充電構件、處理盒和電子照相設備的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請日為2011年4月21日、申請號為201180021835.X、發明名稱為"充 電構件、處理盒和電子照相設備"的中國專利申請的分案申請。
技術領域
[0002] 本發明涉及充電構件、處理盒和電子照相設備。
【背景技術】
[0003] 專利文獻1公開了作為與電子照相感光構件接觸以使電子照相感光構件靜電充 電的充電構件的、其表面上具有源自導電性樹脂顆粒的凸部的充電構件。然后，其公開了此 類充電構件可防止任何的點狀或橫線狀圖像缺陷出現在電子照相圖像上；所述缺陷由沉積 在充電構件表面上的調色劑和外部添加劑等的污點引起。
[0004] 引文列表
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1:日本專利申請特開

【發明內容】

[0007] 發明要解決的問題
[0008] 然而，當根據專利文獻1的充電構件用于接觸充電時，發生由于長期使用引起電 子照相感光構件表面的不均勻磨耗。通過本發明人對其原因進行的研究顯示，在充電構件 和電子照相感光構件之間的輥隙處，其間的接觸壓力集中在源自充電構件表面導電性樹脂 顆粒的凸部以使電子照相感光構件表面不均勻刮掉（scrapeoff)。
[0009]因此，本發明的目的在于提供帶來長時間穩定的充電性能并且還使得電子照相感 光構件表面不容易出現不均勻磨耗的充電構件。本發明的另一目的在于提供有助于穩定形 成高等級電子照相圖像的處理盒和電子照相設備。
[0010] 用于解決問題的方案
[0011] 根據本發明的充電構件為包括導電性基體和導電性樹脂層的充電構件；
[0012] 導電性樹脂層包括粘結劑、導電性細顆粒和各自具有開口的碗形樹脂顆粒（bowl shapedresinparticle)；
[0013] 碗形樹脂顆粒以不暴露至充電構件表面的方式包含在導電性樹脂層中；和
[0014] 充電構件表面具有源自碗形樹脂顆粒的開口的凹部和源自碗形樹脂顆粒的開口 邊緣的凸部。
[0015] 根據本發明的處理盒的特征在于，具有上述充電構件和一體化連接的與充電構件 接觸設置的可充電體（電子照相感光構件），并被構造為可拆卸地安裝至電子照相設備的 主體。此外，根據本發明電子照相設備的特征在于，至少具有上述充電構件、曝光單元和顯 影組件。
[0016] 發明的效果
[0017] 根據本發明，獲得可穩定地使電子照相感光構件靜電充電并且還可防止電子照相 感光構件表面出現不均勻磨耗的充電構件。根據本發明，還獲得可穩定形成高等級電子照 相圖像的處理盒和電子照相設備。
【附圖說明】
[0018]圖1A為示出根據本發明的充電構件（輥狀）的層構造實例的截面圖。
[0019]圖1B為示出根據本發明的充電構件（輥狀）的層構造另一實例的截面圖。
[0020] 圖1C為示出根據本發明的充電構件（輥狀）的層構造再一實例的截面圖。
[0021] 圖1D為示出根據本發明的充電構件（輥狀）的層構造再一實例的截面圖。
[0022] 圖2A為示出根據本發明充電構件的表面附近如何的實例的局部截面圖。
[0023] 圖2B為示出根據本發明充電構件的表面附近如何的另一實例的局部截面圖。
[0024] 圖2C為示出根據本發明充電構件的表面附近如何的再一實例的局部截面圖。
[0025] 圖2D為示出根據本發明充電構件的表面附近如何的其它實例的局部截面圖。
[0026] 圖3為示出根據本發明的充電構件的表面附近的輪廓的局部截面圖。
[0027] 圖4A為示出用于本發明的碗形樹脂顆粒形狀實例的說明。
[0028] 圖4B為示出用于本發明的碗形樹脂顆粒形狀另一實例的說明。
[0029] 圖4C為示出用于本發明的碗形樹脂顆粒形狀再一實例的說明。
[0030] 圖4D為示出用于本發明的碗形樹脂顆粒形狀再一實例的說明。
[0031] 圖4E為示出用于本發明的碗形樹脂顆粒形狀再一實例的說明。
[0032] 圖5為測量充電輥電阻值的儀器的圖。
[0033] 圖6為根據本發明電子照相設備的實施方案的示意性截面圖。
[0034] 圖7為用于生產充電輥的十字頭擠出設備的截面圖。
[0035] 圖8為根據本發明的充電構件和電子照相設備在它們之間的輥隙附近的放大圖。
【具體實施方式】
[0036]圖1A示出根據本發明的充電構件的截面圖。充電構件具有導電性基體1和在其 周面上覆蓋前者的導電性樹脂層3。然后，導電性樹脂層3包含粘結劑、導電性細顆粒和碗 形樹脂顆粒。如圖1B中所示，導電性樹脂層3可以由第一導電性樹脂層31和第二導電性 樹脂層32形成。還如圖1C和1D中所示，導電性彈性層2可以在導電性基體1和導電性樹 脂層3之間形成。
[0037] 導電件樹脂層
[0038] 圖2A和2B為根據本發明充電構件的表面部分的放大截面圖。在作為表面層的導 電性樹脂層3中引入未暴露至充電構件表面的碗形樹脂顆粒61。此外，源自碗形樹脂顆粒 的開口 51的凹部52和源自碗形樹脂顆粒的開口邊緣53的凸部54在充電構件表面上形成。
[0039] 圖2C和2D示出其中各導電性樹脂層3由第一導電性樹脂層31和第二導電性樹 脂層32形成的實例。第一導電性樹脂層31中，碗形樹脂顆粒61以其開口暴露至第一導電 性樹脂層31表面和開口邊緣構成凸部的方式存在。此類第一導電性樹脂層的表面覆蓋有 第二導電性樹脂層32以使碗形樹脂顆粒61可以不暴露至表面。然后，第二導電性樹脂層 32沿著碗形樹脂顆粒61內壁形成，并因此將源自碗形樹脂顆粒的開口的凹部形成于構成 充電構件表面的第二導電性樹脂層表面上。此外，第二導電性樹脂層覆蓋碗形樹脂顆粒61 的開口邊緣，因此在第二導電性樹脂層表面上形成源自邊緣的凸部。
[0040] 已發現導電性樹脂層引入未暴露至表面的碗形樹脂顆粒并且具有源自碗形樹脂 顆粒開口的凹部和源自開口邊緣的凸部的此類充電構件即使由于其長期使用也能夠不容 易地刮掉電子照相感光構件表面。
[0041] 關于充電性能，還獲得以下發現：實現與具有源自樹脂顆粒的凸部的任何充電構 件相同水平的充電性能。
[0042] S卩，對根據本發明的充電構件和電子照相感光構件如何相互接觸和旋轉的觀察顯 示，源自開口邊緣的凸部保持與電子照相感光構件表面接觸，使源自開口的凹部在電子照 相感光構件和充電構件之間的輥隙內部形成空隙。
[0043] 此外確認，與源自常規導電性細顆粒的凸部相比，源自開口邊緣的凸部在它們與 電子照相感光構件表面接觸時彈性形變。圖8為根據本發明的充電構件和電子照相感光構 件之間輥隙的放大模式圖。在輥隙處，認為碗形樹脂顆粒61的開口邊緣53由于其與電子 照相感光構件803的接觸壓力而沿箭頭A的方向彈性形變。認為根據本發明的充電構件能 夠不容易地刮掉電子照相感光構件表面的原因在于，施加至電子照相感光構件的接觸壓力 因為碗形樹脂顆粒開口邊緣53彈性形變而保持緩和。
[0044] 對根據本發明的充電構件與電子照相感光構件如何在它們之間的輥隙處接觸的 進一步觀察顯示，在充電構件和電子照相感光構件之間的輥隙內部中也保持形成在充電構 件表面和電子照相感光構件表面之間的空隙（圖8中的801)。正如此認為的，通過該空隙， 從充電構件表面的導電性樹脂層至電子照相感光構件表面發生任何放電，因此認為通常僅 在輥隙前后發生的放電現象還在輥隙內部發生。結果，正如此認為的，根據本發明的充電構 件可產生穩定的充電性能。再有，本發明人還發現，因為碗形樹脂顆粒內壁用導電性樹脂層 覆蓋（lined)，所以發生輥隙內部放電的此類現象。
[0045] 如圖3中所示，源自碗形樹脂顆粒開口邊緣的凸部54的各頂點（或峰頂）55和源 自碗形樹脂顆粒開口的凹部52的各底部56的高低差（top-to-bottomdistance)57可優 選為5μπι以上且100μπι以下，特別優選8μπι以上且80μπι以下。因為高低差設定在該范 圍內，所以可更確保緩和充電構件與電子照相感光構件的接觸壓力，并且可保持它們之間 的輥隙內部的空隙。此外，碗形樹脂顆粒各顆粒的最大直徑58與各凸部頂點55和各凹部 底部56之間的高低差57的比，即，（最大直徑V(高低差）的值可優選為0.8以上且3.0 以下。因為所述比設定在該范圍內，所以可更確保緩和前述接觸壓力，并且可保持輥隙內部 的空隙。
[0046] 形成來自上述碗形樹脂顆粒的凹凸形狀時，優選控制導電性樹脂層的表面條件為 如下。導電性樹脂層的十點平均表面粗糙度（Rzjis)可以優選為5μπι以上且65μπι以下， 特別優選10μπι以上且50μπι以下。其表面還可以優選具有30μπι以上且200μπι以下， 特別優選40μηι以上且150μηι以下的凹凸平均間隔（hill-to-daleaveragedistance) (Sm)。因為Rzjis和Sm設定在這些范圍內，所以可更確保緩和前述接觸壓力。還可保持輥 隙內部的空隙。稍后詳述如何測量十點平均表面粗糙度（Rzjis)和凹凸平均間隔（Sm)。
[0047] 用于本發明的碗形樹脂顆粒實例示于圖4A至4E中。即，本發明中的"碗形"是指 顆粒具有開口部71和在開口部具有圓形凹部72的形狀。開口部可以具有如圖4A和4B中 所示的平坦邊緣，或者如圖4C至4D中所示的凹凸邊緣。碗形樹脂顆粒在其各顆粒中可以 優選具有5μπι以上且150μπι以下，特別優選8μπι以上且120μπι以下的最大直徑。因為 最大直徑在該范圍內，所以可更確保使得輥隙內部發生放電。
[0048] 碗形樹脂顆粒的各顆粒中最大直徑58與各開口部中最小直徑74的比，S卩，碗形樹 脂顆粒的各顆粒中（最大直徑V(開口部的最小直徑）的值可以優選為1.1以上且4.0以 下。因為所述比如此設定，所以可更確保緩和前述接觸壓力，并且可保持輥隙內部的空隙。
[0049] 碗形樹脂顆粒開口部的周圍邊緣各自可以優選具有0. 1ym以上且3μπι以下，特 別優選0. 2μm以上且2μm以下的外徑和內徑之差。因為所述差在該范圍內，所以可更確 保緩和前述接觸壓力。此外，進一步優選在全部顆粒中形成上述外徑和內徑之差并基本上 均勻。"基本上均勻"意指所述差在平均值±50%的范圍內。
[0050](粘結劑）
[0051] 作為粘結劑，可以使用任何已知的橡膠或樹脂。作為橡膠，其可以包括，例如，天然 橡膠或進行硫化處理的那些，以及合成橡膠。合成橡膠可以包括以下：乙丙橡膠、丁苯橡膠 (SBR)、硅酮橡膠、聚氨酯橡膠、異戊橡膠（IR)、丁基橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠（NBR)、氯丁 橡膠（CR)、丙烯酸類橡膠、表氯醇橡膠和氟橡膠。作為樹脂，例如可以使用任何樹脂如熱固 性樹脂和熱塑性樹脂。特別地，優選氟樹脂、聚酰胺樹脂、丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹 脂和丁醛樹脂。任何這些可以單獨使用，或可以以兩種以上的混合物形式使用。此外，可以 將作為粘結劑用原料的單體共聚從而制得共聚物。在導電性樹脂層由第一導電性樹脂層和 第二導電性樹脂層形成的情況下，優選使用橡膠作為用于第一導電性樹脂層的粘結劑。這 是因為施加至碗形樹脂顆粒的壓力顯示更容易緩和的趨勢。在當橡膠用作用于第一導電性 樹脂層的粘結劑時的情況下，優選使用樹脂作為用于第二導電性樹脂層的粘結劑。這是因 為可更容易控制其與電子照相感光構件的密合性和摩擦性。導電性樹脂層可以通過將借助 于將交聯劑添加至制成預聚物的粘結劑的原料獲得的混合物固化或交聯而形成。本發明 中，此類混合物在下文中還稱作粘結劑以供說明。
[0052](導電性細顆粒）
[0053] 為了產生導電性樹脂層的導電性，導電性樹脂層包含已知的導電性細顆粒。作為 導電性細顆粒的具體實例，它們可以包括金屬氧化物細顆粒、金屬細顆粒和炭黑。任何這些 導電性細顆粒可以單獨使用或以兩種以上組合使用。導電性樹脂層中導電性細顆粒的含量 基于100質量份粘結劑可以約為2質量份至200質量份，特別為5質量份至100質量份。用 于第一導電性樹脂層和第二導電性樹脂層的粘結劑和導電性細顆粒可以相同或可以不同。 導電性樹脂層包含未暴露至表面的碗形樹脂顆粒，因此優選第一導電性樹脂層和第二導電 性樹脂層彼此間具有密合性和親合性。
[0054](如何形成導電性樹脂層）
[0055] 以下描述如何形成導電性樹脂層。
[0056] (方法1)
[0057]方法1中，首先，在導電性基體上形成其中導電性細顆粒和中空樹脂顆粒分散在 粘結劑中的覆蓋層（下文中還稱作"預覆蓋層")。然后，將其表面研磨從而削除（cutaway) 中空樹脂顆粒的一部分以使其為碗形。因此，在表面上形成源自碗形樹脂顆粒開口的凹部 和源自碗形樹脂顆粒開口邊緣的凸部（下文中還稱作"來自碗形樹脂顆粒開口的凹凸形 狀")。以此方式研磨預覆蓋層從而首先形成第一導電性樹脂層。此外，在其表面上，形成第 二導電性樹脂層。這使碗形樹脂顆粒保持不暴露至表面。
[0058](預覆蓋層中樹脂顆粒的分散）
[0059]首先描述如何將中空樹脂顆粒分散在預覆蓋層中。
[0060] 作為一種方法，可用以下方法，其中在導電性基體上形成在其內部中具有氣體的 中空顆粒與粘結劑和導電性細顆粒一起分散的導電性樹脂組合物的涂層，然后將形成的涂 層例如干燥、固化或交聯。作為用于中空樹脂顆粒的材料，其可以包括前述已知樹脂。
[0061] 作為另一方法，可以示例使用稱作熱膨脹微膠囊的方法，所述熱膨脹微膠囊的顆 粒內部含有包封物質，其中施加熱以使包封物質膨脹從而形成中空樹脂顆粒。其為制備其 中熱膨脹微膠囊與粘結劑和導電性細顆粒一起分散的導電性樹脂組合物，將該組合物層在 導電性基體上形成，然后例如干燥、固化或交聯的方法。在該方法的情況下，通過當將用于 預覆蓋層的粘結劑干燥、固化或交聯時供給的熱可以使包封物質膨脹，從而形成中空樹脂 顆粒。在該過程中，還可以通過控制溫度條件等控制其粒徑等。
[0062] 在當使用熱膨脹微膠囊時的情況下，需要使用熱塑性樹脂作為粘結劑。以下給出 熱塑性樹脂的實例：丙烯腈樹脂、氯乙烯樹脂、偏二氯乙烯樹脂、甲基丙烯酸樹脂、苯乙烯樹 月旨、聚氨酯樹脂、酰胺樹脂、甲基丙烯腈樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸酯樹脂類和甲基丙烯酸酯 樹脂類等。這些中，由于具有低的透氣性和顯示高的抗沖擊性，因此優選使用由選自丙烯腈 樹脂、偏二氯乙烯樹脂和甲基丙烯腈樹脂的至少一種組成的熱塑性樹脂。任何這些熱塑性 樹脂可以單獨使用或以兩種以上組合使用。此外，可以將任何這些熱塑性樹脂用單體共聚 以便作為共聚物使用。
[0063] 作為熱膨脹微膠囊中內含（entrapped)的物質，優選在不高于用作粘結劑的熱塑 性樹脂軟化點的溫度下能夠蒸發的那種，其可以包括例如以下：低沸點液體如丙烷、丙烯、 丁烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷和異戊烷；以及高沸點液體如正己烷、異己烷、正庚烷、正辛 烷、異辛烷、正癸烷和異癸烷。
[0064]熱膨脹微膠囊可以通過任何已知生產方法如懸浮聚合法、界面聚合法、界面沉淀 法或溶劑蒸發法生產。例如，在懸浮聚合法中，可以示例其中將可聚合單體、熱膨脹微膠囊 中內含的物質和聚合引發劑混合，將獲得的混合物在包含表面活性劑或分散穩定劑的水性 介質中分散，其后進行懸浮聚合的方法。此處，還可以添加具有能夠與可聚合單體的官能團 反應的反應性基團的化合物和有機填料等。
[0065]作為可聚合單體，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、富馬酸腈（fumaronitrile)、丙稀酸、甲基丙稀酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、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 酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸環己酯和丙烯酸芐酯）、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、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸 叔丁酯、