电子照相用辊，处理盒和图像形成设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及电子照相用辊，处理盒和图像形成设备。提供了一种电子照相用辊，其包括芯轴和设置在所述芯轴上的弹性层。所述弹性层在从所述弹性层的表面至100μm的深度的区域中包含中空颗粒。由第一平面分割的所述中空颗粒的截面和由第二平面分割的所述中空颗粒的截面各自的长轴的长度与短轴的长度的比为1.2以上且1.9以下。
【专利说明】
电子照相用辊，处理盒和图像形成设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电子照相用辊，其用于使用电子照相系统的例如复印机或打印机 等的电子照相图像形成设备(下文中，也简称为"图像形成设备"）。
【背景技术】
[0002] 使用电子照相系统的图像形成设备主要由电子照相感光构件、充电装置、曝光装 置、显影装置、转印装置和定影装置组成。
[0003] 很多充电装置采用以下的系统:通过将电压施加至接触或配置接近于感光构件的 表面的充电辊来使感光构件的表面充电。与感光构件的表面接触并且使感光构件充电的充 电辊随着感光构件旋转。
[0004] 充电辊的从动旋转的稳定需要在充电辊与电子照相感光构件之间的充分的辊隙 宽度。在充电辊与感光构件之间的辊隙宽度可以通过降低充电辊的硬度来确保。日本专利 特开第2008-275656号公报公开了使用导电性发泡的弹性层来降低充电辊的硬度的方法。 日本专利特开第2001-254725号公报公开了通过将有机微球添加至半导体辊的弹性体层来 实现期望的硬度的方法。
[0005] 最近，需要图像形成设备提高速度，并且在高速驱动时，与电子照相用辊接触的构 件的振动增大。本发明人使用记载于日本专利特开第2008-275656号公报和第2001-254725 号公报中的辊各自作为高速设备的充电辊。该使用表明：与电子照相感光构件接触的充电 辊通过感光构件的振动而振动从而容易地导致称为粘滑运动的现象。粘滑运动是在从动旋 转时充电辊和电子照相感光构件的圆周速度之间的差不规则地产生的现象，结果降低了充 电辊随感光构件的从动旋转性。粘滑运动的产生导致在横条纹状图像的产生。
[0006] 即，由粘滑运动导致的横条纹从前没有发生，但会伴随着图像形成设备的速度的 提高而变得明显。本发明人已经认识到的因素是：抑制横条纹对于更稳定地形成图像是必 要的。
【发明内容】
[0007] 本发明涉及提供一种电子照相用辊，其在抑制由于粘滑运动导致的横条纹发生的 同时形成图像。本发明也涉及提供可以形成高品质的电子照相图像的处理盒和图像形成设 备。
[0008] 根据本发明的一个方面，提供了一种电子照相用辊，其包括:芯轴；和在所述芯轴 的外周面上的弹性层，其中所述弹性层在从所述弹性层的表面至100M1的深度的区域中包 含中空颗粒，所述中空颗粒满足以下条件(i)和(ii):
[0009] (i)当将所述电子照相用辊由垂直于所述芯轴的轴方向并且经过所述中空颗粒的 内部的点的第一平面分割时，所述点对应于在假设所述中空颗粒是实心颗粒时的所述实心 颗粒的重心，
[0010] 所述中空颗粒拥有具有长轴和短轴的扁平截面形状，并且
[0011] 经过所述中空颗粒的所述点和在所述第一平面中的所述芯轴的旋转中心的线与 沿着所述长轴延伸的线具有交点，
[0012] (ii)当将所述电子照相用辊由包含所述芯轴的轴并且经过所述中空颗粒的所述 点的第二平面分割时，
[0013] 所述中空颗粒拥有具有长轴和短轴的扁平截面形状，并且
[0014] 经过所述中空颗粒的所述点并且垂直于所述芯轴的轴的线与沿着所述长轴的线 具有交点；
[0015] 由所述第一平面分割的所述中空颗粒的截面的长轴的长度与短轴的长度的比为 1.2以上且1.9以下;并且
[0016] 由所述第二平面分割的所述中空颗粒的截面的长轴的长度与短轴的长度的比为 1.2以上且1.9以下。
[0017]本发明的另一个方面提供了一种处理盒，其从图像形成设备可拆卸并且包括上述 电子照相用辊。
[0018] 本发明的另一个方面提供了一种图像形成设备，其包括上述电子照相用辊。
[0019] 本发明的进一步特征将参考附图从示例性实施方案的以下说明而变得明显。
【附图说明】
[0020] 图1A和1B各自是根据本发明的实施方案的示例性电子照相用辊的示意性截面图。
[0021] 图2A和2B是根据本发明的实施方案的电子照相用辊的示例性弹性层的示意性截 面图。
[0022]图3A和3B是说明线的交点的图。
[0023]图4A和4B是说明扁平的中空颗粒的变形的图。
[0024]图5是说明扁平的中空颗粒的夹角的图。
[0025]图6是碗状树脂颗粒的示意性图。
[0026] 图7是加压旋转加热器的示意性图。
[0027] 图8是根据本发明的实施方案的示例性电子照相图像形成设备的示意性截面图。
[0028] 图9是根据本发明的实施方案的示例性处理盒的示意性截面图。
[0029] 图10是用于测量电子照相用辊的变形量的设备的示意性图。
[0030] 图11是扁平的中空颗粒的SEM观察图像。
【具体实施方式】
[0031 ]现在将依照优选的实施方案详细地描述本发明。
[0032]〈电子照相用辊〉
[0033] 图1A和1B各自是根据本发明的实施方案的示例性电子照相用辊的示意性截面图。 如图1A中示出，电子照相用辊由导电性芯轴1和覆盖芯轴1的表面(外周面）的弹性层2组成。 选择性地，如图1B中示出，芯轴1可以覆盖有由弹性层2和进一步配置在弹性层2的表面上的 表面层3组成的两层结构。该辊可以进一步包括在所述层之间的粘合层。
[0034] (芯轴）
[0035] 芯轴1可以具有导电性从而将电经由芯轴1供给至电子照相用辊的表面。芯轴1的 电阻值可以低于导电性层的电阻值并且体积电阻率可以为103Q ? cm以下。导电性芯轴1可 以适当地选自在电子照相用辊的领域中已知的那些。例如，可以使用由碳钢合金制成并且 表面镀有厚度为约5mi的镍的圆柱状实心芯轴1。
[0036] (弹性层）
[0037] 弹性层在从弹性层的表面至lOOwii的深度的区域中包含中空颗粒。中空颗粒满足 以下条件(i)和(ii):
[0038] (i)当将所述电子照相用辊在垂直于芯轴1的轴方向（长度方向）的方向上由经过 所述中空颗粒的内部的点的第一平面分割时，所述点对应于在假设所述中空颗粒是实心颗 粒时的所述实心颗粒的重心，所述中空颗粒拥有在第一平面中具有长轴和短轴的扁平截面 形状，并且经过所述中空颗粒的所述点和在所述第一平面中的所述芯轴的旋转中心的线与 在长轴方向上延伸的线具有交点;和
[0039] (ii)当将所述电子照相用辊由包含芯轴1的轴并且经过所述中空颗粒的所述点的 第二平面分割时，所述中空颗粒拥有在第二平面中具有长轴和短轴的扁平截面形状，并且 经过所述中空颗粒的所述点并且垂直于芯轴1的轴的线与沿着长轴的线具有交点。
[0040] 图2A和2B是根据本发明的实施方案的电子照相用辊的示例性弹性层的示意性截 面图。图2A表明由垂直于芯轴1的轴方向，即长度方向的平面分割的电子照相用辊的截面。 图2B表明在轴方向，即长度方向上的电子照相用辊的截面。在图2A和2B中，满足条件（i)和 (ii)的扁平的中空颗粒4在从弹性层2的表面至lOOwii的深度的区域中配置在弹性层2中。 [00411将参考图3A和3B来描述满足条件（i)和（i i)的扁平的中空颗粒4。图3A表明由垂直 于芯轴1的轴方向，即长度方向并且经过中空颗粒的内侧的点的第一平面分割的电子照相 用辊的截面。在假设所述中空颗粒是实心颗粒时，所述点对应于所述实心颗粒的重心。图3B 表明由包含芯轴1的轴并且经过中空颗粒的重心的第二平面分割的电子照相用辊的截面。 [0042]在图3A和3B中，中空颗粒4是满足条件（i)和（ii)的扁平的中空颗粒。在第一平面 中，经过芯轴1的旋转中心D和扁平的中空颗粒4的重心E的线F与在扁平的中空颗粒4的长轴 方向上延伸的线G具有交点。在图3A中，这些线彼此垂直交叉。在第二平面中，经过扁平的中 空颗粒4的重心E并且垂直于芯轴1的轴的线H与在扁平的中空颗粒4的长轴方向上延伸的线 G具有交点。在图3B中，这些线彼此垂直交叉。相反地，中空颗粒5不满足条件（i)和（ii)。在 第一平面中，经过芯轴1的旋转中心D和中空颗粒5的重心E的线F的方向与在中空颗粒5的长 轴方向上延伸的线的方向相同并且不具有交点。相似地，在第二平面中，经过中空颗粒5的 重心E并且垂直于芯轴1的轴的线H的方向与在中空颗粒5的长轴方向上延伸的线的方向相 同并且不具有交点。
[0043] 贯穿本说明书的是，在各平面中的中空颗粒的术语"长轴"是指在平面内在经过中 空颗粒的重心并且连接限定中空颗粒的空隙的线上的两点的线段中最长的线段。术语"长 轴的长度"是指此类线段的长度。在各平面中的中空颗粒的术语"短轴"是指在平面内在经 过中空颗粒的重心并且连接限定中空颗粒的空隙的线上的两点的线段中最短的线段。术语 "短轴的长度"是指此类线段的长度。
[0044] 本发明人推测包括具有此类结构的弹性层的电子照相用辊可以降低来自其它构 件的振动并且抑制粘滑运动的原因如下。
[0045] 当电子照相用辊与其它构件接触时，包含于弹性层中的中空颗粒由于接触压力而 变形。图4A和4B是说明扁平的中空颗粒的变形的图。图4A示出当扁平的中空颗粒由从垂直 于长轴的方向施加的压力压缩时扁平的中空颗粒所接收的压力;并且图4B表示当扁平的中 空颗粒由从长轴方向施加的压力压缩时扁平的中空颗粒所接收的压力。如图4A和4B中示 出，与接收来自长轴方向的压力的情况（图4B)相比，在接收来自垂直于长轴的方向的压力 的情况（图4A)下，压力施加至扁平的中空颗粒的较宽的面积上。即，扁平的中空颗粒在从垂 直于长轴的方向施加时接收较大的压力，由此趋于变形。因为中空颗粒的较大变形促进了 振动能力向弹性变形或热能的转换，振动迅速减弱。因此，与当从长轴方向施加压力时相 比，当从垂直于长轴的方向施加压力时，扁平的中空颗粒有效地抑制了振动。
[0046] 在满足条件（i)的中空颗粒中，相对于经过芯轴1的旋转中心和中空颗粒的重心并 且延伸至弹性层2的表面的线F，中空颗粒的长轴倾斜。因此，当构件与弹性层2的表面接触 时，中空颗粒不从第一平面侧的长轴方向压缩。相似地，在满足条件（ii)的中空颗粒中，相 对于垂直于芯轴1的轴、经过中空颗粒的重心并且延伸至弹性层2的表面的线H，中空颗粒的 长轴倾斜。因此，当构件与弹性层2的表面接触时，中空颗粒不从第二平面侧的长轴方向压 缩。因此，满足条件(i)和(ii)的扁平的中空颗粒4具有高度抑制振动的效果。
[0047] 满足条件（i)和（ii)的扁平的中空颗粒4在第一和第二平面二者中都是扁平的，由 此通过其本身抑制了振动。如上所述，在扁平的中空颗粒中，因为长轴侧和短轴侧的变形量 彼此不同，长轴侧和短轴侧的振动频率彼此不同。如果振动频率的各向异性在单个中空颗 粒中发生，从中空颗粒的一个方向传播的振动难以传播至中空颗粒内的其它方向，导致抑 制了整个中空颗粒的振动。结果，中空颗粒内的振动减弱，从而抑制施加至一个中空颗粒的 振动传播至弹性层内的其它颗粒或树脂。相反地，在球形中空颗粒中，因为振动频率的各向 异性在一个中空颗粒中没有发生，从中空颗粒的一个方向传播的振动容易传播至中空颗粒 内的其它方向，导致整个中空颗粒的振动。中空颗粒的振动在中空颗粒内不减弱并且经由 粘结剂传播至相邻的球状中空颗粒。因此难以抑制振动。
[0048]中空颗粒是否满足条件（i)和（ii)可以如下测定。使用三维透射电子显微镜或X射 线CT来三维测量弹性层。从所得三维图像的数据生成3D-CAD实心模型。接着，将弹性层在轴 方向（长度方向）上等分为10份。在所得10个区域的各区域中，在圆周方向上的四点（0°、 90°、180°和270°)处各自选择从弹性层的表面起lOOwii的深度处的5mm平方的区域。相对于 存在于各区域中的中空颗粒，在假设中空颗粒是实心颗粒的情况下，将各实心颗粒的重心 从3D-CAD计算出。切出第一平面和第二平面的二维图像，以致平面经过中空颗粒的重心，该 点对应于假设的实心颗粒的重心。在所得第一平面中，确认了中空颗粒的截面是否是具有 长轴和短轴的扁平形状和经过芯轴1的旋转中心和重心的线与在长轴方向上延伸的线是否 具有交点，即，是否满足条件（i)。在第二平面中，确认了中空颗粒是否是具有长轴和短轴的 扁平形状和经过重心并且垂直于芯轴1的轴的线与在长轴方向上延伸的线是否具有交点 (是否满足条件(ii))。
[0049]在第一平面中的中空颗粒的长轴的长度与短轴的长度的比，即，长轴的长度/短轴 的长度和在第二平面中的中空颗粒的长轴的长度与短轴的长度的比，即，长轴的长度/短轴 的长度各自是1.2以上且1.9以下。比，长轴的长度/短轴的长度为1.2以上的中空颗粒是充 分的扁平形状的并且对抑制振动高度有效。另外，因为振动的抑制效果随着中空颗粒的形 状的各向异性而增加，比，长轴的长度/短轴的长度优选1.3以上且1.9以下并且更优选1.5 以上且1.9以下。
[0050] 中空颗粒的长轴的长度与短轴的长度的比，即长轴的长度/短轴的长度是在上述 全部区域中全部满足条件（i)和（ii)的扁平的中空颗粒4的比，长轴的长度/短轴的长度的 算术平均值。在各区域中的各扁平的中空颗粒4的长轴的长度和短轴的长度可以从3D-CAD 测定。
[0051] 扁平的中空颗粒4可以在第一平面和第二平面中具有短轴的长度是10M1以上且 130wii以下，特别地，20mi以上且50mi以下的尺寸。尺寸在此范围内的扁平的中空颗粒4可以 在彼此接触的电子照相用辊与其它构件之间确保均匀的辊隙。
[0052] 在第一平面中，相对于经过芯轴1的旋转中心D和扁平的中空颗粒4的重心E的线F， 在扁平的中空颗粒4的长轴方向上延伸的线G的斜率01可以是45°以上且90°以下。在第二平 面中，相对于经过扁平的中空颗粒4的重心并且垂直于芯轴1的轴的线H，在扁平的中空颗粒 4的长轴方向延伸的线G的斜率02可以是45°以上且90°以下。斜率01和02各自优选60°以上 且90°以下。当斜率01和02二者为45°以上且90°以下时，因为扁平的中空颗粒4从与长轴方 向相比更接近于短轴方向的方向压缩，振动的减弱效果高。如图5中示出，斜率91和92的角 度各自是在通过两个交叉线形成的夹角中的90°以下的夹角。
[0053] 扁平的中空颗粒4的含量可以根据期望的弹性系数和硬度来适当地调节。扁平的 中空颗粒4的含量的增加增大了弹性系数从而进一步提高振动的抑制效果，但降低了电子 照相用辊的硬度。因此，例如，在使用电子照相用辊作为充电辊的情况下，在从弹性层2的表 面至1 OOwii的深度的区域中每单位体积(100 X 100 X 1 OOym)的扁平的中空颗粒4的数量可以 是5以上且150以下。
[0054] 从弹性层2的表面至100M1的深度的区域可以包含不满足条件（i)和(ii)的中空颗 粒。
[0055] 虽然与从弹性层2的表面至100M1的深度的区域相比更深的区域可以包含中空颗 粒或可以不包含中空颗粒，但与不包含中空颗粒的弹性层相比，在深的区域中包含中空颗 粒的弹性层可以提高振动的抑制效果。包含于从表面起与100M1的深度相比更深的区域中 的中空颗粒可以具有任何形状并且可以是球状或扁平的。即，包含于从表面起与100M1的深 度相比更深的区域中的中空颗粒可以是满足条件(i)和(ii)的扁平的中空颗粒或可以是不 满足条件的中空颗粒。
[0056] 包含于从弹性层2的表面至lOOwii的深度的区域中的扁平的中空颗粒4是具有壳的 树脂空球(resin balloon)。树脂空球各自在弹性层与空隙之间形成壳的界面，由此可以减 弱振动能量。另外，与通过化学发泡而形成的发泡的弹性层相比，通过树脂空球形成空隙的 弹性层从通过施加压力的变形迅速恢复至原形。即，即使在其中电子照相用辊高速旋转的 高速处理机中，在电子照相用辊脱离与其它构件的接触之后，电子照相用辊的弹性层迅速 地恢复至原形。因此，在电子照相用辊与其它构件之间，可以稳定地确保充分的辊隙宽度。 [0057]在使用电子照相用辊作为充电辊的情况下，扁平的中空颗粒4的壳应该具有0.2M1 以上且5.Own以下的厚度。当壳具有在此范围内的厚度时，当电子照相用辊与其它构件接触 时，扁平的中空颗粒4可以容易地弹性变形，导致进一步提高振动的抑制效果。
[0058][中空颗粒]
[0059]变为满足条件(i)和（ii)的扁平的中空颗粒4的树脂颗粒是例如热膨胀性微胶囊。 热膨胀性微胶囊是在颗粒的内部包含在通过施加热来使弹性层2中的粘结剂干燥、固化或 交联时膨胀的材料，即内部材料的树脂颗粒。热膨胀性微胶囊通过内部材料的膨胀而变为 具有壳的中空颗粒。
[0060] 重要的是使用热塑性树脂作为构成热膨胀性微胶囊的材料，即，构成扁平的中空 颗粒4的壳的材料。热塑性树脂的实例包括丙烯腈树脂、氯乙烯树脂、偏二氯乙烯树脂、甲基 丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、丁二烯树脂、聚氨酯树脂、酰胺系树脂、甲基丙烯腈树脂、丙烯酸 树脂、丙烯酸酯树脂、和甲基丙烯酸酯树脂。这些树脂中，丙烯腈树脂、偏二氯乙烯树脂、和 甲基丙烯腈树脂具有低的气体透过性和高的耐冲击性。因此，树脂可以是选自这些热塑性 树脂的至少一种。这些热塑性树脂可以单独或以其两种以上的组合使用。选择性地，可以使 用通过这些热塑性树脂的单体的共聚来制备的共聚物。
[0061] 构成热膨胀性微胶囊的树脂通常不同于下述弹性层2的粘结剂。当构成壳的材料 不同于弹性层2的粘结剂时，壳的硬度和弹性系数也不同于粘结剂。因此，由弹性层2接收的 振动可以容易地由壳来减弱。
[0062] 热膨胀性微胶囊的内部材料可以是在低于热塑性树脂的软化点的温度下膨胀为 气体的材料。此类材料的实例包括:例如丙烷、丙烯、丁烯、正丁烷、异丁烷、正戊烷和异戊烷 等的低沸点液体;和例如正己烷、异己烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷、正癸烷和异癸烷等的高 沸点液体。
[0063] 热膨胀性微胶囊可以通过例如悬浮聚合法，界面聚合法、界面沉积法或液中干燥 法等的已知方法来制备。例如，在悬浮聚合法中，将聚合性单体、内部材料和聚合引发剂混 合，并且将混合物分散在包含表面活性剂和分散稳定剂的水系溶剂中，接着悬浮聚合法。另 外，可以混合具有与聚合性单体的官能团反应的反应性基团的化合物或有机填料。
[0064] 聚合性单体的实例包括丙烯腈、甲基丙烯腈、a-氯丙烯腈、a-乙氧基丙烯腈、富马 酸腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、柠康酸、偏二氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯 酸酯类(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）、甲基丙烯酸酯类（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、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基 丙烯酸环己酯、和甲基丙烯酸苄酯）、苯乙烯系单体、丙烯酰胺、取代的丙烯酰胺、甲基丙烯 酰胺、取代的丙烯酰胺、丁二烯、己内酰胺、聚醚和异氰酸酯。这些聚合性单体可以单独或 以其两种以上的组合使用。
[0065] 虽然可以使用任何聚合引发剂，但可以使用可溶于聚合性单体中的引发剂。可以 使用已知的过氧化物引发剂和偶氮引发剂，特别地，偶氮引发剂。偶氮引发剂的实例包括2， 2 偶氣二异丁臆、1，1 偶氣二环己烧-1-臆、和2，2 偶氣二_4_甲氧基-2，4_二甲基戊臆。 其中，特别地，可以使用2,2'_偶氮二异丁腈。基于100质量份的聚合性单体，聚合引发剂的 使用量可以为0.01至5质量份。
[0066] 表面活性剂的实例包括阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、非离子性表 面活性剂、两性离子性表面活性剂和高分子分散剂。基于100质量份的聚合性单体，表面活 性剂的使用量可以为0.01至10质量份。分散稳定剂的实例包括有机细颗粒(例如聚苯乙烯 细颗粒、聚甲基丙烯酸甲酯细颗粒、聚丙烯酸细颗粒和聚环氧化物细颗粒）、二氧化硅(例如 胶体二氧化硅）、碳酸钙、磷酸钙、氢氧化铝、碳酸钡、和氢氧化镁。基于100质量份的聚合性 单体，分散稳定剂的使用量可以为0.01至20质量份。
[0067] 悬浮聚合法可以在气密耐压容器中进行。悬浮聚合法可以在使用例如分散机来悬 浮之后或在耐压容器中悬浮之后在耐压容器中进行。聚合温度可以是50°C至120°C。虽然聚 合可以在大气压下进行，但为了防止封装在热膨胀性微胶囊中的材料蒸发，聚合可以在减 压下，特别地，在高于大气压的0.1至IMPa的压力下进行。在完成聚合之后，固液分离和冲洗 可以通过离心或过滤来进行。在进行固液分离或冲洗的情况下，接着，干燥或粉碎可以在低 于构成热膨胀性微胶囊的树脂的软化温度的温度下进行。干燥和粉碎可以通过已知方法来 进行，并且可以使用气流干燥器、顺风干燥器、或诺塔混合机。干燥和粉碎也可以使用干燥 粉碎机同时进行。表面活性剂和分散稳定剂可以通过在重复生产之后的冲洗和过滤来除 去。
[0068] 可以以任何含量来使用热膨胀性微胶囊。例如，在使用电子照相用辊作为充电辊 的情况下，微胶囊的含量可以是2质量％以上且30质量％以下。良好的图像特性可以通过将 热膨胀性微胶囊的含量调节至2质量％以上且30质量％以下来获得。
[0069] 热膨胀性微胶囊可以具有任何体积平均粒径，并且体积平均粒径可以是5wii以上 且50wii以下。目标为粒径在此范围内的生产可以容易地在该内部材料的量下提供具有低的 振动的热膨胀性微胶囊，导致在生产电子照相用辊时均匀尺寸的微胶囊的膨胀。
[0070] [粘结剂]
[0071] 构成弹性层2的粘结剂可以是已知的橡胶。橡胶的实例包括天然橡胶、硫化天然橡 胶和合成橡胶。
[0072]合成橡胶的实例包括乙烯丙烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶（SBR)、硅橡胶、聚氨酯橡 胶、异戊二烯橡胶（IR)、丁基橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶 (BR)、丙烯酸系橡胶、表氯醇橡胶和氟橡胶。这些橡胶中，特别地，粘结剂可以是NBR或SBR。 [0073][构成弹性层的其它组分]
[0074]在使用电子照相用辊作为充电辊的情况下，弹性层2可以包含导电剂从而具有期 望的体积电阻率。
[0075] 弹性层2在温度为23°C并且相对湿度为50%RH的环境中的体积电阻率可以为1 X 102 Q cm以上且1 X 1016Q cm以下。在使用包括体积电阻率在此范围内的弹性层2的电子照相 用辊作为充电辊的情况下，感光构件的适当的充电可以更容易地通过放电来进行。
[0076] 为了表现出导电性，弹性层2可以包含已知的电子导电剂或离子导电剂。
[0077] 电子导电剂的实例包括:例如铝、钯、铁、铜和银等的金属的细颗粒或纤维;例如氧 化钛、氧化锡和氧化锌等的导电性金属氧化物；由进行例如电解处理、喷涂、或混合/振动等 的表面处理的上述金属细颗粒、金属纤维或金属氧化物组成的复合颗粒;例如炉黑、热裂炭 黑、乙炔黑、科琴黑、聚丙烯腈(PAN)碳、和沥青碳等的碳粉。这些电子导电剂可以单独或以 其两种以上的组合使用。
[0078] 可以使用具有离子导电性的任何离子导电剂。离子导电剂的实例包括:例如高氯 酸锂、高氯酸钠和高氯酸钙等的无机离子材料;例如月桂基三甲基氯化铵、硬脂基三甲基氯 化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、三辛基丙 基溴化铵、和改性的脂族二甲基乙基铵乙基硫酸盐（d ime thy 1 e thy lammon i um ethosulfate)等的阳离子性表面活性剂;例如月桂基甜菜碱、硬脂基甜菜碱和二甲基烷基 月桂基甜菜碱等的两性离子性表面活性剂;例如四乙基高氯酸铵、四丁基高氯酸铵和三甲 基十八烷基高氯酸铵等的季铵盐;和例如三氟甲烷磺酸锂等的有机酸锂盐。这些离子导电 剂可以单独或以其两种以上的组合使用。
[0079] 为了调节硬度，除了上述组分以外，弹性层2可以包含绝缘性颗粒和例如软化剂和 增塑剂等的添加剂。增塑剂可以是重均分子量优选为2000以上并且更优选4000以上的高分 子类。弹性层2可以进一步包含例如防老剂、填料、加工助剂、增粘剂、抗粘剂、分散剂、粗糙 化颗粒、和除了上述扁平的中空颗粒4以外的树脂颗粒等的提供各种功能的材料。除了扁平 的中空颗粒4以外的树脂颗粒的实例包括聚甲基丙烯酸甲酯颗粒、聚乙烯颗粒、硅橡胶颗 粒、聚氨酯颗粒、聚苯乙烯颗粒、氨基树脂颗粒、和酚醛树脂颗粒。
[0080] [弹性层的形成方法]
[0081] 将未固化的弹性层形成在芯轴1的外周面上。未固化的弹性层可以通过以下形成 在芯轴1的外周面上，例如，将芯轴1覆盖有预先形成的具有预定的厚度的片或管，或将芯轴 1和弹性层的材料使用装配有十字头的挤出机一体化挤出。
[0082] 接着，将因此覆盖在芯轴1上的未固化的弹性层热固化。
[0083] 热膨胀性微胶囊通过伴随着粘结剂的热固化的热而膨胀。通常，在大气压下加热 的热膨胀性微胶囊均匀地膨胀为球状中空颗粒而不是扁平的中空颗粒。
[0084] 为了形成包含满足条件（i)和（ii)的扁平的中空颗粒4的弹性层2,在热固化粘结 剂和形成球状中空颗粒之后，固化的弹性层可以在大气压下再次热处理(下文中，称为"再 加热处理"）。热固化的弹性层的再加热处理导致粘结剂的收缩和通过热固化形成的球状中 空颗粒的收缩，从而使球状中空颗粒压缩为扁平形状。
[0085]现在将描述通过再加热处理来提供扁平的中空颗粒4的推测的机理。
[0086] 加热未固化的弹性层以竞争的方式导致粘结剂的热固化和热膨胀性微胶囊的膨 胀。结果，获得了在热固化的粘结剂中包含球状中空颗粒的热固化的弹性层。接着，将热固 化的弹性层在较高的温度下进一步加热从而导致粘结剂组分的分解和再组合。具有低的分 子量的未再组合的粘结剂组分挥发从而导致粘结剂的收缩。
[0087] 同时，球状中空颗粒中的内部材料通过进一步加热开始转移至中空颗粒的外侧。 因此，通过粘结剂的收缩的来自外侧的压力变得高于球状中空颗粒的内压从而导致球状中 空颗粒的收缩。
[0088]已经显示的是，球状中空颗粒主要在弹性层的厚度方向上压缩。这可能由粘结剂 主要在弹性层的厚度方向上收缩导致。因此，在扁平的中空颗粒4的长轴方向上延伸的线的 斜率01和02各自接近90°。
[0089] 然而，在一些种类的粘结剂的情况下，粘结剂也可以在辊的圆周方向或长度方向 上收缩。结果，斜率01和02可以倾斜至约40°以下。
[0090] 例如，在使用丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)或表氯醇橡胶作为粘结剂来生产的辊中，当 再加热辊时，粘结剂的显著收缩方向是弹性层的厚度方向。结果，斜率91和92二者相对接近 90°。相反地，在使用苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)作为粘结剂来生产的辊中，当再加热辊时，粘 结剂在辊的圆周方向和长度方向上收缩，并且斜率91和92各自倾斜至40°至80°的范围。
[0091] 粘结剂的收缩主要发生在弹性层的表面的邻近。这可能由弹性层的表面露出至空 气，由此容易加热表面附近导致。因此，特别地，中空颗粒存在于弹性层的表面的附近，具体 地，在从弹性层的表面至lOOwii的深度的区域中，趋于收缩。
[0092] 粘结剂的热固化和再加热处理的条件可以根据粘结剂的种类、用于固化粘结剂的 硫化剂的种类、在热膨胀性微胶囊中的内部材料的种类、和其它因素适当地调节。例如，当 在热膨胀性微胶囊中内部材料是己烷，粘结剂是NBR或SBR，并且将粘结剂使用硫磺系硫化 剂来固化时，粘结剂的热固化的条件可以是在150 °C至160 °C下30分钟至2小时，并且再加热 处理的条件可以是在170°C至200°C，特别地，180°C至200°C下30分钟至2小时。粘结剂的热 固化和再加热可以持续进行。选择性地，可以将粘结剂的热固化之后的弹性层空气冷却，然 后再加热。
[0093] 扁平的中空颗粒4的长轴的长度与短轴的长度的比（长轴的长度/短轴的长度)可 以通过控制再加热的条件来调节。再加热处理的温度的增加或再加热处理的时间的增加提 高了粘结剂的收缩，因此增大了扁平的中空颗粒4的长轴的长度与短轴的长度的比（长轴的 长度/短轴的长度）。
[0094]在除了上述再加热处理以外的扁平的中空颗粒4的其它形成方法中，例如，将芯轴 1和弹性层的材料使用装配有十字头的挤出机一体化挤出，并且在所得辊在加压接触至压 接构件的状态下旋转的同时，热固化然后进行（下文中，称为"加压加热处理"）。在此方法 中，因为辊在固化时加压，热膨胀性微胶囊变为扁平形状，而没有膨胀为球状。图7是根据一 个实施方案的可以用于加压加热处理的加压旋转加热器的示意性图。将包括可旋转的加压 辊的压接构件6在预定的压力负荷下与通过芯轴和弹性层的材料一体化挤出制备的辊101 压接。压接构件6可以以预定的移动速度在辊101的长度方向P上移动。加压旋转加热器可以 自由地改变在辊101的中央部与辊101的各端之间的压力负荷、施工时间和加热时间。辊101 可以在期望的气氛中通过放置在热风炉中来加热。选择性地，辊101可以使用配置在压接构 件6中的加热器来加热。如再加热处理中的加热固化的那些，加热条件可以是可以以竞争的 方式导致粘结剂的固化和热膨胀性微胶囊的膨胀的任何相对温和的加热条件。
[0095]在加压加热处理中，从辊的表面加压辊，并且斜率01和02接近90°。
[0096]在再加热处理和加压加热处理中，热固化之后的弹性层的表面可以被研磨来调节 形状。在使用电子照相用辊作为充电辊的情况下，充电辊的中央的外径可以大于末端，以致 充电辊与感光构件之间的辊隙宽度在充电辊的芯轴1的长度方向上均匀。因此，热固化之后 的弹性层的表面可以被研磨从而将充电辊调节至期望的形状。研磨可以通过圆筒研磨法或 带研磨法来进行。用于圆筒研磨法的机器的实例包括横贯型NC圆筒研磨机和全面进刀型NC 圆筒研磨机。因为再加热处理之后的研磨研磨在表面的附近的扁平的中空颗粒4,研磨应该 在热固化之后进行。
[0097] 如图6中示出，弹性层的表面的研磨可以形成具有露出至弹性层的表面的开口的 碗状树脂颗粒J。该碗状树脂颗粒J通过将存在于弹性层的表面附近的中空颗粒部分研磨来 形成。因为当通过与其它构件接触来压缩时的碗状树脂颗粒J的变形量大于中空颗粒，电子 照相用辊的振动的减弱速度高从而提供良好的抑制振动的效果。因此，电子照相用辊应该 具有碗状树脂颗粒J。
[0098] 弹性层2的厚度可以根据电子照相用辊的用途适当地调节。特别地，厚度可以是 1mm以上且10mm以下。
[0099] (表面层）
[0100]弹性层2的表面可以任选地设置有表面层3。用于表面层3的材料的实例包括树脂、 天然橡胶和合成橡胶。该树脂可以是热固性树脂或热塑性树脂。特别地，该树脂可以是氟树 月旨、聚酰胺树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯树脂、硅树脂或丁缩醛树脂，其可以容易地控制涂布 液的粘度。这些树脂可以单独或以其两种以上的组合使用，或可以用作共聚物。
[0101]表面层3可以包含导电剂来调节电子照相用辊的电阻。表面层3的体积电阻率可以 使用离子导电剂或电子导电剂来调节。
[0102] 离子导电剂的实例包括:例如高氯酸锂、高氯酸钠和高氯酸钙等的无机离子材料； 例如月桂基三甲基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基 氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、三辛基丙基溴化铵、和改性的脂族二甲基乙基铵乙基硫酸 盐等的阳离子性表面活性剂;例如月桂基甜菜碱、硬脂基甜菜碱和二甲基烷基月桂基甜菜 碱等的两性离子性表面活性剂;例如四乙基高氯酸铵、四丁基高氯酸铵和三甲基十八烷基 高氯酸铵等的季铵盐;和例如三氟甲烷磺酸锂等的有机酸锂盐。这些离子导电剂可以单独 或以其两种以上的组合使用。
[0103] 电子导电剂的实例包括:例如铝、钯、铁、铜和银等金属的细颗粒或纤维;例如氧化 钛、氧化锡和氧化锌等的导电性金属氧化物；由进行例如电解处理、喷涂、或混合/振动等的 表面处理的上述金属细颗粒、金属纤维或金属氧化物组成的复合颗粒;例如炉黑、热裂炭 黑、乙炔黑、科琴黑、聚丙烯腈(PAN)碳、和沥青碳等的碳粉。
[0104] 在不损害本发明的效果的范围内，表面层3可以包含其它颗粒。此类颗粒可以是绝 缘性颗粒。绝缘性颗粒的实例包括以下颗粒:聚酰胺树脂、硅树脂、氟树脂、（甲基)丙烯酸系 树脂、苯乙烯树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、烯烃系树脂、环氧树 月旨、和其共聚物、改性产物和衍生物;例如乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、苯乙烯-丁二烯共 聚物橡胶(SBR)、硅橡胶、聚氨酯橡胶、异戊二烯橡胶(IR)、丁基橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物 橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)和表氯醇橡胶等的橡胶;和聚烯烃系热塑性弹性体、聚氨酯系热 塑性弹性体、聚苯乙烯系热塑性弹性体、氟橡胶系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、聚 酰胺系热塑性弹性体、聚丁二烯系热塑性弹性体、乙烯_乙酸乙烯酯系热塑性弹性体、聚氯 乙烯系热塑性弹性体、和氯化聚乙烯系热塑性弹性体。这些材料中，特别地，可以使用（甲 基)丙烯酸系树脂、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、氟树脂和硅树脂。
[0105] 构成表面层3的这些材料可以使用例如砂磨机、油漆搅拌器、高效卧式砂磨机 (dyno mill)或珠磨机等的使用珠子的已知的分散机来分散。所得分散液可以通过任何方 法来施涂。浸渍易于操作。
[0106] 如上所述，因为存在于弹性层2的表面附近的扁平的中空颗粒4抑制了共振并且将 振动能量转换为其它能量，随着扁平的中空颗粒4与在电子照相用辊中的其它构件接触的 表面的距离的降低，振动的抑制效果增加。因此，电子照相用辊应该具有弹性层2作为最外 层，而没有任何表面层3。
[0107]〈图像形成设备〉
[0108] 图8是包括根据本发明的实施方案的电子照相用辊的示例性图像形成设备的示意 性截面图。
[0109] 在图8中，图像形成设备包括电子照相感光构件7、用于使电子照相感光构件7充电 的充电装置、用于曝光的潜像形成装置、用于显影为调色剂图像的显影装置、用于将图像转 印至转印材料的转印装置、用于回收残留在电子照相感光构件7上的未转印的调色剂的清 洁装置、和用于使调色剂图像定影的定影装置。
[0110] 电子照相感光构件7是在导电性基体上包括感光层的旋转鼓。将电子照相感光构 件7在预定的圆周速度(处理速度)下沿箭头表明的方向旋转地驱动。
[0111] 充电装置包括在预定的压力下与电子照相感光构件7接触的接触型充电辊8。充电 辊8随着电子照相感光构件7的旋转而旋转。将电子照相感光构件7通过将预定的DC电压从 充电电源9施加至充电辊8来充电至预定的电位。
[0112] 用于在电子照相感光构件7上形成静电潜像的潜像形成装置(未示出）是例如激光 束扫描仪等的曝光装置。潜像形成装置使用对应于图像信息的曝光光10来照射均匀充电的 电子照相感光构件7从而形成静电潜像。
[0113]显影装置包括配置接近于或接触电子照相感光构件7的显影套筒11 (或显影辊 11)。显影套筒11使用静电处理从而具有与电子照相感光构件7的电荷极性相同的极性的调 色剂通过反转显影来使静电潜像显影，从而在电子照相感光构件7上形成调色剂图像。
[0114] 转印装置包括接触型转印辊12。转印辊12使调色剂图像从电子照相感光构件7转 印至例如普通纸等的转印材料。将转印材料输送至具有输送构件的供纸系统(未示出）。
[0115] 清洁装置包括刮板型清洁构件13和回收容器14。清洁装置机械地刮除残留在电子 照相感光构件7上的未转印的调色剂从而在调色剂图像转印至转印材料之后回收调色剂。 [0116]清洁装置可以通过采用使用显影装置来回收未转印的调色剂的同时显影和清洁 系统而省略。
[0117] 定影辊15由加热的辊构成，并且将转印的调色剂图像定影在转印材料上并且将转 印材料排出至装置的外侧。
[0118] 在图像形成设备中，上述电子照相用辊可以适当地用作充电辊8。
[0119] 〈处理盒〉
[0120]图9示意地表明根据本发明的实施方案的示例性处理盒的结构。处理盒由一体化 的感光构件7、充电辊8、显影辊11和清洁构件13组成并且构成为可拆卸自图像形成设备。处 理盒包括根据本发明的以上实施方案的电子照相用辊。此类电子照相用辊可以特别地用作 充电辊8。包括电子照相用辊作为充电辊的处理盒不会必须包括清洁构件13和显影辊11。
[0121] 如上所述，根据本发明的实施方案，提供了一种电子照相用辊，其在抑制由于粘滑 运动导致的横条纹发生的同时形成图像。根据本发明的其它实施方案，提供了可以形成高 品质的电子照相图像的处理盒和图像形成设备。
[0122] 实施例
[0123] 现在将通过实施例更详细地描述本发明的方面。然而，本发明不限于以下实施例。
[0124] 〈树脂颗粒(热膨胀性微胶囊)的生产〉
[0125] [树脂颗粒第1号]
[0126] 将去离子水(4000质量份)与作为分散稳定剂的胶体二氧化硅(9质量份)和聚乙烯 基吡咯烷酮(0.15质量份)混合从而制备了水性混合液。分别地，将作为聚合性单体的丙烯 腈(50质量份）、甲基丙烯腈(45质量份)和甲基丙烯酸甲酯（5质量份)与作为内部材料的正 己烷（12.5质量份)和作为聚合引发剂的过氧化二枯基(0.75质量份)混合从而制备油性混 合液。将油性混合液添加至水性混合物，并且将氢氧化钠(0.4质量份)进一步添加至混合物 从而制备分散液。
[0127] 将所得分散液使用均质机在搅拌下混合3分钟，然后装入使用氮置换的聚合反应 容器，接着在400rpm的搅拌和60 °C下反应20小时。将所得反应产物重复地过滤和使用水冲 洗，并且在80°C下干燥5小时从而生产树脂颗粒。将树脂颗粒使用声波分级机破碎和分级从 而制备树脂颗粒第1号。
[0128] [树脂颗粒第2号]
[0129 ]除了改变分级条件以外，如树脂颗粒第1号中来生产树脂颗粒第2号。
[0130][树脂颗粒的体积平均粒径的测量]
[0131] 将所得树脂颗粒第1号和第2号的体积平均粒径使用激光衍射粒径分布分析仪(商 品名：Coulter LS 230，Beckman Coulter, Inc?制造）来测量。
[0132] 测量使用水系模式并且使用纯水作为测量溶剂。将粒径分布分析仪的测量系统的 内部使用纯水冲洗约5分钟，并且将作为消泡剂的10至25mg的亚硫酸钠添加至测量系统的 内部，接着进行背景功能。分别地，将三或四滴的表面活性剂添加至50mL的纯水，并且向其 中进一步添加1至25mg的树脂颗粒，从而制备悬浮树脂颗粒的水溶液。将该水溶液使用超声 波分散机来进行分散处理1至3分钟从而制备测试样品溶液。将测试样品溶液逐渐添加至粒 径分布分析仪的测量系统的内部，并且调节测量系统中的测试样品的浓度，以致通过在设 备的显示器上的偏光强度差散射(PIDS)测量的值是45%以上且55%以下并且进行测量。将 体积平均粒径从所得体积基准的粒径分布计算。
[0133] 树脂颗粒第1号和第2号的体积平均粒径分别是30mi和15mi。
[0134] 〈弹性层材料的生产〉
[0135] [弹性层材料第1号]
[0136] 将以下示出的4种组分添加至100质量份的丙烯腈丁二烯橡胶（NBR)(商品名： N230SV，JSR Corporation制造），并且将混合物使用调节至50°C的密闭型混合机来混炼15 分钟。
[0137] 炭黑（商品名：Tokablack#7360SB，Tokai Carbon Co.，Ltd?制造）：48质量份；
[0138] 氧化锌（商品名：Zinc Oxide type 2，Sakai Chemical Industry Co ?，Ltd ?制 造）：5质量份；
[0139] 硬脂酸锌（商品名：SZ-2000，Sakai Chemical Industry Co ?，Ltd ?制造）：1质量 份;和
[0140] 碳酸|丐（商品名：Nanox#30，Maruo Calcium Co.，Ltd?制造）：20质量份。
[0141]向该混合物添加树脂颗粒第1号（12质量份）、作为硫化剂的硫磺（1.2质量份）、和 作为硫化促进剂的二硫化四苄基秋兰姆〇8^0)(4.5质量份，商品名：？打1?1(^七18^0， Flexsys N. V.制造）。将混合物然后使用冷却至25°C的双辊混炼机混炼10分钟从而获得弹 性层材料第1号。
[0142] [弹性层材料第2号]
[0143] 除了树脂颗粒第2号（4质量份）用作树脂颗粒以外，如弹性层材料第1号中来生产 弹性层材料第2号。
[0144] [弹性层材料第3号]
[0145] 将以下示出的5种组分添加至100质量份的苯乙烯丁二烯橡胶（SBR)(商品名： Tafuden 2003，Asahi Kasei Corporation制造），并且将混合物使用调节至80°C的密闭型 混合机来混炼15分钟。
[0146] 氧化锌（商品名：Zinc Oxide type 2，Sakai Chemical Industry Co ?，Ltd ?制 造）：5质量份；
[0147] 硬脂酸锌（商品名：SZ-2000，Sakai Chemical Industry Co ?，Ltd ?制造）：1质量 份；
[0148] 炭黑（商品名：Ketjen black EC600JD，Lion Corporation制造）：8质量份；
[0149] 炭黑（商品名：Seast 5，Tokai Carbon Co.，Ltd?制造）：40质量份;和
[0150] 碳酸f丐（商品名：Nanox#30，Maruo Calcium Co.，Ltd?制造）：15质量份.
[0151]向该混合物添加树脂颗粒第1号（12质量份）、作为硫化剂的硫磺（1质量份）、和作 为硫化促进剂的硫化二苯并噻唑（DM)(1质量份，商品名：Nocceler TS，0uchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.制造）和一硫化四甲基秋兰姆（TS)(1质量份，商品名： Nocceler TS，0uchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd?制造）。将混合物然后使用冷 却至25°C的双辊混炼机混炼10分钟从而获得弹性层材料第3号。
[0152][弹性层材料第4号]
[0153]除了树脂颗粒第2号（4质量份）用作树脂颗粒以外，如弹性层材料第3号中来生产 弹性层材料第4号。
[0154][弹性层材料第5号]
[0155] 除了偶氮二甲酰胺（15质量份，商品名：Unifoam AZ，0tsuka Chemical Co.，Ltd. 制造)另外地用作化学发泡剂以外，如弹性层材料第1号中来生产弹性层材料第5号。
[0156] 〈实施例1>
[0157] [电子照相用辊第1号的生产]
[0158] 将包含10质量％的炭黑的热固性树脂施涂至直径为6mm并且长度为252.5mm的不 锈钢基体并且干燥从而制备芯轴。
[0159] 将芯轴的圆周面使用芯轴作为中心轴采用装配有十字头的挤出成形机用有弹性 层材料第1号来覆盖。弹性层材料第1号的厚度调节至1.75mm。
[0160] 将挤出后的辊在160 °C的热风炉中加热1小时从而硫化弹性层材料第1号的层，从 而形成弹性层。将弹性层的末端然后除去从而将长度调节至224.2mm。
[0161] 将所得辊的外周面使用全面进刀型圆筒研磨机来研磨从而将弹性层的厚度调节 至1.5mm。将陶瓷磨石用作该磨石，并且将粒径为100目的绿色碳化硅(GC)用作研磨颗粒。辊 的旋转速度是350rpm，研磨磨石的旋转速度是2050rpm，切入速度是20mm/min，并且清磨时 间（切入0mm的时间）是0秒。该辊具有冠量（中央与从中央起90mm的位置之间的外径差）为 120iim〇
[0162] 研磨之后，将辊在200°C的热风炉中再加热1小时从而获得电子照相用辊第1号。
[0163] 将所得电子照相用辊第1号进行以下测量和评价。测量和评价的结果在表2中示 出。具有露出的开口的碗状树脂颗粒存在于弹性层的表面中，并且中空颗粒存在于从表面 起与100M1的深度相比更深的区域中。
[0164] [扁平的中空颗粒]
[0165] 将电子照相用辊第1号使用X射线CT系统(商品名：TUX-3200N，Tohken Co.，Ltd.制 造)三维地测量从而输出3D-CAD实心模型的文件。然后，假设该中空颗粒是实心颗粒，将实 心颗粒的重心使用3D-CAD(商品名：NX，Siemens PLM Software Inc?制造)从所得3D-CAD实 心模型测定。接着，将电子照相用辊第1号在长度方向上等分为10份。在所得10个区域的各 区域中，在圆周方向上在各4个点（0°、90°、180°和270°)处，选择从弹性层的表面起lOOwii的 深度处的5mm平方区域作为观察区域。将从弹性层的表面起的深度通过以下来测定:测量在 弹性层的表面的5mm平方区域中的凹凸的高度，计算其平均高度，并且使用该平均高度作为 参考(深度:〇Mi)。将一个中空颗粒选自存在于观察区域中的颗粒，并且由垂直于芯轴的轴 方向（长度方向）并且经过中空颗粒的重心的第一平面或包含芯轴的轴并且经过中空颗粒 的重心的第二平面分割。确认了中空颗粒在第一平面中是否满足条件（i)和中空颗粒在第 二平面中是否满足条件（ii)。对于存在于观察区域中的全部中空颗粒进行该确认，并且测 定满足条件(i)和(ii)的扁平的中空颗粒数。另外，确认了全部观察区域(总计40个区域:长 度方向上的10个X在圆周方向上的4个）的满足条件（i)和（ii)的扁平的中空颗粒的存在。 在该确认中也包括同时存在于从表面至lOOwii的深度和从表面起与lOOwii的深度相比更深 的区域中的中空颗粒。
[0166] [中空颗粒的壳的确认]
[0167] 对于通过三维图像的确认而确定为满足条件（i)和(ii)的扁平的中空颗粒的中空 颗粒，将各中空颗粒的截面使用SEM来观察从而确认中空颗粒是否具有壳。将电子照相用辊 第1号的弹性层的截面使用切片机切出，以致可以观察中空颗粒的截面。将各中空颗粒的截 面使用SEM(商品名：S-4800，，Hitachi High-Technologies Corp ?制造)在 X 1000的放大率 和3.OkV的加速电压下拍摄。拍摄的图像表明，存在具有厚度的中空颗粒（已经为热膨胀性 微胶囊的形式的树脂)的壳。对确定为满足条件(i)和(ii)的扁平的中空颗粒的全部中空颗 粒进行该确认。结果表明，全部观察区域(总计40个区域:长度方向上的10个X在圆周方向 上的4个)包含具有壳的扁平的中空颗粒。
[0168] [在中空颗粒的长轴方向上延伸的线的斜率]
[0169] 对于通过三维图像的确认而确定为满足条件（i)和(ii)的扁平的中空颗粒的各中 空颗粒，在第一平面中，从3D-CAD测定了相对于经过芯轴的旋转中心和扁平的中空颗粒的 重心的线，在扁平的中空颗粒的长轴方向上延伸的线的斜率。相似地，在第二平面中，从3D-CAD测定了相对于经过扁平的中空颗粒的重心并且垂直于芯轴的轴的线，在长轴方向上延 伸的线的斜率。将满足条件（i)和（ii)的全部扁平的中空颗粒的斜率的算术平均值定义为 第一平面的斜率01和第二平面的斜率02。评价结果在表2中示出。
[0170][中空颗粒的长轴的长度与短轴的长度的比]
[0171]对于通过三维图像的确认而确定为满足条件（i)和(ii)的扁平的中空颗粒的各中 空颗粒，从3D-CAD测定了在第一平面和第二平面各自中的长轴和短轴的长度。测定了在第 一平面中的长轴的长度的算术平均值al与短轴的长度的算术平均值bl的比al/bl(长轴的 长度/短轴的长度）。相似地，测定了在第二平面中的长轴的长度的算术平均值a2与短轴的 长度的算术平均值b2的比a2/b2(长轴的长度/短轴的长度）。评价结果在表2中示出。
[0172][电子照相用辊的振动]
[0173]准备了作为具有图8中示出的结构的图像形成设备的单色激光打印机（商品名： LBP6700，CAN0N KABUSHIKI KAISHA制造)和其处理盒。将附属的充电辊从处理盒拆卸出，并 且将电子照相用辊第1号安装至处理盒来作为充电辊。将充电辊使用弹簧在一端4.9N，两端 总计9.8N的加压下与感光构件接触。改造单色激光打印机以致处理速度是370mm/sec，并且 将电压从外侧施加至充电辊。施加电压是AC电压；峰间电压（Vpp)是1800V;频率（f)是 1350Hz;并且 DC 电压(Vdc)是-600V。
[0174] 使用激光多普勒振动计(商品名:LV-1710,0no Sokki Co.，Ltd.制造)来测量随着 感光构件的旋转而旋转的充电辊的振动的放大(振幅）。测量位置是在与感光构件接触的位 置的相反侧上的充电辊的长度方向上的中央。测量在操作单色激光打印机时的振动。频率 分析表明，2700Hz的振幅是最大的。因此，将2700Hz的振动的放大(振幅)确定为充电辊的放 大。评价结果在表3中示出。
[0175] [弹性层的弹性回复的速度]
[0176] 将弹性层的弹性回复的速度通过旋转之前与旋转时之间的外径的差(变形量)来 评价。使用图10中示出的设备通过测量电子照相用辊的变形量来进行测量。在测量时，将电 子照相用辊第1号和测量设备预先放置在温度为23°C并且相对湿度为50%的环境中24小时 以上。
[0177] 具体地，将电子照相用辊的变形量如下测量。将4.9N的负荷使用轴承18施加至芯 轴1的各端，以致电子照相用辊102平行地与直径为30mm的圆柱形金属辊19接触。激光位移 计20(商品名:LK_H085，Keyence Corporation制造)设置在从由电子照相用辑102和圆柱形 金属辊19形成的辊隙部的中央起在旋转方向R上旋转270°的位置上，以致将电子照相用辊 102的表面使用激光来照射。在电子照相用辊102旋转之前，测量激光位移计20与电子照相 用辊102的表面之间的距离。接着，将圆柱形金属辊19使用马达(未示出）以370mm/sec的圆 周速度旋转。在从电子照相用辊102的从动旋转开始3分钟之后，如以上测量激光位移计20 与电子照相用辊102的表面之间的距离。将旋转之前与旋转时之间的激光位移计20与电子 照相用辊102的表面之间的距离的差定义为变形量。评价结果在表3中示出。
[0178][电子照相用辊的图像评价]
[0179] 用于测量振动的单色激光打印机（商品名：LBP6700，CAN0N KABUSHIKI KAISHA制 造）和具有电子照相用辊第1号作为充电辊的处理盒放置在温度为23°C并且相对湿度为 50 %的环境中24小时，并且如下评价图像。
[0180] 具体地，输出半色调图像(在垂直于感光构件的旋转方向的方向上以两点的间隔 各自具有一点的宽度的横线图像）。将所得图像基于以下标准目测评价点状和横条纹状图 像。评价结果在表3中示出。
[0181] 对横条纹状图像的评价
[0182] 等级A:图像没有示出横条纹状缺陷；
[0183] 等级B:图像轻度示出横条纹状缺陷；
[0184] 等级C:图像在部分区域内示出横条纹状缺陷;和
[0185] 等级D:图像在宽的范围内明显地示出横条纹状缺陷。
[0186] 对点状图像的评价
[0187] 等级A:图像没有示出点状缺陷；
[0188] 等级B:图像轻度示出点状缺陷；
[0189] 等级C:图像在部分区域内示出点状缺陷;和
[0190] 等级D:图像在宽的范围内明显地示出点状缺陷。
[0191] 〈实施例2至10>
[0192] 除了弹性层材料和再加热处理的温度是表1中示出的那些以外，如实施例1中来生 产电子照相用辊第2号至第10号。表2和3示出电子照相用辊第2号至第10号的测量和评价的 结果。
[0193] 〈实施例11和12>
[0194] 除了弹性层材料是弹性层材料第1号和弹性层材料第3号的1:1的质量比的混合物 并且再加热处理的温度是表1中示出的那些以外，如实施例1中来生产电子照相用辊第11号 和第12号。
[0195] 表2和3示出电子照相用辊第11号和第12号的测量和评价的结果。
[0196] 〈实施例 13>
[0197] [表面层用涂布液的生产]
[0198] 将e-己内酯改性的丙烯酸多元醇溶液（商品名：Placcel DC2016，Daicel Corporation制造)使用甲基异丁基酮(MIBK)来稀释，以致固成分是19质量％。将该稀释溶 液（526.3质量份，丙烯酸多元醇固成分：100质量份）与炭黑（45质量份，商品名：MA100， Mitsubishi Chemical Corporation制造）、改性的二甲基硅油（0.08质量份，商品名： SH28PA，Dow Corning Toray &3.，1^(1.制造)和封端异氰酸酯混合物(80.14质量份)混合。 封端异氰酸酯混合物是六亚甲基二异氰酸酯（商品名：Duranate TPA_B80E，Asahi Kasei Corporation制造）和异佛尔酮二异氛酸酯（商品名：Vestanat B1370，Degussa_HuIs AG制 造)的7:3的比的混合物。
[0199] 将平均粒径为0.8mm的玻璃珠(200g)在100小时内使用油漆搅拌分散机在450-mL 的玻璃瓶中分散在以上制备的混合溶液(分散介质，200g)中。在分散之后，除去玻璃珠从而 获得表面层用涂布液。
[0200] [表面层用涂布液的施涂]
[0201] 将表面层用涂布液通过浸涂施涂至实施例1中制备的弹性层的外周面上。浸渍时 间是9秒，并且提起速度从20mm/s的初始速度至2mm/s的最终速度随着时间直线地变化。 [0202]将所得涂布的产物在室温下风干30分钟以上，然后使用热风循环干燥机在80°C下 加热1小时，进一步在160 °C下加热1小时从而获得电子照相用辊第13号。
[0203] 表2和3示出电子照相用辊第13号的测量和评价的结果。
[0204] 〈实施例 14>
[0205] 除了弹性层材料和再加热处理的温度是表1中示出的那些以外，如实施例13中来 生产电子照相用辊第14号。表2和3示出电子照相用辊第14号的测量和评价的结果。
[0206] 〈实施例 15>
[0207] 将包含10质量％的炭黑的热固性树脂施涂至直径为6mm并且长度为252.5mm的不 锈钢基体并且干燥从而制备芯轴。
[0208] 将芯轴的圆周面使用芯轴作为中心轴采用装配有十字头的挤出成形机用有弹性 层材料第2号来覆盖。弹性层材料第2号的厚度调节至1.75mm。
[0209] 在使用图7中示出的加压旋转加热器来旋转的同时，将挤出后的辊加热从而固化 弹性层材料第2号的层。设定加压加热条件，以致加压负荷是2.94N(300gf)，压接构件6的移 动速度是〇.4mm/sec，加压表面的温度是160°C，并且辊的旋转速度是90rpm。将加压旋转加 热之后的辊在160 °C下在热风炉中硫化1小时。将弹性层的末端然后除去从而将长度调节至 224.2mm从而形成电子照相用辑第15号。
[0210]因为不研磨电子照相用辊第15号的表面，具有露出的开口的碗状树脂颗粒不存在 于弹性层的表面中。表2和3示出电子照相用辊第15号的测量和评价的结果。
[0211]〈实施例16至22>
[0212]除了弹性层材料和再加热处理的温度是表1中示出的那些以外，如实施例15中来 生产电子照相用辊第16号至第22号。表2和3示出电子照相用辊第16号至第22号的测量和评 价的结果。
[0213]〈比较例1>
[0214] 除了将15质量份的偶氮二甲酰胺（商品名：Unifoam AZ，0tsuka Chemical Co ?， Ltd.制造）用作化学发泡剂来代替树脂颗粒第1号以外，如弹性层材料第1号中来生产弹性 层材料第5号。
[0215] 除了弹性层材料第5号用作弹性层材料以外，如实施例1中来生产电子照相用辊第 23号。
[0216] 表2和3示出电子照相用辊第23号的测量和评价的结果。
[0217]〈比较例2>
[0218] 除了加压负荷是表1中示出的那些以外，如实施例19中来生产电子照相用辊第24 号。表2和3示出电子照相用辊第24号的测量和评价的结果。
[0219] [表 1]
[0225] 根据实施例1至22的电子照相用辊在弹性层的表面的附近包括满足条件（i)和 (ii)的扁平的中空颗粒4,因此导致较小的振动并且在横条纹状图像的评价中给出良好的 结果。因为满足条件（i)和（i i)的扁平的中空颗粒4是具有壳的树脂空球，高速旋转时的变 形量小(高的弹性回复速度），并且图像的评价也给出良好的结果。
[0226] 相反地，因为根据比较例1的电子照相用辊第23号是不包含中空颗粒的发泡辊，电 子照相用辊的振动和变形量大，并且横条纹状和点状图像的评价没有给出良好的结果。在 根据比较例2的电子照相用辊第24号中，因为中空颗粒的长轴的长度与短轴的长度的比（长 轴的长度/短轴的长度)小，振动大。
[0227] 虽然本发明已经参考示例性实施方案来描述，但要理解的是，本发明不限于公开 的示例性实施方案。以下权利要求的范围符合最广泛的解释从而涵盖全部此类修改和等同 的结构和功能。
【主权项】
1. 一种电子照相用辊，其包括： 芯轴;和 在所述芯轴上的弹性层，其特征在于， 所述弹性层在从所述弹性层的表面至?οομπι的深度的区域中包含中空颗粒，所述中空 颗粒满足条件(i)和(ii): (i) 当将所述电子照相用辊由垂直于所述芯轴的轴方向并且经过所述中空颗粒的内部 的点的第一平面分割时，所述点对应于在假设所述中空颗粒是实心颗粒时的所述实心颗粒 的重心， 所述中空颗粒拥有具有长轴和短轴的扁平截面形状，并且 经过所述中空颗粒的所述点和在所述第一平面中的所述芯轴的旋转中心的线与沿着 所述长轴延伸的线具有交点， (ii) 当将所述电子照相用辊由包含所述芯轴的轴并且经过所述中空颗粒的所述点的 第二平面分割时， 所述中空颗粒拥有具有长轴和短轴的扁平截面形状，并且 经过所述中空颗粒的所述点并且垂直于所述芯轴的轴的线与沿着所述长轴的线具有 交占. 由所述第一平面分割的所述中空颗粒的截面的长轴的长度与短轴的长度的比为1.2以 上且1.9以下;并且 由所述第二平面分割的所述中空颗粒的截面的长轴的长度与短轴的长度的比为1.2以 上且1.9以下。2. 根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中满足所述条件（i)和（ii)的所述中空颗粒 进一步满足以下条件： 在所述第一平面中，相对于经过所述芯轴的旋转中心和所述中空颗粒的所述点的线， 在所述中空颗粒的所述长轴方向上延伸的线的斜率是45°以上且90°以下;并且 在所述第二平面中，相对于经过所述中空颗粒的所述点并且垂直于所述芯轴的轴的 线，在所述中空颗粒的所述长轴方向上延伸的线的斜率是45°以上且90°以下。3. 根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中 满足所述条件（i)和（ii)的所述中空颗粒在所述第一平面中的所述长轴的长度与所述 短轴的长度的比，即所述长轴的长度/所述短轴的长度为1.3以上且1.9以下，并且在所述第 二平面中的所述长轴的长度与所述短轴的长度的比，即所述长轴的长度/所述短轴的长度 为1.3以上且1.9以下。4. 根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中 所述弹性层包含的粘结剂为丙烯腈丁二烯橡胶或苯乙烯丁二烯橡胶。5. 根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中 在所述区域中，每单位体积即1〇〇\1〇〇\1〇(^111的满足所述条件（1)和（^)的所述中空 颗粒的数量是5以上且150以下。6. 根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中 在所述第一平面中的满足所述条件（i)和（ii)的所述中空颗粒的所述短轴的长度是10 μπι以上且130μηι以下;并且 在所述第二平面中的满足所述条件（i)和（ii)的所述中空颗粒的所述短轴的长度是10 Mi以上且130μηι以下。7. 根据权利要求1所述的电子照相用辊，其在从所述弹性层的表面起与100Μ1的深度相 比更深的所述弹性层的区域中进一步包含中空颗粒。8. -种处理盒，其从图像形成设备可拆卸，所述处理盒的特征在于，包括根据权利要求 1至7任一项所述的电子照相用辊。9. 一种图像形成设备，其特征在于，包括根据权利要求1至7任一项所述的电子照相用 辊。
【文档编号】G03G15/02GK106054555SQ201610203522
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月1日 公开号201610203522.0, CN 106054555 A, CN 106054555A, CN 201610203522, CN-A-106054555, CN106054555 A, CN106054555A, CN201610203522, CN201610203522.0
【发明人】渡边政浩, 谷口智士, 宫川昇, 佐藤太一, 青山雄彦, 吉留健, 植松敦
【申请人】佳能株式会社