一性に優れ、画像形成プロセスの高速化に対応可能な電子写真用ローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】帯電ローラと電子写真感光体との当接状態を示す断面図である。
【図２】帯電ローラの回転角度と電子写真感光体への移動電荷量との関係を示す図である。
【図３】本発明に係るらせん形状を有する導電性フィラーの一例を示す側面図である。
【図４】表面層塗料を塗布し、表面層塗料の塗膜の表面に対して垂直な電場を形成する方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明に係る電子写真用ローラは、円筒形状を有する導電性の基体と、該基体上に表面層とを備える電子写真用ローラであって、該表面層は、バインダー樹脂と、らせん形状を有する導電性フィラーとを含み、該導電性フィラーは該表面層中において、該導電性フィラーのらせん軸の方向が該表面層の表面に対して略垂直となるベクトル成分を含むように配向していることを特徴とする。
【００１３】
以下に、本発明に係る電子写真用ローラについて帯電ローラ、現像ローラを例にして説明するが、本発明に係る電子写真用ローラは電荷付与を目的とした電子写真用ローラであれば、その用途は特に限定されない。本発明に係る電子写真用ローラは、帯電ローラ、現像ローラ以外にも、例えば転写ローラ等にも用いることができる。
【００１４】
図１に、帯電ローラと電子写真感光体との当接状態を表す断面図を示す。帯電ローラ１は、被帯電体である電子写真感光体２と当接し、従動回転する。電子写真感光体２への電荷付与は、主に帯電ローラ１と電子写真感光体２との接触部（ニップ）近傍にできる微小ギャップ間（帯電領域３）で生じる放電により行われる。画像形成プロセスが高速化していくと、帯電ローラ１表面が帯電領域３を通過する時間が短くなるため、電荷付与が不安定になり、帯電ムラによるスジ状の画像ムラが発生しやすくなる。この課題の解決方法として、帯電ローラの電荷付与能力を上げる、即ち帯電ローラの電気抵抗を低下させることが考えられるが、リーク性能が著しく低下してしまうため好ましくない。
【００１５】
そこで、本発明者らは、らせん形状を有する導電性フィラーを、該導電性フィラーのらせん軸の方向が表面層の表面に対して略垂直となるベクトル成分を含むように配向させることで、上記の電荷付与の不安定性を抑制できることを見出し、本発明に至った。以下に、電荷付与性能が安定する推定メカニズムを説明する。
【００１６】
まず、本発明者らは、図１に示す上述の微小ギャップ間（帯電領域３）で起こる放電について詳細に検討した。放電は、帯電領域３を通過する間に渡って一様に行われるのではなく、帯電ローラ１と電子写真感光体２とのギャップ長に対するギャップ間電位差が、ある一定以上に達したときにのみ起こり、これにより電荷が移動する（パッシェンの法則）。この時の放電による電荷移動はＧＨｚ帯域の立ち上がりを有し、且つ１００ｎｓｅｃ以下で完了する瞬間的なものである。その後、更に回転が進むことでギャップ長に対するギャップ間電位差が変化し、パッシェンの法則に従って再び放電が起こる。このように、放電を帯電領域３で複数回繰り返すことにより、図２に示すように段階的に電子写真感光体２の表面を帯電する。また、放電は帯電ローラ１長手全面で起こる訳ではなく、数百μｍ四方の非常に小さい領域で起こる。そのため、帯電領域３では無数の単発の放電が繰り返されることにより、電子写真感光体２の表面を帯電している。しかしながら、局所的かつ瞬間的な放電が無数に発生しているため、帯電領域３での電場の揺らぎが大きくなると考えられる。そこで、本発明者らは放電による電荷移動を制限するために、帯電ローラ１表面にインダクタンス成分を持たせることを考えた。具体的には、表面層に含まれるらせん形状を有する導電性フィラーを、該導電性フィラーのらせん軸が帯電ローラ１の表面層の表面に対して略垂直に配向するように配置する。これにより、帯電ローラ１最表面にインダクタンス成分を持たせることができ、電流の急激な変化（電荷の急激な移動）が妨げられ、帯電領域３で生じる単発の放電が細かい放電となる。したがって、帯電ローラ１と電子写真感光体２との間に発生する電位差の変動が小さくなる、即ち、帯電領域３での電場の揺らぎが小さくなるため、安定した放電を起こすことができる。
【００１７】
また、本発明に係る電子写真用ローラを現像ローラに適用した場合も、帯電ローラに用いた場合と同様に、トナーに対する電荷付与がきめ細かくなる。そのため、トナーの持つ電荷が均一、即ち電荷過剰のトナーや、電荷不足のトナーが発生しにくくなり、安定した現像が可能となる。画像形成プロセスを高速化した場合に発生しやすくなる電荷不足のトナーを極端に減らすことができるため、電荷不足のトナーが原因で発生するカブリ現象が起きにくくなる。
【００１８】
〔らせん形状を有する導電性フィラー〕
図３に、本発明に係るらせん形状を有する導電性フィラーの一例を示す。ここで、本発明における「らせん形状」とは、らせん径３１が、少なくとも繊維径３２の２倍以上であり、且つらせんピッチ３３より大きく、且つらせん長さ３４より小さく、且つらせんピッチ３３が繊維径３２と同一または繊維径３２より大きい形状を意味する。
【００１９】
本発明に係るらせん形状を有する導電性フィラーのらせん長さは、１μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。らせん長さが１μｍ以上であることにより、本発明の効果を発現するのに導電性フィラーの添加量を多くする必要がなく、分散不良になりにくい。また、らせん長さが２０μｍ以下であることにより、互いに絡まりにくく、らせん状に電流が流れ易くなる。らせん長さは３μｍ以上、１５μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上、１３μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２０】
本発明に係るらせん形状を有する導電性フィラーのらせん径は、０．１μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。らせん径が０．１μｍ以上であることにより、本発明の効果を発現するのにフィラーの添加量を多くする必要がなく、分散不良になりにくい。また、らせん径が１０μｍ以下であることにより、互いに絡まりにくく、らせん状に電流が流れ易くなる。らせん径は０．５μｍ以上、７μｍ以下であることがより好ましく、０．７μｍ以上、５μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２１】
本発明に係るらせん形状を有する導電性フィラーの繊維径は、０．０１μｍ以上、２μｍ以下であることが好ましく、０．０５μｍ以上、１μｍ以下であることがより好ましく、０．０８μｍ以上、０．５μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２２】
本発明に係るらせん形状を有する導電性フィラーのらせんピッチは、０．０５μｍ以上、５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上、２μｍ以下であることがより好ましく、０．２μｍ以上、１μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２３】
なお、らせん形状を有する導電性フィラーのらせん長さ、らせん径、繊維径およびらせんピッチは、デジタル走査型電子顕微鏡（商品名：Ｓ−４８００、日立共和エンジニアリング株式会社製）により測定する。また、測定は、常温常湿環境（温度２３℃±２℃、相対湿度５０％±５％）下で行うこととする。
【００２４】
本発明に係るらせん形状を有する導電性フィラーの材質は、導電性を有すれば特に限定されないが、導電性カーボンを含むことが好ましい。特に、該導電性フィラーは上述したように比較的小さなサイズであることが好ましいため、実質的に作製可能ならせん状炭素繊維、所謂カーボンコイルが好ましい。本発明に係るらせん形状を有する導電性フィラーの導電性は特に限定されないが、１０-1Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
本発明に係るらせん形状を有する導電性フィラーは、表面層中において、該導電性フィラーのらせん軸が該表面層の表面に対して略垂直となるように配向している。ここで、「略垂直」とは、導電性フィラーのらせん軸の方向の一つのベクトル成分と、表面層の表面とのなす角度（以下、配向角度とも示す）が５０°以上であることを示す。
【００２６】
らせん形状を有する導電性フィラーのらせん軸の方向が、表面層の表面に対して略垂直となるベクトル成分を含むように配向させる方法としては、特に限定されないが、例えば電場を利用する方法が挙げられる。例えば、外周に弾性層の形成された円筒形状の導電性の基体に表面層塗料を塗布した直後に、導電性の基体の中心軸を軸中心とした円筒電場を形成することで、導電性フィラーを電場方向に配向させる。具体的には、円筒電場により導電性フィラーが分極し、導電性フィラーは円筒電場の向きに配向する。即ち、表面層の表面に対し、導電性フィラーのらせん軸の方向が、表面層の表面に対して略垂直となるベクトル成分を含むように配向させることができる。
【００２７】
らせん形状を有する導電性フィラーのらせん軸の向きが、電子写真用ローラ中に流れる電流の方向と大きく異なると、電流はらせん状に流れず、前記効果は得られない。そのため、らせん形状を有する導電性フィラーが表面層に含有されているだけでは、本発明の効果は発現されない。電流の方向と上記らせん軸の向きとが近づくと、らせん状に流れる電流が大きくなるため、本発明の効果が発現される。本発明の効果を十分に発現させるためには、該配向角度が５５°以上であることが好ましく、５７°以上であることがより好ましく、６０°以上であることがさらに好ましい。
【００２８】
〔配向角度の測定〕
配向角度の測定は、以下に示す方法により行う。まず、らせん形状を有する導電性フィラーの配向角度測定中心点を定める。その中心点を中心として、長手方向及び径方向にそれぞれ５００μｍの形状プロファイルを測定する。形状プロファイルを最小二乗法によりそれぞれ長手方向、径方向のプロファイルを直線近似し、該近似二直線により作られる平面に対し、電子写真用ローラの基体の中心軸の成す角度を測定点角度αとする。次に、該フィラーの配向角度測定点を中心とした電子写真用ローラの表面層から、１ｍｍ四方の試料を切り出した。この試料は、電子写真用ローラの湾曲した表面を含むものである。この試料を、Ｘ線ＣＴ（商品名：ＴＯＨＫＥＮ  ＳｋｙＳｃａｎ２０１１、東研Ｘ線検査（株）製）を用いて、Ｘ線源エネルギー８０ｋＶ、２００μＡにて、該切りだした試料の中心付近の３０μｍ四方の範囲に渡って３次元立体観察を行う。観察結果から、らせん形状を有する導電性フィラーの投影図の面積が最小になる投影方向を、らせん形状を有する導電性フィラーのらせん軸の向きとする。上記観察範囲に存在するらせん形状を有する導電性フィラーのらせん軸の向きを平均する。平均したらせん軸の向きと、電子写真用ローラの基体の中心軸に垂直な方向とのなす角θから、フィラーのらせん軸と表面層の表面とのなす角度を（９０°−θ）とする。更に必要に応じて測定点角度αを補正して算出する。電子写真用ローラの任意の６点に対して上記測定を行い、その６点の平均を算出し、この値を配向角度とする。
【００２９】
なお、後述するように表面層の表面に凹凸が存在する場合にも、配向角度の測定方法は前述した方法と同様とする。すなわち、表面層の表面に対する導電性フィラーのらせん軸の角度の算出においては、表面層の表面に凹凸が存在する場合にも該凹凸は考慮せず、表面層の表面が凹凸のない円筒表面であるものとして該角度を算出する。
【００３０】
〔導電性の基体〕
円筒形状を有する導電性の基体は、導電性を有し、その上に設けられる弾性層、表面層等を支持する機能を有する。基体の材質としては、例えば、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属やその合金が挙げられる。また、これらの表面に耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲でメッキ処理等を施してもよい。さらに、導電性の基体として、樹脂製の基材の表面を金属等で被覆して表面導電性を付与した基体や、導電性樹脂組成物から製造された基体も使用可能である。
【００３１】
〔弾性層〕
本発明に係る電子写真用ローラは、導電性の基体上に弾性層を備えることができる。弾性層に用いられるバインダーとしてのゴムは、公知のゴムを採用することができる。例えば、樹脂、天然ゴムやこれを加硫処理したもの、合成ゴム等を挙げることができる。
【００３２】
樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂が使用できる。中でも、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂等が好ましい。これらは、単独で又は二種以上を併用することができる。
【００３３】
合成ゴムとしては、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム等が使用できる。また、スチレンブタジエンスチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）、スチレンエチレンブチレンスチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）等の熱可塑性エラストマーが使用できる。これらは、単独で又は二種以上を併用することができる。
【００３４】
この中でも、抵抗調整が容易であるため極性ゴムを用いることが好ましく、エピクロルヒドリンゴムまたはＮＢＲを用いることがより好ましい。これらは、弾性層の抵抗制御及び硬度制御をより行い易い利点がある。これらのゴムは、単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３５】
弾性層の体積抵抗率は、温度２３℃／湿度５０％ＲＨ環境下で測定して、１０2Ω・ｃｍ以上、１０10Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。なお、弾性層の体積抵抗率は以下の方法により求める。まず、電子写真用ローラから弾性層を５ｍｍ×５ｍｍ程度の短冊形に切り出す。両面に金属を蒸着して電極とガード電極とを作製し、測定用サンプルを得る。得られた測定用サンプルについて微小電流計（商品名：ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ  Ｒ８３４０Ａ  ＵＬＴＲＡ  ＨＩＧＨ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ  ＭＥＴＥＲ、アドバンテスト社製）を用いて２００Ｖの電圧を印加する。３０秒後の電流を測定し、サンプル厚と電極面積とから計算して求める。
【００３６】
弾性層の体積抵抗率を調整するため、弾性層に導電剤を適宜添加することができる。導電剤としては、イオン導電剤、電子導電剤等を例示することができる。
【００３７】
イオン導電剤としては以下のものが挙げられる。過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウムの如き無機イオン物質、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルプロピルアンモニウムブロミド、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェートの如き陽イオン性界面活性剤、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ジメチルアルキルラウリルベタインの如き両性イオン界面活性剤、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウムの如き第四級アンモニウム塩、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等の有機酸リチウム塩等が挙げられる。これらは、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらのイオン導電剤の中でも、環境変化に対して抵抗が安定なことから過塩素酸第四級アンモニウム塩が好ましい。
【００３８】
電子導電剤としては以下のものが挙げられる。アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀の如き金属系の微粒子や繊維、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛の如き金属酸化物、金属系の微粒子、繊維及び金属酸化物表面に、電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより表面処理した複合粒子、カーボンブラック、及び、カーボン系微粒子等が挙げられる。
【００３９】
これらの導電剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、導電剤は、その表面を表面処理してもよい。
【００４０】
また、弾性層の硬度等を調整するために、弾性層に軟化油、可塑剤等の添加剤を適宜添加してもよい。更に、弾性層に、種々な機能を付与する材料を適宜添加してもよい。これらの例としては、老化防止剤、充填剤等が挙げられる。これらは、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４１】
（弾性層の成形）
弾性層の成形方法としては、特に制約はなく、公知の方法を適宜用いることができる。例えば、以下に示す方法が挙げられる。上述の各種ゴム、その他の成分を含む組成物を、リボンブレンダー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、バンバリーミキサー、加圧ニーダー等を用いて混合することにより、弾性層用未加硫ゴム組成物を調製する。
【００４２】
クロスヘッドを備えた押出機を用いて、導電性の基体と調製した弾性層用未加硫ゴム組成物とを一体的に押出すことにより、未加硫ゴムローラを作製する。クロスヘッドとは、電線や針金の被覆層を構成するために用いられる、押出機のシリンダ先端に設置して使用する押出金型である。次いで、該未加硫ゴムローラを円筒状のキャビティを有する円筒型または割型に設置して加熱発泡させ、所定の寸法を有する弾性ローラを得る。
【００４３】
また、該未加硫ゴムローラを熱風炉などの高温雰囲気中にて自由発泡させた後、プランジカット式の円筒研磨機を用いて研磨することにより、所定の外径寸法を有する弾性ローラを得ることもできる。
【００４４】
〔表面層〕
本発明に係る電子写真用ローラは、基体上に表面層を備える。ここで、基体上に表面層を備えるとは、基体表面上に表面層が直接接して存在している必要はなく、基体の上に表面層を備えればよい。例えば、基体上に前記弾性層を備える場合には、前記弾性層上に表面層を備えればよい。本発明に係る表面層は、バインダー樹脂と、前記らせん形状を有する導電性フィラーとを含む。
【００４５】
表面層に用いるバインダー樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂が使用できる。中でも、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリルポリオール等のアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂等が好ましい。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、これら樹脂の単量体を共重合させ、共重合体として用いても良い。
【００４６】
表面層に含まれる前記らせん形状を有する導電性フィラーの量は、電荷付与性能の均一性の観点から、バインダー樹脂１００質量部に対して１質量部以上、５０質量部以下であることが好ましく、５質量部以上、４０質量部以下であることがより好ましく、１０質量部以上、３０質量部以下であることがさらに好ましい。
【００４７】
表面層の体積抵抗率は、温度２３℃／湿度５０％ＲＨ環境において、１×１０3Ω・ｃｍ以上、１×１０15Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。表面層の体積抵抗率が１×１０3Ω・ｃｍ以上であることにより、電子写真感光体にピンホールが発生した場合にも、ピンホールに過大な電流が流れることがない。このため、印加電圧の降下が生じず、ピンホール部の長手方向全域に帯状の画像ムラが発生することを防止できる。一方、表面層の体積抵抗率が１×１０15Ω・ｃｍ以下であることにより、帯電ローラに電流が十分に流れ、電子写真感光体を所定の電位に帯電することができるため、所望する濃度の画像が得られる。
【００４８】
なお、表面層の体積抵抗率は以下の方法により求める。まず、電子写真用ローラの表面層を剥がし、５ｍｍ×５ｍｍ程度の短冊形に切り出す。両面に金属を蒸着して電極とガード電極とを作製し、測定用サンプルを得る。または、アルミシートの上に塗布して表面層塗膜を形成し、塗膜面に金属を蒸着して測定用サンプルを得る。得られた測定用サンプルについて、前記弾性層の体積抵抗率の測定方法と同様にして、膜厚と電極面積とから体積抵抗率を算出する。
【００４９】
表面層の体積抵抗率は、本発明で用いるらせん形状を有する導電性フィラーと前述したイオン導電剤、電子導電剤等の導電剤により調整することができる。導電剤は、前述した表面処理を施してもよい。表面層の導電剤としてカーボンブラックを使用する際は、金属酸化物系微粒子にカーボンブラックを被覆した複合導電性微粒子として使用してもよい。
【００５０】
また、表面層は、電子写真用ローラの表面に凹凸を形成する目的で樹脂粒子を含有してもよい。樹脂粒子としては、高分子化合物を含む粒子が挙げられる。高分子化合物としては、例えば、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、（メタ）アクリル樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、これらの共重合体や変性物、誘導体等の樹脂、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらは一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。表面層は、本発明の効果を損なわない範囲で他の粒子を含有することができる。
【００５１】
表面層は、０．１μｍ以上、１００μｍ以下の膜厚を有することが好ましい。表面層の膜厚は、１μｍ以上、５０μｍ以下であることがより好ましい。なお、表面層の膜厚は、電子写真用ローラの断面を鋭利な刃物で切り出して、光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察することにより測定できる。
【００５２】
表面層には、表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、ＵＶや電子線を用いた表面加工処理や、化合物等を表面に付着及び／又は含浸させる表面改質処理が挙げられる。
【００５３】
（表面層の形成）
表面層の形成方法としては、らせん形状を有する導電性フィラーが、表面層の表面に対して略垂直に配向可能な方法であれば、特に限定されない。例えば、静電スプレー塗布、ディッピング塗布、リング塗布等の塗布法により形成することができる。また、予め所定の膜厚に成膜されたシート形状又はチューブ形状の層を接着又は被覆することにより形成することもできる。さらに、型内で所定の形状に材料を硬化、成形する方法も用いることができる。しかしながら、上述したように、ディッピング塗布直後に導電性の基体の中心軸を中心とした円筒電場を形成する方法が簡便であるため好ましい。
【００５４】
塗布法によって表面層を形成する場合、表面層塗料に用いられる溶剤としては、バインダー樹脂を溶解できる溶剤であれば特に限定されない。具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、キシレン、リグロイン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族化合物などを挙げることができる。これらは一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
【００５５】
表面層塗料にバインダー樹脂、らせん形状を有する導電性フィラー、導電剤等を分散させる方法としては、ボールミル、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等の公知の溶液分散手段を用いることができる。
【００５６】
〔電子写真用ローラの製造方法〕
本発明に係る電子写真用ローラの製造方法は、表面層の形成工程として、下記工程（１）及び（２）を含むことが好ましい。
（１）バインダー樹脂と、らせん形状を有する導電性フィラーとを含む表面層塗料の塗膜の表面に対して垂直な電場を形成し、該導電性フィラーのらせん軸が該塗膜の表面に対して略垂直となるように該塗膜中における該導電性フィラーを配向させる工程、
（２）配向させられた該導電性フィラーを含む該塗膜を乾燥させて表面層を形成する工程。
【００５７】
工程（１）における表面層塗料の塗膜の表面に対して垂直な電場を形成する方法の例を、図４（ａ）から（ｄ）に示す。図４（ａ）に示す方法では、弾性ローラ６を表面層塗料４３に浸漬し、引き上げると同時に導電性の基体の中心軸を中心とする弾性ローラ６の外周に備えられた円筒状電極４１と導電性の基体との間に、表面層塗料４３の塗膜の表面に対して垂直な電場を形成する。図４（ｂ）に示す方法では、弾性ローラ６だけではなく、円筒状電極４１も表面層塗料４３に浸漬する。図４（ｃ）に示す方法では、円筒状電極４１と弾性ローラ６との間隙に表面層塗料シリンダ４２を配置し、弾性ローラ６を表面層塗料４３に浸漬する。図４（ｄ）では、リング塗工用ヘッド４６を用いて、表面層塗料の供給口４５から供給される表面層塗料を、全周に開口された表面層塗料の吐出口４４から吐出し、表面層塗料の塗膜を形成しつつ、円筒状電極４１と導電性の基体との間に電場を形成する。なお、工程（１）はこれらの例に限定されない。
【００５８】
工程（２）における表面層塗料の塗膜の乾燥方法については、フィラーの配向が維持されれば特に限定されず、例えば室温で風乾することができる。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明を具体的な実施例及び比較例を参照してより詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下特に明記しない限り、試薬等は市販の高純度品を用いた。
【００６０】
〔製造例１〕
（らせん状炭素繊維の作製）
雰囲気温度７５０℃で、ニッケルからなる微粉末状の金属触媒を塗布したグラファイト基板上に、アセチレン、チオフェン及び水素からなるガスを吹き付けた。ガス吹き付け口とグラファイト基板と間に直径２ｍｍの棒状電極を配置した。棒状電極とグラファイト基板と間に所定の高調波成分を重畳した高電圧を印加することにより、触媒活性化ＣＶＤ（化学基層成長）法で、グラファイト基板上に導電性を有するらせん状炭素繊維を成長させた。その後、グラファイト基板上かららせん状炭素繊維をそぎ落とすことで、らせん形状を有する導電性フィラーである、らせん状炭素繊維を得た。金属触媒の粒径や金属触媒の結晶面の異方性、電圧の印加強度、波形、印加時間、水素ガス等を適宜調整し、表１に示すらせん状炭素繊維１〜７を作製した。
【００６１】
なお、表１に示すらせん状炭素繊維の繊維径、らせん径、らせんピッチおよびらせん長さは、デジタル走査型電子顕微鏡（商品名：Ｓ−４８００、日立共和エンジニアリング株式会社製）により、任意のらせん状炭素繊維を３０個観察し、その平均を求めることで測定した。
【００６２】
〔製造例２〕
（複合導電性微粒子の作製）
シリカ粒子（平均粒子径１５ｎｍ、体積抵抗率１．８×１０12Ω・ｃｍ）７．０ｋｇに、メチルハイドロジェンポリシロキサン１４０ｇを、エッジランナーを稼動させながら添加し、５８８Ｎ／ｃｍ（６０ｋｇ／ｃｍ）の線荷重で３０分間混合攪拌を行った。この時の攪拌速度は２２ｒｐｍであった。
【００６３】
さらに、カーボンブラック粒子（粒子径２０ｎｍ、体積抵抗率１．０×１０2Ω・ｃｍ、ｐＨ８．０）７．０ｋｇを、エッジランナーを稼動させながら１０分間かけて添加し、５８８Ｎ／ｃｍ（６０ｋｇ／ｃｍ）の線荷重でさらに６０分間混合攪拌を行った。この時の攪拌速度は２２ｒｐｍであった。このようにしてメチルハイドロジェンポリシロキサンを被覆したシリカ粒子の表面にカーボンブラックを付着させた後、乾燥機を用いて８０℃で６０分間乾燥を行い、複合導電性微粒子を得た。なお、得られた複合導電性微粒子は平均粒径が１５ｎｍであり、体積抵抗率は１．１×１０2Ω・ｃｍであった。
【００６４】
〔製造例３〕
（表面処理酸化チタン粒子の作製）
針状ルチル型酸化チタン粒子（平均粒径１５ｎｍ、縦：横＝３：１、体積抵抗率２．３×１０10Ω・ｃｍ）１０００ｇに、表面処理剤としてイソブチルトリメトキシシラン１１０ｇ及び溶媒としてトルエン３０００ｇを配合してスラリーを調製した。
【００６５】
このスラリーを攪拌機で３０分間混合した後、有効内容積の８０％が平均粒子径０．８ｍｍのガラスビーズで充填されたビスコミルに供給し、温度３５±５℃で湿式解砕処理を行った。
【００６６】
湿式解砕処理して得られたスラリーを、ニーダーを用いて減圧蒸留（バス温度：１１０℃、製品温度：３０〜６０℃、減圧度：約１００Ｔｏｒｒ）によりトルエンを除去し、１２０℃で２時間表面処理剤の焼付け処理を行った。焼付け処理した粒子を室温まで冷却した後、ピンミルを用いて粉砕して、表面処理酸化チタン粒子を得た。
【００６７】
〔実施例１〕
（弾性層用未加硫ゴム組成物１の調製）
下記の材料を、６リットル加圧ニーダー（商品名：ＴＤ６−１５ＭＤＸ、トーシン社製）を用いて、充填率７０体積％、ブレード回転数３０ｒｐｍで１６分間混合してＡ練りゴム組成物１を得た。
・エピクロルヒドリンゴム（商品名：エピオン、ダイソー社製、ＥＯ−ＥＰ−ＡＧＥ三元共化合物、ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝７３ｍｏｌ％／２３ｍｏｌ％／４ｍｏｌ％、表２〜４では単にヒドリンと示す）  １００質量部
・炭酸カルシウム（商品名：ナノックス＃３０、丸尾カルシウム社製）  ６０質量部
・脂肪族ポリエステル系可塑剤（商品名：ポリサイザーＷ３０５ＥＬＳ、日本インキ化学工業社製）  １０質量部
・ステアリン酸亜鉛（商品名：ジンクステアレート、日油社製）  １質量部
・２−メルカプトベンズイミダゾール（商品名：ノクラックＭＢ、大内新興化学株式会社製）  ０．５質量部
・酸化亜鉛（商品名：酸化亜鉛２種、堺化学工業社製）  ２質量部
・カーボンブラック（商品名：サーマックスフローフォームＮ９９０、Ｃａｎｃａｒｂ社製）  ５質量部。
【００６８】
次いで、下記の材料を、２０℃に冷却したロール径１２インチのオープンロールにて、前ロール回転数８ｒｐｍ、後ロール回転数１０ｒｐｍ、ロール間隙２ｍｍで、左右の切り返しを合計２０回実施した。その後、ロール間隙を０．５ｍｍとして薄通し１０回を行い、弾性層用未加硫ゴム組成物１を得た。
・上記で得たＡ練りゴム組成物１  １７８．５質量部
・硫黄（商品名：サルファックスＰＭＣ、鶴見化学工業株式会社製）  ０．８質量部
・ジベンゾチアジルスルフィド（商品名：ノクセラーＤＭ−Ｐ、大内新興化学工業株式会社製）  １質量部
・テトラメチルチウラムモノスルフィド（商品名：ノクセラーＴＳ、大内新興化学工業株式会社製）  ０．５質量部。
【００６９】
（弾性ローラ１の作製）
直径６ｍｍ、長さ２５２ｍｍの円筒形状の導電性芯金（鋼製、表面はニッケルメッキ）の円筒面の軸方向中央部２２６ｍｍ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。これを導電性の基体として使用した。次に、上記で得た弾性層用未加硫ゴム組成物１を、クロスヘッドを備える押出機によって、導電性芯金の中心軸と同軸の円筒形に、導電性の基体と同時に押出した。これにより、導電性の基体の外周に弾性層用未加硫ゴム組成物１がコーティングされた直径８．８ｍｍの未加硫ゴムローラを作製した。押出機は、シリンダ径４５ｍｍ（Φ４５）、Ｌ／Ｄ＝２０の押出機を使用した。押出時の温調は、ヘッド８０℃、シリンダ８０℃、スクリュー８０℃とした。得られた未加硫ゴムローラの両端を切断し、弾性層部分の軸方向幅を２２８ｍｍとした。その後、電気炉にて１６０℃、４０分の加熱処理を行い、加硫ゴムローラを得た。得られた加硫ゴムローラの表面をプランジカットの研削方式の研磨機で研磨し、中央部直径８．５０ｍｍのクラウン形状の弾性層を有する弾性ローラ１を得た。なお、この弾性ローラ１のクラウン量（中央部と、中央部から９０ｍｍ離れた位置の外径の差）は１２０μｍであった。
【００７０】
（表面層塗料１の調製）
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が１７質量％となるように調整した。この溶液５８８．２４質量部（アクリルポリオール固形分１００質量部）に対して下記成分を加え、混合溶液１を調製した。
・導電剤としての複合導電性微粒子（製造例２で作製）  ４５質量部
・表面処理酸化チタン粒子（製造例３で作製）  ２０質量部
・変性ジメチルシリコーンオイル（商品名：ＳＨ２８ＰＡ、東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製）  ０．０８質量部
・ブロックイソシアネート混合物  ８０．１４質量部。
【００７１】
なお、ブロックイソシアネート混合物は、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）とイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）の各ブタノンオキシムブロック体の７：３混合物であった。ブロックイソシアネート混合物のイソシアネート量としては、「ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０」となる量であった。
【００７２】
内容積４５０ｍＬのガラス瓶に、上記混合溶液１を２００ｇと、メディアとしての平均粒径０．８ｍｍのガラスビーズ２００ｇとを入れ、ペイントシェーカー分散機を用いて２４時間分散し、表面層一次分散塗料１を得た。次いで、表面層一次分散塗料１に、らせん形状を有する導電性フィラーとしての、らせん状炭素繊維１を１０質量部添加して、ペイントシェーカー分散機により更に１時間、二次分散した。その後、ガラスビーズを除去して表面層塗料１を得た。なお、らせん状炭素繊維１の添加量は、アクリルポリオール固形分１００質量部に対して、らせん状炭素繊維１を１０質量部とした。
【００７３】
（帯電ローラ１の作製）
図４（ａ）に示す方法で、Φ１０．５ｍｍの円筒状電極４１を使用し、弾性ローラ６の導電性の基体に交流１０００Ｖｐｐ、１ｋＨｚを印加することで円筒電場を形成し、上記で得た表面層塗料１を弾性ローラ１にディッピング塗布した。ここで、ディッピング条件は以下の通りである。
【００７４】
浸漬時間：９秒
ディッピング塗布引き上げ速度：初期速度２０ｍｍ／ｓ、最終速度２ｍｍ／ｓ、但しその間は時間に対して直線的に速度を変化させる。
【００７５】
ディッピング塗布後、円筒電場を保持したまま室温にて３０分風乾し、その後更に１２０℃で１時間硬化させ、帯電ローラ１を得た。
【００７６】
〈帯電ローラ１の評価〉
［配向角度の測定］
帯電ローラ１の表面層を１ｍｍ四方に切りだし、Ｘ線ＣＴ（商品名：ＴＯＨＫＥＮ  ＳｋｙＳｃａｎ２０１１、東研Ｘ線検査（株）製）にて、Ｘ線源エネルギー８０ｋＶ、２００μＡにて、３０μｍ四方の範囲に渡って３次元立体観察を行った。観察結果から、らせん状炭素繊維１の投影図の面積が最小になる投影方向を、らせん状炭素繊維１のらせん軸の向きとした。上記観察範囲に存在するらせん状炭素繊維１のらせん軸の向きを平均した。平均したらせん軸の向きと、帯電ローラ１の基体の中心軸に垂直な方向とのなす角θから、らせん状炭素繊維１のらせん軸と、帯電ローラ１の表面層の表面とのなす角度を（９０°−θ）として算出した。帯電ローラ１の任意の６点に対して上記測定を行い、（９０°−θ）の６点の平均を算出し、この値を配向角度とした。結果を表２に示す。
【００７７】
［帯電均一性の評価］
画像評価機として、市販のレーザープリンタ（商品名：ＨＰ  Ｃｏｌｏｒ  ＬａｓｅｒＪＥＴ  ＣＰ４５２５ｄｎ、ヒューレッドパッカード社製；４０ｐｐｍ）を用いた。帯電ローラ１を新品のプロセスカートリッジ（商品名：ＣＥ２６０Ｘ、ヒューレッドパッカード社製、色：黒）に帯電ローラとして組み込み、温度１５℃、湿度１０％ＲＨ環境（ＬＬ環境）にて２４時間放置した。放置後、同環境において、該プロセスカートリッジを上記画像評価機に組み込み、１％印字率で連続３０００枚の画像出力を行った。その後、同環境にて、通常の画像形成プロセス速度、及び記録メディアの出力スピードを６０ｐｐｍの高速とした画像形成プロセス速度において、ハーフトーン画像を出力し、その画像から帯電不均一が起因となるスジ状画像の発生状態を評価した。該発生状態は、以下に示す評価基準にて目視で官能評価した。結果を表２に示す。
【００７８】
＜帯電均一性（スジ状画像の発生状態）の評価基準＞
５：スジ状画像が確認されない
４：画像濃度を極端に変化させると画像上の一部にスジ状画像の発生が確認されるが、実用上問題ない
３：画像濃度を極端に変化させると画像上の広い範囲に亘ってスジ状画像の発生が確認されるが、実用上問題ない
２：画像の一部にスジ状画像の発生が確認される
１：画像上の広い範囲に亘ってスジ状画像の発生が確認される。
【００７９】
なお、画像評価機の画像形成プロセス速度の調節は、高圧電源の設定、モータのギア、紙搬送を適宜調節することにより行った。また、現像ブレードの固定位置を変更し、現像ブレードとプロセスカートリッジ容器との間にスペーサを挟むことで、現像ローラ上のトナー担持量が０．５０ｍｇ／ｃｍ2となるよう調節した。
【００８０】
〔実施例２〕
表面層塗料の調製において、らせん状炭素繊維１の添加量を５質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ２を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００８１】
〔実施例３〕
表面層塗料の調製において、らせん状炭素繊維１の添加量を１５質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ３を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００８２】
〔実施例４〕
帯電ローラの作製において、ディッピング時に、弾性ローラの導電性の基体に印加する電圧を５００Ｖｐｐとした以外は、実施例２と同様の方法で帯電ローラ４を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００８３】
〔実施例５〕
帯電ローラの作製において、ディッピング時に、弾性ローラの導電性の基体に印加する電圧を２０００Ｖｐｐとした以外は、実施例３と同様の方法で帯電ローラ５を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００８４】
〔実施例６〕
表面層塗料の調製において、導電剤としての複合導電性微粒子４５質量部の代わりに、カーボンブラック（商品名：＃５２、三菱化学社製）２５質量部を用いた以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ６を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００８５】
〔実施例７〕
弾性ローラの作製において、弾性層用未加硫ゴム組成物１の代わりに、下記方法で調製した弾性層用未加硫ゴム組成物２を用いた以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ７を作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００８６】
（弾性層用未加硫ゴム組成物２の調製）
下記の材料を、６リットル加圧ニーダー（製品名：ＴＤ６−１５ＭＤＸ、トーシン社製）を用いて、充填率７０体積％、ブレード回転数３０ｒｐｍで１６分間混合してＡ練りゴム組成物２を得た。
・ＮＢＲ（商品名：ＪＳＲ  Ｎ２３０ＳＶ、ＪＳＲ社製）  １００質量部
・ステアリン酸亜鉛  １質量部
・酸化亜鉛  ５質量部
・炭酸カルシウム（商品名：ナノックス＃３０、丸尾カルシウム社製）  ２０質量部
・カーボンブラック（商品名：トーカブラック＃７３６０ＳＢ、東海カーボン社製）  ４５質量部。
【００８７】
次いで、下記の材料を、ロール径１２インチのオープンロールにて、前ロール回転数８ｒｐｍ、後ロール回転数１０ｒｐｍ、ロール間隙２ｍｍで、左右の切り返しを合計２０回実施した。その後、ロール間隙を０．５ｍｍとして薄通し１０回を行い、弾性層用未加硫ゴム組成物２を得た。
・上記で得たＡ練りゴム組成物２  １７１質量部
・硫黄  １．２質量部
・テトラベンジルチウラムジスルフィド（商品名：ＰＥＲＫＡＣＩＴ−ＴＢｚＴＤ、ＦＬＥＸＳＹＳ社製）  ４．５質量部。
【００８８】
〔実施例８〜１３〕
表面層塗料の調製において、らせん状炭素繊維１の代わりに、表１に示すらせん状炭素繊維２〜７を用いた以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ８〜１３を作製し、評価した。結果を表３に示す。
【００８９】
〔比較例１〕
帯電ローラの作製において、表面層塗料１の代わりに表面層一次分散塗料１を用い、且つ円筒電場を形成しなかった。それ以外は実施例１と同様の方法で帯電ローラ１４を作製し、評価した。結果を表４に示す。
【００９０】
〔比較例２〕
帯電ローラの作製において、円筒電場を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ１５を作製し、評価した。結果を表４に示す。
【００９１】
〔比較例３〕
表面層塗料の調製において、らせん状炭素繊維１の代わりに、非らせん形状を有するカーボンナノファイバー（商品名：ＶＧＣＦ、直径約１５０ｎｍ、長さ１０μｍ、昭和電工（株）製）を用いた。それ以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ１６を作製し、評価した。結果を表４に示す。
【００９２】
〔実施例１４〕
（弾性ローラ３の作製）
導電性の基体としてのＳＵＳ３０４からなる外径８ｍｍ、長さ２６７ｍｍの円筒形状の導電性芯金を、内径１６ｍｍの円筒状金型内に同心となるように設置した。また、弾性層を形成する材料として、液状導電性シリコーンゴム（東レダウコーニングシリコーン社製、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度５０度、体積抵抗率１×１０5Ω・ｃｍ）を用意した。次いで、該材料を上記の金型に注入した。その後、円筒状金型を温度１３０℃のオーブンに入れて２０分間加熱し、室温まで冷却した。導電性の基体と一体となった弾性層を円筒状金型から脱型した。次いで、導電性の基体と一体となった弾性層を温度２００℃のオーブンに入れて、４時間２次加硫を行った。これにより、導電性の基体の外周に厚み４ｍｍの弾性層を形成し、弾性ローラ３を得た。得られた弾性層の長さは２４６ｍｍであった。
【００９３】
（表面層塗料３の調製）
バインダー樹脂としてポリウレタン樹脂（商品名：ニッポラン５２３０、日本ポリウレタン工業社製）を用い、これをメチルエチルケトンに溶解した。導電剤としてのカーボンブラック（商品名：ＭＡ２３０、三菱化学社製）を、ポリウレタン樹脂の固形分１００質量部に対して２５質量部となるよう添加して、ボールミルにて５時間処理してカーボンブラックが分散された樹脂塗料１を得た。該樹脂塗料１に、アルキルイソシアネート変性ポリエチレンイミンをポリウレタン樹脂の固形分１００質量部に対し４０質量部添加した。次いで、ポリウレタン樹脂の固形分１００質量部に対し、ウレタン粒子（商品名：アートパールＣ−４００Ｔ、根上工業社製）を１５質量部、らせん形状を有する導電性フィラーとして、らせん状炭素繊維１を１０質量部添加して十分に攪拌した。その後、メチルエチルケトンを加えて粘度が７ｍＰａ・ｓとなるように調整し、表面層塗料３を得た。なお、粘度の測定にはＥ型粘度計（商品名：ＲＥ１１５Ｌ、東機産業製）を用いた。粘度は、コーン角度１°３４’の標準コーンロータを使用して、液温度を２５℃に調整し、コーンロータ回転数２０ｒｐｍで測定した。
【００９４】
（現像ローラ１の作製）
弾性ローラ１の代わりに弾性ローラ３を用い、表面層塗料１の代わりに表面層塗料３を用いた以外は、実施例１における帯電ローラ１の作製と同様の方法で現像ローラ１を作製した。
【００９５】
〈現像ローラ１の評価〉
［配向角度の測定］
実施例１と同様の方法で測定した。結果を表５に示す。
【００９６】
［カブリの評価］
現像ローラ１を新品のプロセスカートリッジ（商品名：ＣＥ２６０Ｘ、ヒューレッドパッカード社製、色：黒）に現像ローラとして組み込み、温度３５℃、湿度８０％ＲＨ環境（ＨＨ環境）にて４８時間放置した。放置後、同環境において、実施例１の帯電均一性の評価において用いた画像評価機に組み込み、１％印字率で連続１２０００枚の画像出力を行った。その後、同環境にて、通常の画像形成プロセス速度、及び記録メディアの出力スピードを６０ｐｐｍの高速とした画像形成プロセス速度において、全白画像を出力した。反射濃度計（商品名：ＴＣ−６ＤＳ／Ａ、東京電色社製）を用いて、非印字範囲（基準）及び印字範囲の全白部の反射率を測定し、基準に対する反射率の低下量（％）を「カブリ」とした。このカブリを下記基準で評価した。
【００９７】
＜カブリの評価基準＞
Ａ：カブリが１％未満である
Ｂ：カブリが１％以上、２％未満である
Ｃ：カブリが２％以上、３％未満である
Ｄ：カブリが３％以上である。
【００９８】
なお、画像評価機の画像形成プロセス速度の調節は、実施例１における帯電均一性の評価と同様に行った。結果を表５に示す。
【００９９】
〔比較例４〕
表面層塗料３の調製において、らせん状炭素繊維１を添加しなかったこと以外は、実施例１４と同様の方法で現像ローラ２を作製し、評価した。結果を表５に示す。
【０１００】
【表１】
2016035530.tif 000002
【０１０１】
【表２】
2016035530.tif 000003
【０１０２】
【表３】
2016035530.tif 000004
【０１０３】
【表４】
2016035530.tif 000005
【０１０４】
【表５】
2016035530.tif 000006
【０１０５】
表１〜５から明らかなように、比較例１では、表面層がらせん形状を有する導電性フィラーを含まないため、画像上にスジ状の帯電ムラが発生し、電荷付与のムラを抑えることができないと考えられる。一方、表面層がらせん形状を有する導電性フィラーを含有する実施例では、帯電均一性（帯電ムラ）は実用上問題がないレベルであり、画像形成プロセス速度の高速化にも対応できることが確認された。
【０１０６】
比較例２では、表面層はらせん形状を有する導電性フィラーを含有するが、表面層形成時に円筒電場が形成されていない。このため、導電性フィラーのらせん軸が帯電ローラの表面層の表面に対して略垂直になっていない、即ち導電性フィラーのらせん軸の方向が帯電ローラの表面層の表面に対して平行方向に近いため、帯電均一性向上の効果が発現されないことが確認された。
【０１０７】
比較例３では、導電性フィラーは帯電ローラの表面層の表面に対して略垂直方向に配向しているが、導電性フィラーがらせん形状を有していないため、帯電均一性向上の効果が発現されないことが確認された。これは、カーボンナノファイバーが繊維状であり、らせん形状を有していないため、帯電ローラ表面でらせん状に流れる電流を形成できず、インダクタンス成分を持たないため、前記効果が発現されなかったと考えられる。
【０１０８】
実施例１から３を比較すると、帯電均一性評価の評価基準上では差はないが、らせん形状を有する導電性フィラーの添加部数が多くなるにつれて、帯電均一性向上の効果が大きくなることが目視により確認された。この結果から、表面層における導電性フィラーの含有量を多くすることにより、電子写真感光体への電荷付与を安定して行うことができることがわかった。また、実施例２と４、または実施例３と５を比較すると、導電性フィラーのらせん軸が帯電ローラの表面層の表面に対して垂直に近い方が、帯電均一性がより向上しており、電子写真感光体への電荷付与が安定することがわかった。
【０１０９】
実施例６及び７から、表面層に用いる導電剤の種類や弾性層の種類によらず、帯電均一性向上の効果が発揮されることが確認された。
【０１１０】
実施例８から１３から、らせん形状を有する導電性フィラーにおいては、そのサイズによらず概ね帯電均一性向上の効果が発揮されることが確認された。らせん径の小さい導電性フィラーの方が、らせん径の大きい導電性フィラーより配向度が高かった。しかし、らせん径の大きい導電性フィラーの方が、らせん状に電流が流れたときのインダクタンスが大きくなるため、両者の帯電均一性向上効果に大きな差が現れなかったと考えられる。
【０１１１】
実施例１４と比較例４とを比較すると、実施例１４ではカブリの発生が抑制されることが確認された。これは、トナーへの電荷付与ムラが小さくなり、トナーの電位が安定し、低トリボのトナーが少なくなったためと考えられる。
【符号の説明】
【０１１２】
１      帯電ローラ
２      電子写真感光体
３      帯電領域
４      帯電ローラの回転方向
５      電子写真感光体の回転方向
６      弾性ローラ
３１    らせん形状を有する導電性フィラーのらせん径
３２    らせん形状を有する導電性フィラーの繊維径
３３    らせん形状を有する導電性フィラーのらせんピッチ
３４    らせん形状を有する導電性フィラーのらせん長さ
３５    らせん形状を有する導電性フィラーのらせん軸
４１    円筒状電極
４２    表面層塗料シリンダ
４３    表面層塗料
４４    全周に開口された表面層塗料の吐出口
４５    表面層塗料の供給口
４６    リング塗工用ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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