CN104635450A - 充电部件、充电装置、处理盒以及成像设备 - Google Patents

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Abstract

一种充电部件，包括导电弹性层和导电表面层，导电表面层布置于导电弹性层上，与图像保持部件相接触，并且含有树脂、多孔树脂颗粒以及硅油，其中，基于100重量份的树脂，多孔树脂颗粒的含量为3重量份至25重量份，以及，基于100重量份的树脂，硅油的含量为0.1重量份至10重量份。

Description

充电部件、充电装置、处理盒以及成像设备
技术领域
本发明涉及充电部件、充电装置、处理盒以及成像设备。
背景技术
在使用电子照相系统的成像设备中，首先，使用充电装置在图像保持部件的表面上形成电荷，该图像保持部件由含有无机或有机材料的光电导感光体形成，使用经过图像信号调制的激光束等形成静电潜像，然后使用带电色调剂使静电潜像显影，藉此，形成可见的色调剂图像。然后，将色调剂图像直接或者通过中间转印部件静电转印至转印材料(诸如记录纸)，并且定影至记录材料，藉此，得到再现图像。
JP-A-2002-214879(专利文献1)公开了一种“具有覆膜层的充电部件，该覆膜层由在其末端具有活性氢的氟树脂形成，并且通过以下方式得到：相对于100重量份的氟树脂，添加0.05重量份至30重量份的硅油，硅油的一个末端上具有一个或两个反应性官能团”。
此外，JP-B-08-020794(专利文献2)公开了一种“具有表面层的充电部件，该表面层含有占表面层总重量为50ppm至10,000ppm的硅油”。
此外，JP-A-2003-316124(专利文献3)公开了一种“充电辊，包括布置于辊芯上的弹性层、以及多个覆盖层，其中该覆盖层的最外层含有0.02重量份至8.0重量份的亲水硅油”。
发明内容
本发明的目的是提供一种充电部件，其使得能够得到具有良好粒度的图像。
上述目的通过下列形式实现。
根据本发明的第一方面，提供一种充电部件，包括：
导电弹性层；以及
导电表面层，其布置于导电弹性层上，与图像保持部件相接触，并且含有树脂、多孔树脂颗粒以及硅油，
其中，基于100重量份的树脂，多孔树脂颗粒的含量为3重量份至25重量份，以及，基于100重量份的树脂，硅油的含量为0.1重量份至10重量份。
根据本发明的第二方面，在根据第一方面的充电部件中，硅油选自由聚醚改性硅油和聚酯改性硅油构成的组中的至少一种。
根据本发明的第三方面，在根据第一方面的充电部件中，导电表面层的厚度为3μm至15μm。
根据本发明的第四方面，在根据第一方面的充电部件中，导电表面层的表面自由能为50mN/m至90mN/m。
根据本发明的第五方面，在根据第一方面的充电部件中，导电表面层的表面自由能为55mN/m至90mN/m。
根据本发明的第六方面，在根据第一方面的充电部件中，导电表面层的十点平均粗糙度Rz为2μm至10μm。
根据本发明的第七方面，在根据第一方面的充电部件中，基于100重量份的树脂，硅油的含量为0.3重量份至5重量份。
根据本发明的第八方面，在根据第一方面的充电部件中，基于100重量份的树脂，硅油的含量为0.5重量份至3重量份。
根据本发明的第九方面，提供一种充电装置，其包括根据第一方面的充电部件。
根据本发明的第十方面，提供一种能够从成像设备上拆卸下来的处理盒，包括：
图像保持部件；以及
根据第九方面的充电装置，其对图像保持部件进行充电。
根据本发明的第十一方面，提供一种成像设备，包括：
图像保持部件；
根据第九方面的充电装置，其对图像保持部件进行充电；
潜像形成装置，其在已充电的图像保持部件的表面上形成潜像；
显影装置，其用色调剂使形成于图像保持部件表面上的潜像显影，以形成色调剂图像；以及
转印装置，其将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像转印至记录介质。
如果基于100重量份的树脂，与图像保持部件相接触的导电表面层含有低于3重量份或高于25重量份的量的多孔树脂颗粒，或者基于100重量份的树脂，与图像保持部件相接触的导电表面层含有低于0.1重量份的量的硅油，相比于上述情况，根据本发明的第一方面、第六方面、第七方面或第八方面，提供了一种能够得到具有良好粒度的图像的充电部件。
相比于与图像保持部件相接触的导电表面层含有除聚醚改性硅油和聚酯改性硅油之外的硅油的情况，根据本发明的第二方面，提供了一种能够得到具有良好粒度的图像的充电部件。
如果基于100重量份的树脂，与图像保持部件相接触的导电表面层含有低于3重量份或高于25重量份的量的多孔树脂颗粒，或者基于100重量份的树脂，与图像保持部件相接触的导电表面层含有低于0.1重量份的量的硅油，相比于上述情况，根据本发明的第三方面，提供了这样一种充电部件，即使导电表面层的厚度在上述范围内，也能够得到具有良好粒度的图像。
相比于导电表面层的表面自由能不在上述范围内的情况，根据本发明的第四方面或第五方面，提供了这样一种充电部件，即使反复形成图像，也能够得到具有良好粒度的图像。
如果充电装置包括以下充电部件，在该充电部件中，基于100重量份的树脂，与图像保持部件相接触的导电表面层含有低于3重量份或高于25重量份的量的多孔树脂颗粒，或者基于100重量份的树脂，与图像保持部件相接触的导电表面层含有低于0.1重量份的量的硅油，相比于上述情况，根据本发明的第九方面，提供了一种能够得到具有良好粒度的图像的充电部件。
如果处理盒或成像设备包括以下充电部件，在该充电部件中，基于100重量份的树脂，与图像保持部件相接触的导电表面层含有低于3重量份或高于25重量份的量的多孔树脂颗粒，或者基于100重量份的树脂，与图像保持部件相接触的导电表面层含有低于0.1重量份的量的有机硅树脂，相比于上述情况，根据本发明的第十方面或第十一方面，提供了能够得到具有良好粒度的图像的处理盒或成像设备。
附图简要说明
将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方案，其中：
图1是示出根据本示例性实施方案的充电部件的示意性轴测图；
图2是根据本示例性实施方案的充电部件的示意性剖视图；
图3是根据本示例性实施方案的充电装置的示意性轴测图；
图4是示意性示出根据本示例性实施方案的成像设备的构造的图；以及
图5是示意性示出根据本示例性实施方案的处理盒的构造的图。
具体实施方式
下文中，将详细描述本发明的示例性实施方案。
充电部件
图1是示出根据本示例性实施方案的充电部件的示意性轴测图。
图2是根据本示例性实施方案的充电部件的示意性剖视图。图2是沿
图1中A-A线所截取的剖视图。
如图1和图2中所示，根据本示例性实施方案的充电部件121是辊件，其具有(例如)：导电支撑体30(下文称为“支撑体30”)；导电弹性层31(下文称为“弹性层31”)，其布置于导电支撑体30的外周面上；以及导电表面层32(下文称为“表面层32”)，其布置于导电弹性层31的外周面上，并且与图像保持部件相接触。此外，在支撑体30与弹性层31之间，例如，还有粘合层(图中未示出)。
此外，表面层32含有树脂、导电剂、多孔树脂颗粒、以及硅油，其中，基于100重量份的树脂，多孔树脂颗粒的含量为3重量份至25重量份，并且，基于100重量份的树脂，硅油的含量为0.1重量份至10重量份。
根据本示例性实施方案的充电部件121并不局限于辊件，而是可以为刮板件、刷件、以及膜件中的任意种，只要其具有弹性层31和表面层32即可。此外，根据本示例性实施方案的充电部件121的层构造并不局限于上述。例如，充电部件121可以采用这样的构造，其中在支撑体30与弹性层31之间布置中间层，或者这样的构造，其中在弹性层31与表面层32之间布置电阻控制层或移行防止层。
在本说明书中，“导电”是指20℃下的体积电阻率小于1×1013Ωcm。
已知，在具有与图像保持部件(感光体)相接触的表面层32的充电部件(接触式充电部件)中，为了获得目标表面粗糙度，以及减少色调剂外部添加物在表面层32覆盖(成膜)，在表面层32中混入多孔树脂颗粒。当在表面层32中混入多孔树脂颗粒时，增强了多孔树脂颗粒与树脂之间的粘合性。因此，易于防止颗粒与表面层32分离，以及防止表面层32开裂。
然而，当对含有各种组分的涂布液形成的涂膜进行加热以形成表面层32时，由于加热，在涂膜内部形成涡流。因此，在有些情况下会发生被称作贝纳胞(Benard cell)的现象，其中观察到了胞状结构。如果发生贝纳胞现象，则多孔树脂颗粒便集中至胞状结构的边界部分，从而无法得到目标表面粗糙度，并且表面层32的电阻均匀性劣化。由此，图像保持部件的均匀充电性劣化，并且图像的粒度恶化。特别地，以高处理速度形成图像时，或者当形成具有高分辨率的高质量图像时，图像的粒度显著恶化。
所以，在根据本示例性实施方案的充电部件121中，基于100重量份的树脂，以3重量份至25重量份的量将多孔树脂颗粒混入表面层32中，并且，基于100重量份的树脂，以0.1重量份至10重量份的量将硅油混入表面层32中。通过以上述量将多孔树脂颗粒和硅油混入表面层32中，阻止在形成表面层32时导致的贝纳胞现象发生。
因此，在根据本示例性实施方案的充电部件121中，表面层32中多孔树脂颗粒的分散性得以改善，并且电阻均匀性的劣化受到抑制。所以，得到了具有良好粒度的图像。
下文中，将详细说明根据本示例性实施方案的充电部件121。在以下说明中，将不再描述附图标记。
支撑体
支撑体起到电极和充电部件的支撑件的作用。其材料的示例包括金属，如铁(易切钢等)、铜、黄铜、不锈钢、铝和镍或其合金；镀铬、镍等的铁；等等。导电支撑体的示例包括：外周面经过镀覆处理的部件(例如，树脂或陶瓷部件)；分散有导电剂的部件(例如，树脂或陶瓷部件)；等等。支撑体可以是中空部件(筒状件)或非中空部件。
粘合层
粘合层的材料示例包括已知的作为组合物的粘合剂，其将支撑体与弹性层结合，并表现出导电性。这种粘合剂的示例包括含有电子导电剂的树脂组合物以及含有导电树脂的树脂组合物。
弹性层
弹性层含有弹性材料和导电剂。弹性层可以任意地含有其它添加剂。此外，优选的是，弹性层还起到电阻控制层的作用。
弹性材料的示例包括异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、表氯醇橡胶、丁基橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、腈橡胶、乙丙橡胶、表氯醇-环氧乙烷共聚物橡胶(环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚物橡胶)、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、天然橡胶、作为它们的混合物的橡胶，等等。
这些弹性材料之中，硅橡胶、乙丙橡胶、表氯醇-环氧乙烷共聚物橡胶、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶、以及作为它们的混合物的橡胶是优选的。
这些橡胶材料可以是发泡的或非发泡的。
导电剂的示例包括电子导电材料和离子导电材料。
电子导电材料的示例包括：如科琴黑和乙炔黑的炭黑，热解碳，石墨，如锌、铝、铜、铁、镍、铬和钛的金属，以及如ZnO-Al2O3、SnO2-Sb2O3、In2O3-SnO2、ZnO-TiO2、MgO-Al2O3、FeO-TiO2、TiO2、SnO2、Sb2O3、In2O3、ZnO和MgO之类的已知金属氧化物。
离子导电材料的示例包括已知的盐，如季铵盐、碱金属的高氯酸盐、以及碱土金属的高氯酸盐。
可以单独使用这些导电剂中的一种，或者可组合使用其中的两种或更多种。
对导电剂的含量没有特别限制，只要其含量在可以得到弹性层所需要特性的范围内即可。
具体而言，在电子导电材料的情况下，基于100重量份的弹性材料，导电剂的含量优选为1重量份至90重量份。
与之相对，在离子导电材料的情况下，基于100重量份的弹性材料，导电剂的含量优选为0.01重量份至10重量份。
弹性层可以含有的其它添加剂的示例包括已知的添加剂，诸如软化剂、增塑剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、表面活性剂、以及偶联剂。
当弹性层还起到(例如)电阻控制层的作用时，弹性层的体积电阻率为(例如)103Ωcm至1014Ωcm，更优选为105Ωcm至1012Ωcm，还更优选为107Ωcm至1012Ωcm。
弹性层的体积电阻率是通过下述方法测得的值。从弹性层取出片状测试样品，并向该测试样品施加30秒的电压，根据JIS-K-6911(1995)，使用测量夹具(R12702A/B电阻率测试盒：由Advantest公司制造)和高电阻测量仪(R8340A数字高电阻/微安计：由Advantest公司制造)，调节该电压，从而使得电场的强度(所施加的电压/组合片的厚度)为1,000V/cm。之后，根据此时流过的电流值，用下式计算体积电阻率。
体积电阻率(Ωcm)＝(19.63×所施加的电压(V))/(电流值(A)×测试样品的厚度(cm))
考虑到抑制色调剂或灰尘在表面层凹部聚集，弹性层的表面粗糙度(十点平均粗糙度)Rz优选为(例如)20μm或更小。
弹性层的表面粗糙度Rz是通过以下方法测得的值。根据JIS B0601(1994)，测量包括距离弹性层(充电部件)轴向两端20mm的部分及其中央部分在内的三个部位，并取其平均值作为表面粗糙度。作为测量设备，使用由TOKYO SEIMITSU CO.，LTD.制造的Surfcom1400。测量条件如下：切断值0.8mm，测量长度2.4mm，行进速度0.3mm/秒。
弹性层的厚度随着应用该充电部件的装置不同而变化。然而，例如，该厚度优选为1mm至10mm，更优选为2mm至5mm。
弹性层的厚度是通过下述方法测得的值。用单刃刀切断包括距离弹性层(充电部件)轴向两端20mm的部分及其中央部分在内的三个部位。根据厚度，在5X～50X的适当放大倍率下，观察切断样品的横截面，以测量膜厚，并且取其平均值作为弹性层的厚度。作为测量设备，使用由Keyence Corporation制造的数字显微镜VHX-200。
表面层
表面层含有树脂、多孔树脂颗粒、以及硅油(下文中，在某些情况下简称为“聚硅氧烷”)。表面层可任选地含有其它添加剂。
树脂的示例包括丙烯酸树脂、氟改性丙烯酸树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、共聚物尼龙、聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、乙烯-四氟乙烯树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯树脂、聚乙烯基树脂、聚芳酯树脂、聚噻吩树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)、氟树脂(聚偏二氟乙烯树脂、四氟乙烯树脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等)等等。优选的是，通过使用固化或催化剂来固化或交联可固化树脂而得到这些树脂。
共聚物尼龙是含有尼龙610、尼龙11以及尼龙12中的一种或多种作为聚合单元的共聚物。此外，共聚物尼龙可以含有其它聚合单元，如尼龙6以及尼龙66。
以上树脂中，考虑到防污染，优选聚偏二氟乙烯树脂、四氟乙烯树脂、以及聚酰胺树脂作为树脂。考虑到表面层的耐磨性、以及防止多孔树脂颗粒分离，聚酰胺树脂更为优选。
特别地，作为聚酰胺树脂，考虑到表面层的耐磨性、以及防止多孔树脂颗粒分离，烷氧基甲基化聚酰胺(烷氧基甲基化尼龙)是优选的，以及，甲氧基甲基聚酰胺(N-甲氧基甲基化尼龙)更为优选。
此外，考虑到提高表面层的机械强度以及抑制表面层的开裂，优选的是树脂具有交联结构。当树脂具有交联结构时，表面层的凝胶率优选为50％至100％，更优选为60％至100％。
基于JIS K6796测定凝胶率。具体而言，从表面层中取出测试样品。测量所取样品的重量，并将结果作为溶剂提取之前的重量。之后，将测试样品浸泡在溶剂中24小时，该溶剂用于制备涂布液(其用于形成表面层)，然后过滤溶剂。过滤得到剩余残渣，并测量其重量。将该重量作为提取之后的重量。此外，根据下面的等式，计算凝胶率。
等式：凝胶率＝100×(溶剂提取之后的重量)/(溶剂提取之前的重量)
多孔树脂颗粒的示例包括聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、氟树脂、有机硅树脂等的多孔颗粒。
多孔树脂颗粒的数均粒径例如优选为0.1μm至30μm，更优选为0.5μm至20μm，还更优选为1μm至15μm。
多孔树脂颗粒的数均粒径是通过以下方法测得的值。首先，将多孔树脂颗粒保持在粘附于SEM样品台的导电双面胶带上，将所得物作为样品。用扫描电子显微镜(SEM)观察样品。例如，用FE-SEM(由JEOL LTD.制造的JSM-6700F)在加速电压为5kV的条件下观察多孔树脂颗粒样品的二次电子图像。接着，取与50个多孔树脂颗粒中每个颗粒的投影面积一样大的圆的直径作为粒径，并且取其平均作为数均粒径。
基于100重量份的树脂，多孔树脂颗粒的含量为3重量份至25重量份，优选为5重量份至20重量份，更优选为5重量份至15重量份。
如果多孔树脂颗粒的含量设定为大于或等于3重量份，可以容易地实现表面层期望的表面粗糙度，改善粒度，并且容易抑制由色调剂的外部添加物所导致的覆盖(成膜)。反之，如果多孔树脂颗粒的含量设定为小于或等于25重量份，可抑制表面层的电阻均匀性的劣化，并改善粒度。
硅油的示例包括：直链有机硅，如二甲基硅油、甲基氢硅油、二苯基硅油、甲基苯基硅油和氯苯基硅油；以及改性硅油，如烷基改性硅油、芳烷基改性硅油、聚醚改性硅油、聚酯改性硅油、氟代烷基改性硅油、氨基改性硅油、烷氧基改性硅油、环氧改性硅油、以及羧基改性硅油。
上述硅油之中，考虑到改善图像的粒度，优选的是选自由聚醚改性硅油和聚酯改性硅油构成的组中的至少一种。
聚醚改性硅油的示例包括以聚环氧烷将聚硅氧烷链的侧链、两端、以及一端中的至少之一改性的硅油。
脂肪酸酯改性硅油的示例包括以聚酯将聚硅氧烷链的侧链、两端、以及一端中的至少之一改性的硅油。
基于100重量份的树脂，硅油的含量为0.1重量份至10重量份，优选为0.3重量份至5重量份，更优选为0.5重量份至3重量份。
如果硅油的含量设定为大于或等于0.1重量份，在形成表面层32时所导致的贝纳胞现象的发生得到抑制，并且得到具有良好的粒度的图像。反之，如果硅油的含量设定为小于或等于10重量份，硅油从表面层中溢出的现象(渗出)的发生容易得到抑制，并且可改善充电部件的耐贮性。
表面层可以含有的其它添加剂的示例包括通常添加至表面层的已知添加剂，诸如导电剂、除多孔树脂颗粒之外的填料、固化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、表面活性剂、以及偶联剂。
表面层的体积电阻率例如优选为103Ωcm至1014Ωcm，更优选为105Ωcm至1012Ωcm，还更优选为107Ωcm至1012Ωcm。
表面层的体积电阻率是通过下述方法测得的值。在由体积电阻率为10Ωcm或更小的金属(如铝或不锈钢)或片状橡胶材料制成的平板上，涂布表面层，从而得到测试样品。之后，向该测试样品施加30秒的电压，根据JIS-K-6911(1995)，使用测量夹具(R12702A/B电阻率测试盒：由Advantest公司制造)和高电阻测量仪(R8340A数字高电阻/微安计：由Advantest公司制造)，调节该电压，从而使得电场的强度(所施加的电压/组合片的厚度)为1,000V/cm。之后，由此时流过的电流值，用下式计算体积电阻率。
体积电阻率(Ωcm)＝(19.63×所施加的电压(V))/(电流值(A)×测试样品的厚度(cm))
全部装置(整个部件)的电阻率用下列方法测量。在形成为片状的弹性层的一个表面上，形成该表面层，从而得到测试样品。之后，向该测试样品施加30秒的电压，该电压是通过下述方式获得的：根据JIS-K-6911(1995)，使用测量夹具(R12702A/B电阻率测试盒：由Advantest公司制造)和高电阻测量仪(R8340A数字高电阻/微安计：由Advantest公司制造)，从而将电场的强度(所施加的电压/测试样品的厚度)调节为1,000V/cm。之后，由此时流过的电流值，用下式计算体积电阻率。
等式：体积电阻率(Ωcm)＝(19.63×所施加的电压(V))/(电流值(A)×测试样品的厚度(cm))
考虑到改善图像的粒度、以及抑制由色调剂的外部添加物所导致的覆盖(成膜)，表面层的表面粗糙度Rz优选为2μm至10μm，更优选为3μm至8μm，还更优选为3μm至6μm。
表面层的表面粗糙度Rz是通过以下方法测得的值。根据JIS B0601(1994)，测量包括距离表面层(充电部件)轴向两端20mm的部分及其中央部分在内的三个部位，并取其平均值作为表面粗糙度。作为测量设备，使用由TOKYO SEIMITSU CO.，LTD.制造的Surfcom1400。测量条件如下：切断值0.8mm，测量长度2.4mm，行进速度0.3mm/秒。
表面层的表面自由能例如优选为50mN/m至90mN/m，更优选为55mN/m至90mN/m，这样，即使反复形成图像，也可以得到具有良好的粒度的图像。
表面层的表面自由能是通过下述方法测得的值。作为试剂，表面自由能的偶极组分、分散组分、以及氢键组分是已知的，使用纯水、二碘甲烷、α-溴萘、以及乙二醇，并且使用接触角计量器CA-X(商品名称；由Kyowa Interface Science Co.，LTD.制造)，在常温和常湿(22℃，55％RH)环境下，测量其相对于表面层表面的接触角。基于测得的结果，利用表面自由能分析软件EG-11(商品名称；由KyowaInterface Science株式会社制造)，用Fowkes等式计算表面自由能。这里，滴加的试剂量设定为2.5μL，开始滴加试剂后60秒时测量接触角。
这里，考虑到污染以及开裂，充电部件表面的动态超显微硬度例如优选为0.04至0.5，更优选为0.08至0.3。
充电部件表面的动态超显微硬度(下文中，在有些情况下缩写为“DH”)由下列方法测定。按推进深度D(μm)，在测试负荷p(mN)下，以一定的推进速度(mN/s)，将硬度测试压头推进样品中，此时，按下列等式计算DH。这里，在下列等式中，α表示由硬度测试压头的形式得到的常数。
等式：DH＝α×P/D2
此外，使用动态超显微硬度计DUH-W201S(由ShimadzuCorporation制造)测量动态超显微硬度。动态超显微硬度是由测量推进深度D而确定的，测量深度D是在以下情况下而得到的：根据测量软质材料的方法，在1.0mN的测试负荷下，以0.14mN/s的推进速度，将三角锥型硬度测试压头(顶角：115°，α：3.8584)推进充电部件的表面层内。
表面层的厚度例如优选为2μm至25μm，更优选为3μm至20μm，还更优选为3μm至15μm，更加优选为5μm至15μm，因为在上述范围内，避免从弹性层中渗出的物质(从弹性层中溢出的液体物质)以及从弹性层起霜的物质(从弹性层中沉淀出的固体)移动到充电部件的表面，并且表面层得到了电阻稳定性。
表面层的厚度是通过下述方法测得的值。用单刃刀切断包括距离表面层(充电部件)轴向两端20mm的部分及其中央部分在内的三个部位。在1,000x的放大倍率下观察切断样品的截面，以测量膜厚，并且取其平均值作为表面层的厚度。作为测量设备，使用由Keyence公司制造的数字显微镜VHX-200。
通过制备涂布液(其通过将各组分分散在溶剂中而得到)，用涂布液涂布预先形成的弹性层的表面，然后对所得物进行加热，从而形成表面层。
涂布液涂布方法的示例包括刮板涂布法、线棒涂布法、喷雾涂布法、浸渍涂布法、涂边法、气刀涂布法、幕帘涂布法、流涂法、环涂法、模涂法、喷墨涂布法等。
涂布液所用的溶剂没有特别限制，并且可以使用一般溶剂。例如，可以使用的溶剂包括：醇类，如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇；酮类，如丙酮和甲基乙基酮；四氢呋喃；以及醚类，如二乙醚和二氧六环。除这些之外，可以使用不同的溶剂。然而，作为适用于浸涂法(其通常用于制造电子照相感光体)的溶剂，可例举醇或酮类溶剂，或作为这些溶剂的混合物的溶剂。
充电装置
在下文中，将说明根据本示例性实施方案的充电装置。
图3是根据本示例性实施方案的充电装置的示意性轴测图。
根据本示例性实施方案的充电装置使用了上述根据本示例性实施方案的充电部件作为充电部件。
具体而言，在根据本示例性实施方案的充电装置12中，例如，布置充电部件121和清洁部件122，同时使其以预定的咬合量互相接触，如图3中所示。此外，充电部件121的基体材料30的轴向两端、以及清洁部件122的基体材料122A的轴向两端由导电轴承123保持，使得各部件可自由转动，导电轴承123的一侧与电源124连接。
根据本示例性实施方案的充电装置并不局限于上述构造。例如，充电装置可以不包括清洁部件122。
清洁部件122是用于清洁充电部件121的表面的清洁部件，并且例如为辊的形式。清洁部件122由(例如)筒状或柱状基体材料122A以及布置于基体材料122A外周面的弹性层122B构成。
基体材料122A是导电杆状部件，其材料示例包括金属，如铁(易切削钢等)、铜、黄铜、不锈钢、铝、以及镍。此外，基体材料122A的示例包括外周面经过镀覆处理的部件(例如，树脂或陶瓷部件)；分散有导电剂的部件(例如，树脂或陶瓷部件)；等等。基体材料122A可以是中空部件(筒状部件)或非中空部件。
优选的是，弹性层122B由具有多孔三维结构的泡沫材料形成。此外，优选的是，弹性层122B在其内部或其表面上具有空腔或者凹部和凸部(下文中，称为“单元(cell)”)，并且具有弹性。弹性层122B由可发泡的树脂材料或橡胶材料构成，例如聚氨酯、聚乙烯、聚酰胺、烯烃、三聚氰胺、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶(NBR)、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶(EPDM)、天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁二烯、有机硅和腈。
为了利用随充电部件121一起滑动的弹性层的从动摩擦滑动来有效地清洁杂质(诸如色调剂或外部添加物)，并防止充电部件121的表面因摩擦清洁部件122而容易被刮擦，或者，为了防止弹性层长时间后容易被撕碎或破坏，上述可发泡的树脂材料或橡胶材料之中，特别优选使用聚氨酯，其具有高抗撕裂强度和高抗拉强度。
聚氨酯没有特别限制，并且其示例包括由多元醇(例如，聚酯多元醇、聚醚多元醇、或丙烯酸多元醇)与异氰酸酯(2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯等)之间反应所得到的产物。聚氨酯可以是由其扩链剂(例如，1，4-丁二醇或三羟甲基丙烷)所引发的反应产物。此外，一般使用发泡剂(水或偶氮化合物(偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈等)使聚氨酯发泡。
弹性层122B的单元数优选为20/25mm至80/25mm，更优选为30/25mm至80/25mm，特别优选为30/25mm至50/25mm。
弹性层122B的硬度优选为100N至500N，更优选为100N至400N，特别优选为150N至400N。
导电轴承123是用于保持充电部件121和清洁部件122、以使这些部件整体地自由转动的部件，并且保持这些部件的轴间距的部件。导电轴承123可以由任意材料形成，并可采取任意形式，只要其由导电材料制得的即可。例如，导电轴承123可以是具有导电性的轴承或具有导电性的滑动轴承。
电源124是这样一种装置，其向导电轴承123施加电压，使得以相同极性对充电部件121和清洁部件122充电。作为电源124，使用已知的高压电源装置。
在根据本示例性实施方案的充电装置12中，例如，由电源124向导电轴承123施加电压，藉此，以相同极性对充电部件121和清洁部件122充电。
成像设备和处理盒
根据本示例性实施方案的成像设备包括：图像保持部件；充电装置，其对图像保持部件进行充电；潜像形成装置，其在已充电的图像保持部件的表面上形成潜像；显影装置，其用色调剂使形成于图像保持部件表面上的潜像显影，以形成色调剂图像；以及转印装置，其将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像转印至记录介质。作为充电装置，使用上述根据本示例性实施方案的充电装置。
根据本示例性实施方案的处理盒(例如)可从上述构造的成像设备上拆卸下来，并且包括图像保持部件、以及对图像保持部件充电的充电装置。作为充电装置，使用上述根据本示例性实施方案的充电装置。根据本示例性实施方案的处理盒可任选地包括选自下述部件所构成组中的至少一种：显影装置，其用色调剂使形成于图像保持部件表面上的潜像显影，以形成色调剂图像；转印装置，其将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像转印至记录介质；以及清洁装置，其在转印图像之后去除残留在图像保持部件表面上的色调剂。
接着，将参照附图说明根据本示例性实施方案的成像设备和处理盒。图4是示意性示出根据本示例性实施方案的成像设备的构造的图。图5是示意性示出根据本示例性实施方案的处理盒的构造的图。
如图4中所示，根据本示例性实施方案的成像设备101包括图像保持部件10，并且具有：充电装置12，其对图像保持部件进行充电；曝光装置14，其通过使被充电装置12充电的图像保持部件10暴露于光下而形成潜像；显影装置16，其用色调剂使由曝光装置14形成的潜像显影，以形成色调剂图像；转印装置18，其将由显影装置16形成的色调剂图像转印至记录介质P；以及清洁装置20，其在转印图像之后去除残留在图像保持部件10表面上的色调剂。这些部件都布置在图像保持部件10周围。成像设备101还包括定影装置22，其使由转印装置18转印至记录介质P的色调剂图像定影。
此外，根据本示例性实施方案的成像设备101使用(例如)上述根据本示例性实施方案的充电装置作为充电装置12，其包括：充电部件121；清洁部件122，其布置成与充电部件121相接触；导电轴承123，保持充电部件121轴向的两端以及清洁部件122轴向的两端，使得这些部件各自自由转动；以及电源124，其与导电轴承123的一侧连接。
同时，除了充电装置12(充电部件121)之外，本示例性实施方案的成像设备101由已知作为常规电子照相成像设备的各组成部分的组成部分构成。下文中，将说明各组成部分的示例。
图像保持部件10没有特别限制，并且可以使用已知的感光体。然而，优选的是使用具有所谓功能分离型结构的有机感光体，其中，感光层被划分成电荷产生层和电荷输送层。此外，作为图像保持部件10，优选使用表面层覆盖有保护层的部件，该保护层具有电荷输送特性和交联结构。还优选使用这样的感光体，其构造为具有硅氧烷树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂或丙烯酸树脂作为保护层的交联组分。
作为曝光装置14，例如，使用激光光学系统、发光二极管(LED)阵列等。
显影装置16例如为以下显影装置，其使表面上形成有显影剂层的显影剂保持部件与图像保持部件10接触或与之接近，从而通过促使色调剂附着至图像保持部件10表面上的潜像来形成色调剂图像。对于显影装置16，优选采用使用双组分显影剂的已知方法作为显影方法。使用双组分显影剂的显影方法包括(例如)级联法和磁刷法。
作为转印装置18，例如，任何使用非接触式转印法(诸如电晕管)的装置、以及使用接触式转印法的装置都可以使用，接触转印方法中，使导电转印辊经由记录介质P与图像保持部件10相接触，以将色调剂图像转印至记录介质P。
清洁装置20例如是这样一种部件，其使清洁刮板与图像保持部件10的表面直接接触，以除去已粘附于该表面的色调剂、纸粉、灰尘等。作为清洁装置20，除了清洁刮板之外，还可以使用清洁刷、清洁辊等。
作为定影装置22，优选使用利用加热辊的热定影装置。热定影装置由例如定影辊和加压辊或加压带构成，该定影辊具有加热灯，用于加热筒芯内部，并且具有所谓的防粘层，其由位于筒芯外周面上的耐热树脂涂覆层或耐热橡胶涂覆层形成，该加压辊或加压带布置成在预定的接触压力下与定影辊相接触，并且具有形成于筒芯外周面上或带状基材表面上的耐热弹性层。在使未定影色调剂图像定影的过程中，例如，将已转印有未定影色调剂图像的记录介质P插入定影辊与加压辊之间、或定影辊与加压带之间，使色调剂中的粘结剂树脂、添加剂等热熔融，从而定影图像。
根据本示例性实施方案的成像设备101并不局限于上述构造。例如，成像设备101可以是应用中间转印法(其利用中间转印部件)的成像设备，或者是所谓的纵列式成像设备(其中将形成各颜色的色调剂图像的成像单元平行排布)。
如图5中所示，根据本示例性实施方案的处理盒为处理盒102，在图4所示的成像设备中，通过使用壳体24(其包括用于曝光的开口部24A、用于擦除曝光的开口部24B、以及安装杆24C)，处理盒102一体方式保持下述部件的组合：图像保持部件10；充电装置12，其对图像保持部件进行充电；显影装置16，其用色调剂使由曝光装置14形成的潜像显影，以形成色调剂图像；以及清洁装置20，其在转印图像之后去除残留在图像保持部件10表面上的色调剂。此外，处理盒102以可拆卸方式安装在图4中所示的成像设备101上。
实施例
下文中，将基于实施例更详细地描述本发明，但本发明并不局限于下列实施例。此外，除非另外指明，“份”指“重量份”。
实施例1
制备充电辊A
形成弹性层
以开放式辊，并使用加压成型机对如表1所示组成的混合物(表1中混合比的单位是“重量份”)进行捏合，在由SUS303制成并且直径为8mm的导电支撑体的表面上，通过粘合层使所得物形成为直径为12.5mm的辊。然后，通过抛光所得物，得到直径为12mm的导电弹性辊。
表1
形成表面层
用85重量份的甲醇，稀释15重量份组成如表2中所示(表2中混合比的单位为“重量份”)的混合物，并且使用珠磨机分散所得物，从而得到分散液。通过浸涂，用该分散液涂布如上所得到的导电弹性辊的弹性层的外周面。之后，通过在140℃下加热30分钟使所得物交联，并使其干燥，以形成厚度为15μm的表面层，由此得到充电辊A。
表2
实施例2
将多孔聚酰胺填料的混合比设定为10重量份，以及将聚醚改性聚二甲基硅氧烷的混合比设定为0.5重量份，以形成具有10μm膜厚的表面层，除上述之外，按与实施例1中同样的方式，得到充电辊B。
实施例3
将聚醚改性聚二甲基硅氧烷的混合比设定为1.0重量份，以形成具有10μm膜厚的表面层，除上述之外，按与实施例2中同样的方式，得到充电辊C。
实施例4
将多孔聚酰胺填料的混合比设定为5重量份，以及将聚醚改性聚二甲基硅氧烷的混合比设定为1.0重量份，以形成具有10μm膜厚的表面层，除上述之外，按与实施例1中同样的方式，得到充电辊D。
实施例5
将多孔聚酰胺填料的混合比设定为3重量份，以及将聚醚改性聚二甲基硅氧烷的混合比设定为10重量份，以形成具有3μm膜厚的表面层，除上述之外，按与实施例1中同样的方式，得到充电辊E。
实施例6
使用聚酯改性聚二甲基硅氧烷(商品名：BYK310/由BYKAdditives&Instruments制造)代替聚醚改性聚二甲基硅氧烷，以形成具有10μm膜厚的表面层，除上述之外，按照与实施例3中同样的方式，得到充电辊F。
比较例1
不混合聚醚改性聚二甲基硅氧烷，形成具有10μm膜厚的表面层，除上述之外，按照与实施例2相同的方式，得到充电辊G。
比较例2
除了将多孔聚酰胺填料的混合比设定为26重量份之外，按照与实施例1中相同的方式，得到充电辊H。
比较例3
将多孔聚酰胺填料的混合比设定为2重量份，以及将聚醚改性聚二甲基硅氧烷的混合比设定为15重量份，以形成具有3μm膜厚的表面层，除上述之外，按与实施例1中同样的方式，得到充电辊I。
实施例7
使用氟改性聚硅氧烷(商品名：FL-100，由Shin-Etsu化学株式会社制造)代替聚醚改性聚二甲基硅氧烷，以形成具有10μm膜厚的表面层，除上述之外，按照与实施例3中相同的方式，得到充电辊J。
实施例8
将多孔聚酰胺填料的混合比设定为25重量份，以形成具有10μm膜厚的表面层，除上述之外，按照与实施例3中相同的方式，得到充电辊K。
实施例9
按照与实施例3中相同的方式得到充电辊L，不同之处在于：用甲基乙基酮(MEK)稀释分散液(该分散液使用珠磨机分散如下组成的混合物而得到)，通过浸涂用稀释溶液涂布上述导电弹性辊的表面，然后在180℃下加热30分钟使所得物干燥。
·聚合物材料：100重量份
(饱和共聚物聚酯树脂溶液Vylon30SS：由TOYOBO CO.，LTD.制造)
·固化剂：26.3重量份
(氨基树脂溶液Super Beckamine G-821-60：由DIC Corporation制造)
·导电剂：13重量份
(炭黑MONARCH1000：由Cabot Corporation制造)
·多孔树脂颗粒：10重量份
(多孔聚酰胺填料Orgasol(注册商标)2001UDNAT1/由Arkema Inc.制造)
·酸催化剂(NACURE4167/由King Industries，Inc.制造)：1.0重量份
·硅油：1.0重量份
(聚醚改性聚二甲基硅氧烷BYK307/由BYK Additives&Instruments制造)
比较例4
除了将聚醚改性聚二甲基硅氧烷的混合比设定为0.08重量份之外，按与实施例8中相同的方式，得到充电辊M。
评价1
根据上述方法，对各个实施例中制备的充电辊下述方面进行测量：表面层的表面粗糙度Rz，厚度，表面自由能，以及待测量对象(通过用该表面层涂覆弹性层片而得到)的体积电阻率。此外，观察各个实施例中制备的充电辊的表面层，以确认是否已经形成贝纳胞。结果示于表3中。
贝纳胞的观察
使用数字显微镜VHX-200(由Keyence Corporation制造)作为测量仪器，在500X的放大倍率下，观察充电辊轴向的中央部分，藉此，确认是否存在贝纳胞。
评价2
将各个实施例中所制备的充电辊安装到通过改装由富士施乐株式会社制造的700Digital Color Press所得到的机器上，并作如下评价。结果总结于表3中。
图像粒度的评价
按下列方式评价色噪声(color noise)。在10％～100％的图像密度范围内，按照10％的图像密度增量，采集尺寸为20mm×20mm的图像块(patch)。这些图像块之中，选择具有最高粗糙度的图像块，并目测评价。
G1：图像块不感觉粗糙。
G2：图像块感觉略微粗糙。
G3：图像块感觉粗糙。
G4：图像块感觉很粗糙。
表面层开裂的评价
在10℃和15％RH的环境下，在200,000张A4纸上打印图像密度为5％的随机图表，然后在700X至1,000X的放大倍率下，用数字显微镜VHX-200(由Keyence Corporation制造)观察表面层的整个表面，进行评价。
G1：整个表面上都没有形成裂纹。
G2：边缘处离散分布非常微小的裂纹(1～5处裂纹)。
G3：边缘处离散分布微小的裂纹(6～10处裂纹)。
G4：边缘处形成裂纹(11处或更多处裂纹)。
耐贮性的评价
将充电辊安装在由富士施乐株式会社制造的用于700DigitalColor Press的鼓盒上，并且在45℃和95％RH的环境下原样放置1个月。之后，将鼓盒安装在通过改装由富士施乐株式会社制造的700Digital Color Press所得到的机器上，并且在常温常湿(22℃，55％RH)环境中输出图像密度为30％的全半色调图像。基于下列准则，目视观察并评价半色调图像中的充电辊间距和感光体间距的条纹是否形成。
G1：无条纹形成。
G2：形成极其微小的条纹。
G3：形成微小的条纹。
G4：形成条纹。
充电辊污染的评价
在常温常湿(22℃，55％RH)环境中，在100,000张A3纸(由富士施乐株式会社制造)上输出图像密度为30％的全半色调图像。之后，将充电辊从设备中取出，目视观察充电辊被污染的程度，并且基于下列准则进行评价。
G1：充电辊极其轻微污染。
G2：充电辊轻微污染。
G3：充电辊污染。
G4：充电辊严重污染。
根据上述结果，可以理解，本实施例中的图像粒度好于比较例1和比较例2。还可以理解，本实施例中表面层开裂的评价、耐贮性的评价、以及充电辊污染的评价都是良好的。
特别地，应当理解，与使用氟改性硅油的实施例7相比，使用了聚醚或聚酯改性硅油的实施例3和实施例6表现出更好的图像粒度。
此外，在比较例3中，由于混入了过量硅油，耐贮性评价(形成感光体间距条纹)的结果比实施例差。
提供对本发明示例性实施方案的上述描述是为了举例和说明。并非旨在涵盖所有本发明，或将本发明限制为所公开的精确形式。明显地，对于本领域技术人员而言，许多变型和修改将是显而易见的。选择并描述这些实施方案为的是更好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域技术人员理解本发明的多种实施方案，并且其多种变型适用于所预期的特定用途。本发明的范围期望通过所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (11)

1.一种充电部件，包括：
导电弹性层；以及
导电表面层，其布置于所述导电弹性层上，与图像保持部件相接触，并且含有树脂、多孔树脂颗粒以及硅油，
其中，基于100重量份的所述树脂，所述多孔树脂颗粒的含量为3重量份至25重量份，以及，基于100重量份的所述树脂，所述硅油的含量为0.1重量份至10重量份。
2.根据权利要求1所述的充电部件，
其中，所述硅油选自由聚醚改性硅油和聚酯改性硅油构成的组中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的充电部件，
其中，所述导电表面层的厚度为3μm至15μm。
4.根据权利要求1所述的充电部件，
其中，所述导电表面层的表面自由能为50mN/m至90mN/m。
5.根据权利要求1所述的充电部件，
其中，所述导电表面层的表面自由能为55mN/m至90mN/m。
6.根据权利要求1所述的充电部件，
其中，所述导电表面层的十点平均粗糙度Rz为2μm至10μm。
7.根据权利要求1所述的充电部件，
其中，基于100重量份的所述树脂，所述硅油的含量为0.3重量份至5重量份。
8.根据权利要求1所述的充电部件，
其中，基于100重量份的所述树脂，所述硅油的含量为0.5重量份至3重量份。
9.一种充电装置，包括根据权利要求1所述的充电部件。
10.一种能够从成像设备上拆卸下来的处理盒，包括：
图像保持部件；以及
根据权利要求9所述的充电装置，其对所述图像保持部件进行充电。
11.一种成像设备，包括：
图像保持部件；
根据权利要求9所述的充电装置，其对所述图像保持部件进行充电；
潜像形成装置，其在已充电的图像保持部件的表面上形成潜像；
显影装置，其用色调剂使形成于所述图像保持部件表面上的所述潜像显影，以形成色调剂图像；以及
转印装置，其将形成于所述图像保持部件表面上的所述色调剂图像转印至记录介质。
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