CN103210353A - 充电构件 - Google Patents

Abstract

提供一种充电构件，即使当长期使用时也很少受到源自显影剂的组分的粘着，并且具有抑制压缩永久变形的发生的弹性层。所述充电构件包括导电性支承体和导电性弹性层，其中通过用电子束照射包含含有丙烯腈丁二烯橡胶和苯乙烯丁二烯橡胶的橡胶混合物的交联产物的橡胶层表面来形成所述弹性层，并且苯乙烯丁二烯橡胶具有1,2-乙烯基键以及顺式-1,4键和/或反式-1,4键，且包含相对于1,2-乙烯基键、顺式-1,4键和反式-1,4键的总摩尔数为31至61摩尔%的量的1,4-键。

Description

充电构件

技术领域

本发明涉及在与电子照相设备中的感光构件抵接的同时要使用的充电构件和电子照相设备。

背景技术

日本专利申请特开第2007-163849号公报公开了一种充电构件，其显示出电阻变化小且不论是否存在表面层几乎不污染被充电体。具体地，所述文献公开了电子照相用导电性构件，其包括在导电性支承体上的导电性弹性体，所述导电性弹性体具有：含有丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)和导电性颗粒的基体相(matrix phase)；和含有NBR和苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的至少一种的区域相(domain phase)。另外，日本专利申请特开第2007-163849号公报公开为了可控制调色剂和外部添加剂对导电性弹性层表面的粘着性，优选将导电性弹性层的表面进行离型处理(release treatment)。另外，作为所述处理的具体手段，所述文献公开了包括施加能量射线例如电子束来使导电性弹性层的表面高度交联的方法。在日本专利申请特开第H11-149201号公报中也公开了包括将充电构件的半导电性弹性层的表面用紫外线照射以使其表面性质改性的技术。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开第2007-163849号公报

专利文献2：日本专利申请特开第H11-149201号公报

发明内容

发明要解决的问题

NBR由于例如其优异的加工性而被经常用作充电构件的表面层的组分。然而，在充电构件具有使用NBR作为唯一的原料橡胶的弹性层作为表面层的情况中，源自显影剂的调色剂或外部添加剂由于NBR具有极性基团而易于粘着到充电构件的表面。即使当如上述各日本专利申请特开第2007-163849和H11-149201号公报中所述使表面进行此类表面改性时，此类问题仍具有改善的余地。

鉴于上述，本发明的发明人已尝试除NBR之外还添加没有任何极性基团的SBR作为弹性层用原料橡胶来应对所述问题。结果，发明人能够有效地抑制调色剂等对通过使用含有NBR和SBR作为原料橡胶的橡胶配混物而形成的弹性层表面的粘着。在用电子束等照射弹性层的表面的情况中相似地观察到该趋势。

然而，本发明的发明人已发现使用SBR作为原料橡胶涉及到新问题的出现。即，通过使用包含NBR和SBR作为原料橡胶的橡胶配混物而形成的弹性层、通过电子束照射在其表面上而获得的弹性层，与包含NBR作为唯一橡胶组分且通过电子束照射在其表面上而获得的弹性层相比，有时易于经受压缩永久变形。

当将长期静置的同时使充电构件与电子照相感光构件抵接时，在其部分表面层上可能发生不易于复原的变形，即压缩永久变形。以下，“压缩永久变形”缩写为“C永久变形”。局部发生C永久变形的充电构件在已发生C永久变形的部分和未发生C永久变形的部分之间显示电子照相感光构件带电性能的差异，且所述带电性能的差异可表现为电子照相图像中的条纹状不均匀。

另外，发明人已发现在具有通过使用包含NBR和SBR作为原料橡胶的橡胶配混物形成弹性层(所述弹性层通过电子束照射在其表面上而获得)的充电构件的情况中，需要抑制C永久变形的发生。

鉴于上述，本发明的目的是提供具有即使当长期使用充电构件时源自显影剂的组分也几乎不粘着且抑制压缩永久变形发生的弹性层的充电构件。

本发明另外的目的是提供能够稳定地形成高品质电子照相图像的电子照相设备。

用于解决问题的方案

根据本发明，提供一种充电构件，其包括：导电性支承体和导电性弹性层，其中：通过将电子束照射在由包含丙烯腈-丁二烯橡胶和苯乙烯-丁二烯橡胶的橡胶混合物的交联产物组成的橡胶层的表面上来形成所述弹性层；具有丁二烯骨架的橡胶具有由下式(1)表示的1,2-乙烯基键和选自由下式(2)表示的顺式-1,4键和由下式(3)表示的反式-1,4键的至少一种键；且顺式-1,4键和反式-1,4键的摩尔数之和与1,2-乙烯基键、顺式-1,4键和反式-1,4键的总摩尔数之比为31摩尔%以上且61摩尔%以下。

另外，根据本发明，提供电子照相设备，其包括：上述充电构件；和配置为通过所述充电构件可带电的电子照相感光构件。

发明的效果

根据本发明，可获得具有以下效果的充电构件：抑制调色剂固着或粘附到充电构件表面、或抑制源自显影剂的调色剂或外部添加剂粘着到电子照相感光构件的表面，且在充电构件中几乎不发生C永久变形。

另外，根据本发明，可获得能够稳定地形成高品质电子照相图像的电子照相设备。

附图说明

图1为用于说明充电辊的结构实例的示意性截面图。

图2为根据本发明的电子照相设备的截面图。

图3为用于说明电子束照射设备的结构实例的示意图。

图4为根据本发明的处理盒的截面图。

具体实施方式

为了实现所述目的本发明的发明人进行了研究。结果，发明人已发现当使用相对于源自分子中的丁二烯骨架的1,2-乙烯基键、顺式-1,4键和反式-1,4键的总摩尔数，1,2-乙烯基键的摩尔数在预定范围的SBR作为用作弹性层用原料橡胶的SBR时，可有利地实现所述目的。

即，发明人已揭示在通过使用包含NBR和SBR的橡胶混合物作为原料橡胶并进行电子束照射所形成的弹性层中容易发生C永久变形的原因在于，在SBR的分子结构中存在的三种类型的双键中响应于电子束键合断裂的容易性的差异所致。

图4说明存在于SBR分子中的丁二烯单元的化学结构。在丁二烯单元中存在三种类型的双键，即，1,2-乙烯基键、顺式-1,4键和反式-1,4键。另外，发明人已发现当电子束照射时这三种类型的双键中形成1,2-乙烯基键的双键比其它两种类型的双键更容易断裂。鉴于上述，发明人基于在用作原料橡胶的SBR中1,2-乙烯基键的量影响包含SBR的橡胶层当用电子束照射橡胶层时的交联结构的发展程度的预测，进行了试验。结果，发明人已发现如预测的那样，调节SBR中1,2-乙烯基键的量可增加通过电子束照射所形成的弹性层的硬度，由此提供几乎不发生C永久变形的弹性层。

以下将详细描述本发明。

图1说明根据本发明的充电辊1的截面图。充电辊1具有导电性支承体11和形成于所述支承体11上作为表面层的导电性弹性层12。

<弹性层>

通过将电子束照射在由包含丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)和苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的橡胶混合物的交联产物形成的橡胶层的表面上来获得弹性层。

橡胶混合物中NBR和SBR之间的混合比(摩尔比，(NBR:SBR))优选为90摩尔%:10摩尔%至10摩尔%:90摩尔%，特别优选80摩尔%:20摩尔%至20摩尔%:80摩尔%。

提高SBR的比例对于抑制由于弹性层表面的极性趋于进一步降低引起的调色剂等的粘着是有利的。同时，提高NBR的比例对于抑制由于当电子束照射时弹性层的表面的交联结构发展至更高程度发生的C永久变形是有利的。

<<NBR>>

丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)为丙烯腈和1,3-丁二烯的共聚物。

NBR为适于用作弹性层用组分的橡胶，这是因为NBR的加工性和耐磨耗性优异。然而，因为NBR具有高极性，所以调色剂或外部添加剂易于粘着到包含NBR作为唯一橡胶组分的橡胶层。虽然通过将电子束照射在橡胶层上以进行表面改性来缓和所述趋势，但是所述趋势仍存在进一步缓和的余地。

NBR的特性取决于其分子中丙烯腈和丁二烯的共聚比而变化。较大量的丙烯腈导致NBR分子运动性的进一步降低，因此对于抑制低分子量组分从弹性层的渗出和抑制其由于臭氧等而劣化是有利的。同时，较大量的丁二烯组分可进一步抑制在寒冷环境中弹性层硬度的增加。

因此，作为根据本发明的NBR优选使用丙烯腈单元的摩尔数与丙烯腈单元和丁二烯单元的总摩尔数的摩尔比为31摩尔%以上且36摩尔%以下的所谓的中高腈。

在本发明中还可使用任意变性的NBR例如羧化的XNBR、通过用异戊二烯替代部分丁二烯获得的NBIR、通过使丁二烯的部分双键氢化获得的HNBR或部分交联的NBR。

<<SBR>>

根据本发明的SBR为使得-1,4键(即，由下式(2)表示的顺式-1,4键和由下式(3)表示的反式-1,4键)的摩尔数之和与源自丁二烯骨架的由下式(1)表示的1,2-乙烯基键、所述顺式-1,4键和所述反式-1,4键的总摩尔数的比为31摩尔%以上且61摩尔%以下。

图4说明SBR的丁二烯骨架部分的结构式。本发明的发明人获得以下新发现。在SBR的分子中的丁二烯骨架部分中存在的1,2-乙烯基键的量极大地有助于当用电子束照射橡胶层时橡胶层固化的程度。

即，1,2-乙烯基键的分子间结合能比顺式-1,4键和反式-1,4键的分子间结合能小，因此当电子束照射时1,2-乙烯基键部分的双键趋于相对容易地断裂。因此，认为SBR中的1,2-乙烯基键的量极大地影响当用电子束照射橡胶层时包含SBR的橡胶层固化的程度。

另外，根据本发明的SBR为使得顺式-1,4键和反式-1,4键的摩尔数之和与1,2-乙烯基键、顺式-1,4键和反式-1,4键的总摩尔数之比为31摩尔%以上且61摩尔%以下，换言之，1,2-乙烯基键的摩尔数与1,2-乙烯基键、顺式-1,4键和反式-1,4键的总摩尔数之比为39摩尔%以上且69摩尔%以下。结果，与NBR组合使用SBR作为橡胶层用原料橡胶导致抑制电子束照射后橡胶层中的交联结构发展程度的降低。

根据本发明的SBR可通过例如在烃类熔剂中用有机锂化合物作为引发剂使乙烯基芳香烃和共轭二烯聚合来获得。例如，作为在本发明中使用的乙烯基芳香烃可使用苯乙烯。例如，作为共轭二烯可使用1,3-丁二烯。

SBR通过例如在烃类熔剂中使用引发剂例如有机碱金属化合物阴离子活性聚合来获得。烃类熔剂的实例包括戊烷、己烷、庚烷、辛烷、甲基环戊烷、环己烷、苯、甲苯和二甲苯。其中，优选环己烷和庚烷。

另外，作为聚合引发剂可使用通常已知对共轭二烯和芳族乙烯基化合物具有阴离子聚合活性的脂族烃碱金属化合物、芳香烃碱金属化合物或有机氨基碱金属化合物等。碱金属的实例包括锂、钠和钾。适宜的有机碱金属化合物为各自具有1至20个碳原子的脂族和芳族烃锂化合物，并且其实例包括在其分子中含有一个锂原子的化合物以及在其分子中各自含有多个锂原子的二锂化合物、三锂化合物和四锂化合物。其具体实例包括正丙基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、1,6-亚己基二锂、丁间二烯基二锂、异戊二烯基二锂、二异丙烯基苯和仲丁基锂的反应产物以及二乙烯基苯、仲丁基锂和少量1,3-丁二烯的反应产物。

当试图改善聚合引发剂的反应性时，或者当试图随机排列要引入到聚合物的芳族乙烯基化合物的分子或提供芳族乙烯基化合物的单链时，可与聚合引发剂一起添加钾化合物。与聚合引发剂一起添加的钾化合物的实例包括烷氧基钾和苯酚钾，其典型地为异丙氧基钾、叔丁氧基钾、叔戊氧基钾(potassium t-amyloxide)、正庚氧基钾、苄氧基钾和苯酚钾；异戊酸、癸酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚麻酸、苯甲酸、邻苯二甲酸和2-乙基己酸的钾盐；有机磺酸例如十二烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸、十六烷基苯磺酸和十八烷基苯磺酸的钾盐；和有机亚磷酸偏酯例如亚磷酸二乙酯、亚磷酸二异丙酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸二丁酯和亚磷酸二月桂酯的钾盐。

另外，根据需要可通过使用极性有机化合物例如醚、聚醚、叔胺、多胺、硫醚或六甲基磷三酰胺作为用于调节源自丁二烯的分子结构中的乙烯基键的量的化合物，以预定比例使作为单体的丁二烯和有些情况中的苯乙烯共聚来获得SBR。可通过调节所使用的极性有机化合物的量以及聚合温度来控制乙烯基键的量。乙烯基键的量可借助于核磁共振设备(NMR)来把握。

可将一种以上的其它橡胶在不大大地影响本发明特性的范围内添加到导电性弹性体组合物。其它橡胶的实例包括乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、聚丁二烯、天然橡胶、聚异戊二烯、氯丁二烯(CR)、硅橡胶、聚氨酯橡胶和氟橡胶。

本发明中，可将作为导电性颗粒的炭黑引入橡胶混合物。可将炭黑的配混量控制为可使弹性层的电阻为期望值。作为指导，炭黑的配混量基于100质量份原料橡胶优选为20至70质量份，特别优选25至60质量份。

炭黑的类型不特别限定，且其具体实例包括：导电性炭黑例如科琴黑和乙炔黑；和橡胶用炭黑例如SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT和MT。

另外，根据需要可将通常用作橡胶用配合剂的填料、加工助剂、交联助剂、交联促进剂、交联促进助剂、交联延迟剂、软化剂、增塑剂或分散剂等添加到橡胶混合物。

可给出包括使用封闭型混合机例如班伯里混合机或加压式捏合机的混合方法、包括使用开放型混合机例如开炼机等的混合方法等作为这些原料的混合方法。

弹性层形成于其上的支承体的生产方法为例如，包括以下的方法：用挤出机将未硫化状态的橡胶混合物挤出为管状；在硫化罐中硫化挤出物以提供橡胶管；将芯轴压入橡胶管；然后研磨橡胶管的表面以提供所需外径。

另外的方法可以是例如包括以下的方法：用安装有十字头的挤出机将橡胶混合物与芯轴一起进行共挤出；在芯轴的外周面上形成具有预定外径的橡胶层；然后在具有预定内径的圆筒形模具中固定芯轴；和硫化橡胶层以提供弹性层。

为了使弹性层可具有所需的形状或所需的表面粗糙度可磨削弹性层。

弹性层表面的磨削方法包括，例如，包括沿辊的推力方向移动磨石或辊以进行磨削的横向磨削模式(traverse grinding mode)。还给出包括在绕芯轴的轴旋转辊的同时在不使比辊长度更宽的磨石往复运动的情况下进行切削的切入式磨削模式(plunge cut grinding mode)。其中，切入式圆筒形磨削模式由于所述模式具有弹性体辊的整个宽度可全部一次磨削的优势，并因此与横向圆筒形磨削模式相比可缩短处理时间，所以是更优选的。

本发明中，用电子束照射硫化后的弹性层的表面以使弹性层的表面及其附近可固化。

图3说明用于用电子束照射弹性层表面的电子束照射设备的示意图。

根据本发明的电子束照射设备在旋转辊的同时用电子束照射所述辊的表面，并且如图3所示包括电子束发生部31、照射室32和照射口33。

电子束发生部31具有用于发生电子束的端部34和用于在真空空间(加速空间)中使在端部34发生的电子束加速的加速管35。另外，用真空泵等(未示出)将电子束发生部的真空度保持于10^-3至10^-6Pa以便可防止电子与气体分子碰撞以损失其能量。

用电源(未示出)使电流通过长丝(filament)36以加热长丝。结果，长丝36发出热电子。热电子中，有效地取出仅通过端部34的热电子作为电子束。然后，通过电子束的加速电压在加速管35的加速空间中加速电子束。之后，电子束透过照射口箔37，然后用所述束照射在照射口33下方的照射室32中输送的橡胶辊38。

当用电子束照射用弹性层包覆芯轴外周获得的橡胶辊38时，照射室32中的气氛为氮气气氛。另外，通过用辊旋转构件39旋转的输送手段在照射室内将橡胶辊38从图3中的左侧向右侧移动。应当注意电子束发生部31和照射室32的周围进行铅屏蔽(未示出)以免在电子束照射时二次发生的X射线会泄露到外面。

照射口箔37由金属箔形成，并用作电子束发生部中的真空气氛和照射室中的空气气氛之间的间隔。另外，通过照射口箔37将电子束取出到照射室内部。当施用电子束来照射辊时，在用电子束照射所述辊的照射室32中的气氛为氮气气氛。因此，在电子束发生部31和照射室32之间的边界设置的照射口箔37期望如下所述。所述箔没有任何针孔并具有可充分保持电子束发生部中的真空气氛的机械强度，且电子束容易地透过所述箔。因此，照射口箔37期望为比重小且壁厚小的金属，因此典型地使用铝或钛箔。

用电子束固化处理的条件通过电子束的加速电压和剂量来确定。加速电压影响固化处理的深度，作为指导，本发明中的加速电压作为低能区为40kV以上且300kV以下，特别是80kV以上且150kV以下。这是由于以下原因。可获得用于获得本发明的效果的足够的处理厚度。另外，抑制设备成本随电子束照射设备的大型化而增加。

电子束照射中的电子束的剂量由下列数学式(1)定义。

[数学式1］

数学式(1)D=(K·I)/V

数学式(1)中，D表示剂量(kGy)，K表示设备常数，I表示电子电流(mA)和V表示处理速度(m/min)。另外，设备常数K为表示个体设备的效率的常数，并且为设备性能的指标。设备常数K通过在恒定加速电压条件下改变电子电流和处理速度的同时测量剂量来测定。

电子束的剂量如下所述测量。将剂量测定用膜贴附到辊表面，用电子束照射设备实际上处理所得物，用膜剂量计对辊表面上的剂量测定用膜进行测量。所用剂量测定用膜和膜剂量计分别为FWT-60和FWT-92D型(各自为商品名，由Far West Technology,Inc.制造)。

图2为根据本发明的电子照相设备的截面图。附图标记21表示作为被充电体的电子照相感光构件，本实例的电子照相感光构件为鼓状电子照相感光构件，其包括具有导电性的由铝等制成的导电性支承体21b和形成于支承体21b上的感光层21a作为基本构成层。所述构件围绕轴21c在图中顺时针以预定圆周速度旋转驱动。附图标记1表示充电辊，其为本发明的充电构件。

将充电辊1与电子照相感光构件21接触放置，并使电子照相感光构件充电至预定的极性和预定的电位(一次充电)。充电辊1由芯轴11和形成于芯轴11上的导电性弹性层12形成，并且芯轴11的两端部通过按压手段(未示出)压向电子照相感光构件21，从而辊可以跟随电子照相感光构件21的旋转驱动而旋转。通过连接到电源23的摩擦电源23a将预定的直流偏压施加到芯轴11。因此，使电子照相感光构件21进行接触充电至预定的极性和预定的电位。

然后，将其外周面已被充电辊1充电的电子照相感光构件21通过曝光手段24进行目标图像信息的曝光(例如激光束扫描曝光或原稿图像的狭缝曝光)，从而可在外周面上形成对应于目标图像信息的静电潜像。然后，通过显影构件25使静电潜像作为调色剂图像顺续地可视化。然后，将调色剂图像通过转印手段26顺续地转印到以与电子照相感光构件21的旋转同步地从供纸部(未示出)取出的、并以适当时间输送到电子照相感光构件21和转印手段26之间的转印部的转印材料27上。本实施例的转印手段26为转印辊，并通过将转印手段充电至与来自转印材料27反面的调色剂的极性相反的极性来将在电子照相感光构件21侧上的调色剂图像转印到转印材料27上。

具有转印至其表面上的调色剂图像的转印材料27从电子照相感光构件21分离并输送到定影手段(未示出)以使图像可定影。然后，将材料作为图像形成物输出。可选地，当图像也形成于其背面上时，将所述材料输送到用于再输送到转印部的手段。

将图像转印后的电子照相感光构件21的外周面通过预曝光手段28进行预曝光以便可以除去电子照相感光鼓上的残余电荷(静电放电)。从图像转印后的电子照相感光构件21的外周面通过清洁构件29将转印残余调色剂等除去，以便可以清洁表面。然后，使电子照相感光构件重复地进行图像形成。清洁构件29由弹性刮板形成。

实施例

以下，通过实施例更详细地描述本发明。术语“份”指“质量份”，除非另有说明。另外，使用商购高纯度产品作为试剂等，除非另作说明。

(苯乙烯-丁二烯橡胶的合成)

<苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)-1>

将表1中所示的材料投入内容积为15L和用氮气置换的高压釜反应容器，然后调节反应容器中的内容物的温度至30℃。之后，将645mg(10.08mmol)正丁基锂添加到所述内容物，然后引发聚合。

[表1]

环己烷	8,250g
		四氢呋喃	27g
苯乙烯	450g
		1,3-丁二烯	1,320g
十二烷基苯磺酸钾	294mg(0.81mmol)

在当聚合转化率达到99%的时间点，将30g丁二烯添加到所得物，然后继续聚合另外的五分钟。之后，将2,6-二叔丁基对甲酚添加到反应后的聚合物溶液，然后凝固所产生的聚合物。之后，在60℃的温度下减压干燥所得物24小时。因此，获得苯乙烯-丁二烯橡胶-1。通过由此获得的产物的NMR测量来鉴定1,2-乙烯基键的量。通过FT-NMR(400MHz，JNM-EX400(由JEOL Ltd.制造))测量1H-NMR光谱，然后通过使用基于化学位移为4.7至5.2ppm(定义为信号C0)的乙烯基键的质子(=CH₂)与基于化学位移为5.2至5.8ppm(定义为信号D0)的1,4键的质子(=CH-)之间的积分强度比，由下列数学式(2)计算1,2-乙烯基键的量V(%)。

[数学式2］

数学式(2)V=(2C0/(C0+2D0))×100

<SBR-2>

除了将四氢呋喃的量变为36g以外，以与苯乙烯-丁二烯橡胶-1中相同的方式获得SBR-2。

<SBR-3>

除了将四氢呋喃的量变为84g以外，以与苯乙烯-丁二烯橡胶-1中相同的方式获得SBR-3。

<SBR-4>

除了将四氢呋喃的量变为135g以外，以与苯乙烯-丁二烯橡胶-1中相同的方式获得SBR-4。

<SBR-5>

除了将四氢呋喃的量变为8g以外，以与苯乙烯-丁二烯橡胶-1中相同的方式获得SBR-5。

下表2示出对于各SBR-1至SBR-5的丁二烯中的1,2-乙烯基键的量和1,4键的量。

[表2]

<实施例1>

(橡胶材料的制备)

将表3所示的材料用6-L加压捏合机以65体积%的填充率和30rpm的叶片旋转频率混合16分钟。因此，获得未硫化的橡胶组合物。

[表3]

将表4中所示的材料添加到156质量份未硫化的橡胶组合物，然后将内容物用辊直径为12英寸的开炼机以前辊旋转频率为8rpm、后辊旋转频率为10rpm且辊间隙为2mm混合20分钟。因此，获得弹性层形成用未硫化橡胶组合物。

[表4]

(橡胶辊的成型)

将弹性层用未硫化的橡胶组合物用排气式橡胶挤出机(vented rubberextruder)(φ45-mm排气式挤出机，L/D=20，由Nakata Engineering Co.,Ltd.制造)挤出为管形状，然后在硫化罐中用加压蒸汽在160℃下进行一次硫化30分钟。因此，获得外径为10mm、内径为5.5mm和长度为250mm的橡胶管。

将导电性热熔性粘合剂施涂到直径为6mm和长度为252mm的圆筒形导电性芯轴(钢制并具有镀镍表面)的沿芯轴圆柱面的轴向长度为232mm的中央部，然后在80℃的温度下干燥30分钟。将橡胶管压入已施涂粘合剂的芯轴上，然后在160℃下的热风炉中将所得物进行二次硫化和粘合处理30小时。切断所得复合体的两橡胶端部以产生橡胶部的长度为232mm的未研磨的辊。将未研磨的辊的橡胶部用研磨机(LEO-600-F4-BME，由MINAKUCHIMACHINERY WORKS LTD.制造)研磨。因此，获得具有端部直径为8.35mm和中央部直径为8.50mm的冠状弹性层作为表面层的橡胶辊1。

(橡胶辊表面硬度的测量)

用显微硬度计(商品名：MD-1capa，由KOBUNSHI KEIKI CO.,LTD.制造)在温度为23℃和相对湿度为55%RH的环境中根据峰保持模式测量橡胶辊1的表面硬度。更具体地，在金属板上放置充电构件，放置金属块以简单固定充电构件以免充电构件会滚动，将测量端子从垂直于金属板的方向上准确地压向充电构件的中心，并读取从按压起经过5秒后的值。在距离充电构件的橡胶端部为30至40mm的位置的两端部及其中央部的各自沿圆周方向上的3个位点(总计9个位点)进行测量。所得测定值的平均值定义为橡胶辊的表面硬度。

另外，用通用硬度计(商品名：超显微硬度计(UltramicrohardnessMeter)H-100V，由Fischer制造)测量橡胶辊1的表面硬度。使用四角锥型金钢石作为测量用压头。通用硬度为在施加负荷的同时将压头压入被测量物而测量的物理性质值，并测定为(试验负荷)/(在试验负荷下压头的表面积)(N/mm²)的比。在测量设备中，在施加预定的、相对小的试验负荷的同时，将压头例如四角锥压入被测量物，在当达到预定的按压深度时的时间点，由按压深度测定与对象物接触的压头的表面积，并由上述等式测定通用硬度。换言之，当在恒定负荷测量条件下将压头压入被测物时，将压头压至所述深度时的应力定义为通用硬度。

另外，将压头的按压深度达到10μm的最大硬度定义为橡胶辊1的表面硬度。

(对表面层的电子束照射处理)

通过将电子束照射在橡胶辊1的橡胶层的表面上来获得充电辊1。在电子束照射中使用最大加速电压为150kV和最大电子电流为40mA的电子束照射设备5(由Iwasaki Electric Co.,Ltd.制造)，并在照射时进行氮气吹扫。下表5示出处理条件。

[表5]

加速电压	150kV
		电子电流	35mA
处理速度	1m/min.
		氧浓度	100ppm

(充电辊表面硬度的测量)

用显微硬度计(商品名：MD-1capa，由KOBUNSHI KEIKI CO.,LTD.制造)和通用硬度计(商品名：超显微硬度计H-100V，由Fischer制造)测量充电辊1的表面硬度。测量用压头和测量条件与橡胶辊1的表面硬度的测量的那些相同。

(图像评价)

将充电辊1作为充电辊安装到能够沿纵向输出A4-大小的纸的激光打印机(商品名：LaserJet P1005,由Hewlett-Packard Company制造)用处理盒上。应当注意，此处使用的充电辊1不同于进行电阻测量和硬度测量的那些。将处理盒安装至激光打印机上，然后输出1,000张电子照相图像。此时输出的图像各自为在2点水平线后重复118点页边空白的标尺线状图像。

应当注意，在23℃的温度和50%RH的相对湿度的环境中进行图像输出。另外，还根据其中每次输出一张电子照相图像电子照相感光鼓的旋转停止7秒的所谓间歇模式进行图像输出。

(评价1)

目视观察所得1,000张电子照相图像，并根据下表6所示的标准评价是否存在由于固着到充电辊或电子照相感光构件的表面的物质所引起的图像缺陷。

充电辊借助于在充电辊和感光构件之间的接触辊隙附近的微小间隙处发生的放电使感光构件的表面带电。此时产物的电晕放电产物或源自显影剂的组分(例如调色剂或外部添加剂)与充电辊或感光构件的表面压接或固定到充电辊或感光构件的表面。结果，可发生由任何此类产物或组分引起的图像缺陷。另外，表面硬度较低的充电辊在充电辊和感光构件之间产生较大的接触面积，因此易于形成固着到充电辊或感光构件表面的物质。因此，在该评价中可把握充电辊的表面硬度和图像缺陷之间的相关性。

(评价2)

接下来，将完成1,000张电子照相图像输出后的激光打印机静置于25℃的温度和40%的相对湿度的环境中24小时，然后，在相同的环境中输出一张电子照相图像。目视观察所述图像，并根据下表7中所述的标准评价启动时是否存在条纹及其状况。启动时的条纹为在充电辊和感光构件之间残余的调色剂、外部添加剂或磨耗粉由于在充电辊和感光构件之间长期存在而当重新开始输出时作为图像缺陷出现的现象。

[表6]

评价等级	标准
		A	在1,000张电子照相图像中未观察到缺陷。
B	观察到缺陷的电子照相图像的数量为20以下。
		C	观察到缺陷的电子照相图像的数量为50以上且100以下。
D	观察到缺陷的电子照相图像的数量为200以上。

[表7]

(评价3)

将充电辊1作为充电辊安装到激光打印机用处理盒上。将处理盒静置于40℃的温度和95%RH的相对湿度的环境中1个月(苛刻放置)。接下来，将处理盒静置于23℃的温度和50%的相对湿度的环境中6小时。之后，将处理盒安装到激光打印机上，然后在23℃的温度和50%的相对湿度的环境中输出3个半色调图像(其各自为沿感光构件的旋转方向和与其垂直的方向以2点间隔绘制各自具有1点宽度的水平线的图像)。对由此输出的3张半色调图像，通过目视观察由下表8所示的标准评价由于充电辊的C永久变形所引起的条纹等的发生状况。

[表8]

<实施例2和3>

除了实施例1中在表3的材料组成中，使用将SBR-1变为SBR-2或SBR-3获得的未硫化的橡胶组合物以外，以与实施例1相同的方式各自生产橡胶辊2和橡胶辊3。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊2和橡胶辊3的表面硬度。另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊2和橡胶辊3各自的表面上以固化表面来获得各充电辊2和充电辊3。以与实施例1相同的方式对这些充电辊进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例4和5>

除了将实施例1中表3的材料组成中的炭黑的配混量变为30质量份或70质量份以外，以与实施例1相同的方式各自生产橡胶辊4和橡胶辊5。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊4和橡胶辊5的表面硬度。另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在各橡胶辊4和橡胶辊5的表面上以固化表面来获得各充电辊4和充电辊5。以与实施例1相同的方式对这些充电辊进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例6>

除了实施例1中表3的材料组成中，将SBR-1变为SBR-3和将炭黑的配混量变为30质量份以外，以与实施例1相同的方式成型橡胶辊6。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊6的表面硬度。另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊6的表面上以固化表面来获得充电辊6。以与实施例1相同的方式对充电辊6进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例7>

除了实施例1中表3的材料组成中，将SBR-1变为SBR-3和将炭黑的配混量变为70质量份以外，以与实施例1相同的方式成型橡胶辊7。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊7的表面硬度。另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊7的表面上以固化表面来获得充电辊7。以与实施例1相同的方式对充电辊7进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例8>

除了将实施例1中表3的材料组成中作为粘结剂聚合物的NBR变为“N250SL”(商品名，由JSR Corporation制造，结合的丙烯腈的量：20%)以外，以与实施例1中相同的方式生产橡胶辊8。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊8的表面硬度。另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊8的表面上以固化表面来获得充电辊8。以与实施例1相同的方式对充电辊8进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例9>

除了在实施例1中的表3的材料组成中将作为粘结剂聚合物的NBR变为“N250SL”(商品名，由JSR Corporation制造，结合的丙烯腈的量：20%)并将SBR-1变为SBR-3以外，以与实施例1中相同的方式生产橡胶辊9。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊9的表面硬度。另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊9的表面上以固化表面来获得充电辊9。以与实施例1中相同的方式对充电辊9进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例10>

除了将实施例1中表3的材料组成中作为原料橡胶的NBR变为NBR(商品名：Perbunan3945，由LANXESS Corporation制造，结合的丙烯腈的量：39%)以外，以与实施例1中相同的方式生产橡胶辊10。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊10的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊10的表面上以固化表面来获得充电辊10。以与实施例1相同的方式对充电辊10进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例11和12>

除了将根据实施例10的未硫化的橡胶组合物中的SBR-1变为SBR-2或SBR-3以外，以与实施例10相同的方式各自生产橡胶辊11和橡胶辊12。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊11和橡胶辊12的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在各橡胶辊11和橡胶辊12的表面上以固化表面来各自获得充电辊11和充电辊12。以与实施例1相同的方式对这些充电辊进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例13>

除了下述以外以与实施例1相同的方式成型橡胶辊13。在实施例1中的表3的材料组成中，将作为原料橡胶的NBR变为NBR(商品名：N250SL，由JSRCorporation制造)并将其配混量变为80质量份。另外，在材料组成中，将SBR-1的配混量变为20质量份。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊13的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊13的表面上以固化表面来获得充电辊13。以与实施例1相同的方式对充电辊13进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例14>

除了将所述NBR变为NBR(商品名：N230SV)以外，以与实施例13相同的方式生产橡胶辊14。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊14的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊14的表面上以固化表面来获得充电辊14。以与实施例1相同的方式对充电辊14进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例15>

除了下述以外以与实施例1相同的方式成型橡胶辊15。在实施例1中的表3的材料组成中，将作为原料橡胶的NBR变为NBR(商品名：Perbunan3945)并将其配混量变为80质量份。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊15的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊15的表面上以固化表面来获得充电辊15。以与实施例1相同的方式对充电辊15进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例16>

除了下述以外以与实施例1相同的方式成型橡胶辊16。在实施例1中的表3的材料组成中，将作为原料橡胶的NBR变为NBR(商品名：N250SL)并将其配混量变为90质量份。另外，将SBR-1的配混量变为10质量份。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊16的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊16的表面上以固化表面来获得充电辊16。以与实施例1相同的方式对充电辊16进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例17>

除了将作为粘结剂聚合物的NBR变为NBR(商品名：Perbunan3945)以外，以与实施例16相同的方式成型橡胶辊17。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊17的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊17的表面上以固化表面来获得充电辊17。以与实施例1相同的方式对充电辊17进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例18>

除了下述以外以与实施例1相同的方式成型橡胶辊18。在实施例1中的表3的材料组成中，将作为原料橡胶的NBR变为NBR(商品名：N250SL)并将其配混量变为20质量份。另外，将SBR-1的配混量变为80质量份。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊18的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊18的表面上以固化表面来获得充电辊18。以与实施例1相同的方式对充电辊18进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例19>

除了将作为粘结剂聚合物的NBR变为NBR(商品名：Perbunan3945)以外以与实施例18相同的方式生产橡胶辊19。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊19的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊19的表面上以固化表面来获得充电辊19。以与实施例1相同的方式对充电辊19进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例20>

除了下述以外以与实施例1相同的方式成型橡胶辊20。在实施例1中的表3的材料组成中，将作为原料橡胶的NBR变为NBR(商品名：N250SL)并将其配混量变为10质量份。另外，将SBR-1的配混量变为90质量份。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊20的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊20的表面上以固化表面来获得充电辊20。以与实施例1相同的方式对充电辊20进行表面硬度测量和图像评价。

<实施例21>

除了将作为粘结剂聚合物的NBR变为NBR(商品名：Perbunan3945)以外以与实施例20相同的方式生产橡胶辊21。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊21的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊20的表面上以固化表面来获得充电辊20。以与实施例1相同的方式对充电辊20进行表面硬度测量和图像评价。

<比较例1至4>

除了如表9所示改变实施例1中表3的材料组成中的NBR的种类和配混量以及其中的SBR的种类和配混量以外，以与实施例1相同的方式各自生产橡胶辊22至25。以与实施例1相同的方式测量这些橡胶辊的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊22至25的各表面上以固化表面来获得充电辊22至25。以与实施例1相同的方式对这些充电辊进行表面硬度测量和图像评价。

[表9]

<比较例5>

以与实施例2相同的方式生产与橡胶辊2相同的橡胶辊26。除了使用橡胶辊26作为充电辊26而未用任何电子束照射其表面以外，以与实施例1相同的方式进行图像评价。

<比较例6>

除了在实施例1中的表3所示的组成中将SBR-1的配混量变为0质量份以外，以与实施例1相同的方式生产橡胶辊27。以与实施例1相同的方式测量橡胶辊27的表面硬度。

另外，以与实施例1相同的方式通过将电子束照射在橡胶辊27的表面上以固化表面来获得充电辊27。以与实施例1相同的方式对充电辊27进行表面硬度测量和图像评价。

表10示出根据上述实施例1至21的橡胶辊1至21的表面硬度(MD-1硬度和Fischer硬度)、充电辊1至21的表面硬度(MD-1硬度和Fischer硬度)以及橡胶辊和相应的充电辊之间的表面硬度变化率，即，通过将橡胶辊和充电辊之间的表面硬度之差的绝对值除以橡胶辊的表面硬度获得的值(%)。另外，表11示出根据充电辊1至21的图像评价的结果。

另外，表12示出根据上述比较例1至6的橡胶辊和充电辊的各表面硬度以及它们的硬度变化率。另外，表13示出根据充电辊22至27的图像评价的结果。

[表10]

[表11]

[表12]

[表13]

附图标记说明

1 充电辊

11 芯轴

12 弹性层

本申请要求2010年11月11日提交的日本专利申请第2010-252920号的优先权，在此将其引入作为参考。

Claims (2)

1.一种充电构件，其包括：导电性支承体；和导电性弹性层，

其中：

所述弹性层通过将电子束照射在由包含丙烯腈-丁二烯橡胶和苯乙烯-丁二烯橡胶的橡胶混合物的交联产物组成的橡胶层的表面上来形成；

所述苯乙烯-丁二烯橡胶具有由下式(1)表示的1,2-乙烯基键和选自由下式(2)表示的顺式-1,4键和由下式(3)表示的反式-1,4键的至少一种键；且

顺式-1,4键和反式-1,4键的摩尔数之和与1,2-乙烯基键、顺式-1,4键和反式-1,4键的总摩尔数之比为31摩尔%以上且61摩尔%以下：

2.一种电子照相设备，其包括：根据权利要求1所述的充电构件；和配置为通过所述充电构件可带电的电子照相感光构件。

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