导电性构件及其制造方法、处理盒以及电子照相图像形成装置与流程
本公开涉及电子照相用导电性构件、导电性构件的制造方法、处理盒以及电子照相图像形成装置。
背景技术：
在作为其中采用电子照相系统的图像形成装置的电子照相图像形成装置中，导电性构件用于各种目的：作为导电性辊和刮板，如充电辊、转印辊、显影辊和显影刮板。这些导电性构件包括导电层，该导电层包含用于调节导电性的炭黑(cb)等的导电性颗粒。
ptl1公开了具有包括由离子传导性橡胶材料形成的聚合物连续相和由电子传导性橡胶材料形成的聚合物颗粒相的海-岛结构的半导电性橡胶组合物，该离子传导性橡胶材料主要由体积电阻率为1×1012ω·cm以下的原料橡胶形成，该电子传导性橡胶材料通过向原料橡胶b中添加电子导电剂(导电性颗粒)而使其导电。ptl1还公开了包括由半导电性橡胶组合物形成的弹性层的充电构件。ptl1揭示了这种半导电性橡胶组合物有利地具有电阻的电压依赖性小、电阻变化小和电阻的环境依赖性小。
引用列表
专利文献
ptl1：日本专利申请特开no.2002-003651
技术实现要素：
发明要解决的问题
本发明人已经考虑在使用充电构件形成电子照相图像时，将在ptl1的充电构件和作为待充电体的电子照相感光体之间施加的充电偏压设定为低于普通的充电偏压(例如，约-1100v)的电压(-800v至-1000v)。这是因为，响应于近年来对电子照相图像形成装置的尺寸和成本进一步减小的需求，如果即使当降低充电电压时也能够获得高品质的电子照相图像，则可以使电源的尺寸更小。
结果，由于电子照相感光体具有不均一的表面电位，因此在电子照相图像中可能出现半色调图像的粒状性。
即使当充电偏压降低时，仍期望提供可用作能够使待充电体均一充电的充电构件的电子照相用导电性构件。
本发明的一方面旨在提供一种用于施加低的电压的电子照相用导电性构件，借此使导电路径中的电荷的转移非常有效，即使在高速处理中电阻率也不易于变化，并且使导电路径均匀化以实现放电不均的抑制。
本发明的另一方面旨在提供一种有助于形成高品质的电子照相图像的处理盒。本发明的又一方面旨在提供一种能够形成高品质的电子照相图像的电子照相图像形成装置。
用于解决问题的方案
根据本发明的一方面，提供一种电子照相用导电性构件，其包括导电层，所述导电层具有：包含第一橡胶的交联产物的基质；和分散在所述基质中的多个域，其中所述域各自包含第二橡胶的交联产物和导电性颗粒；所述第一橡胶不同于所述第二橡胶；σ/μ为0以上且0.4以下，其中μ表示在所述导电层的厚度方向上的截面上出现的所述域各自中包含的所述导电性颗粒的截面积相对于所述域各自的截面积的比例的平均值，并且σ表示所述比例的标准偏差；μ为20％以上且40％以下；并且在从所述导电层的任意九个部分取样的一边为9μm的第一立方体形状的样品中，至少八个样品满足以下条件(1)。
条件(1)为“将一个样品分成一边为3μm的27个单位立方体，并且计算每一个所述单位立方体中包含的所述域的体积vd，vd为2.7～10.8μm3的单位立方体的数量为至少20个”。
根据本发明的另一个方面，提供一种电子照相用导电性构件的制造方法，其包括以下步骤：使用具有伸长剪切螺杆的混炼机由橡胶混合物形成所述导电层，所述橡胶混合物包括包含所述第一橡胶的第一橡胶组合物和包含所述第二橡胶的第二橡胶组合物。
根据本发明的又一方面，提供一种可拆卸地安装到电子照相图像形成装置的主体上的处理盒，所述处理盒包括所述导电性构件。
根据本发明的又一方面，提供一种电子照相图像形成装置，其包括所述导电性构件。
发明的效果
根据本发明的一方面，可以获得一种用于施加低的电压的电子照相用导电性构件，借此使导电路径中的电荷的转移非常有效，即使在高速处理中电阻率也不易于变化，并且使导电路径均匀化以实现放电不均的抑制。
根据本发明的另一个方面，可以获得一种有助于形成高品质的电子照相图像的处理盒。根据本发明的又一方面，可以获得一种能够形成高品质的电子照相图像的电子照相图像形成装置。
附图说明
[图1a]
图1a示出根据本发明的一方面的电子照相用导电性构件的一个实例。
[图1b]
图1b为说明根据本发明的一方面的第一立方体和单位立方体的示意图。
[图2]
图2为说明导电层的结构的示意图，该导电层具有包含第一橡胶的交联产物的基质、和分散在基质中的多个域。
[图3a]
图3a为说明在根据该方面的导电性弹性层的制备中使用的伸长剪切螺杆的一个实例的示意图，其中螺杆在螺杆的内部具有伸长剪切施加机构。
[图3b]
图3b为说明在根据该方面的导电性弹性层的制备中使用的伸长剪切螺杆的一个实例的示意图，其中螺杆在螺杆的外部具有伸长剪切施加机构。
[图4]
图4为示出根据本发明的一方面的电子照相图像形成装置的概略图。
[图5]
图5示出根据本发明的一方面的处理盒。
[图6]
图6为示出用于测量通过导电性构件的电流值的电阻测量装置的一个实例的概略图。
具体实施方式
本发明人已经检查了当降低充电偏压时ptl1的充电构件难以使电子照相感光体的表面均一充电的原因。在该检查过程中，已经注意到由电子传导性橡胶材料形成的聚合物颗粒相在ptl1的充电构件中的作用。即，认为在弹性层(导电层)中，通过聚合物颗粒相之间的电子转移而将电子传导性赋予导电层。基于上述考虑，推测与充电偏压降低有关的上述问题归因于导电层中聚合物颗粒相的分散状态的不均一性。即，充电偏压的降低使得难以引起聚合物颗粒相之间的电子转移。此处，注意一个聚合物颗粒相。当充电偏压高时，即使与其它聚合物颗粒相的距离存在变化，来自该聚合物颗粒相的电子也可以几乎均等地转移到在该聚合物颗粒相周围存在的多个其它聚合物颗粒相。然而，当充电偏压低时，来自该聚合物颗粒相的电子可以在该聚合物颗粒相周围存在的其它聚合物颗粒相中优先转移到最接近该聚合物颗粒相的聚合物颗粒相。结果，在导电层中的电子流动中发生不均一，使得从充电构件的外表面向电子照相感光体的放电变得不均一。这可能导致光电感光体具有不均一的表面电位。
因此，本发明人认为，导电层中聚合物颗粒相之间的距离变化的抑制可以解决与充电偏压的降低相关的上述问题。基于这种考虑，本发明人进一步进行了研究，结果发现满足以下要求(a)和(b)的导电性构件对于解决该问题是有效的。
由电子照相感光体的表面电位的不均一导致的半色调图像中的粒状性图像可能由于在导电性构件中导电均一性的不均(导电点不均一分散)，作为发生放电均一性的不均的结果而产生。耐久性评价中的半色调图像的粒状性随着充电辊的电阻值的增加而降低。
要求(a)
具有导电层，该导电层具有：包含第一橡胶的交联产物的基质；和分散在基质中的多个域，并且
域各自包含不同于第一橡胶的第二橡胶的交联产物，和导电性颗粒。
要求(b)
σ/μ为0以上且0.4以下，其中μ表示在导电层的厚度方向上的截面上出现的各域中包含的导电性颗粒的截面积相对于各域的截面积的比例的平均值，并且σ表示该比例的标准偏差，
μ为20％以上且40％以下，并且
至少八个从导电层的任意九个部分取样的一边为9μm的第一立方体形状的样品满足以下条件(1)：
条件(1)
假设将一个样品分成一边为3μm的27个单位立方体，并且计算各单位立方体中包含的域的体积vd，vd为2.7～10.8μm3的单位立方体的数量为至少20个。
即，当μ和σ之间的关系满足要求“σ/μ为0以上且0.4以下”时，域中包含的导电性颗粒的个数/量的变化小，结果，域的电阻均一。特别地，特别优选的是，μ和σ之间的关系满足要求“σ/μ为0以上且0.25以下”，这是由于域的电阻更均一，因此使得本发明的效果趋于进一步提高。
为了使σ/μ值低，优选增加域中包含的导电性颗粒的个数/量，并且还优选使域的尺寸相等。
此处，μ为20％以上且40％以下。当μ为20％以上时，使域中的导电性颗粒之间的电连接稳定化。当μ为40％以下时，由于域中导电性颗粒的量的过度增加，可以抑制域的形状由于导电性颗粒而改变。μ更优选为23％以上且40％以下，特别优选为28％以上且40％以下。
一边为3μm的单位立方体各自以10～40vol％的量包含域，并且立方体均匀地存在于整个导电层中。结果，导电性域三维地均匀且致密地配置在导电层中。如后所述，即使当域的总体积增加时，均匀存在于整个导电层中的域的比例也趋于增加。当减小域尺寸以增加域的个数而不改变域的总体积时，均匀存在于整个导电层中的域的比例趋于显著增加。
即，该方面的效果可以随着满足条件(1)的vd值的一边为3μm的单位立方体的个数的增加而提高。因此，单位立方体的个数为20个以上，优选为22个以上，更优选为25个以上。
由于形成导电路径以便从导电性支承体延续到导电层的表面，因此域三维地配置。术语“导电路径延续”是指其中在施加期望的电压时电荷在域间转移的状态。根据施加的电压、导电层的厚度以及域和基质的电阻，例如，当三维评价时，各域的相邻壁面之间的距离优选为100nm以下，并且从电荷转移的观点，特别优选为50nm以下。
即，作为形成满足上述关系的导电层结构的结果，即使当充电偏压降低时，也可以极其有效地进行导电路径中的电荷的转移。结果，即使在高速处理中，电阻率也不易于改变，并且使导电路径均匀化以实现充电不均和放电不均的抑制，从而可以稳定地形成高品质的电子照相图像。
以下将详细描述本发明。将电子照相用导电性构件作为充电辊描述，充电辊为导电性构件的典型实例，但本发明的导电性构件的用途不受限制。作为本发明的实施方案的充电辊、转印辊、显影辊和显影刮板可以通过适当地调整本发明的导电性构件的形状，并且实施用于制备各构件的已知常规方法来制备。即，利用在施加低的电压中使用的导电性构件，使导电路径中的电荷转移非常有效，使电阻率即使在高速处理中也不易于改变，并且使导电路径均匀化以实现放电不均的抑制，如在降低充电偏压的情况下一样。
<导电性构件>
图1a示出根据本发明的一方面的电子照相用导电性构件的一个实例，并且图1b为说明根据本发明的一方面的第一立方体和单位立方体的示意图。从图1a所示的截面明显的是，根据该方面的电子照相用导电性构件1在导电性基体(导电性轴芯体)11上包括导电层12，导电层12具有包含第一橡胶的交联产物的基质和分散在基质中的多个域。如果需要，可以在导电层上进一步设置其它层。
优选地，导电性构件的电阻控制在以体积电阻率计为104～108ωcm。当体积电阻率为104ωcm以上时，展现出良好的电流制动性能(currentbrakingproperty)，并且可以抑制对图像产生不利影响。另一方面，当体积电阻率为108ωcm以下时，可以供应足以使导电性构件起作用的电流。
<导电性基体>
从电子照相用导电性构件领域中已知的导电性基体中，可以选择并且使用适当的导电性基体。例如，导电性轴芯体为表面镀有厚度为约5μm的镍的圆柱状碳钢合金。基体可具有中空的圆筒状形状。基体可以用导电粘合剂(压敏粘合剂)来涂布。
<导电层>
导电层具有包含第一橡胶的交联产物的基质和分散在基质中的多个域。在μ表示在导电层的厚度方向上的截面上出现的各域中包含的导电性颗粒的截面积相对于各域的截面积的比例的平均值，并且σ表示该比例的标准偏差的场合下，满足以下关系：“σ/μ为0以上且0.4以下，μ为20％以上且40％以下”。同时，至少八个从导电层的任意九个部分取样的一边为9μm的第一立方体形状的样品(13)满足以下条件(1)：
“条件(1)：假设将一个样品分成一边为3μm的27个单位立方体，并且计算各单位立方体中包含的域的体积vd，vd为2.7～10.8μm3的单位立方体的数量为至少20个”。
当导电性构件用作充电辊时，优选的是，导电性构件的导电层具有均一的半导电性以使待充电体均一充电，并且具有低的硬度(例如，导电层的弹性模量为1mpa以上且100mpa以下)以确保与作为待充电体的感光体均一接触。
优选地，基本上仅有域通过导电性颗粒而导电，并且导电性颗粒不均一地分布在域中。
[基质]
(第一橡胶的材料)
导电层具有包含第一橡胶的交联产物的基质。第一橡胶没有特别限制，只要当如后面所述以预定比例与第二橡胶共混时其可以形成包含第一橡胶的基质，并且根据期望的物性可以适当地使用电子照相用导电性构件领域中已知的橡胶组合物即可。其实例包括天然橡胶、其硫化产物、和合成橡胶。合成橡胶的实例包括苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、丙烯腈-丁二烯橡胶(nbr)、丁二烯橡胶(br)、表氯醇橡胶、硅橡胶、氟橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶和乙烯-丙烯橡胶。可以使用改性橡胶及其共聚物、和其氢化产物，当然，这些橡胶可以适当组合并且使用。
通常用作橡胶配混剂的填料、软化剂、加工助剂、增粘剂、防粘剂、分散剂、发泡剂、导电助剂、和粗糙化颗粒等可以添加至橡胶中，只要不损害本发明的效果即可。无需说的是，可以添加硫化剂、硫化助剂、和硫化促进剂。
在基质中共混的橡胶配混剂的含量取决于所选择的原料橡胶，并且相对于100质量份的第一橡胶，优选为0.1质量份以上且100质量份以下。
已经实验证实，在主链上包含双键的二烯系橡胶本身具有良好的抗电流通过性能，即，在由电流通过导致的橡胶劣化试验中的耐劣化性。
因此，所使用的合成橡胶优选为作为二烯系橡胶的sbr、nbr或br、或其改性橡胶。由于已经证实nbr和sbr在混炼期间经受更少的热劣化，因此所使用的橡胶特别优选为nbr或sbr。sbr趋于改善加工性和磨蚀性，并且根据期望的物性可以为非常优选的。
(基质的电阻)
基质几乎没有炭黑等的导电性颗粒，并且具有比域更高的电阻。
当包含第一橡胶的交联产物的基质主要由体积电阻率为1×1012ω·cm以下的离子传导性原料橡胶形成时，具有导电性颗粒的域之间的传导趋于改善，使得容易形成三维良好的导电路径。另一方面，当基质主要由体积电阻率为大于1×1012ω·cm的绝缘性原料橡胶形成时，为满足作为导电性构件的期望的电阻而必需的具有导电性颗粒的域的量/个数趋于增加，结果，难以形成三维良好的导电路径。
(基质的电阻的测量方法)
可以使用通过将导电性构件的导电层切片获得的薄片，用微小的端子来测量基质的电阻。用于获得薄片的手段的实例包括锋利的剃刀、切片机和fibs(聚焦离子束)。关于薄片的制备，制备厚度小于预先用透射电子显微镜(tem)或扫描电子显微镜(sem)测量的域间距离的薄片，以消除域的影响，从而仅测量基质的电阻。因此，用于将导电层切片的手段优选为能够制备非常薄的样品的手段，如切片机。
对于电阻值的测量，首先，将薄片的一个表面接地，并且用能够测量基质和域的电阻值的手段如原子力显微镜(afm)、扫描探针显微镜(spm)等来识别薄片中的基质和域的位置。spm和afm也能够测量硬度分布。随后，使探针与基质接触，并且测量施加50v的dc电压时的接地电流，并且以电阻来计算。此处，还能够测量薄片的形状的手段(如spm或afm)为优选的，因为可以测量薄片的厚度，从而可以测量电阻率。
在上述电阻的测量中，从通过将导电性构件沿周向分成四份并且沿纵向分成五份而获得的各区域中切出一个薄片样品，并且获得上述测量值，然后计算总共20个样品的结果的算术平均值。
(基质和域的电阻之间的比较)
如上所述，基质几乎没有炭黑等的导电性颗粒，并且具有比域更高的电阻。从形成域的导电路径的观点，基质部的体积电阻率相对于域部的体积电阻率的比例优选为5以上，更优选为10以上。
基质部的体积电阻率相对于域部的体积电阻率的比例以以下方式来测量。如在基质的电阻的测量中，制备导电层的薄片，并且使用具有电流测量功能的spm在微小区域中来测量电流。此处，选择包含至少一个域的spm扫描区域。例如，当域的尺寸在亚微米量级时，优选选择包含多个域的数μm见方的扫描区域。从通过在施加固定电压的同时进行扫描而获得的电流映射数据(具有各自存储电流值的像素的数据)中选择对应于基质的一个以上的子区，计算在多个子区内的电流数据的平均值，并且将基质部的平均电流值定义为jd。对于域部，进行类似的分析，并且将域部的平均电流值定义为jm。根据上述数据，将jm/jd确定为域部和基质部之间的电阻比(电流比的倒数)，并且进行评价。
在上述电流的测量中，从通过将导电性构件沿周向分成四份并且沿纵向分成五份而获得的各区域中切出一个导电层的薄片样品，并且获得上述测量值，然后计算总共20个样品的结果的算术平均值。
[域]
(第二橡胶的材料)
形成导电层的域包含第二橡胶。第二橡胶的材料没有特别限制，只要当以预定比例与第一橡胶共混时其可以形成包含第二橡胶的域即可。作为第二橡胶的材料，可以根据期望的物性适当地使用电子照相用导电性构件领域中已知的橡胶组合物。即，例如，上述“[基质](第一橡胶的材料)”部分中所示的橡胶材料可以适当地使用，只要这些材料与第一橡胶的材料不相容即可。
优选在主链上包含双键的二烯系橡胶，因为当将炭黑用于导电性颗粒时，相容性根据组合来提高。优选具有苯乙烯骨架的二烯系橡胶，因为与炭黑的相容性根据组合趋于提高。从固定导电性颗粒的观点，优选在第二橡胶的主链或侧链或末端部分具有可以预期与炭黑等的导电性颗粒相互作用的官能团的橡胶材料。材料粘度可以容易地通过适当共混作为第二橡胶的材料的液状橡胶来调整。
如在第一橡胶的材料的情况下，通常用作橡胶配混剂的填料、软化剂、加工助剂、增粘剂、防粘剂、分散剂、发泡剂、和导电助剂等可以添加至形成域的第二橡胶的材料中，只要不损害本发明的效果即可。无需说的是，可以添加硫化剂、硫化助剂、和硫化促进剂。
在域中共混的橡胶配混剂的含量取决于所选择的原料橡胶，并且相对于100质量份的第二橡胶，优选为0.1质量份以上且50质量份以下。
(域的电阻)
域为导电的相，并且在高速处理中于导电路径中有效地输送电荷。因此，电阻率优选为低的，具体地，电阻率优选为10-1ωcm～103ωcm。通过适当地调整导电性颗粒的种类和用量，可以将域的电阻率设定为期望的值。
(导电性颗粒)
导电的域包含第二橡胶的交联产物和导电性颗粒。导电性颗粒的实例包括以下导电性颗粒：如铝、钯、铁、铜和银等金属系的细颗粒和纤维；如氧化钛、氧化锡和氧化锌等金属氧化物的细颗粒；通过电解处理、喷涂或混合和振荡处理上述金属系细颗粒、纤维和金属氧化物的表面而获得的复合颗粒；如炉黑、热裂法炭黑、乙炔黑和科琴黑等导电性炭黑；以及pan(聚丙烯腈)系碳、和沥青系碳等的碳粉等等。如果需要，这些种类的导电性颗粒的两种以上可以组合使用。
此处，炉黑的实例包括以下：saf-hs、saf、isaf-hs、isaf、isaf-ls、i-isaf-hs、haf-hs、haf、haf-ls、t-hs、t-ns、maf、fef、gpf、srf-hs-hm、srf-lm、ecf和fef-hs。热裂法炭黑的实例包括ft和mt。这些种类的导电性颗粒(导电性炭黑)的一种可以单独使用，或其两种以上可以组合使用。
所使用的炭黑优选为dbp吸收量为40ml/100g以上且150ml/100g以下的导电性炭黑。dbp(邻苯二甲酸二丁酯)吸收量为通过对炭黑的一次颗粒的结构进行间接量化而获得的值。即，已经发现，即使当使用低极性的第二橡胶的材料时，使用其中结构具有上述范围内的dbp吸收量的发达的炭黑也趋于提高与橡胶材料的相互作用。炭黑的dbp吸收量可以通过jisk6217-4(2001)中所述的方法来测量。导电性炭黑可以通过显微镜观察等与如增强用炭黑等其它填料区别，因为结构高度发达。
相对于100质量份的第二橡胶，在域中共混的导电性颗粒的含量为5质量份以上且150质量份以下，更优选为20质量份以上且120质量份以下。特别地，导电性颗粒的含量还更优选为50质量份以上且120质量份以下，因为在域中的渗滤得到改善而充分地连接导电性颗粒，结果，域中的导电路径“密集地电连接”并稳定地形成。另外，导电性颗粒的含量特别优选为60质量份以上且120质量份以下，因为如后所述的所包含的导电性颗粒在域之间的变化变得极小。
当相对于100质量份的第二橡胶，以5质量份以上的量共混时，导电性颗粒可以作为导电的域。然而，当导电性颗粒的体积量小时，根据在使用如混炼机或辊等普通混合装置的共混加工期间、或在导电性构件的加工期间的条件，域可以通过向域施加热和动力学而容易地迁移和再聚集。因此，导电性颗粒的含量更优选为20质量份以上。进一步，当导电性颗粒的含量大于50质量份时，其效果趋于提高。导电性颗粒的含量优选为60质量份以上，特别优选为80质量份以上。即，当域中的导电性颗粒的含量高时，域变硬，从而可以抑制迁移。
另外，当导电性颗粒的含量大于50质量份时，与普通电子照相用导电性构件相比，导电性构件包含更大量的导电性颗粒。当将域中的导电性颗粒电连接以形成良好的导电路径时，域本身的导电性得到展现。导电路径的形成与域中的导电性颗粒的含量和体积占有率相关，并且随着导电性颗粒的比率变得更高，由于导电路径在渗滤方面稳定，因此可以提高导电路径中的电荷转移效率。因此，导电性颗粒的含量的增加提高导电特性，从而本发明的优选效果容易得到展现。
最优选导电性颗粒仅存在于域中。然而，即使当采用其中预先制备具有仅添加到域中包含的第二橡胶中的导电性颗粒的母炼胶，然后将所得母炼胶与用于形成基质的第一橡胶共混的方法时，也可能发生其中少量的导电性颗粒转移到基质的现象。在本发明中，导电性颗粒可以以足以避免对导电性作出贡献的少的量存在于基质中。存在于基质中的导电性颗粒的量(其足够小以避免对导电性作出贡献)使得每单位体积的基质中存在的导电性颗粒的量优选低于每单位体积的域中存在的导电性颗粒的量，并且优选等于或小于每单位体积的域中存在的导电性颗粒的量的1/5，更优选等于或小于1/10，还更优选等于或小于1/100。
(域的电阻的测量方法)
根据本发明的域为导电的相，并且域的电阻可以以与基质的电阻的测量中相同的方式来测量。
在上述电阻的测量中，从通过将导电性构件沿周向分成四份并且沿纵向分成五份而获得的各区域中切出一个薄片样品，并且获得上述测量值，然后确定总共20个样品的结果的算术平均值。
(域形成(海-岛结构))
对于聚合物共混物已知的发现可以应用于根据本发明的导电层中的橡胶共混物。
在非相容的聚合物共混物的情况下，其海-岛结构取决于各聚合物的粘度和共混条件，并且组成比小的聚合物趋于形成域。
(基质中均一分散域的手段)
作为在基质中均一分散域的一个手段，增加域的总体积。即，即使基质中的域的个数不变，被域占有的体积增加。然而，如后所述当域的尺寸变得不必要的大时，不满足上述条件(1)。在该情况下，当然地，域的分散均一性劣化，并且不能获得本发明的效果。
作为在整个基质中均一地分散域的一个更有效的手段，使域减小尺寸并且微细地分散。即，即使基质中的域的总体积不变，由于尺寸减小，域的个数也会显著增加。例如，如果存在100个具有一定半径的正球状的域，并且所有域的半径减小到1/2，则简单计算表明，在域的总体积不变的同时，域的个数变为约800个。因此，即使域的总体积不变，通过减小域尺寸以增加域的个数，也增加均一地存在于整个导电层中的域的比例。结果，满足条件(1)的单位立方体的数量增加，从而可以提高根据该方面的效果。
作为其中在聚合物共混物中减小域尺寸的理论方程，已知以下方程。
d＝[cσ/η0γ·]·f(η0/η)
d：分散粒径(域的粒径)σ：界面张力η0：基质的粘度η：分散相的粘度(域的粘度)c：常数γ·：剪切速度
即，在本发明中，大致设想以下三种方法来减小域的直径(岛尺寸)：
(方法a)降低第一橡胶和第二橡胶之间的界面张力；
(方法b)使第一橡胶的粘度和第二橡胶的粘度彼此接近；以及
(方法c)增加共混期间的剪切速度。
·方法a：具体地，为了均一地分散导电的域，优选选择确保第一橡胶和第二橡胶之间的溶解度参数(sp值)的差小的组合。作为降低界面张力的方法，相容化剂的添加为优选的。当sp值差过小时，可能难以确保域中的导电性颗粒不均一地仅存在于域中，或相容性可能变得太高而无法稳定地形成海-岛结构。
·方法b：具体地，为了均一地分散导电的域，优选选择第一橡胶和第二橡胶的材料的组合，使得在混炼期间的温度下橡胶的粘度彼此接近。此处，使用液状橡胶等作为域的第二橡胶的一部分是有效的。
·方法c：简单地增加在共混期间的剪切速度或增加剪切时间是有效的。如后面详细描述的，本发明人已经发现，除了增加剪切速度以外，使用“伸长剪切”而不是“简单剪切”作为待施加的剪切机构也是特别有效的。
(域的尺寸)
本发明中的域的尺寸如上所述优选为小的。
具体地，为了满足条件(1)，域在截面上的尺寸优选为0.1～2μm以下，更优选为1μm以下，还更优选0.5μm以下。特别地，当域的尺寸为0.4μm以下时，可以期待本发明的极高效果。当域的尺寸小于0.1μm时，不可能在域中共混大量的导电性颗粒。域的尺寸是指当量圆直径。平均域尺寸是指面积加权平均域尺寸。
(域的尺寸的测量方法)
在根据本发明的域的尺寸的测量方法中，首先，通过以下手段在样品上的测量点处整齐地形成断裂面。此处，可以通过对适当的薄片应用冷冻断裂法、交叉抛光机法(crosspolishermethod)、或聚焦离子束(fib)法等来形成断裂面。考虑到断裂面的平滑性和用于观察的预处理，优选fib法。
接下来，为了充分地观察域结构，可以进行如染色处理或气相沉积处理等用于在域和基质之间获得充分的对比度的预处理。
可以用激光显微镜、扫描电子显微镜(sem)或透射电子显微镜(tem)来观察经过断裂面形成和预处理的薄片。特别地，从域(为导电的相)的面积的量化的正确性的观点，优选在用sem在10,000～100,000倍的放大倍率下观察薄片。
以下将在导电性辊的情况下详细地进行描述。
首先，使用锋利的剃刀将导电性辊切成圆形切片样品。此处，制备导电层的圆形切片样品，使得可以在从端部起的(1/4)l、(2/4)l和(3/4)l的三个位置处进行测量，其中l是纵向上的长度。沿辊的周向以90度的间隔在芯和表面的中央附近对圆形切片样品的导电层截面部进行冷冻离子研磨处理。通过冷冻离子研磨处理来露出表面。随后，沿辊的周向以90度的间隔从芯位置到表面的中央部观察在(1/4)l、(2/4)l和(3/4)l处的各截面中的导电层截面，其中使用sem(商品名：ultraplus，由carlzeisscompany制造)在5,000倍的放大倍率和4,096×3,072的像素数下进行观察(可以获得总共12张图像，例如，20μm见方的sem图像)。
其后，通过观察获得的图像各自用图像分析装置(商品名：luzex-ap，由nirecocorporation制造)来进行二值化和图像分析，计算获得的域面积s，然后将其代入√s/√π的计算式中以确定圆当量直径。在本公开中，圆当量直径定义为域的尺寸。
(域的体积的测量方法)
可以通过使用fib-sem对导电层三维测量来确定域的体积。
fib-sem是指其中用fib(聚焦离子束)装置加工样品，并且用sem(扫描电子显微镜)观察露出的截面的方法。可以通过重复连续处理和观察以获得大量照片，然后用计算机软件对sem图像进行3d重构处理以将样品结构构建为三维立体图像来检查立体结构。
图2为说明导电层的结构的示意图，该导电层具有包含第一橡胶的交联产物的基质，和分散在基质中的多个域。作为域的体积的具体测量方法，使用fib-sem(由feicompany制造)(如上详细描述)获得以图2为代表的三维立体图像，并且在获得的图像中确认上述构造。
即，在任意九个位置处进行从导电层的取样，并且当导电性构件具有辊状时，在距离端部为(1/4)l、(2/4)l和(3/4)1的附近的三个点处各自沿辊的周向以120度的间隔切出一个样品，其中纵向上的长度为l。
其后，通过使用fib-sem进行三维测量，以60nm的间隔测量一边为9μm的立方体形状的图像。此处，沿辊的周向以120度的间隔测量在(1/4)l、(2/4)l和(3/4)l处各自截面上的导电层截面，其中从芯位置到表面的中央部进行测量。
为了适当地观察域结构，优选进行用于在域和基质之间获得适当的对比度的预处理。此处，可以优选进行染色处理。
其后，使用3d可视化/分析软件avizo(注册商标，由feicompany制造)，由获得的图像来计算包含在一边为9μm的立方体形状的一个样品中的一边为3μm的27个单位立方体中的域的体积。
各域的相邻壁面之间的距离可以使用上述3d可视化/分析软件类似地测量，并且可以在获得上述测量值之后，从总共27个样品的算术平均来计算。
(域中的导电性颗粒)
如上所述，当“σ/μ为0以上且0.4以下，μ为20％以上且40％以下”时，各域中的导电性颗粒的个数/量的变化小，因此，域的电阻是均一的。特别地，更优选的是，μ和σ之间的关系满足要求“σ/μ为0以上且0.25以下”，这是因为域的电阻更均一，因此导电性颗粒的变化变得极小，使得本发明的效果趋于提高。
作为满足要求“σ/μ为0以上且0.25以下”的一种方法，如上所述，增加在域中共混的导电性颗粒的填充量是有效的。特别地，本发明人进行了深入的研究，结果发现，当在导电层上出现的各域中包含的导电性颗粒的截面积相对于各域的截面积的比例为23％以上，更优选28％以上时，趋于可以满足该要求。如后所述，优选使用伸长剪切装置的混合加工处理，特别地，更优选使用连续伸长剪切装置的混合加工处理。
当导电性颗粒为炭黑时，平均一次粒径为5nm以上且60nm以下，特别地，优选为10nm以上且50nm以下。此处，导电性颗粒的平均一次粒径为算术平均粒径。平均一次粒径定义为尺寸为5nm以上且60nm以下的显微上的单晶或类似于单晶的微晶的平均一次粒径。平均一次粒径的测量方法的实例包括(1)使用透射电子显微镜(tem)的方法，其中透过地观察用电子束照射的对象物；(2)使用扫描电子显微镜(sem)的方法，其中观察用电子束照射的对象物的表面。平均一次粒径的计算方法优选为其中由测量图像直接确定平均一次粒径的方法。
(域中的导电性颗粒的面积的测量方法-导电性颗粒中的变化(σ/μ)的计算方法)
可以使用“域的尺寸的测量方法”部分中观察到的sem图像来计算变化。
从sem图像(总共12张图像)提取3μm见方的中央部，并且使用图像分析装置(商品名：luzex-ap，由nirecocorporation制造)借助于域内的对比度差对各域中以炭黑为代表的导电性颗粒的面积和域面积各自进行分析处理，并且计算“σ/μ”，其中μ表示在导电层的厚度方向上的截面上出现的各域中包含的导电性颗粒的截面积相对于各域的截面积的比例的平均值，并且σ表示该比例的标准偏差。如果在3μm见方的中央部不存在域，则随机选择其它域，并且用sem观察。
(域的形状)
根据本发明的域的截面形状优选接近于圆形。具体地，以下所示的圆形度的值优选为1以上且小于2。圆形度为1表示真圆。
为了获得本发明的效果，导电层的截面上出现的各域中圆形度为1以上且小于2的域的个数比例优选为70％以上。该比例更优选为80％以上，因为本发明的效果随着比例增加而提高。已知的是，通常，导电特性根据导电性颗粒的形状和各向异性性质而显著变化(matsutani等人，int.j.mod.phys.c21(2010)709)。即，在具有不良的圆形度和高的纵横比等的域中，域的电场分布具有一纵横比，即，展现出各向异性性质。因此，形成电场集中点，由此趋于难以获得均匀的导电路径。
当域的圆形度的值为1.1以上、优选为1.5以上且小于2时，与基质的界面面积增加，从而可以预期以下效果，这可以为优选的。即，当在与感光体接触的同时设置导电性构件时，将导电性构件在感光体和导电性构件之间形成的接头附近以重复的方式机械压缩。此处，在具有极高的圆形度的真圆的情况下，据推测，容易诱发基于机械能施加的域的迁移，结果，导电路径的网络结构改变，使得导电层的电阻值变化。另一方面，当域的圆形度的值为1.1以上、优选1.5以上时，可以抑制该变化，因为与基质的界面面积增加。
(域的形状的控制方法)
作为域的形状的控制方法，特别是用于获得具有良好的圆形度的域的方法，在本发明中，如上所述，增加域中的导电性颗粒的填充量是有效的。即，当导电性颗粒的量小时，根据在使用如混炼机或辊等普通混合装置的共混加工期间、或在导电性构件的加工期间的条件，域可以通过施加热和动力学而容易地迁移和再聚集。然而，当域中的导电性颗粒的填充量高时，域变硬，结果，可以抑制迁移，从而抑制由于再聚集导致的圆形度的劣化。
通过增加填充量，在混炼与导电性颗粒共混的第二橡胶时可以容易地施加剪切，导致域的圆形度的改善。
上述减少域尺寸(岛尺寸)的方法(方法a～c)也是有效的。即，当域尺寸减小时，纵横比变得更低。如后面详细描述的，本发明人已经发现，除了增加剪切速度以外，使用“伸长剪切”而不是“简单剪切”作为待施加的剪切机构也是有效的。特别地，使用连续伸长剪切装置的混合加工处理趋于给出进一步优选的结果。
(域的形状的测量方法和圆形度的计算方法)
通过与“域的尺寸的测量方法”中所述的方法类似的方法，可以使用通过进行断裂面的形成和观察而获得的sem图像来量化根据本发明的域的形状。
即，对于如上所述获得的sem图像中的域，用图像分析装置(luzex-ap，由nirecocorporation制造)来进行二值化和图像分析，并且由其平均值来计算圆形度。此处，基于定义“jisb0621：圆形体的圆形度由两个同心几何圆的半径之间的差表示，通过它们夹持圆形体，以给出两个同心圆之间的最小距离”来分析圆形度。
当无机填料或粗糙化颗粒影响在用sem观察域中的图像处理时，可以通过还应用对比度差异、edx测量(sem/edx(扫描电子显微镜/能量分散型x射线光谱))、或单独使用spm测量的硬度测量等在适当地排除填料或颗粒的情况下计算圆形度。
此处，圆当量半径为100nm以上的域用于计算。
(域尺寸分布)
在根据该方面的导电层中，三维均等且密集地配置电阻均一的导电的域。由此，域尺寸分布优选使得域的尺寸均一且域的尺寸小。具体地，已经证实，当在导电层的截面上，域尺寸和域的个数之间的关系满足以下关系式(1)和(2)时，展现出本发明的效果。
关系式(1)
80≤100×l2/l1≤100；和
关系式(2)
0≤100×l3/l1≤20以下
其中l1表示在导电层的厚度方向的截面上出现的域的总个数，l2表示在截面上测量的面积为3.0×104nm2以上且小于1.2×105nm2的域的个数，l3在截面上测量的面积为1.2×105nm2以上的域的个数。
当“100×l2/l1”为95以上且“100×l3/l1”为5以下时，域尺寸分布的均一性可以极高。
(域尺寸分布的测量方法-“100×l2/l1”和“100×l3/l1”)
可以由通过在“域尺寸的测量方法”部分中进行分析而获得的各域中的域的面积和个数来计算“100×l2/l1”和“100×l3/l1”。
即，此处，计算“100×l2/l1”和“100×l3/l1”，其中l1为域的总个数，l2为面积为3.0×104nm2以上且小于1.2×105nm2的域的个数，l3为面积为1.2×105nm2以上的域的个数。
(域尺寸分布的控制方法)
此处，域的小型化和抑制域间的再聚集是至关重要的。即，适当地使用“基质中均一分散域的手段”中所述的方法和“域的形状的控制方法”中所述的抑制域的再聚集的方法。
[电子照相用导电性构件的制造方法]
本发明中的电子照相用导电性构件的制造方法没有特别限制，只要其能够形成具有如上所述的本发明的构造的导电层即可，可以通过适当地调整以下要求来形成导电性构件：
(1)在混炼导电性橡胶混合物时选择原料，所述导电性橡胶混合物包含第一橡胶的原料和含有导电性颗粒的第二橡胶的原料；
(2)在混炼橡胶混合物时的组成；以及
(3)在混炼橡胶混合物时的混炼机的种类、剪切速度、剪切力和混炼时间。
例如，将未硫化第一橡胶与单独制备的包含导电性颗粒的未硫化第二橡胶混合，并且通过适当的加工工艺将混合物硫化并固化以获得包括导电层的导电性构件，该导电层具有包含第一橡胶的交联产物的基质和分散在基质中并且包含第二橡胶的交联产物的多个域。
<混炼工艺>
除了通常用于混合·混炼橡胶的简单剪切型分散装置以外，还适合使用伸长剪切型分散装置。
通常，如上所述，随着剪切力增加或剪切时间(频率)增加，趋于促进非相容的橡胶的分散。另一方面，已知随着剪切力或剪切时间的增加，剪切热产生量增加，从而促进橡胶分子链的切割，导致材料劣化，并且域再聚集。即，在施加剪切力的同时控制加工处理期间的温度是重要的。
<混炼的混合机的研究>
(简单剪切型分散装置与伸长剪切型分散装置的比较)
作为简单剪切型分散装置，常规的橡胶混合装置如加压型混炼机和开炼辊，以及与上述装置相比能够施加更大剪切力的双螺杆混炼挤出机迄今为众所周知的。然而，在本发明中，域中的导电性颗粒的填充量趋于增加。在本发明人的研究中，存在如下的情况：其中利用简单剪切型分散装置，不可能均一地施加足以分散包含导电性颗粒的第二橡胶的剪切，在加工期间发生局部发热等，结果，域不能充分均一地分散。
本发明人已经进行了深入的研究，结果发现包括伸长剪切螺杆的混炼机适于将根据本发明的域充分均一地分散在整个基质中。
与加压型混炼机、开炼辊或双螺杆混炼挤出机中的简单剪切机构不同，其中将材料逐渐碾碎和分散，伸长剪切将材料微细地拉伸并且分割，从而易于获得尺寸微细且均一的域。橡胶展现出熵弹性并因此在拉伸时具有吸热性质的事实对于该系统是有利的，并且这可以为能够抑制伸长剪切系统中的局部发热的原因。
在该系统中，即使当域中的导电性颗粒的填充量增加时，也可以进行均一和微细的分散，因为与简单剪切系统相比，均匀地施加了更高的剪切。此处，已经证实，均一分散处理可以在极短的时间(数秒)内完成。
本发明人已经证实，存在其中通过在简单剪切加工中仅提高剪切力，域不能均一且微细地分散在基质中的情况。具体地，已经使用双螺杆混炼挤出机(商品名：kzw15tw-4mg-nh(-6000)，由technovelcorporation制造)进行了研究，该双螺杆混炼挤出机能够高速旋转并能够达到用常规的橡胶用的加压型混炼机、开炼辊或挤出机无法实现的剪切速度。因此，存在其中通过在简单剪切加工中仅提高剪切速度，发生材料的凝胶化和再聚集等，并且域不能均一地和微细地分散在基质中的情况。
如上所述，伸长剪切的机构与简单剪切的机构明显不同。即，简单剪切中的剪切流动为其中通过速度梯度而将材料撕裂的流动，而伸长剪切中的伸长流动为其中材料在主应力方向上拉伸的流动。除了本发明中的橡胶材料(粘弹性体)的分散以外，kaziwara等人已经报告在牛顿流体/牛顿流体分散体系中，简单剪切流场中的粘度比优选为约1，而在伸长流动中，液滴拉伸和分割与粘度比无关，即使在约5以上的大粘度比的体系中也可以进行微细分散[molding,vol.23,no.2,pp.72-77(2011)]。可以认为，或许在本发明中，在作为粘弹性体的橡胶材料的共混材料体系中，也发挥“即使当材料的粘度比大时在伸长剪切中也容易分散的效果”。这可能是为什么在基质材料和包含大量导电性颗粒的域材料之间可以进行均一的微细分散的原因。
即，优选的是，包括导电层的电子照相用导电性构件通过以下步骤来制造：(1)通过使用包括伸长剪切螺杆的混炼机将包含作为第一橡胶的原料的第一未硫化橡胶、作为第二橡胶的原料的第二未硫化橡胶和导电性颗粒的未硫化橡胶混合物混炼来制备未硫化橡胶混炼产物，(2)在导电性基体的外表面上形成该未硫化橡胶混炼产物的层，和(3)将未硫化橡胶混炼产物的层中的第一未硫化橡胶和第二未硫化橡胶硫化以制备导电层。
图3a和3b为说明在根据该方面的导电性弹性层的制备中使用的伸长剪切螺杆的一个实例的示意图。图3a示出在螺杆的内部具有伸长剪切施加机构的螺杆，并且图3b示出在螺杆的外部具有伸长剪切施加机构的螺杆。优选地，如图3a和3b所示的包括伸长剪切螺杆31的伸长剪切装置用于施加伸长剪切。将伸长螺杆分类为如图3a所示的“在螺杆31的内部具有伸长剪切施加机构(细管)的螺杆3a的“间歇循环型””，和如图3b所示的“在螺杆31的外部具有伸长剪切施加机构(细管)的螺杆3b的“连续型””。
在具有间歇循环型的螺杆3a的伸长剪切加工装置中，细管的孔32设置在螺杆的内部。该装置具有以下的机构：在混炼期间，橡胶组合物到达螺杆31的前端部，然后通过在螺杆31的前端处的细管的孔32返回到螺杆31的后端部。因此，橡胶组合物反复通过细管的孔，并且在细管的孔处施加与伸长运动相关的剪切力。橡胶组合物可以继续地保持在伸长剪切场中，因此可以在短时间内施加大的剪切力。然而，根据滞留时间在某些部分可以发生再聚集，因此可以优选为连续型伸长剪切加工装置。
此处，为了施加伸长剪切，细管的孔径优选大于0.5mm且不大于5.0mm。已经证实当细管的孔径为5.0mm以下时，伸长剪切中的剪切为充分的，并且当细管的孔径大于0.5mm时，不会出现由于橡胶不能充分地通过细管的孔而难以加工的情况。细管的孔径优选为1.0～3.0mm。对于处理时间，特别优选在短时间内进行混炼。施加到橡胶组合物的剪切能根据细管的孔径的大小而变化。因此，从抑制剪切加工期间的发热的观点，细管的孔径的确定、以及混合期间的材料的供给速度和材料温度的控制等为加工条件的重要因素之一。细管的孔的数量没有特别限制，只要期望的域可以均一地分散即可，并且可以使用能够获得类似的伸长剪切效果的结构(例如，双圆筒形结构)来代替细管。
本发明人已经进行了深入的研究，结果发现，就加工条件而言，特别优选连续型，因为只有伸长剪切有效地施加。
作为间歇循环型装置，例如，优选使用伸长剪切装置(由imotomachineryco.,ltd.制造的微量剪切装置或由niigatamachinetechnoco.,ltd.制造的高速剪切装置)。作为连续型装置，优选使用通过改造间歇循环型装置的螺杆部，使得如图3b所示伸长剪切施加机构不是设置在螺杆内部而是设置在螺杆外部而获得的装置。还可以适当地使用bandotechnicalreportno.18/20147,p2等中所述的装置。
本发明人已经进行了深入的研究，并且在分散处理步骤中，结果证实，将使用能够进行直接测量的红外温度计测量的分散期间的材料温度设定为170℃以下，给出了均一分散的良好结果。当用热电偶测量在混炼材料时的温度时，或许测量值趋于低于用红外温度计测量的值，因此即使在170℃以下的温度下进行加工处理时也不可能获得良好的结果。即，使用包括具有精确测量材料温度的功能(ir传感器)的伸长剪切机构的混合装置来精确控制加工处理温度是有效的。
还优选另外设置可以在-20℃至室温的范围内控制温度的制冷机，以便防止由在橡胶组合物的剪切加工中的剪切发热引起的橡胶组合物的劣化。即，当螺杆部设置有如上所述的在混合期间精确地监测材料温度的红外线温度传感器时，可以精确地控制混合条件，并且特别地，当将混合期间的温度设定为170℃以下时，获得良好的结果。
<电子照相图像形成装置>
根据本发明的一方面的电子照相图像形成装置包括根据本发明的一方面的电子照相用导电性构件。图4为示出电子照相图像形成装置的一个实例的示意性概略图。作为待充电体的感光体41具有鼓形状，包括具有导电性的铝等的导电性支承体41b和其上堆叠的感光层41a，并且以预定的圆周速度沿图中的顺时针方向绕支承轴41c旋转驱动。
作为根据本发明的一方面的电子照相用导电性构件的充电辊1的导电性轴芯体11在两端用按压手段(未示出)按压，使得通过电源42和滑动电极43a借由导电性轴芯体施加了直流(dc)偏压的导电层12与感光体41接触。由于充电辊1根据感光体41的旋转而旋转，因此将感光体41均匀地充电到预定的极性和电位(一次充电)。
随后，在从曝光装置44进行对目标图像信息的曝光(激光束扫描曝光或原始图像的狭缝曝光等)的感光体的周面上，形成对应于目标图像信息的静电潜像。由显影构件45供给的调色剂附着于感光体上的静电潜像，以使静电潜像形成为调色剂图像。随后，与感光体41的旋转同步地将转印材料47从纸张进给部(未示出)输送至感光体41和转印构件46之间的转印部，并且从转印材料的背面按压具有与调色剂图像相反的极性的转印构件，以将调色剂图像循序地转印到转印材料47上。
将已经转印了调色剂图像的转印材料47与感光体41分开，并且输送到定影手段(未示出)以将调色剂图像定影到转印材料上，并且将该转印材料作为图像形成材料输出。在背面也形成图像的电子照相图像形成装置中，为了再次进行图像形成，将转印材料47通过再输送手段而再输送到感光体41和转印构件46之间。
通过预曝光装置48对图像转印后的感光体41的周面进行预曝光，以除去感光体上的残留电荷(进行中和)。对于预曝光装置48，可以使用已知的手段，并且其优选的实例包括led芯片阵列、熔丝灯、卤素灯和荧光灯。在通过清洁构件49除去如未转印的调色剂等粘附污染物时清洁感光体41的中和后的周面，并且以重复的方式供于图像形成。
在电子照相图像形成装置中，充电辊1可以根据感光体41而被驱动，可以不旋转，或者可以沿相对于感光体41的表面移动方向的顺方向或反方向以预定的圆周速度积极地旋转驱动。在其中电子照相图像形成装置用作复印机的情况下，可以以如下方式进行曝光：施加来自原稿的反射光或透射光，读取原稿并将其转换为信号，并基于该信号扫描激光束，或者驱动led阵列，或者驱动液晶快门阵列。
本发明的电子照相图像形成装置的实例包括复印机、激光束打印机、led打印机和电子照相应用装置，例如电子照相制版系统。
<处理盒>
根据本发明的一方面的处理盒包括导电性构件，并且可拆卸地安装到电子照相图像形成装置的主体。图5为示出处理盒的一个实例的概略图。处理盒包括根据本发明的一方面的辊状导电性构件作为充电辊51。设置鼓形状的电子照相感光体(以下，也称为“电子照相感光鼓”)53，使得电子照相感光体53可以通过充电辊51来充电。此处，具体地，按压充电辊51以接触电子照相感光鼓53。进一步，设置有用于供给显影剂以使形成在电子照相感光鼓53的表面上的静电潜像显影的显影辊55和用于除去残留在电子照相感光鼓53的周面上的显影剂的清洁刮板57。显影刮板59与显影辊55接触。对于显影刮板59，可以使用根据本发明的一方面的刮板状的导电性构件。
[实施例]
下面将通过实施例更详细地描述本发明，这些实施例不应被解释为限制本发明。以下，除非另有说明，“份”意指“质量份”，并且除非另有说明，使用市售的高纯度产品作为试剂等。
在实施例中，a混炼橡胶组合物(混合物)是指不含交联剂和硫化促进剂的未硫化橡胶组合物(混合物)，b混炼橡胶组合物(混合物)是指包含交联剂和硫化促进剂的未硫化橡胶组合物(混合物)。
<实施例1>
(橡胶混合物的制备)
将作为域的原料的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(商品名：ept4045，由mitsuichemical,incorporated制造)100份、作为导电性颗粒的炭黑(商品名：科琴黑ec600jd，由ketjenblackinternationalcompany制造)3份和炭黑(商品名：tokablack#7360，由tokaicarbonco.,ltd.制造)40份、作为软化剂的石蜡油(商品名：pw-380，由idemitsukosanco.,ltd.制造)10份、和作为加工助剂的硬脂酸1份用加压混炼机来混炼，以得到母炼胶1。
接下来，将表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物(商品名：epichlomercg，由osakasodaco.,ltd.制造)180份、作为加工助剂的硬脂酸1份、母炼胶145份、作为硫化剂的2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己炔(商品名：perhexa25b-40，由nofcorporation制造)2.5份、和作为交联助剂的三烯丙基异氰脲酸酯(商品名：taic-m60，由nipponkaseichemicalcompanylimited制造)1.5份通过开炼辊来混合，以得到未硫化橡胶混合物(b混炼橡胶组合物1)。将母炼胶1分成五份，并且逐步混合。
·导电性辊的制备
制备由表面进行了化学镀镍处理的易切削钢制成的总长度为252mm、外径为6mm的圆棒。接下来，将圆棒在长度为230mm(不包括距两端11mm的长度)的整个圆周上涂布粘合剂。作为粘合剂，使用导电性热熔融型粘合剂。对于涂布，使用辊涂机。涂布有粘合剂的圆棒用作导电性轴芯体(芯金)。
接下来，制备具有导电性轴芯体供给机构和未硫化橡胶辊排出机构的十字头挤出机。将内径为12.5mm的模头安装至十字头，将挤出机和十字头调节至80℃，并且将导电性轴芯体的输送速度调节至60mm/秒。在该条件下，从混炼挤出机供给b混炼橡胶组合物1，并且，b混炼橡胶组合物1的橡胶层在十字头中形成于导电性轴芯体的外周面上，以得到未硫化橡胶辊。接下来，将未硫化橡胶辊投入170℃的热风硫化炉中，并且加热60分钟，以得到硫化橡胶辊。其后，通过切割来除去硫化橡胶层的端部，以将橡胶层的长度设定为230nm。最终，用旋转磨轮来研磨弹性层的表面。以此方式，制备在从中央部朝向两端部的每一端90mm位置处的直径为8.4mm、在中央部的直径为8.5mm的冠状导电性辊。
辊的电阻率为5.0×105ω·cm。作为电阻的测量方法，使用如在稍后的“导电性辊的部分的电阻值的测量”中所述的方法。
·导电性辊的评价
如下评价导电性辊。表1示出评价结果。
·导电层的评价
通过上述测量方法评价细节。
通过在域的测量方法中所述的方法等，证实各实施例的导电性辊的导电性弹性层在第一橡胶的基质中具有多个域；获得其中各域包含导电性颗粒的构造；各域中包含的导电性颗粒的截面积相对于各域的截面积的比例的平均值μ为20％以上且40％以下；等等。除非另有说明，由leica制造的leicaemuc7(商品名)用作切片机，由leicacompany制造的leicaemitic3x(商品名)用作离子研磨装置，并且由carlzeisscompany制造的ultraplus(商品名)用作sem。特别地，作为以图2为代表的三维立体图像测量装置(fib-sem)，使用由feicompany制造的cryofib/sem，heliosg4uc(商品名)来检查所有实施例中的导电层的结构。
·(导电层中的域的均一分散性的评价)
通过“域的体积的测量方法”中所述的方法，证实导电的域三维地均等且密集地配置在导电层中。此处，如上所述，用fib-sem来进行三维测量以检查至少八个一边为9μm的第一立方体形状的样品是否满足条件(1)：“在于一个样品中包含的一边为3μm的27个单位立方体中，域的总体积为2.7～10.8μm3的单位立方体的数量为至少20个”。
通过增加满足上述条件(1)的单位立方体的数量，可以提高根据该方面的效果。根据上述测量结果，基于以下标准来评价域的均一分散性的水平。通过等级i、ii、iii、iv和v以降序来表明导电层的电特性中的均一性和稳定性的水平。
等级i：均一分散性极其良好(满足条件(1)的单位立方体的数量在至少8个样品的每一个中为25个以上)。
等级ii：均一分散性相当良好(满足条件(1)的单位立方体的数量在至少2个样品的每一个中为小于25个，并且在至少8个样品的每一个中为22个以上)。
等级iii：均一分散性良好(满足条件(1)的单位立方体的数量在至少2个样品的每一个中为小于22个，并且在至少8个样品的每一个中为20个以上)。
等级iv：无均一分散性(满足条件(1)的单位立方体的数量在至少2个样品的每一个中为小于20个，并且在至少8个样品的每一个中为12个以上)。
等级v：均一分散性极差(满足条件(1)的单位立方体的数量在至少2个样品的每一个中为小于12个)。
·(导电层中的域中的导电性颗粒的变化的评价)
通过上述测量方法，证实导电的域的电阻均一。
根据该方面的效果随着“σ/μ”变得更小而提高，其中μ表示在导电层的厚度方向上的截面上出现的各域中包含的导电性颗粒的截面积相对于各域的截面积的比例的平均值，并且σ表示该比例的标准偏差。根据上述测量结果，基于以下标准来评价域中的导电性颗粒的变化的水平。通过等级i、ii和iii以降序来表明电阻的均一性的水平。
等级i：导电性颗粒的变化非常小(0≤σ/μ≤0.25)。
等级ii：导电性颗粒的变化小(0.25<σ/μ≤0.4)
等级iii：导电性颗粒的变化大(σ/μ<0.4)
·(导电性辊的导电层中的域形状的评价–圆形度)
域的形状优选接近于圆形，并且基于上述测量方法通过圆形度来评价。
基于以下标准来评价圆形度的水平。通过等级a、b、c和d以降序来表明圆形度的水平。
等级a：圆形度极其良好(圆形度的平均值为1以上且小于1.90)。
等级b：圆形度良好(圆形度的平均值为1.90以上且小于2.0)。
等级c：圆形度不良(圆形度的平均值为2.10以上且小于22.60)。
等级d：圆形度极差(圆形度的平均值为2.60以上)。
·(导电层中的域尺寸分布的评价)
对于域尺寸分布，优选域的尺寸均一且尺寸小。基于上述测量方法，根据大域与小域的比例，通过粒度分布均一性进行评价。
此处，由12张以上的sem图像的评价来计算粒度分布均一性。
基于以下标准来评价粒度分布均一性的水平。通过等级1、2、3和4以降序来表明粒度分布均一性的水平。
等级1：粒度分布均一性极高(95≤100×l2/l1≤100且0≤100×l3/l1≤5)。
等级2：粒度分布均一性高(80≤100×l2/l1<95和/或15<100×l3/l1≤20)。
等级3：粒度分布均一性不良(100×l2/l1<80和/或20<100×l3/l1)。
等级4：粒度分布均一性极差(100×l2/l1≤65和/或35≤100×l3/l1)。
·(导电性辊的电阻的测量)
根据以下两种的“导电性辊的部分的电阻值的测量”，来适当地测量导电性辊的电阻。
·导电性辊的部分的电阻值的测量(使用固定电极的方法)
通过导电性辊的任意局部区域的电流值使用如下详细描述的电流电阻测量装置来测量。首先，按压导电性辊的导电性轴芯体的两端部以接触金属电极。将金属电极切削加工，使得接触导电性辊的表面具有与导电性辊的外周的曲率几乎相同的曲率，并且圆弧的长度等于或小于导电性辊的外周长度的1/4。因此，金属电极可以与导电性辊紧密接触。将金属电极的长度设定为使得与导电性辊的接触部的面积为约0.5cm2。
在使用外部电源，随着按压金属电极以接触导电性辊将直流电压施加到导电性辊的导电性轴芯体的同时，测量导电性辊的局部区域的电阻。测量串联连接到金属电极的参考电阻器的两端的电压，并且基于该电压和参考电阻器的电阻值来计算通过局部区域的电流值。
选择性地，可以以下列方式来测量导电性辊的电阻值：当在导电性辊的导电性轴芯体和金属电极之间施加恒定的直流电压的同时，使用能够测量非常小的电流的静电计来测量电流值。在23℃的温度和50％的相对湿度的环境中，在导电性轴芯体和金属电极之间施加20v的固定直流电压的同时，在经过10秒后测量导电性辊的电流值。
从测量的电流值、导电性辊和金属电极之间的接触部的面积、导电性辊的导电层的厚度和施加到导电层的电压来计算局部区域的体积电阻率(ω·cm)。
·导电性辊的部分的电阻值的测量(使用旋转电极的方法)
通过导电性辊的局部区域的电流值使用如下详细描述的电流电阻测量装置来测量。在该装置中，在固定压力下，按压直径为30mm、宽度为20mm的圆柱状金属性旋转电极以在任意位置处接触导电性辊，并且使导电性辊旋转，使得旋转电极根据导电性辊的旋转运动来旋转。进一步，在使用外部电源将直流电压施加到导电性辊的导电性轴芯体的同时，测量串联连接到旋转电极的参考电阻器的两端的电压。因此，获得通过导电性辊的导电层的区域的电流值，该电流值由旋转电极和导电性辊之间的接触面限定。接触面的面积取决于导电层的硬度，约为0.05～0.2cm2。
将导电性辊的旋转速度设定为30rpm，将数据取样频率设定为20hz，并且将参考电阻器的电阻值设定为1kω。施加的电压取决于导电层的电阻率，并且将固定的电压设定在10v～200v之间，使得电流值为约0.1ma。上述条件使得能够在辊表面上沿周向以约0.6mm的间隔进行测量，使得可以每一周测量约12个区域。旋转电极在辊的纵向上顺序移动，并且在导电性辊旋转的同时，在约140个区域中类似地进行电流测量。
从测量的电流值、导电性辊和旋转电极之间的接触部的面积、导电性辊的导电层的厚度和施加到导电层的电压来计算局部区域的体积电阻率(ω·cm)。通过σr/μr来评价导电性辊内的体积电阻率的变化，其中μr为测量中局部区域的体积电阻率的平均值，σr为离差(dispersion)。
根据上述结果，基于以下标准来评价电阻中的σr/μr的水平。通过等级a、b、c和d以降序来表明导电层的电特性中的均一性和稳定性的水平。
等级a：σr/μr极小(σr/μr<0.3)
等级b：σr/μr相当小(0.3<σr/μr≤0.4)
等级c：σr/μr小(0.4<σr/μr<0.5)
等级d：σr/μr大(0.5≤σr/μr)
·导电性辊中的通电劣化试验–电流维持率的测量
使用图6中示意性示出的电阻测量装置来测量通过导电性辊的电流值。在该装置中，使用按压手段(未示出)按压导电性辊的导电性轴芯体11的两端部以接触直径为30mm的圆柱状金属鼓，使得导电性辊根据金属鼓的旋转驱动而旋转。进一步，在使用外部电源将直流电压施加到导电性辊的导电性轴芯体的同时，测量串联连接到金属鼓的参考电阻器的两端的电压。基于参考电阻器63的电阻值和在参考电阻器的两端的电压来计算通过导电性辊的电流值。
使用图6的电阻测量装置，在23℃的温度和50％的相对湿度的环境下，进行导电性辊中的通电劣化试验。此处，在导电性轴芯体和金属鼓之间施加设定为50v的固定直流电压10分钟。将金属鼓的旋转速度设定为30rpm，并且将参考电阻器的电阻值设定在100ω～1kω之间。将数据取样频率设定为20hz，并且将10分钟的测量值的平均值定义为通过导电性辊的电流值。依据i1相对于i0的比例来计算流维持率(％)，其中i0为初始电流值，i1为通电试验结束时的电流值。
根据上述结果，基于以下标准来评价电流维持率的水平。
通过等级a、b、c和d以降序来表明导电层的电特性中的均一性和稳定性的水平。
等级a：电流维持率极高(维持率为85％以上)。
等级b：电流维持率稍小(维持率为70％以上且小于85％)。
等级c：电流维持率中等(维持率为60％以上且小于70％)。
等级d：电流维持率不良(维持率小于60％)。
导电性辊的图像评价
在高速处理中对导电性构件进行图像评价。
首先，准备电子照相激光打印机(商品名：laserjetm608dn，由hewlettpackardcompany制造)作为电子照相装置。接下来，将导电性构件、电子照相装置和处理盒在23℃和50％rh的环境中放置48小时，以适应测量环境。
对于在高速处理中进行评价，改造激光打印机使得每单位时间的输出张数多于原始的输出张数，即，每分钟输出75张a4尺寸纸。此处，记录介质的输出速度为370mm/秒，并且图像分辨率为1,200dpi。
将所制备的导电性辊作为充电辊安装到电子照相处理盒上。在与上述相同的环境中，通过外部电源(由trekjapan制造的trek615)将-900v的电压施加到导电性构件以输出半色调图像。即，输出一张电子照相图像，其中在a4尺寸纸上形成半色调图像(具有在与电子照相感光体的旋转方向垂直的方向上以2点间隔绘制的1点宽度的线的图像)。该图像称为“第一张图像”。随后，输出2,500张电子照相图像，其中在a4尺寸纸上以1％的印刷浓度来绘制14点尺寸的字母符号“e”。随后，输出一张电子照相图像，其中在a4尺寸纸上形成半色调图像。该图像称为“第2,501张图像”。所有电子照相图像均在15℃的温度和10％的相对湿度的环境下输出。目视观察第一张图像和第2,501张图像，并且基于以下标准来评价初期的半色调图像(第一张图像)中的粒状性、在耐久后的半色调图像(第2,501张图像)中的可能由于充电辊的电阻值的增加而引起的粒状性恶化的发生及其程度。
等级a：图像从初期起不具有粒状性且为均一的，并且即使在耐久后粒状性也没有恶化。
等级b：图像在初期不具有粒状性且为均一的，并且在耐久后粒状性轻微恶化。
等级c：存在从初期起就具有粒状性的图像(粒状性恶化)。
等级d：存在从初期起就明显具有粒状性的图像(粒状性恶化)。
<实施例2>
将作为域的原料的sbr(商品名：tufdene2003，由asahikaseicorporation制造)100份、作为导电性颗粒的炭黑(商品名：科琴黑ec600jd，由ketjenblackinternationalcompany制造)3份和炭黑(商品名：tokablack#5500，由tokaicarbonco.,ltd制造)40份、和作为加工助剂的硬脂酸1份用加压混炼机来混炼，以得到母炼胶2。
接下来，向nbr(商品名：n230sv，由jsrcorporation制造)100质量份中添加氧化锌(2类氧化锌，由sakaichemicalindustryco.,ltd.制造)8份、硬脂酸锌(商品名：sz-2000，由sakaichemicalindustryco.,ltd.制造)1份以及碳酸钙(商品名：nanox#30，由maruocalciumco.,ltd.制造)10份。使用加压混炼机(商品名：td6-15mdx：由toshinco.,ltd.制造)调整至50℃，在填充率为70％、叶片旋转速度为30rpm以及混合时间为16分钟的条件下搅拌混合物，以得到基质用橡胶组合物2。
接下来，使用加压混炼机，将20份如上所述制备的母炼胶2和70份基质用橡胶组合物2混合12分钟，以得到未硫化橡胶混合物2。
向未硫化橡胶混合物2100质量份中添加硫化剂/硫磺(商品名：sulfaxpmc，由tsurumichemicalindustryco.,ltd.制造)1.8份，并且添加硫化促进剂(商品名：perkacittbztd，由performanceadditivescompany制造)。使用冷却至温度25℃的两辊磨，将混合物混炼10分钟，以得到对应的b混炼橡胶组合物2。除了上述以外，进行与实施例1相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻值为6.5×105ω·cm。
<实施例3>
将作为域的原料的sbr(商品名：tufdene2003，由asahikaseicorporation制造)90份和液状sbr(商品名：lir-310，由kurarayco.,ltd.制造)10份、作为导电性颗粒的炭黑(商品名：tokablack#5500，由tokaicarbonco.,ltd制造)60份、和作为加工助剂的硬脂酸1份用加压混炼机来混炼，以得到母炼胶3。接下来，使用加压混炼机，将20份的如上所述制备的母炼胶3和72份的在实施例2中已制备的基质用橡胶组合物2混合13分钟，以得到未硫化橡胶混合物3。此处，将母炼胶分成五等份，并且逐步混合。
除了上述以外，进行与实施例2相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为8.5×105ω·cm。
<实施例4>
以与实施例1相同的方式来制备对应的橡胶混合物。
即，将表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物(商品名：epichlomercg，由osakasodaco.,ltd.制造)120份、作为加工助剂的硬脂酸1份和实施例1中制备的母炼胶140份通过开炼辊来混合，以得到未硫化橡胶混合物4。此处，将母炼胶分成五等份，并且逐步混合。
接下来，使用包括如图3a所示的在螺杆的内部具有伸长剪切施加机构的螺杆的加工机(商品名：nhss8-28，由niigatamachinetechnoco.,ltd.制造)作为伸长剪切成形加工机来混炼未硫化橡胶(a混炼橡胶组合物)。首先，将设置在加工机中的螺杆的细管的孔尺寸设定为2.0mm，将塑化部的温度设定为100℃，将混炼部的温度设定为150℃，将螺杆旋转速度设定为750rpm，并且将a混炼橡胶组合物混炼5秒。其后，将a混炼橡胶组合物从混炼部排出，以得到经过伸长剪切加工的橡胶组合物。重复该程序以制备足量的橡胶组合物用于导电性辊的制备。此处，为了降低剪切发热，使用冷却机构来控制温度，使得混炼部的温度不超过170℃。
向上述步骤中混炼的a混炼橡胶组合物100质量份中添加硫化剂/硫磺(商品名：sulfaxpmc，由tsurumichemicalindustryco.,ltd.制造)1.8份，并且添加硫化促进剂(商品名：perkacittbztd，由performanceadditivescompany制造)6.8份。随后，使用冷却至温度25℃的两辊磨，将混合物混炼10分钟，以得到b混炼橡胶组合物4。除了上述以外，进行与实施例1相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为1.0×106ω·cm。
<实施例5>
将作为域的原料的sbr(商品名：tufdene2003，由asahikaseicorporation制造)100份、作为导电性颗粒的炭黑(商品名：tokablack#5500，由tokaicarbonco.,ltd制造)70份、和作为加工助剂的硬脂酸1份用加压混炼机来混炼，以得到母炼胶5。接下来，使用加压混炼机，将22份的母炼胶5和68份的在实施例2中已制备的基质用橡胶组合物2混合20分钟，以得到未硫化橡胶组合物5。
除了上述以外，进行与实施例2相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为4.0×105ω·cm。
<实施例6>
将作为域的原料的末端改性sbr(商品名：tufdenee581，由asahikaseicorporation制造)100份、作为导电性颗粒的炭黑(商品名：tokablack#5500，由tokaicarbonco.,ltd制造)80份、和作为加工助剂的硬脂酸1份用加压混炼机来混炼，以得到母炼胶6。
接下来，使用加压混炼机，将25份的如上所述制备的母炼胶6和70份的在实施例2中已制备的基质用橡胶组合物2混合16分钟，以得到未硫化橡胶组合物6。此处，将母炼胶分成五等份，并且与基质用橡胶组合物2逐步混合。
辊的电阻为3.5×105ω·cm。
<实施例7>
将作为域的原料的sbr(商品名：tufdene2003，由asahikaseicorporation制造)100份、作为导电性颗粒的炭黑(商品名：tokablack#7360，由tokaicarbonco.,ltd.制造)85份、和作为加工助剂的硬脂酸1份用加压混炼机来混炼，以得到母炼胶7。接下来，将30份的母炼胶7和65份的在实施例2中已制备的基质用橡胶组合物2通过开炼辊混合，以得到对应的未硫化橡胶混合物7。接下来，与实施例4同样，使用包括在螺杆的内部具有伸长剪切施加机构的螺杆的伸长剪切成形加工机来混炼未硫化橡胶(a混炼橡胶组合物)。此处，除螺杆旋转速度为800rpm外，在相同条件下进行加工处理。除了上述以外，进行与实施例4相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为8.0×105ω·cm。
<实施例8>
将作为域的原料的乳液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶、e-sbr(商品名：jsr0202，由jsrcorporation制造)100份和液状sbr(商品名：lir-310,kurarayco.,ltd.)10份、作为导电性颗粒的炭黑(商品名：tokablack#5500，由tokaicarbonco.,ltd制造)100份、和作为加工助剂的硬脂酸1份用加压混炼机来混炼，以得到母炼胶8。接下来，将34份的母炼胶8和70份的在实施例2中已制备的基质用橡胶组合物2通过开炼辊来混合，以得到未硫化橡胶混合物8。
作为伸长剪切成形加工机，改造已经在实施例7中使用的包括在螺杆的内部具有伸长剪切施加机构的螺杆的伸长剪切成形加工机(商品名：nhss8-28，由niigatamachinetechnoco.,ltd.制造)，并且用作包括在螺杆的外部具有伸长剪切施加机构的螺杆的连续加工机。即，使用如图3b所示在螺杆的前端部改造使得细管的孔32不设置在螺杆内部而是设置在螺杆外部的装置，使得能够进行连续伸长剪切成形加工。
接下来，与实施例4同样，使用上述包括具有伸长剪切施加机构的螺杆的连续伸长剪切成形加工机来混炼未硫化橡胶(a混炼橡胶组合物)。此处，除螺杆旋转速度为600rpm外，在相同条件下进行加工处理。除了上述以外，进行与实施例4相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为8.0×105ωcm。
<实施例9>
将作为域的原料的nbr(商品名：n230sv，由jsrcorporation制造)100份、作为导电性颗粒的炭黑(商品名：tokablack#7360，由tokaicarbonco.,ltd.制造)60份和炭黑(商品名：科琴黑ec600jd，由ketjenblackinternationalcompany制造)10份、和作为加工助剂的硬脂酸1份用加压混炼机来混炼，以得到母炼胶9。
接下来，向sbr(商品名：asapreney031，由asahikaseicorporation制造)100质量份中添加氧化锌(2类氧化锌，由sakaichemicalindustryco.,ltd.制造)8份、硬脂酸锌(商品名：sz-2000，由sakaichemicalindustryco.,ltd.制造)1份以及碳酸钙(商品名：nanox#30，由maruocalciumco.,ltd.制造)10份。使用加压混炼机(商品名：td6-15mdx：由toshinco.,ltd.制造)调整至50℃，在填充率为70％、叶片旋转速度为30rpm以及混合时间为16分钟的条件下搅拌混合物，以得到基质用橡胶组合物9。
接下来，将35份的母炼胶9和70份的基质用橡胶组合物9通过开炼辊来混合，以得到对应的未硫化橡胶混合物。
接下来，使用已经在实施例8中使用的包括在螺杆的外部具有伸长剪切施加机构的螺杆的连续伸长剪切成形加工机来混炼未硫化橡胶(a混炼橡胶组合物)。此处，除螺杆旋转速度为650rpm外，在相同条件下进行加工处理。除了上述以外，进行与实施例4相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为8.3×105ωcm。
[比较例1]
根据ptl1来制备橡胶混合物。
具体地，将作为域材料的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(商品名：ept4045，由mitsuichemical,incorporated制造)100份、作为导电性颗粒的炭黑(商品名：科琴黑ec600jd，由ketjenblackinternationalcompany制造)10份、作为软化剂的石蜡油(商品名：pw-380，由idemitsukosanco.,ltd.制造)30份、和作为加工助剂的硬脂酸1份用加压混炼机来混炼，以得到母炼胶。接下来，将作为基质材料的表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物(商品名：epichlomercg，由osakasodaco.,ltd.制造)75份、作为加工助剂的硬脂酸1份、母炼胶1035.25份、作为硫化剂的2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己炔(商品名：perhexa25b-40，由nofcorporation制造)2.5份、和作为交联助剂的三烯丙基异氰脲酸酯(商品名：taic-m60，由nipponkaseichemicalcompanylimited制造)1.5份通过开炼辊来混合，以得到未硫化橡胶混合物1a。除了上述以外，进行与实施例1相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为7.3×105ωcm。
[比较例2]
除了对应的未硫化橡胶组合物2a由不同于实施例2的母炼胶2(不同之处在于科琴黑的量为3.5份并且炭黑的量为35份)的母炼胶来制备，并且在未硫化橡胶组合物2a的制备期间在加压混炼机中的混炼时间为5分钟以外，进行与实施例1相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为4.1×106ωcm。
[比较例3]
基于比较例1来制备导电性辊，并且评价各种特性。
此处，将表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物(商品名：epichlomercg，由osakasodaco.,ltd.制造)120份、作为加工助剂的硬脂酸1份和母炼胶140.5份通过开炼辊来混合，以得到未硫化橡胶混合物。
接下来，进行a混炼橡胶组合物的剪切加工，使得使用双螺杆混炼加工装置(商品名：kzw15tw-4mg-nh(-6000)，由technovelcorporation制造)以1,000rpm的旋转速度来混炼未硫化橡胶组合物(a混炼橡胶组合物)。
将在上述步骤中制备的未硫化橡胶组合物100质量份与作为硫化剂的2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己炔(商品名：perhexa25b-40，由nofcorporation制造)2.5份和作为交联助剂的三烯丙基异氰脲酸酯(商品名：taic-m60，由nipponkaseichemicalcompanylimited制造)1.5份通过开炼辊来混合，以得到未硫化橡胶混合物(b混炼橡胶组合物3a)。除了上述以外，进行与比较例1相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为1.2×107ωcm。
[比较例4]
除了对应的未硫化橡胶组合物4a由不同于实施例2的母炼胶2(不同之处在于科琴黑的量为3.5份并且炭黑的量为35份)的母炼胶来制备，并且在未硫化橡胶组合物4a的制备期间在加压混炼机中的混炼时间为40分钟(此处，混炼期间的材料温度(用红外温度计测量的)增加至183度)以外，进行与实施例2相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为2.2×106ωcm。
[比较例5]
使用两辊磨来混合25份的实施例3中制备的母炼胶3和70份的在实施例2中已制备的基质用橡胶组合物2。其后，除了使用比较例3中所示的双螺杆混炼加工装置以1,000rpm的旋转速度来混炼对应的未硫化橡胶混合物5a(a混炼橡胶组合物)以外，进行与实施例3相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为9.6×106ωcm。
[比较例6]
除了使用加压混炼机代替伸长剪切成形加工机将实施例8中的混合进行10分钟，并且使用20份的母炼胶8和70份的在实施例2中已制备的基质用橡胶组合物2以外，进行与实施例8相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为9.0×105ωcm。
[比较例7]
除了使用两辊磨代替伸长剪切成形加工机进行实施例8中的混合(此处，将母炼胶分成十等份，并且逐步混合)，使用14.6份的母炼胶8和70份的在实施例2中已制备的基质用橡胶组合物2以外，进行与实施例8相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻为4.9×106ωcm。
以下表1示出了实施例1～9和比较例1～7中的域的均一性的评价结果、域中的导电性颗粒的变化的评价结果、域形状的评价结果、域的粒度分布的评价结果、所使用的混合装置、截面上的平均域尺寸、导电性辊的评价结果：电阻σ/μ和电流维持率，以及图像品质等级的评价结果。
[表1]
下面将描述应用于作为导电性辊的转印辊的导电性构件的评价结果。
<实施例10>
·导电性辊的制备
制备由表面进行了化学镀镍处理的易切削钢制成的总长度为240mm、外径为5mm的圆棒。接下来，将圆棒在长度为210mm(不包括距两端15mm的长度)的整个圆周上涂布粘合剂。作为粘合剂，使用导电性热熔融型粘合剂。对于涂布，使用辊涂机。涂布有粘合剂的圆棒用作导电性轴芯体(芯金)。
接下来，制备具有导电性轴芯体供给机构和未硫化橡胶辊排出机构的十字头挤出机。将内径为13.5mm的模头安装至十字头，将挤出机和十字头调节至80℃，并且将导电性轴芯体的输送速度调节至60mm/秒。在该条件下，从混炼挤出机供给实施例2中获得的未硫化橡胶混合物2，并且将未硫化橡胶混合物的橡胶层在十字头中形成于导电性轴芯体的外周面上，以得到未硫化橡胶辊。接下来，将未硫化橡胶辊投入170℃的热风硫化炉中，并且加热60分钟，以得到硫化橡胶辊。其后，通过切割来除去硫化橡胶层的端部，以将橡胶层的长度设定为215mm。最终，用旋转磨轮来研磨弹性层的表面。以此方式，制备在从中央部朝向两端部的每一端90mm位置处的直径为11.3mm、在中央部处的直径为11.5mm的冠状导电性辊。
辊的电阻率为2.0×106ω·cm。
除了图像品质评价之外，以与实施例1相同的方式对获得的导电性辊进行评价。此处，添加如下所述的导电性辊的图像品质评价1和导电性辊的图像品质评价2来代替实施例1中的图像品质评价。
·导电性辊的图像评价1
作为转印辊，将导电性辊安装到电子照相处理盒(商品名：hp30ablackoriginallaserjettoner，由hewlettpackardcompany制造)上。将处理盒安装到能够处理a4尺寸纸的电子照相图像形成装置(商品名：hplaserjetprom203dw，由hewlettpackardcompany制造)上，从而形成电子照相图像。输出一张电子照相图像，其中在a4尺寸纸上形成纵线图像(具有在电子照相感光体的旋转方向上以4点间隔绘制的4点宽度的线的图像)。电子照相图像在15℃的温度且10％的相对湿度的环境下输出。目视观察图像，并且基于以下标准来评价可能由转印辊的异常放电而导致的点状图像或破裂的纵线的出现及其程度。
等级a：未出现破裂的纵线或点状图像。
等级b：轻微出现破裂的纵线或点状图像。
等级c：出现破裂的纵线或点状图像。
等级d：明显地出现破裂的纵线或点状图像。
·导电性辊的图像评价2
作为转印辊，将在进行通电劣化试验后的导电性辊安装到电子照相处理盒(商品名：hp30a，blackoriginallaserjettoner，由hewlettpackardcompany制造)上。将处理盒安装到能够处理a4尺寸纸的电子照相图像形成装置(商品名：hplaserjetprom203dw，由hewlettpackardcompany制造)，从而形成电子照相图像。输出一张电子照相图像，其中在a4尺寸纸上形成半色调图像(具有在与电子照相感光体的旋转方向垂直的方向上以2点间隔绘制的1点宽度的线的图像)。电子照相图像在15℃的温度且10％的相对湿度的环境下输出。目视观察图像，并且基于以下标准来评价可能由转印辊的电阻值的增加而导致的点状图像的出现及其程度。
等级a：未出现点状图像。
等级b：轻微出现点状图像。
等级c：出现点状图像。
等级d：明显地出现点状图像。
<实施例11>
在实施例11中，将实施例4中获得的未硫化橡胶混合物4用作未硫化橡胶混合物。
除了上述以外，进行与实施例10相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻率为3.2×106ωcm。
<实施例12>
在实施例12中，将实施例8中获得的未硫化橡胶混合物8用作未硫化橡胶混合物。
除了上述以外，进行与实施例10相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻率为2.4×106ωcm。
[比较例8]
相对于实施例10，将比较例1中获得的未硫化橡胶混合物1a用作未硫化橡胶混合物。
除了上述以外，进行与实施例10相同的程序来制备导电性辊，并且评价各种特性。
辊的电阻率为2.1×106ωcm。
以下表2示出了实施例10～12和比较例8中的域的均一性的评价结果、域中的导电性颗粒的变化的评价结果、域的形状的评价结果、域的粒度分布的评价结果、所使用的混合装置、截面上的平均域尺寸、以及导电性辊的评价结果。
[表2]
下面将描述作为导电性辊应用于导电性刮板的导电性构件的评价结果。
<实施例13>
·导电性刮板的制备
使用实施例2中获得的b混炼橡胶混合物2(未硫化橡胶混合物)。此处，将b混炼橡胶混合物2放置于宽度为250mm、长度为150mm以及厚度为0.7mm的模具中，并且在160℃下用由压力机施加的压力处理10分钟，以得到厚度为0.7mm的对应的橡胶片1。
将橡胶片1切成宽度为216mm、长度为12mm，并且用粘合剂粘接到已经以可安装到预定的盒的方式预先处理的金属板(形状与用于后述的电子照相处理盒的显影刮板的金属板基本相同)上，以得到导电性橡胶刮板1。此处，以12mm长度的导电性刮板的与金属板重叠的部分具有4.5mm的长度，而具有7.5mm的长度的其它部分从金属板突出的这种方式进行粘接。作为粘合剂，使用导电性热熔融型粘合剂。
导电性刮板的电阻为4.2×105ωcm。
·导电性刮板的评价
如下进行导电性刮板的评价。表1示出评价结果。
(导电层的评价)
对于导电层的以下四个评价项目，以与实施例1相同的方式进行评价。
如下改变测量点。
·导电层中的域的均一分散性的评价
测量点：通过将橡胶片在宽度方向上分成九份而获得的且宽度为24mm、长度为12mm、厚度为0.7mm的区间各自的中央附近的九个点。
·导电层中的域中的导电性颗粒的变化的评价
测量点：通过将橡胶片在宽度方向上分成十二份而获得的且宽度为18mm、长度为12mm、厚度为0.7mm的区间各自的中央附近的十二个点。
·导电性刮板的导电层中的域形状的评价–圆形度
测量点：通过将橡胶片在宽度方向上分成十二份而获得的且宽度为18mm、长度为12mm、厚度为0.7mm的区间各自的中央附近的十二个点。
·导电层中的域的粒度分布的评价
测量点：通过将橡胶片在宽度方向上分成十二份而获得的且宽度为18mm、长度为12mm、厚度为0.7mm的区间各自的中央附近的十二个点。
(导电性刮板的电流值的测量)
·导电性刮板的部分的电阻值的测量
使用以下示意性示出的电流电阻测量装置来测量通过导电性刮板的任意局部区域的电流值。在该装置中，在200gw的负荷下，在导电性刮板的橡胶部的任意位置处，按压金属电极以接触导电性刮板。金属电极与导电性刮板的接触部具有φ10mm的圆形形状，进一步，在使用外部电源将直流电压施加到导电性刮板的金属板的同时，测量串联连接到金属电极的参考电阻器的两端的电压。以此方式，获得通过导电性刮板的任意局部区域的电流值。将参考电阻器的电阻值设定为1kω。将导电性刮板沿纵向分成20份，并且对由此获得的总计20个区域进行测量。
通过由导电性刮板的橡胶部和金属电极的面积、导电性刮板的橡胶部的厚度和所施加的电压计算出局部区域的体积电阻率(ω·cm)，确定导电性刮板的体积电阻率。通过σr/μr来评价导电性刮板内的体积电阻率的变化，其中μr为测量中的局部区域的体积电阻率的平均，σr为分散。
根据上述结果，基于以下标准来评价电阻的σr/μr的水平。通过等级a、b、c和d以降序来表明导电层的电特性中的均一性和稳定性的水平。
等级a：σr/μr极小(σr/μr<0.25)
等级b：σr/μr相当小(0.25<σr/μr≤0.32)
等级c：σr/μr小(0.32<σr/μr<0.4)
等级d：σr/μr大(0.4≤σr/μr)
·导电性刮板的通电劣化试验–电流维持率的测量
使用上述电阻值测量装置，在23℃的温度和50％的相对湿度的环境中，进行导电性刮板的通电劣化试验。此处，将设定在20v～200v之间的固定直流电压施加至导电性刮板的金属板10分钟。将数据取样频率设定为20hz，并且将10秒的测量值的平均值定义为通过导电性刮板的电流值。根据i1相对于i0的比例来计算电流维持率(％)，其中i0为初始电流值，i1为通电试验结束时的电流值。
根据上述结果，基于以下标准来评价电流维持率的水平。
通过等级a、b、c和d以降序来表明导电层的电特性中的均一性和稳定性的水平。
等级a：电流维持率极高(维持率为85％以上)。
等级b：电流维持率稍小(维持率为70％以上且小于85％)。
等级c：电流维持率中等(维持率为60％以上且小于70％)。
等级d：电流维持率明显(维持率为小于60％)。
[调色剂的摩擦带电量分布的评价]
为了评价调色剂的摩擦带电量的程度，测量摩擦带电量分布。
作为显影刮板，将导电性刮板安装到电子照相处理盒(商品名：37xblacktonercartridge，由hewlettpackardcompany制造)上。将处理盒安装到能够处理a4尺寸纸的电子照相图像形成装置(商品名：hplaserjetenterprisem608dn，由hewlettpackardcompany制造)上，放置于32℃的大气温度和85％rh的相对湿度的高温高湿环境中，然后静置6小时以上。随后，将具有以对a4尺寸纸张的面积为1％的被覆率印刷的14点尺寸的字母表的字母“e”的图像(以下，也称为“字母e图像”)连续地输出到100张复印纸，然后将白色实心图像输出到新的复印纸，并且在输出白色实心图像期间停止打印机。
此处，对于显影套筒的在显影刮板和感光体接触位置之间的部分当中的具有窄面积的部分上承载的调色剂，测量摩擦带电量分布。
使用e-spartanalyzermodelest-iii(由hosokawamicroncorporation制造)来测量摩擦带电量分布。
测量的颗粒个数为约3,000个，并且测量值的标准偏差σ定义为调色剂的摩擦带电量分布。
调色剂的摩擦带电量分布的评价标准如下。
等级a：摩擦带电量分布极其良好(σ<3.0)
等级b：摩擦带电量分布相当良好(3.0≤σ<4.0)
等级c：摩擦带电量分布良好(4.0≤σ<5.0)
等级d：摩擦带电量分布不良(σ>5.0)
无需说的是，在导电层中形成的导电路径越好，调色剂的摩擦带电量分布就越好。
·导电性刮板的图像评价
作为显影刮板，将导电性刮板安装到电子照相处理盒(商品名：37xblacktonercartridge，由hewlettpackardcompany制造)上。将处理盒安装到能够处理a4尺寸纸的电子照相图像形成装置(商品名：hplaserjetenterprisem608dn，由hewlettpackardcompany制造)上，从而形成电子照相图像。此处，将显影套筒的金属部电连接到显影刮板的金属板。输出在a4尺寸纸上形成的具有实心黑色图像的三张电子照相图像，随后输出在a4尺寸纸上形成的具有半色调图像(具有在与电子照相感光体的旋转方向垂直的方向上以2点间隔绘制的1点宽度的线的图像)的一张电子照相图像。电子照相图像在15℃的温度和10％的相对湿度下输出。目视观察图像的中央部，并且基于以下标准来评价可能由导电性刮板的导电点的不均一而引起的浓度不均的发生及其程度。
等级a：不存在浓度不均。
等级b：存在轻微的浓度不均。
等级c：存在浓度不均。
<实施例14>
相对于实施例13，将实施例4中获得的未硫化橡胶混合物4用作未硫化橡胶混合物。
除了上述以外，进行与实施例10相同的程序来制备导电性刮板，并且评价各种特性。
导电性刮板的电阻率为6.3×105ωcm。
<实施例15>
相对于实施例13，将实施例8中获得的未硫化橡胶混合物8用作未硫化橡胶混合物。
除了上述以外，进行与实施例10相同的程序来制备导电性刮板，并且评价各种特性。
导电性刮板的电阻率为5.0×105ωcm。
<比较例9>
相对于实施例13，将比较例1中获得的未硫化橡胶混合物9用作未硫化橡胶混合物。
除了上述以外，进行与实施例10相同的程序来制备导电性刮板，并且评价各种特性。
导电性刮板的电阻率为4.6×105ωcm。
以下表3示出了实施例13～15和比较例9中的域的均一性的评价结果、域中的导电性颗粒的变化的评价结果、域的形状的评价结果、域的粒度分布的评价结果、所使用的混合装置、截面上的平均域尺寸、以及导电性刮板的评价结果。
[表3]
下面将描述应用于作为导电性辊的显影辊的导电性构件的评价结果。
<显影辊的制备>
[实施例16]
(1.母炼胶16的制造)
[1-1.母炼胶16的制备]
将表4中所示的种类和量的材料通过加压混炼机来混合，以得到母炼胶16。
[表4]
表4母炼胶16的原料
[1-2.未硫化橡胶组合物的制备]
将表5中所示的种类和量的材料通过加压混炼机来混合，以得到未硫化橡胶组合物。
[表5]
表5未硫化橡胶组合物的原料
将表6中所示的种类和量的材料通过开炼辊来混合，以制备导电性构件形成用橡胶组合物16。
[表6]
表6导电性构件成形用橡胶组合物
(2.导电性构件的形成)
[2-1.导电性轴芯体]
制备由表面进行了化学镀镍处理的易切削钢制成的外径为6mm的芯金。接下来，使用辊涂机，芯金在除了两端部的15mm以外的整个圆周上涂布有粘合剂：metalocu-20(由toyokagakukenkyushoco.,ltd.制造)。在该实施例中，将涂布有粘合剂的芯金用作导电性轴芯体。
接下来，将内径为16.0mm的模头安装到具有导电性轴芯体供给机构和未硫化橡胶辊排出机构的十字头挤出机的前端。将挤出机和十字头的温度调节至80℃，并且将导电性轴芯体的输送速度调节至60mm/秒。在该条件下，从挤出机供给未硫化橡胶组合物，并且将导电性轴芯体的外周部在十字头中用未硫化橡胶组合物被覆，以得到未硫化橡胶辊。
接下来，将未硫化橡胶辊投入170℃的热风硫化炉中，并且加热60分钟，以使未硫化橡胶组合物硫化，从而获得具有在导电性轴芯体的外周部上形成的导电性树脂层的辊。其后，通过切割来除去导电性树脂层的端部，并且用旋转磨轮来研磨导电性树脂层的表面。以此方式，制备在从中央部朝向两端部的每一端90mm位置处的直径为12.0mm、在中央部处的直径为12.2mm的显影辊100。
除了图像品质评价之外，以与实施例1相同的方式对获得的导电性辊进行评价。此处，添加如下所述的调色剂的摩擦带电量分布的评价和显影辊的图像评价(l/l重影)来代替实施例1中的图像品质评价。
[调色剂的摩擦带电量分布的评价]
为了评价调色剂的摩擦带电量的程度，测量摩擦带电量分布。
将实施例和比较例各自的显影辊装入到用于激光打印机(商品名：hpcolorlaserjetenterprisecp4515dn，由hewlettpackardcompany制造)的品红色调色剂盒中。随后，将该盒装入到激光打印机中，放置于32℃的大气温度和85％rh的相对湿度的高温高湿环境(改为高速系统)中，然后静置6小时以上。随后，将具有以对a4尺寸纸张的面积为1％的被覆率印刷的14点尺寸的字母表的字母“e”的图像(以下，也称为“字母e图像”)连续地输出到预定张数的复印纸，然后将白色实心图像输出到新的复印纸，并且在输出白色实心图像期间停止打印机。
此处，对于显影辊的在调色剂调节刮板和感光体接触位置之间的部分当中的具有窄面积的部分上承载的调色剂，测量摩擦带电量分布。
使用e-spartanalyzermodelest-iii(由hosokawamicroncorporation制造)来测量摩擦带电量分布。
测量的颗粒个数为约3,000个。从获得的摩擦带电量分布来计算标准偏差。将在输出100张后测量的值的标准偏差定义为调色剂的初始摩擦带电量分布，将在输出30,000张后测量的值的标准偏差定义为调色剂的耐久后摩擦带电量分布。
调色剂的摩擦带电量分布的评价标准如下。
等级a：摩擦带电量分布极其良好(σ<3.0)
等级b：摩擦带电量分布相当良好(3.0≤σ<4.0)
等级c：摩擦带电量分布良好(4.0≤σ<5.0)
等级d：摩擦带电量分布不良(σ>5.0)
无需说的是，在导电层中形成的导电路径越好，调色剂的摩擦带电量分布就越好。
·显影辊的图像评价(l/l重影)
将在实施例和比较例中各自获得的显影辊装入到用于激光打印机(商品名：lbp7700c，由canoninc.制造)的处理盒中。将处理盒导入激光打印机中，从而形成电子照相图像。输出7,000张电子照相图像，其中在a4尺寸纸上以1％的印刷浓度来绘制4点尺寸的字母表的字母“e”。
随后，进行重影图像评价。即，作为图像图案，将15mm见方的实心黑色图像在前端部处印刷，然后使用黑色调色剂在每张纸的整个表面上印刷半色调图像。接下来，目视观察出现在半色调部分上的调色剂载体周期的浓度不均(重影)。
重影的评价标准如下。
等级a：不存在重影。
等级b：存在轻微的重影。
等级c：存在重影。
等级d：存在明显的重影。
[实施例17]
除了将在实施例7中的未硫化橡胶混合物7(a混炼橡胶组合物)的混炼期间的伸长剪切加工中的螺杆旋转速度改为850rpm以外，进行与实施例7相同的程序，以得到对应的b混炼橡胶组合物17。其后，以与实施例16相同的方式来制备显影辊评价用导电性辊，并且评价各种特性。
[实施例18]
除了将在实施例8中的未硫化橡胶混合物8(a混炼橡胶组合物)的混炼期间的伸长剪切加工中的螺杆旋转速度改为630rpm以外，进行与实施例8相同的程序，以得到对应的b混炼橡胶组合物18。其后，以与实施例16相同的方式来制备显影辊评价用导电性辊，并且评价各种特性。
[比较例10]
进行与比较例1相同的程序，以得到对应的b混炼橡胶组合物，其后，以与实施例16相同的方式来制备显影辊评价用导电性辊，并且评价各种特性。
表7示出了应用于显影辊的导电性构件的评价结果。
[表7]
本发明不限于上述实施方案，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。因此，所附权利要求旨在公开本发明的范围。
本申请要求基于2018年4月18日提交的日本专利申请no.2018-079952、2019年2月26日提交的日本专利申请no.2019-032936和2019年3月29日提交的日本专利申请no.2019-069095的优先权，其全部公开内容在此作为参考引入。
附图标记说明
1导电性构件
11导电性轴体
12导电层
13第一立方体形状
14单位立方体
21单位立方体
22基质
23域
24导电性颗粒
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