JP2013037194A - 導電性ローラ及び導電性ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面に導電粒子が露出している導電性ゴム弾性層を有する低抵抗の導電性ローラを感光体と当接させて使用する場合に、異常放電に起因するスジ状の画像不良がなく、ピンホールリークの画像不良を低減することができる導電性ローラを提供する。
【解決手段】導電性ゴム弾性層の表面に、相対的に表面抵抗の高い第１領域Ａと相対的に表面抵抗の低い第２領域Ｂとを有し、導電性ローラの軸方向にスパイラル状に領域Ａと領域Ｂが交互に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電性ローラ及び導電性ローラの製造方法に関する。

電子写真画像形成装置において、感光ドラムを、感光ドラムに当接させた帯電ローラを用いて帯電させる際に、帯電ローラから感光ドラムの表面の微小な凹部（ピンホール）に過大な電流が流れ（ピンホールリーク）、当該ピンホールリークに起因するドット状の欠陥が電子写真画像に生じることがある。このピンホールリークは、帯電ローラの電気抵抗が低いほど発生しやすい。

このピンホールリークを抑制するために、導電性弾性層の表面に導電性弾性層に比べ電気抵抗の高い樹脂層を保護層として設けることが行われている。当該保護層の電気抵抗が高いほど、ピンホールリークは生じにくくなる。しかし、電気抵抗が高すぎると感光ドラムの帯電能が低下する。これを回避するためには、保護層の導電性を中抵抗に制御することが必要であり、そのために、保護層に導電粒子が添加されている。この場合、添加した導電粒子に凝集塊があるとそれが画像不良になるために、均一な分散が得られることが好ましい。特許文献１には、多孔質化したフッ素樹脂を主成分としその多孔質内に導電粒子を充填させた保護層が開示されている。

特開２００５−２６６３１２号公報

しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献１に係る発明によっても未だピンホールリークを十分に抑制するには至らず、更なる技術開発の必要性を認識した。
すなわち、本発明は、電子写真感光体にピンホールが存在していた場合であっても、ピンホールリークを生じさせにくい導電性ローラおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、芯金と、表面層としての導電性ゴム弾性層とを有する導電性ローラであって、該導電性ゴム弾性層の表面に導電粒子が露出しており、該導電性ゴム弾性層の表面に、相対的に表面抵抗の高い第１領域Ａと相対的に表面抵抗の低い第２領域Ｂとを有し、該第１領域Ａと該第２領域Ｂが導電性ローラの軸方向にスパイラル状に交互に配置されていることを特徴とする導電性ローラが提供される。
また、本発明によれば、導電性ゴム弾性層の表面に導電粒子が露出している導電性ローラの製造方法であって、電子線が照射される電子線照射領域に対して該導電性ローラの軸心を傾斜させた状態で、該軸心を中心に該導電性ローラを回転させ、かつ該導電性ローラを該電子線照射領域に対して垂直な方向に移動させながら、該導電性ゴム弾性層の表面に電子線を照射することにより、該導電性ローラの表面に、相対的に表面抵抗の高い第１領域Ａと相対的に表面抵抗の低い第２領域Ｂとを導電性ローラの軸方向にスパイラル状に交互に形成することを特徴とする導電性ローラの製造方法が提供される。

本発明によれば、電子写真感光体との接触帯電に用いた場合において、ピンホールリークが生じにくく、ピンホールリークによる異常放電に起因する画像への欠陥の発生を抑制し得る導電性ローラを得ることができる。

本発明の導電性ローラの模式図。 電子線照射装置の概略構成図。 照射口に対してローラを傾斜させて電子線を照射する方法の模式図。 加熱した金属部材をローラに押し当てる方法の模式図。 画像形成装置の概略を示す模式図。 電気抵抗の測定方法の概略図。 導電性ローラ表面の電気抵抗分布の測定方法の概略図。 比較例１の導電性ローラ表面の電気抵抗分布図。 比較例２の導電性ローラ表面の電気抵抗分布図。 比較例３の導電性ローラ表面の電気抵抗分布図。

＜導電性ローラ＞
本発明の導電性ローラの模式図を図１に示す。導電性ローラ１０は、芯金１１と、芯金１１の外周に表面層としての導電性ゴム弾性層１３とを有する。導電性ゴム弾性層１３の表面には導電粒子１２が露出しており、導電性ゴム弾性層表面は相対的に表面抵抗の高い第１領域Ａ（１４）と、相対的に表面抵抗の低い第２領域Ｂ（１５）とを有する。
このような導電性ローラを接触帯電用の帯電ローラとして用いた場合、電子写真感光体の表面にピンホールがあったとしても、当該ピンホールに対しては、帯電ローラ５２の表面抵抗の高い領域Ａと表面抵抗の低い領域Ｂとが交互に接触することとなる。つまり、ピンホールに対して、帯電ローラの電気抵抗の高い領域が常に当接することを避け得る。その結果、ピンホールリークが発生する可能性を低減させることができる。
また表面抵抗の高い領域Ａの幅が小さい場合には、ピンホールリークに起因する異常放電による軸方向でのスジ状の画像不良はさらに目立ちにくくなると考えられる。さらに、ローラが回転することにより電子写真感光体と当接する表面抵抗の低い領域Ｂは常に変化しているため、感光体にピンホールが存在する場合でも常にピンホールとローラの抵抗の低い領域Ｂが当接するわけではなくピンホールリーク画像不良が低減すると考えられる。また、抵抗の低い領域Ｂの幅が小さい場合には、さらにピンホールリーク画像不良は低減すると考えられる。
芯金１１の外周に導電性ゴム弾性層１３が設けられた導電性ローラ１０の成形方法としては、円筒金型に同心に軸状の芯金１１を保持する２つの円筒駒を組み、ゴム材料を注入後加熱することにより材料を硬化させて導電性ローラ１０を成形する射出成形がある。または、ゴム材料をチューブ状に押出した後、芯金１１にチューブ状のゴム材料を被せる、或いは芯金１１とゴム材料を一体に押出して円筒状の導電性ローラ１０を成形する押出成形、トランスファー成形、プレス成形等があるが、特に限定されるものではない。製造時間の短縮を考えるとゴム材料を芯金１１と一体に押出して導電性ローラ１０を成形する押出成形が好ましい。導電性ローラ１０の加熱方法に関しては、熱風炉、加硫缶、熱盤、遠・近赤外線、誘導加熱等のいずれの方法でも良く、更に加熱状態の円筒状または平面状の部材に回転させながら押し当てる方法を用いても良い。また、加熱後に所望のローラ形状、ローラ表面粗さにするために回転砥石を用いた乾式研磨をする場合もある。なお、研磨手段としては、特に限定しないが、砥石が移動して研磨する所謂トラバース方式や、より幅の広い砥石により移動することなしに一括で研磨するプランジ方式がある。
ここで、導電性ローラ１０の芯金１１として使用する材質は、ニッケルメッキしたSUM材等の鋼材を含むステンレススチール棒、リン青銅棒、アルミニウム棒、耐熱樹脂棒が好ましい。

本発明にかかる導電性ローラは、特に導電性ゴム弾性層１３が後述の測定方法で１０^３Ω以上１０^４Ω以下の電気抵抗の範囲で使用する場合に、より効果的である。導電性ローラ１０の電気抵抗が１０^３Ω以上１０^４Ω以下の範囲である場合には、帯電ローラとしては帯電能が充分にあり、異常放電に起因するスジ状の画像不良を起こすことは極めて少ない。しかし、通常は画像不良にはならない１ｍｍ以下の微小な凹み（ピンホール）が電子写真感光体にある場合には、過度の電流が流れ、凹みの大きさよりも大きい数ｍｍ単位の点（ブロッチ）が電子写真画像に生じることがあった。本発明に係る導電性ローラでは、電気抵抗が１０^３Ω以上１０^４Ω以下の範囲でもピンホールリークの画像不良を低減することもできる。

このような電気抵抗の範囲の導電性ゴム弾性層１３を形成するためには、ゴム弾性層に導電粒子を分散し、複合したものが一般的である。ゴム弾性層のポリマーとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロルヒドリンホモポリマー（ＣＨＣ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＣＨＲ）、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３元共重合体（ＣＨＲ−ＡＧＥ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の水添物（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）等の原料ゴムに架橋剤を配合した熱硬化性のゴム材料や、ポリオレフィ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、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン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、塩ビ系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマーのいずれでも良く、また２種類以上をブレンドして配合しても構わない。

ゴム弾性層中に分散させる導電粒子１２としては、ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等の導電性カーボン；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン；酸化処理を施したカラー（インク）用カーボン、熱分解カーボン、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、酸化スズ等の金属及び金属酸化物等、更にこれらの混合物が挙げられる。これらの導電粒子１２の充填量としては、原料ポリマー、導電粒子１２、及びその他配合剤の種類によって、導電性ゴム弾性層１３が所望の電気抵抗を有するものとなるように、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１０質量部以上７０質量部以下とすることができる。

更に、研磨後の導電性ローラ１０表面には電子線を照射することによる表面処理が行われる。本発明に用いた電子線照射装置の概略構成図を図２に示して詳細に説明する。
本発明に用いた電子線照射装置はローラを回転させながらローラ表面に電子線を照射するものであり、図２に示すように、電子線発生部２１と照射室２２と照射口２３とを備えるものである。

電子線発生部２１は、電子線を発生するターミナル２４と、ターミナル２４で発生した電子線を真空空間（加速空間）で加速する加速管２５とを有するものである。また電子線発生部の内部は、電子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、不図示の真空ポンプ等により１０^−６Ｐａ以上１０^−７Ｐａ以下の真空に保たれている。
不図示の電源によりフィラメント２６に電流を通じて加熱するとフィラメント２６は熱電子を放出し、この熱電子のうち、ターミナル２４を通過したものだけが電子線として有効に取り出される。そして、電子線の加速電圧により加速管２５内の加速空間で加速された後、照射口箔２７を突き抜け、照射口２３の下方の照射室２２内を搬送される導電性ローラ１０に照射される。

本発明において、導電性ローラ１０に電子線を照射する場合には、照射室２２の内部は窒素雰囲気とする。また、導電性ローラ１０はローラ回転用部材２８で回転させて照射室内を搬送手段により、図２において左側から右側に移動する。尚、電子線発生部２１及び照射室２２の周囲は電子線照射時に二次的に発生するＸ線が外部へ漏出しないように、不図示の鉛遮蔽が施されている。

照射口箔２７は金属箔からなり、電子線発生部内の真空雰囲気と照射室内の空気雰囲気とを仕切るものであり、また照射口箔２７を介して照射室内に電子線を取り出すものである。よって、電子線発生部２１と照射室２２との境界に設ける照射口箔２７は、ピンホールがなく、電子線発生部内の真空雰囲気を十分維持できる機械的強度があり、電子線が透過しやすいことが望ましい。その為、照射口箔２７は比重が小さく、肉厚の薄い金属が望ましく、通常、アルミニウム箔やチタン箔、ベリリウム箔が使用される。例えば、厚さ約５μｍ以上１５μｍ以下程度のチタン箔が使用される。

電子線による照射条件は電子線の加速電圧と線量によって決定される。加速電圧は表面処理深さに影響し、本発明における加速電圧の条件としては、低エネルギー領域である４０ｋＶ以上３００ｋＶ以下の範囲が好ましい。４０ｋＶ以上で本発明の効果を得る為の充分な処理厚みを得ることができる。また、３００ｋＶ以下とすることで、電子線照射装置が大型化し、装置コストが増大する事を抑えることができる。より好ましい加速電圧の条件としては８０ｋＶ以上１５０ｋＶ以下の範囲である。

電子線照射における電子線の線量は、下記式（１）で定義される。
Ｄ＝（Ｋ・Ｉ）／Ｖ・・・・・・（１）
ここで、Ｄは線量（ｋＧｙ）、Ｋは装置定数、Ｉは電子電流（ｍＡ）、Ｖは処理スピード（ｍ／ｍｉｎ）である。装置定数Ｋは、装置個々の効率を表す定数であって、装置の性能の指標である。装置定数Ｋは一定の加速電圧の条件で、電子電流と処理スピードを変えて線量を測定することによって求めることができる。電子線の線量測定は、線量測定用フィルムをローラ表面に貼り付け、これを実際に電子線照射装置で処理し、ローラ表面の線量測定用フィルムをフィルム線量計により測定することができる。使用した線量測定用フィルムはＦＷＴ−６０（商品名、Far West Technology社製）、フィルム線量計はＦＷＴ−９２Ｄ型（商品名、Far West Technology社製）である。

電子線の線量については、表面処理の効果に応じて適宜選択することができる。その調節は、電子電流、処理スピードのいずれでも行うことが可能であり、所望の線量が得られるように決めればよい。本発明における電子線の線量は１００ｋＧｙ以上４０００ｋＧｙ以下の範囲が好ましく、さらに好ましい範囲としては５００ｋＧｙ以上３０００ｋＧｙ以下の範囲である。

＜導電性ゴム弾性層＞
次に、本発明である導電性ゴム弾性層１３の表面に、相対的に表面抵抗の高い第１領域Ａ（１４）と相対的に表面抵抗の低い第２領域Ｂ（１５）とを、導電性ローラ１０の軸方向にスパイラル状に交互に形成する方法について説明する。導電性ローラ１０の軸方向にスパイラル状に形成する方法としては、前記の導電性ローラ１０表面に電子線を照射する方法であって、導電性ローラ１０を回転させながら、電子線の照射口に対して導電性ローラ１０を傾斜させて電子線を照射する方法が効果的である。ここで、図３に電子線の照射口２３に対して導電性ローラ１０を傾斜させて電子線を照射する方法の模式図を示す。１）電子線が照射される電子線照射領域３３に対して導電性ローラ１０の軸心３４を傾斜角θ３だけ傾斜させる。２）軸心３４を中心に導電性ローラ１０を回転させる。３）導電性ローラ１０を、電子線照射領域３３に対して垂直な方向（矢印３２の方向）に移動させる。１）かつ２）かつ３）の状態で、導電性ローラ１０の導電性ゴム弾性層の表面に電子線を照射する。

また、相対的に表面抵抗の高い第１領域Ａと相対的に表面抵抗の低い第２領域Ｂの幅、スパイラル状のピッチは、電子線照射の処理スピード、ローラ回転数、電子線の照射口とローラとの角度によって決定される。表面抵抗の高い領域Ａと表面抵抗の低い領域Ｂの幅の目安としては、それぞれ１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲でスパイラル状に領域Ａと領域Ｂが交互に形成されるのが好ましい。表面抵抗の高い領域Ａと表面抵抗の低い領域Ｂの幅としての、より好ましい範囲は１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。また、表面抵抗の高い領域Ａと表面抵抗の低い領域Ｂの幅の角度としては、１０°以上８０°以下の範囲が好ましく、より好ましい範囲は４０°以上７０°以下である。

更に、表面抵抗の高い領域Ａと表面抵抗の低い領域Ｂの深さとしては、最表面の抵抗のみが高い領域Ａと低い領域Ｂでスパイラル状に交互に配置されていれば、特に限定されないが、目安としては、最表面から１００μｍ程度の深さにまで、各領域が形成されていることが好ましい。
また、表面抵抗の高い領域Ａと表面抵抗の低い領域Ｂの抵抗比は、１．２倍以上１０倍以下が好ましく、１．２倍以上とすることで本発明の効果をより有効に発揮させ得る。また、１０倍以下とすることで、電子写真画像への濃度ムラの発生を有効に抑制することができる。
表面抵抗の高い領域Ａと表面抵抗の低い領域Ｂの境界部はなだらかな変化になっていても良く、表面抵抗の最も高い領域Ａと表面抵抗の最も低い領域Ｂがスパイラル状に交互に形成されていれば良い。

処理スピードとしては１０ｍｍ／ｓ以上２００ｍｍ／ｓ以下、ローラ回転数としては２０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下、電子線の照射口と導電性ローラとの角度としては１０°以上９０°以下の範囲が好ましい。これらの範囲は、表面抵抗の高い第１領域Ａと表面抵抗の低い第２領域Ｂの幅によって適宜選択すれば良い。

前記以外で、導電性ローラの軸方向にスパイラル状に領域Ａと領域Ｂを交互に形成する方法としては、１ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度の幅の加熱された金属部材に、ローラを押し当ててローラ回転、水平移動をさせる方法でも良い。図４にヒーター４１により加熱した金属部材４２を、導電性ローラ１０に押し当て、ステージ４４の上に設置したモータ４３により導電ローラ１０を矢印４５の方向へ水平移動させる方法の模式図を示す。
また、導電性ローラの軸方向にスパイラル状に領域Ａと領域Ｂを交互に形成する方法としては、ローラ表面に直接、スパイラル状にマスキングをして電子線による照射を行っても良い。この場合、マスキングする部材としては、電子線を透過しにくい金属箔、電子線を透過しにくくマスキング可能な厚さで使用すれば良い。

＜画像形成装置＞
本発明の実施の形態である導電性ローラ及び導電性ローラの製造方法により得られた導電性ローラ１０は、ＬＢＰ（Ｌａｓｅｒ Ｂｅａｍ Ｐｒｉｎｔｅｒ）、複写機及びファクシミリ等の画像形成装置の電子写真用部材として用いられる。ここでは、画像形成装置の概略を示す模式図を図５に示した。

像担持体は、回転ドラム型の電子写真感光体（感光体ドラム）５１である。この電子写真感光体５１は、図中の矢印が示す時計回りに所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動する。電子写真感光体５１には、例えばロール状の導電性支持体と該支持体上に無機感光材料または有機感光材料を含有する感光層とを少なくとも有する公知の電子写真感光体等を採用すればよい。

帯電ローラ５２には本発明の導電性ローラ１０を適用する。帯電ローラ５２と帯電ローラ５２に帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加電源Ｓ１とによって帯電手段が構成されている。帯電ローラ５２は、電子写真感光体５１に所定の押圧力で接触させてあり、電子写真感光体５１の回転に対して順方向に回転駆動する。この帯電ローラ５２に対して帯電バイアス印加電源Ｓ１から、所定の直流電圧が印加されることで、被帯電体である電子写真感光体５１の表面が所定の極性電位に一様に帯電処理される（ＤＣ帯電）。このＤＣ帯電のほかにもＡＣ／ＤＣ重畳帯電、注入帯電等の公知の帯電法を用いることができる。
また、露光手段５３には公知の手段を利用することができ、例えばレーザービームスキャナー等を好適に例示することができる。
電子写真感光体５１の帯電処理面に該露光手段５３により目的の画像情報に対応した像露光がなされることにより、帯電面の露光明部の電位が選択的に低下（減衰）して電子写真感光体５１に静電潜像が形成される。

現像手段５４としては公知の手段を利用することができる。例えば、トナーを収容する現像容器の開口部に配設されてトナーを担持搬送するトナー担持体５４ａと、収容されているトナーを撹拌する撹拌部材５４ｂと、トナー担持体５４ａのトナーの担持量を規制するトナー規制部材５４ｃとを有する構成とすることができる。現像手段５４は、電子写真感光体５１表面の静電潜像の露光明部に、電子写真感光体５１の帯電極性と同極性に帯電しているトナー（ネガトナー）を選択的に付着させて静電潜像をトナー像として可視化する。現像方式としては特に制限はなく、既存の方法を用いることができる。例えば、ジャンピング現像方式、接触現像方式及び磁気ブラシ方式等が存在するが、特にカラー画像を出力する画像形成装置には、トナーの飛散性改善等の目的より、接触現像方式の現像ローラが好ましい。

転写ローラ５５は、電子写真感光体５１に所定の押圧力で接触させて転写ニップ部を形成させてあり、電子写真感光体５１の回転と順方向に電子写真感光体５１の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転する。また、転写バイアス印加電源Ｓ２からトナーの帯電特性とは逆極性の転写電圧が印加される。転写ニップ部に対して不図示の給紙機構部から転写材Ｐが所定のタイミングで給紙される。その転写材Ｐの裏面が転写電圧を印加した転写ローラ５５により、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電されることにより、転写ニップ部において電子写真感光体５１面側のトナー画像が転写材Ｐの表面側に静電転写される。

転写ニップ部でトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは電子写真感光体面から分離して、不図示のトナー画像定着手段へ導入されて、トナー画像の定着を受けて画像形成物として出力される。両面画像形成モードや多重画像形成モードの場合は、この画像形成物が不図示の再循環搬送機機構に導入されて転写ニップ部へ再導入される。
転写残余トナー等の電子写真感光体５１の上の残留物は、ブレード型等のクリーニング手段５６により、被帯電体上より回収される。
また、画像不良などの観点から、必要な場合には前露光手段５７があるとよい。被帯電体５１に滞留電荷が残るような場合には、帯電部材５２による一次帯電を行う前に、前露光手段５７によって被帯電体５１の滞留電荷を除去した方が良い。

また、電子写真装置として、上述の電子写真感光体、帯電部材、現像部材、クリーニング部材、トナー等やトナー容器、廃トナー容器等のうち複数のものを一体に結合したプロセスカートリッジを電子写真装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。プロセスカートリッジとすることで、劣化の激しい部材を一括して交換することができる、トナーが飛散することなくトナーの補充と廃トナーの回収をする事ができる等の利点がある。

また本発明の導電性ローラを帯電ローラの例で説明したが、導電性ローラであれば現像ローラ、転写ローラ、等でも良く、特に限定はしない。

＜電気抵抗測定＞
図６に導電性ローラの電気抵抗の測定方法を示す。直径（φ）３０ｍｍのステンレスローラ６１の上に導電性ローラ１０を乗せ、その両端の芯金上に５００ｇの荷重をかけ当接させて、ステンレスローラ６１の回転速度を３０ｒｐｍにして、導電性ローラ６２を従動回転させる。従動回転させながらバイアス印加電源６５から直流電圧−２００Ｖを印加し、この時に流れる電流を、固定抵抗器（１ｋΩ）６３とレコーダー６４を並列につなぎ、レコーダー６４で測定し、導電性ローラの電気抵抗を計算する。この状態で１０００Ｈｚの間隔で電気抵抗をサンプリングし、２秒間の平均値を、導電性ローラの軸方向全長の電気抵抗として測定する。試験環境としては、温度２３℃湿度５０％ＲＨで行う。

＜電気抵抗分布測定＞
図７に導電性ローラ表面の電気抵抗分布の測定方法を示す。直径（φ）３０ｍｍで幅２ｍｍのステンレスローラ７１に２０ｇの荷重をかけ、導電性ローラ１０に当接させて、導電性ローラ１０を１回転させる。このときステンレスローラ７１は従動回転させる。従動回転させながらバイアス印加電源７５から直流電圧−１０Ｖを印加し、この時に流れる電流を、固定抵抗器（１０ｋΩ）７３とレコーダー７４を並列につなぎ、レコーダー７４で測定し、導電性ローラ表面の電気抵抗分布を計算する。この状態で１０００Ｈｚの間隔で電気抵抗をサンプリングし、２秒間の平均値を、ローラの軸方向２ｍｍピッチで繰り返し測定し、ローラの軸方向全長の電気抵抗分布を測定する。試験環境としては、温度２３℃湿度５０％ＲＨで行う。
また、導電性ローラの円周方向全長及び軸方向全長の電気抵抗分布をつなぎ合わせることで、導電性ローラ表面を展開させた電気抵抗分布を得ることができる。この導電性ローラ表面を展開させた電気抵抗分布より、高抵抗領域及び低抵抗領域の配置状態、高抵抗領域と低抵抗領域の抵抗差を算出することができる。

以下、実施例、比較例を示して、更に本発明を具体的に説明する。
〔実施例１〕
〈導電性ローラ１の作製〉
表１に記載の原料を加圧式ニーダーで１５分間混練した。

更に、加硫促進剤（ＴＢｚＴＤ：テトラベンジルチウラムジスルフィド）４．５質量部及び加硫剤としてイオウ１．２質量部を加えて、１５分間オープンロールで混練して未加硫ゴム組成物を作製した。
次いで、外径（φ）６mm、長さ２５２mmのステンレス棒の芯金を用意した。芯金の円柱面の軸方向中央部２３０mm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、温度８０℃で３０分間乾燥した。ここで、クロスヘッド押出機を用いて芯金と未加硫ゴム組成物とを一体に押出して、直径８．８０mmの未加硫ゴムの導電性ローラを成形した。押出機は、シリンダー径４５mm、Ｌ／Ｄ＝２０の押出機を使用し、押出時の温調はヘッド温度９０℃、シリンダー温度９０℃、スクリュー温度９０℃とした。成形した未加硫ゴムの導電性ローラの両端を切断し、弾性層部分の軸方向幅を２３２mmとした後、温度１６０℃で１時間の加熱加硫を行った。更にプランジ方式の研磨機で回転砥石を用いた乾式研磨により、端部外径（φ）８．３５mm、中央部外径（φ）８．５０mmの芯金両端部１０mmが露出したクラウン形状の導電性ローラを得た。

〈表面処理工程〉
得られた導電性ローラの表面に電子線の照射を行った。電子線の照射には電子線照射装置（商品名：「EC１５０／４５／４０ｍＡ」、岩崎電気株式会社製）を用い、照射時の雰囲気に窒素ガスパージを行った。電子線照射条件：加速電圧１５０ｋＶ、電子電流３０ｍＡで電子線の照射を行い、照射時の雰囲気の酸素濃度は５００ｐｐｍであった。導電性ローラを照射口に対して６０°に傾け、２００ｒｐｍで回転させながら処理スピード５０ｍｍ／ｓで搬送して電子線の照射を行った。このようにして、導電性ローラ１を得た。

[画像評価]
導電性ローラを帯電ローラとして図５に示す電子写真用カートリッジに組込み、この電子写真用カートリッジをＡ４紙縦出力用の電子写真装置（商品名：「ＬａｓｅｒＪｅｔ Ｐ１００５」、 ヒューレット・パッカード製）に組込み画像評価を行った。温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下において、ハーフトーン画像（電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅１ドットの線を間隔２ドットで描く画像）を出力し、画像の均一性を目視することによって、帯電ローラのリーク性能と帯電均一性の評価を行った。

[リーク性能の評価]
帯電ローラのリーク性能の評価は、電子写真感光体（感光体ドラム）に、直径が０．３ｍｍで深さが下引き層の手前までのピンホールを電子写真感光体の表面に対し垂直に空け、これを用いてハーフトーン画像を出力し、評価を行った。このときに感光体上のピンホールの位置から画像出力方向に対し水平に周囲との画像濃度が著しく異なる場合をピンホールリークという画像不良が起こっている（電子写真感光体の軸方向、すなわち画像の両端まで横線が入る）と判断し、表２のように評価した。また、実用可能なレベルとしては、Ｂランクレベル以上と判断した。

[帯電均一性の評価]
帯電ローラの帯電均一性の評価は、電子写真感光体（感光体ドラム）にピンホールを作製していない電子写真感光体を用いてハーフトーン画像を出力し、表３のように評価した。また、実用可能なレベルとしては、Ｂランクレベル以上と判断した。

導電性ローラ１の電気抵抗を測定した結果、５×１０^３Ωであった。導電性ローラ１の表面の電気抵抗分布を測定した結果、図１（ｂ）における領域の幅の角度θ１が６０度、高抵抗領域の幅（１６）が６ｍｍ、低抵抗領域の幅（１７）が９ｍｍ、抵抗比が１．８倍であった。導電性ローラ１の処方、電子線照射条件、導電性ローラの特性、及び画像評価結果を表４に示す。

〔実施例２〕
〈導電性ローラ２の作製〉
電子線照射条件を加速電圧８０ｋＶ、電子電流３０ｍＡに変更した以外は実施例１と同様な方法で、導電性ローラ２を得た。導電性ローラ２の電気抵抗を測定した結果、５×１０^３Ωであった。導電性ローラ２の処方、電子線照射条件、導電性ローラの特性、及び画像評価結果を表４に示す。

〔実施例３〕
〈導電性ローラ３の作製〉
電子線照射条件を加速電圧１５０ｋＶ、電子電流１０ｍＡとし、導電性ローラを照射口に対して４５°に傾け、２００ｒｐｍで回転させながら処理スピード５０ｍｍ／ｓで搬送した以外は、実施例１と同様な方法で、導電性ローラ３を得た。導電性ローラ３の電気抵抗を測定した結果、５×１０^３Ωであった。導電性ローラ３の処方、電子線照射条件、導電性ローラの特性、及び画像評価結果を表４に示す。

〔実施例４〕
〈導電性ローラ４の作製〉
導電性ローラを照射口に対して６０°に傾け、１８０ｒｐｍで回転させながら処理スピード３０ｍｍ／ｓで搬送した以外は、実施例１と同様な方法で、導電性ローラ４を得た。導電性ローラ４の電気抵抗を測定した結果、５×１０^３Ωであった。導電性ローラ４の処方、電子線照射条件、導電性ローラの特性、及び画像評価結果を表４に示す。

〔実施例５〕
〈導電性ローラ５の作製〉
導電性ローラを照射口に対して６０°に傾け、１５０ｒｐｍで回転させながら処理スピード５０ｍｍ／ｓで搬送した以外は、実施例１と同様な方法で、導電性ローラ５を得た。導電性ローラ５の電気抵抗を測定した結果、５×１０^３Ωであった。導電性ローラ５の処方、電子線照射条件、導電性ローラの特性、及び画像評価結果を表４に示す。

〔実施例６〕
〈導電性ローラ６の作製〉
原料のＮＢＲからＳＢＲ（溶液重合ＳＢＲ、商品名：「タフデン２００３」、旭化成ケミカルズ社製）に変更し、カーボンブラックの配合量を５８質量部に変更した以外は、実施例１と同様な方法で導電性ローラ６を得た。導電性ローラ６の電気抵抗を測定した結果、５×１０^３Ωであった。導電性ローラ６の処方、電子線照射条件、導電性ローラの特性、及び画像評価結果を表４に示す。

〔実施例７〕
〈導電性ローラ７の作製〉
原料のＮＢＲからＮＢＲ：ＳＢＲ＝５５質量部：４５質量部のブレンド混合に変更し、カーボンブラックの配合量を４０質量部に変更した以外は、実施例１と同様な方法で導電性ローラ７を得た。導電性ローラ７の電気抵抗を測定した結果、５×１０^３Ωであった。導電性ローラ７の処方、電子線照射条件、導電性ローラの特性、及び画像評価結果を表４に示す。

〔比較例１〕
〈導電性ローラ８の作製〉
電子線照射の際に、導電性ローラを照射口に対して０°すなわち導電性ローラを照射口と平行に配置して、５００ｒｐｍで回転させながら処理スピード２０ｍｍ／ｓで搬送して電子線の照射を行った以外は、実施例１と同様な方法で導電性ローラ８を得た。
導電性ローラ８の電気抵抗を測定した結果、５×１０^３Ωであった。導電性ローラ表面の電気抵抗分布を測定した結果を、図８に示す。図８において、８１は導電性ローラ８の円周方向、８２は導電性ローラ８の軸方向を示す。導電性ローラ８の処方、電子線照射条件、導電性ローラの特性、及び画像評価結果を表４に示す。

〔比較例２〕
〈導電性ローラ９の作製〉
導電性ローラの円周方向に対して、垂直に帯状のステンレス箔（厚さ２００μｍ、幅２．７ｍｍ、長さ２３２ｍｍ）を等間隔に５．４ｍｍのピッチで円周方向の５箇所に配置してマスキングをした。それ以外は、比較例１と同様な方法で、導電性ローラ表面に電子線の照射を行った。導電性ローラ９の電気抵抗を測定した結果、５×１０^３Ωであった。導電性ローラ表面の電気抵抗分布を測定した結果を、図９に示す。図９において、９１は導電性ローラ９の円周方向、９２は導電性ローラ９の軸方向、９３は高抵抗領域、９４は低抵抗領域を示す。導電性ローラ９の処方、電子線照射条件、導電性ローラの特性、及び画像評価結果を表４に示す。

〔比較例３〕
〈導電性ローラ１０の作製〉
導電性ローラの軸方向に対して垂直に帯状のステンレス箔（厚さ２００μｍ、幅７ｍｍ、φ８．５ｍｍローラ全周２６．７ｍｍ）を等間隔に１３．６ｍｍのピッチで導電性ローラの軸方向の１７箇所に配置してマスキングをした。それ以外は比較例１と同様な方法で、導電性ローラ表面に電子線の照射を行った。導電性ローラ１０の電気抵抗を測定した結果、５×１０^３Ωであった。導電性ローラ表面の電気抵抗分布を測定した結果を、図１０に示す。図１０において、１０１は導電性ローラ１０の円周方向、１０２は導電性ローラの軸方向、１０３は高抵抗領域、１０４は低抵抗領域を示す。導電性ローラ１０の処方、電子線照射条件、導電性ローラの特性、及び画像評価結果を表４に示す。

１０ 導電性ローラ
１１ 芯金
１２ 導電粒子
１３ 導電性ゴム弾性層
１４ 導電性ゴム弾性層表面の相対的に表面抵抗の高い第１領域Ａ
１５ 導電性ゴム弾性層表面の相対的に表面抵抗の低い第２領域Ｂ
１６ 高抵抗領域の幅
１７ 低抵抗領域の幅

Claims (2)

1. 芯金と、表面層としての導電性ゴム弾性層とを有する導電性ローラであって、
   該導電性ゴム弾性層の表面に導電粒子が露出しており、該導電性ゴム弾性層の表面に、相対的に表面抵抗の高い第１領域Ａと相対的に表面抵抗の低い第２領域Ｂとを有し、
   該第１領域Ａと該第２領域Ｂが該導電性ローラの軸方向にスパイラル状に交互に配置されていることを特徴とする導電性ローラ。
2. 導電性ゴム弾性層の表面に導電粒子が露出している導電性ローラの製造方法であって、
   電子線が照射される電子線照射領域に対して該導電性ローラの軸心を傾斜させた状態で、該軸心を中心に該導電性ローラを回転させ、かつ該導電性ローラを該電子線照射領域に対して垂直な方向に移動させながら、該導電性ゴム弾性層の表面に電子線を照射することにより、該導電性ローラの表面に、相対的に表面抵抗の高い第１領域Ａと相対的に表面抵抗の低い第２領域Ｂとを導電性ローラの軸方向にスパイラル状に交互に形成することを特徴とする導電性ローラの製造方法。