CN103597411A - 充电构件、充电构件的制造方法和电子照相设备 - Google Patents

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Abstract

提供在具有足以使得形成相对于感光构件的充分辊隙宽度的柔性的同时不容易引起感光构件清洁不良的充电构件。充电构件包括导电性支承体；和作为表面层的弹性层。弹性层进一步包括在其表面上通过用电子束照射硬化的区域。所述区域以复合颗粒露出弹性层表面上的状态支承复合颗粒，其中包括二氧化硅的多孔颗粒在其表面被覆包含碳原子的膜，由此使弹性层表面粗糙化。

Description

充电构件、充电构件的制造方法和电子照相设备
技术领域
本发明涉及在电子照相设备等中使用的充电构件，并涉及电子照相设备。
背景技术
用于使被充电物体如感光构件接触充电的充电构件通常设置有包含橡胶或热塑性弹性体等的弹性层，以确保与被充电物体的均匀辊隙和防止被充电物体损坏。然而，调色剂或外部添加剂易于粘附至该弹性层的表面。此外，当弹性层和感光构件在静止状态下长期彼此抵接时，弹性层的抵接部中可能发生永久变形。为了应付该问题，专利文献1公开了包括通过将弹性层表面用能量射线如紫外线或电子束进行照射形成的表面改性层的充电构件。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开H09-160355
发明内容
发明要解决的问题
然而，作为对于根据以上专利文献1的充电构件的研究结果，在一些情况下感光构件中发生清洁不良。即，感光构件中发生的清洁不良是指应该由弹性刮板基本上除去的感光构件表面上的残余调色剂未被弹性刮板除去，导致通过随后的电子照相图像形成周期形成的电子照相图像品质劣化的现象。
鉴于前述，本发明旨在提供在具有能够形成相对于感光构件的充分辊隙宽度的柔性的同时几乎不引起感光构件中的清洁不良的充电构件，及其制造方法。此外，本发明旨在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
根据本发明的一方面，提供充电构件，其包括：导电性支承体；和作为表面层的弹性层，其中：弹性层具有通过用电子束照射形成的硬化区域；所述硬化区域以复合颗粒露出所述弹性层表面上的状态支承在含二氧化硅多孔颗粒的表面上被覆有含碳膜的所述复合颗粒，由此使所述弹性层的表面粗糙化。根据本发明的另一方面，提供电子照相设备，其包括：上述充电构件；和感光构件。
根据本发明的进一步的方面，提供充电构件的制造方法，充电构件包括导电性支承体，和作为表面层的弹性层，弹性层具有通过用电子束照射形成的硬化区域，硬化区域以复合颗粒露出所述弹性层表面上的状态支承在含二氧化硅多孔颗粒的表面上被覆有含碳膜的所述复合颗粒，由此使所述弹性层的表面粗糙化，所述方法包括以下步骤：(1)在支承体上形成包含复合颗粒的橡胶层；(2)将橡胶层表面研磨从而使复合颗粒的一部分露出；和(3)通过将步骤(2)中获得的其上露出复合颗粒的一部分的橡胶层表面用电子束进行照射使橡胶层表面硬化，从而形成弹性层。
发明的效果
根据本发明，提供在具有能够形成相对于感光构件的充分辊隙宽度的柔性的同时抑制清洁不良发生的充电构件，及其制造方法。
附图说明
图1为说明充电辊的结构实例的示意性截面图。
图2为说明包括充电构件的电子照相设备的示意性结构实例的图。
图3A为说明本发明充电构件的表面形状实例的示意性截面图。
图3B为说明本发明充电构件的表面形状实例的示意性截面图。
图4为示出通用硬度的测量结果实例的图。
图5为说明电子束照射设备的示意性结构实例的图。
具体实施方式
本发明的发明人对于根据以上专利文献1的充电构件中发生清洁不良的原因进行了深入研究。结果，本发明人推测发生的机理如下。
图2说明包括作为充电构件的充电辊的电子照相设备的示意性结构实例。作为被充电物体的电子照相感光构件(下文中，简称为"感光构件")21包括导电性支承体21b和在支承体21b上形成的感光层21a并且具有鼓状。此外，感光构件围绕在中心的轴21c沿图中的顺时针方向以预定圆周速度旋转驱动。将充电辊10配置为与感光构件21接触并且以预定的极性和电位使感光构件充电(一次充电)。充电辊10包括芯轴11和在芯轴11上形成的弹性层12，将其在芯轴11的两端部通过按压单元(未示出)压向感光构件21，并且根据感光构件21的旋转驱动而旋转。通过用连接至电源23的摩擦电源23a向芯轴11施加预定的直流电流(DC)偏压，使感光构件21以预定的极性和电位进行接触充电。然后，将其周面用充电辊10充电的感光构件21通过曝光单元24接受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)。因此，在其周面上形成对应于目标图像信息的静电潜像。然后，将静电潜像通过显影构件25顺次显影成作为调色剂图像的可视图像。然后，将调色剂图像通过转印单元26顺次转印至转印材料27上，所述转印材料27与感光构件21的旋转同步地从给纸单元部(未示出)取出从而在适当时机输送至感光构件21和转印单元26之间的转印部。
图2中的转印单元26为转印辊，通过从转印材料27背面以与调色剂极性相反的极性充电使感光构件21侧上的调色剂图像转印至转印材料27上。将其表面上转印调色剂图像的转印材料27与感光构件21分离，输送至使图像定影的定影单元(未示出)，并且作为图像形成物输出。可选择地，也将反面上要形成图像的转印材料输送至朝向转印部的再输送单元(未示出)。将图像转印后的感光构件21周面通过借助于清洁构件(弹性刮板)28除去粘附污染物如转印残余调色剂而清洁。将其表面清洁的感光构件21进行作为随后周期的电子照相图像形成过程。
一系列的电子照相图像形成过程时，充电辊在与感光构件的辊隙附近的间隙中放电，由此使感光构件表面充电。在此情况下，充电辊附近产生的电晕放电产物和感光构件表面上的磨耗粉等粘附至感光构件表面。然后，它们在充电辊和感光构件之间的辊隙处通过压向感光构件表面在感光构件表面上积累。
然后，感光构件和弹性刮板之间的摩擦系数逐渐增加。一定时间经过后，弹性刮板由于感光构件和弹性刮板之间的高摩擦系数开始振动，这使得难以充分除去感光构件表面上的残余调色剂。结果，残余调色剂粘附至其表面的感光构件进行作为随后周期的电子照相图像形成过程。
在这种情况下，感光构件和弹性刮板之间摩擦系数的增加显著地出现在包括作为表面层的弹性层的充电辊中。为此的原因大概是包括作为表面层的弹性层的充电辊具有柔软表面，因此充电辊和感光构件之间辊隙部的接触表面积增加，结果引起摩擦系数增加的物质(下文中，也称作"摩擦系数增加物质")如电晕放电产物易于固着至感光构件表面。
鉴于前述，本发明的发明人为了提供在具有提供与感光构件的适当辊隙的柔性的同时几乎不引起电晕放电产物固着至感光构件表面的充电构件，进行了各种研究。
结果，本发明人发现，该目的能够通过充电构件包括具有如下结构的弹性层作为表面层来实现：弹性层在其表面中具有通过用电子束照射形成的硬化区域，硬化区域以至少部分复合颗粒露出弹性层表面上的状态的支承在含二氧化硅多孔颗粒的表面被覆有含碳膜的复合颗粒，并且复合颗粒使弹性层表面粗糙化。
以下，描述根据本发明充电构件的实施方案。
<充电构件>
根据本发明的充电构件包括导电性支承体和作为表面层的弹性层。此外，通过在含二氧化硅多孔颗粒的表面被覆有含碳膜的复合颗粒使弹性层表面粗糙化。此外，弹性层其表面中具有通过用电子束照射形成的硬化区域。此外，通过硬化区域以各颗粒的一部分(下文中，简称为复合颗粒的一部分)露出弹性层表面上的状态支承至少一部分复合颗粒。
充电构件的形状可以适当选择并且可以为辊状或叶片状等。此处，集中于辊状充电辊进行描述。
应当注意，硬化区域可以在全部弹性层表面上形成，当本发明的充电构件为例如充电辊时，硬化区域可以在弹性层的全部外周面上形成。
图1为根据本发明的辊状充电构件(下文中，缩写为"充电辊")10的示意性截面图。充电辊10包括作为导电性支承体的芯轴11和在芯轴11上形成的弹性层12。本发明的充电构件可以用作电子照相设备用充电构件，例如用于图2中所述的电子照相设备的充电辊10等。
图3A和3B为说明本发明充电构件的表面形状的示意图。本发明中充电构件的弹性层包括在含二氧化硅多孔颗粒的表面被覆有含碳膜的复合颗粒31，并且复合颗粒31使弹性层表面粗糙化。此外，弹性层表面通过用电子束照射进行硬化处理，复合颗粒31的一部分露出弹性层表面上并且通过弹性层中的硬化区域13支承。
复合颗粒31通过硬化区域13支承。因此，即使当弹性层与被充电物体如感光构件抵接时，在弹性层与被充电物体之间的辊隙处也不发生复合颗粒在弹性层中的包埋。
复合颗粒31因为其颗粒表面被覆有含碳膜而具有与弹性层的高亲合性，此外，复合颗粒31因为弹性层中的橡胶组分进入源自多孔颗粒的孔而容易在充电辊表面上保持。即使当电子照相设备中的充电构件的使用期间被充电物体如感光构件和充电构件之间发生摩擦时，这也使得防止颗粒从充电辊表面脱落。此外，复合颗粒31在颗粒内部包含二氧化硅，因此其为硬颗粒。因此，在使用磨石等的研磨步骤中，颗粒自身难以研磨，因此其能够存在于橡胶层(弹性层)表面上。
因此，复合颗粒31能够以复合颗粒的一部分露出弹性层表面上的状态维持表面的凹凸形状，并且能够减小与感光构件的接触表面积。这使得摩擦系数增加物质难以固着至弹性层表面，其能够有助于清洁不良的改进。
应当注意，本发明充电构件中，全部复合颗粒可以将其一部分露出弹性层表面上。可选择地，如图3A和3B中所述，构成全部复合颗粒31的一部分的复合颗粒可以将其一部分露出弹性层表面上，并且可以存在在弹性层中包含其全部表面的复合颗粒。
(导电性支承体)
导电性支承体支承在其上设置的弹性层(通常，导电性弹性层)，可以使用适当选自能够传导充电时需要的电流的电子照相设备领域中已知的构件的导电性支承体。导电性支承体用材料示例为金属如铁、铝、钛、铜和镍，以及包括那些金属的合金，如碳钢、不锈钢、硬铝、黄铜和青铜。
(弹性层)
弹性层可以包含基础聚合物及其交联产物，和在含二氧化硅多孔颗粒的表面被覆有含碳膜的复合颗粒。作为基础聚合物，使用在充电构件的实际使用温度范围内能够赋予弹性层橡胶弹性的材料。基础聚合物的实例包括热塑性弹性体和热固性橡胶。
热固性橡胶可以为通过将交联剂配混至原料橡胶中获得的橡胶组合物。此处，原料橡胶的具体实例包括天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁基橡胶(异丁烯-异戊二烯橡胶：IIR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、表氯醇均聚物(CHC)、表氯醇-环氧乙烷共聚物(CHR)、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三聚物(CHR-AGE)、丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)、氢化的丙烯腈-丁二烯共聚物(H-NBR)、氯丁橡胶(CR)和丙烯酸类橡胶(ACM、ANM)。
此外，热塑性弹性体的具体实例包括热塑性弹性体如热塑性聚烯烃类热塑性弹性体、聚苯乙烯类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体和氯乙烯类热塑性弹性体。
此外，交联剂的实例可以包括硫磺、二枯基过氧化物、对苯醌二肟和p,p'-二苯醌二肟。
此外，弹性层可以包含导电剂、填料、加工助剂、抗氧化剂、交联助剂、交联促进剂、交联补充促进剂、交联延迟剂和分散剂。
除非另有说明，否则此处使用的弹性层意指作为表面层的弹性层(有时称作表面弹性层)。本发明中，表面弹性层可以直接在导电性支承体上形成。可选择地，在导电性支承体和表面弹性层之间可以形成其它层(例如粘合层)。
此外，弹性层还可以由多个层(具有除表面弹性层以外的一层或多层弹性层)形成。然而，在这点上，当弹性层由多个层形成时，在最外表面上需要形成包含在多孔颗粒的表面被覆有含碳膜的复合颗粒的层(表面弹性层)。此外，当弹性层由多个层形成时，在涉及挤出成管状的方法或涉及使用稍后所述十字头的挤出的方法中，优选通过使用多层挤出机同时形成各层。本发明中，为了使简化生产步骤的效果最大化，最优选弹性层由单一层(仅仅表面弹性层)形成。
弹性层中包含的复合颗粒实例可以包括其表面全部和部分被覆有含碳膜的含二氧化硅(SiO2)多孔颗粒。含二氧化硅多孔颗粒仅为具有多孔结构并且包含二氧化硅的颗粒，可以使用例如通过将稻壳或米糠油榨油后残留的脱脂米糠适当粉碎获得的产品，或多孔二氧化硅颗粒。当具有多孔结构并且大量包含二氧化硅的稻壳或脱脂米糠在适当温度下燃烧时，二氧化硅的含量比能够超过90质量%。应当注意，单一种类的含二氧化硅多孔颗粒或复合颗粒可以单独使用，或可以组合使用其两种以上。
此外，多孔颗粒可以仅由二氧化硅组成，或可以包括除二氧化硅以外的K2O、Na2O、CaO、MgO或Fe2O3。
应当注意，从颗粒硬度的观点，多孔颗粒中二氧化硅的含量设定至优选80质量%以上，更优选95质量%以上。多孔颗粒中二氧化硅的含量可以通过感应耦合等离子体(ICP)光发射光谱确定。
含碳膜可以为通过使有机物质(例如热固性树脂，糖类如蔗糖，或沥青如煤沥青)碳化获得的碳化膜。应当注意，从与弹性层的亲合性的观点，膜中的碳原子含量设定至优选50质量%以上，更优选90质量%以上。膜中碳的含量可以通过能量分散型荧光X射线分析设备(EDX)分析确定。
应当注意，含碳膜可以仅由碳组成，或可以包括除碳以外的元素，如氮、氧、硅、硫、氢、钠、钾、氯、溴、磷或镁。
此外，从与弹性层的亲合性的观点，含碳膜的厚度优选50nm以上，并且从保持孔的形状的观点为10μm以下。该膜的厚度可以通过透射电子显微镜(TEM)观察确定。
本发明中，复合颗粒可以例如通过将热固性树脂和含二氧化硅多孔颗粒混合并且煅烧混合物而形成。即，复合颗粒可以为通过将多孔二氧化硅颗粒表面或者粉碎的稻壳或脱脂米糠的表面被覆热固性树脂，随后煅烧获得的颗粒，即，包括其全部表面被覆有碳化的树脂膜的含二氧化硅多孔颗粒的颗粒。热固性树脂的实例可以包括酚醛树脂。
以下，具体描述复合颗粒的生产方法。
向原料(多孔颗粒：例如，通过网筛的粉碎的稻壳或脱脂米糠粉末)以相对于原料和热固性树脂的总质量为5至50质量%的比率添加热固性树脂如酚醛树脂，随后混合。在热固性树脂的混合步骤中，通过将原料与热固性树脂混合的同时，添加适量的水或添加混合有适量的粘结剂如海藻糊料或淀粉的水溶液来制备浆料。热固性树脂与原料混合后，在将所得物通过使用已知造粒机如鼓状造粒机造粒的同时，升温至60至80℃从而除去挥发性组分，然后干燥。将所得造粒产品通过5-目筛从而获得粒状混合物。
此后，升温至800至1,400℃，将粒状混合物在惰性气体中煅烧和碳化从而获得煅烧产物。将所得煅烧产品粉碎然后经受筛和分级机从而具有期望的粒径，由此获得包括其表面被覆有碳的多孔二氧化硅颗粒的复合颗粒。
粉碎机示例为如下：Counter Jet Mill、Micron Jet和Inomizer(全部为商品名，由Hosokawa Micron制造)；IDS型磨机和PJM Jet粉碎机(商品名，由NipponPneumatic Mfg Co.,Ltd.制造)；Cross Jet Mill(商品名，由Kurimoto TekkoshoKK制造)；Ulmax(商品名，由Nisso Engineering Co.,Ltd.制造)；SK Jet O-Mill(商品名，由Seishin Enterprise Co.,Ltd.制造)；Criptron(商品名，由Kawasaki HeavyIndustries,Ltd.制造)；Turbo Mill(商品名，由Turbo Kogyo Co.,Ltd.制造)；以及Super Rotor(商品名，由Nisshin Engineering Inc.制造)。
分级机的实例包括：Classiel、Micron分级机和Spedic分级机(全部为商品名，由Seishin Enterprise Co.,Ltd.制造)；Turbo分级机(商品名，由NisshinEngineering Inc.制造)；Micron分离机、Turboprex(全部为商品名，ATP)和TSP分离机(商品名，由Hosokawa Micron制造)；Elbow Jet(商品名，由NittetsuMining Co.,Ltd.制造)；分散分离机(商品名，由Nippon Pneumatic Mfg Co.,Ltd.制造)；以及YM Microcut(商品名，由Yasukawa Shoji K.K.制造)。
筛分粗颗粒等用的筛分设备示例为Ultra Sonic(商品名，由Koei SangyoCo.,Ltd.制造)；Rezona Sieve和Gyro Sifter(两者为商品名，由TokujuCorporation制造)；Vibrasonic系统(商品名，由Dalton Co.,Ltd.制造)；Sonicreen(商品名，由Shinto Kogyo K.K.制造)；Turbo Screener(商品名，由TurboKogyo Co.,Ltd.制造)；Microsifter(商品名，由Makino Mfg.co.,Ltd.制造)；以及圆振动筛(circular vibrating sieves)。
本发明中使用的复合颗粒的结构可以通过扫描电子显微镜(SEM)观察和能量分散荧光X射线分析设备(EDX)分析而确认。
其具体方法为以下所示。首先，将生产的复合颗粒在环氧树脂中进行分散和包埋处理。接着，通过使用低温系统(商品名："REICHERT-NISSEI-FCS"，由Leica制造)，用装配有金刚石刀的超薄切片机(商品名："EM-ULTRACUT·S"，由Leica制造)生产薄膜样品。此时，薄膜样品的大小设定至0.2mm×0.7mm。此后，颗粒截面通过SEM观察并且通过EDX分析来分析。
·设备：S4700(商品名，由Hitachi,Ltd.制造)
·加速电压：20kV
·倍率：5,000倍
当将通过上述方法生产的复合颗粒进行该分析时，可以确认复合颗粒在其表面上具有包含碳作为主组分的层并且在其内部(例如复合颗粒的中心部分)具有包含二氧化硅作为主组分的颗粒。
复合颗粒的孔径可以通过用扫描电子显微镜(商品名：JEOL LV5910，由JEOL Ltd.制造)进行观察，拍摄图像，并且通过使用图像分析软件(商品名：Image-Pro Plus，由Planetron制造)分析拍摄的图像而确定。分析时，由微米棒校准在拍摄图像时每单位长度的像素数，并且测量从图像随机选择的50个颗粒基于图像上的像素数的单向粒径。此时，计数一个颗粒中在拍摄的图像上能够确定的全部孔。
复合颗粒的孔径优选0.5μm以上，特别优选1μm以上。当孔径为0.5μm以上时，在弹性层中使用的构成材料如基础聚合物进入孔中，这便于在辊表面上的保持。
弹性层中复合颗粒的配混量相对于100质量份的基础聚合物优选为1质量份以上且5质量份以下。当配混量为1质量份以上时，能够容易充分地减小与被充电物体如感光构件的表面的接触表面积。当配混量为5质量份以下时，发生硬度增加，并且能够容易地抑制由于调色剂或外部添加剂更容易粘附至充电辊表面引起的图像不良的发生。
本发明中使用的复合颗粒的重均粒径优选5μm以上且70μm以下。当重均粒径为5μm以上时，能够容易充分地减小与被充电物体如感光构件的表面的接触表面积。此外，当重均粒径为70μm以下时，能够容易地抑制由于在被充电物体如感光构件的表面上的大粒径导致的擦伤引起的图像不良。
应当注意，复合颗粒的重均粒径意指用流式颗粒图像分析仪"FPIA-3000"(商品名，由SYSMEX CORPORATION制造)测量的圆当量直径的重量平均值。
具体测量方法如下所述。首先，向玻璃制容器中装入预先从其中除去不纯固体等的约20ml离子交换水。向容器添加作为分散剂的通过将商品名："Contaminon N"(由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和有机助洗剂形成并且具有pH为7的用于洗涤精密测量单元的10质量%的中性洗涤剂水溶液，由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)用离子交换水稀释约三质量倍制备的约0.2ml稀释液。此外，将约0.02g测量样品(复合颗粒)添加至容器，然后将混合物用超声波分散单元进行分散处理2分钟从而可以获得测量用分散液。此时，将分散液适当冷却从而具有10℃以上且40℃以下的温度。作为超声波分散单元，使用具有振荡频率为50kHz和电输出为150W的桌上型超声波清洗分散单元(如商品名："VS-150"(由VELVO-CLEAR制造))。向水槽中装入预定量的离子交换水，并且向水槽添加约2ml的Contaminon N。
测量时使用安装有标准物镜(10倍)的流式颗粒图像分析仪，使用颗粒鞘"PSE-900A"(商品名，由SYSMEX CORPORATION制造)作为鞘液。将根据该步骤制备的分散液引入至流式颗粒图像分析仪中，根据LPF测量模式的定量计数模式测量粒径。
关于测量，开始测量前用标准胶乳颗粒(通过用离子交换水稀释例如由Duke Scientific制造的商品名："RESEARCH AND TEST PARTICLES LatexMicrosphere Suspensions5200A"获得)进行自动调焦。此后，从开始测量每两小时优选进行调焦。
应当注意，在稍后所述的实施例中，使用由SYSMEX CORPORATION进行校准操作并且接受由SYSMEX CORPORATION颁发的校准证书的流式颗粒图像分析仪。
本发明中，通过复合颗粒使弹性层表面粗糙化。关于粗糙度，充电构件表面的十点平均粗糙度Rz优选3μm以上且30μm以下。当Rz控制在上述数值范围内时，能够更确定地抑制由于与感光构件的接触表面积增加引起的清洁性降低和污物对于表面的粘附。应当注意，Rz可以基于JIS B0601:1982测量。
<充电构件的制造方法>
根据本发明的充电构件的制造方法包括以下步骤：
(1)在导电性支承体上形成橡胶层，该橡胶层包括在含二氧化硅多孔颗粒的表面被覆有含碳膜的复合颗粒；
(2)将橡胶层表面研磨从而使橡胶层表面上复合颗粒的一部分露出；和
(3)通过将步骤(2)中获得的其上复合颗粒的一部分露出的橡胶层表面用电子束进行照射，使橡胶层表面硬化从而形成弹性层。
以下描述各步骤。
(步骤1)
首先，在导电性支承体上形成包含复合颗粒的橡胶层。应当注意，橡胶层可以为包含成形为预定形状的复合颗粒(其可以包含基础聚合物和添加剂等)的混合物。以下描述步骤1的具体实例。
首先，制备包含构成弹性层的基础聚合物(热固性橡胶或热塑性弹性体)和复合颗粒的混合物。应当注意，在使用作为基础聚合物的热固性橡胶情况下的混合物，即，热固性橡胶的预硫化组合物在下文中称作未硫化橡胶组合物。随后，在导电性支承体上所得混合物成形为预定形状，根据需要进行交联操作等用于固化，由此形成橡胶层。下文中，由热固性橡胶形成和通过形成硫化前的形状获得的辊称作未硫化橡胶辊，由硫化后的热固性橡胶形成的辊称作硫化橡胶辊。
作为橡胶辊的形成方法，给出以下实例：包括将橡胶组合物用挤出机挤出成型为管状并且将芯轴插入所得物中的方法；包括用装配有十字头的挤出机将橡胶组合物围绕在中心的芯轴共挤出为圆筒状，由此获得具有期望外径的成型制品的方法；以及包括通过使用注射模塑机将橡胶组合物注入至具有期望外径的模具中从而获得成型制品的方法。那些中，使用十字头挤出机的挤出成型方法因为容易应用于连续生产，步骤数少，并且适合于低成本制造，所以最优选。
当橡胶材料(基础聚合物)为热固性橡胶时，成型后进行硫化。通过加热处理进行硫化，作为加热设备，可以给出例如用吉尔老化恒温箱(Geer oven)的热风炉加热、用远红外照射的加热硫化和用硫化罐的水蒸汽加热。那些中，热风炉加热或远红外加热等因为使得连续生产而优选。
(步骤2)
随后，将橡胶辊中的橡胶层表面进行研磨处理，由此使橡胶层表面上复合颗粒的一部分露出。复合颗粒在其颗粒内部包含二氧化硅，因此是硬的。因此，在研磨步骤中难以使用磨石等研磨颗粒自身，因此能够存在于橡胶层表面上。橡胶辊表面的研磨方法示例为以下研磨模式：涉及用沿辊的长轴方向移动的磨石研磨的横向研磨模式；以及涉及在使得辊围绕在中心的芯轴旋转的同时用比辊的长度宽的磨石切削的切入式研磨模式。切入式圆筒研磨模式因为具有橡胶辊的全部宽度能够一次性研磨的优点，并且与横向圆筒研磨模式相比能够缩短加工时间而是更优选的。
(步骤3)
最终，研磨后的橡胶层表面(橡胶辊表面)通过用电子束照射进行表面硬化处理，从而形成在其表面中具有硬化区域的弹性层。
图5说明电子束照射设备的示意图。作为可以在本发明中使用的电子束照射设备，可以合适地使用在使得研磨后的橡胶辊旋转的同时用电子束照射辊表面的设备。例如，如图5中所述，所述设备包括电子束发生部51、照射室52和照射孔53。
电子束发生部51具有用于发生电子束的端子54和用于在真空空间(加速空间)中使在端子54中生成的的电子束加速的加速管55。此外，为了防止电子与气体分子碰撞以损失能量，使电子束发生部的内部用真空泵(未示出)等保持真空为10-3Pa以上且10-6Pa以下。当丝极56通过用借助于电源(未示出)的电流施加加热时，丝极56释放热电子，仅仅通过端子54的热电子作为电子束有效地取出。
然后，电子束在电子束的加速电压下在加速管55的加速空间中加速。此后，电子穿过照射孔箔57以照射在照射孔53下方的照射室52内输送的研磨后的橡胶辊58。当用电子束照射研磨后的橡胶辊58时，照射室52的内部可以为氮气气氛。此外，使得研磨后的橡胶辊58用辊旋转用构件59旋转，并且通过输送单元从图5中照射室的左侧移动至其右侧。应当注意，为了防止用电子束照射时二次发生的X射线泄漏至外部，电子束发生部51和照射室52由铅屏蔽(未示出)围绕。
照射孔箔57由金属箔形成并且将电子束发生部中的真空气氛与照射室内的空气气氛分离。此外，经由照射孔箔57向照射室内提取电子束。如上所述，当将电子束应用于辊的照射时，用电子束照射辊的照射室52内部可以为氮气气氛。因此，电子束发生部51和照射室52之间的边界处设置的照射孔箔57不期望具有针孔，具有足以维持电子束发生部中的真空气氛的机械强度，并且使得电子束容易地穿过。
因此，照射孔箔57期望为具有小的比重和小的厚度的金属箔，通常使用铝或钛箔。用电子束的硬化处理条件取决于电子束的加速电压和剂量。加速电压影响硬化处理深度(也称作硬化处理厚度或硬化区域的厚度)，本发明中使用的加速电压条件在低能量区域中优选40kV以上且300kV以下。当加速电压为40kV以上时，能够容易获得足以提供本发明的效果的硬化处理深度。此外，当加速电压设定至300kV以下时，能够特别抑制由于电子束照射设备大型化引起的设备成本增加。更优选的加速电压条件为80kV以上且150kV以下。
用电子束照射时，电子束的剂量通过以下等式(1)定义。
D=(K·I)/V……(1)
等式中，D表示剂量(kGy)，K表示设备常数，I表示电子电流(mA)，V表示处理速度(m/分钟)。设备常数K为表示各设备效率的常数并且为设备性能的指标。设备常数K可以通过测量在恒定加速电压的条件下在不同电子电流和处理速度时的剂量而确定。电子束剂量的测量可以通过如下进行：将剂量测量用膜附着至辊表面上，作为实际情况将所得物用电子束照射设备处理，并且将辊表面上的剂量测量用膜使用膜剂量计测量。在此情况下，作为剂量测量用膜和膜剂量计，可以分别使用商品名：FWT-60和商品名：FWT-92D型(两者由Far West Technology制造)。
本发明中使用的电子束剂量优选30kGy以上且3,000kGy以下。当剂量为30kGy以上时，能够容易获得足以提供本发明的效果的表面硬度。此外，当剂量为3,000kGy以下时，能够特别抑制由于电子束照射设备大型化引起的制造成本增加或处理时间增加。电子束剂量的更优选条件为200kGy以上且2,000kGy以下。
本发明中，露出弹性层表面上的复合颗粒通过用电子束硬化的区域支承。
图3A和3B为说明本发明充电辊的表面形状的示意图。图3A说明硬化区域具有大厚度的情况，图3B说明硬化区域具有小厚度的情况。
硬化区域的厚度不特别限制，但是优选为要使用复合颗粒的重均粒径的0.5倍以上且200μm以下。
当硬化区域的厚度设定至复合颗粒的重均粒径的0.5倍以上时，能够更确定地抑制露出充电构件表面上的复合颗粒包埋至与感光构件的辊隙处的弹性层中。
此外，当硬化区域的厚度设定至200μm以下时，能够抑制由于充电构件的内部硬度增加引起的与感光构件的辊隙宽度变得过窄。
如上所述，用电子束的硬化处理深度取决于加速电压而变化。此外，通常，已知电子束穿透深度取决于被照射物质的密度而变化。因此，作为确定实际硬化处理深度的方法，可以给出使用通用硬度计的表面硬度测量。
通用硬度为通过将压头在负荷下按压至测量目标中而作为(试验负荷)/(试验负荷下的压头表面积)(N/mm2)确定的物理性质值。测量通用硬度可以例如通过使用硬度测量设备如由Fischer制造的超微硬度计H-100V(商品名)进行。该测量设备中，将压头如四角锥压头在施加预定相对小的试验负荷的同时按压至被测量物中，并且在当压痕深度达到预定值时的时间点，基于压痕深度确定与压头的接触表面积。然后，由上述表达式确定通用硬度。即，当将压头在恒定负荷测量条件下按压至被测量物中时，此时相对于压痕深度的应力定义为通用硬度。
图4示出通用硬度测量结果的实例。图中，横轴表示压痕深度(μm)和纵轴表示硬度(N/mm2)。基于图4，在从作为相对于压痕深度硬度变化小的线性区域沿横轴150μm以上且200μm以下的测量区域外推的直线和测量曲线之间出现差异的点处的横轴值可以定义为硬化区域13的厚度。应当注意，图4中测量实例的硬化区域的厚度为50μm。
此外，如上所述，电子束处理的特征在于具有例如距离辊表面10μm以上的深度的硬化区域能够在如上所述的一层弹性层中产生。
用电子束进行照射的充电辊，通常，弹性层的内部为软的，并且仅在弹性层的表面中形成沿充电辊径向具有硬度梯度(具体地，弹性层表面上最硬并且朝向弹性层的内部变得更软)的硬化区域。当充电辊用通用硬度计测量时，获得图4中所示的测量结果。即，通过使用通用硬度计，可以确定充电构件的弹性层具有通过用电子束照射形成的硬化区域。
实施例
下文中，通过实施例的方式更详细描述本发明。然而，本发明并不限于这些实施例。应当注意，以下中，除非另有说明，作为试剂等使用商购高纯度产品。
<复合颗粒No.1至4的制备>
通过以下方法生产根据本发明的在含二氧化硅多孔颗粒的表面被覆有含碳膜的复合颗粒。
首先，作为原料，准备通过70-目筛的脱脂米糠。向脱脂米糠以相对于原料和酚醛树脂的总质量为25质量%比率添加酚醛树脂(商品名：GA-1364A，由DIC制造)，随后混合。
此后，将混合物加热至90℃的温度，造粒，并且通过5-目筛从而获得粒状混合物。
将粒状混合物在氮气下在旋转管式炉内煅烧。应当注意，煅烧期间以1℃/分钟的速率从室温(约25℃)升温至500℃。然后，将混合物在500℃下静置1小时。接着，以2℃/分钟的速率升温至900℃。此后，将混合物在900℃下静置2小时，然后冷却至室温，从而获得煅烧产物。在这种情况下，将温度以2℃/分钟的速率从900℃冷却至室温。
将所得煅烧产品通过使用装配有气流分级单元的粉碎机粉碎和分级，从而获得具有下表1中所示的重均粒径和孔径的复合颗粒No.1至4。
表1
Figure BDA0000430151530000181
(实施例1)
将下表2中所示的材料用6-L加压捏合机(商品名：TD6-15MDX，由TOHSHIN CO.,LTD.制造)以70vol%的填充率和30min-1(rpm)的叶片旋转频率混合16分钟。因此，获得A捏合橡胶组合物。
表2
Figure BDA0000430151530000182
接着，将下表3中所示的材料用具有辊直径为12英寸(0.30m)的开炼机与A捏合橡胶组合物混合。此时，将混合物在前辊旋转频率为8rpm、后辊旋转频率为10rpm和辊间隔为2mm下双向切割总计二十次，然后在辊间隔为0.5mm下进行薄通(tight milling)十次。因此，获得弹性层用未硫化橡胶组合物。
表3
(硫化橡胶层的成型)
沿具有直径为6mm和长度为244mm的圆柱形导电性芯轴(钢制并且具有镀镍表面)的圆柱表面的轴向，将导电性硫化粘合剂(商品名：METALOCU-20，由Toyo Kagaku Kenkyusho Co.,Ltd.制造)施涂至长度为222mm的中央部，然后在80℃下干燥30分钟。接着，将未硫化橡胶组合物通过使用十字头的挤出成型围绕中心的芯轴以同轴形式同时挤出成圆筒状，由此生产在芯轴外周上具有直径为8.8mm的涂布有未硫化橡胶组合物的未硫化橡胶辊。
在此情况下，作为挤出机，使用具有圆筒直径为45mm(Φ45)和L/D为20的挤出机，挤出期间头、筒体和螺杆的温度分别控制至90℃、90℃和90℃。将成型后未硫化橡胶辊中未硫化橡胶组合物层的两端切断，沿未硫化橡胶组合物层的轴向的宽度设定至226mm。
此后，将所得物在160℃下的电炉中加热40分钟从而使未硫化橡胶组合物层转变成硫化橡胶层。随后，将硫化橡胶层的表面用切入式研磨模式的研磨机研磨。因此，获得具有端部直径为8.35mm和中央部直径为8.50mm的冠状的包括其上露出复合颗粒的一部分的硫化橡胶层的硫化橡胶辊。
(研磨后的硫化橡胶层的表面硬化处理)
将研磨后的所得硫化橡胶辊表面(硫化橡胶层表面)通过用电子束照射进行硬化处理，从而获得包括其表面中具有硬化区域的弹性层的充电辊。对于用电子束照射，使用具有最大加速电压为150kV和最大电子电流为40mA的电子束照射设备(由IWASAKI ELECTRIC CO.,LTD.制造)，照射期间吹扫氮气。处理条件如下：加速电压：150kV；电子电流：35mA；处理速度：1m/分钟；以及氧气浓度：100ppm。在这种情况下，电子束照射设备在加速电压为150kV下的设备常数为37.8，从等式(1)计算的剂量为1,323kGy。
(硬化处理厚度的测量)
通过用通用硬度计测量充电辊的表面硬度，测量硬化处理厚度。测量通过使用超微硬度计(商品名：H-100V，由Fischer制造)进行和作为压头使用四角锥金刚石压头。压痕速度满足以下等式(2)的条件。
dF/dt=1,000mN/240s…·(2)
(等式(2)中，F表示力和t表示时间。)
如图4中所示，从沿具有相对于压痕深度硬度变化小的横轴150μm以上且200μm以下的测量区域外推的直线和测量曲线之间出现差的点处的横轴值确定为硬化区域的厚度。结果，硬化区域的厚度为90μm。
(表面粗糙度的测量)
测量充电辊表面(弹性层)的十点平均粗糙度Rz。根据日本工业标准(JIS)B0601:1982通过表面粗糙度测量设备(商品名：SURFCORDER SE3400，由Kosaka Laboratory Ltd.制造)进行测量。测量中使用具有尖端半径(tipradius)2μm的金刚石制接触针。测量条件如下。
·测量速度：0.5mm/s
·截止(cut-off)频率λc：0.8mm
·参考长度：0.8mm
·评价长度：8.0mm
进行测量如下：测量对于每充电辊各自包括轴向的三点乘以沿圆周方向的两点的总计六点的粗糙度曲线从而计算Rz值；确定对于该六点的Rz值的平均值并且作为充电辊的Rz值采用。结果，Rz为5.4μm。
(图像评价)
作为评价中使用的电子照相设备，准备激光束打印机(商品名：LaserJetP1005，由Hewlett-Packard制造，用于纵向输出A4纸，作为清洁构件使用弹性刮板)。将前述中生产的充电辊并入激光束打印机用处理盒并且安装至激光束打印机上。在温度为23℃和相对湿度为50%的环境下输出一张半色调图像(通过沿与电子照相感光构件的旋转方向垂直的方向以两个点的间隔划出具有一点宽度的线而获得的图像)。将此称作初始半色调图像。
接着，进行耐久试验如下：通过重复涉及输出一张电子照相图像，然后完全停止电子照相感光构件的旋转，再次重新开始图像形成操作的间歇图像形成操作，输出2,000张电子照相图像。此时的图像输出为2个点的横线后重复118个点的页边空白的格线状图像。接着，再次输出一张半色调图像。将此称作耐久试验后的半色调图像。然后，目视观察所得两张半色调图像有无由于带电不均匀引起的浓度不均匀及其程度，并且基于以下标准评价。
(评价1)带电性能的评价(初始阶段和耐久后)
目视观察前述中获得初始阶段和耐久试验后的各半色调图像，并且基于下表4中所述标准评价有无由于带电不均匀引起的浓度不均匀。这使得理解根据该实施例在初始阶段和耐久试验后的充电辊的带电性能。
表4
等级 评价标准
A 半色调图像中未观察到由于带电不均匀引起的浓度不均匀。
B 半色调图像中观察到带电不均匀。
(评价2)评价有无由于清洁不良引起的图像缺陷
将耐久试验中输出的2,000张电子照相图像分成两组，即，第一组(第一张至第1,000张)和第二组(第1,001张至第2,000张)。目视观察属于各组的1,000张电子照相图像有无由于感光构件的清洁不良引起的图像缺陷及其程度，并且基于下表5中所述的标准评价。
表5
(实施例2)
除了实施例1的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为5质量份以外，以与实施例1中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例3)
除了实施例1的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为30质量份以外，以与实施例1中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例4)
除了实施例1的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的重均粒径改变为70μm以外，以与实施例1中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例5)
除了实施例4的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为5质量份以外，以与实施例4中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例6)
除了实施例4的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为30质量份以外，以与实施例4中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例7)
除了实施例1的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的重均粒径改变为103μm以外，以与实施例1中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例8)
除了实施例7的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为30质量份以外，以与实施例7中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例9)
除了作为实施例1中的原料橡胶的NBR(商品名：JSR N230SV，由JSR制造)改变为SBR(商品名：Nipol1507，由ZEON CORPORATION制造)以外，以与实施例1中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例10)
除了实施例9的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为5质量份以外，以与实施例9中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例11)
除了实施例9的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为30质量份以外，以与实施例9中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例12)
除了实施例9的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的重均粒径改变为70μm以外，以与实施例9中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例13)
除了实施例12的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为5质量份以外，以与实施例12中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例14)
除了实施例12的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为30质量份以外，以与实施例12中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例15)
除了作为实施例1的A捏合橡胶组合物中使用的原料橡胶的NBR(商品名：JSR N230SV，由JSR制造)改变为BR(商品名：BR-1220L，由制造ZEONCORPORATION)；以及在获得未硫化橡胶组合物时与A捏合橡胶组合物混合的材料改变为下表6中所示的材料以外，以与实施例1中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
表6
Figure BDA0000430151530000251
(实施例16)
除了实施例15的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为5质量份以外，以与实施例15中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例17)
除了实施例15的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的重均粒径改变为70μm以外，以与实施例15中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例18)
除了实施例17的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为5质量份以外，以与实施例17中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例19)
除了作为实施例1的A捏合橡胶组合物中使用的原料橡胶的NBR(商品名：JSR N230SV，由JSR制造)改变为EPDM(商品名：EP33，由JSR制造)；以及在获得未硫化橡胶组合物时与A捏合橡胶组合物混合的材料改变为下表6中所示的材料以外，以与实施例1中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例20)
除了实施例19的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为5质量份以外，以与实施例19中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例21)
除了实施例19的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的重均粒径改变为70μm以外，以与实施例19中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例22)
除了实施例21的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为5质量份以外，以与实施例21中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例23)
除了实施例1的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的重均粒径改变为1μm以外，以与实施例1中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例24)
除了实施例23的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为30质量份以外，以与实施例23中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例25)
除了实施例1的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒的配混份数改变为0.5质量份以外，以与实施例1中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例26)
除了实施例4中用电子束照射的条件如下改变：加速电压：80kV；电子电流：35mA；处理速度：1m/分钟；以及氧气浓度：100ppm以外，以确实与实施例4中相同的方式生产充电辊。在这种情况下，在加速电压为80kV下的电子束照射设备的设备常数为20.4，以及从等式(1)计算的剂量为714kGy。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(实施例27)
除了实施例4中用电子束照射的条件如下改变：加速电压：70kV；电子电流：35mA；处理速度：1m/分钟；以及氧气浓度：100ppm以外，以确实与实施例4中相同的方式生产充电辊。在这种情况下，在加速电压为70kV下的电子束照射设备的设备常数为17.9，以及从等式(1)计算的剂量为626.5kGy。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(比较例1)
除了不向实施例1的A捏合橡胶组合物添加复合颗粒以外，以与实施例1中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(比较例2)
除了实施例1的A捏合橡胶组合物中使用的复合颗粒改变为20质量份无定形二氧化硅颗粒(商品名：BY-001，由TOSOH SILICA CORPORATION制造，平均粒径：13.3μm)以外，以与实施例1中相同的方式生产包括其表面具有硬化区域的弹性层的充电辊。以与实施例1中相同的方式进行硬化处理厚度和表面粗糙度的测量以及图像评价。
(比较例3)
除了实施例1中研磨后的硫化橡胶辊表面不进行用电子束进行照射以外，以与实施例1中相同的方式生产充电辊。以与实施例1中相同的方式进行表面粗糙度测量和图像评价。应当注意，因为不进行用电子束进行照射，所以不测量硬化处理厚度。
上述实施例和比较例的组成汇总于表6-1至表6-4中。此外，表7-1至7-4示出根据实施例和比较例的充电辊的评价结果。
通过包括在含二氧化硅多孔颗粒的表面被覆有含碳膜的复合颗粒使辊表面粗糙和通过用电子束照射使其硬化的实施例中，观察到与比较例相比清洁不良得到改进。比较例1为不包括复合颗粒的情况。比较例2为添加无定形二氧化硅颗粒代替复合颗粒的实例。比较例3为通过用电子束照射不形成硬化区域的实例。任何比较例中，清洁不良的等级均低。因此，能够确定实施例中使用的体系的效果。
另一方面，实施例1至27为本发明的充电辊以及根据耐久后的带电均匀性和清洁不良图像的等级(等级C以上)两者提供不引起实用上的问题的令人满意的图像。
表6-1
Figure BDA0000430151530000291
表6-2
Figure BDA0000430151530000292
表6-3
Figure BDA0000430151530000301
表6-4
Figure BDA0000430151530000302
表7-1
Figure BDA0000430151530000311
表7-2
Figure BDA0000430151530000312
表7-3
Figure BDA0000430151530000321
表7-4
本申请要求了2011年6月30日提交的日本专利申请2011-146210的权益，将其全部内容在此引入以作参考。
附图标记说明
10  充电辊
11  芯轴
12  弹性层
13  硬化区域

Claims (14)

1.一种充电构件，其包括：导电性支承体；和作为表面层的弹性层，
其中：
所述弹性层具有通过用电子束照射形成的硬化区域；和
所述硬化区域以复合颗粒露出所述弹性层表面上的状态支承在含二氧化硅多孔颗粒的表面上被覆有含碳膜的所述复合颗粒，由此使所述弹性层的表面粗糙化。
2.根据权利要求1所述的充电构件，其中所述含二氧化硅多孔颗粒中二氧化硅的含量为80质量%以上。
3.根据权利要求1或2所述的充电构件，其中所述含二氧化硅多孔颗粒仅由二氧化硅组成。
4.根据权利要求1至3任一项所述的充电构件，其中所述含碳膜中碳原子的含量为50质量%以上。
5.根据权利要求1至4任一项所述的充电构件，其中所述含碳膜仅由碳原子组成。
6.根据权利要求1至5任一项所述的充电构件，其中所述含碳膜的厚度为50nm以上且10μm以下。
7.根据权利要求1所述的充电构件，其中所述复合颗粒的重均粒径为5μm以上且70μm以下。
8.根据权利要求1至7任一项所述的充电构件，其中所述复合颗粒的孔径为1μm以上且20μm以下。
9.根据权利要求1至8任一项所述的充电构件，其中所述弹性层包括热固性橡胶或热塑性弹性体。
10.根据权利要求1至9任一项所述的充电构件，其中所述硬化区域的厚度为所述复合颗粒的重均粒径的0.5倍以上，并且为200μm以下。
11.一种电子照相设备，其包括：
根据权利要求1至10任一项所述的充电构件；和感光构件。
12.一种充电构件的制造方法，所述充电构件包括导电性支承体，和作为表面层的弹性层，
所述弹性层具有通过用电子束照射形成的硬化区域，
所述硬化区域以复合颗粒露出所述弹性层表面上的状态支承在含二氧化硅多孔颗粒的表面上被覆有含碳膜的所述复合颗粒，由此使所述弹性层的表面粗糙化，
所述方法包括以下步骤：
(1)在所述支承体上形成包含所述复合颗粒的橡胶层；
(2)研磨所述橡胶层的表面从而使所述复合颗粒的一部分露出；和
(3)通过将所述步骤(2)中获得的露出所述复合颗粒的一部分的所述橡胶层的表面用电子束进行照射，使所述橡胶层的表面硬化从而形成所述弹性层。
13.根据权利要求12所述的充电构件的制造方法，其中所述步骤(3)中所述电子束的加速电压为40kV以上且300kV以下。
14.根据权利要求12或13所述的充电构件的制造方法，其中所述步骤(3)中所述电子束的剂量为30kGy以上且3,000kGy以下。
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