CN100492191C - 充电构件、处理盒和电子照相设备 - Google Patents

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CN100492191C CNB2005800295492A CN200580029549A CN100492191C CN 100492191 C CN100492191 C CN 100492191C CN B2005800295492 A CNB2005800295492 A CN B2005800295492A CN 200580029549 A CN200580029549 A CN 200580029549A CN 100492191 C CN100492191 C CN 100492191C
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Abstract

本发明的目的是提供充电构件、具有该充电构件的处理盒和电子照相设备，在该充电构件中，即使长时间重复使用，调色剂、用于调色剂的添加剂或其类似物也难以粘附到表面，因此，即使将充电构件用于DC接触充电方法，也使充电和图像输出长时间稳定。本发明提供充电构件和具有该充电构件的处理盒和电子照相设备，该充电构件包括支承体、在支承体上形成的导电性弹性层和在导电性弹性层上形成的表面层，其特征在于表面层包含具有氟烷基和氧化烯基团的聚硅氧烷。

Description

充电构件、处理盒和电子照相设备
技术领域
本发明涉及充电构件，和具有该充电构件的处理盒和电子照相设备。
背景技术
作为使电子照相感光构件表面充电的方法之一，接触充电方法是目前实用的。
接触充电方法是一种方法，在该方法中，将电压施加到与电子照相感光构件接触配置的充电构件，以引起靠近充电构件和电子照相感光构件之间的接触区域的非常低的放电水平，因此使电子照相感光构件的表面充电。
对于使电子照相感光构件的表面充电的充电构件，从保证在电子照相感光构件和充电构件之间的接触间隙的观点，通常使用包括支承体和在支承体上设置的弹性层(导电性弹性层)的那些。
弹性层(导电性弹性层)通常包含相对大量的低分子量组分，因此为了抑制低分子量组分渗出而污染电子照相感光构件的表面，通常在导电性弹性层上提供表面层，该表面层不同于导电性弹性层且具有小于导电性弹性层弹性系数的弹性系数。
至于充电构件的形状，通常使用辊形充电构件。以下，辊形充电构件也称为“充电辊”。
在接触充电方法中最广泛使用的方法是一种方法，在该方法中将具有叠加在直流电压上的交流电压的电压施加到充电构件(以下也称为“AC+DC接触充电方法”)。在AC+DC接触充电方法的情况下，将具有峰间电压是充电开始电压两倍或多于两倍的电压用于交流电压。
AC+DC接触充电方法是通过使用交流电压能够实现高度均匀和稳定充电的方法，但交流电压源的使用引起充电设备和电子照相设备大型化且与其中将仅具有直流电压的电压施加到充电构件的方法(以下也称为“DC接触充电方法”)相比增加成本。
即，DC接触充电方法是在使充电设备和电子照相设备小型化和与AC+DC接触充电方法相比降低成本方面优异的充电方法。
日本专利申请特开No.2003-107927公开了具有动态摩擦系数为0.4以下和表面自由能为35dyn/cm以下的转印构件。
发明内容
然而，DC接触充电方法不具有由交流电压改进充电均匀性的效果，因此在充电构件表面上的污染物(调色剂，用于调色剂的添加剂等)和充电构件自身电阻的不均匀性倾向于在输出图像中出现。
特别地，在DC接触充电方法的情况下，如果调色剂、用于调色剂的添加剂或其类似物等由于重复使用被不均匀和强烈地粘附到充电构件的表面，当在高温和高湿(30℃/80％RH)环境下输出半色调图像时，粘附区域可引起过度充电或不良充电。
本发明的目的是提供充电构件、具有充电构件的处理盒和电子照相设备，在该充电构件中，即使长时间重复使用，调色剂、用于调色剂的添加剂或其类似物也难以粘附到表面，因此，即使将充电构件用于DC接触充电方法，也使充电和图像输出长时间稳定。
本发明提供充电构件，该充电构件包括支承体，在支承体上形成的导电性弹性层，和在导电性弹性层上形成的表面层，其特征在于该表面层包含具有氟烷基和氧化烯基团的聚硅氧烷(以下也称为“本发明的第一充电构件”)。
本发明提供充电构件，该充电构件包括支承体，在支承体上形成的导电性弹性层，和在导电性弹性层上形成的表面层，其特征在于表面层是通过步骤(VII)和(VIII)形成的层(以下也称为“本发明的第二充电构件”)：
(VII)采用处理剂浸渍导电性弹性层的表面区域的浸渍步骤，该处理剂包含在它的末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷与聚酯组分和聚苯乙烯组分的至少一种的共聚物，以及具有由式(4)表示的结构的可水解化合物：
(Z41)h—M41—(Rh41)k-h         (4)
其中h是1以上的整数，和k是3以上的整数；Z41表示单价有机基团；M41表示化合价为k的元素；和Rh41表示可水解基团；和
(VIII)采用紫外线照射经处理剂浸渍的导电性弹性层的表面区域的照射步骤。
本发明提供充电构件，该充电构件包括支承体，在支承体上形成的导电性弹性层，和在导电性弹性层上形成的表面层，其特征在于表面层具有由式(i)至(iii)表示的性能(以下也称为“本发明的第三充电构件”)：
(i)6<表面自由能(γ2 总计)≤35[mJ/m2]；
(ii)0.1≤表面动态摩擦系数(μ)≤0.3；和
(iii)1.0×10-6≥静电容量(C)≥5.0×10-9[F]。
本发明是具有上述充电构件的处理盒，和电子照相设备。
本发明可提供充电构件、含有充电构件的处理盒和电子照相设备。在该充电构件中，即使长时间重复使用，调色剂、用于调色剂的添加剂或其类似物也难以粘附到表面，因此，即使将充电构件用于DC接触充电方法，也使充电和图像输出长时间稳定。
附图说明
图1是本发明的充电构件的构造的一个例子；
图2是用于动态摩擦系数测量的测量机的示意图；
图3显示图表的一个例子；
图4显示用于静电容量测量的测量装置的构成；
图5显示阻抗性能；
图6是在导电性弹性层、导电性弹性层和表面层之间的界面，以及表面层的RC-并联等效电路的想像图；
图7显示在表面层的厚度和表面层的静电容量之间的关系；和
图8显示包括具有本发明的充电构件的处理盒的电子照相设备的概略构造的一个例子。
具体实施方式
首先，描述本发明的第一至第三充电构件(以下也统称为“本发明的充电构件”)的共同构造。
本发明的充电构件包括支承体，在支承体上形成的导电性弹性层，和在导电性弹性层上形成的表面层。此“表面层”意指在由充电构件所具有的层中，处于充电构件的最外表面上的层。
本发明的充电构件的最简单构造是这样的构造，在该构造中，将两层：导电性弹性层和表面层在支承体上设置，但一层或两层其它层可以在支承体与导电性弹性层之间和在导电性弹性层与表面层之间设置。
导电性弹性层和表面层可以是由用于导电性弹性层的材料和用于表面层的材料分别形成的层(以下也称为“层压体1”)，或可以通过使用用于导电性弹性层的材料形成层，然后将该层的表面区域(表面和它的相邻区域)改性，和确定改性区域为表面层而成形为导电性弹性层和表面层的层状结构(以下也称为“层压体2”)。
本发明的充电构件的构造的一个例子示于图1。在图1中，附图标记101表示支承体，附图标记102表示导电性弹性层，附图标记103表示表面层。
充电构件的支承体应当仅具有电导率(导电支承体)，并可以使用由金属(合金)，例如铁、铜、不锈钢、铝、铝合金和镍制成的支承体。为了赋予耐划痕性，可以将表面进行表面处理如在不损害电导率的范围中的镀覆处理。
对于导电性弹性层，可以使用在常规充电构件的弹性层(导电性弹性层)中使用的一种或多种类型的弹性材料如橡胶和热塑性弹性体。
橡胶包括，例如聚氨酯橡胶、硅橡胶、丁二烯橡胶、异丙烯橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、聚降冰片烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶、丙烯腈橡胶、氯醚橡胶和烷基醚橡胶。
热塑性弹性体包括，例如苯乙烯弹性体和烯烃弹性体。市售苯乙烯弹性体包括，例如由Mitsubishi Chemical Co.，Ltd.制造的“Rabalon”和由Kuraray Co.，Ltd制造的“SeptonCompound”。市售烯烃弹性体包括，例如由MitsubishiChemical Co.，Ltd.制造的“Thermorun”、由MitsuiPetrochemical Industries Co.，Ltd.制造的“Milastomer”、由Sumitomo Chemical Co.，Ltd.制造的“Sumitomo TPE”和由Advanced Elastomer Systems Co.，Ltd制造的“Santoprene”。
可以通过适当地使用导电剂使导电性弹性层的电导率具有预定的数值。可以通过适当地选择导电剂的类型和使用量来调节导电性弹性层的电阻，电阻优选为102至108Ω，更优选103至106Ω。
用于导电性弹性层的导电剂包括，例如阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、抗静电剂和电解质。
阴离子表面活性剂包括，例如季铵盐如月桂基三甲基铵、硬脂基三甲基铵、十八烷基三甲基铵、十二烷基三甲基铵、十六烷基三甲基铵和变性脂肪酸/二甲基乙基铵。具体地，季铵盐包括高氯酸盐、氯酸盐、氢硼氟化物(hydroborofluorides)、ethosulfates和苄基卤化物(苄基溴、苄基氯等)。
阳离子表面活性剂包括，例如脂族磺酸盐、高级醇硫酸盐、高级醇环氧乙烷加成的硫酸盐、高级醇磷酸盐和高级醇环氧乙烷加成的磷酸盐。
抗静电剂包括，例如非离子抗静电剂如高级醇环氧乙烷、聚乙二醇脂肪酸酯和多元醇脂肪酸酯。
电解质包括，例如周期表第一族金属(Li、Na、K等)的盐(季铵盐等)。具体地，周期表第一族金属的盐包括LiCF3SO3、NaClO4、LiAsF6、LiBF4、NaSCN、KSCN和NaCl。
作为用于导电性弹性层的导电剂，可以使用周期表第二族金属(Ca、Ba等)的盐(Ca(ClO4)2等)和从其衍生的抗静电剂，它们具有一个或多个基团(羟基、羧基等)，该基团具有能够与异氰酸酯反应的活性氢(伯氨基，仲氨基等)。可以使用离子导电剂如上述物质和多元醇(1，4-丁二醇、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇等)或它们的衍生物的配合物，和上述物质和一元醇(乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚等)的配合物。
作为用于导电性弹性层的导电剂，可以使用导电炭如Ketjen Black EC，乙炔黑，用于橡胶的炭黑，用于着色的经氧化处理的碳(油墨)和热解炭黑。具体地，作为用于橡胶的炭黑，可以使用用于橡胶的炭黑如Super Abrasion Furnace(SAF：超耐磨性)、Intermediate Super Abrasion Furnace(ISAF：准超耐磨性)、High Abrasion Furnace(HAF：高耐磨性)、Fast Extruding Furnace(FEF：良好的挤出性)、General Purpose Furnace(GPF：通用型)、Semi ReinForcing Furnace(SRF：中等增强)、Fine Thermal Furnace(FT：微粒热分解)和Medium Thermal(MT：中等颗粒热分解)。
作为用于导电性弹性层的导电剂，可以使用石墨如天然石墨和人造石墨。
作为用于导电性弹性层的导电剂，可以使用金属氧化物如氧化锡、氧化钛和氧化锌，和金属如镍、铜、银和锗。
作为用于导电性弹性层的导电剂，可以使用导电性聚合物如聚苯胺、聚吡咯和聚乙炔。
可以将无机或有机填料和交联剂加入导电性弹性层中。填料包括，例如二氧化硅(白炭黑)、碳酸钾、碳酸镁、粘土、滑石、沸石、氧化铝、硫酸钡和硫酸铝。交联剂包括，例如硫、过氧化物、交联助剂、交联促进剂、交联促进剂助剂和交联阻滞剂。
当将充电构件与为被充电材料的电子照相感光构件接触时，从抑制充电构件变形的观点，导电性弹性层的硬度采用Asker C优选为70度以上，特别更优选73度以上。
在本发明中，Asker C硬度的测量在施加1000g载荷的条件下通过将Asker C Haredness Meter(Koubunshi Keiki Co.，Ltd.)的推进针(push needle)与测量对象的表面接触而进行。
从充分实现为足够确保与电子照相感光构件接触的间隙而设置的导电性弹性层的功能的观点，充电构件的表面层的弹性系数优选为2000MPa以下。通常，随着该层弹性系数降低，交联密度倾向于降低，因此从抑制由低分子量组分渗出到充电构件的表面而引起的电子照相感光构件表面污染观点，充电构件的表面层的弹性系数优选为100MPa以上。
随着表面层的厚度增加，抑制低分子量组分渗出的效果增强，但充电构件的充电能力降低，因此表面层的厚度优选为0.1至1.0μm，特别更优选0.2至0.6μm。
从抑制调色剂和添加剂粘附到充电构件表面的观点，充电构件的表面(表面层的表面)的粗糙度(Rz)按照JIS94优选为10μm以下，更优选7μm以下，进一步更优选5μm以下。
现在描述本发明的第一充电构件。
如上所述，本发明的第一充电构件提供这样的充电构件，该充电构件包括支承体、在支承体上形成的导电性弹性层和在导电性弹性层上形成的表面层，其特征在于表面层包含具有氟烷基和氧化烯基团的聚硅氧烷。
上述氟烷基包括，例如某些或所有氢原子被氟原子取代的直链或支链烷基。其中，优选具有6至31个碳原子的直链全氟烷基。
上述氧化烯基团是具有由-O-R-表示的结构的二价基团(R：亚烷基)(在某些情况下称为“亚烷基醚基团”)。R(亚烷基)优选为含有1至6个碳原子的亚烷基。
氟烷基在上述聚硅氧烷中的含量优选5.0至50.0质量％，基于聚硅氧烷的总质量，氧化烯基团在聚硅氧烷中的含量优选5.0至70.0质量％，基于聚硅氧烷的总质量，和硅氧烷部分在聚硅氧烷中的含量优选20.0至90.0质量％，基于聚硅氧烷的总质量。
优选上述聚硅氧烷进一步具有烷基和苯基。对于此烷基，优选具有1至21个碳原子的直链或支链烷基，和进一步更优选甲基，乙基，正亚丙基，己基和癸基。
如果上述聚硅氧烷进一步具有烷基和苯基，则氟烷基在上述聚硅氧烷中的含量优选为5.0至50.0质量％，基于聚硅氧烷的总质量，氧化烯基团在聚硅氧烷中的含量优选为5.0至30.0质量％，基于聚硅氧烷的总质量，烷基在聚硅氧烷中的含量优选为5.0至30.0质量％，基于聚硅氧烷的总质量，苯基在聚硅氧烷中的含量优选为5.0至30.0质量％，基于聚硅氧烷的总质量，和硅氧烷部分在聚硅氧烷中的含量优选为20.0至80.0质量％，基于聚硅氧烷的总质量。
上述聚硅氧烷可以由如下方式获得：由水解缩合具有可阳离子聚合基团的可水解硅烷化合物和具有氟烷基的可水解硅烷化合物以获得可水解缩合物，然后断裂可阳离子聚合基团，因而交联可水解缩合物。
对于上述具有可阳离子聚合基团的可水解硅烷化合物，具有由式(2)表示的结构的可水解硅烷化合物是合适的。
Figure C200580029549D00121
在式(2)中，R21表示饱和或不饱和单价烃基。R22表示饱和或不饱和单价烃基。Z21表示二价有机基团。Rc21表示可阳离子聚合基团。d是0至2的整数，e是1至3的整数，且d+e是3。
由式(2)中RC21表示的可阳离子聚合基团意指由断裂产生氧化烯基团的可阳离子聚合有机基团，且这样的基团包括，例如环醚基团如环氧基团和氧杂环丁烷基团以及乙烯基醚基团。其中，从可用性和反应控制的容易性的观点，优选环氧基团。
由式(2)中R21和R22表示的饱和或不饱和单价烃基包括，例如烷基，链烯基和芳基。其中，优选具有1至3个碳原子的直链或支链烷基，进一步更优选是甲基和乙基。
由式(2)中Z21表示的二价有机基团包括，例如亚烷基和亚芳基。其中，优选具有1至6个碳原子的亚烷基，并进一步更优选亚乙基。
式(2)中的e优选为3。
如果式(2)中的d是2，则两个R21可以相同或不同。
如果式(2)中的e是2或3，则两个或三个R22可以相同或不同。
以下示出具有由式(2)表示的结构的可水解硅烷化合物的具体例子。
(2-1)：环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷
(2-2)：环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷
(2-3)：环氧环己基乙基三甲氧基硅烷
(2-4)：环氧环己基乙基三乙氧基硅烷
对于上述具有氟烷基的可水解硅烷化合物，具有由式(3)表示的结构的可水解硅烷化合物是合适的。
Figure C200580029549D00131
在式(3)中，R31表示饱和或不饱和单价烃基。R32表示饱和或不饱和单价烃基。Z31表示二价有机基团。Rf31表示具有1至31个碳原子的直链全氟烷基。f是0至2整数，g是1至3整数，且f+g是3。
由式(3)中R31和R32表示的饱和或不饱和单价烃基包括，例如烷基、链烯基和芳基。其中，优选具有1至3个碳原子的直链或支链烷基，并进一步更优选是甲基和乙基。
由式(3)中Z31表示的二价有机基团包括，例如亚烷基和亚芳基。其中，优选具有1至6个碳原子的亚烷基，并进一步更优选亚乙基。
对于由式(3)中Rf31表示的具有1至31个碳原子的直链全氟烷基，从加工性能的观点，特别优选具有6至31个碳原子的直链全氟烷基。
式(3)中的g优选3。
如果式(3)中的f是2，则两个R31可以相同或不同。
如果式(3)中的g是2或3，则两个或三个R32可以相同或不同。
以下示出具有由式(3)表示的结构的可水解硅烷化合物的具体例子。
(3-1)：CF3-(CH2)2-Si-(OR)3
(3-2)：F(CH2)2-(CH2)2-Si-(OR)3
(3-3)：F(CF2)4-(CH2)2-Si-(OR)3
(3-4)：F(CF2)6-(CH2)2-Si-(OR)3
(3-5)：F(CF2)8-(CH2)2-Si-(OR)3
(3-6)：F(CF2)10-(CH2)2-Si-(OR)3
式(3-1)至(3-6)中的R表示甲基或乙基。
在式(3-1)至(3-6)的化合物中，优选是式(3-4)至(3-6)的化合物。
对于上述具有可阳离子聚合基团的可水解硅烷化合物和上述具有氟烷基的可水解硅烷化合物，可以分别使用仅一种类型或两种或多种类型。
特别地，在其中具有由式(3)表示的结构的可水解硅烷化合物用作上述具有氟烷基的可水解硅烷化合物的情况下，获得的聚硅氧烷含有碳原子数目不同的全氟烷基，条件是组合使用具有nA个碳原子(nA是6至31的整数)的Rf31的可水解硅烷化合物和具有nB个碳原子(nB是6至31的整数且nB不等于nA)的Rf31的可水解硅烷化合物。全氟烷基倾向于朝向充电构件的表面取向，和因此如果包含在充电构件的表面层中的聚硅氧烷含有碳原子数目不同的全氟烷基，长度不同的全氟烷基朝向充电构件的表面取向。在此情况下，与其中具有相同长度的全氟烷基朝向充电构件的表面取向的情况相比，靠近充电构件表面的氟原子浓度增加，充电构件的表面自由能降低，因此，当重复使用充电构件时，可以更充分地抑制调色剂和添加剂粘附到充电构件的表面。
如果使用具有由式(3)表示的结构的两种或多种类型的可水解硅烷化合物，则两种或多种类型优选选自由式(3-4)至(3-6)表示的化合物。
用于本发明第一充电构件的聚硅氧烷可以由如下方式获得：由水解缩合具有可阳离子聚合基团的可水解硅烷化合物和具有氟烷基的可水解硅烷化合物以获得可水解缩合物，然后断裂可阳离子聚合基团，因而交联如上所述的可水解缩合物，但优选当获得可水解缩合物时，从控制充电构件表面性能的观点，除具有可阳离子聚合基团的可水解硅烷化合物和具有氟烷基的可水解硅烷化合物以外，进一步使用具有由式(1)表示的结构的可水解硅烷化合物。
(R11)a—si—(OR12)b      (1)
在式(1)中，R11表示由苯基取代的烷基或未取代烷基，或由烷基取代的芳基或未取代芳基。R12表示饱和或不饱和单价烃基。a是0至3的整数，b是1至4整数，且a+b是4。
由式(1)中R11表示的由苯基取代的烷基或未取代烷基的烷基优选是具有1至21个碳原子的直链烷基。
式(1)中R11表示的由烷基取代的芳基或未取代芳基的芳基优选苯基。
式(1)中的a优选是整数1-3，特别更优选1。
式(1)中的b优选是整数1-3，特别更优选3。
由式(1)中R12表示的饱和或不饱和单价烃基包括，例如烷基，链烯基和芳基。其中，优选具有1至3个碳原子的直链或支链烷基，并进一步更优选是甲基，乙基和正丙基。
如果式(1)中的a是2或3，则两个或多个R11可以相同或不同。
如果式(1)中的b是2、3或4，则两个、三个或四个R12可以相同或不同。
以下示出具有由式(1)表示的结构的可水解硅烷化合物的具体例子。
(1-1)：四甲氧基硅烷
(1-2)：四乙氧基硅烷
(1-3)：四丙氧基硅烷
(1-4)：甲基三甲氧基硅烷
(1-5)：甲基三乙氧基硅烷
(1-6)：甲基三丙氧基硅烷
(1-7)：乙基三甲氧基硅烷
(1-8)：乙基三乙氧基硅烷
(1-9)：乙基三丙氧基硅烷
(1-10)：丙基三甲氧基硅烷
(1-11)：丙基三乙氧基硅烷
(1-12)：丙基三丙氧基硅烷
(1-13)：己基三甲氧基硅烷
(1-14)：己基三乙氧基硅烷
(1-15)：己基三丙氧基硅烷
(1-16)：癸基三甲氧基硅烷
(1-17)：癸基三乙氧基硅烷
(1-18)：癸基三丙氧基硅烷
(1-19)：苯基三甲氧基硅烷
(1-20)：苯基三乙氧基硅烷
(1-21)：苯基三丙氧基硅烷
(1-22)：二苯基二甲氧基硅烷
(1-23)：二苯基二乙氧基硅烷
在其中具有由式(1)表示的结构的可水解硅烷化合物和具有由式(3)表示的结构的可水解硅烷化合物组合使用的情况下，式(1)中的a优选1至3的整数，b优选1至3的整数，和R11之一优选具有1至21个碳原子的直链烷基，和其中具有1至21个碳原子的直链烷基的碳原子数是n1(n1是1至21的整数)和式(3)中Rf31的碳原子数是n2(n2是1至31的整数)，优选满足n2-1≤n1≤n2+1的要求。
如同全氟烷基，具有1至21个碳原子的上述直链烷基倾向于朝向充电构件的表面取向，但如果n2+2大于n1，则由具有由式(3)表示的结构的可水解硅烷化合物的全氟烷基的效果可能较差。如果n1大于n2-2，影响在充电期间的放电，当输出半色调图像时，倾向于出现这样的现象(重像现象)，在该现象中，图像之前的特征、黑图案等轻微残留，尽管详细的原因未知。
具有由式(1)表示的结构的可水解硅烷化合物可以以一种类型使用或可以以两种或多种类型使用。如果它以两种或多种类型使用，则优选组合使用具有烷基作为式(1)中R11的可水解硅烷化合物和具有苯基作为式(1)中R11的可水解硅烷化合物。这是由于：从控制充电构件的表面性能的观点，优选是烷基，从抑制上述重像现象的观点，优选苯基。
以下描述生产本发明的第一充电构件的具体方法(形成包含聚硅氧烷的表面层的具体方法)。
首先，使具有可阳离子聚合基团的可水解硅烷化合物和具有氟烷基的可水解硅烷化合物，和根据需要的上述其它可水解硅烷化合物在水存在下进行水解反应，以获得可水解缩合物。
可以在水解反应期间通过控制温度、pH等获得具有所需缩合度的可水解缩合物。
可以使用金属醇盐或其类似物作为水解反应期间水解反应的催化剂控制缩合度。金属醇盐包括，例如铝醇盐，钛醇盐，氧化锆醇盐等，以及其配合物(乙酰丙酮配合物)。
为获得可水解缩合物，优选确定具有可阳离子聚合基团的可水解硅烷化合物和具有氟烷基的可水解硅烷化合物的共混比，或具有可阳离子聚合基团的可水解硅烷化合物、具有氟烷基的可水解硅烷化合物和具有由式(1)表示的结构的可水解硅烷化合物的共混比，使得氟烷基在获得的聚硅氧烷中的含量为5.0至50.0质量％，基于聚硅氧烷的总质量，氧化烯基团的含量为5.0至70.0质量％，基于聚硅氧烷的总质量，和硅氧烷部分的含量为20.0至90.0质量％，基于聚硅氧烷的总质量。
具体地，共混具有氟烷基的可水解硅烷化合物，使得其含量优选为0.5至20.0mol％，特别更优选1.0至10.0mol％，基于可水解硅烷化合物的总数量。
如果组合使用具有由式(1)表示的结构的可水解硅烷化合物，共混它使得具有可阳离子聚合基团的可水解硅烷化合物的摩尔数(Mc)和具有由式(1)表示的结构的可水解硅烷化合物的摩尔数(M1)的比例(Mc∶M1)优选为10∶1至1∶10。
然后，制备包含获得的可水解缩合物的用于表面层的涂布溶液，将制备的用于表面层的涂布溶液涂布在包括支承体和在支承体上形成的导电性弹性层的构件(以下也称为“导电性弹性构件”)上。
当制备用于表面层的涂布溶液时，除可水解缩合物以外，使用适当的溶剂以改进涂布特性。适当的溶剂包括，例如醇如乙醇和2-丁醇、乙酸乙酯和甲乙酮或其混合物。当将用于表面层的涂布溶液在导电弹性构件上涂布时，可以采用使用辊涂机的涂布、浸涂、环涂布等。
然后，将活性能量线施加到在导电性弹性构件上涂布的用于表面层的涂布溶液。然后，断裂用于表面层的涂布溶液中包含的可水解缩合物中的可阳离子聚合基团，因此可以交联可水解缩合物。可水解缩合物由交联而固化。
活性能量线优选紫外线。
除非当导电弹性构件的导电性弹性层由于在上述活性能量的施加期间产生的热量而膨胀，和然后由于冷却而收缩，表面层适当地跟随膨胀和收缩，否则表面层可具有大量褶皱和噼啪响(clack)，但如果紫外线用于交联反应，由于可水解缩合物可以在短时间内(15分钟内)交联，并仅产生少量的热而难以出现褶皱和噼啪响。
如果其中放置充电构件的环境是其中温度和湿度突然变化的环境，褶皱和噼啪响可以在表面层中出现，除非表面层根据温度和湿度的变化适当地跟随导电性弹性层的膨胀/收缩，但如果用仅产生少量热的紫外光进行交联反应时，可以抑制由温度和湿度变化引起的表面层中的褶皱和噼啪响，这是由于在导电性弹性层和表面层之间的粘着得到改进且表面层可适当地跟随导电性弹性层的膨胀/收缩。
如果交联反应采用紫外线进行，可以抑制导电性弹性层由热历史的劣化，因此可以抑制导电性弹性层的电性能的劣化。
对于紫外线的施加，可以使用高压汞灯，金属卤化物灯，低压汞灯，受激准分子UV灯等，其中，使用包含大量的波长为150至480nm的紫外线的紫外线源。
紫外线的累积量定义如下：
紫外线的累积量[mJ/cm2]＝紫外线强度[mW/cm2]×照射时间[s]。
紫外线的累积量的调节可以根据照射时间，灯的输出，在灯和照射对象之间的距离等来进行。紫外线的累积量可以在照射时间中成为梯度。
如果使用低压汞灯，紫外线的累积量可以使用由Ushio Inc.制造的紫外光累积光量计UIT-150-A或UVD-S254测量，如果使用受激准分子UV灯，紫外线的累积量可以使用由Ushio Inc.制造的紫外线累积光量计UIT-150-A或VUV-S172测量。
优选在交联反应期间，从改进交联效率的观点，使阳离子聚合催化剂(聚合引发剂)共同存在。例如，由于环氧基团显示与由活性能量线活化的路易酸鎓盐的高反应性，如果上述可阳离子聚合的基团是环氧基团，路易酸鎓盐优选用作阳离子聚合催化剂。
其它阳离子聚合催化剂包括，例如硼酸酯，具有酰亚胺结构的化合物，具有三嗪结构的化合物，偶氮化合物和过氧化物。
在各种阳离子聚合催化剂中，从灵敏度、稳定性和反应性的观点，优选芳族锍盐和芳族碘鎓盐，特别是双(4-叔丁基苯基)碘鎓盐、具有由下式表示的结构的化合物：
(商品名：ADEKA optomer SP-150，由Asahi Denka Co.，Ltd.制造)，和具有由下式表示的结构的化合物：
Figure C200580029549D00212
(商品名：Irgacure 261，由Ciba Specialty Chemicals Inc制造)。
阳离子聚合催化剂的用量优选1至3质量％，基于可水解缩合物的数量。
现在描述本发明的第二充电构件。
如上所述，本发明的第二充电构件提供包括支承体、在支承体上形成的导电性弹性层和在导电性弹性层上形成的表面层的充电构件，其特征在于表面层是通过步骤(VII)和(VIII)形成的层：
(VII)采用处理剂浸渍导电性弹性层的表面区域的浸渍步骤，该处理剂包含在其末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷与聚酯组分和聚苯乙烯组分的至少一种的共聚物，以及具有由式(4)表示的结构的可水解化合物：
(Z41)h—M41—(Rh41)k-h          (4)
其中h是1以上的整数，和k是3以上的整数；Z41表示单价有机基团；M41表示化合价为k的元素；和Rh41表示可水解基团；以及
(VIII)采用紫外线照射经处理剂浸渍的导电性弹性层的表面区域的照射步骤。
对于上述在其末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷，优选具有由式(i-1)至(i-4)表示的结构的硅氧烷。
Figure C200580029549D00221
Figure C200580029549D00231
在式(i-1)至(i-4)中，R′，R＂和R＂′各自独立地表示含有1至8个碳原子的取代或未取代单价烃基。m是1以上的整数，和n是1以上的整数。
具有1至8个碳原子的单价烃基包括，例如烷基如甲基、乙基、丙基和丁基，链烯基如乙烯基和烯丙基，芳基如苯基，以及芳链烯基如苄基。
由式(4)的Rh41表示的可水解基团包括，例如烷氧基如甲氧基和乙氧基，烯氧基(enoxy)如丙烯氧基，酰氧基如乙酰氧基，酮肟基团(ketoxym)如丁酮肟(butanoxym)基团，氨基，酰胺基团，氨基肟(aminoxym)基团和烯基氧基。
由式(4)的Z41表示的单价有机基团包括，例如有机官能团如氨基，甲基丙烯酰基，乙烯基，环氧基团和巯基和烷基。
由式(4)的M41表示的具有化合价为k(k≥3)的元素包括，例如Si、Ti、Al、Sn和Zr。其中，优选是Si(具有Si作为M41的可水解化合物以下也称为“可水解硅烷化合物”，)。
式(4)中的h优选1，k优选4。
式(4)中的h个Z41可以相同或不同。
如果式(4)中的k-h是2以上，则(k-h)个Rh41可以相同或不同。
上述可水解硅烷化合物包括，例如乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、聚环氧乙烷-改性的硅烷单体、聚甲基乙氧基硅氧烷、六甲基二硅氮烷、甲基三(二甲基酮肟)硅烷、甲基三(甲基乙基酮肟)硅烷、乙基三(甲基乙基酮肟)硅烷、甲基三(甲基异丁基酮肟)硅烷、乙烯基三(甲基乙基酮肟)硅烷、乙烯基三丁酮肟硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三异丙烯氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷。其中，优选γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和甲基三(甲基乙基酮肟)。
获得上述聚酯组分的酸组分包括，例如琥珀酸、马来酸、富马酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、邻苯二甲酸(间苯二甲酸、对苯二甲酸等)、四氢邻苯二甲酸和六氢邻苯二甲酸。获得上述聚酯组分的二醇组分包括，例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、壬二醇和癸二醇。
在本发明中，上述聚苯乙烯组分不仅仅包括苯乙烯(C6H5-CH＝CH2)的聚合物，而且也包括苯乙烯衍生物的聚合物。这样的聚苯乙烯组分包括，例如聚(烷基苯乙烯)如聚(对-，间-或邻-甲基苯乙烯)、聚(2，4-、2，5-、3，4-或3，5-二甲基苯乙烯)和聚(对-叔丁基苯乙烯)，聚(卤化苯乙烯)如聚(对-、间-或邻-氯苯乙烯)、聚(对-、间-或邻-溴苯乙烯)、聚(对-、间-或邻-氟苯乙烯)和聚(邻-甲基-对-氟苯乙烯)，聚(卤化烷基苯乙烯)如聚(对，间-或邻-氯甲基苯乙烯)，聚(烷氧基苯乙烯)如聚(对-、间-或邻-甲氧基苯乙烯)和聚(对-、间-或邻-乙氧基苯乙烯)，聚(羧基烷基苯乙烯)如聚(对-、间-或邻-羧基甲基苯乙烯)，聚(烷基醚苯乙烯)如聚(对-乙烯基苄基丙基醚)，聚(烷基甲硅烷基苯乙烯)如聚(对-三甲基甲硅烷基苯乙烯)，和聚(乙烯基苄基二甲氧基磷化物)。
下面将描述生产本发明的第二充电构件的具体方法。
首先，获得在它的末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷与聚酯组分和聚苯乙烯组分的至少一种的共聚物。此时，在其末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷的质量(m1)与聚酯组分和聚苯乙烯组分的总质量(mp)的比例(m1∶mp)优选100∶0至60∶40，特别更优选80∶20至70∶30。当在其末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷的数量时，由于重复使用调色剂和添加剂粘附到充电构件表面的程度倾向于降低。
然后，将在其末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷与聚酯组分和聚苯乙烯组分的至少一种的共聚物，和具有由式(4)表示的结构的可水解化合物溶于溶剂(有机溶剂)，以制备上述处理剂。具有由式(4)表示的结构的可水解化合物在上述处理剂中的比例优选为0.5质量％以上，基于源自上述共聚物中在其末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷的单元，同时它优选小于10质量％，更优选小于5质量％。如果具有由式(4)表示的结构的可水解化合物的量太大，未反应的可水解化合物的量在固化反应期间通过在随后步骤中施加的紫外线而增加，此未反应的可水解化合物可在充电构件的表面上大量起霜。如果未反应的可水解化合物在充电构件的表面上大量起霜，可能污染要充电的电子照相感光构件。
对于上述溶剂(有机溶剂)，从处理容易、干燥容易等观点，优选乙酸乙酯，甲乙酮和甲苯。溶剂(有机溶剂)可以仅以一种类型使用，或可以以两种或多种类型使用。
从浸渍容易的观点，处理剂的浓度(除溶剂以外的组分在处理剂中的浓度)优选为10质量％以下，特别更优选5质量％以下。随着处理剂的浓度降低，处理剂的粘度降低，因此更容易在导电弹性构件上均匀地涂布处理剂。
然后，将制备的处理剂在这样的构件(导电性弹性构件)上涂布，该构件包括支承体和在支承体上形成的导电性弹性层，将导电性弹性层的表面区域采用处理剂浸渍。当将处理剂在导电弹性构件上涂布时，可以采用使用辊涂机的涂布，浸涂，环涂布等。
然后，将紫外线施加到经处理剂浸渍的导电性弹性层的表面区域。
当将导电性弹性层的表面区域采用处理剂浸渍时，导电性弹性层中的水引起在异氰酸酯和可水解化合物之间的氨基甲酸酯反应(urethane reaction)，得到氨基甲酸酯键。让此部分用作固化(紫外固化)中的交联点，处理剂和导电性弹性层的组分强烈地固定在一起。
如果包含聚酯组分的共聚物用作上述共聚物，氨基甲酸酯键也在聚酯组分的末端羟基和在它的末端由上述硅氧烷具有的异氰酸酯基团之间产生，因此将处理剂和导电性弹性层的组分更强烈地固定在一起。
由上述处理剂的浸渍和紫外线在导电弹性构件的导电性弹性层中的施加而改性的表面区域对应于本发明的第二充电构件的表面层。在导电弹性构件的导电性弹性层中未改性的区域对应于本发明的第二充电构件的导电性弹性层。
对于紫外线的施加，可以使用高压汞灯、金属卤化物灯、低压汞灯、受激准分子UV灯等，其中，使用包含具有波长为150-480nm的大量紫外线的紫外线源。
紫外线的累积量的定义如上所述。
现在描述本发明的第三充电构件。
作为对充电构件的各种性能中的哪些性能在解决基于本发明的第一和第二充电构件的上述问题中起作用进行研究的结果，本发明人发现：原则上，充电构件的表面层(表面)的化学和物理性能、以及进一步的电性能在解决上述问题中起作用，导致涉及本发明的第三充电构件的发明的完成。
如上所述，本发明的第三充电构件提供包括支承体、在支承体上形成的导电性弹性层和在导电性弹性层上形成的表面层的充电构件，其特征在于表面层具有由式(i)至(iii)表示的性能(以下也称为“本发明的第三充电构件”)：
(i)6<表面自由能(γ2 总计)≤35[mJ/m2]；
(ii)0.1≤表面动态摩擦系数(μ)≤0.3；和
(iii)1.0×10-6≥静电容量(C)≥5.0×10-9[F]。
上述表面自由能(γ2 总计)是表示充电构件的表面层(表面)的化学性能的参数，上述表面动态摩擦系数(μ)表示充电构件的表面层(表面)的物理性能，上述静电容量(C)是表示充电构件的表面层的电性能的参数。
首先，描述充电构件的表面自由能(γ2 总计)。
本发明的充电构件的表面自由能(γ2 总计)大于6mJ/m2并等于或小于35mJ/m2。随着表面自由能的降低，调色剂和添加剂更难以粘附到充电构件的表面。本发明人认为为了降低表面自由能，甲基三氟化物基团(-CF3)是最有效的。如果甲基三氟化物基团占据充电构件的整个表面区域，充电构件的表面自由能理论上是6mJ/m2。
从抑制导电性弹性层中的低分子量组分渗出到充电构件表面的观点，在导电性弹性层的表面自由能(γ1 总计)和充电构件的表面自由能(γ2 总计)之间的差异优选为10mJ/m2以上。如果将增塑剂或其类似物引入导电性弹性层以调节它的弹性系数，用于足够保证与电子照相感光构件的接触间隙，随着增塑剂的量增加，导电性弹性层的表面自由能倾向于增加，因此损害与低分子量组分的相容性，低分子量组分倾向于渗出，因此导电性弹性层的表面自由能(γ1 总计)优选为40mJ/m2以下。
使用表1中所示的探针液体(probe liquid)采用已知表面自由能三种组分测量充电构件的表面自由能和导电性弹性层的表面自由能。
表1
Figure C200580029549D00281
单位：mJ/m2
具体地，在充电构件的表面/导电性弹性层的表面处上述探针液体的接触角θ使用由KyoWa Kaimen Co.，Ltd.制造的Contact Angle Meter CA-X ROLL Model测量，三个公式从表1中三种类型探针液体的表面自由能γLd、γLp和γLh和使用如下Kitazaki/Hata公式分别确定的接触角θ得到：
&gamma; L d &times; &gamma; S d + &gamma; L p &times; &gamma; S p + &gamma; L h &times; &gamma; S h = &gamma;L ( 1 + cos &theta; ) 2
将该三元联立公式求解以计算γsd，γsp和γsh，和将γsd，γsp和γsh的总和确定为充电构件的表面自由能/导电性弹性层的表面自由能。
用于接触角θ测量的详细条件如下：
测量：液滴方法(圆拟合)；
液体体积：1μl；
液滴识别：自动；
图像处理：算法-无反射；
图像模式：框；和
阈值水平：自动。
现在描述充电构件的表面动态摩擦系数(μ)。
本发明的第三充电构件的动态摩擦系数(μ)为0.1至0.3。如果当充电构件与电子照相感光构件一起旋转时动态摩擦系数太大，则充电构件倾向于在旋转期间沿旋转方向以弧形方式变形，如果充电构件以弧形形式变形，调色剂和添加剂可部分粘附到充电构件的表面，或其中调色剂和添加剂粘附可增加的区域。如果当充电构件与电子照相感光构件一起旋转时动态摩擦系数太小，则充电构件可能难以旋转。
在本发明中，充电构件的表面动态摩擦系数(μ)意指以如下方式测量的数值。此测量方法遵照Euler′s带方法。
用于本发明中动态摩擦系数测量的测量机器的示意图见图2。
在图2中，附图标记201表示要测量的充电构件，附图标记202表示在预定角度θ下与充电构件接触的带(厚度：100μm，宽度：30mm，长度：180mm，由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成(商品名：Lumirror S10 #100，由Toray Industries Inc.制造)，附图标记203表示钩接到带202一端的铅锤，附图标记204表示钩接到带202另一端的载重计，附图标记205表示连接到载重计204的记录仪。
如果当充电构件201沿预定方向和在预定速度下在图2所示的状态下旋转时，由载重计204测量的力是F[g重量]和铅锤重量与带重量的总和是W[g重量]，则摩擦系数根据如下公式确定。
摩擦系数＝(1/θ)In(F/W)
由此测量方法获得的图表的一个例子示于图3。
由于立即在旋转充电构件之后的数值表示开始旋转所需的力，随后的数值表示持续旋转所需的力，在旋转开始点(即t＝0[秒]的时间点)的摩擦系数是静态摩擦系数，在t>0[秒]的任何时间的摩擦系数是在任何时间的动态摩擦系数。在本发明中，将在旋转开始点之后10秒后获得的摩擦系数确定为上述动态摩擦系数(μ)。
在本发明中，W等于100[g重量]，充电构件的旋转速度是115rpm，测量在23℃/53％RH的环境下进行。
现在描述充电构件的表面层的静电容量(C)。
本发明的第三充电构件的表面层的静电容量(C)为5.0×10-9F至1.0×10-6F。随着静电容量增加，静电排斥力增加，因此调色剂和添加剂难以粘附到充电构件的表面，并且如果静电容量太大，重像现象可出现。
在本发明中，充电构件的表面层的静电容量以如下方式测量。
首先，将要测量的充电构件在30℃/80％RH的环境下静置24小时。
然后，将充电构件安装在具有图4所示构造的测量设备中，介电常数在如下条件下测量：3V的施加电压和0.1Hz至1MHz的测量频率。作为该测量的结果，例如获得图5所示的阻抗特性。
然后，对于充电构件，想像如图6所示的导电性弹性层、表面层和表面层与圆筒形电极之间的界面中的RC并联等效电路，假定导电性弹性层的电阻是R1且其静电容量是C1，表面层的电阻是R2且其静电容量是C2，表面层与圆筒形电极之间的界面的电阻是R3且其静电容量是C3，计算C2的数值。
在图4中，附图标记401表示充电构件，附图标记402表示圆筒形电极(金属辊)，和附图标记403表示介电常数测量系统(1296型介电常数测量界面组合1260型阻抗分析仪，由SOLARTRON Co.，Ltd.，U.K.制造)。
本发明的第三充电构件可以，例如以与上述本发明的第一充电构件和本发明的第二充电构件相同的方式生产，通过适当地调节所用材料的类型和共混比例，以及进一步的表面粗糙度和表面层的厚度，可以将上述参数调节为所需数值。
例如，紫外线的上述施加氧化充电构件的表面，因此充电构件的表面自由能倾向于增加(参见图7)。通过使用上述处理剂，可以抑制充电构件的表面自由能增加，尽管进行紫外线的上述施加，和同样充电构件的表面可以粗糙化到某种程度以降低其动态摩擦系数。随着表面层的厚度增加，表面层的静电容量倾向于降低，随着表面层的厚度降低，表面层的静电容量倾向于增加。从将静电容量限制在上述范围中的观点，表面层的厚度优选为5.0μm以下，更优选3.0μm以下，进一步更优选1.0μm以下。
对于本发明的第一和第二充电构件，如果分别满足上述要求，则可以如上所述获得优异的效果，但从获得更显著优异效果的观点，优选这些充电构件的γ2 总计、C和μ、以及γ1 总计也满足上述要求。
包括具有本发明充电构件的处理盒的电子照相设备的概略构造的一个例子见图8。
在图8中，附图标记1表示圆筒形电子照相感光构件，它在预定圆周速率下以箭头方向绕轴2被旋转驱动。电子照相感光构件通常具有支承体和在支承体上形成的无机或有机感光层。电子照相感光构件可具有电荷注入层作为表面层。
将被旋转驱动的电子照相感光构件1的表面由本发明的充电构件3(图8中的辊形充电构件)均匀充电到预定正或负电势，然后接收从曝光装置(未显示)如狭缝曝光或激光束扫描曝光输出的曝光光(图像曝光光)4。采用此方式，在电子照相感光构件1的表面上接连形成对应于所需图像的静电潜像。
当电子照相感光构件1的表面由充电构件3充电时，将仅具有直流电压的电压或具有在直流电压上叠加的交流电压的电压从电压施加装置(未显示)施加到充电构件3。在下述实施例中，施加仅具有直流电压的电压(-1200V)。在下述实施例中，暗区电势是-600V和亮区电势是-350V。
将在电子照相感光构件1的表面上形成的静电潜像由包含在显影装置5的显影剂中的调色剂显影(反显影或正常显影)成调色剂图像。然后，将在电子照相感光构件1的表面上形成和支承的调色剂图像按顺序转印到转印材料(纸等)P，将该转印材料从转印材料进料装置(未显示)与电子照相感光构件1的旋转同步取出至在电子照相感光构件1和转印装置6之间的区域(接触区域)，和由从转印装置(转印辊等)6的转印偏压进料。
显影装置包括，例如跳跃显影装置，接触显影装置和磁性刷装置，从改进调色剂散射特性的观点，优选接触显影装置，将接触显影装置用于下述实施例。
对于转印辊，说明通过采用调节至中等电阻的弹性树脂层覆盖支承体制造转印辊。
将调色剂图像转印到其上的转印材料P从电子照相感光构件1的表面分离并引入定影装置8，以在其上具有定影的图像，因此将它印出到设备外部作为成像产物(印刷件，复印件)。在双面成像模式和多个成像模式的情况下，将此成像产物引入循环输送装置(未显示)并再引入转印部。
将调色剂图像已转印到其上的电子照相感光构件1的表面由清洁装置(清洁刮板或其类似物)7清除掉转印后残余显影剂(调色剂)成清洁表面，通过来自预光(pre-light)曝光装置(未显示)的预曝光光(未显示)进一步进行静电消除处理，然后再次用于成像。如果充电装置是接触充电装置，不必要求预曝光。
将组件如电子照相感光构件1、充电构件3、显影装置5、转印装置6和清洁装置7的多个组件在容器中容纳并一体化组合为处理盒，此处理盒可以构造为拆卸地安装到电子照相设备如复印机或激光束打印机的主体。在图8中，将电子照相感光构件1、充电构件3、显影装置5和清洁装置7一体化地支承以形成盒作为处理盒9，它可以使用导引装置10如电子照相设备主体的轨可拆卸地安装到电子照相感光设备主体。
采用具体实施例进一步详细描述本发明。然而，本发明不限于此。实施例中的“份”表示“质量份”。
实施例1
将100份氯醚橡胶(商品名：Epichlomer CG105，由DaisoCo.，Ltd.制造)、作为填料的35份MT炭(商品名：N990，由Thermax Co.，Ltd.制造)、5份表面处理焙烧的高岭土(商品名：ST-KE，Harges Pigment Co.，Ltd.)、5份氧化锌和1份硬脂酸由开炼机(open roll)捏合30分钟。向通过捏合30分钟获得的混合物中加入作为硫化促进剂的1份二-2-二硫化苯并噻唑(商品名：NOCCELER DM-P，由Ouchi Shinko ChemicalCo.，Ltd.制造)、作为硫化促进剂的0.5份一硫化四甲基秋兰姆(商品名：NOCCELER TS，由Ouchi Shinko Chemical Co.，Ltd.制造)和作为硫化剂的1.2份硫，将获得的混合物由开炼机进一步捏合15分钟以获得捏合的物质I。
然后，将捏合的物质I由橡胶挤出机挤出成外径为9.5mm和内径为5.4mm的圆筒体，切割成250mm的长度，并采用160℃的蒸汽在硫化罐中一次硫化30分钟，以获得用于导电性弹性层的一次硫化管I。
在直径为6mm和长度为256mm的圆筒形钢支承体(具有镍镀敷表面)中，在位于其中的具有圆筒表面轴向中心的两侧上延伸115.5mm的区域(轴向宽度总计231mm的区域)，涂布包括金属和橡胶的热固性粘合剂(商品名：METALOC U-20，由Toyokagaku Kenkyujyo Co.，Ltd.制造)，在80℃下干燥30分钟，然后在120℃下进一步干燥1小时。
将热固性粘合剂在圆筒形表面上涂布和干燥的支承体插入用于导电性弹性层的一次硫化管I，然后将用于导电性弹性层的一次硫化管I在160℃下加热1小时。通过此加热，二次硫化用于导电性弹性层的一次硫化管I，固化热固性粘合剂。采用此方式，获得在表面抛光之前的导电性弹性辊I。
然后，切掉在表面抛光之前导电性弹性辊I的导电性弹性层区域(橡胶区域)的两端，使得导电性弹性层区域的轴向宽度是231mm，然后将导电性弹性层区域的表面由旋转研磨机抛光，以获得导电性弹性辊(在表面抛光之后的导电性弹性辊)I，它具有端部直径8.2mm和中心部直径8.5mm的冠状(crown)，其在表面上的微观不平十点高度(Rz)是5.5μm和偏差(deviation)是22μm。
十点平均表面粗糙度(Rz)根据JISB6101测量。
偏差使用由Mitutoyo Co.，Ltd制造的高精度激光测量机LSM-430v测量。具体地，外径使用测量机测量，将最大外径值和最小外径值之间的差值确定为外径差偏差，此测量在5个点进行，将在5个点的外径差偏差的平均值确定为测量对象的偏差。
获得的导电性弹性辊(在表面抛光之后的导电性弹性辊)I的硬度是74度(Asker C)，表面自由能是39.8mJ/m2。
然后，将99份在其末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷(77质量％)和聚酯组分(23质量％)的共聚物和1份3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷作为具有由式(4)表示的结构的可水解化合物加入乙酸乙酯/甲苯(质量比：25/1)的混合溶剂中以制备固体含量为2质量％的处理剂I，该共聚物具有如下组成：
·在其末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷：
HO(CH2)3O[SiO(CH3)2]n(CH2)3NCO(n的平均值：400)；和
·聚酯组分：
对苯二甲酸组分：8.2mol％；
间苯二甲酸组分：26.2mol％；
癸二酸组分：13.1mol％；
乙二醇组分：16.4mol％；和
新戊二醇组分：36.1mol％。
将此处理剂I环涂布在导电性弹性辊(在表面抛光之后的导电性弹性辊)I上以采用处理剂I浸渍导电性弹性辊I的导电性弹性层的表面区域。
然后，将波长为254nm的紫外线以累积光量9000mJ/cm2施加到由处理剂I浸渍的导电性弹性层的表面区域，因而将表面区域改性。对于紫外线的施加，使用由Harison ToshibaLighting Co.，Ltd.制造的低压汞灯。
采用上述方式，制造充电辊，该充电辊包括支承体，在支承体上形成的导电性弹性层(导电性弹性辊I的导电性弹性层的未改性区域)，和在导电性弹性层上形成的表面层(导电性弹性辊I的导电性弹性层的改性表面区域)。此充电辊是充电辊I。
制造的充电辊I的表面自由能(γ2 总计)是29.1mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.23，表面层的静电容量(C)是1.65×10-8F。
·充电辊的评价
·评价I
将制造的充电辊I用于进行下述渗出测试和评价。
首先，将制造的充电辊I和电子照相感光构件引入一体化支承它们的处理盒中，将此处理盒在40℃/95％RH下在高温度和高湿度浴中放置1周。
与充电辊I一起引入处理盒的电子照相感光构件是通过在支承体上形成厚度14μm的有机感光层而制成的有机电子照相感光构件。此有机感光层是通过从支承体侧层叠电荷产生层和包含改性聚碳酸酯(粘结树脂)的电荷输送层而制成的叠层感光层，该电荷输送层是电子照相感光构件的表面层。
在放置一周之后，将充电辊I和电子照相感光构件从处理盒中取出，在充电辊I和电子照相感光构件之间的接触区域由光学显微镜观察以检查是否从充电辊I渗出的物质(渗出物质)附着在接触区域上。
评价标准如下。
A：没有附着渗出物质。
C：附着渗出物质。
·评价2
将以与上述相同的方式制造的充电辊I用于进行下述的输出图像的评价。
将制造的充电辊I和电子照相感光构件引入一体化支承它们的处理盒，和将此处理盒安装在激光束打印机上用于A4纸的纵向输出。此激光束打印机的显影系统是反转显影系统，转印材料输出速度是47mm/s，图像分辨率是600dpi。
与充电辊I一起引入处理盒的电子照相感光构件与上述的相同。
用于上述激光束打印机的调色剂是包含调色剂粒子的所谓聚合调色剂，它的玻璃化转变温度是63℃和它的体积平均粒径是6μm，该聚合调色剂通过向由在含水介质中悬浮聚合可聚合单体体系而获得的粒子中外加二氧化硅细粒子和二氧化钛细粒子而制得，该可聚合单体体系包括蜡、电荷控制剂、颜料、苯乙烯、丙烯酸丁酯和酯单体。
图像输出在30℃/80％ RH的环境下进行，半色调图像(其中在电子照相感光构件的旋转方向和垂直方向中水平线的宽度为1个点和间隔为2个点的图像)在A4纸上形成，和带有半色图像的6000张这样的A4纸以47mm/s的处理速率输出。
通过在1000张的间隔下视觉观察输出图像进行输出图像的评价。
评价标准如下。
AA：在输出图像上观察不到由于调色剂和添加剂粘附到充电辊表面的充电不均匀性。
A：在输出图像上可以观察到由于调色剂和添加剂粘附到充电辊表面的很少的充电不均匀性。
B：在输出图像上可以观察到由于调色剂和添加剂粘附到充电辊表面的充电不均匀性。
C：在输出图像上可以观察到由于调色剂和添加剂粘附到充电辊表面的充电不均匀性，且充电不均匀性的程度显著。具体地，充电不均匀性是白色垂直条纹的充电不均匀性。
上述评价的结果示于表5。
实施例2
导电性弹性辊(表面抛光之后的导电性弹性辊)II采用与实施例1相同的方式获得，区别在于在实施例1中将捏合的物质I改变成下述的捏合的物质II。
将捏合的物质II如下制备。
具体地，将75份氯醚橡胶(商品名：Epichlomer CG105，由Daiso Co.，Ltd.制造)、25份腈丁二烯橡胶(NBR)(商品名：N230S，由JSR Co.，Ltd.制造)、35份MT炭(商品名：HTC #20，由Shinnikka Carbon Co.，Ltd.制造)作为填料、5份氧化锌和1份硬脂酸由开炼机捏合30分钟。向通过捏造合30分钟获得的混合物中加入作为硫化促进剂的1份二-2-二硫化苯并噻唑(商品名：NOCCELER DM-P，由Ouchi Shinko Chemical Co.，Ltd.制造)、作为硫化促进剂的2.5份二硫化四丁基秋兰姆(商品名：NOCCELER TBT，由Ouchi Shinko Chemical Co.，Ltd.制造)，和作为硫化剂的0.8份硫，将获得的混合物由开炼机进一步捏造合15分钟以获得捏合的物质II。
获得的导电性弹性辊(表面抛光之后的导电性弹性辊)II的硬度是71度(Asker C)，表面自由能是39.4mJ/m2。
然后，将用于实施例1的处理剂I环涂布在导电性弹性辊(表面抛光之后的导电性弹性辊)II上以采用处理剂I浸渍导电性弹性辊II的导电性弹性层的表面区域。
然后，将波长254nm的紫外线以累积光量4350mJ/cm2施加到由处理剂I浸渍的导电性弹性层的表面区域，因此将表面区域改性。对于紫外线的施加，使用由Harison Toshiba LightingCo.，Ltd.制造的低压汞灯。
采用上述方式制造充电辊，该充电辊包括支承体、在支承体上形成的导电性弹性层(导电性弹性辊II的导电性弹性层的未改性区域)，和在导电性弹性层上形成的表面层(导电性弹性辊II的导电性弹性层的改性表面区域)。此充电辊是充电辊II。
制造的充电辊II的表面自由能(γ2 总计)是29.1mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.18，和表面层的静电容量(C)是1.02×10-8F。
充电辊II的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价结果示于表5。
实施例3
在表面抛光之前的导电性弹性辊III以与实施例1中相同的方式获得，区别在于在实施例1中的捏合的物质I改变成下述的捏合的物质III。
将捏合的物质III如下制备。
具体地，将100份氯醚橡胶(商品名：Epichlomer CG102，由Daiso Co.，Ltd.制造)、35份MT炭(商品名：HTC #20，由Shinnikka Carbon Co.，Ltd.制造)作为填料、5份膨润土(商品名：Bengel SH，由Hojun Co.，Ltd.制造)、5份氧化锌和1份硬脂酸由开炼机捏合30分钟。向通过捏合30分钟获得的混合物中加入作为硫化促进剂的1份二-2-二硫化苯并噻唑(商品名：NOCCELER DM-P，由Ouchi Shinko Chemical Co.，Ltd.制造)、作为硫化促进剂的1份一硫化四甲基秋兰姆(商品名：NOCCELER TS，由Ouchi Shinko Chemical Co.，Ltd.制造)和作为硫化剂的1.2份硫，将获得的混合物由开炼机进一步捏合15分钟以获得捏合的物质III。
然后，切掉在表面抛光之前导电性弹性辊III的导电性弹性层区域(橡胶区域)的两端，使得导电性弹性层区域的轴向宽度是231mm，和然后将导电性弹性层区域的表面由旋转研磨机抛光以获得导电性弹性辊(在表面抛光之后的导电性弹性辊)III，该导电性弹性辊III具有端部直径8.2mm和中心部直径8.5mm的冠状，其中十点平均粗糙度(Rz)是4.9μm和偏差是22μm。
获得的导电性弹性辊(表面抛光之后的导电性弹性辊)III的硬度是72度(Asker C)，表面自由能是36.4mJ/m2。
然后，将98份在其末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷(64质量％)和聚苯乙烯组分(36质量％)的共聚物和2份甲基三(甲基乙基酮肟)作为具有由式(4)表示的结构的可水解化合物加入乙酸乙酯/甲苯(质量比：25/1)的混合溶剂中以制备固体含量为5质量％的处理剂III，该共聚物具有如下组分：
·在其末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷：
HO(CH2)3O[SiO(CH3)2]n(CH2)3NCO(n的平均值：400)；和
·聚苯乙烯组分：
聚苯乙烯(狭义的聚苯乙烯)。
将此处理剂III在导电性弹性辊(在表面抛光之后的导电性弹性辊)III上环涂布以采用处理剂III浸渍导电性弹性辊III的导电性弹性层的表面区域。
然后，将波长254nm的紫外线以累积光量4350mJ/cm2施加到由处理剂III浸渍的导电性弹性层的表面区域，因此将表面区域改性。对于紫外线的施加，使用由Harison ToshibaLighting Co.，Ltd.制造的受激准分子UV灯。
采用上述方式制造充电辊，该充电辊包括支承体、在支承体上形成的导电性弹性层(导电性弹性辊III的导电性弹性层的未改性区域)和在导电性弹性层上形成的表面层(导电性弹性辊III的导电性弹性层的改性表面区域)。此充电辊是充电辊III。
制造的充电辊III的表面自由能(γ2 总计)是25.5mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.26，表面层的静电容量(C)是1.84×10-8F。
充电辊III的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价结果示于表5。
实施例4
将充电辊采用与实施例3相同的方式制造，区别在于将在实施例3中的在紫外线的施加中波长254nm的紫外线的累积量从4350J/cm2改变成8700J/cm2。此充电辊是充电辊IV。
制造的充电辊IV的表面自由能(γ2 总计)是24.9mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.22，表面层的静电容量(C)是9.51×10-9F。
充电辊IV的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价结果示于表5。
实施例5
导电性弹性辊(表面抛光之后的导电性弹性辊)III采用与实施例3中相同的方式制造。
然后，将27.84g(0.1mol)环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷(GPTES)、17.83g(0.1mol)甲基三乙氧基硅烷(MTES)和6.6g(0.0151mol(相当于7mol％，基于可水解硅烷化合物的总数量))十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷(FTS，具有6个碳原子的全氟烷基)作为可水解硅烷化合物、17.43g水和37.88g乙醇混合，然后将获得的混合物在室温下搅拌，然后回流同时加热24小时，因此获得可水解硅烷化合物缩合物V。
将此缩合物V加入2-丁醇/乙醇的混合溶剂中，以制备固体含量为7质量％的含缩合物的醇溶液V。
将0.35g芳族锍盐(商品名：ADEKA optomer SP-150，由Asahi Denka Co.，Ltd.制造)作为光阳离子聚合引发剂加入1100g含缩合物的醇溶液V，以制备用于表面层的涂布溶液V。
然后，将用于表面层的涂布溶液V环涂布在导电性弹性辊(表面抛光之后的导电性弹性辊)III的导电性弹性层上，将波长254nm的紫外线以累积光量9000mJ/cm2施加其上，将用于表面层的涂布溶液V固化(由交联反应固化)和干燥以形成表面层。对于紫外线的施加，使用由Harison Toshiba Lighting Co.，Ltd.制造的低压汞灯。
可想象通过紫外线的施加，使环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷的缩水甘油基团断裂，以引起缩合物V的交联反应。
采用上述方式制造充电辊，该充电辊包括支承体、在支承体上形成的导电性弹性层(与导电性弹性辊III的导电性弹性层相同)和在导电性弹性层上形成的表面层(包含使用用于表面层的涂布溶液V形成的聚硅氧烷的层)。此充电辊是充电辊V。
制造的充电辊V的表面自由能(γ2 总计)是18.4mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.26，表面层的静电容量(C)是1.43×10-8F。
充电辊V的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价的结果示于表5。
充电辊V的表面层的组成分析如下。
在10至1000倍的光学显微镜下，将在光学显微镜上安装的三维粗/细调节显微操纵器(由Narishige Co.，Ltd.制造)用于从采用与上述相同的方式制造的充电辊V的表面层取约1mg样品。
由TG-MS方法(将MS设备直接连接到TG设备)追踪由于在加热期间产生的气体质量数的所取样品的浓度变化以及作为温度函数的质量变化。测量条件示于表2。
表2
Figure C200580029549D00431
根据在上述条件下进行测量获得的TG-DTG(导数热重分析法(derivative thrmogravimetry))曲线，在大约室温的温度下开始识别出失重，在大约400至500℃和大约500-650℃的温度下开始识别出两阶段显著的失重。
在此，对于在400℃至500℃下产生的气体，可以观察到质量数(m/z)31、43、58和59的氧化烯基团(源自环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷的环氧丙氧基)，从失重的速率得到氧化烯基团在聚硅氧烷中的含量是37.36质量％，基于聚硅氧烷的总质量。
对于在500℃至600℃下产生的气体，可以观察到质量数(m/z)51、69、119和131的氟烷基(源自十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷的氟烷基)，从失重的速率得到氟烷基在聚硅氧烷中的含量是19.20质量％，基于聚硅氧烷的总质量。
可认为残基是聚硅氧烷中的硅氧烷部分，因此硅氧烷部分在聚硅氧烷中的含量是100.00-(37.36+19.20)＝43.44质量％，基于聚硅氧烷的总质量。
实施例6
充电辊采用与实施例5相同的方式制造，区别在于将在实施例5中的用于表面层的涂布溶液V改变成下述用于表面层的涂布溶液VI。此充电辊是充电辊VI。
将用于表面层的涂布溶液VI如下制备。
具体地，将27.84g(0.1mol)环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷(GPTES)、17.83g(0.1mol)甲基三乙氧基硅烷(MTES)和3.34g(0.0047mol(相当于2.3mol％，基于可水解硅烷化合物的总量))十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷(FTS，具有10个碳原子的全氟烷基)作为可水解硅烷化合物、16.6g水和31.7g乙醇混合，然后将获得的混合物在室温下搅拌，接着回流同时加热24小时，因此获得可水解硅烷化合物缩合物VI。
将此缩合物VI加入2-丁醇/乙醇的混合溶剂中以制备固体含量为7质量％的含缩合物的醇溶液VI。
将0.35g芳族锍盐(商品名：ADEKA optomer SP-150，由Asahi Denka Co.，Ltd.制造)作为光阳离子聚合引发剂加入3100g含缩合物的醇溶液VI中以制备用于表面层的涂布溶液VI。
制造的充电辊VI的表面自由能(γ2 总计)是22.1mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.26，表面层的静电容量(C)是4.78×10-8F。
充电辊VI的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价的结果示于表5。
充电辊VI的表面层的组成采用与实施例5中充电辊V的表面层的组成分析中相同的方式分析，发现氧化烯基团在聚硅氧烷中的含量是40.00质量％，基于聚硅氧烷的总质量，氟烷基在聚硅氧烷中的含量是11.90质量％，基于聚硅氧烷的总质量，和硅氧烷部分在聚硅氧烷中的含量是48.10质量％，基于聚硅氧烷的总质量。
实施例7
充电辊采用与实施例5相同的方式制造，区别在于将在实施例5中的用于表面层的涂布溶液V改变成下述用于表面层的涂布溶液VII。此充电辊是充电辊VII。
将用于表面层的涂布溶液VII如下制备。
具体地，将27.84g(0.1mol)环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷(GPTES)、24.04g(0.1mol)苯基三乙氧基硅烷(PhTES)和7.68g(0.0151mol(相当于7mol％，基于可水解硅烷化合物的总量))十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷(FTS，具有6个碳原子的全氟烷基)作为可水解硅烷化合物，17.43g水和53.82g乙醇混合，然后将获得的混合物在室温下搅拌，然后回流同时加热24小时，因此获得可水解硅烷化合物缩合物VII。
将此缩合物VII加入2-丁醇/乙醇的混合溶剂中以制备固体含量为7质量％的含缩合物的醇溶液VII。
将0.35g芳族锍盐(商品名：ADEKA optomer SP-150，由Asahi Denka Co.，Ltd.制造)作为光阳离子聚合引发剂加入5100g含缩合物的醇溶液VII中以制备用于表面层的涂布溶液VII。
制造的充电辊VII的表面自由能(γ2 总计)是19.1mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.27，表面层的静电容量(C)是3.54×10-8F。
充电辊VII的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价的结果示于表5。
充电辊VII的表面层的组成采用与实施例5中充电辊V的表面层的组成分析中相同的方式分析，发现氧化烯基团在聚硅氧烷中的含量是33.50质量％，基于聚硅氧烷的总质量，氟烷基在聚硅氧烷中的含量是12.90质量％，基于聚硅氧烷的总质量，苯基在聚硅氧烷中的含量是6.70质量％，基于聚硅氧烷的总质量，和硅氧烷部分在聚硅氧烷中的含量是46.90质量％，基于聚硅氧烷的总质量。对于在400℃至500℃下产生的气体，可以观察到质量数(m/z)78的苯和质量数(m/z)91的苯基(甲苯)，从此，计算苯基的上述含量，即6.70质量％。
实施例8
充电辊采用与实施例5相同的方式制造，区别在于将在实施例5中的用于用于表面层的涂布溶液V改变成下述用于表面层的涂布溶液VIII。此充电辊是充电辊VIII。
将用于表面层的涂布溶液VIII如下制备。
具体地，将41.43g(0.149mol)环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷(GPTES)、30.71g(0.149mol)己基三甲氧基硅烷(HeTMS)和11.42g(0.0224mol(相当于7mol％，基于可水解硅烷化合物的总量))十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷(FTS，具有6个碳原子的全氟烷基)作为可水解硅烷化合物、25.93g水和83.14g乙醇混合，然后将获得的混合物在室温下搅拌，随后回流同时加热24小时，因此获得可水解硅烷化合物缩合物VIII。
将此缩合物VIII加入2-丁醇/乙醇的混合溶剂中以制备固体含量为7质量％的含缩合物的醇溶液VIII。
将0.35g芳族锍盐(商品名：ADEKA optomer SP-150，由Asahi Denka Co.，Ltd.制造)作为光阳离子聚合引发剂加入7100g含缩合物的醇溶液VIII中以制备用于表面层的涂布溶液VIII。
制造的充电辊VIII的表面自由能(γ2 总计)是16.5mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.25，表面层的静电容量(C)是2.38×10-8F。
充电辊VIII的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价的结果示于表5。
充电辊VIII的表面层的组成采用与实施例5中充电辊V的表面层的组成分析中相同的方式分析，发现氧化烯基团在聚硅氧烷中的含量是29.18质量％，基于聚硅氧烷的总质量，氟烷基在聚硅氧烷中的含量是12.71质量％，基于聚硅氧烷的总质量，烷基在聚硅氧烷中的含量是22.50质量％，基于聚硅氧烷的总质量，和硅氧烷部分在聚硅氧烷中的含量是35.61质量％，基于聚硅氧烷的总质量。对于在400℃至500℃下产生的气体，可以观察到质量数(m/z)16、41等的烷基，从此计算烷基的上述含量，即22.50质量％。
实施例9
充电辊采用与实施例5相同的方式制造，区别在于将在实施例5中的用于表面层的涂布溶液V改变成下述用于表面层的涂布溶液IX。此充电辊是充电辊IX。
将用于表面层的涂布溶液IX如下制备。
具体地，将32.52g(0.117mol)环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷(GPTES)、28.08g(0.117mol)苯基三乙氧基硅烷(PhTES)、13.21g(0.064mol)己基三甲氧基硅烷(HeTMS)和11.42g(0.022mol(相当于7mol％，基于可水解硅烷化合物的总量))十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷(FTS，具有6个碳原子的全氟烷基)作为可水解硅烷化合物、25.93g水和77.12g乙醇混合，然后将获得的混合物在室温下搅拌，随后回流同时加热24小时，因此获得可水解硅烷化合物缩合物IX。
将此缩合物IX加入2-丁醇/乙醇的混合溶剂中以制备固体含量为7质量％的含缩合物的醇溶液IX。
将0.35g芳族锍盐(商品名：ADEKA optomer SP-150，由Asahi Denka Co.，Ltd.制造)作为光阳离子聚合引发剂加入5100g含缩合物的醇溶液IX中以制备用于表面层的涂布溶液IX。
制造的充电辊IX的表面自由能(γ2 总计)是15.5mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.25，表面层的静电容量(C)是5.12×10-8F。
充电辊IX的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价的结果示于表5。
充电辊IX的表面层的组成采用与实施例5中充电辊V的表面层的组成分析中相同的方式分析，发现氧化烯基团在聚硅氧烷中的含量是13.70质量％，基于聚硅氧烷的总质量，氟烷基在聚硅氧烷中的含量是6.10质量％，基于聚硅氧烷的总质量，烷基在聚硅氧烷中的含量是10.20质量％，基于聚硅氧烷的总质量，苯基在聚硅氧烷中的含量是6.40质量％，基于聚硅氧烷的总质量，和硅氧烷部分在聚硅氧烷中的含量是63.60质量％，基于聚硅氧烷的总质量。烷基和苯基的含量采用与实施例7和8中相同的方式计算。
对比例1
充电辊采用与实施例1相同的方式制造，区别在于将导电性弹性层的表面区域不采用处理剂I浸渍，将紫外线施加到实施例1中不采用处理剂I浸渍的导电性弹性层的表面区域。此充电辊是充电辊CI。
制造的充电辊CI的表面自由能(γ2 总计)是58.2mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.22，表面层的静电容量(C)是6.10×10-9F。
充电辊CI的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价的结果示于表5。
对比例2
充电辊采用与实施例3相同的方式制造，区别在于将采用处理剂III浸渍的导电性弹性层的表面区域进行热处理(160℃)1小时代替在实施例3中采用紫外线照射。此充电辊是充电辊CII。
制造的充电辊CII的表面自由能(γ2 总计)是25.5mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是1.96，表面层的静电容量(C)是1.51×10-8F。
充电辊CII的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价的结果示于表5。
对比例3
将100份用于弹性体的聚酯多元醇(商品名：NIPPOLAN4042(羟值：56KOHmg/g)，由Nippon Polyurethane IndustryCo.，Ltd.制造)和1份导电炭(商品名：TOKABLACK #3845，由Tokai Carbon Co.，Ltd.制造)由三辊磨(triple rollers)捏合以获得捏合的物质CIII。
然后，将捏合的物质CIII加热到100℃并在3mm Hg的减压下脱水3小时。
然后，将19.1g 2，6-甲苯二异氰酸酯(商品名：COSMONATE T-80，由Mitsui Chemicals Co.，Ltd.制造)加入经脱水的捏合的物质CIII中，使得NCO/OH比例是1.05，将它们剧烈混合2至3分钟，以获得用于导电性弹性层的组合物。
将用于导电性弹性层的此组合物倾入预先加热到150℃的模具(内模具是相似于用于实施例1的支承体的支承体)，放置60分钟以固化用于导电性弹性层的组合物，然后取出模具，将用于导电性弹性层的组合物在110℃下进一步硫化24小时。采用此方式，获得导电性弹性辊CIII。
获得的导电性弹性辊CIII的表面自由能是25.5mJ/m2。
然后，将100份聚氨酯树脂(商品名：RESAMINEME44-ELP，由Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.，Ltd.制造)、1.3份氟基改性剂(商品名：DAIAROMERFF-101(D)，制造商Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.，Ltd.)和0.05份匀涂性树脂(leveling resin)(商品名：GS-30，由Toagosei Co.，Ltd.制造)溶于177份甲乙酮和98份二甲基甲酰胺的混合溶剂，以制备用于表面层的涂布溶液CIII。
将用于表面层的此涂布溶液CIII浸涂在导电性弹性辊CIII的导电性弹性层上，在100℃下干燥30分钟以形成厚度为15μm的表面层。
采用此方式制造充电辊，该充电辊包括支承体、在支承体上形成的导电性弹性层和在导电性弹性层上形成的表面层。此充电辊是充电辊CIII。
制造的充电辊CIII的表面自由能(γ2 总计)是30.0mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.32，表面层的静电容量(C)是1.83×10-9F。
充电辊CIII的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价的结果示于表5。
对比例4
导电性弹性辊(表面抛光之后的导电性弹性辊)CIV采用与实施例1相同的方式获得，区别在于将在实施例1中的捏合的物质I改变成下述的捏合的物质CIV。
将捏合的物质CIV如下制备。
具体地，将100份氯醚橡胶(商品名：Epichlomer CG102，由Daiso Co.，Ltd.制造)、5份MT炭(商品名：HTC#20，由Shinnikka Carbon Co.，Ltd.制造)作为填料、5份氧化锌、1份硬脂酸、5份双(2-乙基己基)己二酸酯(商品名：DOA，由J-Plus Co.，Ltd.制造商)作为增塑剂和作为离子导电剂的1份高氯酸季铵由开炼机捏合30分钟。向通过捏合30分钟获得的混合物中加入作为硫化促进剂的1份二-2-二硫化苯并噻唑(商品名：NOCCELER DM-P，由Ouchi Shinko Chemical Co.，Ltd.制造)、作为硫化促进剂的1.0份一硫化四甲基秋兰姆(商品名：NOCCELER TS，由Ouchi Shinko Chemical Co.，Ltd.制造)和作为硫化剂的1.2份硫，将获得的混合物由开炼机进一步捏合15分钟以获得捏合的物质CIV。
对于获得的导电性弹性辊(表面抛光之后的导电性弹性辊)CIV，十点平均表面粗糙度(Rz)是5.6μm，偏差是28μm，硬度是70度(Asker C)，表面自由能是44.0mJ/m2。
然后，将42.9份内酯改性的丙烯酰基多元醇(商品名：Placcel DC2016(羟值：80KOHmg/g)，由Daicel ChemicalIndustries，Ltd.制造)溶于557.1份甲基·异丁基酮(MIBK)以制备固体含量为5.0质量％的溶液。将200份此溶液与10.7份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的嵌段类型的异氰脲酸酯类型三聚体(商品名：Vestanat B1370，制造商Degussa Huels Co.，Ltd.)混合，将获得的混合物由球磨机搅拌1小时，其后将溶液通过200目的网过滤以制备用于表面层的涂布溶液CIV。
然后，将用于表面层的涂布溶液CIV环涂布在导电性弹性辊(表面抛光之后的导电性弹性辊)CIV的导电性弹性层上，将波长172nm的紫外线以累积光量4350mJ/cm2施加于其上，将用于表面层的涂布溶液CIV固化和干燥以形成表面层。对于紫外线的施加，使用由Harison Toshiba Lighting Co.，Ltd制造的受激准分子UV灯。
采用此方式制造充电辊，该充电辊包括支承体、在支承体上形成的导电性弹性层和在导电性弹性层上形成的表面层。此充电辊是充电辊CIV。
制造的充电辊CIV的表面自由能(γ2 总计)是37.5mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.24，表面层的静电容量(C)是2.06×10-9F。
充电辊CIV的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价的结果示于表5。
对比例5
充电辊采用与实施例5相同的方式制造，区别在于将在实施例5中的用于表面层的涂布溶液V改变成下述的用于表面层的涂布溶液CV。此充电辊是充电辊CV。
将用于表面层的涂布溶液CV如下制备。
具体地，将35.04g(0.128mol)环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷(GPTES)、30.77g(0.128mol)苯基三乙氧基硅烷(PhTES)和13.21g(0.064mol)己基三甲氧基硅烷(HeTMS)作为可水解硅烷化合物、25.93g水和63.07g乙醇混合，然后将获得的混合物在室温下搅拌，随后回流同时加热24小时，因此获得可水解硅烷化合物缩合物CV。
将此缩合物CV加入2-丁醇/乙醇的混合溶剂中以制备固体含量为7质量％的含缩合物的醇溶液CV。
将0.35g芳族锍盐(商品名：ADEKA optomer SP-150，由Asahi Denka Co.，Ltd.制造)作为光阳离子聚合引发剂加入5100g含缩合物的醇溶液CV中以制备用于表面层的涂布溶液CV。
制造的充电辊CV的表面自由能(γ2 总计)是45.1mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.23，表面层的静电容量(C)是1.23×10-8F。
充电辊CV的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价的结果示于表5。
充电辊CV的表面层的组成采用与实施例5中充电辊V的表面层的组成分析中相同的方式分析，发现氧化烯基团在聚硅氧烷中的含量是16.30质量％，基于聚硅氧烷的总质量，烷基在聚硅氧烷中的含量是5.40质量％，基于聚硅氧烷的总质量，苯基在聚硅氧烷中的含量是9.90质量％，基于聚硅氧烷的总质量，和硅氧烷部分在聚硅氧烷中的含量是68.40质量％，基于聚硅氧烷的总质量。
对比例6
充电辊采用与实施例5相同的方式制造，区别在于将在实施例5中的用于表面层的涂布溶液V改变成下述用于表面层的涂布溶液CVI。此充电辊是充电辊CVI。
将用于表面层的涂布溶液CVI如下制备。
具体地，将56.16g(0.234mol)苯基三乙氧基硅烷(PhTES)、13.21g(0.064mol)己基三甲氧基硅烷(HeTMS)和11.42g(0.022mol(相当于7mol％，基于可水解硅烷化合物的总量))十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷(FTS，具有6个碳原子的全氟烷基)作为可水解硅烷化合物、25.93g水和61.50g乙醇混合，然后将获得的混合物在室温下搅拌，随后回流同时加热24小时，因此获得可水解硅烷化合物缩合物CVI。
将此缩合物CVI加入2-丁醇/乙醇的混合溶剂中以制备固体含量为7质量％的含缩合物的醇溶液CVI。
将0.35g芳族锍盐(商品名：ADEKA optomer SP-150，由Asahi Denka Co.，Ltd.制造)作为光阳离子聚合引发剂加入5100g含缩合物的醇溶液CVI中以制备用于表面层的涂布溶液CVI。
制造的充电辊CVI的表面自由能(γ2 总计)是16.1mJ/m2，表面动态摩擦系数(μ)是0.46，表面层的静电容量(C)是3.25×10-8F。
充电辊CVI的评价采用与实施例1的充电辊I的评价中相同的方式进行。评价的结果示于表5。
充电辊CVI的表面层的组成采用与实施例5中充电辊V的表面层的组成分析中相同的方式分析，发现氟烷基在聚硅氧烷中的含量是7.10质量％，基于聚硅氧烷的总质量，烷基在聚硅氧烷中的含量是5.40质量％，基于聚硅氧烷的总质量，苯基在聚硅氧烷中的含量是18.00质量％，基于聚硅氧烷的总质量，和硅氧烷部分在聚硅氧烷中的含量是69.50质量％，基于聚硅氧烷的总质量。
实施例1-9和对比例1-6中测量的总结结果示于表3和4。
表3
Figure C200580029549D00541
表4
Figure C200580029549D00551
表5
Figure C200580029549D00552
如上所述，根据本发明，可以提供充电构件和具有该充电构件的处理盒和电子照相设备，在该充电构件中，甚至重复长时间使用，调色剂、用于调色剂的添加剂或其类似物也难以粘附到表面，因此，即使将充电构件用于DC接触充电方法，也使充电和图像输出长时间稳定。
本申请要求来自下列日本专利申请的优先权：2004年9月2日提交的Nos.2004-255692，2004年12月28日提交的2004-379828，2005年5月23日提交的2005-149452，和2005年8月30日提交的2005-248687，其在此引入作为参考。

Claims (8)

1.一种充电构件，其包括支承体、在该支承体上形成的导电性弹性层和在该导电性弹性层上形成的表面层，其特征在于，该表面层是通过步骤(VII)和(VIII)形成的层：
(VII)采用处理剂浸渍该导电性弹性层的表面区域的浸渍步骤，该处理剂包含在其末端具有异氰酸酯基团的硅氧烷与聚酯组分和聚苯乙烯组分的至少一种的共聚物，以及具有由式(4)表示的结构的可水解化合物：
(Z41)h—M41—(Rh41)k-h         (4)
其中h是1，和k是4；Z41表示单价有机基团，是选自由氨基，甲基丙烯酰基，乙烯基，环氧基团，巯基和烷基组成的组中的任意基团；M41是Si；和Rh41表示可水解基团；和
(VIII)采用紫外线照射经处理剂浸渍的导电性弹性层的表面区域的照射步骤。
2.根据权利要求1所述的充电构件，其中，该表面层具有由式(i)至(iii)表示的性能：
(i)6mJ/m2<表面自由能γ2 总计≤35mJ/m2；
(ii)0.1≤表面动态摩擦系数μ≤0.3；和
(iii)1.0×10-6F≥静电容量C≥5.0×10-9F。
3.根据权利要求2所述的充电构件，其中，该导电性弹性层的表面自由能γ1 总计是40mJ/m2以下，γ1 总计和γ2 总计具有由式(iv)表示的关系：
(iv)|γ1 总计-γ2 总计|≥10mJ/m2。
4.一种处理盒，其一体化支承电子照相感光构件和使电子照相感光构件的表面充电的充电构件，并可拆卸地安装到电子照相设备主体，其特征在于，该充电构件是根据权利要求1-3任一项所述的充电构件。
5.根据权利要求4所述的处理盒，其中，该充电构件被布置成与电子照相感光构件接触。
6.一种电子照相设备，其包括电子照相感光构件和使电子照相感光构件充电的充电构件，其特征在于，该充电构件是根据权利要求1-3任一项的充电构件。
7.根据权利要求6所述的电子照相设备，其中，该充电构件被布置成与电子照相感光构件接触。
8.根据权利要求6所述的电子照相设备，其中，该电子照相设备包括仅将直流电压施加到该充电构件的电压施加装置。
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