CN104102107B - 电子照相用辊构件、处理盒和电子照相设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子照相用辊构件、处理盒和电子照相设备。所述辊构件具有基体和导电性弹性层。所述弹性层具有在长度方向的中央部的外径比在其两端部的外径大的冠形状。所述弹性层包括碗形状的树脂颗粒。所述辊构件的表面具有源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的凹部和源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部。在所述辊构件的中央部和在其两端部之间的弹性变形的恢复速度的关系为：在所述弹性层的表面上，在两端部的恢复速度比在中央部的恢复速度大，和在距所述弹性层表面的深度tμm的位置处，在中央部的恢复速度比在两端部的恢复速度大。

Description

电子照相用辊构件、处理盒和电子照相设备
技术领域
本发明涉及电子照相用辊构件、使用所述辊构件的处理盒和使用所述辊构件的电子照相图像形成设备(下文中，称为"电子照相设备")。
背景技术
采用电子照相法的电子照相设备主要由电子照相感光构件(下文中，可以简称为"感光构件")、充电装置、曝光装置、显影装置、转印装置和定影装置构成。辊构件适合用于充电装置、显影装置、转印装置和定影装置中。在充电装置中，将辊构件配置为与感光构件的表面接触或者接近于感光构件的表面，并且通过施加电压(仅直流电压的电压或直流电压与叠加于其上的交流电压的电压)使感光构件的表面带电。
日本专利申请特开2008-276026公开了具有源自导电性树脂颗粒的凸部的充电辊作为辊构件(下文中，称为"充电辊")，从而以使辊构件与感光构件接触这样的方式使感光构件带电。
然而，在根据日本专利申请特开2008-276026的充电辊中，当充电辊与感光构件接触时，压力集中在源自树脂颗粒的凸部，从而导致在长时期使用时感光构件的表面的不均匀磨耗。
对于这样的问题，日本专利申请特开2011-237470公开了一种包括在其导电性树脂层中具有开口的碗形状的树脂颗粒并且在其表面上具有源自碗形状的树脂颗粒的开口部和边缘部的凹凸形状的辊构件。根据日本专利申请特开2011-237470的辊构件记载了，由于作为当碗形状的树脂颗粒的边缘部与感光构件接触时的弹性变形的结果，接触压力减轻，因此即使在长时期使用时也能够抑制感光构件的不均匀磨耗。
在根据日本专利申请特开2011-237470的辊构件中，碗形状的树脂颗粒的开口部的边缘部的弹性变形减轻了边缘部和感光构件之间的接触压力。出于上述的原因，即使在长时期使用感光构件时也抑制感光构件的表面的不均匀磨耗。另一方面，在根据日本专利申请特开2011-237470的辊构件中，存在劣化辊构件的旋转追随感光构件的旋转的性能(下文中，可以称为"从动旋转性")的可能性。
近来，随着电子照相设备的处理速度增大，发现了当形成电子照相图像时，涉及的感光构件倾向于振动的趋势。当处于振动状态下的感光构件通过使从动旋转性低的辊构件与感光构件接触而充电时，辊构件可能不会追随感光构件的旋转，因此引起辊构件在感光构件的表面上滑动这样的现象(下文中，也称为"粘滑")。粘滑的发生引起感光构件上的带电不均匀从而引起在电子照相图像上发生横线状的浓度不均匀。下文中，在电子照相图像上发生的横线状的浓度不均匀可以称为"条带(banding)"。另外，在其上发生横线状的浓度不均匀的电子照相图像可以称为"条带图像"。
发明内容
因此，本发明旨在提供即使在长时期使用时也能够充分抑制感光构件的不均匀磨耗和条带图像的发生的辊构件。此外，本发明旨在提供有益于形成高品质电子照相图像的处理盒和电子照相设备。
根据本发明的一方面，提供一种电子照相用辊构件，其包括：导电性基体和作为表面层的导电性弹性层；
其中
所述导电性弹性层具有在所述辊构件的长度方向的中央部的外径比在所述辊构件的两端部的外径大的冠形状；
所述导电性弹性层包括粘结剂和碗形状的树脂颗粒；
所述辊构件的表面具有源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的凹部和源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部；和
其中在所述辊构件的长度方向的中央部和在所述辊构件的两端部之间所述辊构件的弹性变形的恢复速度的关系为：
在所述导电性弹性层的表面上，在两端部的恢复速度比在中央部的恢复速度大，和
在距所述导电性弹性层的表面的深度tμm的位置处，在中央部的恢复速度比在两端部的恢复速度大。
根据本发明的另一方面，提供一种处理盒，其包括上述电子照相用辊构件和电子照相感光构件，并且构成为可拆卸地安装至电子照相设备的主体。
根据本发明的又一方面，提供一种电子照相设备，其包括上述电子照相用辊构件和电子照相感光构件。
参照附图从示例性实施方案的下述描述中本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1A、1B、1C和1D为说明展现根据本发明的辊构件的效果的图。
图2A和2B说明展现根据本发明的辊构件的效果的图。
图3A和3B为根据本发明的辊构件的截面图。
图4A和4B为根据本发明的辊构件的表面附近的部分截面图。
图5为根据本发明的辊构件的表面附近的部分截面图。
图6A、6B、6C、6D和6E为说明根据本发明的碗形状的树脂颗粒的形状的图。
图7为说明用于生产根据本发明的辊构件的电子束照射设备的图。
图8为说明用于生产根据本发明的辊构件的扫描型电子束照射源的图。
图9为说明用于生产根据本发明的辊构件的区域型电子束照射源的图。
图10为说明根据本发明的电子照相设备的实例的示意性截面图。
图11为说明根据本发明的处理盒的实例的示意性截面图。
图12为根据本发明的辊构件的载荷-位移曲线的实例。
具体实施方式
现在将根据附图详细地描述本发明的优选实施方案。
根据本发明的电子照相用辊构件(下文中，可以简称为"辊构件")具有导电性基体和导电性弹性层。导电性弹性层具有在辊构件的长度方向的中央部的外径比在辊构件的两端部的外径大的冠形状。
导电性弹性层包括粘结剂树脂和碗形状的树脂颗粒。辊构件的表面具有源自碗形状的树脂颗粒的开口的凹部和源自碗形状的树脂颗粒的开口的边缘(下文中，有时简称为"边缘")的凸部。在辊构件的长度方向的中央部和在辊构件的长度方向的两端部之间辊构件的弹性变形的恢复速度的关系为：在导电性弹性层的表面上，在两端部的恢复速度比在中央部的恢复速度大，和在距导电性弹性层的表面的深度tμm的位置处，在中央部的恢复速度比在两端部的恢复速度大。在本说明书中，对于辊构件的弹性变形的恢复速度可以简称为"恢复速度"。
当辊构件与感光构件接触时，与如在日本专利申请特开2008-276026中记载的由于导电性树脂颗粒导致的凸部相比，源自边缘的凸部更容易倾向于经历弹性变形。因此，减轻接触压力。图1A为包括图4A和4B示出的碗形状的树脂颗粒的辊构件和感光构件之间的紧密接触部(下文中，称为"辊隙部")的放大示意图。在辊隙部中，边缘和感光构件之间的接触压力使边缘沿箭头A的方向弹性变形从而导致在感光构件上的接触压力的减轻。即使长时间的使用时，前述效果也能够抑制感光构件的不均匀磨耗。
另一方面，接触压力的减轻可以减小辊构件和感光构件之间的接触面积，劣化辊构件相对于感光构件的从动旋转性能并且引起在感光构件上发生带电不均匀。这种带电不均匀可以为发生条带图像的起因。在处理速度更加增加的情况下，这种问题变得更明显，并且感光构件的振动变得更大。
将辊构件相对于驱动辊构件的感光构件以以下方式配置：通过施加由于弹簧等而引起的预定的推压压力至辊构件的两端而使辊构件与感光构件接触，并且因而辊构件随着感光构件的旋转而从动旋转。在该情况下，如果辊构件为通常的圆柱形状，则在结构上，在辊构件的中央部分的加压变弱，并且存在感光构件和辊构件之间的间隙的发生的可能性。基于前述原因，为了使辊构件在沿辊构件的长度方向的均匀压力下与感光构件接触的目的，适合使用具有辊构件的长度方向的中央部的外径比两端部的外径大的冠形状的辊构件。通过使辊构件具有辊构件的长度方向的中央部的外径比两端部大的冠形状，辊构件的中央部和感光构件之间的紧密接触的宽度(下文中，称为"辊隙宽度")变大，由此改进在辊构件中央部相对于感光构件的从动旋转性。从动旋转性随着中央部和两端部之间的外径差的增大而愈加改进。
然而，在辊构件的长度方向的中央部和两端部之间的外径的差大的情况下，当辊构件随着感光构件的旋转而从动旋转时，辊构件的圆周速度变得在辊构件的两端部比在中央部大。结果，由于在长度方向的中央部和两端部之间的圆周速度的差，对辊构件的弹性层施加"扭曲"。虽然当扭曲的量小时这种"扭曲"被在弹性层中引起的弹性变形吸收，但是"扭曲"持续累积在弹性层中，并且当累积的扭曲超过一定量时，弹性层采取回到原始状态的行动以便释放"扭曲"的力，导致发生辊构件的滑动。具体地，粘滑发生在辊构件的两端部分。结果，在感光构件上部分地发生带电不均匀从而导致条带图像的发生。
对于这种问题，根据本发明的辊构件的构成使得能够建立感光构件的不均匀磨耗的抑制和由于辊构件相对于感光构件的从动旋转性的改进而导致的条带图像的抑制之间的相容性。认为相容性的建立是由于下述1)和2)中记载的作用。
1)在导电性弹性层的表面上，根据本发明辊构件的导电性弹性层的弹性变形的恢复速度，在沿长度方向从辊构件的中央部朝向两端部的方向变大。
形成于导电性弹性层的表面上的碗形状的树脂颗粒处于如下的状态：在如图1A中所示的辊隙部中，边缘11由于与感光构件13的接触压力而沿箭头A的方向弹性变形。
图1B为辊隙部的示意性截面图。如图1B中所示，使辊构件14通过由于例如弹簧而引起的预定的推压压力(未示出)与感光构件接触13。追随感光构件的沿箭头B方向的旋转，辊构件沿另一箭头B的方向被驱动旋转。在该情况下，由感光构件对辊构件施加的接触压力在辊隙部15的中央(位置C)处最大。因此，边缘的弹性变形也如图1C中所示变大。结果，在边缘11和感光构件表面之间的接触面积在辊隙部中最大。随后，当树脂颗粒移动到辊隙部的终端(位置D)时，施加在辊构件和碗形状的树脂颗粒上的接触压力减小并且当树脂颗粒离开辊隙部时释放接触压力。在该情况下的碗形状的树脂颗粒的状态如图1D中所示。具体地，边缘11的弹性变形沿图1D中的箭头E的方向恢复从而减少边缘和感光构件之间的接触面积。本发明人发现，由于施加在碗形状的树脂颗粒上的接触压力的减小和释放而引起的碗形状的树脂颗粒的边缘11的弹性变形的恢复速度取决于保持树脂颗粒的导电性弹性层12的表面区域的弹性变形的恢复速度。具体地，本发明人发现，导电性弹性层12的表面区域的弹性变形的恢复速度越高，碗形状的树脂颗粒的边缘部分的弹性变形的恢复速度也越高。
因此，对于导电性弹性层12的表面区域，本发明人尝试使在辊构件的长度方向的两端部的恢复速度与在辊构件的长度方向的中央部的恢复速度相比更大。结果，在碗形状的树脂颗粒的边缘通过辊隙部之后即刻的恢复速度被认为在辊构件的长度方向的两端部比中央部大。结果，在通过辊隙部之后即刻，碗形状的树脂颗粒的边缘和感光构件之间的接触状态在辊构件的长度方向的两端部如图1D中所示和在辊构件的长度方向的中央部如图1A中所示。这种状态的达成降低在两端部的源自边缘的凸部和感光构件之间的接触面积，结果，导电性弹性层的表面和感光构件之间的摩擦力在两端部与在中央部相比降低。在该情况下，由于在辊构件的中央部和两端部之间的圆周速度差而引起的"扭曲"的力变得几乎不能累积在辊构件的导电性弹性层的长度方向的两端部。可以认为引起带电不均匀的粘滑的发生由此得到抑制。
另一方面，碗形状的树脂颗粒的边缘的弹性变形的恢复速度在辊构件的长度方向的中央部比在两端部慢，从而导致在通过辊隙部之后即刻在辊构件的表面的凸部和感光构件之间的接触面积的减少的抑制。结果，令人满意地维持辊构件相对于感光构件的从动旋转性。
2)在距根据本发明辊构件的导电性弹性层的表面预定深度tμm的位置处的弹性变形的恢复速度沿从辊构件的两端部朝向在辊构件的长度方向的中央部的方向变大。
如在前述1)中所描述的，在导电性弹性层的表面区域中的弹性变形的恢复速度主要贡献于在辊构件的表面中的碗形状的树脂颗粒的边缘和感光构件之间的接触状态。与之相对地，在距表面预定的深度tμm的位置处的弹性变形的恢复速度被认为贡献于实质的辊隙宽度。
当辊构件14追随感光构件13的旋转而从动旋转时，接触压力在图1B中的辊隙部15的中央(位置C)变得最大。辊构件由于接触压力而变形，因此辊构件的外径在位置C处变得最小。随后，当辊构件旋转移动到辊隙部的终端(图1B中的位置D)时接触压力降低，因此辊构件的外径恢复。在图2A中的辊隙部的最外终端区域(虚线框F)中，外径的恢复沿图2B中的箭头G的方向发生。在最外终端区域中辊构件的外径的恢复速度快的情况下，与恢复速度慢的情况相比，辊构件的表面和感光构件的表面彼此紧密接触的状态持续更长的时间。好像辊隙宽度增加，该效果就起作用。
在根据本发明的辊构件中，在导电性弹性层的深层部分中即在距表面深度tμm的部分中的弹性变形的恢复速度在所述辊构件的长度方向的中央部比在两端部大。出于该原因，使在辊隙部的最外终端区域中导电性弹性层的外径的恢复速度在所述辊构件的长度方向的中央部比在两端部快。因此，实质的辊隙宽度在中央部比在两端部大。结果，边缘与感光构件接触的接触点的数量在辊构件的长度方向的中央部较大而在两端部较小。具体地，在源自边缘的凸部和感光构件之间的接触面积在辊构件的长度方向的中央部较大而在两端部较小，因此改进在具有冠形状的辊构件的长度方向的中央部和感光构件之间的摩擦力(夹持性(gripproperty))。结果，可以改进辊构件相对于感光构件的从动旋转性。
这里，描述关于本发明中导电性弹性层的弹性变形的恢复速度。根据本发明导电性弹性层的弹性变形的恢复速度通过下述方法来测定。具体地，通过基于根据ISO14577(金属材料-硬度和材料参数的压痕试验)的压痕试验方法使用微硬度试验仪，通过施加载荷至压头使压头以预定量(Dμm)沉入导电性弹性层中。下文中，预定量可以称为"压入深度"。微硬度试验仪的实例包括"PICODENTERHM500"(商品名，由FischerInstrumentsKK制造)。
随后，将施加至压头的载荷卸载，并且基于在卸载步骤中由弹性层施加在压头上的力计算弹性层的恢复距离(μm)。由此，如图12中所示，获得显示施加至压头的载荷(mN)、压入深度(μm)和在卸载时弹性层的恢复距离(μm)之间的关系的图。
当在开始卸载之后即刻、更具体地在卸载开始0.1秒后的弹性层的恢复距离由Lμm表示时，基于下述计算式(1)得到恢复速度v(μm/sec)：
恢复速度v(μm/sec)=L(μm)/0.1(sec)(1)
在计算恢复速度时使用在开始卸载0.1秒后的恢复距离L的原因如下。具体地，在辊隙部的最外终端区域中，认为导电性弹性层的表面区域从接触压力释放之后即刻的恢复速度控制碗形状的树脂颗粒的边缘的弹性变形的恢复速度。类似地，在辊隙部的最外终端区域中，认为导电性弹性层的深层区域从接触压力释放之后即刻的恢复速度控制实质的辊隙宽度。因此，本发明中，将辊构件的导电性弹性层从接触压力释放之后即刻的恢复速度(其通过使用在导电性弹性层的卸载开始0.1秒之后的恢复距离来计算)看作是导电性弹性层的恢复速度。
根据本发明的表面区域定义为距导电性弹性层的与其面向导电性基体的面相对的面、即距导电性弹性层的表面深度为10μm的区域。这是因为，认为在1)中描述的边缘的弹性变形的恢复实质上由在距导电性弹性层的表面深度10μm的区域中导电性弹性层的恢复速度控制。因此，微硬度试验仪的压头的压入深度Dμm优选设定为10μm。
另外，本发明中，距导电性弹性层的与其面向导电性基体的面相对的面、即距导电性弹性层的表面深度tμm的目标值(该深度定义为导电性弹性层的深层区域)优选为30μm以上且100μm以下。通过将tμm的值设定为落在该范围内，可以以有利的方式更肯定地实现在辊构件的长度方向的中央部的实质辊隙宽度的增加效果。换言之，在该深度范围的情况下，导电性弹性层的恢复速度优选在辊构件的长度方向的中央部比在两端部大。为了这个目的，在测量根据本发明导电性弹性层的深层区域的恢复速度时压入深度Dμm优选设定为20-100μm。
<辊构件>
下文中，详细描述根据本发明的辊构件。图3A和3B为根据本发明的辊构件的截面图的实例的示意图。图3A的辊构件具有导电性基体1和导电性弹性层2。如图3B中所示，导电性弹性层可以为由导电性弹性层21和22组成的两层构成。导电性弹性层各自包括粘结剂、导电性细颗粒和碗形状的树脂颗粒。
可以使导电性基体和导电性弹性层、或顺次地层压在导电性基体上的层(如图3B中示出的导电性弹性层21和导电性弹性层22)通过中间物粘合剂而彼此粘合。在该情况下，粘合剂优选为导电性的。作为导电性的粘合剂，可以使用已知的粘合剂。
粘合剂的粘结剂的实例包括热固性树脂和热塑性树脂；作为粘结剂，可以使用迄今已知的粘结剂如聚氨酯系、丙烯酸系、聚酯系、聚醚系、环氧系粘结剂。
赋予粘合剂以导电性的导电剂适当地选自可以用于使弹性层导电的下述的导电性细颗粒，并且所选择的导电性细颗粒可以单独或以两种以上的组合来使用。
从改进辊构件在长度方向的中央部相对于感光构件的从动旋转性的角度，根据本发明的辊构件优选为其中辊构件在长度方向的中央部最厚并且朝向辊构件的两端部变薄的冠形状。"冠量(crownquantity)"的优选范围为30-200μm。冠量为在辊构件的长度方向的中央部的外径D2与在朝向两端部距中央部分别为90mm的位置处的外径D1和D3的平均值之间的差；因而，冠量为基于下述计算式(2)得来的值：
冠量=D2-(D1+D3)/2(2)
[导电性基体]
用于本发明的辊构件的导电性基体具有导电性并且具有支承形成于其上的导电性弹性层等的功能。基体的材料的实例可以包括：金属如铁、铜、不锈钢、铝和镍；和这些金属的合金。
[导电性弹性层]
图4A和4B为辊构件的导电性弹性层的表面附近的部分截面图。包括在导电性弹性层中的部分的碗形状的树脂颗粒41部分地露出辊构件的表面。辊构件的表面具有源自露出表面的碗形状的树脂颗粒的开口51的凹部52和源自露出表面的碗形状的树脂颗粒的开口的边缘53的凸部。
参照图5，源自碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部53的顶点和由碗形状的树脂颗粒的壳划定的凹部52的底部之间的距离54优选设定为5μm以上且100μm以下和特别优选8μm以上且80μm以下。下文中，前述距离可以称为"高度差"。设定在前述范围内的距离54更肯定地能够减轻接触压力。高度差54和碗形状的树脂颗粒的最大直径55之间的比、即树脂颗粒的[最大直径]/[高度差]优选为0.8以上且3.0以下。设定在前述范围内的前述比更肯定地能够降低上述接触压力。
前述凹凸形状的形成如下所述优选控制辊构件的表面状态，即导电性弹性层的表面状态。十点平均粗糙度(Rzjis)优选为5μm以上且65μm以下，特别地，10μm以上且50μm以下。表面的平均凹凸间隔(Sm)优选为30μm以上且200μm以下，特别地，40μm以上且150μm以下。前述范围的采用更肯定地能够降低接触压力。下面详细描述表面的十点平均粗糙度(Rzjis)和表面的平均凹凸间隔(Sm)的测量方法。
图6A-6E示出用于本发明的碗形状的树脂颗粒的实例。本发明中，"碗形状"的颗粒是指具有开口部61和由壳划定的略圆形凹部62的颗粒。开口部可以具有如图6A和图6B中所示的平坦边缘，或者如图6C-图6E所示的凹凸边缘。
碗形状的树脂颗粒的最大直径55为5μm以上且150μm以下，特别地，8μm以上且120μm以下。碗形状的树脂颗粒的最大直径55和开口部的最小直径63之间的比，即碗形状的树脂颗粒的[最大直径]/[开口部的最小直径]的比优选为1.1以上且4.0以下。设定落在前述范围内的前述比更肯定地能够降低上述接触压力。
碗形状的树脂颗粒的壳的厚度优选为0.1μm以上且3μm以下，特别地，0.2μm以上且2μm以下。设定落在该范围内的壳的厚度能够使边缘的弹性变形更柔软，结果，更肯定地能够减轻接触压力。关于壳的厚度，最大厚度优选为最小厚度的3倍以下和更优选为最小厚度的2倍以下。
[粘结剂]
作为包括在本发明的导电性弹性层中的粘结剂，可以使用迄今已知的橡胶或树脂。橡胶的实例包括天然橡胶和经过硫化的天然橡胶，以及合成橡胶。合成橡胶的实例包括下述：乙丙橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、硅橡胶、聚氨酯橡胶、异戊二烯橡胶(IR)、丁基橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丙烯酸系橡胶、表氯醇橡胶和氟橡胶。树脂的实例包括如热固性树脂和热塑性树脂等树脂。这些之中，更优选氟树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸系聚氨酯树脂、硅酮树脂和缩丁醛树脂。这些可以以各种单独或作为两种以上的混合物来使用。可选择地，可以将作为这些粘结剂的原料的单体共聚从而转变为共聚物。
[导电性细颗粒]
导电性弹性层包括迄今已知的导电性细颗粒以用于展现导电性的目的。导电性细颗粒的实例包括金属氧化物、金属细颗粒和炭黑。这些导电性细颗粒可以以各种单独或以两种以上的组合来使用。导电性弹性层中导电性细颗粒的含量的标准值为2-200质量份，特别地，5-100质量份，相对于100质量份粘结剂。
[导电性弹性层的形成方法]
导电性弹性层的形成方法如下示例。首先，在导电性基体上，制备其中导电性细颗粒和中空形状的树脂颗粒分散在粘结剂中的涂层(下文中，称为"预涂层")。随后，中空形状的树脂颗粒通过研磨颗粒表面被部分地削除从而形成碗形状，并且形成源自所得碗形状的树脂颗粒的开口的凹部和源自所得碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部。下文中，包括这些凹部和凸部的形状称为"源自碗形状的树脂颗粒的开口的凹凸形状"。以这种方式，形成导电性树脂层，然后将导电性树脂层的表面进行电子束照射以控制导电性弹性层的弹性变形的恢复速度。
[预涂层中的树脂颗粒的分散]
首先，描述将中空形状的树脂颗粒分散在预涂层中的方法。这种方法可以示例其中通过将在其内部含有气体的中空形状的颗粒与粘结剂和导电性细颗粒一起分散而制备的导电性树脂组合物的涂膜形成于导电性基体上，将涂膜进行例如干燥、固化或交联的方法。用于中空形状的树脂颗粒的材料的实例可以包括上述迄今已知的树脂。
另一方法可以示例使用在颗粒内部包括内包物质并且由于通过加热内包物质膨胀而变成中空形状的树脂颗粒的所谓的热膨胀性微胶囊的方法。具体地，这是如下的方法：制备热膨胀性微胶囊与粘结剂和导电性细颗粒一起分散的导电性树脂组合物，然后导电性基体用所制备的组合物涂布，并且将该组合物涂层例如干燥、固化或交联。在该方法的情况下，中空形状的树脂颗粒可以通过利用用于预涂层的粘结剂的干燥、固化或交联时的热使内包物质膨胀而形成。在该情况下，通过控制温度条件，可以控制粒径。
当使用热膨胀性微胶囊时，需要使用热塑性树脂作为粘结剂。热塑性树脂的实例包括下述：丙烯腈树脂、氯乙烯树脂、偏二氯乙烯树脂、甲基丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、酰胺树脂、甲基丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸酯树脂和甲基丙烯酸酯树脂。这些之中，优选使用包括选自具有低透气性和显示高冲击回弹性的丙烯腈树脂、偏二氯乙烯树脂和甲基丙烯腈树脂的至少一种的热塑性树脂。这些热塑性树脂可以各自单独或以其两种以上的组合来使用。此外，可以使作为这些热塑性树脂的原料的单体共聚从而生产共聚物。
作为热塑性微胶囊中要内包的物质，优选在等于或低于热塑性树脂的软化点的温度下转变为气体并膨胀的物质。这种物质的实例包括下述：低沸点液体如丙烷、丙烯、丁烯、正丁烷、异丁烷、正戊烷和异戊烷；和高沸点液体如正己烷、异己烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷、正癸烷和异癸烷。
热膨胀性微胶囊可以通过迄今已知的生产方法如悬浮聚合法、界面聚合法、界面沉降法和液体干燥法来生产。例如，悬浮聚合法可以示例其中将聚合性单体、在热膨胀性微胶囊中要内包的物质和聚合引发剂混合在一起，使所得混合物分散在包括表面活性剂和分散稳定剂的水性介质中，然后使混合物进行悬浮聚合的方法。还可以添加具有与聚合性单体的官能团反应的反应性基团的化合物、有机填料。
聚合性单体可以示例下述：丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、α-乙氧基丙烯腈、富马腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、柠康酸、偏二氯乙烯、乙酸乙烯酯；丙烯酸酯(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苄酯)；甲基丙烯酸酯(甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄酯)；苯乙烯系单体、丙烯酰胺、取代的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、取代的甲基丙烯酰胺、丁二烯、ε-己内酰胺、聚醚和异氰酸酯。这些聚合性单体可以各自单独或以其两种以上的组合来使用。
作为聚合引发剂，优选可溶于聚合性单体中的引发剂，并且可以使用迄今已知的过氧化物引发剂和偶氮引发剂。这些之中，优选偶氮引发剂。偶氮引发剂的实例列出如下：2,2'-偶氮二异丁腈、1,1'-偶氮双(环己烷-1-甲腈)和2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)。这些之中，优选2,2'-偶氮二异丁腈。当使用聚合引发剂时，聚合引发剂的量优选为0.01-5质量份，相对于100质量份聚合性单体。
作为表面活性剂，可以使用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、中性表面活性剂、两性表面活性剂和高分子型分散剂。表面活性剂的用量优选为0.01-10质量份，相对于100质量份聚合性单体。
分散稳定剂的实例包括下述：有机细颗粒(如聚苯乙烯细颗粒、聚甲基丙烯酸甲酯细颗粒、聚丙烯酸细颗粒和聚环氧化物细颗粒)、二氧化硅(如胶态二氧化硅)、碳酸钙、磷酸钙、氢氧化铝、碳酸钡和氢氧化镁。分散稳定剂的用量优选为0.01-20质量份，相对于100质量份聚合性单体。
悬浮聚合优选通过使用耐压容器在密封条件下来进行。聚合原料使用例如分散机悬浮，然后将所得悬浮液转移到耐压容器并且可以使其进行悬浮聚合，或者可选择地，悬浮操作可以在耐压容器中进行。聚合温度优选为50℃-120℃。聚合可以在大气压力下进行；然而，为了防止在热膨胀性微胶囊中内包的物质的气化，聚合优选在加压条件下(在大气压力+0.1-1MPa的压力下)进行。聚合完成之后，固液分离和清洗也可以通过离心分离或过滤来进行。当进行固液分离或清洗时，随后，干燥或固化也可以在等于或低于构成热膨胀性微胶囊的树脂的软化温度的温度下进行。干燥和粉碎可以通过已知的方法来进行；可以使用气流干燥机、顺风干燥机和诺塔混合机。干燥和粉碎也可以使用粉碎干燥机同时进行。表面活性剂和分散稳定剂可以在生产之后通过重复清洗和过滤来除去。
[预涂层的形成方法]
继续地，描述预涂层的形成方法。预涂层的形成方法的实例包括导电性树脂组合物的层通过施涂方法如静电喷涂、浸涂或辊涂形成于导电性基体上，然后将该层通过干燥、加热或交联来固化的方法。可选择地，此类实例还包括使通过以具有预定厚度形成导电性树脂组合物的膜并通过固化该膜制备的片状或管状层粘合至导电性基体，或者基体用所得层涂布的方法。另外，预涂层还可以通过将导电性树脂组合物放置在具有在其中配置的导电性基体的模具中，然后固化所述组合物来形成。特别地，当粘结剂为橡胶时，预涂层还可以通过使用安装有十字头模头(die)的挤出机并通过将导电性基体和未硫化的橡胶组合物一体化挤出来制备。这里，出于形成电线或金属丝的涂层的目的，十字头模头为用作配置在挤出机的圆筒体的前端处的挤出模头。
随后，在干燥、固化或交联等之后，研磨预涂层的表面以部分地削除中空形状的树脂颗粒从而形成碗形状。作为研磨方法，可以使用圆筒研磨方法和带研磨方法。圆筒研磨机可以示例通过横向型NC圆筒研磨机和切入式磨削型NC圆筒研磨机。
(a)其中预涂层的厚度为中空形状的树脂颗粒的平均粒径的5倍以下的情况
在其中预涂层的厚度为中空颗粒的平均粒径的5倍以下的情况下，源自中空形状的树脂颗粒的凸部经常形成于预涂层的表面上。在该情况下，中空形状的树脂颗粒的凸部部分地被削除从而形成碗形状，因而可以形成由于碗形状的树脂颗粒的开口引起的凹凸形状。在该情况下，优选使用在研磨时施加在预涂层上的压力相对小的带研磨。作为实例，下面示出在采用带研磨方法的情况下作为预涂层的研磨条件的优选范围。
研磨带为通过将研磨磨粒分散在树脂中并且通过将所得分散液涂布在片状基体上而获得的带。研磨磨粒可以示例氧化铝、氧化铬、碳化硅、氧化铁、钻石、氧化铈、金刚砂、氮化硅、碳化硅、碳化钼、碳化钨、碳化钛和氧化硅。研磨磨粒的平均粒径优选为0.01μm以上且50μm以下和更优选为1μm以上且30μm以下。研磨磨粒的平均粒径为通过离心沉降法测量的中值直径D50。具有落在前述优选范围内的研磨磨粒的研磨带的筛目数的优选范围为500以上且20000以下，更优选的范围为1000以上且10000以下。研磨带的具体实例包括下述：MAXIMALAP和MAXIMAT型(商品名，由Ref-LiteCo.,Ltd.制造)、Lapika(商品名，由KovaxCorp.制造)、微加工膜(MicrofinishingFilm)和研磨膜(LappingFilm)(商品名，由Sumitomo3MLtd.制造)、镜膜(MirrorFilm)和研磨膜(LappingFilm)(商品名，由SankyoRikagakuCo.,Ltd.制造)和Mipox(商品名，由NihonMicroCoatingCo.,Ltd.制造)。
研磨带的行进速度优选为10mm/min以上且500mm/min以下和更优选为50mm/min以上且300mm/min以下。研磨带对预涂层的加压的压力优选为0.01MPa以上且0.4MPa以下和更优选为0.1MPa以上且0.3MPa以下。为了控制加压的压力，可以使支承辊通过中间物研磨带与预涂层接触。为了获得预期的形状，研磨处理可以进行多次。旋转数优选设定在10rpm以上且1000rpm以下和更优选为50rpm以上且800rpm以下。通过采用前述条件，由于碗形状的树脂颗粒的开口引起的凹凸形状可以更容易地形成于预涂层的表面上。即使当预涂层的厚度落在上述范围内时，由于碗形状的树脂颗粒的开口引起的凹凸形状也可以通过在(b)中的下述方法来形成。
(b)其中预涂层的厚度超过中空形状的树脂颗粒的平均粒径的5倍的情况
在其中预涂层的厚度超过中空形状的树脂颗粒的平均粒径的5倍的情况下，发生在预涂层的表面上没有形成源自中空形状的树脂颗粒的凸部的情况。在这种情况下，通过利用在中空形状的树脂颗粒和预涂层之间的研磨性差异，可以形成由于碗形状的树脂颗粒的开口引起的凹凸形状。中空形状的树脂颗粒在其内部中内包气体，因此具有高冲击回弹性。与之相对地，作为预涂层的粘结剂，选择具有相对低的冲击回弹性和小的伸长率的橡胶或树脂。因此，可以实现其中预涂层容易研磨和中空形状的树脂颗粒几乎不研磨的状态。当研磨处于前述状态下的预涂层时，中空形状的树脂颗粒处于与预涂层的状态相同的状态下而不被研磨，但是使中空形状的树脂颗粒具有其中中空形状的树脂颗粒仅部分地削除的碗形状。因此，在预涂层的表面上，可以形成由于碗形状的树脂颗粒的开口引起的凹凸形状。该方法为其中凹凸形状通过利用在中空形状的树脂颗粒和预涂层之间的研磨性差异来形成的方法，因此优选使用橡胶作为预涂层中使用的粘结剂。在橡胶之中，从具有低冲击回弹性和小的伸长率的角度，特别优选使用丙烯腈丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶和丁二烯橡胶。作为用于中空形状的树脂颗粒的树脂，从透气性低和具有高冲击回弹性的角度，优选含极性基团的树脂，并且更优选具有由下式(1)表示的单元的树脂。特别地，从容易控制研磨性的角度，甚至更优选具有由式(1)表示的单元和由式(5)表示的单元的树脂。
式(1)
在式(1)中，A为选自下式(2)、(3)和(4)的至少一种基团。R1为氢原子或具有1-4个碳原子的烷基。
式(2)
式(3)
式(4)
式(5)
在式(5)中，R2为氢原子或具有1-4个碳原子的烷基。R3为氢原子或具有1-10个碳原子的烷基。R2和R3可以为彼此相同的结构或彼此不同的结构。
[研磨方法]
作为研磨方法，可以使用圆筒研磨方法或带研磨方法；要求材料之间的研磨性差异显著加强，因此优选更快速的研磨的条件。从该角度，更优选使用圆筒研磨方法。在各种类型的圆筒研磨方法中，从可以同时研磨沿导电性辊的长度方向的位置和可以减少研磨时间的角度，进一步优选使用切入式磨削法。从使研磨面均匀的角度，优选使现有已经进行的清磨(spark-out)步骤(在0mm/min的侵入速度下的研磨步骤)的时间尽可能短或不进行清磨步骤。作为实例，切入式磨削法的圆筒砂轮的旋转数优选为1000-4000rpm，特别地，2000-4000rpm。向预涂层中的侵入速度优选为5-30mm/min，特别地，更优选10-30mm/min。在侵入步骤的最终阶段中，可以对研磨面实施调理步骤，并且调理步骤优选在0.1-0.2mm/min的侵入速度下在2秒内进行。清磨步骤(在0mm/min的侵入速度下的研磨步骤)优选进行3秒以下。旋转数优选设定为50rpm以上且500rpm以下和更优选设定为200rpm以上。通过采用前述条件，由于碗形状的树脂颗粒的开口引起的凹凸形状可以更容易地形成于预涂层的表面上，并且可以制备具有导电性弹性层的导电性辊。
[电子束照射]
由此获得的导电性辊的表面通过在以下(1)、(2)或(3)中记载的方法用电子束照射从而进行固化处理。因此，可以获得其中在长度方向的中央部和两端部的弹性变形的恢复速度彼此具有特定关系的本发明的辊构件。
(1)在导电性辊的长度方向的中央部作为照射中心从而朝向导电性辊的长度方向的两端部延伸照射范围的情况下通过电子束的扇状扫描的电子束照射法。
(2)通过改变加速电压以在导电性辊的长度方向的中央部较大而在其两端部较小的电子束照射法。
(3)在导电性辊的长度方向的部分掩模的情况下通过改变加速电压的电子束照射法
弹性变形的恢复速度可以通过如下方法来测量：其中弹性变形的恢复速度由使用下述微微压痕仪(pico-indenter)在维氏压头压入预定深度之后卸载的步骤获得的载荷-位移曲线算出。预定深度tμm优选为30μm以上且100μm以下。
[电子束照射设备]
普通电子束照射设备的示意图示于图7中。用于本发明的电子束照射设备为在导电性辊旋转的同时能够用电子束照射导电性辊的表面的设备，并且如图7中所示设置有电子束产生部71、照射室72和照射口73。
电子束产生部71具有在真空空间(加速空间)中用于加速在电子源(电子枪)74中产生的电子束的加速管75。电子束产生部的内部使用未示出的真空泵等维持在10-3-10-6Pa的真空中以防止电子通过与气体分子的碰撞而失去能量。
当灯丝76通过使用未示出的电源施加电流至灯丝76来加热时，灯丝76发出热电子，并且将热电子有效地取出作为电子束。在电子束通过加速电压在加速管75内的加速空间中加速时，电子束刺穿照射口箔77并使其照射在照射口73下方的照射室72中输送的导电性辊78。
如本实施方案中的情况，在导电性辊78用电子束照射的情况下，使照射室72的内部具有氮气氛。导电性辊78使用辊旋转用构件79旋转并通过输送单元在照射室中从图7中的左侧移动到右侧。电子束产生部71的外周和照射室72的外周用未示出的铅或不锈钢屏蔽以使在电子束照射时产生的X-射线不泄露到外面。
照射口箔77由金属箔制成，并且用作在电子束产生部内的真空气氛和在照射室内的氮气氛之间的隔壁；使电子束取出通过中间物照射口箔77进入照射室的内部。因此，配置在电子束产生部71和照射室72之间的边界处的照射口箔77期望不具有针孔，具有能够充分维持在电子束产生部内的真空气氛的机械强度并且容易使电子束透过。出于该目的，照射口箔77优选为比重小和厚度薄的金属箔；通常，作为照射口箔77，使用铝箔、钛箔、铍箔和碳膜。例如，使用具有约5μm以上且30μm以下的厚度的薄膜箔。使用电子束固化处理的条件由加速电压和电子束的剂量来决定。加速电压影响固化处理深度，并且本发明中的加速电压的条件优选为使得加速电压落在低能量区域40-300kV的范围内。40kV以上的加速电压能够获得用于得到本发明的有益效果的充分厚的处理区域。更优选的加速电压落入70-150V的范围内。
在电子束照射时的电子束的剂量由下述计算式(3)定义：
D=(K·I)/V(3)
这里，D表示剂量(kGy)，K表示设备常数，I表示电流(mA)，V表示处理速度(m/min)。设备常数K为表示各设备的效率的常数和表示设备的性能的指标。设备常数K可以通过测量在一定的加速电压的条件下借助于改变电流和处理速度得到的剂量来确定。电子束剂量的测量通过将剂量测量膜粘贴在导电性辊的表面上、使用电子束照射导电性辊的表面并用膜剂量计测量剂量测量膜的剂量来进行。使用剂量测量膜FWT-60和膜剂量计FWT-92型(均由FarWestTechnology,Inc.制造)。
本发明中电子束的剂量优选落在30-3000kGy的范围内。当剂量为30kGy以上时，可以获得足以获得本发明的有益效果的弹性变形的恢复速度。剂量设定为3000kGy以下不使导电性弹性层硬化至不必要高的硬度，并改进相对于感光构件的从动旋转性。
[扫描型电子束照射源]
接下来，详细描述可用于本发明中的扫描型电子束照射源。如图8中所示，扫描型电子束照射源设置有电子枪81、电子束产生部的容器82和照射口83。扫描型电子束照射源为在通过使从电子枪81发出的电子束快速偏向至预定方向而以扇状扫描模式扫描电子束的同时通过从照射口83辐射电子束进行电子束照射的设备。
电子枪81具有发出电子束的灯丝84。电磁线圈86沿从灯丝84发出的电子束的发射轴围绕电子束通过孔85配置。电磁线圈86的配置中心与电子束通过孔85的中心轴重合。设计电磁线圈以使通过电子束通过孔85的电子束朝向照射口83聚焦。未示出的真空泵连接至电子束产生部的容器82的侧部，并且电子束产生部的内部维持在10-3-10-6Pa的真空中以防止电子通过与气体分子的碰撞而失去能量。
电子束产生部的容器82设置有偏向线圈，通过电子束通过孔85的电子束通过偏向线圈87以扇状展开偏向。偏向线圈87基于从未示出的交流电源供给的电流值和频率来操作，结果，电子束如图8所示从一侧快速偏向至另一侧。为了不引起电子束照射不均匀的发生，偏向的电子束的频率优选设定在100Hz以上。
通过偏向线圈87以扇状展开偏向的电子束透过配置在照射口83的照射窗88，并且配置在扫描型电子束照射源外部的导电性辊89的表面用电子束照射。电子束的照射窗88由例如具有几微米至约10μm的厚度的钛箔或铍箔形成。
通过用扫描型电子束照射源进行导电性弹性层的表面处理，可以获得其中在表面和距表面深度tμm的位置处的弹性变形的恢复速度在长度方向的中央部和两端部相反的根据本发明的导电性弹性层。
具体地，如图8中所示，在导电性辊的长度方向的中央部作为照射中心从而使照射角度朝向导电性辊的导电性弹性层的两端部对称地扩展的情况下以扇状展开进行电子束照射。因此，照射在导电性弹性层的长度方向的中央部的电子束和照射在导电性弹性层的长度方向的两端部的电子束在加速电压方面是相同的，但是这些电子束相对于导电性弹性层的入射角不同，因而电子束沿导电性弹性层的深度方向浸透的程度不同。结果，电子束在导电性弹性层的长度方向的中央部比在两端部浸透更深。
结果，可以获得根据本发明的具有下述特性1)-3)的辊构件。
1)导电性弹性层的弹性变形的恢复速度从表面朝向导电性弹性层的深度方向变小。
2)在导电性弹性层的长度方向的中央部和两端部的恢复速度为在导电性弹性层的表面上的两端部的值大于在中央部的值。
3)在距导电性弹性层的表面深度tμm的位置处的恢复速度为在中央部的值大于在两端部的值。
此外，根据本发明的辊构件也可以通过借助于使用扫描型电子束照射窗在加速电压控制为在导电性辊的长度方向的中央部较高和在两端部较低的同时以扇状展开进行电子束照射来获得。
[区域型电子束照射源]
接下来，详细描述可用于本发明中的区域型电子束照射源。如图9中所示，区域型电子束照射源设置有电子枪91、电子束产生部的容器92和照射口93。区域型电子束照射源为其中从电子枪91中发出的电子束通过在真空空间(加速空间)中的加速管94加速，并且电子束从照射口93线状地辐射从而照射预定区域的设备。
电子枪91具有多个灯丝95以发出电子束。由多个灯丝95发出的电子束通过在真空空间(加速空间)中的加速管94加速，并且朝向照射口93辐射。未示出的真空泵连接至电子束产生部的容器92的侧部，并且电子束产生部的内部和加速管94各自维持在10-3-10-6Pa的真空中以防止电子通过与气体分子的碰撞而失去能量。
从多个灯丝95发出的线状电子束透过配置在照射口93中的窗96，并且配置在区域型电子束照射源外部的辊构件97的表面用电子束照射。电子束的照射窗96由例如具有几微米至约10μm的厚度的钛箔或铍箔形成。
区域型电子束照射源的使用能够控制沿导电性弹性层的深度方向的弹性变形的恢复速度。具体地，如图9中所示，除了在导电性辊的长度方向的两端部的每一端上的预定宽度(例如，10mm)，对导电性辊的表面进行掩模98，并且导电性辊用具有低加速电压的电子束照射。随后，在非掩模部朝向中央部顺次地移动各预定的宽度的同时对导电性辊的表面进行掩模98，并且可以通过以每次移动非掩模部使加速电压逐渐增高这样的方式重复进行照射来实现照射。
通过采用这样的掩模操作，导电性辊的两端部可以用具有低加速电压的电子束照射，并且导电性辊的中央部可以用具有高加速电压的电子束照射。结果，可以改变电子束沿导电性弹性层的深度方向到达中央部和两端部的距离。导电性辊的表面上的掩模98防止电子的透过，作为掩模98，例如，使用具有约50μm的厚度的不锈钢片。
如上所述，可以获得根据本发明的具有前述特性1)-3)的辊构件。
<电子照相设备>
根据本发明的电子照相设备为包括电子照相用辊构件和感光构件的电子照相设备。
图10示出电子照相设备的实例的示意性构成。电子照相设备由例如电子照相感光构件、电子照相感光构件的充电装置、进行曝光的潜像形成装置、显影装置、转印装置、用于电子照相感光构件上的转印残留调色剂的清洁装置和定影装置构成。
电子照相感光构件102为在导电性基体上具有感光层的旋转鼓型。驱动电子照相感光构件以在预定的圆周速度(处理速度)下沿箭头的方向旋转。
充电装置具有配置为通过在预定压力下接触电子照相感光构件102的与电子照相感光构件102接触配置的接触型充电辊101。充电辊101为追随电子照相感光构件102的旋转而旋转的从动旋转构件，并且通过施加来自充电用电源109的预定直流电压至电子照相感光构件而使电子照相感光构件充电至预定电位。作为在电子照相感光构件102上形成静电潜像的潜像形成装置(未示出)，使用曝光装置如激光束扫描器。静电潜像通过用对应于图像形成的曝光光107照射均匀带电的电子照相感光构件102而形成。
显影装置具有配置在电子照相感光构件102附近或配置为与电子照相感光构件102接触的显影套筒或显影辊103。通过使用静电处理以具有与电子照相感光构件的带电极性相同的极性的调色剂和通过进行反转显影，使静电潜像显影从而形成调色剂图像。转印装置具有接触型转印辊104。调色剂图像从电子照相感光构件转印到转印材料如普通纸。转印材料通过具有输送构件的供纸体系输送。
清洁装置具有刮板型清洁构件106和回收容器108，并且在转印之后机械地刮除和回收在电子照相感光构件102上残留的转印残留调色剂。这里，清洁装置也可以通过采用使用显影装置回收转印残余调色剂的同时显影和清洁方法而省略。定影辊105由加热辊构成，使转印的调色剂图像定影在转印材料上，并且机械地排出其上具有转印图像的转印材料。
本发明的电子照相用辊构件可以用作前述的显影辊、充电辊、转印辊或定影辊。
<处理盒>
根据本发明的处理盒具有电子照相用辊构件和电子照相感光构件，并且为构成为可拆卸地安装至电子照相设备的主体的处理盒。
图11示出处理盒的实例的示意性构成。处理盒通过将例如电子照相感光构件102、充电辊101、显影辊103和清洁构件106一体化而构成，从而可拆卸地安装至电子照相设备。本发明的电子照相用辊构件可以用作前述显影辊或充电辊。
[实施例]
下文中，参照具体生产例和实施例更详细地描述本发明。生产例分类如下。生产例1-13为树脂颗粒的生产例。生产例14-18为包括树脂颗粒的导电性橡胶组合物1-5的生产例。树脂颗粒的平均粒径是指体积平均粒径，并且其测量方法详细描述如下。
[树脂颗粒的体积平均粒径的测量]
粉末的体积平均粒径的测量通过使用激光衍射粒径分布分析仪(商品名：CoulterLS-230粒径分布分析仪，由Coulter,Inc.制造)来进行。对于测量，使用水系模型，并且纯水用作溶剂。粒径分布分析仪的测量系统的内部用纯水清洁约5分钟，在测量系统中添加10mg-25mg亚硫酸钠作为消泡剂，并且进行背景功能。在50ml纯水中，添加3滴至4滴表面活性剂，进一步添加1mg-25mg测量样品。将其中已经悬浮样品的水溶液用超声分散机进行分散处理1分钟至3分钟从而制备测试样品溶液。以测试样品溶液缓慢添加在测量设备的测量系统中这样的方式进行测量，校准测量系统中的测试样品浓度以使得设备的屏幕上的PIDS为45%以上且55%以下。从获得的体积分布，算出体积平均粒径。
<生产例1>[树脂颗粒1的制备]
制备由4000质量份离子交换水、9质量份作为分散稳定剂的胶态二氧化硅和0.15质量份聚乙烯基吡咯烷酮构成的水性混合液。接下来，制备由作为聚合性单体的50质量份丙烯腈、45质量份甲基丙烯腈和5质量份甲基丙烯酸甲酯，12.5质量份作为内包物质的正己烷和0.75质量份作为聚合引发剂的过氧化二枯基构成的油性混合液。将油性混合液添加至水性混合液，另外，添加0.4质量份氢氧化钠以制备分散液。
将获得的分散液用均质器搅拌和混合3分钟，然后将分散液放置在其中空气已经用氮气置换的聚合反应容器中并使其在60℃下、在200rpm的搅拌下反应20小时从而制备反应产物。将所得的反应产物用水反复过滤和洗涤，然后在80℃下干燥5小时，从而制备树脂颗粒。所得的树脂颗粒用声波式分级机破碎和分级，从而得到具有平均粒径为12μm的树脂颗粒1。
<生产例2-13>[树脂颗粒2-13的制备]
除了胶态二氧化硅的添加质量份数以及聚合性单体的类型和添加质量份数中的至少一种根据表1中示出的条件变化以外，树脂颗粒以与生产例1中相同的方式来制备。将所制备的树脂颗粒以与生产例1相同的方式分级，从而得到各自具有表1中示出的平均粒径的树脂颗粒2-13。
表1
<生产例14>[导电性橡胶组合物1的制备]
向100质量份丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)(商品名：N230SV，由JSRCorp.制造)中，添加下述表2中的组分(1)的标题下示出的其他四种组分，并将所得混合物用调节在50℃下的混合机捏合15分钟。接下来，将表2中的组分(2)的标题下示出的三种组分添加至捏合的混合物，并将混合物用冷却至25℃的温度的双辊磨机捏合10分钟，从而得到导电性橡胶组合物1。
表2
<生产例15>[导电性橡胶组合物2的制备]
向100质量份苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)(商品名：Tufdene2003，由AsahiKaseiCorp.制造)中，添加下表3中的组分(1)的标题下示出的其他六种组分，并将所得混合物用调节在80℃下的密闭型混合机捏合15分钟。接下来，将表3中的组分(2)的标题下示出的四种组分添加至捏合的混合物，并将混合物用冷却至25℃的温度的双辊磨机捏合10分钟，从而得到导电性橡胶组合物2。
表3
<生产例16>[导电性橡胶组合物3的制备]
除了生产例14中的丙烯腈丁二烯橡胶用丁二烯橡胶(BR)(商品名：JSRBR01，由JSRCorp.制造)替换并且炭黑的量变为30质量份以外，导电性橡胶组合物3以与生产例14相同的方式获得。
<生产例17>[导电性橡胶组合物4的制备]
向100质量份乙烯丙烯二烯共聚物(EPDM)(商品名：EP33，由JSRCorp.制造)中，添加下表4中的组分(1)的标题下示出的其他四种组分，并将所得混合物用调节在80℃下的密闭型混合机捏合15分钟。接下来，将表4中的组分(2)的标题下示出的四种组分添加至捏合的混合物，并将混合物用冷却至25℃的温度的双辊磨机捏合10分钟，从而得到导电性橡胶组合物4。
表4
<生产例18>[导电性橡胶组合物5的制备]
向100质量份表氯醇橡胶(EO-EP-AGE三元聚合物，EO/EP/AGE=73mol%/23mol%/4mol%)中，添加下表5中的组分(1)的标题下示出的其他七种组分，并将所得混合物用调节在80℃下的密闭型混合机捏合15分钟。接下来，将表5中的组分(2)的标题下示出的四种组分添加至捏合的混合物，并将混合物用冷却至25℃的温度的双辊磨机捏合10分钟，从而得到导电性橡胶组合物5。
表5
<实施例1>
如图3A中所示，实施例1涉及在导电性基体上具有导电性弹性层的辊构件。
[1.导电性基体]
将含有10质量%炭黑的热固性树脂涂布在直径6mm和长度252.5mm的不锈钢基体上并干燥；将由此处理的基体用作导电性基体。
[2.导电性弹性层的形成]
通过使用安装有十字头模头的挤出成型设备，在导电性基体用作中心轴的情况下以圆柱状用在生产例14中制备的导电性橡胶组合物1涂布导电性基体的外周面。导电性橡胶组合物的涂布厚度调节为1.75mm。
在用挤出成型设备处理之后的辊在热风炉中于160℃下加热1小时从而将导电性橡胶组合物硫化，然后除去橡胶层的端部以调节橡胶层的长度为224.2mm。另外，二次硫化在160℃下进行1小时，从而制备具有层厚度为3.5mm的预涂层的辊。获得的辊的外周面用切入式磨削型圆筒研磨机研磨。作为研磨磨粒，使用玻璃化研磨石，并且磨粒由绿色碳化硅(GC)制成和粒径设定为100筛目。辊的旋转数设定为350rpm，和砂轮的旋转数设定为2050rpm。切入速度设定为20mm/min，清磨时间(切入0mm的时间)设定在0秒，并且进行研磨从而制备具有导电性弹性层的导电性辊。导电性弹性层的厚度调节为1.5mm。所得辊的冠量得到为120μm。
[3.导电性弹性层使用电子束的照射]
导电性辊在下述条件下用电子束照射从而得到辊构件1。电子束照射用电子束照射设备(商品名：低能量电子束照射源EB-ENGINE，由HamamatsuPhotonicsK.K.制造)进行。使用电子束的照射以气氛的氧浓度通过氮气吹扫调节为500ppm以下这样的方式来进行，并且在辊构件以辊构件的导电性基体作为旋转轴在300rpm下旋转的同时，辊构件沿与图8的纸面垂直的方向在10mm/s的处理速度下输送。电子束照射条件为：加速电压是70kV，并且调节电流以使剂量为1000kGy。
[4.辊构件的评价]
在由此获得的辊构件1中评价下述[4-1]-[4-6]。由此获得的评价结果示于表11和表13中。
[4-1.辊构件的表面粗糙度Rzjis和平均凹凸间隔Sm的测量]
表面粗糙度和平均凹凸间隔根据JISB0601-1994的表面粗糙度标准通过使用表面粗糙度测试仪(商品名：SE-3500，由KosakaLaboratoryLtd.制造)来测量。在辊构件的表面上随机选择的6个位置处测量表面粗糙度值和凹凸间隔，并且表面粗糙度和凹凸间隔的平均值用作Rzjis和Sm。应注意到截止值为0.8mm和评价长度为8mm。
[4-2.碗形状的树脂颗粒的形状测量]
用聚焦离子束(商品名：FB-2000C，由Hitachi,Ltd.制造)在500μm内每20nm切出导电性弹性层上的任意点，拍摄在这些点处的截面图像。通过组合一个和相同碗形状的树脂颗粒的拍摄图像，算出碗形状的树脂颗粒的三维图像。从三维图像中，如图6A-图6E中示出算出"最大直径"55，并算出图6A-图6E中示出的"开口部的最小直径"63。从三维图像中，在碗形状的树脂颗粒上的任意5点处，算出"外径和内径之差"(即，"壳的厚度")。对于在视野内的10个树脂颗粒进行如上所述的这种操作。在沿辊构件的长度方向10个位置处进行相同的测量，并且从由此获得的总计100个树脂颗粒算出的值算出平均值。
[4-3.辊构件的表面形状的测量]
辊构件的表面用激光显微镜(商品名：LXM5PASCAL，由CarlZeissLtd.制造)在长0.5mm×宽0.5mm的视野中观察。通过在视野内的X-Y平面上扫描激光，获得二维图像数据，然后焦点沿Z方向移动并且重复前述扫描；以这种方式，获得三维图像数据。结果，首先，验证了碗形状的树脂颗粒具有源自开口的凹部和源自边缘的凸部。另外，算出凸部53的顶点和凹部52的底部之间的"高度差"54。对于在视野内的2个碗形状的树脂颗粒进行这种操作。在沿辊构件的长度方向50个位置处进行相同的测量，并且算出获得的总计100个树脂颗粒的测量值的平均值。
[4-4.辊构件的弹性变形的恢复速度的测量]
基于ISO14577，恢复速度用PicodentorHM500(商品名，由FischerInstrumentsKK制造)测量。作为压头，使用为具有正方形基部和在顶点相对面之间的角度为136°的角锥型钻石压头的压头(维氏角锥)。在长度方向的中央部和两端部(从中央部朝向端部各90mm)进行测量。
测量包括在预定速度下将压头压入至预定深度的步骤(下文中，称为"压入步骤")和在预定速度下从预定压入深度的位置卸载载荷的步骤(下文中，称为"卸载步骤")。从如图12中示出的由此获得的载荷-位移曲线中，算出弹性变形的恢复速度。下面描述恢复速度的算出方法。
在以下两个条件下进行测量，并且在碗形状的树脂颗粒不存在的区域的情况下，选择非树脂颗粒部分。应注意到，图12示出在<条件2>下在t=100μm的情况下的载荷-位移曲线的实例。
<条件1>表面上的恢复速度的测量
(压入步骤)
-最大压入深度=10μm
-压入时间=20秒
应注意到，最大载荷Fmax需要足够大从而能够压入至最大压入深度，由此在本测量中设定在10mN下。
(卸载步骤)
-最小载荷=0.005mN
-卸载时间=1秒
应注意到，进行卸载直至达到压头的最小载荷。
弹性变形的恢复速度v由在于卸载步骤中卸载开始0.1秒时的压头的位移(=导电性弹性层的恢复距离L)用下式来算出：
恢复速度v=L/0.1
<条件2>在预定深度tμm处的恢复速度的测量
(压入步骤)
-最大压入深度(预定深度t)=20、30、50、100μm
-压入时间=20秒
应注意到，最大载荷需要为足够大的值从而能够压入至最大压入深度，由此在本测量中设定在300mN下。
(卸载步骤)
-最小载荷=0.005mN
-卸载时间=(最小压入深度)/10sec
进行卸载直至达到压头的最小载荷。卸载时间由在压入步骤中的最大压入深度来决定；例如，在最大压入深度t=20μm的情况下，卸载时间为2秒。这是为了使条件1和条件2的卸载速度相等的目的。弹性变形的恢复速度v的算出以与在条件1的情况中相同的方式进行。
[4-5.图像评价1]磨耗性的评价
使用作为具有图10中示出的构成的电子照相设备的单色激光打印机("LaserJetP4515n"(商品名)，由Hewlett-PackardJapan,Ltd.制造)，并且电压从外部施加至充电辊。施加的电压为交流电压，并且峰间电压(Vpp)设定在1800V，频率(f)设定在2930Hz，和直流电压(Vdc)设定在-600V。输出图像分辨率为600dpi。作为处理盒，使用前述打印机用处理盒。将附属的充电辊从处理盒中拆除，并且设置辊构件1作为充电辊。使辊构件1在由于在一端的弹簧引起的4.9N的推压压力和由于在两端部的弹簧引起的9.8N的总的推压压力下与电子照相感光构件接触。辊构件1设置在处理盒中，并且处理盒在32.5℃的温度和80%的相对湿度的高温高湿环境下预调理24小时。
接下来，进行以下图像评价。首先，进行两张间歇打印耐久试验(其中每输出两张纸打印机的旋转停止3秒的耐久试验)，其中使宽度为两点和间隔为176点的横线图像沿与电子照相感光构件的旋转方向垂直的方向输出。在输出20000张打印的纸张之后，输出和评价半色调图像(沿与电子照相感光构件的旋转方向垂直的方向，描绘宽度为一点和间隔为两点的横线的图像)。在评价中，目视观察半色调图像，并且基于下述标准评价是否发现由于感光构件的不均匀磨耗而引起的点状、横线状或纵线状图像缺陷。
表6
[4-6.图像评价2]条带的发生状况的评价
处理盒在15℃的温度和10%的相对湿度的低温低湿环境下预调理24小时，然后用相同的电子照相设备并在与在图像评价1中的磨耗性评价中相同的电压施加条件下进行评价。
在输出20000张打印的纸张之后，输出半色调图像(沿与电子照相感光构件的旋转方向垂直的方向，描绘宽度为一点和间隔为两点的横线的图像)。然后，目视观察所得的半色调图像，并且基于下述标准评价是否发现由于不均匀带电而引起的条带即横线状浓度不均匀。
表7
等级 评价标准
1 没有条带发生。
2 仅发现轻微条带。
3 随着辊构件的旋转间距部分地发现条带，但是在实际使用时不引起问题。
4 条带显著，并且发现图像品质劣化。
<实施例2-10、13-32、34-40、42-48和50-56>
下述项目的至少之一变为表9中示出的条件：树脂颗粒的类型和添加份数、导电性橡胶组合物的类型、在研磨时的切入速度、导电性弹性层的冠量、在电子束照射时的电子束剂量和在电子束照射时的电子加速电压。除此以外，以与实施例1相同的方式制备辊构件2-10、13-32、34-40、42-48和50-56。
<实施例11>
除了电子束照射的方法变为下述方法以外，辊构件11以与实施例1相同的方式制备。
在进行电子束照射时，导电性弹性层的表面通过将100-μm厚的不锈钢片放置在导电性辊的导电性弹性层的长度方向长度224.2mm的除各自具有15mm宽度的两端部之外的中央部上来覆盖。在该状态下，导电性弹性层的表面通过使用区域型电子束照射源(商品名：EC150/45/40mA，由IwasakiElectricCo.,Ltd.制造)用具有80kV的加速电压的电子束照射，由此导电性弹性层的各自具有15mm的宽度的两端部被表面处理。
接下来，除从导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸15mm-30mm的区域之外的导电性弹性层的各区域用不锈钢片覆盖，并且从导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸15mm-30mm的区域用具有90kV的加速电压的电子束照射。
接下来，除了从在导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸30mm-45mm的区域之外的导电性弹性层的各区域用不锈钢片覆盖，并且从导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸30mm-45mm的区域用具有100kV的加速电压的电子束照射。
接下来，除了从导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸45mm-60mm的区域之外的导电性弹性层的各区域用不锈钢片覆盖，并且从在导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸45mm-60mm的区域用具有110kV的加速电压的电子束照射。
接下来，除了从导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸60mm-75mm的区域之外的导电性弹性层的各区域用不锈钢片覆盖，并且从导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸60mm-75mm的区域用具有120kV的加速电压的电子束照射。
接下来，除了从导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸75mm-90mm的区域之外的导电性弹性层的各区域用不锈钢片覆盖，并且从导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸75mm-90mm的区域用具有130kV的加速电压的电子束照射。
接下来，除了从导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸90mm-105mm的区域之外的导电性弹性层的各区域用不锈钢片覆盖，并且从导电性弹性层的长度方向的端部各自延伸90mm-105mm的区域用具有140kV的加速电压的电子束照射。
最终，除了从导电性弹性层的长度方向的中央朝向端部各自延伸超过7.1mm宽度的区域(即，具有14.2mm的总宽度的中央区域)之外的导电性弹性层的各区域用不锈钢片覆盖，并且具有14.2mm的宽度的区域用具有150kV的加速电压的电子束照射。
通过将氮气吹扫施加至照射时的气氛，气氛的氧浓度调节为500ppm以下，并且在导电性辊以500rpm旋转的同时，导电性辊沿与图9的纸面垂直的方向在10mm/s的处理速度下输送。电子束照射条件为：调节电流以使得在各加速电压下的剂量为1000kGy。
<实施例12>
除了树脂颗粒1用树脂颗粒2替代以外，辊构件12以与实施例11相同的方式制备。
<实施例33、41、49和57>
除了导电性橡胶组合物1分别用表9中示出的导电性橡胶组合物替代以外，辊构件33、41、49和57以与实施例1相同的方式制备。
表9总结了对于根据实施例1-57的辊构件编号1-57的用于这些辊构件的生产的导电性橡胶组合物的编号以及树脂颗粒的编号和质量份、研磨条件、冠量和电子束照射条件。表11和13示出根据各实施例的辊构件的评价结果。
<比较例1>
除了不进行电子束照射以外，辊构件58以与实施例1相同的方式制备。
<比较例2>
除了电子束照射法变为下述方法以外，辊构件59以与实施例1相同的方式制备。电子束照射用区域型电子束照射源(商品名：EC150/45/40mA，由IwasakiElectricCo.,Ltd.制造)来进行。使用电子束的照射以下方式来进行：以气氛的氧浓度通过氮气吹扫调节为500ppm以下，并且在导电性辊构件以导电性基体作为旋转轴在500rpm下旋转的同时，使辊构件在10mm/s下输送。电子束照射条件为：加速电压是80kV，并且调节电流以使剂量为1000kGy。
<比较例3>
除了在电子束照射时的电子加速电压从80kV变为150kV以外，辊构件60以与比较例2相同的方式制备。
<比较例4>
除了通过不添加树脂颗粒并通过不进行电子束照射制备导电性弹性层，然后导电性表面层通过下述方法制备以外，辊构件61以与实施例50相同的方式制备。
[导电性表面层的形成方法]
向己内酯改性的丙烯酸系多元醇溶液"PlaccelDC2016"(商品名，由DaicelChemicalIndustries,Ltd.制造)中，添加甲基异丁基酮以将所得溶液的固成分调节为10质量%。向1000质量份(丙烯酸系多元醇固成分：100质量份)的溶液中，添加表8中示出的其他三种组分以制备混合溶液。
表8
接下来，在具有内容积为450mL的玻璃瓶中，将200质量份前述混合溶液与200质量份具有0.8mm的平均粒径的玻璃珠放置在一起，并且将混合溶液用油漆搅拌器分散机分散24小时。随后，将聚甲基丙烯酸甲酯树脂颗粒(平均粒径：20μm)添加至混合溶液，将所得混合物再次分散5分钟，并且移除玻璃珠，从而制备导电性树脂涂布液。
将具有已经进行研磨的导电性弹性层的导电性辊以导电性辊的长度方向垂直取向浸渍在导电性树脂涂布液中，由此通过浸渍法涂布导电性辊。涂布条件为：浸渍时间设定在9秒，和从导电性树脂涂布液中的拉出速度为使得初始速度设定在20mm/sec、最终速度设定在2mm/sec并且速度作为在开始和终止之间的时间的函数线性变化。将所得涂布的产物在常温下风干30分钟，然后在热风循环干燥机中在80℃的温度下干燥1小时，并进一步在160℃的温度下干燥1小时。以这种方式，制备其中表面层形成于导电性弹性层的外周面上的辊构件61。
<比较例5>
除了不添加树脂颗粒并添加15质量份ADCA(偶氮二酰胺)作为发泡剂以外，辊构件62以与实施例1相同的方式制备。
表10总结了对于根据比较例1-5的辊构件编号58-62的用于这些辊构件的生产的导电性橡胶组合物的编号以及树脂颗粒的编号和质量份、研磨条件、冠量和电子束照射条件。表12和14示出根据各比较例的辊构件的评价结果。
表9
表10
表11
表12
表13
表14
根据本发明的辊构件，当使辊构件与感光构件接触时，能够减轻接触压力在感光构件的部分中的集中。结果，即使在长时期使用时也能够抑制由于辊构件的接触而导致的感光构件的不均匀磨耗。根据本发明的辊构件改进对于感光构件的从动旋转性。结果，使粘滑难以发生，能够抑制感光构件的带电不均匀和由于带电不均匀导致的条带图像的发生。
虽然本发明已经参照示例性实施方案来描述，但是应了解本发明不限于公开的示例性实施方案。下述权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以便涵盖所有此类改变和相当的结构与功能。

Claims (15)

1.一种电子照相用辊构件，其包括：导电性基体和作为表面层的导电性弹性层；
其中
所述导电性弹性层具有在所述辊构件的长度方向的中央部的外径比在所述辊构件的两端部的外径大的冠形状；
所述导电性弹性层包括粘结剂和碗形状的树脂颗粒；
所述辊构件的表面具有源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的凹部和源自所述碗形状的树脂颗粒的所述开口的边缘的凸部；和
其特征在于，在所述辊构件的长度方向的中央部和在所述辊构件的两端部之间所述辊构件的弹性变形的恢复速度的关系为：
在所述导电性弹性层的表面上，在两端部的恢复速度比在中央部的恢复速度大，和
在距所述导电性弹性层的表面的深度tμm的位置处，在中央部的恢复速度比在两端部的恢复速度大。
2.根据权利要求1所述的辊构件，其中所述弹性变形的恢复速度从所述导电性弹性层的表面沿深度方向变小。
3.根据权利要求1所述的辊构件，其中所述深度tμm为30μm以上且100μm以下。
4.根据权利要求1所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒具有开口部和由壳划定的略圆形凹部。
5.根据权利要求1所述的辊构件，其中源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部的顶点和由所述碗形状的树脂颗粒的壳划定的略圆形凹部的底部之间的距离即高度差为5μm以上且100μm以下。
6.根据权利要求5所述的辊构件，其中源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部的顶点和由所述碗形状的树脂颗粒的壳划定的略圆形凹部的底部之间的距离即高度差为8μm以上且80μm以下。
7.根据权利要求5所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒的最大直径与源自所述碗形状的树脂颗粒的开口的边缘的凸部的顶点和由所述碗形状的树脂颗粒的壳划定的略圆形凹部的底部之间的距离即高度差的比，最大直径/高度差，为0.8以上且3.0以下。
8.根据权利要求1所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒的最大直径为5μm以上且150μm以下。
9.根据权利要求8所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒的最大直径为8μm以上且120μm以下。
10.根据权利要求1所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒的壳的厚度为0.1μm以上且3μm以下。
11.根据权利要求10所述的辊构件，其中所述碗形状的树脂颗粒的壳的厚度为0.2μm以上且2μm以下。
12.根据权利要求1所述的辊构件，其中所述辊构件的表面的十点平均粗糙度Rzjis为5μm以上且65μm以下。
13.根据权利要求1所述的辊构件，其中所述辊构件的表面的平均凹凸间隔Sm为30μm以上且200μm以下。
14.一种处理盒，其特征在于，其包括根据权利要求1所述的电子照相用辊构件和电子照相感光构件，并且构成为可拆卸地安装至电子照相设备的主体。
15.一种电子照相设备，其特征在于，其包括根据权利要求1所述的电子照相用辊构件和电子照相感光构件。
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