充电构件、处理盒和电子照相设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2011年4月21日、申请号为201180021835.X、发明名称为"充 电构件、处理盒和电子照相设备"的中国专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及充电构件、处理盒和电子照相设备。
【背景技术】
[0003] 专利文献1公开了作为与电子照相感光构件接触以使电子照相感光构件静电充 电的充电构件的、其表面上具有源自导电性树脂颗粒的凸部的充电构件。然后，其公开了此 类充电构件可防止任何的点状或横线状图像缺陷出现在电子照相图像上；所述缺陷由沉积 在充电构件表面上的调色剂和外部添加剂等的污点引起。
[0004] 引文列表
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本专利申请特开2008-276026
【发明内容】
[0007] 发明要解决的问题
[0008] 然而，当根据专利文献1的充电构件用于接触充电时，发生由于长期使用引起电 子照相感光构件表面的不均匀磨耗。通过本发明人对其原因进行的研究显示，在充电构件 和电子照相感光构件之间的辊隙处，其间的接触压力集中在源自充电构件表面导电性树脂 颗粒的凸部以使电子照相感光构件表面不均匀刮掉（scrapeoff)。
[0009]因此，本发明的目的在于提供带来长时间稳定的充电性能并且还使得电子照相感 光构件表面不容易出现不均匀磨耗的充电构件。本发明的另一目的在于提供有助于稳定形 成高等级电子照相图像的处理盒和电子照相设备。
[0010] 用于解决问题的方案
[0011] 根据本发明的充电构件为包括导电性基体和导电性树脂层的充电构件；
[0012] 导电性树脂层包括粘结剂、导电性细颗粒和各自具有开口的碗形树脂颗粒（bowl shapedresinparticle)；
[0013] 碗形树脂颗粒以不暴露至充电构件表面的方式包含在导电性树脂层中；和
[0014] 充电构件表面具有源自碗形树脂颗粒的开口的凹部和源自碗形树脂颗粒的开口 边缘的凸部。
[0015] 根据本发明的处理盒的特征在于，具有上述充电构件和一体化连接的与充电构件 接触设置的可充电体（电子照相感光构件），并被构造为可拆卸地安装至电子照相设备的 主体。此外，根据本发明电子照相设备的特征在于，至少具有上述充电构件、曝光单元和显 影组件。
[0016] 发明的效果
[0017] 根据本发明，获得可稳定地使电子照相感光构件静电充电并且还可防止电子照相 感光构件表面出现不均匀磨耗的充电构件。根据本发明，还获得可稳定形成高等级电子照 相图像的处理盒和电子照相设备。
【附图说明】
[0018]图1A为示出根据本发明的充电构件（辊状）的层构造实例的截面图。
[0019]图1B为示出根据本发明的充电构件（辊状）的层构造另一实例的截面图。
[0020] 图1C为示出根据本发明的充电构件（辊状）的层构造再一实例的截面图。
[0021] 图1D为示出根据本发明的充电构件（辊状）的层构造再一实例的截面图。
[0022] 图2A为示出根据本发明充电构件的表面附近如何的实例的局部截面图。
[0023] 图2B为示出根据本发明充电构件的表面附近如何的另一实例的局部截面图。
[0024] 图2C为示出根据本发明充电构件的表面附近如何的再一实例的局部截面图。
[0025] 图2D为示出根据本发明充电构件的表面附近如何的其它实例的局部截面图。
[0026] 图3为示出根据本发明的充电构件的表面附近的轮廓的局部截面图。
[0027] 图4A为示出用于本发明的碗形树脂颗粒形状实例的说明。
[0028] 图4B为示出用于本发明的碗形树脂颗粒形状另一实例的说明。
[0029] 图4C为示出用于本发明的碗形树脂颗粒形状再一实例的说明。
[0030] 图4D为示出用于本发明的碗形树脂颗粒形状再一实例的说明。
[0031] 图4E为示出用于本发明的碗形树脂颗粒形状再一实例的说明。
[0032] 图5为测量充电辊电阻值的仪器的图。
[0033] 图6为根据本发明电子照相设备的实施方案的示意性截面图。
[0034] 图7为用于生产充电辊的十字头挤出设备的截面图。
[0035] 图8为根据本发明的充电构件和电子照相设备在它们之间的辊隙附近的放大图。
【具体实施方式】
[0036]图1A示出根据本发明的充电构件的截面图。充电构件具有导电性基体1和在其 周面上覆盖前者的导电性树脂层3。然后，导电性树脂层3包含粘结剂、导电性细颗粒和碗 形树脂颗粒。如图1B中所示，导电性树脂层3可以由第一导电性树脂层31和第二导电性 树脂层32形成。还如图1C和1D中所示，导电性弹性层2可以在导电性基体1和导电性树 脂层3之间形成。
[0037] 导电件树脂层
[0038] 图2A和2B为根据本发明充电构件的表面部分的放大截面图。在作为表面层的导 电性树脂层3中引入未暴露至充电构件表面的碗形树脂颗粒61。此外，源自碗形树脂颗粒 的开口 51的凹部52和源自碗形树脂颗粒的开口边缘53的凸部54在充电构件表面上形成。
[0039] 图2C和2D示出其中各导电性树脂层3由第一导电性树脂层31和第二导电性树 脂层32形成的实例。第一导电性树脂层31中，碗形树脂颗粒61以其开口暴露至第一导电 性树脂层31表面和开口边缘构成凸部的方式存在。此类第一导电性树脂层的表面覆盖有 第二导电性树脂层32以使碗形树脂颗粒61可以不暴露至表面。然后，第二导电性树脂层 32沿着碗形树脂颗粒61内壁形成，并因此将源自碗形树脂颗粒的开口的凹部形成于构成 充电构件表面的第二导电性树脂层表面上。此外，第二导电性树脂层覆盖碗形树脂颗粒61 的开口边缘，因此在第二导电性树脂层表面上形成源自边缘的凸部。
[0040] 已发现导电性树脂层引入未暴露至表面的碗形树脂颗粒并且具有源自碗形树脂 颗粒开口的凹部和源自开口边缘的凸部的此类充电构件即使由于其长期使用也能够不容 易地刮掉电子照相感光构件表面。
[0041] 关于充电性能，还获得以下发现：实现与具有源自树脂颗粒的凸部的任何充电构 件相同水平的充电性能。
[0042] S卩，对根据本发明的充电构件和电子照相感光构件如何相互接触和旋转的观察显 示，源自开口边缘的凸部保持与电子照相感光构件表面接触，使源自开口的凹部在电子照 相感光构件和充电构件之间的辊隙内部形成空隙。
[0043] 此外确认，与源自常规导电性细颗粒的凸部相比，源自开口边缘的凸部在它们与 电子照相感光构件表面接触时弹性形变。图8为根据本发明的充电构件和电子照相感光构 件之间辊隙的放大模式图。在辊隙处，认为碗形树脂颗粒61的开口边缘53由于其与电子 照相感光构件803的接触压力而沿箭头A的方向弹性形变。认为根据本发明的充电构件能 够不容易地刮掉电子照相感光构件表面的原因在于，施加至电子照相感光构件的接触压力 因为碗形树脂颗粒开口边缘53弹性形变而保持缓和。
[0044] 对根据本发明的充电构件与电子照相感光构件如何在它们之间的辊隙处接触的 进一步观察显示，在充电构件和电子照相感光构件之间的辊隙内部中也保持形成在充电构 件表面和电子照相感光构件表面之间的空隙（图8中的801)。正如此认为的，通过该空隙， 从充电构件表面的导电性树脂层至电子照相感光构件表面发生任何放电，因此认为通常仅 在辊隙前后发生的放电现象还在辊隙内部发生。结果，正如此认为的，根据本发明的充电构 件可产生稳定的充电性能。再有，本发明人还发现，因为碗形树脂颗粒内壁用导电性树脂层 覆盖（lined)，所以发生辊隙内部放电的此类现象。
[0045] 如图3中所示，源自碗形树脂颗粒开口边缘的凸部54的各顶点（或峰顶）55和源 自碗形树脂颗粒开口的凹部52的各底部56的高低差（top-to-bottomdistance)57可优 选为5μπι以上且100μπι以下，特别优选8μπι以上且80μπι以下。因为高低差设定在该范 围内，所以可更确保缓和充电构件与电子照相感光构件的接触压力，并且可保持它们之间 的辊隙内部的空隙。此外，碗形树脂颗粒各颗粒的最大直径58与各凸部顶点55和各凹部 底部56之间的高低差57的比，即，（最大直径V(高低差）的值可优选为0.8以上且3.0 以下。因为所述比设定在该范围内，所以可更确保缓和前述接触压力，并且可保持辊隙内部 的空隙。
[0046] 形成来自上述碗形树脂颗粒的凹凸形状时，优选控制导电性树脂层的表面条件为 如下。导电性树脂层的十点平均表面粗糙度（Rzjis)可以优选为5μπι以上且65μπι以下， 特别优选10μπι以上且50μπι以下。其表面还可以优选具有30μπι以上且200μπι以下， 特别优选40μηι以上且150μηι以下的凹凸平均间隔（hill-to-daleaveragedistance) (Sm)。因为Rzjis和Sm设定在这些范围内，所以可更确保缓和前述接触压力。还可保持辊 隙内部的空隙。稍后详述如何测量十点平均表面粗糙度（Rzjis)和凹凸平均间隔（Sm)。
[0047] 用于本发明的碗形树脂颗粒实例示于图4A至4E中。即，本发明中的"碗形"是指 颗粒具有开口部71和在开口部具有圆形凹部72的形状。开口部可以具有如图4A和4B中 所示的平坦边缘，或者如图4C至4D中所示的凹凸边缘。碗形树脂颗粒在其各颗粒中可以 优选具有5μπι以上且150μπι以下，特别优选8μπι以上且120μπι以下的最大直径。因为 最大直径在该范围内，所以可更确保使得辊隙内部发生放电。
[0048] 碗形树脂颗粒的各颗粒中最大直径58与各开口部中最小直径74的比，S卩，碗形树 脂颗粒的各颗粒中（最大直径V(开口部的最小直径）的值可以优选为1.1以上且4.0以 下。因为所述比如此设定，所以可更确保缓和前述接触压力，并且可保持辊隙内部的空隙。
[0049] 碗形树脂颗粒开口部的周围边缘各自可以优选具有0. 1ym以上且3μπι以下，特 别优选0. 2μm以上且2μm以下的外径和内径之差。因为所述差在该范围内，所以可更确 保缓和前述接触压力。此外，进一步优选在全部颗粒中形成上述外径和内径之差并基本上 均匀。"基本上均匀"意指所述差在平均值±50%的范围内。
[0050](粘结剂）
[0051] 作为粘结剂，可以使用任何已知的橡胶或树脂。作为橡胶，其可以包括，例如，天然 橡胶或进行硫化处理的那些，以及合成橡胶。合成橡胶可以包括以下：乙丙橡胶、丁苯橡胶 (SBR)、硅酮橡胶、聚氨酯橡胶、异戊橡胶（IR)、丁基橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR)、氯丁 橡胶（CR)、丙烯酸类橡胶、表氯醇橡胶和氟橡胶。作为树脂，例如可以使用任何树脂如热固 性树脂和热塑性树脂。特别地，优选氟树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂、硅树 脂和丁醛树脂。任何这些可以单独使用，或可以以两种以上的混合物形式使用。此外，可以 将作为粘结剂用原料的单体共聚从而制得共聚物。在导电性树脂层由第一导电性树脂层和 第二导电性树脂层形成的情况下，优选使用橡胶作为用于第一导电性树脂层的粘结剂。这 是因为施加至碗形树脂颗粒的压力显示更容易缓和的趋势。在当橡胶用作用于第一导电性 树脂层的粘结剂时的情况下，优选使用树脂作为用于第二导电性树脂层的粘结剂。这是因 为可更容易控制其与电子照相感光构件的密合性和摩擦性。导电性树脂层可以通过将借助 于将交联剂添加至制成预聚物的粘结剂的原料获得的混合物固化或交联而形成。本发明 中，此类混合物在下文中还称作粘结剂以供说明。
[0052](导电性细颗粒）
[0053] 为了产生导电性树脂层的导电性，导电性树脂层包含已知的导电性细颗粒。作为 导电性细颗粒的具体实例，它们可以包括金属氧化物细颗粒、金属细颗粒和炭黑。任何这些 导电性细颗粒可以单独使用或以两种以上组合使用。导电性树脂层中导电性细颗粒的含量 基于100质量份粘结剂可以约为2质量份至200质量份，特别为5质量份至100质量份。用 于第一导电性树脂层和第二导电性树脂层的粘结剂和导电性细颗粒可以相同或可以不同。 导电性树脂层包含未暴露至表面的碗形树脂颗粒，因此优选第一导电性树脂层和第二导电 性树脂层彼此间具有密合性和亲合性。
[0054](如何形成导电性树脂层）
[0055] 以下描述如何形成导电性树脂层。
[0056] (方法1)
[0057]方法1中，首先，在导电性基体上形成其中导电性细颗粒和中空树脂颗粒分散在 粘结剂中的覆盖层（下文中还称作"预覆盖层")。然后，将其表面研磨从而削除（cutaway) 中空树脂颗粒的一部分以使其为碗形。因此，在表面上形成源自碗形树脂颗粒开口的凹部 和源自碗形树脂颗粒开口边缘的凸部（下文中还称作"来自碗形树脂颗粒开口的凹凸形 状")。以此方式研磨预覆盖层从而首先形成第一导电性树脂层。此外，在其表面上，形成第 二导电性树脂层。这使碗形树脂颗粒保持不暴露至表面。
[0058](预覆盖层中树脂颗粒的分散）
[0059]首先描述如何将中空树脂颗粒分散在预覆盖层中。
[0060] 作为一种方法，可用以下方法，其中在导电性基体上形成在其内部中具有气体的 中空颗粒与粘结剂和导电性细颗粒一起分散的导电性树脂组合物的涂层，然后将形成的涂 层例如干燥、固化或交联。作为用于中空树脂颗粒的材料，其可以包括前述已知树脂。
[0061] 作为另一方法，可以示例使用称作热膨胀微胶囊的方法，所述热膨胀微胶囊的颗 粒内部含有包封物质，其中施加热以使包封物质膨胀从而形成中空树脂颗粒。其为制备其 中热膨胀微胶囊与粘结剂和导电性细颗粒一起分散的导电性树脂组合物，将该组合物层在 导电性基体上形成，然后例如干燥、固化或交联的方法。在该方法的情况下，通过当将用于 预覆盖层的粘结剂干燥、固化或交联时供给的热可以使包封物质膨胀，从而形成中空树脂 颗粒。在该过程中，还可以通过控制温度条件等控制其粒径等。
[0062] 在当使用热膨胀微胶囊时的情况下，需要使用热塑性树脂作为粘结剂。以下给出 热塑性树脂的实例：丙烯腈树脂、氯乙烯树脂、偏二氯乙烯树脂、甲基丙烯酸树脂、苯乙烯树 月旨、聚氨酯树脂、酰胺树脂、甲基丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸酯树脂类和甲基丙烯酸酯 树脂类等。这些中，由于具有低的透气性和显示高的抗冲击性，因此优选使用由选自丙烯腈 树脂、偏二氯乙烯树脂和甲基丙烯腈树脂的至少一种组成的热塑性树脂。任何这些热塑性 树脂可以单独使用或以两种以上组合使用。此外，可以将任何这些热塑性树脂用单体共聚 以便作为共聚物使用。
[0063] 作为热膨胀微胶囊中内含（entrapped)的物质，优选在不高于用作粘结剂的热塑 性树脂软化点的温度下能够蒸发的那种，其可以包括例如以下：低沸点液体如丙烷、丙烯、 丁烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷和异戊烷；以及高沸点液体如正己烷、异己烷、正庚烷、正辛 烷、异辛烷、正癸烷和异癸烷。
[0064]热膨胀微胶囊可以通过任何已知生产方法如悬浮聚合法、界面聚合法、界面沉淀 法或溶剂蒸发法生产。例如，在悬浮聚合法中，可以示例其中将可聚合单体、热膨胀微胶囊 中内含的物质和聚合引发剂混合，将获得的混合物在包含表面活性剂或分散稳定剂的水性 介质中分散，其后进行悬浮聚合的方法。此处，还可以添加具有能够与可聚合单体的官能团 反应的反应性基团的化合物和有机填料等。
[0065]作为可聚合单体，其可以示例如下：丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、α-乙氧 基丙稀腈、富马酸腈（fumaronitrile)、丙稀酸、甲基丙稀酸、衣康酸、马来酸、富马酸、梓康 酸、偏二氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯（如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯 酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯和丙烯酸苄酯）、甲基丙烯酸酯 (如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸 叔丁酯、