电子照相用辊构件、处理盒和电子照相设备的制作方法

电子照相用辊构件、处理盒和电子照相设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电子照相用辊构件、处理盒和电子照相设备。所述辊构件具有基体和导电性弹性层。所述弹性层具有在长度方向的中央部的外径比在其两端部的外径大的冠形状。所述弹性层包括碗形状的树脂颗粒。所述辊构件的表面具有源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的凹部和源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部。在所述辊构件的中央部和在其两端部之间的弹性变形的恢复速度的关系为：在所述弹性层的表面上，在两端部的恢复速度比在中央部的恢复速度大，和在距所述弹性层表面的深度tμm的位置处，在中央部的恢复速度比在两端部的恢复速度大。
【专利说明】电子照相用棍构件、处理盒和电子照相设备

【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子照相用辊构件、使用所述辊构件的处理盒和使用所述辊构件的电 子照相图像形成设备（下文中，称为〃电子照相设备"）。

【背景技术】
[0002] 采用电子照相法的电子照相设备主要由电子照相感光构件（下文中，可以简称为 〃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构成。辊构件适合用于 充电装置、显影装置、转印装置和定影装置中。在充电装置中，将辊构件配置为与感光构件 的表面接触或者接近于感光构件的表面，并且通过施加电压（仅直流电压的电压或直流电 压与叠加于其上的交流电压的电压）使感光构件的表面带电。
[0003] 日本专利申请特开2008-276026公开了具有源自导电性树脂颗粒的凸部的充电 辊作为辊构件（下文中，称为"充电辊"），从而以使辊构件与感光构件接触这样的方式使感 光构件带电。
[0004] 然而，在根据日本专利申请特开2008-276026的充电辊中，当充电辊与感光构件 接触时，压力集中在源自树脂颗粒的凸部，从而导致在长时期使用时感光构件的表面的不 均匀磨耗。
[0005] 对于这样的问题，日本专利申请特开2011-237470公开了一种包括在其导电性树 脂层中具有开口的碗形状的树脂颗粒并且在其表面上具有源自碗形状的树脂颗粒的开口 部和边缘部的凹凸形状的辊构件。根据日本专利申请特开2011-237470的辊构件记载了， 由于作为当碗形状的树脂颗粒的边缘部与感光构件接触时的弹性变形的结果，接触压力减 轻，因此即使在长时期使用时也能够抑制感光构件的不均匀磨耗。
[0006] 在根据日本专利申请特开2011-237470的辊构件中，碗形状的树脂颗粒的开口部 的边缘部的弹性变形减轻了边缘部和感光构件之间的接触压力。出于上述的原因，即使在 长时期使用感光构件时也抑制感光构件的表面的不均匀磨耗。另一方面，在根据日本专利 申请特开2011-237470的辊构件中，存在劣化辊构件的旋转追随感光构件的旋转的性能 (下文中，可以称为"从动旋转性"）的可能性。
[0007] 近来，随着电子照相设备的处理速度增大，发现了当形成电子照相图像时，涉及的 感光构件倾向于振动的趋势。当处于振动状态下的感光构件通过使从动旋转性低的棍构件 与感光构件接触而充电时，棍构件可能不会追随感光构件的旋转，因此引起棍构件在感光 构件的表面上滑动这样的现象（下文中，也称为〃粘滑〃）。粘滑的发生引起感光构件上的 带电不均匀从而引起在电子照相图像上发生横线状的浓度不均匀。下文中，在电子照相图 像上发生的横线状的浓度不均匀可以称为〃条带（banding)"。另外，在其上发生横线状的 浓度不均匀的电子照相图像可以称为〃条带图像"。


【发明内容】

[0008] 因此，本发明旨在提供即使在长时期使用时也能够充分抑制感光构件的不均匀磨 耗和条带图像的发生的辊构件。此外，本发明旨在提供有益于形成高品质电子照相图像的 处理盒和电子照相设备。
[0009] 根据本发明的一方面，提供一种电子照相用辊构件，其包括：导电性基体和作为表 面层的导电性弹性层；
[0010] 其中
[0011] 所述导电性弹性层具有在所述辊构件的长度方向的中央部的外径比在所述辊构 件的两端部的外径大的冠形状；
[0012] 所述导电性弹性层包括粘结剂和碗形状的树脂颗粒；
[0013] 所述辊构件的表面具有源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的凹部和源自所述碗 形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部；和
[0014] 其中在所述辊构件的长度方向的中央部和在所述辊构件的两端部之间所述辊构 件的弹性变形的恢复速度的关系为：
[0015] 在所述导电性弹性层的表面上，在两端部的恢复速度比在中央部的恢复速度大， 和
[0016] 在距所述导电性弹性层的表面的深度tym的位置处，在中央部的恢复速度比在 两端部的恢复速度大。
[0017] 根据本发明的另一方面，提供一种处理盒，其包括上述电子照相用辊构件和电子 照相感光构件，并且构成为可拆卸地安装至电子照相设备的主体。
[0018] 根据本发明的又一方面，提供一种电子照相设备，其包括上述电子照相用辊构件 和电子照相感光构件。
[0019] 参照附图从示例性实施方案的下述描述中本发明的进一步特征将变得显而易见。

【专利附图】

【附图说明】
[0020] 图1A、1B、1C和1D为说明展现根据本发明的辊构件的效果的图。
[0021] 图2A和2B说明展现根据本发明的辊构件的效果的图。
[0022] 图3A和3B为根据本发明的辊构件的截面图。
[0023] 图4A和4B为根据本发明的辊构件的表面附近的部分截面图。
[0024] 图5为根据本发明的辊构件的表面附近的部分截面图。
[0025] 图6A、6B、6C、6D和6E为说明根据本发明的碗形状的树脂颗粒的形状的图。
[0026] 图7为说明用于生产根据本发明的辊构件的电子束照射设备的图。
[0027] 图8为说明用于生产根据本发明的辊构件的扫描型电子束照射源的图。
[0028] 图9为说明用于生产根据本发明的辊构件的区域型电子束照射源的图。
[0029] 图10为说明根据本发明的电子照相设备的实例的示意性截面图。
[0030] 图11为说明根据本发明的处理盒的实例的示意性截面图。
[0031] 图12为根据本发明的辊构件的载荷-位移曲线的实例。

【具体实施方式】
[0032] 现在将根据附图详细地描述本发明的优选实施方案。
[0033] 根据本发明的电子照相用辊构件（下文中，可以简称为"辊构件"）具有导电性基 体和导电性弹性层。导电性弹性层具有在辊构件的长度方向的中央部的外径比在辊构件的 两端部的外径大的冠形状。
[0034] 导电性弹性层包括粘结剂树脂和碗形状的树脂颗粒。辊构件的表面具有源自碗形 状的树脂颗粒的开口的凹部和源自碗形状的树脂颗粒的开口的边缘（下文中，有时简称为 "边缘"）的凸部。在辊构件的长度方向的中央部和在辊构件的长度方向的两端部之间辊构 件的弹性变形的恢复速度的关系为：在导电性弹性层的表面上，在两端部的恢复速度比在 中央部的恢复速度大，和在距导电性弹性层的表面的深度tym的位置处，在中央部的恢复 速度比在两端部的恢复速度大。在本说明书中，对于辊构件的弹性变形的恢复速度可以简 称为〃恢复速度"。
[0035] 当辊构件与感光构件接触时，与如在日本专利申请特开2008-276026中记载的由 于导电性树脂颗粒导致的凸部相比，源自边缘的凸部更容易倾向于经历弹性变形。因此，减 轻接触压力。图1A为包括图4A和4B示出的碗形状的树脂颗粒的辊构件和感光构件之间 的紧密接触部（下文中，称为"辊隙部"）的放大示意图。在辊隙部中，边缘和感光构件之 间的接触压力使边缘沿箭头A的方向弹性变形从而导致在感光构件上的接触压力的减轻。 即使长时间的使用时，前述效果也能够抑制感光构件的不均匀磨耗。
[0036] 另一方面，接触压力的减轻可以减小辊构件和感光构件之间的接触面积，劣化辊 构件相对于感光构件的从动旋转性能并且引起在感光构件上发生带电不均匀。这种带电不 均匀可以为发生条带图像的起因。在处理速度更加增加的情况下，这种问题变得更明显，并 且感光构件的振动变得更大。
[0037] 将辊构件相对于驱动辊构件的感光构件以以下方式配置：通过施加由于弹簧等 而引起的预定的推压压力至辊构件的两端而使辊构件与感光构件接触，并且因而辊构件随 着感光构件的旋转而从动旋转。在该情况下，如果辊构件为通常的圆柱形状，则在结构上， 在辊构件的中央部分的加压变弱，并且存在感光构件和辊构件之间的间隙的发生的可能 性。基于前述原因，为了使辊构件在沿辊构件的长度方向的均匀压力下与感光构件接触的 目的，适合使用具有辊构件的长度方向的中央部的外径比两端部的外径大的冠形状的辊构 件。通过使辊构件具有辊构件的长度方向的中央部的外径比两端部大的冠形状，辊构件的 中央部和感光构件之间的紧密接触的宽度（下文中，称为"辊隙宽度"）变大，由此改进在 辊构件中央部相对于感光构件的从动旋转性。从动旋转性随着中央部和两端部之间的外径 差的增大而愈加改进。
[0038] 然而，在辊构件的长度方向的中央部和两端部之间的外径的差大的情况下，当辊 构件随着感光构件的旋转而从动旋转时，辊构件的圆周速度变得在辊构件的两端部比在中 央部大。结果，由于在长度方向的中央部和两端部之间的圆周速度的差，对辊构件的弹性层 施加"扭曲"。虽然当扭曲的量小时这种"扭曲"被在弹性层中引起的弹性变形吸收，但是 "扭曲"持续累积在弹性层中，并且当累积的扭曲超过一定量时，弹性层采取回到原始状态 的行动以便释放"扭曲"的力，导致发生辊构件的滑动。具体地，粘滑发生在辊构件的两端 部分。结果，在感光构件上部分地发生带电不均匀从而导致条带图像的发生。
[0039] 对于这种问题，根据本发明的辊构件的构成使得能够建立感光构件的不均匀磨耗 的抑制和由于辊构件相对于感光构件的从动旋转性的改进而导致的条带图像的抑制之间 的相容性。认为相容性的建立是由于下述1)和2)中记载的作用。
[0040] 1)在导电性弹性层的表面上，根据本发明辊构件的导电性弹性层的弹性变形的恢 复速度，在沿长度方向从辊构件的中央部朝向两端部的方向变大。
[0041] 形成于导电性弹性层的表面上的碗形状的树脂颗粒处于如下的状态：在如图1A 中所示的辊隙部中，边缘11由于与感光构件13的接触压力而沿箭头A的方向弹性变形。
[0042] 图1B为辊隙部的示意性截面图。如图1B中所示，使辊构件14通过由于例如弹簧 而引起的预定的推压压力（未示出）与感光构件接触13。追随感光构件的沿箭头B方向的 旋转，棍构件沿另一箭头B的方向被驱动旋转。在该情况下，由感光构件对棍构件施加的接 触压力在辊隙部15的中央（位置C)处最大。因此，边缘的弹性变形也如图1C中所示变大。 结果，在边缘11和感光构件表面之间的接触面积在辊隙部中最大。随后，当树脂颗粒移动 到辊隙部的终端（位置D)时，施加在辊构件和碗形状的树脂颗粒上的接触压力减小并且当 树脂颗粒离开辊隙部时释放接触压力。在该情况下的碗形状的树脂颗粒的状态如图1D中 所示。具体地，边缘11的弹性变形沿图1D中的箭头E的方向恢复从而减少边缘和感光构件 之间的接触面积。本发明人发现，由于施加在碗形状的树脂颗粒上的接触压力的减小和释 放而引起的碗形状的树脂颗粒的边缘11的弹性变形的恢复速度取决于保持树脂颗粒的导 电性弹性层12的表面区域的弹性变形的恢复速度。具体地，本发明人发现，导电性弹性层 12的表面区域的弹性变形的恢复速度越高，碗形状的树脂颗粒的边缘部分的弹性变形的恢 复速度也越高。
[0043] 因此，对于导电性弹性层12的表面区域，本发明人尝试使在辊构件的长度方向的 两端部的恢复速度与在辊构件的长度方向的中央部的恢复速度相比更大。结果，在碗形状 的树脂颗粒的边缘通过辊隙部之后即刻的恢复速度被认为在辊构件的长度方向的两端部 比中央部大。结果，在通过辊隙部之后即刻，碗形状的树脂颗粒的边缘和感光构件之间的接 触状态在辊构件的长度方向的两端部如图1D中所示和在辊构件的长度方向的中央部如图 1A中所示。这种状态的达成降低在两端部的源自边缘的凸部和感光构件之间的接触面积， 结果，导电性弹性层的表面和感光构件之间的摩擦力在两端部与在中央部相比降低。在该 情况下，由于在辊构件的中央部和两端部之间的圆周速度差而引起的"扭曲"的力变得几 乎不能累积在辊构件的导电性弹性层的长度方向的两端部。可以认为引起带电不均匀的粘 滑的发生由此得到抑制。
[0044] 另一方面，碗形状的树脂颗粒的边缘的弹性变形的恢复速度在辊构件的长度方向 的中央部比在两端部慢，从而导致在通过辊隙部之后即刻在辊构件的表面的凸部和感光构 件之间的接触面积的减少的抑制。结果，令人满意地维持辊构件相对于感光构件的从动旋 转性。
[0045] 2)在距根据本发明辊构件的导电性弹性层的表面预定深度t μ m的位置处的弹性 变形的恢复速度沿从辊构件的两端部朝向在辊构件的长度方向的中央部的方向变大。
[0046] 如在前述1)中所描述的，在导电性弹性层的表面区域中的弹性变形的恢复速度 主要贡献于在辊构件的表面中的碗形状的树脂颗粒的边缘和感光构件之间的接触状态。与 之相对地，在距表面预定的深度t μ m的位置处的弹性变形的恢复速度被认为贡献于实质 的辊隙宽度。
[0047] 当辊构件14追随感光构件13的旋转而从动旋转时，接触压力在图1B中的辊隙部 15的中央（位置C)变得最大。辊构件由于接触压力而变形，因此辊构件的外径在位置C处 变得最小。随后，当辊构件旋转移动到辊隙部的终端（图1B中的位置D)时接触压力降低， 因此辊构件的外径恢复。在图2A中的辊隙部的最外终端区域（虚线框F)中，外径的恢复 沿图2B中的箭头G的方向发生。在最外终端区域中辊构件的外径的恢复速度快的情况下， 与恢复速度慢的情况相比，辊构件的表面和感光构件的表面彼此紧密接触的状态持续更长 的时间。好像辊隙宽度增加，该效果就起作用。
[0048] 在根据本发明的辊构件中，在导电性弹性层的深层部分中即在距表面深度tym 的部分中的弹性变形的恢复速度在所述辊构件的长度方向的中央部比在两端部大。出于该 原因，使在辊隙部的最外终端区域中导电性弹性层的外径的恢复速度在所述辊构件的长度 方向的中央部比在两端部快。因此，实质的辊隙宽度在中央部比在两端部大。结果，边缘 与感光构件接触的接触点的数量在辊构件的长度方向的中央部较大而在两端部较小。具体 地，在源自边缘的凸部和感光构件之间的接触面积在辊构件的长度方向的中央部较大而在 两端部较小，因此改进在具有冠形状的辊构件的长度方向的中央部和感光构件之间的摩擦 力（夹持性（grip property))。结果，可以改进棍构件相对于感光构件的从动旋转性。
[0049] 这里，描述关于本发明中导电性弹性层的弹性变形的恢复速度。根据本发明 导电性弹性层的弹性变形的恢复速度通过下述方法来测定。具体地，通过基于根据 IS014577 (金属材料-硬度和材料参数的压痕试验）的压痕试验方法使用微硬度试验仪， 通过施加载荷至压头使压头以预定量Φμπι)沉入导电性弹性层中。下文中，预定量可以 称为〃压入深度〃。微硬度试验仪的实例包括〃PICODENTER ΗΜ500〃（商品名，由Fischer Instruments KK 制造）。
[0050] 随后，将施加至压头的载荷卸载，并且基于在卸载步骤中由弹性层施加在压头上 的力计算弹性层的恢复距离（Pm)。由此，如图12中所示，获得显示施加至压头的载荷 (mN)、压入深度（μπι)和在卸载时弹性层的恢复距离（μπι)之间的关系的图。
[0051] 当在开始卸载之后即刻、更具体地在卸载开始0. 1秒后的弹性层的恢复距离由 Lym表示时，基于下述计算式（1)得到恢复速度v(ym/sec):
[0052] 恢复速度 ν(μ m/sec)=L(y m)/0. 1 (sec) (1)
[0053] 在计算恢复速度时使用在开始卸载0. 1秒后的恢复距离L的原因如下。具体地， 在辊隙部的最外终端区域中，认为导电性弹性层的表面区域从接触压力释放之后即刻的恢 复速度控制碗形状的树脂颗粒的边缘的弹性变形的恢复速度。类似地，在辊隙部的最外终 端区域中，认为导电性弹性层的深层区域从接触压力释放之后即刻的恢复速度控制实质的 辊隙宽度。因此，本发明中，将辊构件的导电性弹性层从接触压力释放之后即刻的恢复速度 (其通过使用在导电性弹性层的卸载开始〇. 1秒之后的恢复距离来计算）看作是导电性弹 性层的恢复速度。
[0054] 根据本发明的表面区域定义为距导电性弹性层的与其面向导电性基体的面相对 的面、即距导电性弹性层的表面深度为l〇ym的区域。这是因为，认为在1)中描述的边缘 的弹性变形的恢复实质上由在距导电性弹性层的表面深度 10 μ m的区域中导电性弹性层 的恢复速度控制。因此，微硬度试验仪的压头的压入深度Dym优选设定为10 μπι。
[0055] 另外，本发明中，距导电性弹性层的与其面向导电性基体的面相对的面、即距导电 性弹性层的表面深度tym的目标值（该深度定义为导电性弹性层的深层区域）优选为 30 μ m以上且100 μ m以下。通过将t μ m的值设定为落在该范围内，可以以有利的方式更肯 定地实现在辊构件的长度方向的中央部的实质辊隙宽度的增加效果。换言之，在该深度范 围的情况下，导电性弹性层的恢复速度优选在辊构件的长度方向的中央部比在两端部大。 为了这个目的，在测量根据本发明导电性弹性层的深层区域的恢复速度时压入深度Dym 优选设定为20-100 μ m。
[0056] 〈辊构件〉
[0057] 下文中，详细描述根据本发明的辊构件。图3A和3B为根据本发明的辊构件的截 面图的实例的示意图。图3A的辊构件具有导电性基体1和导电性弹性层2。如图3B中所 示，导电性弹性层可以为由导电性弹性层21和22组成的两层构成。导电性弹性层各自包 括粘结剂、导电性细颗粒和碗形状的树脂颗粒。
[0058] 可以使导电性基体和导电性弹性层、或顺次地层压在导电性基体上的层（如图3B 中示出的导电性弹性层21和导电性弹性层22)通过中间物粘合剂而彼此粘合。在该情况 下，粘合剂优选为导电性的。作为导电性的粘合剂，可以使用已知的粘合剂。
[0059] 粘合剂的粘结剂的实例包括热固性树脂和热塑性树脂；作为粘结剂，可以使用迄 今已知的粘结剂如聚氣醋系、丙稀ffe系、聚醋系、聚酿系、环氧系粘结剂。
[0060] 赋予粘合剂以导电性的导电剂适当地选自可以用于使弹性层导电的下述的导电 性细颗粒，并且所选择的导电性细颗粒可以单独或以两种以上的组合来使用。
[0061] 从改进辊构件在长度方向的中央部相对于感光构件的从动旋转性的角度，根据本 发明的辊构件优选为其中辊构件在长度方向的中央部最厚并且朝向辊构件的两端部变薄 的冠形状。〃冠量（crown quantity) 〃的优选范围为30-200 μ m。冠量为在棍构件的长度 方向的中央部的外径D2与在朝向两端部距中央部分别为90mm的位置处的外径D1和D3的 平均值之间的差；因而，冠量为基于下述计算式（2)得来的值：
[0062] 冠量=D2_(Dl+D3)/2 (2)
[0063] [导电性基体]
[0064] 用于本发明的辊构件的导电性基体具有导电性并且具有支承形成于其上的导电 性弹性层等的功能。基体的材料的实例可以包括：金属如铁、铜、不锈钢、铝和镍；和这些金 属的合金。
[0065] [导电性弹性层]
[0066] 图4A和4B为辊构件的导电性弹性层的表面附近的部分截面图。包括在导电性弹 性层中的部分的碗形状的树脂颗粒41部分地露出辊构件的表面。辊构件的表面具有源自 露出表面的碗形状的树脂颗粒的开口 51的凹部52和源自露出表面的碗形状的树脂颗粒的 开口的边缘53的凸部。
[0067] 参照图5,源自碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部53的顶点和由碗形状的树 脂颗粒的壳划定的凹部52的底部之间的距离54优选设定为5 μ m以上且100 μ m以下和特 别优选8μπι以上且80μπι以下。下文中，前述距离可以称为〃高度差〃。设定在前述范围 内的距离54更肯定地能够减轻接触压力。高度差54和碗形状的树脂颗粒的最大直径55 之间的比、即树脂颗粒的[最大直径]/[高度差]优选为0.8以上且3.0以下。设定在前 述范围内的前述比更肯定地能够降低上述接触压力。
[0068] 前述凹凸形状的形成如下所述优选控制辊构件的表面状态，即导电性弹性层的表 面状态。十点平均粗糙度（Rzjis)优选为5μπι以上且65μπι以下，特别地，ΙΟμπι以上且 50 μ m以下。表面的平均凹凸间隔（Sm)优选为30 μ m以上且200 μ m以下，特别地，40 μ m 以上且150μπι以下。前述范围的采用更肯定地能够降低接触压力。下面详细描述表面的 十点平均粗糙度（Rzjis)和表面的平均凹凸间隔（Sm)的测量方法。
[0069] 图6A-6E示出用于本发明的碗形状的树脂颗粒的实例。本发明中，〃碗形状〃的 颗粒是指具有开口部61和由壳划定的略圆形凹部62的颗粒。开口部可以具有如图6A和 图6B中所示的平坦边缘，或者如图6C-图6E所示的凹凸边缘。
[0070] 碗形状的树脂颗粒的最大直径55为5 μ m以上且150 μ m以下，特别地，8 μ m以上 且120 μ m以下。碗形状的树脂颗粒的最大直径55和开口部的最小直径63之间的比，即碗 形状的树脂颗粒的[最大直径]/[开口部的最小直径]的比优选为1. 1以上且4.0以下。 设定落在前述范围内的前述比更肯定地能够降低上述接触压力。
[0071] 碗形状的树脂颗粒的壳的厚度优选为0. Ιμπι以上且3μπι以下，特别地，0. 2μπι以 上且2 μ m以下。设定落在该范围内的壳的厚度能够使边缘的弹性变形更柔软，结果，更肯 定地能够减轻接触压力。关于壳的厚度，最大厚度优选为最小厚度的3倍以下和更优选为 最小厚度的2倍以下。
[0072][粘结剂]
[0073] 作为包括在本发明的导电性弹性层中的粘结剂，可以使用迄今已知的橡胶或树 月旨。橡胶的实例包括天然橡胶和经过硫化的天然橡胶，以及合成橡胶。合成橡胶的实例包 括下述：乙丙橡胶、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)、丙烯酸系橡胶、表氯醇橡胶和氟橡胶。树 脂的实例包括如热固性树脂和热塑性树脂等树脂。这些之中，更优选氟树脂、聚酰胺树脂、 丙烯酸系树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸系聚氨酯树脂、硅酮树脂和缩丁醛树脂。这些可以以各 种单独或作为两种以上的混合物来使用。可选择地，可以将作为这些粘结剂的原料的单体 共聚从而转变为共聚物。
[0074] [导电性细颗粒]
[0075] 导电性弹性层包括迄今已知的导电性细颗粒以用于展现导电性的目的。导电性细 颗粒的实例包括金属氧化物、金属细颗粒和炭黑。这些导电性细颗粒可以以各种单独或以 两种以上的组合来使用。导电性弹性层中导电性细颗粒的含量的标准值为2-200质量份， 特别地，5-100质量份，相对于100质量份粘结剂。
[0076][导电性弹性层的形成方法]
[0077] 导电性弹性层的形成方法如下示例。首先，在导电性基体上，制备其中导电性细颗 粒和中空形状的树脂颗粒分散在粘结剂中的涂层（下文中，称为"预涂层"）。随后，中空形 状的树脂颗粒通过研磨颗粒表面被部分地削除从而形成碗形状，并且形成源自所得碗形状 的树脂颗粒的开口的凹部和源自所得碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部。下文中，包 括这些凹部和凸部的形状称为〃源自碗形状的树脂颗粒的开口的凹凸形状〃。以这种方式， 形成导电性树脂层，然后将导电性树脂层的表面进行电子束照射以控制导电性弹性层的弹 性变形的恢复速度。
[0078][预涂层中的树脂颗粒的分散]
[0079] 首先，描述将中空形状的树脂颗粒分散在预涂层中的方法。这种方法可以示例其 中通过将在其内部含有气体的中空形状的颗粒与粘结剂和导电性细颗粒一起分散而制备 的导电性树脂组合物的涂膜形成于导电性基体上，将涂膜进行例如干燥、固化或交联的方 法。用于中空形状的树脂颗粒的材料的实例可以包括上述迄今已知的树脂。
[0080] 另一方法可以示例使用在颗粒内部包括内包物质并且由于通过加热内包物质膨 胀而变成中空形状的树脂颗粒的所谓的热膨胀性微胶囊的方法。具体地，这是如下的方法： 制备热膨胀性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，然后导电性 基体用所制备的组合物涂布，并且将该组合物涂层例如干燥、固化或交联。在该方法的情况 下，中空形状的树脂颗粒可以通过利用用于预涂层的粘结剂的干燥、固化或交联时的热使 内包物质膨胀而形成。在该情况下，通过控制温度条件，可以控制粒径。
[0081] 当使用热膨胀性微胶囊时，需要使用热塑性树脂作为粘结剂。热塑性树脂的实例 包括下述：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、聚氨 酯树脂、酰胺树脂、甲基丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸酯树脂和甲基丙烯酸酯树脂。这些 之中，优选使用包括选自具有低透气性和显示高冲击回弹性的丙烯腈树脂、偏二氯乙烯树 脂和甲基丙烯腈树脂的至少一种的热塑性树脂。这些热塑性树脂可以各自单独或以其两种 以上的组合来使用。此外，可以使作为这些热塑性树脂的原料的单体共聚从而生产共聚物。
[0082] 作为热塑性微胶囊中要内包的物质，优选在等于或低于热塑性树脂的软化点的温 度下转变为气体并膨胀的物质。这种物质的实例包括下述：低沸点液体如丙烷、丙烯、丁烯、 正丁烷、异丁烷、正戊烷和异戊烷；和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。
[0083] 热膨胀性微胶囊可以通过迄今已知的生产方法如悬浮聚合法、界面聚合法、界面 沉降法和液体干燥法来生产。例如，悬浮聚合法可以示例其中将聚合性单体、在热膨胀性微 胶囊中要内包的物质和聚合引发剂混合在一起，使所得混合物分散在包括表面活性剂和分 散稳定剂的水性介质中，然后使混合物进行悬浮聚合的方法。还可以添加具有与聚合性单 体的官能团反应的反应性基团的化合物、有机填料。
[0084] 聚合性单体可以示例下述：丙烯腈、甲基丙烯腈、α -氯丙烯腈、α -乙氧基丙烯 腈、富马腈、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（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、丙烯酸苄酯）；甲基丙烯酸酯（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、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、取代的甲基丙烯酰胺、丁二烯、ε-己内酰胺、聚醚和异氰酸酯。这些聚合性单体 可以各自单独或以其两种以上的组合来使用。
[0085] 作为聚合引发剂，优选可溶于聚合性单体中的引发剂，并且可以使用迄今已知的 过氧化物引发剂和偶氮引发剂。这些之中，优选偶氮引发剂。偶氮引发剂的实例列出如下： 2, 2' -偶氮二异丁臆、1，Γ -偶氮双（环己烧-1-甲臆）和2, 2' -偶氮双（4-甲氧基-2, 4-二 甲基戊腈）。这些之中，优选2, 2'-偶氮二异丁腈。当使用聚合引发剂时，聚合引发剂的量 优选为〇. 01-5质量份，相对于100质量份聚合性单体。
[0086] 作为表面活性剂，可以使用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、中性表面活性 齐IJ、两性表面活性剂和高分子型分散剂。表面活性剂的用量优选为〇. 01-10质量份，相对于 100质量份聚合性单体。
[0087] 分散稳定剂的实例包括下述：有机细颗粒（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（如胶态二氧化硅）、碳酸钙、 磷酸钙、氢氧化铝、碳酸钡和氢氧化镁。分散稳定剂的用量优选为〇. 01-20质量份，相对于 100质量份聚合性单体。
[0088] 悬浮聚合优选通过使用耐压容器在密封条件下来进行。聚合原料使用例如分散 机悬浮，然后将所得悬浮液转移到耐压容器并且可以使其进行悬浮聚合，或者可选择地，悬 浮操作可以在耐压容器中进行。聚合温度优选为50°C-120°C。聚合可以在大气压力下进 行；然而，为了防止在热膨胀性微胶囊中内包的物质的气化，聚合优选在加压条件下（在大 气压力+〇· Ι-lMPa的压力下）进行。聚合完成之后，固液分离和清洗也可以通过离心分离 或过滤来进行。当进行固液分离或清洗时，随后，干燥或固化也可以在等于或低于构成热膨 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的方法来进行；可 以使用气流干燥机、顺风干燥机和诺塔混合机。干燥和粉碎也可以使用粉碎干燥机同时进 行。表面活性剂和分散稳定剂可以在生产之后通过重复清洗和过滤来除去。
[0089][预涂层的形成方法]
[0090] 继续地，描述预涂层的形成方法。预涂层的形成方法的实例包括导电性树脂组合 物的层通过施涂方法如静电喷涂、浸涂或辊涂形成于导电性基体上，然后将该层通过干燥、 加热或交联来固化的方法。可选择地，此类实例还包括使通过以具有预定厚度形成导电性 树脂组合物的膜并通过固化该膜制备的片状或管状层粘合至导电性基体，或者基体用所得 层涂布的方法。另外，预涂层还可以通过将导电性树脂组合物放置在具有在其中配置的导 电性基体的模具中，然后固化所述组合物来形成。特别地，当粘结剂为橡胶时，预涂层还可 以通过使用安装有十字头模头（die)的挤出机并通过将导电性基体和未硫化的橡胶组合 物一体化挤出来制备。这里，出于形成电线或金属丝的涂层的目的，十字头模头为用作配置 在挤出机的圆筒体的前端处的挤出模头。
[0091] 随后，在干燥、固化或交联等之后，研磨预涂层的表面以部分地削除中空形状的树 脂颗粒从而形成碗形状。作为研磨方法，可以使用圆筒研磨方法和带研磨方法。圆筒研磨 机可以示例通过横向型NC圆筒研磨机和切入式磨削型NC圆筒研磨机。
[0092] (a)其中预涂层的厚度为中空形状的树脂颗粒的平均粒径的5倍以下的情况
[0093] 在其中预涂层的厚度为中空颗粒的平均粒径的5倍以下的情况下，源自中空形状 的树脂颗粒的凸部经常形成于预涂层的表面上。在该情况下，中空形状的树脂颗粒的凸部 部分地被削除从而形成碗形状，因而可以形成由于碗形状的树脂颗粒的开口引起的凹凸形 状。在该情况下，优选使用在研磨时施加在预涂层上的压力相对小的带研磨。作为实例，下 面示出在采用带研磨方法的情况下作为预涂层的研磨条件的优选范围。
[0094] 研磨带为通过将研磨磨粒分散在树脂中并且通过将所得分散液涂布在片状基体 上而获得的带。研磨磨粒可以示例氧化铝、氧化铬、碳化硅、氧化铁、钻石、氧化铈、金刚砂、 氮化硅、碳化硅、碳化钥、碳化钨、碳化钛和氧化硅。研磨磨粒的平均粒径优选为〇. 01 μ m以 上且50 μ m以下和更优选为1 μ m以上且30 μ m以下。研磨磨粒的平均粒径为通过离心沉降 法测量的中值直径D50。具有落在前述优选范围内的研磨磨粒的研磨带的筛目数的优选范 围为500以上且20000以下，更优选的范围为1000以上且10000以下。研磨带的具体实例 包括下述：MAXIMA LAP 和 MAXIMA T型（商品名，由 Ref-Lite Co.，Ltd.制造 ）、Lapika (商 品名，由 Kovax Corp.制造）、微加工膜（MicrofinishingFilm)和研磨膜（Lapping Film) (商品名，由 Sumitomo3M Ltd.制造）、镜膜（Mirror Film)和研磨膜（Lapping Film)(商 品名，由 Sankyo Rikagaku Co.，Ltd.制造）和 Mipox(商品名，由 Nihon Micro Coating Co.，Ltd.制造）。
[0095] 研磨带的行进速度优选为lOmm/min以上且500mm/min以下和更优选为50mm/min 以上且300mm/min以下。研磨带对预涂层的加压的压力优选为0. OIMPa以上且0. 4MPa以 下和更优选为〇. IMPa以上且0. 3MPa以下。为了控制加压的压力，可以使支承辊通过中间 物研磨带与预涂层接触。为了获得预期的形状，研磨处理可以进行多次。旋转数优选设定 在10rpm以上且lOOOrpm以下和更优选为50rpm以上且800rpm以下。通过采用前述条件， 由于碗形状的树脂颗粒的开口引起的凹凸形状可以更容易地形成于预涂层的表面上。即使 当预涂层的厚度落在上述范围内时，由于碗形状的树脂颗粒的开口引起的凹凸形状也可以 通过在（b)中的下述方法来形成。
[0096] (b)其中预涂层的厚度超过中空形状的树脂颗粒的平均粒径的5倍的情况
[0097] 在其中预涂层的厚度超过中空形状的树脂颗粒的平均粒径的5倍的情况下，发生 在预涂层的表面上没有形成源自中空形状的树脂颗粒的凸部的情况。在这种情况下，通过 利用在中空形状的树脂颗粒和预涂层之间的研磨性差异，可以形成由于碗形状的树脂颗粒 的开口引起的凹凸形状。中空形状的树脂颗粒在其内部中内包气体，因此具有高冲击回弹 性。与之相对地，作为预涂层的粘结剂，选择具有相对低的冲击回弹性和小的伸长率的橡胶 或树脂。因此，可以实现其中预涂层容易研磨和中空形状的树脂颗粒几乎不研磨的状态。当 研磨处于前述状态下的预涂层时，中空形状的树脂颗粒处于与预涂层的状态相同的状态下 而不被研磨，但是使中空形状的树脂颗粒具有其中中空形状的树脂颗粒仅部分地削除的碗 形状。因此，在预涂层的表面上，可以形成由于碗形状的树脂颗粒的开口引起的凹凸形状。 该方法为其中凹凸形状通过利用在中空形状的树脂颗粒和预涂层之间的研磨性差异来形 成的方法，因此优选使用橡胶作为预涂层中使用的粘结剂。在橡胶之中，从具有低冲击回弹 性和小的伸长率的角度，特别优选使用丙烯腈丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶和丁二烯橡 胶。作为用于中空形状的树脂颗粒的树脂，从透气性低和具有高冲击回弹性的角度，优选含 极性基团的树脂，并且更优选具有由下式（1)表示的单元的树脂。特别地，从容易控制研磨 性的角度，甚至更优选具有由式（1)表示的单元和由式（5)表示的单元的树脂。
[0098]

【权利要求】
1. 一种电子照相用棍构件，其包括：导电性基体和作为表面层的导电性弹性层； 其中 所述导电性弹性层具有在所述辊构件的长度方向的中央部的外径比在所述辊构件的 两端部的外径大的冠形状； 所述导电性弹性层包括粘结剂和碗形状的树脂颗粒； 所述辊构件的表面具有源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的凹部和源自所述碗形状 的树脂颗粒的所述开口的边缘的凸部；和 其中在所述辊构件的长度方向的中央部和在所述辊构件的两端部之间所述辊构件的 弹性变形的恢复速度的关系为： 在所述导电性弹性层的表面上，在两端部的恢复速度比在中央部的恢复速度大，和 在距所述导电性弹性层的表面的深度tym的位置处，在中央部的恢复速度比在两端 部的恢复速度大。
2. 根据权利要求1所述的辊构件，其中所述弹性变形的恢复速度从所述导电性弹性层 的表面沿深度方向变小。
3. 根据权利要求1所述的辊构件，其中所述深度t μ m为30 μ m以上且100 μ m以下。
4. 根据权利要求1所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒具有开口部和由壳划定 的略圆形凹部。
5. 根据权利要求1所述的辊构件，其中源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸 部的顶点和由所述碗形状的树脂颗粒的壳划定的略圆形凹部的底部之间的距离即高度差 为5 μ m以上且100 μ m以下。
6. 根据权利要求5所述的辊构件，其中源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸 部的顶点和由所述碗形状的树脂颗粒的壳划定的略圆形凹部的底部之间的距离即高度差 为8 μ m以上且80 μ m以下。
7. 根据权利要求5所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒的最大直径与源自所述 碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部的顶点和由所述碗形状的树脂颗粒的壳划定的略 圆形凹部的底部之间的距离即高度差的比，[最大直径]/[高度差]，为0.8以上且3.0以 下。
8. 根据权利要求1所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒的最大直径为5 μ m以上 且150 μ m以下。
9. 根据权利要求8所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒的最大直径为8 μ m以上 且120μπι以下。
10. 根据权利要求1所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒的壳的厚度为〇. 1 μ m 以上且3 μ m以下。
11. 根据权利要求10所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒的壳的厚度为〇.2μπι 以上且2 μ m以下。
12. 根据权利要求1所述的辊构件，其中所述辊构件的表面的十点平均粗糙度Rzjis为 5 μ m以上且65 μ m以下。
13. 根据权利要求1所述的辊构件，其中所述辊构件的表面的平均凹凸间隔Sm为 30 μ m以上且200 μ m以下。
14. 一种处理盒，其包括根据权利要求1所述的电子照相用辊构件和电子照相感光构 件，并且构成为可拆卸地安装至电子照相设备的主体。
15. -种电子照相设备，其包括根据权利要求1所述的电子照相用辊构件和电子照相 感光构件。
【文档编号】G03G15/02GK104102107SQ201410133291
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2013年4月3日
【发明者】植松敦, 宫川昇, 佐藤太一 申请人:佳能株式会社