具体实施方式

以下，详细说明用于实施本发明的方式。以下，作为导电性辊的例子，说明带电辊。附图中的比例尺不一定准确地表示实施方式的产品或样品，有时可能夸张表示一部分尺寸。

如图1所示，本发明的实施方式涉及的图像形成装置具备感光体1。在感光体1的周围配置有显影部2、曝光部3、带电部4、转印部6以及清洁部5。在显影部2设置有显影辊20、限制刮板21以及供给辊22，并且填充有调色剂23。在带电部4设置有带电辊40。转印部6将调色剂图像转印到作为记录介质的纸的片材60上。由转印部6转印的调色剂图像通过未图示的定影部来定影。

圆柱状旋转的感光体1与圆柱状旋转的带电辊40在辊隙50处接触。在感光体1与带电辊40的旋转方向上的辊隙50的跟前的区域51(根据情况，除了跟前的区域51之外还包括辊隙50之后的区域52)，在感光体1与带电辊40之间发生放电，感光体1的表面被带电。感光体1的表面的带电状态优选遍布感光体1的周向和轴向而是均匀的。

图2是示出本发明的实施方式涉及的带电辊的一例的截面图。如图2所示，带电辊40具有芯材401、形成于芯材401的外周面的橡胶基材402、以及涂布于橡胶基材402的外周面的表层403。通过在橡胶基材402的外周面上由涂布成分形成表层403，并使其表层403的表面状态适当，可以消除感光体1与带电辊40之间的放电不均匀，从而可以均匀地向感光体1放电，并且显影部2能够将与由曝光部3形成的潜像准确对应的量的调色剂附着在感光体1的表面上。

<芯材>

芯材401可以但不限于由具有优异的导热性和机械强度的金属或树脂材料形成，例如，由不锈钢、镍(Ni)、镍合金、铁(Fe)、磁性不锈钢、钴-镍(Co-Ni)合金等金属材料或PI(聚酰亚胺树脂)等树脂材料形成。另外，芯材401的结构不受特别限制，可以是中空的，也可以不是中空的。

＜橡胶基材＞

橡胶基材402被配置在芯材401的外周面，并且由具有导电性的导电性橡胶形成。橡胶基材402可以是1层，也可以是2层以上。另外，在芯材401与橡胶基材402之间，可以根据需要设置紧贴层、调整层等。

橡胶基材402通过将橡胶组合物成型在芯材401的周围来形成，该橡胶组合物是通过对导电性橡胶添加导电性赋予材料、交联剂等而得到的组合物。作为导电性橡胶，可以举出聚氨酯橡胶(PUR)、表氯醇橡胶(ECO)、丁腈橡胶(NBR)、苯乙烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)等。

作为导电性赋予材料，可以使用碳碳黑、金属粉等电子导电性赋予材料、离子导电赋予材料、或者它们的混合物。

作为离子导电赋予材料，可以举出有机盐类、无机盐类、金属络合物、离子性液体等。作为有机盐类，可以举出三氟醋酸钠等，作为无机盐类，可以举出高氯酸锂、季铵盐等。另外，作为金属络合物，可以举出卤化铁-乙二醇等，具体而言，可以举出日本专利第3655364号公报所记载的金属络合物。离子性液体是室温下为液体的熔融盐，也称为常温熔融盐，特别指熔点为70℃以下、优选为30℃以下的盐。具体而言，可以举出日本专利特开2003-202722号公报所记载的盐。

另外，交联剂没有特别限制，例如可以举出硫和过氧化物硫化剂等。

并且，根据需要可以对橡胶组合物添加促进交联剂作用的交联助剂等。作为交联助剂，可以举出无机类的氧化锌和氧化镁、有机类的硬脂酸和胺类等。另外，以缩短交联时间等为目的，可以使用噻唑类、或其他交联促进剂。根据需要可以对橡胶组合物添加其他添加剂。

在本实施方式中，通过研磨机将形成于芯材401的外周面上的橡胶基材402的表面研磨成预定的厚度之后，使用研磨砂轮进行干式研磨，然后在橡胶基材402的外周面上形成表层403。进行这样的研磨是为了适当调整橡胶基材402的表面粗糙度，并调整其外侧的表层403的表面状态。

在使橡胶基材402的表面粗糙度尽可能小的情况下，橡胶基材402的表面粗糙度(依据JIS B 0601：根据1994的十点平均粗糙度(ten point height of irregularities))R_Z优选为8.5μm以下。在这种情况下，表面粗糙度R_Z是通过接触式表面粗糙度仪测定的值。

例如，在使橡胶基材402旋转的状态下，通过使旋转砂轮与橡胶基材402接触的同时在轴向上移动来进行干式研磨(纵进给磨削)。在使橡胶基材402的表面粗糙度尽可能小的情况下，在旋转时，例如可以将研磨机的砂轮转速以1000rpm、2000rpm、3000rpm的方式依次增加。或者，可以改变研磨砂轮的种类，例如，可以将GC(绿碳化硅，green carborundum)砂轮顺序如GC60、GC120、GC220这样依次提高来进行研磨。

另外，可以在对橡胶基材402的表面进行干式研磨之后，进一步使用耐水研磨纸等通过湿式研磨机实施湿式研磨来进行研磨。这里，湿式研磨使用如耐水性砂纸那样的耐水研磨纸，并且在供给研磨液的同时使橡胶基材402以旋转的状态下抵接，由此进行研磨。

<橡胶基材的橡胶硬度>

关于橡胶基材402，使用硬度计(依据“JIS K 6253”和“ISO 7619”的“类型A”)测定的硬度优选为50°～64°的范围。

由于橡胶基材402的外侧的表层403较薄，因此带电辊40的表面的硬度影响橡胶基材402。当橡胶基材402的硬度小于50°时，带电辊40的表面的凸部被压碎，感光体1容易污染，发生图像不良。另一方面，当橡胶基材402的硬度大于64°时，带电辊40的表面的凸部可能反映到图像。

<表层>

在本实施方式中，能够通过在橡胶基材402的外周面上涂布涂层液并使其干燥固化来形成表层403。作为涂布涂层液的方法，可以使用浸涂法、辊涂法、喷涂法等。

如图3所示，固化的表层403具有导电性基体404、以及分散于导电性基体404的例如绝缘性的表面粗糙度赋予材料(也称为粗糙度赋予材料)的粒子405。粗糙度赋予材料的粒子405对表层403赋予适当的表面粗糙度。导电性基体404发挥将粗糙度赋予材料的粒子405保持在固定位置的作用和进行针对感光体1的放电的作用。导电性基体404具有基材和分散于基材的导电剂。如上所述，在区域51(以及根据情况区域52)，在带电辊40与感光体1之间发生放电。

在图3所示的例子中，粗糙度赋予材料的粒子405没有完全埋没于导电性基体404内，但可以完全埋没于导电性基体404内。在导电性基体404的厚度小的情况下，由于保持粗糙度赋予材料的粒子405的能力低，因此相对于粗糙度赋予材料的粒子405的直径，导电性基体404优选具有适当的厚度。在粗糙度赋予材料的粒子405是绝缘体、导电性基体404的厚度大、且导电性基体404的电阻大的情况下，常常难以发生放电，但通过提高导电性基体404中所含的导电剂的比例，可以降低导电性基体404的电阻，并可以使放电容易发生。

在本实施方式中，通过使粗糙度赋予材料的粒子405分散在形成于被调整表面粗糙度的橡胶基材402之上的表层403，来调整表层403的表面状态。

在本实施方式中，认为表层403的导电性基体404的膜厚优选在适当的数值范围内。认为当该厚度过大时，表层403的表面粗糙度变得太小，成为图像不均匀的原因。

另外，在本实施方式中，认为表层403的粗糙度赋予材料的粒子405的含有率优选在适当的数值范围内。认为当粒子含量多时，粒子彼此重叠，因此表层403的表面变得粗糙，成为图像不均匀的原因。

在本实施方式中，作为表层403的材料的涂层液的成分至少含有基材、导电剂以及表面粗糙度赋予材料的粒子405。在使涂层液固化之后，基材和导电剂成为导电性基体404的成分。

涂层液例如通过将下述组成的成分溶解在稀释溶剂而得到。

·基材：10重量份～80重量份。

·导电剂：1重量份～50重量份。

·表面粗糙度赋予材料：涂层液总量的70重量％以下。

认为在表层403的表面状态为适当的情况下，在带电辊40与感光体1接触的辊隙的跟前的间隙中，带电辊40与感光体1之间的放电几乎均匀化，在形成图像时不发生放电不均匀，形成期望浓度的图像，图像质量提高。

认为通过适当调整表面粗糙度赋予材料的粒子405的粒径和添加量，能够适当调整表层403的表面状态。

<基材>

涂层液中所含的基材是绝缘体。作为基材，可以举出氨基甲酸酯树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸氨基甲酸酯树脂、氨基树脂、硅树脂、氟树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、三聚氰胺树脂、尼龙树脂等。这些基材可以单独或以任何组合使用。

<导电剂>

作为涂层液中所含的导电剂，可以举出乙炔黑、科琴黑、日本东海碳黑(TOKABLACK)等碳黑、碳纳米管、高氯酸锂等离子、六氟磷酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓等离子性液体、氧化锡等金属氧化物、导电性聚合物。这些导电剂可以单独或以任何组合使用。

<表面粗糙度赋予材料>

作为涂层液中所含的表面粗糙度赋予材料的粒子405，可以举出丙烯酸粒子、氨基甲酸酯粒子、聚酰胺树脂粒子、硅树脂粒子、氟树脂粒子、苯乙烯树脂粒子、酚醛树脂粒子、聚酯树脂粒子、烯烃树脂粒子、环氧树脂粒子、尼龙树脂粒子、碳、石墨、碳化物球(carbideballoon)、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化镁、氧化锆、硫酸钙、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、氮化铝、氮化硼、滑石、高岭土、硅藻土、玻璃珠、中空玻璃球等。这些粒子可以单独或以任何组合使用。

认为为了提高图像质量，涂层液中的表面粗糙度赋予材料的粒子405的粒径与粒子含有率之间的关系存在优选范围。

<稀释溶剂>

涂层液中所含的稀释溶剂没有特别限制，但可以举出水类、或者乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、甲醇、乙醇、丁醇、2-丙醇(IPA)、丙酮、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、氯仿等溶剂类等。

实施例

以下，更具体说明本实施方式的实施例。

实验1

<橡胶基材的准备>

通过辊式混炼机来混炼橡胶组合物，该橡胶组合物是对100重量份的表氯醇橡胶(Epichlomer CG-102；株式会社大阪曹达(日本国大阪府)制作)添加0.5重量份的三氟乙酸钠、3重量份的氧化锌、2重量份的硬脂酸、1.5重量份的交联剂作为导电性赋予材料而得的组合物。

将所混炼的橡胶组合物作为片材状材料，卷绕在直径6mm的芯材401(芯金属)的表面，并压制成型，以获得由所交联的表氯醇橡胶形成的橡胶基材402。

使用硬度计(依据“JIS K 6253”和“ISO 7619”的“类型A”)测定所得的橡胶基材402的硬度，其结果是，测定值为50°～64°。

<橡胶基材表面的研磨>

通过研磨机，对橡胶基材402的表面进行研磨。具体而言，通过研磨机将所得的橡胶基材402的表面研磨成预定的厚度(1.25mm)之后，将研磨机的砂轮转速以1000rpm、2000rpm、3000rpm的方式依次增加，并使用干式研磨来进行研磨。即，在实验1中，使橡胶基材402的表面粗糙度尽可能小。

<涂层液的制备>

制作用于在上述橡胶基材402的外周面上形成表层403的涂层液。

涂层液的组成为如表1所示。

[表1]

作为氨基甲酸酯粒子，使用根上工业株式会社(日本国东京都)制作的氨基甲酸酯珠。

氨基甲酸酯珠的平均粒径与产品名之间的关系为如下所示。但是，实际上，一个产品包含与平均粒径不同的粒径的粒子。

6μm：氨基甲酸酯珠“C-800”

10μm：氨基甲酸酯珠“C-600”

15μm：氨基甲酸酯珠“C-400”

22μm：氨基甲酸酯珠“C-300”

在实验1中，通过塗布含有不同粒径和不同量的表面粗糙度赋予材料的粒子405的涂层液，制造表层403的表面状态不同的样品。这些样品中的粒子405的粒径和量为如表2所示。在表2中，样品1～样品11是实验1的样品。但是，在样品5中，粗糙度赋予材料的粒子405未被包含于表层403中。

通过球磨机，对上述组成的涂层液进行3小时的分散混合。

[表2]

<带电辊的制作>

在所研磨的橡胶基材402的外周面上涂布上述涂层液而形成表层403，并制作成带电辊40。具体而言，搅拌涂层液，将该液体喷涂在橡胶基材402的表面上，并在电炉中在120℃下干燥60分钟，在橡胶基材402的外周面上形成表层403，制作成带电辊。

<顶点的算术平均曲率S_pc的测定>

对表层403的表面的顶点的算术平均曲率(arithmetic mean peak curvature)S_pc(按照ISO 25178)进行测定。

首先，使用非接触式激光显微镜来拍摄带电辊40的轴线方向的中央部的表面。所用的激光显微镜是株式会社基恩士(日本国大阪府)制作的“VK-X200”。倍率是400倍，所拍摄的视野是在带电辊40的周向上528.7μm、在带电辊40的轴线方向上705.1μm。

接下来，通过株式会社基恩士制作的多文件分析应用程序“VK-H1XM”Version1.2.0.116，对拍摄所得的几何数据进行二次曲面校正。二次曲面校正是从拍摄所得的几何数据中去除与带电辊40的圆筒状表面的圆筒面相当的数据分量的处理。换言之，是将拍摄所得的圆筒表面的几何数据变换为针对平面的几何数据的处理。

此后，通过该应用程序，计算顶点的算术平均曲率S_pc。顶点的算术平均曲率S_pc的计算中的沃尔夫修剪(Wolf pruning)的值是5％。即，根据具有比轮廓曲线的最大振幅(最大高度与最低高度之差)的5％大的振幅的区域，计算顶点的算术平均曲率S_pc。如此所得的顶点的算术平均曲率Spc是如表2所示。

<图像不均匀和放电不均匀的评价>

使用复印机来进行带电辊的图像评价试验。复印机是柯尼卡美能达株式会社(日本国东京都)制作的彩色复合机(MFP)“bizhub C3850”(直流电压施加式)。

通过测试仪，测量带电施加电压。在实验1中，使用外部电源来施加比正常电压(REF)低100V的电压(REF-100V)。

将带电辊应用到复印机，对于在下述印刷条件下印刷的图像(半色调图像和纯白色图像)评价图像不均匀。结果如表2所示。

关于图像不均匀的评价，对半色调图像进行局部放电的判定，对纯白色图像进行明亮度判定。可以通过目视发现半色调图像中白点、黑点、白条纹、黑条纹的发生来确认局部放电的存在。

[印刷条件]

施加电压：REF-100V

速度：38张/分

印刷环境：温度23℃、湿度55％

(局部放电评价)

对于半色调图像，根据以下基准来目视判定由局部放电引起的图像不均匀。

良：无由局部放电引起的图像不均匀

不良：有由局部放电引起的图像不均匀

(明亮度判定)

使用色差仪(chroma meter，柯尼卡美能达株式会社制作“CR-400”)，对图像内7个位置测定L*值(L*value，明亮度)。根据以下评价基准来评价明亮度的判定。测定明亮度的理由是为了判断脏版、即雾(在不应当印刷的位置上印刷)的有无。

[评价基准]

良：无脏版(L*95.5以上)

不良：有脏版(低于L*95.5)

对于发生了起因于局部放电的图像不均匀或脏版的样品，通过图像综合判定来判定为不良，并将这些记载在表2中。

实验2

<橡胶基材的准备>

通过辊式混炼机来混炼橡胶组合物，该橡胶组合物是对100重量份的表氯醇橡胶(Epichlomer CG-102；株式会社大阪曹达制作)100重量份添加0.5重量份的三氟乙酸钠、3重量份的氧化锌、2重量份的硬脂酸、1.5重量份的交联剂作为导电性赋予材料的组合物。

将所混炼的橡胶组合物作为片材状材料，卷绕在直径8mm的芯材401(芯金属)的表面，并压制成型，以获得由所交联的表氯醇橡胶形成的橡胶基材402。

使用硬度计(依据“JIS K 6253”和“ISO 7619”的“类型A”)测定所得的橡胶基材402的硬度，其结果是，测定值为50°～64°。

<橡胶基材表面的研磨>

通过研磨机，对上述橡胶基材402的表面进行研磨。具体而言，通过研磨机将所得的橡胶基材402的表面研磨成预定的厚度(2mm)之后，进一步通过干式研磨来进行研磨。在实验2中，未改变砂轮转速。

＜涂层液的制备＞

制作用于在上述橡胶基材402的外周面上形成表层403的涂层液。

涂层液的组成如表1所示。

作为氨基甲酸酯粒子，使用根上工业株式会社制作的氨基甲酸酯珠。

氨基甲酸酯珠的平均粒径与产品名之间的关系为如下所示。但是，实际上，一个产品包含与平均粒径不同的粒径的粒子。

6μm：氨基甲酸酯珠“C-800”

10μm：氨基甲酸酯珠“C-600”

15μm：氨基甲酸酯珠“C-400”

22μm：氨基甲酸酯珠“C-300”

32μm：氨基甲酸酯珠“C-200”

在实验2中，通过塗布含有不同粒径和不同量的表面粗糙度赋予材料的粒子405的涂层液，制造表层403的表面状态不同的样品。这些样品中的粒子405的粒径和量为如表2所示。在表2中，样品21～样品35是实验2的样品。

使用球磨机，对上述组成的涂层液进行3小时的分散混合。

<带电辊的制作>

在所研磨的橡胶基材402的外周面上涂布上述涂层液而形成表层403，并制作成带电辊40。具体而言，搅拌涂层液，将该液体喷涂在橡胶基材402的表面上，并在电炉中在120℃下干燥60分钟，在橡胶基材402的外周面上形成表层403，制作成带电辊。

<顶点的算术平均曲率S_pc的测定>

通过与实验1相同的方法，对表层403的表面的顶点的算术平均曲率S_pc进行测定。所得的顶点的算术平均曲率S_pc是如表2所示。

<图像不均匀以及放电不均匀的评价>

使用复印机来进行带电辊的图像评价试验。复印机是株式会社理光(日本国东京都)制作的彩色复合机(MFP)“MP C5503”(交流直流电压重叠施加式)。

直流电压是正常电压(REF)，交流电压Vpp依赖于复印机的控制。

在实验2中，设定成比复印机的正常交流电流(REF)低的交流电流(1.45mA)。

将带电辊应用到复印机，对于在下述印刷条件下印刷的图像(半色调图像和纯白色图像)评价图像不均匀。结果如表2所示。

关于图像不均匀的评价，对半色调图像进行局部放电的判定。可以通过目视发现半色调图像中白点、黑点、白条纹、黑条纹的发生来确认局部放电的存在。对于纯白色图像，通过目视来确认脏版、即雾的判定。

[印刷条件]

速度：30张/分

印刷环境：温度23℃、湿度55％

(局部放电评价)

对于半色调图像，根据以下基准来目视判定由局部放电引起的图像不均匀。

良：无由局部放电引起的图像不均匀

不良：有由局部放电引起的图像不均匀

(脏版判定)

对于纯白色图像，通过目视来判定脏版、即雾(在不应当印刷的位置上印刷)的有无。

[评价基准]

良：无脏版

不良：有脏版

对于发生了起因于局部放电的图像不均匀或脏版的样品，通过图像综合判定来判定为不良，并将这些记载在表2中。

从表2可以明显看出，在样品1和样品11中出现图像不均匀，并且在其他样品中制作了良好的图像。

因此，表层403的表面的顶点的算术平均曲率S_pc优选为1,880(1/mm)以上、且14,024(1/mm)以下。

以上，作为实施方式而说明了带电辊，但本发明涉及的导电性辊尤其除了电子照相方式的复印机或打印机等图像形成装置的带电辊之外，还可以应用于显影辊、转印辊、除電辊、调色剂供给辊等。

符号说明

1：感光体；

2：显影部；

20：显影辊；

21：限制刮板；

22：供给辊；

23：调色剂；

3：曝光部；

4：带电部；

40：带电辊；

401：芯材；

402：橡胶基材；

403：表层；

5：清洁部；

6：转印部；

60：片材。