CN104838319A - 充电构件、处理盒和电子照相设备 - Google Patents

Abstract

提供充电构件，其抑制充电辊的振动，所述振动由于当随着感光构件从动旋转时产生的长度方向的圆周速度差而产生，并且所述充电构件长时期抑制由于充电辊的振动而产生的条带图像。充电构件具有基体和弹性层，弹性层包含具有极性基团的橡胶和各自具有包含碳酸钙晶体的壳的中空颗粒。

Description

充电构件、处理盒和电子照相设备

技术领域

本发明涉及充电构件、处理盒和电子照相设备。

背景技术

在电子照相图像形成设备(下文中称为“电子照相设备”)中，用于用作被充电体的电子照相感光构件的接触充电的辊状充电构件通常具有弹性层以便确保充分的相对于感光构件的辊隙宽度(nip width)。要注意的是：下文中，电子照相感光构件也称为“感光构件”，并且充电构件也称为“充电辊”。

近年来，对电子照相设备的高速化和高耐久性以及图像品质的增强有需求，并且在要求高速驱动的中速度以上的打印机中，感光构件的振动随着高速驱动而增加。感光构件的振动造成充电辊和感光构件之间的接触不稳定，因此通过充电辊给感光构件的表面充电变得不均一，结果是在一些情况下形成具有横条纹状不均匀图像浓度的电子照相图像(下文中有时称为“条带图像”)。

作为抑制感光构件的振动对充电辊的影响的技术，PTL 1公开了使用导电性发泡弹性层的充电辊。此外，PTL 2公开了在弹性层中包含如二氧化硅球囊或碳球囊等无机球囊的电子照相构件。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本专利申请特开No.2004-279578

PTL 2：日本专利申请特开No.2009-134310

发明内容

发明要解决的问题

PTL 1中，推测发泡弹性层中的发泡泡孔变形从而减少感光构件的振动的影响。然而，根据本发明的发明人的研究，在其中使用根据PTL 1的充电辊的情况下，变形之后的发泡泡孔的复原是不足的，因此对振动的抑制效果不会长时间地保持，并且在一些情况下在耐久时期的后半段形成条带图像。

此外，在根据PTL 2的无机球囊的情况下，无机球囊具有比PTL 1的发泡泡孔高的弹性。因此，无机球囊在变形之后快速地复原，但是对振动的抑制效果不足。因而，认为必须要开发能够通过减少感光构件的振动的影响而长时间抑制条带图像形成的充电构件。

本发明旨在于提供长时间抑制由感光构件的振动引起的条带图像形成的电子照相设备的充电构件。

本发明也旨在于提供能够形成稳定的高品质的电子照相图像的处理盒和电子照相设备。

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：基体；和弹性层，其中所述弹性层包含具有极性基团的橡胶和具有包含碳酸钙的晶体的壳的中空颗粒。

另外，根据本发明的另一方面，提供电子照相设备，其包括：充电构件；和与所述充电构件接触配置的电子照相感光构件，其中所述充电构件为上述充电构件。

此外，根据本发明的又一方面，提供一体化保持充电构件和至少电子照相感光构件的处理盒，所述处理盒构成为可拆卸地安装至电子照相设备的主体，其中所述充电构件为上述充电构件。

发明的效果

根据本发明，可获得长时间抑制由感光构件的振动引起的条带图像形成的充电构件。

此外，根据本发明，可获得能够稳定地形成高品质的电子照相图像的处理盒和电子照相设备。

附图说明

图1为示出在根据本发明一个实施方案的充电辊的弹性层中具有极性基团的橡胶与各自具有包含碳酸钙的晶体的壳的中空颗粒之间的相互作用的示意图。

图2A为示出根据本发明一个实施方案的充电辊的截面的层构成的图。

图2B为示出根据本发明一个实施方案的充电辊的截面的层构成的图。

图2C为示出根据本发明一个实施方案的充电辊的截面的层构成的图。

图3为用于测量根据本发明一个实施方案的充电辊的电阻的装置的示意图。

图4A为示出本发明电子照相设备的示例性截面的示意图。

图4B为示出本发明电子照相设备的示例性截面的示意图。

图5为生产方法3中各自具有包含碳酸钙的晶体的壳的中空颗粒的生产装置的示意图。

图6为生产例1中获得的碳酸钙中空颗粒1的X-射线衍射谱图。

具体实施方式

充电构件包括基体和弹性层，并且用于给被充电体充电。弹性层包含具有极性基团的橡胶(下文中有时称为“极性橡胶”)和各自具有包含碳酸钙的晶体的壳的中空颗粒。下文中，该包含碳酸钙的晶体的壳有时仅称为“壳”。此外，各自具有壳的中空颗粒有时称为“碳酸钙中空颗粒”。

凭借碳酸钙中空颗粒的效果，弹性层的tanδ增加。“tanδ”是指通过在作为粘弹性体的高分子化合物中将损耗模量E”除以贮能模量E'获得的值，并且是指示在粘弹性体的变形期间能量作为热的损失的能力的指标。当弹性层的tanδ大时，在弹性层的变形期间振动可以有效地作为热能而损失，因此可以减少感光构件的振动的影响。

在碳酸钙中空颗粒的情况下，长时间tanδ的充分增加认为是凭借下述效果(i)和(ii)。因此，条带图像的形成可以通过下述而长时间得到抑制：用充电构件的弹性层减少由驱动部分引起的感光构件的振动；和使感光构件与充电构件之间的接触状态稳定。

(i)壳的变形和复原

如图1中的a1所示的，当弹性层中的包含碳酸钙中空颗粒11的碳酸钙晶体的壳变形时，tanδ增加。变形之后，如a2所示壳快速地复原，因此长时间保持tanδ的增加。

要注意的是：因壳的变形引起的振动损失在壳内部存在大量连接孔的多孔结构中变得更高。这是因为壳内部的空气通过壳内部的连接孔而移动从而抑制壳内部的内压的增加，这能够使壳的变形更大。

(ii)橡胶分子的位移和复原

在PTL 2中记载的各自具有由例如如二氧化硅等金属氧化物和碳形成的壳的中空颗粒中，壳与弹性层中的极性橡胶的极性基团之间的相互作用由于壳上大量的表面官能团的存在而变大。因此，周围的极性橡胶分子相对于壳表面的结合力(binding force)大，在壳的周围的极性橡胶分子的位移变小，结果是tanδ的增加不足。

碳酸钙中空颗粒中，壳由碳酸钙的晶体形成，因此壳上大量的表面官能团明显少，结果是壳与弹性层中的极性橡胶12之间的相互作用小。因而，在壳的周围的极性橡胶分子相对于壳表面的结合力小，因此极性橡胶分子如图1的箭头b1所示大幅位移，使tanδ增加。此外，如图1的箭头b2所示，极性橡胶分子快速地复原，因此长时间保持tanδ的增加。

要注意的是：随着壳的碳酸钙晶体的结晶量和结晶性越高，由极性橡胶分子的位移和复原引起的振动损失可以进一步减少极性橡胶分子与壳表面之间的相互作用，因此进一步增强振动损失的效果。

(1)充电构件

图2A至2C为各自示出充电构件的截面的实例的示意图。图2A至2C的充电构件各自具有辊状。下面详细描述图2A至2C示出的各辊状充电构件，即充电辊。

图2A示出包括导电性基体21和导电性弹性层22的充电辊。

图2B示出除了导电性基体21和导电性弹性层22外还包括表面层23的充电辊。

图2C示出图2B中进一步包括导电性弹性层22与表面层23之间的中间层24的充电辊。

充电辊用于与感光构件接触。因此，从耐久性的观点，优选充电辊如图2B和2C中所示具有表面层23。

导电性基体21和导电性弹性层22或顺次层压在导电性基体21上的层(例如，图2B中示出的导电性弹性层22和表面层23)可以通过粘合剂的介入而使得相互粘合。在该情况下，优选粘合剂为导电性的。为了赋予粘合剂导电性，粘合剂可以包含已知的导电剂。

作为粘合剂用粘结树脂，给出热固性树脂或热塑性树脂，并且可以使用下述已知的树脂：氨基甲酸酯类树脂、丙烯酸类树脂、聚酯类树脂、聚醚类树脂和环氧类树脂。

用于赋予粘合剂导电性的导电剂，可以使用适当地选自稍后详细描述的导电剂中的单独的一种导电剂、或两种以上的组合。

更优选充电辊在23℃/50％RH环境下通常具有1×10²Ω以上且1×10¹⁰Ω以下的电阻以便令人满意地给感光构件充电。稍后描述充电辊的电阻的测量。

从相对于感光构件，长度方向辊隙宽度的均匀化的观点，优选充电辊具有其外径在沿其长度方向的中央部最大并且沿着朝向长度方向两端部的每一个端部的方向变得较小这样的形状，其是所谓的冠状。优选凸起量为在中央部的外径与在沿长度方向离中央部90mm的位置处的外径之间的差为30μm以上且200μm以下。

更优选充电辊具有3μm以上且30μm以下的其表面的十点平均粗糙度Rzjis(μm)和具有15μm以上且150μm以下的其表面的凹凸平均间隔Sm(μm)。设定充电辊的表面的十点平均粗糙度Rzjis和凹凸平均间隔Sm在上述范围内可以额外地使其中充电辊和感光构件相互接触的状态稳定。因而，充电辊可以容易地给感光构件均匀地充电。

稍后描述测量充电辊的表面的十点平均粗糙度Rzjis和表面的凹凸平均间隔Sm的方法。

充电辊的表面的硬度以显微硬度(MD-1型)计优选为90°以下，更优选40°以上且80°以下。当显微硬度设定在此范围时，可以容易地使充电辊与感光构件的接触稳定，并且可以进行更稳定的放电。

要注意的是：术语"显微硬度(MD-1型)"是指用ASKER显微橡胶硬度计MD-1型(商品名，由KOBUNSHI KEIKI CO.,LTD.制造)测量的充电辊的硬度。具体而言，该硬度为放置在常温常湿(23℃/55％RH)环境下12小时以上的充电辊根据10-N峰值保持模式(peak hold mode)用该硬度计测量的值。

[充电辊的电阻的测量]

图3示出充电辊的电阻测量装置。使导电性基体21的两端通过荷重的轴承32与具有与感光构件相同曲率的圆柱状金属31抵接以便与金属沿轴向平行。在该状态下，圆柱状金属31用马达(未示出)旋转，然后将-200V的直流电压从稳定化的电源33施加至充电辊41，同时充电辊41追随金属的旋转而旋转。用安培计34测量此时流过的电流，然后计算充电辊41的电阻。本发明中，施加至导电性基体21的两端的每一端的荷重设定为4.9N，金属圆柱状金属31的直径设定为其旋转速度设定为45mm/sec的圆周速度。

[充电辊的表面粗糙度的测量]

按照JIS B0601-1994的表面粗糙度规格用表面粗糙度测量机器(商品名：SE-3500，由Kosaka Laboratory Ltd.制造)进行测量。Rz和Sm各自为在充电辊随机选择的六个位点处测量的值的平均值。要注意的是：截止值(cutoff value)为0.8mm和评价长度为8mm。

(1-1)基体

基体优选为导电性基体并且具有支承导电性基体上设置的弹性层等的功能。

导电性基体用材料的实例包括诸如铁、铜、不锈钢、铝和镍等金属，及其合金。此外，为了赋予这些材料的表面耐擦伤性，这些材料的表面可以在不损害导电性的程度内进行镀覆等。此外，通过用金属等覆盖树脂制基材的表面以赋予表面导电性而获得的基体或由导电性树脂组合物形成的基体也可以用作导电性基体。

(1-2)弹性层

弹性层优选为导电性弹性层，并且包含极性橡胶和碳酸钙中空颗粒。

要注意的是：弹性层优选具有10²Ω·cm以上且10¹⁰Ω·cm以下的在23℃/50％RH环境下测量的体积电阻率，并且可以将稍后描述的导电性填料或离子导电剂适当地添加至极性橡胶用于调节体积电阻率。

(1-2-1)具有极性基团的橡胶(极性橡胶)

已知的极性橡胶可以用作该极性橡胶。例如，可以使用丁腈橡胶(NBR)、表氯醇橡胶、聚氨酯橡胶、丁基橡胶(IIR)和氟橡胶。要注意的是：极性橡胶的极性基团例如在丁腈橡胶的情况下为CN基团和在表氯醇橡胶的情况下为Cl基团。

(1-2-2)各自具有包含碳酸钙的晶体的壳的中空颗粒(碳酸钙中空颗粒)

碳酸钙中空颗粒的特征在于，在中空颗粒的壳中包含碳酸钙晶体。

其他晶体可以混合在中空颗粒的壳中。然而，当碳酸钙晶体的量少时，效果是不足的。因此，碳酸钙晶体的含量优选为整个晶体相的80质量％以上，更优选95质量％以上。碳酸钙晶体的含量可以从通过稍后描述的X-射线衍射测量的各晶体结构的最大峰的峰强度比来粗略地计算。

碳酸钙晶体中，存在三种晶体结构，即方解石、球霰石和文石。其中，方解石晶体结构是化学稳定的，并且进一步促进中空颗粒的形成。因此，优选使用本发明中具有方解石晶体结构的碳酸钙晶体。

另外，优选碳酸钙晶体是高结晶性的。高结晶性的碳酸钙的使用减少弹性层中的极性橡胶中的极性基团与碳酸钙晶体的表面之间的相互作用，因此获得充分的对tanδ的增加效果以及充分的对振动的抑制效果。可以通过使用借助于粉末X-射线衍射的最大峰的半值宽度来评价结晶性，并且结晶性随着半值宽度越小而越高。本发明中，基于在方解石晶体结构的X-射线衍射峰中作为最大峰出现在(104)晶面上的半值宽度来评价结晶性。本发明中，方解石晶体结构中(104)晶面的X-射线衍射峰的半值宽度优选为0.25°以下，更优选0.22°以下。另一方面，考虑到测量装置的测量界限，半值宽度的下限值为0.05°。要注意的是：稍后描述测量半值宽度的方法。

包含碳酸钙晶体的壳的形状优选为包括大量的连接孔的多孔壳。当壳为多孔的时，在壳的变形期间壳内部的空气可以在连接孔内移动。因此，通过防止壳内部的内压的增大壳可以更大地变形，因此提高对tanδ的增加效果和对振动的抑制效果。

作为碳酸钙中空颗粒的中空形状，给出单中空(single-hollow)形状和多中空(multi-hollow)形状。从壳的变形性的观点，优选单中空形状。

随着碳酸钙中空颗粒的中空率越高，对振动的抑制效果增加。然而，当壳的厚度变得明显小时，可出现诸如壳的破损等问题。因此，碳酸钙中空颗粒的中空率相对于碳酸钙中空颗粒的体积优选为20体积％以上且60体积％以下。

从进一步显示对振动的抑制效果的观点，碳酸钙中空颗粒的添加量优选为20质量份以上且100质量份以下，特别优选30质量份以上且60质量份以下，相对于100质量份弹性层中的极性橡胶。

此外，作为碳酸钙中空颗粒的体积平均粒径的指导方针，体积平均粒径优选为1.0μm以上且20.0μm以下，特别优选3.0μm以上且10.0μm以下。

要注意的是：作为碳酸钙中空颗粒的生产方法，给出以下生产方法1至3。

<生产方法1>

由碳酸钙晶体形成的中空颗粒可以通过下述来生产：将包含二氧化碳气体作为主组分的气体的气泡吹入其中溶解钙盐和氨的水溶液中；和使钙离子和碳酸根离子在二氧化碳气体的气泡和水溶液之间的界面处相互反应，由此析出碳酸钙晶体。下面描述具体的生产方法。

首先，制备其中溶解钙盐和氨的水溶液(下文中简称为“水溶液”)。任意的钙盐可以用作所述钙盐，只要其可溶于水中即可。水溶性钙盐的实例包括氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙和溴化钙，特别地，优选使用氯化钙。任意的氨气和氨水可以用作所述氨。从该工序能够容易地调节浓度的观点，优选使用涉及添加氨水的工序。

之后，将包含二氧化碳气体作为主组分的气体的具有预定尺寸的气泡(下文中简称为“气泡”)吹入水溶液中，由此使来源于气泡中的二氧化碳的碳酸根离子(CO₃ ^2-)和水溶液中存在的钙离子(Ca²⁺)在气泡和水溶液之间的界面处反应。由此生成的碳酸钙(CaCO₃)晶体在气泡和水溶液之间的界面处生长，并且邻接的碳酸钙晶体相互结合从而形成由碳酸钙晶体形成的壳。将气泡吹入水溶液中一段预定时间，其后，水溶液中的析出物用过滤器收集并且干燥，由此可获得各自由包含微细的碳酸钙晶体的多孔壳形成的碳酸钙中空颗粒。

要注意的是：中空颗粒的中空率可以通过水溶液的钙浓度来控制。在其中钙浓度高的情况下，通过碳酸钙的析出形成壳快速地发生，因此壳变得厚并且中空率变小。相对地，在其中钙浓度低的情况下，碳酸钙的析出不是有效地发生，因此壳变得薄并且中空率变大。从有效率的壳形成的观点，优选水溶液中的钙盐的浓度为0.05mol/L以上且5mol/L以下。

当水溶液的pH太低或太高时，碳酸钙微细晶体在气泡和水溶液之间的界面处没有有效地析出，并且不可能生成中空颗粒。因此，优选水溶液的pH在8以上且13以下的范围内。

此外，当要吹入水溶液中的气泡太大时，在气泡和水溶液之间的界面处碳酸根离子和钙离子之间的反应没有有效地进行，并且不可能生成中空颗粒。因而，要吹入水溶液中的气泡的尺寸为100μm以下，优选50μm以下，更优选20μm以下。要注意的是：中空颗粒的粒径可以通过要吹入水溶液中的气泡的尺寸来控制。作为将气泡吹入水溶液中的工序，给出涉及将装配有气体导入管的多孔体设置在包含水溶液的反应容器中并且将二氧化碳气体以预定的流量流入气体导入管的工序。

待析出和生长的各碳酸钙晶体的晶体结构可以通过调整在向水溶液吹入二氧化碳气体之时的水溶液的温度来控制。例如，具有单一的方解石晶体结构的碳酸钙中空颗粒可以例如通过设定水溶液的温度为30℃以下来获得。

<生产方法2>

碳酸钙中空颗粒可以通过下述来生产：使碳酸钙一次颗粒附着至油滴表面；通过向所得物添加用于生成二次颗粒的组分使二次颗粒析出和生长，从而使一次颗粒相互结合；其后除去油。下文中，将描述具体的生产方法。

首先，向氯化钙溶液中添加碳酸钙颗粒(一次颗粒)和煤油(油)，并且将所得物在2,000rpm的高速度下搅拌以用碳酸钙颗粒覆盖油滴表面。要用作一次颗粒的碳酸钙颗粒不特别限定，并且可使用已知的颗粒。

之后，所得物的pH通过向所得物添加作为二次颗粒生成原液的氯化钙溶液并且向所得物逐渐地添加氢氧化钠溶液来调节至预定的pH。之后，将所得物在约50rpm的低速度下搅拌24小时以上且48小时以下。由此，溶解于溶液中的空气中的二氧化碳气体中的碳酸根离子和溶液中的钙离子相互反应，由此碳酸钙晶体在覆盖油滴的碳酸钙一次颗粒之间析出以使一次颗粒彼此连接。结果，生成二次颗粒。要注意的是：添加甘油作为增稠剂，因为可以预期对用碳酸钙一次颗粒覆盖的油滴之间的结合和对碳酸钙一次颗粒从油滴表面的剥离的抑制效果。

之后，将所得溶液通过诸如离心分离等工序分离为上清液和沉淀物，并且将所得沉淀物浸渍于乙醇中。因此，油从碳酸钙颗粒之间的间隙洗脱至乙醇中。通过干燥沉淀物可获得碳酸钙中空颗粒。

要注意的是：当pH太低或太高时，碳酸钙晶体没有从二次颗粒生成原液中有效地析出，并且不可能生成中空颗粒。因此，优选pH在8以上且13以下的范围内。

<生产方法3>

碳酸钙中空颗粒可以通过将水溶性钙盐溶液与二氧化碳气体一起喷雾至加热至300℃以上且1,500℃以下的温度的反应容器中，由此使钙盐与二氧化碳气体反应来生产。下面描述具体的生产方法。

图5为生产方法3中的碳酸钙中空颗粒的生产设备的示意图。首先，将作为原料的水溶性钙盐溶解于水中从而获得钙盐水溶液，并且将钙盐水溶液供给至钙盐水溶液槽51。作为原料的水溶性钙盐不特别限定，并且可以使用已知的材料如硝酸钙、氯化钙和溴化钙。要注意的是：优选将氨与水溶性钙盐一起添加。氨的添加促进二氧化碳气体溶解于反应溶液中，因此可以有效地实现从水溶性钙盐到碳酸钙的转移。

要用作原料的二氧化碳气体可以单独使用，或可以用如氮气等非活性气体、进一步用空气稀释。从碳酸钙的生成效率的观点，二氧化碳气体的浓度优选为20％以上，更优选50％以上。

可以通过如图5中示出的已知双管喷出设备的使用使钙盐水溶液与二氧化碳气体反应。使钙盐溶液通过反应原料喷出管53的内管53a。然后，同时地，来自二氧化碳气瓶52的二氧化碳气体在加压状态下在内管53a和外管53b之间通过从而从喷出口喷出二氧化碳气体，并且将钙盐水溶液和二氧化碳气体都喷出至反应容器54中。因而，碳酸钙通过钙盐与二氧化碳气体之间的反应而析出，钙盐水溶液中的水分在反应容器54中蒸发，由此可以生产碳酸钙中空颗粒。

颗粒的形态受到钙盐水溶液的浓度和反应温度的影响。因此，当溶液的浓度太低时，不充分地形成壳，因此颗粒不变成中空颗粒。当浓度太高时，核部分不充分地蒸发，因此颗粒变成海绵状(多中空)颗粒。

此外，碳酸钙晶体的晶体结构根据反应容器的温度而变化。当温度为400℃以上且1,500℃以下时碳酸钙晶体具有方解石晶体结构，当温度低于400℃时其具有其中方解石晶体结构和球霰石晶体结构混合的晶体结构(混晶结构)。

在任意的生产方法1至3中，可以生产碳酸钙中空颗粒。然而，优选通过生产方法1生产的碳酸钙中空颗粒，这是因为他们凭借它们的高结晶性和形成多孔壳的能力具有高的对振动的抑制效果。

在生产方法2的情况下，晶体方向在碳酸钙一次颗粒和在溶液中析出的碳酸钙二次颗粒之间显著改变。因此，作为晶粒间界的贡献增加，并且壳的结晶性与生产方法1的情况相比劣化。

在生产方法3的情况下，碳酸钙晶体在反应容器中快速生成，并且包含大量的缺陷，因此壳的结晶性与生产方法1的情况相比劣化。

(导电剂)

优选弹性层具有10²Ω·cm以上且10¹⁰Ω·cm以下的在23℃/50％RH环境下测量的体积电阻率，并且体积电阻率可以通过将导电剂如导电性填料或离子导电剂适当地添加至极性橡胶来调节。

导电性填料的实例包括金属氧化物系导电性细颗粒、金属系导电性细颗粒、炭黑和碳系导电性细颗粒。可以单独使用导电性填料的一种，或者可以组合使用其两种以上。

金属氧化物系导电性细颗粒的实例包括氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化钛和氧化铁。一些金属氧化物系导电性细颗粒单独显示出充分的导电性，但是它们中的一些不会单独显示出充分的导电性。为了赋予细颗粒充分的导电性，即，为了将细颗粒的体积电阻率设定为小于1×10¹⁰Ω·cm，可将掺杂剂添加至那些细颗粒。通常，认为由于晶格缺陷的存在而在金属氧化物系导电性细颗粒中生成过多的电子，这显示出导电性，并且掺杂剂的添加促进晶格缺陷的形成，由此可获得充分的导电性。例如，铝用作氧化锌的掺杂剂；锑用作氧化锡的掺杂剂；锡作为氧化铟的掺杂剂，等等。此外，在获得关于氧化钛的导电性的情况下，给出用导电性氧化锡覆盖的氧化钛。

金属系导电性细颗粒的实例包括银、铜、镍和锌的细颗粒。

炭黑的实例包括乙炔黑、炉黑和槽黑。

碳系导电性细颗粒的实例可包括石墨、碳纤维、活性炭和木炭。

其中，特别地，金属氧化物系导电性细颗粒优选用作导电性填料。金属氧化物系导电性细颗粒具有容易地调节至期望的电阻的优点以及具有相对于如树脂等粘结材料的令人满意的分散性的优点。其中，特别地，更优选使用氧化锡或氧化钛。

此外，导电性填料的体积平均粒径优选为0.001μm以上且2μm以下，更优选0.005μm以上且0.5μm以下。通过使用具有在上述范围内的体积平均粒径的导电性填料可以容易地获得具有期望的电阻值和较少不均匀电阻的弹性层。要注意的是：稍后描述测量体积平均粒径的方法。

离子导电剂的实例包括下述试剂：无机离子物质如高氯酸锂、高氯酸钠和高氯酸钙；阳离子性表面活性剂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铵乙基硫酸盐(dimethylethylammonium ethosulfate)；两性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；季铵盐如四乙基高氯酸铵、四丁基高氯酸铵和三甲基十八烷基高氯酸铵；和有机酸锂盐如三氟甲烷磺酸锂。可以单独使用这些试剂的一种，或者可以组合使用其两种以上。

(其他)

在本发明的中空碳酸钙颗粒的效果不受到损害这样的范围内，弹性层可以包含已知的填料。填料的实例可包括下述物质的颗粒：氧化锌、氧化铟、氧化钛(如二氧化钛和一氧化钛)、氧化铁、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锆、钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、钛酸钡、锆酸钙、硫酸钡、二硫化钼、碳酸钙、碳酸镁、白云石、滑石、高岭土、云母、氢氧化铝、氢氧化镁、沸石、钙硅石、硅藻土、玻璃珠、膨润土、蒙脱土、中空玻璃球、有机金属化合物和有机金属盐。另外，也可以使用如铁素体、磁铁矿和赤铁矿等铁氧化物类，和活性炭等。此类填料可以进行例如表面处理、改性、官能团或分子链的引入、或涂布。填料更优选进行表面处理以便可改进填料的分散性。

作为填料用表面处理剂，下述试剂是可使用的：有机硅化合物如烷氧基硅烷、氟烷基硅烷、或聚硅氧烷；各种偶联剂如硅烷系、钛酸酯系、铝酸酯系和锆酸酯系试剂；和低聚物或高分子化合物。可以单独使用这些试剂的一种，或者可以组合使用其两种以上。此外，除了该处理之外，还可以给出使用脂肪酸或脂肪酸金属盐的表面处理。饱和或不饱和脂肪酸可以用作脂肪酸，并且优选具有12-22个碳原子的脂肪酸。饱和或不饱和脂肪酸与金属的盐类可以用作脂肪酸金属盐。其具体实例可包括具有12-18个碳原子的脂肪酸与如碱土金属(例如镁、钙、锶或钡)、碱金属(例如锂、钠、或钾)、锌、铝、铜、铁、铅或锡等金属的盐类。

优选表面处理剂的用量为0.01质量份以上且15.0质量份以下，相对于100质量份填料。当所述量在上述范围内时，表面处理剂可以赋予填料充分的分散性。所述量更优选0.02质量份以上且12.5质量份以下，仍更优选0.03质量份以上且10.0质量份以下。

此外，为了调节弹性层的硬度等，可添加诸如软化油和增塑剂等添加剂。增塑剂等的配混量优选为1质量份以上且30质量份以下，更优选3质量份以上且20质量份以下，相对于100质量份极性橡胶。高分子增塑剂更优选用作所述增塑剂。高分子增塑剂的重均分子量Mw优选为2,000以上，更优选4,000以上。

此外，弹性层可适当地包含赋予各种功能的材料。其实例包括抗氧化剂和填充剂。

弹性层可进行表面处理。表面处理的实例包括使用紫外线或电子束的表面加工处理和涉及使化合物等附着至弹性层的表面和/或将弹性层的表面用化合物等浸渍的表面改性处理。

(1-3)表面层

如有需要充电辊可以在弹性层上形成表面层。优选表面层为导电性表面层。从树脂不污染感光构件或其他构件且具有高脱模性的观点，优选使用树脂作为用于表面层的粘结剂。

已知的粘结剂树脂可以用作用于表面层的粘结剂树脂。例如，可使用诸如热固性树脂和热塑性树脂等树脂。其中，例如，格外优选下述树脂：氟树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸类聚氨酯树脂、硅酮树脂和丁缩醛树脂。

可以单独使用这些树脂的一种，或者可以混合使用其两种以上。另外，可使用通过使作为这些树脂用原料的单体共聚获得的共聚物。

表面层的体积电阻率在23℃/50％RH环境下更优选设定为1×10³Ω·cm以上且1×10¹⁵Ω·cm以下以便充电构件的电阻可以设定为上述值。

表面层的体积电阻率可以用导电剂如导电性填料或离子导电剂来调节，并且用于弹性层中的那些可以各自用作导电剂。

当炭黑用作导电性填料时，炭黑更优选作为通过用炭黑涂覆金属氧化物系细颗粒而获得的复合导电性细颗粒来使用。趋向于难以使炭黑均匀地存在于粘结剂中，因为炭黑形成结构。当炭黑作为通过用炭黑涂覆金属氧化物系导电性细颗粒而获得的复合导电性细颗粒来使用时，可以使导电性填料均匀存在于粘结剂树脂中，因此格外容易地控制体积电阻率。

用于该目的的金属氧化物的实例包括金属氧化物和复合金属氧化物。

金属氧化物的具体实例可包括氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化钛(如二氧化钛和一氧化钛)、氧化铁、二氧化硅、氧化铝、氧化镁和氧化锆。

另外，复合金属氧化物的实例可包括钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、钛酸钡和锆酸钙。也可使用进行了表面处理的金属氧化物系导电性细颗粒。如烷氧基硅烷、氟烷基硅烷和聚硅氧烷等有机硅化合物，各种硅烷系、钛酸酯(盐)系、铝酸酯(盐)系和锆酸酯(盐)系偶联剂，以及低聚物或高分子化合物可以各自用作表面处理剂。可以单独使用这些试剂的一种，或者可以使用其两种以上。

添加至表面层的这些导电剂的添加量落在相对于100质量份粘结剂树脂优选2质量份以上且80质量份以下，更优选20质量份以上且60质量份以下的范围内。

在本发明的效果不受到损害这样的范围内，在表面层中可包含任何其他颗粒。颗粒的实例可包括下述物质的颗粒：氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化钛(如二氧化钛和一氧化钛)、氧化铁、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锆、钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、钛酸钡、锆酸钙、硫酸钡、二硫化钼、碳酸钙、碳酸镁、白云石、滑石、高岭土、云母、氢氧化铝、氢氧化镁、沸石、钙硅石、硅藻土、玻璃珠、膨润土、蒙脱土、有机金属化合物和有机金属盐。另外，例如，也可以使用下述物质：如铁素体、磁铁矿和赤铁矿等铁氧化物类，和活性炭。

其实例进一步包括由高分子化合物形成的颗粒。其实例可包括：树脂，如聚酰胺树脂、硅酮树脂、氟树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、苯乙烯树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、烯烃树脂和环氧树脂，和它们的共聚物、改性产品及衍生物；和热塑性弹性体，如聚烯烃系热塑性弹性体、聚氨酯系热塑性弹性体、聚苯乙烯系热塑性树脂弹性体、氟橡胶系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、聚酰胺系热塑性弹性体、聚丁二烯系热塑性弹性体、乙烯乙酸乙烯酯系热塑性弹性体、聚氯乙烯系热塑性弹性体和氯化聚乙烯系热塑性弹性体。

可以单独使用这些颗粒的一种，或者可以组合使用其两种以上。可使用进行表面处理、改性、官能团或分子链的引入或者涂布等的颗粒。为了提高颗粒的分散性，更优选将颗粒进行表面处理。

为了增强表面的脱模性，表面层可以含有脱模剂。当表面层含有脱模剂时，可防止污物附着至充电构件的表面并且可增强充电构件的耐久性。在其中脱模剂为液体的情况下，脱模剂也当做在表面层的形成期间的流平剂。

例如，具有低表面能的那些和具有滑动性的那些可以各自用作此类脱模剂，并且可使用固体或液体脱模剂。具体地，给出金属氧化物如石墨、氟化石墨、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼和一氧化铅。此外，也可使用分子中包含油状或固体状(脱模性树脂或其粉末，部分地引入可脱模部位的聚合物)硅或氟的化合物、蜡、高级脂肪酸或其盐或酯、和其他衍生物。

优选表面层的厚度为0.1μm以上且100μm以下。表面层的厚度更优选1μm以上且50μm以下。

要注意的是：表面层的膜厚度可以通过用尖锐的刀片切出辊截面且用光学显微镜或电子显微镜观察辊截面来测量。

表面层可以进行表面处理。表面处理的实例包括使用紫外线或电子束的表面加工处理和涉及使化合物等附着至表面层的表面和/或将表面层的表面用化合物等浸渍的表面改性处理。

表面层可以通过涂布法如静电喷涂或浸涂来形成。可选地，表面层也可以通过将预先形成为预定膜厚度的片状或管状层粘贴至颗粒或用片状或管状层覆盖颗粒来形成。可选地，也可使用涉及将材料在模具中固化成预定形状并且将材料成形的方法。其中，优选通过涂布法将涂料施涂至颗粒从而在其上形成涂膜。

当通过涂布法形成层时，用于涂布液中的溶剂仅仅需要为能够溶解粘结剂树脂的溶剂。其具体实例包括：醇类如甲醇、乙醇和异丙醇；酮类如丙酮，甲乙酮和环己酮；酰胺类如N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺；亚砜类如二甲亚砜；醚类如四氢呋喃、二噁烷和乙二醇单甲醚；酯类如乙酸甲酯和乙酸乙酯；芳香族化合物如二甲苯、轻石油(ligroin)、氯苯和二氯苯。

已知的溶液分散手段如球磨机、砂磨机、油漆搅拌器、戴诺磨机(dyno-mill)、或珠磨机可用作在涂布液中分散粘结剂树脂和导电剂等的方法。

(2)电子照相设备

图4A示出设置有充电构件的电子照相设备的示意性构成的实例。

电子照相设备是由例如电子照相感光构件、用于给电子照相感光构件充电的充电设备、用于进行曝光的潜像形成设备、用于将潜像显影成调色剂图像的显影设备、用于将调色剂图像转印至转印材料上的转印设备、用于回收在电子照相感光构件上的转印残余调色剂的清洁设备和用于定影调色剂图像的定影设备形成。

电子照相感光构件42为在基体上具有感光层的转鼓型。电子照相感光构件在预定的圆周速度(处理速度)下沿由箭头指示的方向旋转地驱动。

充电设备具有通过使构件在预定的压力下与电子照相感光构件42抵接而与该构件接触而配置的接触型充电辊41。充电辊41为追随电子照相感光构件42的旋转而旋转的从动旋转型，并且该辊通过从充电用电源49施加预定的直流电压而使电子照相感光构件带电至预定电压.

曝光设备如激光束扫描器用作潜像形成设备(未示出)以用于在电子照相感光构件42上形成静电潜像。当均匀带电的电子照相感光构件42用对应于图像信息的曝光光47照射时，形成静电潜像。

显影设备具有接近于电子照相感光构件42或与电子照相感光构件42接触而配置的显影套筒或显影辊43。将静电潜像用进行静电处理以便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通过反转显影而显影从而形成调色剂图像。

转印设备具有接触型转印辊44。该设备将调色剂图像从电子照相感光构件转印至转印材料如普通纸上(转印材料通过具有输送构件的纸张进给系统来输送)。

清洁设备具有刮板型清洁辊46和回收容器48，并且转印之后机械地刮除电子照相感光构件42上残留的转印残余调色剂以回收调色剂。

这里，采用转印残余调色剂在显影设备中回收的与显影同时的清洁模式，可排除清洁设备。

定影设备辊45由加热辊等形成，并且将转印的调色剂图像定影至转印材料上且将所得物排出到设备外。

(3)处理盒

可使用通过将例如电子照相感光构件、充电设备、显影设备和清洁设备集成化而获得且设计为可拆卸地安装至电子照相设备的处理盒。图4B示出其示意图。

即，处理盒为如下所述。充电构件与至少被充电体一体化，所述处理盒构成为可拆卸地安装至电子照相设备的主体，并且所述充电构件为上述充电构件。

另外，电子照相设备至少具有处理盒、潜像形成设备和显影设备，并且所述处理盒为上述处理盒。

实施例

下文中，将通过具体实施例的方式更详细地描述本发明。

<生产例1>碳酸钙中空颗粒1的制造

将15mL 25％氨水添加并混合于500mL 0.3mol/L氯化钙水溶液。之后，将适量的盐酸逐滴添加至所得混合物以制备pH为9.8的水溶液。

然后，将所得水溶液保持在25℃的温度下，并且在将溶液搅拌10分钟的同时将二氧化碳气体的气泡吹入水溶液中。二氧化碳气体借助于将二氧化碳气体通过气体导入管供给至设置在反应容器中的木质过滤器而吹入水溶液中。二氧化碳气体的供给量(流量)设为3L/min，并且吹入水溶液中的二氧化碳气体气泡的尺寸为5μm。

然后，析出物用过滤器收集并且干燥从而获得碳酸钙中空颗粒1。

测量所得碳酸钙中空颗粒1的壳的结晶结构和结晶性、中空率和体积平均粒径。下面描述各测量方法。

图6为示出测量的碳酸钙中空颗粒1的X-射线衍射光谱的图。纵坐标表示检测到的X-射线强度，横坐标表示衍射角2θ。

碳酸钙中空颗粒1的晶体结构为单独的方解石晶体结构，方解石晶体结构中(104)晶面的X-射线衍射峰的半值宽度为0.204°。此外，中空率为12体积％，体积平均粒径为3.4μm。此外，从用于测量中空率获得的碳酸钙中空颗粒1的截面图像中证实了碳酸钙中空颗粒1各自具有多孔壳。

[晶体结构的鉴定]

X-射线衍射峰通过使用X-射线衍射仪通过进行2θ/θ扫描来获得，并且鉴定晶体结构。

通过使用X-射线衍射仪(商品名："RINT-TTRII"，由Rigaku Corporation制造)对填充至铝制样品保持器中以致测量表面平滑对齐的样品进行X-射线衍射测量。要注意的是：借助于平行光束法在发散纵向限制狭缝为10.0mm、衍射角2θ的扫描范围为3至60°和步幅宽度为0.02°的条件下通过使用具有X-射线输出为50kV和300mA的CuKα-线来进行X-射线衍射测量。

[方解石晶体结构的结晶性]

评价方解石晶体结构的结晶性。通过方解石晶体结构中(104)晶面的X-射线衍射峰的半值宽度来评价结晶性。

除了设定2θ为25至35°和步幅宽度为0.005°以外，以与晶体结构的鉴定中相同的方式进行X-射线衍射测量。要注意的是：方解石晶体结构中(104)晶面的X-射线衍射峰在衍射角2θ为29至30°的区域中检测到。

[中空率]

不包括二次聚集颗粒的仅一次颗粒用聚焦离子束(商品名："FB-2000C"，由Hitachi Ltd.制造)切出20nm，并且拍摄其截面图像。然后，从相同的颗粒拍摄的图像以20nm的间隔组合，并且计算三维颗粒形状。空孔的总体积与中空颗粒的总体积之比从所计算出的三维形状来计算。对任意的10个颗粒进行该操作，并且将其平均值定义为颗粒的中空率。

[体积平均粒径]

本发明中的碳酸钙中空颗粒和导电性填料各自的体积平均粒径通过下述方法来测量。即，体积平均粒径用作为激光衍射粒度分析仪的Coulter-LS-230粒度分析仪(商品名，由Beckman Coulter,Inc.制造)测量。水系模式用于测量，并且将纯水用作测量溶剂。粒度分析仪的测量体系的内部用纯水洗涤约5分钟，并且将10mg至25mg亚硫酸钠作为消泡剂添加至测量体系，随后实行背景功能。接下来，将3至4滴表面活性剂添加至50mL纯水中，并且向其进一步添加1mg至25mg测量样品。将其中悬浮有样品的水溶液通过超声波分散机进行分散处理1至3分钟从而制备被试验的样品液。将该被试验中的样品液逐渐添加至测量装置的测量体系中，并且调节测量体系中该被试验的样品液的浓度以使装置的屏幕上的PIDS变为45％以上且55％以下。在该条件下，进行测量。体积平均粒径从所得的体积分布计算。

<生产例2>碳酸钙中空颗粒2的制造

除了将生产例1中氯化钙水溶液的浓度变为0.1mol/L以外，以与生产例1中相同的方式获得碳酸钙中空颗粒2。

进行与生产例1相同的评价，并且发现碳酸钙中空颗粒2的晶体结构是单独的方解石晶体结构。表5示出结果。此外，从用于测量中空率获得的碳酸钙中空颗粒2的截面图像中证实了碳酸钙中空颗粒2各自具有多孔壳。

<生产例3>碳酸钙中空颗粒3的制造

除了将生产例1中氯化钙水溶液的浓度变为0.05mol/L以外，以与生产例1中相同的方式获得碳酸钙中空颗粒3。

进行与生产例1相同的评价，并且发现碳酸钙中空颗粒3的晶体结构是单独的方解石晶体结构。表5示出结果。此外，从用于测量中空率获得的碳酸钙中空颗粒3的截面图像中证实了碳酸钙中空颗粒3各自具有多孔壳。

<生产例4>碳酸钙中空颗粒4的制造

碳酸钙中空颗粒4通过如图5中示出的生产装置的使用来生产。

将供给至钙盐水溶液槽51的0.8mol/L硝酸钙水溶液和1mol/L氨溶液在1.0mL/min的速度下供给至反应原料喷出管53的内管53a。同时，将二氧化碳气体(纯度：99.9％)通过二氧化碳气瓶52在8.0L/min的速度下从反应原料喷出管53的内管53a和外管53b之间供给。因而，将硝酸钙的氨水溶液和二氧化碳气体喷雾至通过电炉55保持在预定温度下的反应容器54中从而在收集器56中获得碳酸钙中空颗粒4。要注意的是：反应容器54中的温度设为900℃。

进行与生产例1相同的评价，并且发现碳酸钙中空颗粒4的晶体结构是单独的方解石晶体结构。表5示出结果。

<生产例5>碳酸钙中空颗粒5的制造

除了将生产例4中反应容器54内的温度变为650℃以外，以与生产例4中相同的方式获得碳酸钙中空颗粒5。

进行与生产例1相同的评价，并且发现碳酸钙中空颗粒5的晶体结构是单独的方解石晶体结构。表5示出结果。

<生产例6>碳酸钙中空颗粒6的制造

除了将生产例4中反应容器54内的温度变为400℃以外，以与生产例4中相同的方式获得碳酸钙中空颗粒6。

进行与生产例1相同的评价，并且发现碳酸钙中空颗粒6的晶体结构是单独的方解石晶体结构。表5示出结果。

<生产例7>碳酸钙中空颗粒7的制造

除了将生产例4中反应容器54内的温度变为200℃以外，以与生产例4中相同的方式获得碳酸钙中空颗粒7。

进行与生产例1相同的评价，并且发现碳酸钙中空颗粒7的结晶结构是方解石晶体结构和球霰石晶体结构。各结晶结构之间的比率从最大峰的强度比来计算，并且发现方解石晶体结构和球霰石晶体结构之间的比率为4:1。表5示出结果。

<生产例8>碳酸钙中空颗粒8的制造

首先，将50g碳酸钙固体颗粒(Nanox#30(商品名)，体积平均粒径为0.7μm，由Maruo Calcium Co.,Ltd.制造)供给至500mL 0.1mol/L氯化钙溶液。然后，向所得物中添加50mL油(煤油)，并且将混合物在2,000rpm的高速度下搅拌，由此油滴表面覆盖有碳酸钙颗粒。

向由此获得的溶液中，添加700mL 0.1mol/L氯化钙水溶液和200mL甘油(增稠剂)，之后，将10mol/L氢氧化钠水溶液逐渐添加至所得物以将其pH调节为9.0。然后，将所得物在20rpm的低速度下搅拌20分钟从而促进碳酸钙颗粒附着至油滴表面。

向溶液中，添加3L 0.1mol/L氯化钙水溶液。然后，将所得物在500rpm下搅拌10分钟同时将10mol/L氢氧化钠水溶液添加至所得物以将其pH调节为9.0。之后，将所得物在50rpm下搅拌24小时以生成沉淀物。将通过离心分离获得的沉淀物浸渍在乙醇中，然后将乙醇通过将溶液在200℃的温度下进行加热处理而蒸发。由此，获得碳酸钙中空颗粒8。

进行与生产例1相同的评价，并且发现碳酸钙中空颗粒8的晶体结构是单独的方解石晶体结构。表5示出结果。

<生产例9>碳酸钙中空颗粒9的制造

除了将生产例8中碳酸钙固体颗粒变为氧化镁颗粒(STARMAG PSF(商品名)，体积平均粒径为1.0μm，由Konoshima Chemical Co.,Ltd.制造)以外，以与生产例8中相同的方式获得碳酸钙中空颗粒9。

进行与生产例1相同的评价，证实了两种结构，即来源于碳酸钙中空颗粒9的析出的碳酸钙的方解石晶体结构和来源于作为一次颗粒添加的氧化镁的氯化钠晶体结构。基于最大峰的强度比定量这两种结构，并且发现来源于碳酸钙的方解石晶体结构和来源于氧化镁的氯化钠晶体结构之比为2:3。表5示出结果。

要注意的是：从用于测量中空率获得的碳酸钙中空颗粒4至9的截面图像中证实了碳酸钙中空颗粒4至9各自具有多孔壳。

<实施例1>

[导电性基体]

将在液体NBR和酚醛树脂的混合物中包含10质量％炭黑的热固性粘合剂施涂至直径6mm和长度252.5mm的由不锈钢制成的基体，然后干燥，从而获得导电性基体。

[导电性弹性辊的制造1]

用作中心轴的导电性基体通过使用装配有十字头的挤出成形机用稍后描述的导电性橡胶组合物1以圆筒状同轴地覆盖从而形成导电性弹性层。将覆盖基体的导电性橡胶组合物1的厚度调节为2.5mm。

将挤出后的辊用热风炉在160℃的温度下加热1小时并且将辊的各端部除去以致残余物的长度为228mm。

将所得的辊的外周面通过切入式的圆筒研磨机研磨从而生产导电性弹性辊1。要注意的是：辊的凸起量(在中央部的外径与在沿长度方向距离中央部90mm的位置处的外径之间的差)为120μm。

[导电性橡胶组合物1]

将下表1中示出的材料添加至100质量份表氯醇橡胶(EO-EP-AGE三元化合物，EO/EP/AGE＝73mol％/23mol％/4mol％)，并且将混合物用调节为70℃的温度的密闭式混合机混炼16分钟。要注意的是：EO、EP和AGE分别是指环氧乙烷、表氯醇和烯丙基缩水甘油醚。

表1

向混炼后的混合物中，添加0.8质量份用作硫化剂的硫磺和1质量份二硫化二苯并噻唑(DM)和0.5质量份用作硫化促进剂的一硫化四甲基秋兰姆(TS)。然后，将所得物用冷却至20℃的温度的双辊型混炼机混炼30分钟从而生产导电性橡胶组合物1。

[导电性树脂涂布液的制造]

将甲基异丁基酮添加至己内酯改性的丙烯酰基多醇从而制备溶液以致固成分含量变为20质量％。

将下表2中示出的化合物添加至500质量份溶液(100质量份的丙烯酰基多醇溶液的固成分含量)从而制备混合溶液。

表2

然后，160g所述混合溶液和200g用作介质的平均粒径为0.5mm的玻璃珠在450-mL玻璃瓶中混合并且通过油漆式搅拌器分散机的使用分散24小时。

在分散完成之后，将所得物在室温下冷却1小时，其后，向所得物中添加25质量份以各丁酮肟嵌段之间的比例为5:5包含六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的混合物。此外，将所得混合物通过油漆式搅拌器分散机的使用分散24小时从而获得导电性树脂涂布液。

[导电性表面层的形成]

将导电性树脂涂布液通过浸涂一次施涂至生产的导电性弹性辊1。导电性树脂涂布液在室温下风干30分钟，然后通过使用热风循环干燥器进行在80℃的温度下的加热处理1小时和在160℃的温度下的加热处理1小时从而形成导电性表面层。由此，获得导电性辊1。

这里，如下进行浸涂：浸渍时间为9秒，初始浸涂上拉速度和最终浸涂上拉速度分别为20mm/s和2mm/s，其中浸涂期间上拉速度相对于时间线性变化。

[导电性弹性层中的碳酸钙中空颗粒的观察]

充电辊1的导电性弹性层中包含的碳酸钙中空颗粒用聚焦离子束(商品名："FB-2000C"，由Hitachi Ltd.制造)切出20nm，并且拍摄其截面图像。导电性弹性层的任意点在500μm的范围内用聚焦离子束切出20nm，并且拍摄其截面图像。然后，从相同的颗粒拍摄的图像以20nm的间隔组合，并且计算三维颗粒形状。从任意的10个颗粒计算中空率。

导电性弹性层中的中空率与单一的碳酸钙中空颗粒中相同。

[充电辊的动态粘弹性的测量]

通过粘弹性测量装置(粘弹性分光仪EXSTAR 6000DMS(商品名)，由EKO Instruments Co.,Ltd.制造)的使用来测量充电辊1的tanδ。待测量的辊通过从各导电性基体切出50mm的充电辊中央部来生产。测量条件设定为压缩模式、100Hz的频率、0.2％的动态应变和25℃的温度。

计算初始辊和在稍后描述的图像评价中耐久试验后的辊(下文中称为"耐久辊")的tanδ，并且发现充电辊1的初始辊的tanδ为0.10和耐久辊的tanδ为0.09。

[图像评价]

将充电辊1组装入电子照相设备中，并且在低温低湿环境(温度：15℃，湿度：10％RH)下进行耐久试验。改造成200mm/sec的记录介质的输出速度(A4纵向输出)的由Canon Inc.制造的彩色激光喷墨打印机(商品名：SateraLBP5400)用作电子照相设备。图像的分辨率为600dpi，并且一次充电的输出为-1,100V的直流电压。用于上述打印机的电子照相处理盒用作电子照相处理盒。

具体地，通过在200mm/sec的处理速度下打印打印浓度为1％的E-字符图像来进行两张间歇耐久试验(其中每打印两张纸张打印暂停3秒的耐久试验)。在输出20,000张图像之后，输出半色调图像(其中各自宽度为1点的横线沿与电子照相感光构件的旋转方向垂直的方向以两点的间隔画出的图像)。目视观察所得图像，并且具有由不均匀充电引起的横条纹状不均匀图像浓度的条带图像基于下表3中示出的标准确定。

表3

<实施例2至20>

除了将实施例1中的碳酸钙中空颗粒的种类和添加量变为表6中示出的那些以外，以与实施例1中相同的方式生产充电辊2至20。充电辊2至20以与实施例1中相同的方式评价。表6示出结果。

<实施例21>

除了将实施例1中的导电性橡胶组合物1变为下表4中示出的导电性橡胶组合物2以外，以与实施例1中相同的方式获得充电辊21。充电辊21以与实施例1中相同的方式评价。表6示出结果。

[导电性橡胶组合物2]

将下述组分添加至100质量份丁腈橡胶(商品名：N230SV，由JSRCorporation制造)中，并且将混合物用调节至70℃温度的密闭式混合机混炼10分钟。

表4

向混炼后的混合物中，添加0.8质量份用作硫化剂的硫磺和1.6质量份用作硫化促进剂的二硫化四苄基秋兰姆(TBZTD)。然后，将所得物用冷却至20℃温度的双辊型混炼机混炼30分钟，从而生产导电性橡胶组合物2。

<比较例1>

除了添加40质量份碳酸钙实心颗粒(商品名：Nanox#30，由MaruoCalcium Co.,Ltd.制造)代替实施例1中的碳酸钙中空颗粒1以外，以与实施例1中相同的方式获得充电辊22。

碳酸钙实心颗粒以与生产例1中相同的方式评价，并且发现其晶体结构为单独的方解石晶体结构。表5示出结果。

充电辊22以与实施例1中相同的方式评价。表6示出结果。

<比较例2>

除了添加40质量份苯乙烯-丙烯酸类中空颗粒(商品名：SX8782，由JSRCorporation制造，中空率：50体积％，体积平均粒径：1.0μm)代替实施例1中的碳酸钙中空颗粒1以外，以与实施例1中相同的方式获得充电辊23。

充电辊23以与实施例1中相同的方式评价。表6示出结果。

<比较例3>

除了添加40质量份Shirasu球囊(商品名：SFB-081，由SHIRAXKAIHATSU,K.K.制造，中空率：50体积％，体积平均粒径：8.0μm)代替实施例1中的碳酸钙中空颗粒1以外，以与实施例1中相同的方式获得充电辊24。充电辊24以与实施例1中相同的方式评价。表6示出结果。

表5

表6

要注意的是：表6中，NBR是指丁腈橡胶。

碳酸钙中空颗粒1至3通过生产方法1来生产，碳酸钙中空颗粒4至7通过生产方法3来生产，以及碳酸钙中空颗粒8和9通过生产方法2来生产。通过生产方法1生产的碳酸钙中空颗粒1至3各自具有多孔壳。

在使用碳酸钙中空颗粒2的实施例6至10和实施例21、以及使用碳酸钙中空颗粒3的实施例15至18的任一个中，获得条带评价为1至2的令人满意的结果。另一方面，在使用碳酸钙中空颗粒1的实施例1至5中，条带评价为2至3，这被认为是如稍后所述的由低中空率引起的。

在使用碳酸钙中空颗粒4的实施例11中，条带评价为1，这被认为是如稍后所述的半值宽度和中空率为适当的值的事实引起的。

此外，在使用碳酸钙中空颗粒5的实施例12中，条带评价为2。然而，当实施例12与添加份数相同(60质量份)的其中添加碳酸钙中空颗粒2的实施例8和其中添加碳酸钙中空颗粒3的实施例17比较时，实施例8和17中的条带评价为1，其是比实施例12高的评价。要注意的是：在其中各自以60质量份的量添加碳酸钙中空颗粒6、7、8和9的实施例13、14、19和20的任一个中，条带评价为3。从这些结果中了解到，条带评价在使用各自具有多孔壳的碳酸钙中空颗粒的情况下是特别优异的。

当关注其中碳酸钙中空颗粒的添加份数为60质量份的情况时，了解到在其中使用碳酸钙中空颗粒2的实施例8、其中使用碳酸钙中空颗粒3的实施例17和其中使用碳酸钙中空颗粒4的实施例11的任一个中，条带评价均为1。关于其他碳酸钙中空颗粒，在其中使用碳酸钙中空颗粒1的实施例3和其中使用碳酸钙中空颗粒5的实施例12的每一个中，条带评价均为2，并且在其中使用碳酸钙中空颗粒6的实施例13、其中使用碳酸钙中空颗粒7的实施例14、其中使用碳酸钙中空颗粒8的实施例19和其中使用碳酸钙中空颗粒9的实施例20的任一个中，条带评价均为3。

即，在使用碳酸钙中空颗粒2、3和4的情况下，获得条带评价为1的优异结果。这里，当关注方解石晶体结构中(104)晶面的X-射线衍射峰的半值宽度时，碳酸钙中空颗粒2、3和4各自具有0.25°以下的半值宽度，和碳酸钙中空颗粒5至9各自具有大于0.25°的半值宽度。

从上述结果可以得出结论，实施例8、实施例17和实施例11中令人满意的条带评价是由方解石晶体结构中(104)晶面的X-射线衍射峰的半值宽度为0.25°以下的事实引起的。

碳酸钙中空颗粒1也具有0.25°以下的半值宽度，但是其条带评价为2。该原因认为是如下所述：碳酸钙中空颗粒1的中空率低至12体积％，而碳酸钙中空颗粒2的中空率为34体积％，碳酸钙中空颗粒3的中空率为52体积％，和碳酸钙中空颗粒4的中空率为38体积％。

附图标记说明

11      碳酸钙中空颗粒

12      极性橡胶

21      导电性基体

22      导电性弹性层

23      导电性表面层

24      中间层

31      圆柱状金属

32      荷重的轴承

33      稳定化的电源

34      安培计

41      充电构件(充电辊)

42      电子照相感光构件

43      显影辊

44      转印辊

45      定影辊

46      清洁辊

47      曝光光

48      回收容器

49      充电用电源

51      钙盐水溶液槽

52      二氧化碳气瓶

53      反应原料喷出管

53a     内管

53b     外管

54      反应容器

55      电炉

56      收集器

本申请要求2012年12月12日提交的日本专利申请No.2012-271507和2013年12月3日提交的日本专利申请No.2013-250455的优先权，将其全部公开内容在此以参考的方式并入。

Claims (10)

1.一种充电构件，其包括：基体；和弹性层，

其特征在于：所述弹性层包含

具有极性基团的橡胶和

具有包含碳酸钙的晶体的壳的中空颗粒。

2.根据权利要求1所述的充电构件，其中所述中空颗粒具有由所述碳酸钙的晶体形成的多孔壳。

3.根据权利要求1或2所述的充电构件，其中所述中空颗粒的中空率为20体积％以上且60体积％以下。

4.根据权利要求1-3任一项所述的充电构件，其中所述碳酸钙的晶体具有方解石晶体结构。

5.根据权利要求4所述的充电构件，其中所述方解石晶体结构具有(104)晶面的X-射线衍射峰的半值宽度为0.25°以下。

6.根据权利要求5所述的充电构件，其中所述半值宽度为0.05°以上。

7.根据权利要求1-6任一项所述的充电构件，其中所述中空颗粒的体积平均粒径为1.0μm以上且20.0μm以下。

8.根据权利要求1-7任一项所述的充电构件，其中所述具有极性基团的橡胶包括表氯醇橡胶和丁腈橡胶的任一种。

9.一种电子照相设备，其包括：充电构件；和与所述充电构件接触配置的电子照相感光构件，

其特征在于：所述充电构件包括根据权利要求1-8任一项所述的充电构件。

10.一种处理盒，其一体化地保持充电构件和至少电子照相感光构件，所述处理盒构成为可拆卸地安装至电子照相设备的主体，

其特征在于：所述充电构件包括根据权利要求1-8任一项所述的充电构件。