CN104115071A - 充电构件和电子照相设备 - Google Patents

充电构件和电子照相设备 Download PDF

Info

Publication number
CN104115071A
CN104115071A CN201380008207.7A CN201380008207A CN104115071A CN 104115071 A CN104115071 A CN 104115071A CN 201380008207 A CN201380008207 A CN 201380008207A CN 104115071 A CN104115071 A CN 104115071A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging member
elastic layer
represent
independently
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380008207.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104115071B (zh
Inventor
儿玉真隆
佐藤太一
铃村典子
土井孝之
仓地雅大
益启贵
黑田纪明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN104115071A publication Critical patent/CN104115071A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104115071B publication Critical patent/CN104115071B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0208—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
    • G03G15/0216—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
    • G03G15/0233—Structure, details of the charging member, e.g. chemical composition, surface properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C09D183/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y10T428/24372—Particulate matter
    • Y10T428/24405—Polymer or resin [e.g., natural or synthetic rubber, etc.]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

提供一种即使当长期使用时充电性能也几乎不变化的充电构件。所述充电构件包括导电性支承体、弹性层和表面层。弹性层以使得颗粒的至少一部分露出弹性层的方式包含该颗粒，由此使弹性层的表面粗糙化。颗粒为高分子量聚乙烯颗粒。弹性层的表面以弹性层的表面形状反映充电构件的表面形状的方式涂布有表面层。表面层包含具有特定构成单元的高分子化合物。

Description

充电构件和电子照相设备
技术领域
本发明涉及充电构件和电子照相设备。
背景技术
电子照相设备中，已知接触充电系统为其中将电压施加至与鼓形状的感光构件的表面接触配置的辊形状的充电构件使得在感光构件和充电构件之间的辊隙附近发生微小放电，由此使感光构件的表面静电带电。
作为用于接触充电系统的充电构件，如专利文献1中公开的，为了降低例如显影剂对表面的附着并且使放电稳定化，一般将颗粒引入表面层中使得其表面粗糙化。
同时，专利文献2公开了具有通过在导电性弹性层上设置含有具有氧化烯基的聚硅氧烷的薄表面层而改善的充电能力的充电构件。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利特开2005-345801
专利文献2：日本专利特开2009-086263
发明内容
发明要解决的问题
如专利文献1中所述，在具有通过将细颗粒引入表面层中而粗糙化的表面的充电构件中，由于表面层与感光构件重复接触，所以表面层逐渐磨损。结果，细颗粒可能从表面层脱落，从而改变充电构件的表面层的形状。因此，充电构件的充电性能可能随时间而变化。
因此，本发明的目的是提供具有即使长期使用时也不容易变化的充电性能的充电构件。
此外，本发明的另一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
本发明提供包括导电性支承体、分散有导电颗粒的弹性层和表面层的充电构件，其中弹性层以聚乙烯颗粒的至少一部分从弹性层露出的方式保持所述聚乙烯颗粒，由此使弹性层的表面粗糙化，
弹性层的表面以弹性层的表面形状反映充电构件的表面形状的方式用表面层来覆盖，并且其中表面层包含具有由式(1)表示的构成单元的高分子化合物：
[化学式1]
其中式(1)中，R1和R2各自独立地表示式(2)-(5)的任意一种：
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
其中式(2)-(5)中，R3-R7、R10-R14、R19、R20、R24和R25各自独立地表示氢、具有1-4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基；R8、R9、R15-R18、R22、R23和R27-R30各自独立地表示氢或具有1-4个碳原子的烷基；n、m、l、q、s和t各自独立地表示1-8的整数；p和r各自独立地表示4-12的整数；x和y各自独立地表示0或1；符号“*”各自表示与式(1)中的硅原子的结合位置；和符号“**”各自表示与式(1)中的氧原子的结合位置。
此外，本发明提供包括电子照相感光构件和与电子照相感光构件接触配置的充电构件的电子照相设备，
其中充电构件为根据权利要求1-4任一项所述的充电构件。
发明的效果
根据本发明，可提供具有不容易变化的充电性能的充电构件。此外，根据本发明，可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。
附图说明
[图1]图1为示出根据本发明的充电构件的表面状态的示意图。
[图2]图2为示出本发明的充电构件的实例的截面图。
[图3]图3为示出包括本发明的充电构件的电子照相设备的实例的示意性结构图。
具体实施方式
本发明的充电构件包括导电性支承体、弹性层和表面层。
<导电性支承体>
导电性支承体具有充分支承弹性层和设置在其上的表面层的强度并具有导电性。可使用的导电性支承体的材料的实例包括如铁、铜、不锈钢、铝和镍等金属及其合金。为了赋予导电性支承体耐擦伤性，在不损害导电性的范围内，导电性支承体可在其表面上进行如电镀处理等表面处理。
<弹性层>
弹性层赋予充电构件导电性和能够在充电构件与感光构件之间形成辊隙部的弹性。弹性层可由基础聚合物和添加剂形成。基础聚合物可以为在充电构件的使用温度范围内具有橡胶弹性的任何材料。
以下给出基础聚合物的具体实例。
其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(SBR)、异丁烯-异戊二烯橡胶(IIR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、表氯醇均聚物(CHC)、表氯醇-氧化乙烯共聚物(CHR)、表氯醇-氧化乙烯-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物(CHR-AGE)、丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)、丙烯腈-丁二烯共聚物的氢化物(H-NBR)、氯丁橡胶(CR)和丙烯酸类橡胶(ACM和ANM)。
通过将交联剂配合至基础聚合物制备的热固性橡胶材料，以及例如聚烯烃系、聚苯乙烯系、聚酯系、聚氨酯系、聚酰胺系和氯乙烯系等热塑性弹性体也可用作基础聚合物。
根据本发明的弹性层以聚乙烯颗粒的至少一部分从弹性层露出的方式保持由高分子量聚乙烯组成的颗粒(以下，称为“聚乙烯颗粒”)。通过聚乙烯颗粒的一部分从弹性层露出的所述聚乙烯颗粒使弹性层的表面粗糙化。
聚乙烯颗粒具有高硬度，所以即使在下述弹性层的形成过程的研磨步骤中，颗粒本身也不容易被磨削。因此可在维持颗粒的球形的同时使其至少一部分从弹性层露出。
根据本发明的充电构件以通过聚乙烯颗粒粗糙化的弹性层的表面反映充电构件的表面形状的方式用下述表面层来覆盖。加上表面层本身的高硬度，即使当在辊隙处充电构件按压感光构件时也良好地维持充电构件的表面形状。
根据本发明的构成聚乙烯颗粒的聚乙烯的重均分子量优选为200万以上。当构成聚乙烯颗粒的聚乙烯的重均分子量为200万以上时，可抑制在充电构件与感光构件之间形成的辊隙部处聚乙烯颗粒的变形并且抑制与感光构件的接触面积的增大。与由例如二氧化硅和氧化铝组成的无机颗粒相比，聚乙烯颗粒的硬度低。因此，可抑制实际使用时感光构件表面的磨削。
作为指导，聚乙烯颗粒优选具有5μm以上且40μm以下并且特别优选10μm以上且35μm以下的平均粒径。落在该范围内的平均粒径使得当充电构件按压感光构件时抑制接触表面的增加。此外，在平均粒径落在该范围内时，可容易提供具有能够有效抑制调色剂等对充电构件的表面的附着的表面形状的充电构件。
此处，作为聚乙烯颗粒的平均粒径，可使用通过下述测量方法测定的长度平均粒径。用图像分析软件(商品名：Image-Pro Plus，从Planetron Co可得)分析用扫描电子显微镜(JEOL LV5910，由JEOL Ltd.制造)捕获的颗粒图像。进行如下分析：由捕获图像时的微米棒校准每单位长度的像素数。基于图像上的像素数测量从图像随机地选择的50个聚乙烯颗粒的各自的给出方向的直径。将所得测量值的算数平均定义为长度平均粒径。
作为指导，聚乙烯颗粒的球形度以形状因子SF1计优选为100以上且160以下。形状因子SF1为由数学表达式(1)表示的指数并且表示在形状因子越接近100时，各颗粒越接近球形。作为聚乙烯颗粒的形状因子SF1，可使用通过下述测量方法测定的值。将用扫描电子显微镜捕获的图像的信息输入至图像分析仪(商品名：Lusex 3，由Nicore Corporation制造)。对于随机选择的50个聚乙烯颗粒图像，由数学表达式(1)计算SF1，然后求得计算值的算术平均值：
SF1＝{(MXLNG)2/AREA}×(π/4)×(100)  (1)
(其中MXLNG表示聚乙烯颗粒的绝对最大长度，和AREA表示颗粒的投影面积)。
根据日本工业标准(JIS)Z8830(2001)测量聚乙烯颗粒的比表面积并且优选为10m2/g以下。在10m2/g以下的聚乙烯颗粒的比表面积下，当聚乙烯颗粒与基础聚合物混合时可抑制弹性层的硬度过大。
作为指导，弹性层中聚乙烯颗粒含量相对于弹性层优选为5质量％以上且50质量％以下。当弹性层中聚乙烯颗粒含量相对于弹性层为5质量％以上且50质量％以下时，可以使弹性层的表面充分粗糙化的量的聚乙烯颗粒从弹性层露出并且抑制弹性层的硬度过大。
弹性层优选包含导电剂以调节电阻。以下描述导电剂的实例。
其实例包括例如如炭黑和石墨等碳材料，如氧化钛和氧化锡等氧化物，如Cu和Ag等金属，以及通过用氧化物或金属覆盖它们的表面而导电化的导电颗粒等电子导电剂；和例如如高氯酸锂、高氯酸钠和高氯酸钙等无机离子物质，如月桂基三甲基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、三辛基丙基溴化铵和改性的脂肪族二甲基乙基硫酸乙酯铵(dimethylethylammonium ethosulfate)等阳离子表面活性剂，如月桂基甜菜碱、硬脂基甜菜碱和二甲基烷基月桂基甜菜碱等两性表面活性剂，如高氯酸四乙铵(tetraethylammonium perchlorate)、高氯酸四丁铵和高氯酸三甲基十八烷基铵等季铵盐，以及如三氟甲磺酸锂等有机酸的锂盐等离子导电剂。
这些导电剂可单独使用或两种以上组合使用。弹性层中导电剂含量没有特别地限定，只要其赋予充电构件期望的导电性即可。为了降低表面层的厚度，弹性层优选具有低电阻。优选以例如弹性层具有102Ω以上且108Ω以下并且更优选103Ω以上且106Ω以下的电阻的方式调节导电剂含量。
此外，弹性层可任选地包含，例如一般用作配合剂的填料、处理剂、防老化剂、交联助剂、交联促进剂、交联促进活化剂、交联延迟剂和分散剂，只要不抑制上述物质的功能即可。
从当使充电构件相互接触时抑制充电构件变形的观点，弹性层优选具有60度以上且85度以下并且更优选70度以上且80度以下的Asker-C硬度。可通过在25℃和55％RH下的测量环境中在1000g的载荷下使Asker C型硬度计(由Kobunshi Keiki Co.,Ltd.制造)的压头与测量对象的表面接触来测量Asker-C硬度的值。
如上所述，根据本发明的弹性层以露出聚乙烯颗粒的一部分的方式保持聚乙烯颗粒。图1为示出根据本发明的充电构件表面附近的放大的示意性截面图。图1中，聚乙烯颗粒31的露出部31a没有用弹性层覆盖并且在扫描电子显微镜图像中从弹性层12突出，使得弹性层的表面粗糙化。在本发明中，弹性层12的表面为包括聚乙烯颗粒31的露出部31a的表面的概念。因此，在本发明中，其中用下述表面层13覆盖弹性层12的表面的状态表示表面层13覆盖包括聚乙烯颗粒31的露出部31a的弹性层的整个表面的状态。在表面层13的表面上，即构成根据本发明的充电构件的表面的表面层13的表面上形成反映弹性层12的表面的由聚乙烯颗粒31形成的凹凸形状的凹凸形状。
此处，在表面层的表面上形成反映弹性层的表面的凹凸形状的凹凸形状的事实表示由于弹性层的表面上的凹凸使得在表面层的表面上形成凹凸。弹性层12的表面上的凹凸不必在表面层的表面上完全再现。
根据本发明，以下将描述聚乙烯颗粒的至少一部分从其露出的弹性层的形成方法。
使用例如班伯里密炼机或加压式捏合机等密闭型混合机，或例如开炼机等开放型混合机，将构成弹性层的材料，具体地，粘结剂聚合物、聚乙烯颗粒以及任选地导电颗粒混合在一起。然后，可通过以下方法(1)-(3)的任意一种在导电性支承体上形成弹性层。
(1)用挤出机将弹性层用混合物挤出以形成管状，然后将导电性支承体插入其中的方法。
(2)用装备有十字头的挤出机将弹性层用混合物共挤出以形成具有期望的外径的以导电性支承体为中心的圆筒形的方法。
(3)用注射成型机将弹性层用混合物注入具有期望的外径的金属模具内部以形成弹性层的方法。
特别是，优选方法(2)，因为其便于连续生产、具有少的步骤数并且适于低成本制造。
然后，进行取决于基础聚合物性质的必要的热固化处理。研磨形成于导电性支承体的弹性层的表面从而使聚乙烯颗粒的一部分从弹性层露出。作为磨削弹性层的表面的方法，可采用通过沿轴向移动磨石或包含弹性层的弹性辊而进行磨削的横向方式，通过用长于弹性辊的长度的磨石旋转弹性辊而进行磨削的切入式(plunge-cut)方式等。切入式方式具有可在一次操作中磨削弹性辊的整体长度的优势，因此与横向方式相比可缩短加工时间，其是优选的。因为形成于弹性层的表面上的表面层为薄膜，所以弹性层的表面状态对充电构件的表面具有很大影响。因此，从对感光构件的驱动的稳定化和防止调色剂污染的观点，优选使弹性层进行如低摩擦化等表面改性处理。表面改性方法的实例包括紫外线照射、电子束照射、等离子处理和电晕放电处理。这些表面处理可组合使用。
<表面层>
表面层包含具有由下述式(1)表示的构成单元的高分子化合物。高分子化合物显示对构成弹性层的表面的聚乙烯颗粒和粘结剂聚合物二者优异的亲和性。高分子化合物还具有致密的交联结构，由此显示高刚性。
由此有效抑制从弹性层部分地露出的聚乙烯颗粒从充电构件脱落。结果，根据本发明的充电构件具有即使长期使用也不容易变化的表面形状。即，根据本发明的充电构件具有不容易随时间变化的充电性能。
[化学式6]
其中式(1)中，R1和R2各自独立地表示式(2)-(5)。
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
式(2)-(5)中，R3-R7、R10-R14、R19、R20、R24和R25各自独立地表示氢、具有1-4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基。R8、R9、R15-R18、R22、R23和R27-R30各自独立地表示氢或具有1-4个碳原子的烷基。n、m、l、q、s和t各自独立地表示1-8的整数。p和r各自独立地表示4-12的整数。x和y各自独立地表示0或1。符号“*”各自表示与式(1)中的硅原子的结合位置。符号“**”各自表示与式(1)中的氧原子的结合位置。
由式(2)-(5)表示的结构的具体实例包括其中式(2)-(5)中的R3-R30表示氢原子的由式(6)-(9)表示的结构。
[化学式11]
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
式(6)-(9)中，N、M、L、Q、S和T各自独立地表示1-8的整数。x'和y'各自独立地表示0或1。符号“*”各自表示与式(1)中的硅原子的结合位置。符号“**”各自表示与式(1)中的氧原子的结合位置。
可通过以下方法形成表面层：包括制备表面层形成用涂布液，将涂布液施涂于具有聚乙烯颗粒的露出部的弹性层上从而形成涂膜，并且用活性能量射线照射涂膜从而形成交联的方法。可通过下述步骤(1)和(2)制备表面层用涂布液。
步骤(1)
将由式(10)表示的含有环氧基的可水解硅烷化合物(A)(其任选地与由式(11)表示的可水解硅烷化合物(B)混合)、水(D)和醇(E)混合在一起并通过加热回流进行水解和缩合的步骤：
式(10)
R31-Si(OR32)(OR33)(OR34)
式(11)
R63-Si(OR64)(OR65)(OR66)
步骤(2)
将光聚合引发剂(F)添加至通过步骤(1)制备的所得水解缩合物中并且任选地用醇(E)稀释至适当的浓度的步骤。
在用于步骤(1)中由式(10)表示的含有环氧基的可水解硅烷化合物(A)中，R32-R34各自独立地表示烃基。烃基的实例包括烷基、烯基和芳基。这些基团中，优选具有1-4个碳原子的直链状或支链状的烷基。其具体实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基和叔丁基。R31由包含环氧基的式(12)-(15)的任意一个表示。
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
[化学式18]
式(12)-(15)中，R40-R42、R45-R47、R52、R53、R57和R58各自独立地表示氢、具有1-4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基。R43、R44、R48-R51、R55、R56和R60-R63各自独立地表示氢或具有1-4个碳原子的烷基。R54和R59各自独立地表示氢、具有1-4个碳原子的烷氧基或具有1-4个碳原子的烷基。n'、m'、l'、q'、s'和t'各自独立地表示1-8的整数。p'和r'各自独立地表示4-12的整数。符号“*”各自表示与上述式(10)中的硅原子的结合位置。
以下描述含有环氧基的可水解硅烷化合物(A)的具体实例。这些化合物可单独使用或两种以上组合使用。
其实例包括4-(三甲氧基甲硅烷基)丁烷-1,2-环氧化物、5,6-环氧基己基三乙氧基硅烷、8-环氧乙烷-2-基辛基三甲氧基硅烷、8-环氧乙烷-2-基辛基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、1-(2-三乙氧基甲硅烷基)甲基)环己烷-3,4-环氧化物、1-(2-三乙氧基甲硅烷基)乙基)环己烷-3,4-环氧化物和3-(3,4-环氧环己基)甲基氧丙基三甲氧基硅烷。
在用于步骤(1)的由式(11)表示的可水解硅烷化合物(B)中，R64表示烷基或芳基。R65-R67各自独立地表示烃基。由R64表示的烷基优选为具有1-21个碳原子的直链状烷基并且更优选具有6-10个碳原子的直链状烷基。由R64表示的芳基优选为苯基。由R65-R67表示的烃基的实例包括烷基、烯基或芳基。
在这些基团中，优选具有1-4个碳原子的直链状或支化状的烷基。其具体实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基和叔丁基。在包含R64含有苯基的可水解硅烷化合物的情况下，优选组合使用其中R64包含具有6-10个碳原子的直链状烷基的可水解硅烷化合物，这是因为即使当经由水解缩合反应而改变结构时它们与溶剂的相容性也良好。
以下描述可水解硅烷化合物(B)的具体实例。
其实例包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧甲硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、己基三丙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷苯基三丙氧基硅烷和辛基三乙氧基硅烷。
作为可水解硅烷化合物(B)，可组合使用选自上述具体实例中列出的化合物的两种以上的化合物。其中上述具体实例中列出的各化合物的烷基的至少一个氢原子用氟原子取代的化合物也可用作可水解硅烷化合物(B)。
关于步骤(1)中水(D)的添加量，水的摩尔数(D)与可水解硅烷化合物(A)和(B)的总摩尔数(A)+(B)之比，即ROR＝(D)/((A)+(B))，优选为0.1以上且6.0以下。更优选，ROR为1.2以上且3.0以下。当ROR为0.1以上时，充分进行缩合反应，从而抑制涂布液中未反应的二氧化硅化合物的任何残存，由此获得具有高交联密度的膜。当ROR为6.0以下时，缩合反应的速度高，使得抑制浑浊和沉淀生成。此外，可抑制由于高极性所引起的与缩合物的相容性降低。
使用醇(E)从而使可水解硅烷化合物(A)和(B)的水解缩合物相容。作为醇(E)，优选使用伯醇，仲醇，叔醇，伯醇和仲醇的混合体系，或伯醇和叔醇的混合体系。作为醇，特别优选乙醇，甲醇和2-丁醇的混合溶液，或乙醇和2-丁醇的混合溶液。
在步骤(1)中，将这些混合并加热回流从而形成水解缩合物。在步骤(1)中，一种或两种以上的可水解硅烷化合物(A)可根据需要与一种或两种以上的可水解硅烷化合物(B)组合使用。
作为第二步骤的反应，将金属醇盐(C)、水(D)和醇(E)添加其中，然后搅拌混合物。此处，金属醇盐(C)优选为钛、锆或铪键合有对应于原子价的数量的烷氧基的金属醇盐。使用通过添加金属醇盐制备的表面层用涂布液形成的表面层具有较高的刚性。推测该原因为，因为金属醇盐为四价以上，所以构成所得表面层的高分子化合物具有较致密的交联结构。
烷氧基的实例包括烷氧基、链烯氧基和芳氧基，其中碳原子可用氧或氮部分地取代。其具体实例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基和叔丁氧基。优选，金属醇盐(C)的使用量，以摩尔比计为(C)/((A)+(B))≤10.0，因为抑制表面层中浑浊和沉淀的形成并且改善涂布液的保质期。
更优选，0.5≤(C)/((A)+(B))≤3.0。
优选将金属醇盐(C)添加至通过将水(D)和醇(E)添加至含有环氧基的可水解硅烷化合物(A)或将水(D)和醇(E)添加至含有环氧基的可水解硅烷化合物(A)与可水解硅烷化合物(B)的混合物中而制备的水解缩合物中。
使用用于步骤(2)中的光聚合引发剂(F)从而在硅烷缩合物中形成交联。作为光聚合引发剂(G)，可使用路易斯酸或布朗斯台德酸(Bronsted acid)的鎓盐，或者阳离子聚合催化剂。阳离子聚合催化剂的实例包括硼酸盐、酰亚胺化合物、三嗪化合物、偶氮化合物和过氧化物。作为阳离子聚合催化剂，从感光度、稳定性和反应性的观点，优选芳族锍盐或芳族碘鎓盐。阳离子聚合催化剂的特别优选的实例包括双(4-叔丁基苯基)碘鎓盐和由式(16)表示的化合物(商品名：Adecaoptomer SP150，由Asahi Denka Kogyo K.K制造)。
[化学式19]
还可优选使用由式(17)表示的化合物(商品名：Irgacure 261，由CibaSpecialty Chemicals Inc.制造)。
[化学式20]
优选，在使用前优选将光聚合引发剂(G)溶解于例如如甲醇或甲基异丁基酮等醇或酮的溶剂中，从而改善与表面层用用涂料的相容性。
为了改善涂布性，优选调节表面层用涂料以具有适于施涂的浓度。表面层用涂料的粘度越低导致表面层的厚度越薄，由此提高表面层的电容量。因此可充分确保充电构件的表面的电荷量，抑制不均匀放电并且使感光构件均匀地带电。因此，优选用溶剂适当地稀释涂布液从而低粘度化。
在该情况下，更优选，当用B型粘度计(Brookfield type viscometer)测量时涂布液的粘度为2mPa·s以下。作为使用的溶剂，还可使用与用于步骤(1)的醇相同的醇。此外，可使用例如乙酸乙酯、甲基乙基酮或甲基异丁基酮等酮。它们也可作为混合物组合使用。这些溶剂中，特别优选甲醇。作为将由此制备的表面层用涂布液施涂于弹性层的方法，例如，可采用浸涂法、旋涂法、环涂法或用辊式涂布机的涂布等。
用活性能量射线照射通过上述方法形成于弹性层上的涂膜，从而产生光聚合引发剂(G)的自由基，由此导致环氧基的开裂和聚合以形成交联。作为活性能量射线，优选紫外线，因为其可产生光聚合引发剂(G)的自由基，从而使在低温下进行交联反应。在低温下交联反应的进行抑制溶剂从涂膜的快速挥发，由此抑制涂膜中相分离的发生或褶皱的形成，从而使得形成与弹性层的粘合强度高的表面层。即使在其中温度和湿度急剧变化的环境下使用充电构件并且弹性层的体积响应于温度和湿度的变化而变动，与弹性层的粘合强度高的表面层也抑制褶皱或开裂的形成。此外，在进行交联反应期间可抑制弹性层的热劣化，从而抑制制造过程中弹性层的电特性的降低。
可使用的紫外线源的实例包括高压汞灯、金属卤化物灯、低压汞灯和准分子紫外灯。这些灯中，优选发射波长为150nm以上且480nm以下的紫外线的灯。可在根据照射时间、灯输出以及灯与表面层之间的距离调节供给量的同时进行紫外线照射。可设置紫外线照射量的梯度。紫外线的累积光量优选为约8000mJ/cm2。紫外线的累积量可由下述表达式求得。
紫外线累积光量[mJ/cm2]＝紫外线强度[mW/cm2]×照射时间[s]
在使用低压汞灯的情况下，紫外线的累积光量可用紫外线累积光量计(商品名：UIT-150-A或UVD-S254，由Ushio Inc制造)来测量。在使用准分子紫外灯的情况下，紫外线的累积光量可用紫外线累积光量计(商品名：UIT-150-A或VUV-S172，由Ushio Inc制造)来测量。
根据本发明的表面层覆盖包含聚乙烯颗粒的露出部的弹性层的整个表面。弹性层具有小于聚乙烯颗粒的露出部的高度的厚度。这使得弹性层的表面形状反映表面层的表面形状，即充电构件的表面形状。此处，根据本发明的充电构件表面的十点平均粗糙度(Rzjis)优选为在5-30μm并且特别是9-20μm的范围内。这抑制调色剂等固着至充电构件的表面，从而使充电性能进一步稳定。
表面层的厚度没有特别地限定，只要弹性层的表面形状反映充电构件的表面形状即可。作为指导，表面层优选具有1nm以上且1μm以下并且特别是5nm以上且500nm以下的厚度。落在该范围内的厚度使得使用期间聚乙烯颗粒从充电构件的脱落的有效抑制。还可以抑制表面层的变形并且抑制与感光构件的接触面积的增加。在1μm以下的表面层的厚度处，表面层具有适当的电容量，并且抑制充电构件的硬度过大，从而形成充电构件与感光构件之间的适当的辊隙部。可通过用电子显微镜观察来测量表面层的厚度。
根据本发明的充电构件有效抑制调色剂等固着至电子照相感光构件的表面并且有助于长期形成高品质电子照相图像。
根据本发明人进行的研究，当长期使用根据上述专利文献2的充电构件时，电子照相图像中可能发生缺陷。虽然其原因尚未阐明，但推测所述缺陷归因于如下所述机理。即，含有根据专利文献2的聚硅氧烷的表面层是致密的并且具有高硬度。因此，在充电构件与感光构件之间的辊隙处，辊隙处的调色剂按压感光构件的表面，使得固着至感光构件表面的调色剂逐渐累积。然后附着至感光构件表面的调色剂变得不太可能用清洁刮板除去。结果，电子照相图像中发生缺陷。
相反，根据本发明的充电构件具有反映通过聚乙烯颗粒粗糙化的弹性层表面的形状的表面形状。将聚乙烯颗粒用作粗糙化表面形成用颗粒，并且使用含有高刚性聚硅氧烷的表面层。因此，即使在充电构件与感光构件之间的辊隙处，充电构件的粗糙化表面的形状也不容易变形。换言之，与使用根据专利文献2的充电构件的情况相比，在辊隙处充电构件与感光构件之间的接触面积相对小。
因此，调色剂不太可能固着至感光构件的表面，抑制感光构件表面的清洁性经时的降低。结果，即使当形成大量的电子照相图像时，也可抑制由于感光构件表面上的固着物引起的图像缺陷的发生。
表面层优选具有108Ω·cm以上且1015Ω·cm以下并且特别是1010Ω·cm以上且1015Ω·cm以下的体积电阻率。当表面层具有落在上述范围内的体积电阻率时，可有效抑制充电构件与感光构件之间异常放电的发生。此外，感光构件可更均匀地带电。
表面层优选具有1,000MPa以上且20,000MPa以下的弹性模量。当表面层具有落入上述范围内的弹性模量时，可在充电构件与感光构件之间形成具有适当宽度的辊隙。此外，可抑制嵌入聚乙烯颗粒这样的变形。可抑制与感光构件的接触面积的过度增加。此外，即使当表面层具有上述厚度时，表面层也可追随柔软弹性层的变形。
本发明的充电构件没有特别地限定，只要其包括在导电性支承体上的弹性层和表面层即可。充电构件可在导电性支承体与弹性层之间和弹性层与表面层之间包含其它层。作为本发明充电构件的实例，图2的截面图示出辊状充电构件。充电辊10具有其中在导电性支承体11上依次堆叠弹性层12和表面层13的结构。
<电子照相设备>
图3示出包括本发明的充电构件的电子照相设备的实例。在图3中，附图标记21表示圆筒状感光构件(以下，称为“感光构件”)。感光构件21包括支承体21b和在支承体上形成的感光层21a并且感光构件21围绕轴21c沿箭头所示的方向以预定圆周速度旋转驱动。配置充电辊使得其按压旋转驱动的感光构件21的表面并且使得其通过使感光构件与充电辊接触而从动旋转。由与导电性支承体11连接的电源23通过摩擦电极23a将预定的直流(DC)偏压施加至充电辊10。将按压形成辊隙部的感光构件在辊隙部附近充电至预定电位。将感光构件曝光于从例如狭缝曝光或激光束扫描曝光等曝光装置24发射的曝光光，从而形成对应于感光构件的感光层21a上的目标图像的静电潜像。将调色剂从显影构件25供给至在感光层上形成的静电潜像，从而形成调色剂图像。将感光构件上的调色剂图像依次转印至如纸等转印材料27上，所述转印材料27与感光构件的旋转同步从转印材料供给装置(未示出)输送至感光构件与转印装置26之间的接触部。将已转印有调色剂图像的转印材料与感光构件的表面分离，导入定影装置内以定影图像，并且作为图像形成物(打印品或复印品)从设备中排出。调色剂图像转印后，通过用装备有由弹性体等形成的清洁刮板的清洁装置28除去转印后残留的显影剂(调色剂)来清洁感光构件的表面。
本发明的充电构件包括以露出聚乙烯颗粒的一部分的方式包含具有高分子量的高硬度聚乙烯颗粒的弹性层。充电构件具有介由薄表面层通过颗粒而粗糙化的表面。表面层与颗粒和弹性层二者具有高粘合性并且具有高弹性模量。因此，覆盖弹性层的整个表面以保持颗粒。可维持其中在当充电构件按压感光构件时形成的辊隙处弹性层的表面露出颗粒的状态。这维持充电构件的表面的凹凸形状并且抑制充电构件与感光构件之间的接触面积的增加。由薄膜形成表面层。充电构件可维持弹性层的低硬度并且可在充电构件与感光构件之间形成充分的辊隙部。可抑制由于接触不良导致的图像缺陷的发生并且抑制由于调色剂和外部添加剂附着至充电构件的表面引起的耐久图像缺陷的发生。
实施例
以下将通过具体实例更详细地描述本发明。下述“份”表示“质量份”。关于试剂等，使用商购可得的高纯度品，除非另有限定。
实施例1
[导电性弹性层的形成]
将以下表1中所述的材料用6-L加压捏合机(商品名：TD6-15MDX，由Toshin Co.,Ltd.制造)以70vol％的填充率和30rpm的叶片旋转数一起混合16分钟，从而获得A-阶段捏合的橡胶组合物。
[表1]
然后，将以下表2中所述的材料通过用具有12英寸的辊直径的开炼机，在前辊旋转数为8rpm、后辊旋转数为10rpm和辊间隙为2mm下，左右切割总计20次而混合在一起。然后，将辊间隙变更为0.5mm。将所得混合物进行10次薄通，从而得到弹性层形成用未硫化橡胶组合物。
[表2]
将导电性硫化粘合剂(METALOC U-20，从Toyokagaku Kenkyusho Co.,Ltd.可得)施涂于直径为6mm和长度为252mm的圆柱形导电性支承体(钢制并且具有镀镍的表面)的圆柱面的轴向226mm长的中央部，接着在80℃下干燥30分钟。接着，将上述未硫化橡胶组合物通过使用十字头的挤出成形，在围绕导电性支承体同轴地并以圆筒状成形的同时与导电性支承体一起挤出，从而制作在导电性支承体外周上涂布有未硫化橡胶组合物的直径为8.8mm的未硫化橡胶辊。使用具有圆筒直径为45mm(Φ45)和L/D为20的挤出机。如下控制挤出时的温度：头80℃、筒体110℃和螺杆110℃。将成形的未硫化橡胶辊的两端切断，使得弹性层部分沿轴向具有228mm的宽度。然后，将切断的辊在电炉中在160℃下进行热处理60分钟，从而获得硫化橡胶辊。用采用切入式研磨方式的研磨机研磨所得硫化橡胶辊的表面，从而获得具有端部直径为8.40mm和中央部直径为8.50mm的冠状的弹性层的导电性弹性层1。
[表面层的形成]
将以下表3中所述的材料混合在一起。在室温下搅拌混合物，然后加热以回流24小时，从而得到有机-无机混杂溶胶的缩合物溶胶1。
[表3]
将该缩合物溶胶1添加至2-丁醇/乙醇混合溶剂中，从而制备具有7质量％的固成分的缩合物溶胶液1。另外，固成分为当可水解硅烷化合物完全进行脱水缩合时形成的缩合物。以下，以相同的含义使用固成分，除非另有限定。
向100g缩合物溶胶液1中，以0.35g的比例添加作为阳离子光聚合引发剂的芳族锍盐(商品名：ADECAOPTOMER SP-150，由Asahi Denka Kogyo K.K.制造)，从而制备涂布原液1。
用2-丁醇/乙醇混合溶剂稀释涂布原液1，使得具有1.0质量％的固成分，由此制备表面层形成用涂布液1。表面层形成用涂布液1的粘度用B型粘度计(RE500L，由Toki Sangyo Co.,Ltd.制造，使用0.8°×R24锥形转子)来测量并且发现为1mPa·s以下。测量条件包括25℃的测量温度和0.6ml的样品量。
接着，通过环涂法(涂出量：0.120mL/s，环头的移动速度：85mm/s和总排出量：0.130mL)将表面层形成用涂布液1施涂于橡胶辊的弹性层上。
然后，使用低压汞灯(由Harison Toshiba Lighting Corporation制造)以254nm的传感器下的感光度、紫外线的光量为8000mJ/cm2的方式在旋转的同时用紫外线照射在其上形成表面层形成用涂布液1的涂膜的橡胶辊，从而使涂膜固化。以这种方式，制作包含覆盖有反映弹性层的表面形状并且具有凹凸状的表面形状的表面层的弹性层的表面的充电辊1。使充电辊1进行下述图像评价。
[图像评价]
准备对于A4尺寸纸纵向打印可行的激光束打印机(商品名：LASER JETP1005，由Hewlett-Packard Co.制造)作为用于图像形成的电子照相设备。将如上制作的充电辊1安装在激光束打印机的处理盒中。将处理盒安装至电子照相设备。
将-1200V的直流电压从外部电源(商品名：MODEL PM04015A，由TrekJapan Co.,Ltd.制造)施加至充电辊的导电性支承体。在其中温度为23℃和相对湿度为50％的环境中，在一张上形成部分具有实心图像的半色调图像(其中沿与电子照相感光构件的旋转方向垂直的方向以2点的间隔画各自具有1点宽度的线的图像)。随后，在2500张上形成各自具有1％的打印浓度的电子照相图像。然后在一张上形成与第一张的那些相同的部分地具有实心图像的半色调图像。此处，以其中每打印一张感光鼓完全停止的所谓的间歇模式形成图像。
<评价1>由于感光构件表面的清洁不良引起的图像缺陷的有无的评价
对于2500张具有1％的打印浓度的电子照相图像中的第1张至第1000张，目视观察图像并且根据以下表4所述标准评价。
[表4]
<评价2>充电性能的评价
目视观察形成于第1张和第2501张的部分地具有实心图像的半色调图像。根据以下表5所述的标准评价由于带电不均匀引起的图像缺陷的有无和缺陷的程度。
[表5]
<测量1>表面层的弹性模量的测量
为了测量充电辊1的弹性模量，进行以下实验。具体地，将用于形成充电辊1的表面层的表面层形成用涂布液1施涂于具有100μm的厚度的铝板的脱脂表面并干燥，从而形成涂膜。以使累积光量为8000mJ/cm2通过紫外线(波长：254nm)照射固化涂膜，从而获得具有10μm的厚度的固化膜。
对于所得固化膜，当使用表面薄膜物理性能测试仪(商品名：FISCHERSCOPE H100V，由Fischer Instruments K.K.制造)将压头从固化膜的表面以1μm/7秒的速度进入时，测量压头的负荷值并且定义为弹性模量。
此时，确认了固化膜中包含由式(1)表示的结构的事实。
<测量2>表面层的厚度的测量
切出充电辊1的表面层。用扫描透射电子显微镜(商品名：HD-2000，由Hitachi High-Technologies Corporation制造)根据表面层的截面来测量表面层的厚度。
<测量3>充电构件的表面粗糙度的测量
测量充电辊1的表面的十点平均粗糙度(Rzjis1994)。根据JIS B0601(1994)测量十点平均粗糙度(Rzjis1994)。测量条件包括测量长度为8.0mm、截取值为0.8mm、输送速度为0.5mm/s和滤光器特性为2CR。
表8描述图像评价的结果(评价1和评价2)和<测量1>至<测量3>的结果。
[实施例2]
用2-丁醇/乙醇混合溶剂稀释以与实施例1相同的方式制备的涂布原液1以具有0.1质量％的固成分，由此制备表面层形成用涂布液2。除了使用表面层形成用涂布液2以外，以与实施例1相同的方式制作充电辊2。以与实施例1相同的方式对充电辊2及其表面层进行评价和测量。
[实施例3]
用2-丁醇/乙醇混合溶剂稀释以与实施例1相同的方式制备的涂布原液1以具有2.0质量％的固成分，由此制备表面层形成用涂布液3。除了使用表面层形成用涂布液3以外，以与实施例1相同的方式制作充电辊3。以与实施例1相同的方式对充电辊3及其表面层进行评价和测量。
[实施例4]
用2-丁醇/乙醇混合溶剂稀释以与实施例1相同的方式制备的涂布原液1以具有7.0质量％的固成分，由此制备表面层形成用涂布液4。除了使用表面层形成用涂布液4以外，以与实施例1相同的方式制作充电辊4。以与实施例1相同的方式对充电辊4及其表面层进行评价和测量。
[实施例5]
除了用于弹性层的聚乙烯颗粒的量为10质量份以外，如在实施例1中制作充电辊5。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例6]
除了用于弹性层的聚乙烯颗粒的量为30质量份以外，如在实施例1中制作充电辊6。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例7]
除了用于弹性层的聚乙烯颗粒的量为5质量份以外，如在实施例1中制作充电辊7。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例8]
除了用于弹性层的聚乙烯颗粒的量为3质量份以外，如在实施例1中制作充电辊8。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例9]
除了用于弹性层的聚乙烯颗粒的量为35质量份以外，如在实施例1中制作充电辊9。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例10]
除了用高分子量聚乙烯颗粒2(商品名：PM-200，由Mitsui Chemicals,Inc.制造，平均粒径：10μm)代替用于弹性层的聚乙烯颗粒以外，如在实施例1中制作充电辊10。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例11]
除了用于弹性层的聚乙烯颗粒的量为10质量份以外，如在实施例10中制作充电辊10。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例12]
除了用于弹性层的聚乙烯颗粒的量为30质量份以外，如在实施例10中制作充电辊12。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例13]
除了用10质量份高分子量聚乙烯颗粒1和10质量份高分子量聚乙烯颗粒2，即总计20质量份代替聚乙烯颗粒以外，如在实施例1中制作充电辊13。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例14]
除了用15质量份高分子量聚乙烯颗粒1和15质量份高分子量聚乙烯颗粒2，即总计30质量份代替聚乙烯颗粒以外，如在实施例1中制作充电辊14。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例15]
除了用5质量份高分子量聚乙烯颗粒1和10质量份高分子量聚乙烯颗粒2，即总计15质量份代替聚乙烯颗粒以外，如在实施例1中制作充电辊15。以与实施例1相同的方式对充电辊15及其表面层进行评价和测量。
[实施例16]
如下所述制备表面层形成用涂布液。
将以下表6中所述的材料混合在一起。将混合物在室温下搅拌30分钟，然后用油浴加热以在120℃下回流20小时，从而制备具有28.0质量％的固成分的缩合物溶胶2。
[表6]
除了使用缩合物溶胶2以外，如在实施例13中制作涂布原液2和充电辊16。以与实施例1相同的方式对充电辊16及其表面层进行评价和测量。
[实施例17]
如下所述制备表面层形成用涂布液。
将以下表7中所述的材料混合在一起。将混合物在室温下搅拌30分钟，然后用油浴加热以在120℃下回流20小时，从而制备具有28.0质量％的固成分的缩合物溶胶3。
[表7]
除了使用缩合物溶胶3以外，如在实施例13中制作涂布原液3和充电辊17。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例18]
如下所述制备表面层形成用涂布液。
在室温下，将63.64g(223.9mmol)异丙醇钛(IV)(由Kojundo ChemicalLaboratory Co.,Ltd.制造)与176.88g以与实施例1相同的方式制备的缩合物溶胶1混合。将混合物在室温下搅拌3小时，从而制得缩合物溶胶液4。以750rpm的速度进行一系列的搅拌。Ti/Si＝1.0。
向25g该缩合物溶胶液4中，添加2.00g用甲醇稀释至10质量％的作为阳离子光聚合催化剂的芳族锍盐(商品名：ADECAOPTOMER SP-150，由AsahiDenka Kogyo K.K.制造)。由此，制备涂布原液4。用1:1(质量比)乙醇/2-丁醇混合溶剂稀释涂布原液4以具有0.1质量％的固成分，由此制备表面层形成用涂布液4。除了使用表面层形成用涂布液4以外，以与实施例1相同的方式制作充电辊18。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例19]
除了将用于弹性层的聚乙烯颗粒的量变更为10质量份并且将表面形成用涂布液的固成分变更为1.0质量％以外，如在实施例18中制作充电辊19。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[实施例20]
如下所述制备表面层形成用涂布液。
在室温下，将130.42g(458.8mmol)异丙氧基钛(IV)(由Kojundo ChemicalLaboratory Co.,Ltd.制造)与46.38g以与实施例1相同的方式制备的缩合物溶胶1混合。将混合物在室温下搅拌3小时，从而制得缩合物溶胶液5。以750rpm的速度进行一系列的搅拌。Ti/Si＝5.0。
向25g该缩合物溶胶液5中，添加0.40g用甲醇稀释至10质量％的作为阳离子光聚合催化剂的芳族锍盐(商品名：ADECAOPTOMER SP-150，由AsahiDenka Kogyo K.K.制造)。由此，制备涂布原液5。用1:1(质量比)乙醇/2-丁醇混合溶剂稀释涂布原液5以具有0.1质量％的固成分，由此制备表面层形成用涂布液5。除了使用表面层形成用涂布液5以外，以与实施例19相同的方式制作充电辊20。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[比较例1]
除了弹性层不包含聚乙烯颗粒以外，如在实施例1中制作充电辊21。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
[比较例2]
除了不形成表面层以外，如在实施例7中制作充电辊22。以与实施例1相同的方式对该充电辊及其表面层进行评价和测量。
表8描述对根据上述实施例和比较例的充电辊的评价和测量结果。
[表8]
从表8所述结果，其中不含有聚乙烯颗粒并且未将表面粗糙化的根据比较例1的充电辊，具有特别强的使调色剂固着至感光构件的表面的倾向。这将导致由于感光构件的清洁不良引起的显著的图像缺陷。
根据比较例2的充电辊不具有表面层。因此，推测由于许多张电子照相图像的形成使得其表面不均匀磨损，从而导致不均匀的充电性能。
本发明不限于上述实施方案。在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种变更及变形。因此，为了公开本发明的范围附加权利要求。
本申请要求2012年2月6日提交的日本专利申请号2012-023151的权益，此处通过引用将其以其整体并入本文中。
附图标记说明
10  充电辊(充电构件)
11  导电性支承体
12  弹性层
13  表面层
31  聚乙烯颗粒

Claims (9)

1.一种充电构件，其特征在于，其包括导电性支承体、分散有导电颗粒的弹性层和表面层，其中
所述弹性层以聚乙烯颗粒的至少一部分从所述弹性层露出的方式保持所述聚乙烯颗粒，由此使所述弹性层的表面粗糙化，
所述弹性层的表面以所述弹性层的表面形状反映所述充电构件的表面形状的方式用所述表面层覆盖，和其中
所述表面层包含具有由式(1)表示的构成单元的高分子化合物：
[化学式1]
其中式(1)中，R1和R2各自独立地表示式(2)-(5)的任意一种：
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
其中式(2)-(5)中，R3-R7、R10-R14、R19、R20、R24和R25各自独立地表示氢、具有1-4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基；R8、R9、R15-R18、R22、R23和R27-R30各自独立地表示氢或具有1-4个碳原子的烷基；n、m、l、q、s和t各自独立地表示1-8的整数；p和r各自独立地表示4-12的整数；x和y各自独立地表示0或1；符号“*”各自表示与式(1)中的硅原子的结合位置；和符号“**”各自表示与式(1)中的氧原子的结合位置。
2.根据权利要求1所述的充电构件，其中所述聚乙烯颗粒由具有200万以上的重均分子量的聚乙烯组成。
3.根据权利要求1或2所述的充电构件，其中所述聚乙烯颗粒相对于所述弹性层为5质量％以上且50质量％以下。
4.根据权利要求1-3任一项所述的充电构件，其中所述聚乙烯颗粒具有10μm以上且40μm以下的平均粒径。
5.根据权利要求1-4任一项所述的充电构件，其中所述表面层具有1,000MPa以上且20,000MPa以下的弹性模量。
6.根据权利要求1-5任一项所述的充电构件，其中所述表面层的表面的十点平均粗糙度在5-30μm的范围内。
7.根据权利要求1-6任一项所述的充电构件，其中所述高分子化合物为含有由式(10)表示的化合物的可水解硅烷化合物的水解缩合物的交联物：
式(10)
R31-Si(OR32)(OR33)(OR34)
其中式(10)中，R32、R33和R34各自独立地表示具有1-4个碳原子的烷基；和R31表示式(12)-(15)的任意一种：
[化学式6]
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
式(12)-(15)中，R40-R42、R45-R47、R52、R53、R57和R58各自独立地表示氢、具有1-4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基；R43、R44、R48-R51、R55、R56和R60-R63各自独立地表示氢或具有1-4个碳原子的烷基；R54和R59各自独立地表示氢、具有1-4个碳原子的烷氧基或具有1-4个碳原子的烷基；n'、m'、l'、q'、s'和t'各自独立地表示1-8的整数；p'和r'各自独立地表示4-12的整数；符号“*”各自表示与上述式(10)中的硅原子的结合位置。
8.根据权利要求7所述的充电构件，其中所述可水解硅烷化合物进一步含有由式(11)表示的化合物：
式(11)
R63-Si(OR64)(OR65)(OR66)
其中式(11)中，R64、R65和R66各自独立地表示具有1-4个碳原子的烷基；和R63表示具有6-10个碳原子的烷基或苯基。
9.一种电子照相设备，其特征在于，其包括电子照相感光构件，和与所述电子照相感光构件接触配置的充电构件，
其中所述充电构件为根据权利要求1-8任一项所述的充电构件。
CN201380008207.7A 2012-02-06 2013-01-23 充电构件和电子照相设备 Active CN104115071B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012023151 2012-02-06
JP2012-023151 2012-02-06
PCT/JP2013/051260 WO2013118576A1 (ja) 2012-02-06 2013-01-23 帯電部材および電子写真装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104115071A true CN104115071A (zh) 2014-10-22
CN104115071B CN104115071B (zh) 2016-03-23

Family

ID=48947343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380008207.7A Active CN104115071B (zh) 2012-02-06 2013-01-23 充电构件和电子照相设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9081321B2 (zh)
EP (1) EP2813897B1 (zh)
JP (1) JP6000989B2 (zh)
CN (1) CN104115071B (zh)
WO (1) WO2013118576A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6242173B2 (ja) * 2013-11-13 2017-12-06 キヤノン株式会社 現像剤担持体、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置
JP6067632B2 (ja) * 2013-11-21 2017-01-25 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 帯電部材
EP3088961B1 (en) 2013-12-27 2021-03-10 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge, and electrophotographic image formation device
US9360789B1 (en) * 2014-11-28 2016-06-07 Canon Kabushiki Kaisha Member for electrophotography, process cartridge and image forming apparatus
US9921513B2 (en) * 2014-12-09 2018-03-20 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
US9599914B2 (en) * 2015-04-03 2017-03-21 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic member having bow-shaped resin particles defining concavity and protrusion at surface thereof
US10078286B2 (en) * 2015-04-10 2018-09-18 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP6691645B2 (ja) 2015-11-27 2020-05-13 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． 帯電部材
JP6924705B2 (ja) * 2016-02-01 2021-08-25 株式会社ブリヂストン 帯電ローラ
US10459356B2 (en) * 2016-10-07 2019-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus
US10268132B2 (en) * 2017-06-15 2019-04-23 Canon Kabushiki Kaisha Charging roller, cartridge, image forming apparatus and manufacturing method of the charging roller
US11807776B2 (en) 2017-12-19 2023-11-07 Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation Modified siloxane resin, modified siloxane resin crosslinked product, and manufacturing method for resin crosslinked product
KR102071946B1 (ko) * 2017-12-19 2020-01-31 경북대학교 산학협력단 변성 실록산 수지, 변성 실록산 수지 가교체 및 상기 수지 가교체의 제조방법
JP2023025833A (ja) * 2021-08-11 2023-02-24 ヒューレット－パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． コーティング層を有する帯電部材

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060029428A1 (en) * 2004-08-05 2006-02-09 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP2006293004A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Canon Chemicals Inc 電子写真用帯電ローラ
CN101002146A (zh) * 2004-06-09 2007-07-18 株式会社普利司通 显影辊、带电辊、导电性辊及其制造方法
WO2011080906A1 (ja) * 2009-12-28 2011-07-07 キヤノン株式会社 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
WO2012008122A1 (ja) * 2010-07-13 2012-01-19 キヤノン株式会社 帯電部材およびその製造方法、電子写真装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005345801A (ja) 2004-06-03 2005-12-15 Canon Inc 導電性部材、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
WO2006001171A1 (ja) * 2004-06-09 2006-01-05 Bridgestone Corporation 現像ローラ、帯電ローラ、導電性ローラ及びその製造方法
JP4455454B2 (ja) * 2004-09-02 2010-04-21 キヤノン株式会社 帯電部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
JP2006142804A (ja) * 2004-10-19 2006-06-08 Ricoh Co Ltd 除去部材及び画像記録装置
JP2009086263A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Canon Inc 帯電部材
JP4948666B2 (ja) * 2010-08-17 2012-06-06 キヤノン株式会社 帯電部材及びその製造方法
KR101454135B1 (ko) * 2010-08-20 2014-10-22 캐논 가부시끼가이샤 대전 부재
CN103154827B (zh) * 2010-09-27 2015-07-01 佳能株式会社 充电构件、处理盒和电子照相设备
WO2012042755A1 (ja) * 2010-09-27 2012-04-05 キヤノン株式会社 帯電部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
WO2012042781A1 (ja) * 2010-09-30 2012-04-05 キヤノン株式会社 帯電部材及びその製造方法
EP2703901B1 (en) * 2011-04-25 2015-09-30 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge, and electronic photography device
CN103502895B (zh) * 2011-04-28 2015-11-25 佳能株式会社 充电构件、处理盒和电子照相设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101002146A (zh) * 2004-06-09 2007-07-18 株式会社普利司通 显影辊、带电辊、导电性辊及其制造方法
US20060029428A1 (en) * 2004-08-05 2006-02-09 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP2006293004A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Canon Chemicals Inc 電子写真用帯電ローラ
WO2011080906A1 (ja) * 2009-12-28 2011-07-07 キヤノン株式会社 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
WO2012008122A1 (ja) * 2010-07-13 2012-01-19 キヤノン株式会社 帯電部材およびその製造方法、電子写真装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2813897A1 (en) 2014-12-17
JP6000989B2 (ja) 2016-10-05
WO2013118576A1 (ja) 2013-08-15
EP2813897A4 (en) 2015-04-15
JPWO2013118576A1 (ja) 2015-05-11
US9081321B2 (en) 2015-07-14
US20130295330A1 (en) 2013-11-07
EP2813897B1 (en) 2016-07-20
CN104115071B (zh) 2016-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104115071B (zh) 充电构件和电子照相设备
JP4878659B1 (ja) 帯電部材及び電子写真装置
EP1991915B1 (en) Charging member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP5843646B2 (ja) 帯電部材、その製法、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
EP1991914B1 (en) Charging member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP5264873B2 (ja) 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
WO2013175734A1 (ja) 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
KR101454138B1 (ko) 대전 부재, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치
JP5818548B2 (ja) 帯電部材、その製造方法、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
CN103502894A (zh) 充电构件、处理盒、电子照相设备和充电构件的生产方法
JP5100148B2 (ja) 帯電部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
CN103124934B (zh) 充电构件及其生产方法
JP2016035528A (ja) 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP5171060B2 (ja) 帯電部材および帯電部材の製造方法
JP5224728B2 (ja) 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP2011138052A (ja) ポリシロキサン含有膜形成用の組成物及び帯電部材
JP2012103337A (ja) 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant