CN105652619B - 电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相图像形成设备 - Google Patents

电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相图像形成设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相图像形成设备。提供一种抑制污染物对其表面的附着的电子照相用导电性构件。所述电子照相用导电性构件依次包括导电性支承体、导电性弹性层和表面层。表面层包含粘结剂树脂和数均粒径为5.0nm以上且50.0nm以下的导电性细颗粒。导电性细颗粒的至少一部分从表面层露出。表面层在其表面上具有源自导电性细颗粒的露出部的凸部。表面层的体积电阻率为1.0×1010Ω·cm以上且1.0×1016Ω·cm以下并且在距离其表面的深度为1μm处的通用硬度1.0N/mm2以上且7.0N/mm2以下。

Description

电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相图像形成设备
技术领域
本发明涉及导电性构件、处理盒和电子照相图像形成设备。
背景技术
在作为采用电子照相系统的图像形成设备的电子照相设备中，导电性构件用于各种用途，例如，如充电辊、显影辊和转印辊等导电性辊。
当此类导电性辊长期使用时，例如，感光构件上残留的外部添加剂或调色剂等的粉尘作为污染物附着至导电性辊的表面。例如，在充电辊的情况下，当污染物附着至充电辊的表面时，其电阻在污染物附着的部分局部增大，并且在具有增大的电阻的部分产生带电不良。结果，在一些情况下由于污染引起的图像的不均匀浓度的产生。
近几年，已经要求提高电子照相设备的图像品质、速度和耐久性。伴随这些需求，调色剂的粒径倾向于减小并且倾向于使用各种外部添加剂。结果，沉积在充电构件上的污染物的量增多。
另外，近几年，从使电子照相设备简化和消除废弃物的观点，提出了无清洁器系统(调色剂回收系统)。该系统为如下的电子照相过程：其中消除用作转印步骤后的清洁单元的鼓清洁器，并且转印后的感光构件上的转印残留调色剂通过使用显影设备“显影同时清洁”从感光构件上去除并且通过显影设备回收并再利用。显影同时清洁为包括在进行下一步骤前的显影期间通过使用起雾去除偏压(为施加至显影设备的直流电压与感光构件的表面电位之间的电位差的起雾去除电压差Vback)回收转印后残留在感光构件上的转印残留调色剂的方法。与鼓清洁器存在的情况相比，在将接触充电系统的充电辊施用于无清洁器系统的情况下，感光构件上的污染物、特别是调色剂的残留量大幅增加，因此，污染物对充电辊的附着变为更显著的问题。
作为如外部添加剂或调色剂等污染物的附着的降低方法，在日本专利申请特开No.H06-266206中，提出了包括用具有优异的防污染性的氟化合物或硅化合物等涂布充电构件的表面的技术。
一般将直流电压施加至如充电辊、显影辊或转印辊等导电性辊，因此，在施加至导电性辊的直流电压与感光构件的表面电位之间产生电位差。同时，如具有绝缘性的调色剂或外部添加剂等污染物受在电子照相图像形成设备内的滑动等影响，因此其一部分具有正或负电荷。在导电性辊与感光构件的表面电位之间产生电位差的情况下，由于电位差的关系不能防止带正电的污染物和带负电的污染物的任一种静电附着至导电性辊。例如，在与电子照相设备内的感光构件抵接配置从而使感光构件带电的充电辊的情况下，由于充电辊与感光构件鼓之间的电位差的关系，带正电的污染物强烈地静电附着至充电辊侧。
在日本专利申请特开No.H06-266206中公开的各方法中，推测污染物化学或物理附着。因此，所述方法对不具有电荷的污染物各自具有附着降低效果。
然而，如上所述，可以防止污染物的静电附着。在无清洁器系统的情况下，大多数转印残留调色剂带正电，因此，对充电辊的静电附着的问题变得更显著。
本考虑到此类技术背景进行本发明，并且本发明的目的是提供一种导电性构件，其能够不依赖使用条件和使用环境，抑制如外部添加剂或调色剂等污染物的附着。另外，本发明的另一目的是提供能够长期稳定地形成高品质电子照相图像的处理盒和电子照相图像形成设备。
发明内容
根据本发明的一个实施方案，提供一种电子照相用导电性构件，其依次包括：导电性支承体；导电性弹性层；和表面层，其中：表面层包含粘结剂树脂和分散在粘结剂树脂中并且数均粒径为5.0nm以上且50.0nm以下的导电性细颗粒；导电性细颗粒的至少一部分从表面层露出；表面层在其表面上具有源自导电性细颗粒的露出部的凸部；表面层的体积电阻率为1.0×1010Ω·cm以上且1.0×1016Ω·cm以下；并且表面层在距离其表面的深度为1μm处的通用硬度为1.0N/mm2以上且7.0N/mm2以下。
根据本发明的另一实施方案，提供一种处理盒，其包括：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，所述处理盒可拆卸地安装至电子照相图像形成设备的主体，其中充电构件为上述电子照相用导电性构件。
根据本发明的另一实施方案，提供一种电子照相图像形成设备，其包括：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，其中充电构件为上述电子照相用导电性构件。
参考附图从以下示例性实施方案的描述中，本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1为根据本发明的导电性构件的表面层的构成的说明图。
图2为根据本发明的导电性构件的表面层的构成的说明图。
图3为根据本发明的电子照相设备的说明图。
图4为半色调图像的说明图。
具体实施方式
现在将根据附图详细描述本发明的优选实施方案。
本发明的发明人详细分析了附着至图像输出后的充电辊的表面的污染物，结果，确认检测到大量的源自调色剂的有机成分。此外，源自调色剂的污染物具有各种形状如变形的调色剂、细粉化调色剂和细粉化调色剂与外部添加剂的混合物。感光构件上残留的源自调色剂的污染物在很多情况下带正电，因此，容易静电附着至充电辊。特别是，在显影性、转印性和回收性等方面，变形的调色剂和细粉化调色剂劣化，因此，容易作为正带电性污染物残留在感光构件上。
鉴于以上，为了减少附着至充电辊的污染物的量，有效的是减少容易带正电的源自调色剂的污染物，特别是变形的调色剂为细粉化调色剂。为此，发现充电辊的表面层需要满足以下条件。
<条件1>表面层在其表面的通用硬度为1.0N/mm2以上且7.0N/mm2以下。
<条件2>表面层在其表面上具有源自导电性细颗粒的凸部。
<条件3>表面层的体积电阻率为1.0×1010Ω·cm以上且1.0×1016Ω·cm以下。
本发明的发明人已经确认，当充电辊的硬度高时调色剂的细粉量增加。这可能是因为当在充电辊与感光构件之间通过时，调色剂在它们之间被压碎，这导致调色剂的裂纹或变形。该现象在无清洁器系统的情况下变得更显著。发现当满足条件1时，相对于调色剂充电辊变得充分柔软，从而抑制由于充电辊导致的调色剂的变形或裂纹，结果是，感光构件上残留的污染物的绝对量减少。
当满足条件1时，表面层的挠性高，因此，其粘性非常强，这增大附着至充电辊的污染物的量。因此，作为降低充电辊的表面层的硬度，并且同时减少污染物对充电辊的表面层的附着的手段，需要条件2。发现当如条件2所述在表面层上露出源自导电性细颗粒的凸部时，负电荷(电子)可以高效地从凸部注入污染物。确认，结果附着至充电辊的污染物的电位从正带电性电位变更为负带电性电位，并且由于充电辊与感光构件之间的电位差的关系，污染物回到感光构件。发现，当满足条件1和条件2二者时，在维持挠性的同时，充电辊上累积的污染物的附着量可以降低。
此外，除了条件1和条件2以外必须满足条件3。在本发明中，负电荷(电子)从源自导电性细颗粒的凸部注入污染物，使污染物带负电性，从而满足条件2。然而，确认当表面层具有低电阻时，污染物难以回到感光构件，结果是，充电辊上沉积的污染物的附着量增大。这被认为是表明当使带负电的污染物与表面层，特别是具有没有露出导电性细颗粒的表面的粘结剂树脂直接接触时，负电荷迁移至表面层侧，并且污染物的负电荷衰减。为了抑制负电荷的衰减，表面层需要具有高电阻，为此，表面层的体积电阻率需要维持在1.0×1010Ω·cm至1.0×1016Ω·cm的范围内。
如上所述，发现当全部满足条件1至条件3时，附着至充电辊的污染物的量可以显著减少。
<导电性构件的构成>
根据本发明的电子照相用导电性构件依次包括，导电性支承体、导电性弹性层和表面层。当导电性构件具有辊形状时，电子照相用导电性构件具有包括以下的构成：导电性支承体、形成于导电性支承体的外周上的弹性层和配置在弹性层的外周上的表面层。
应当注意的是，以下通过使用具有辊形状的导电性构件作为根据本发明的一个实施方案的电子照相用导电性构件来详细描述本发明，但根据本发明的电子照相用导电性构件不限于辊形状。
<导电性支承体>
使用的导电性支承体可以从电子照相用导电性构件的领域中已知的支承体中适当的选择。导电性支承体为，例如，具有涂布有厚度为约5μm的镍镀层的碳钢合金表面的圆柱。
<导电性弹性层>
导电性弹性层通过例如，将导电剂分散在高分子弹性体中，接着成形来获得。高分子弹性体的实例包括：如表氯醇橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、聚氨酯橡胶或硅橡胶等合成橡胶；如乙烯-丙烯橡胶(EPM)、乙烯-丙烯橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、丁二烯橡胶或苯乙烯-丁二烯橡胶等合成橡胶；天然橡胶、异戊二烯橡胶；以及如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)或苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)等热塑性弹性体。
高分子弹性体特别适合的是表氯醇橡胶。当表氯醇橡胶用作高分子弹性体时，弹性层在中电阻区域均匀地具有导电性，因此，表面层上的导电性凸部用作电荷注入点，从而使电荷注入污染物中。
表氯醇橡胶的实例包括表氯醇均聚物、表氯醇-环氧乙烷共聚物、表氯醇-烯丙基缩水甘油醚共聚物和表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物。其中，特别适合使用表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物，因为该三元共聚物在中电阻区域显示稳定的导电性。表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物的导电性和加工性可以通过任意地调整其聚合度或组成比来控制。
可以单独由表氯醇橡胶形成的高分子弹性体，在包含的表氯醇橡胶作为主成分的同时，可以根据需要包含除了表氯醇橡胶以外的如上述橡胶等任意的其它一般的橡胶。一般的橡胶优选以相对于100质量份表氯醇橡胶为1质量份-50质量份的量使用。
离子导电剂或电子导电剂可以用作弹性层中的导电剂。为了减小弹性层的电阻的不均匀的目的，弹性层优选包含离子导电剂。当离子导电剂均匀地分散在弹性层中从而使弹性层的电阻均匀化时，即使当在施加仅由直流电压形成的电压下使用充电辊时也可以获得均匀带电。
对离子导电剂没有特别地限定，只要离子导电剂显示离子导电性即可，并且其实例包括：如高氯酸锂、高氯酸钠或高氯酸钙等无机离子材料；如月桂基三甲基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵或高氯酸四丁铵等季铵盐；以及如三氟甲烷磺酸锂或全氟丁烷磺酸钾等有机酸的无机盐。可以单独使用这些离子导电剂的一种，或者可以组合使用其两种以上。离子导电剂中，特别适合使用高氯酸季铵，因为对环境变化弹性层的电阻稳定。
对电子导电剂没有特别地限定，只要导电性颗粒发挥电子导电性即可，并且其实例包括：如炉黑、热裂炭黑、乙炔黑或科琴黑等炭黑；如氧化钛、氧化锡或氧化锌等金属氧化物系导电性颗粒，以及如铝、铁、铜或银等金属系导电性颗粒。另外，可以单独使用这些导电剂的一种，或者可以组合使用其两种以上。
优选确定导电剂的配混量使得弹性层的体积电阻率在各低温低湿环境(温度：15℃，相对湿度：10％)、常温常湿环境(温度：23℃，相对湿度：50％)和高温高湿环境(温度：30℃，相对湿度：80％)下落在1×103Ω·cm至1×109Ω·cm的范围内。这是因为获得发挥令人满意的充电性能的充电构件。除了上述以外，根据需要，弹性层可以包含以下配混剂：增塑剂、填料、硫化剂、硫化促进剂、防老化剂、防焦剂、分散剂和脱模剂。弹性层的体积电阻率可以使用通过以下获得的体积电阻率测量用样品来测量：将由用于弹性层的全部材料形成的组合物成形为厚度为1mm的片；并且将金属由气相而沉积在片的两表面上以形成电极和保护电极。为此具体的测量方法类似于后述表面层的体积电阻率的测量方法。
弹性层的硬度以显微硬度(MD-1型)计优选为50°以上且70°以下，更优选50°以上且60°以下。当显微硬度(MD-1型)设定为50°以上时，可以抑制在充电辊和电子照相感光构件长期以静止状态保持彼此抵接的情况下产生的由充电辊的变形导致的图像浓度不均匀的发生。当显微硬度(MD-1型)设定为70°以下，优选60°以下时，可以确保充电构件与感光构件之间充分的辊隙宽度，并且可以增大在源自本发明表面层的表面处露出的导电性细颗粒的凸部与如调色剂和外部添加剂等污染物之间的接触机会。
应当注意的是，“显微硬度(Model MD-1)”为使用显微橡胶硬度计(商品名：MD-1capa Type C，由Kobunshi Keiki Co.,Ltd.制造)测量的硬度。
作为压针，使用高度为0.50mm和直径为1.00mm的半球形压针。
具体地，首先，通过剥离或切除来去除表面层，并且将具有由此露出的弹性层的表面的电子照相用构件在常温常湿(温度：23℃，相对湿度：55％)环境下放置12小时。将所得物用作测量用样品。然后，通过硬度计的使用，以10N的力将压针压向测量用样品的表面，并且读取抵接30秒之后的值。应当注意的是，将测量模式设定为峰值保持模式。
作为弹性层的形成方法，优选将包含导电剂和高分子弹性体的原料用密闭型混合机来混合，接着通过如挤出成形、注射成形或压缩成形等已知的方法来成形。另外，弹性层可以通过在导电性支承体上直接成形导电性弹性体来生产，或者可以通过用已经预先成形为管形状的导电性弹性体覆盖导电性支承体而形成。应当注意的是，弹性层生产后，可以研磨其表面以调节其形状。
<表面层>
根据本发明的电子照相用导电性构件的表面层为包含粘结剂树脂和分散在粘结剂树脂中并且数均粒径为5.0nm以上且50.0nm以下的导电性细颗粒的层。表面层除了粘结剂树脂和导电性细颗粒以外可以根据需要包含粗糙化颗粒或表面脱模剂等。
<粘结剂树脂>
已知的粘结剂树脂可以用作粘结剂树脂。其实例可以包括树脂，和如天然橡胶或其硫化产物或合成橡胶等橡胶。作为树脂，可以使用，例如，氟树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂、缩丁醛树脂、苯乙烯-乙烯/丁烯-烯烃共聚物，和烯烃-乙烯/丁烯-烯烃共聚物。应当注意的是，本发明的粘结剂树脂优选不含有聚环氧乙烷或聚环氧丙烷等的任何醚键。这是因为醚系聚氨酯树脂可以降低通用硬度，但树脂的体积电阻率下降，因此不适合作为本发明的粘结剂树脂。可以单独使用粘结剂树脂的一种，或者可以组合使用其两种以上。其中，为了实现基于表面层的通用硬度降低的挠性和表面层的提高的电阻二者，粘结剂树脂特别优选为包含聚碳酸酯结构的树脂。聚碳酸酯结构的极性低，因此粘结剂树脂本身的体积电阻率可以维持为高值。具体地，通过使聚碳酸酯多元醇和多异氰酸酯共聚合获得的聚碳酸酯系聚氨酯是优选的。
聚碳酸酯多元醇的实例包括聚九亚甲基碳酸酯二醇、聚(2-甲基-八亚甲基)碳酸酯二醇、聚六亚甲基碳酸酯二醇、聚五亚甲基碳酸酯二醇、聚(3-甲基五亚甲基)碳酸酯二醇、聚四亚甲基碳酸酯二醇、聚三亚甲基碳酸酯二醇、聚(1,4-环己烷二亚甲基碳酸酯)二醇、聚(2-乙基-2-丁基-三亚甲基)碳酸酯二醇，及其无规/嵌段共聚物。
多异氰酸酯选自一般使用的已知的多异氰酸酯，其实例包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚合的二苯甲烷多异氰酸酯、氢化MDI、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。其中，更适合使用如甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或聚合的二苯甲烷多异氰酸酯等芳香族异氰酸酯。
<导电性细颗粒>
表面层包含数均粒径为5.0nm以上且50.0nm以下的导电性细颗粒。导电性细颗粒的实例可以包括：炭黑；如氧化钛、氧化锡和氧化锌等金属氧化物系导电性颗粒；以及如铝、铁、铜和银等金属系导电性颗粒。可以单独使用这些导电性颗粒的一种，或者可以组合使用其两种以上。另外，作为导电性颗粒，还可以使用通过用导电性颗粒覆盖二氧化硅颗粒获得的复合颗粒。作为用于表面层的导电性细颗粒，炭黑是优选的。炭黑具有低比重和高导电性，因此使得通过添加相对于粘结剂树脂少量的炭黑来确保表面层的充分的导电性。在本发明中，表面层的硬度需要保持为低，因此炭黑是合适的。
<源自导电性细颗粒的凸部>
在本发明中，必须维持表面层的挠性和大幅减少污染物的附着量。具体地，利用源自导电性细颗粒的露出部的凸部，从而将电荷注入污染物中，因此，重要的是控制凸部的尺寸。本发明的导电性细颗粒的露出部的状态的示意图示于图1。本发明的粘结剂树脂由附图标记11表示，导电性细颗粒由附图标记12表示，和露出的导电性细颗粒由附图标记13表示。源自导电性细颗粒的露出部的凸部的尺寸优选为5.0nm以上且100.0nm以下。当将该尺寸设定为5.0nm以上时，凸部可以起到用于将电荷注入污染物的起点的作用。另外，当将该尺寸设定为100.0nm以下时，可以抑制过量的电荷向感光构件的注入。应当注意的是，凸部的尺寸指由图1的附图标记14表示的从粘结剂树脂露出的部分的导电性细颗粒的数均粒径。作为凸部的尺寸的测量方法，使用电子显微镜(SEM)拍摄任意的2-μm方形区域的图像，并且测量随机选择的20个颗粒的粒径，接着求得它们的算数平均单向粒径(arithmetic averageunidirectional particle diameter)。
另外，在本发明中，利用源自导电性细颗粒的凸部，从而将电荷注入污染物中，因此，重要的是控制凸部的个数。在长度2.0μm×宽度2.0μm的测量区域(4.0-μm2区域)内，源自导电性细颗粒的露出部的凸部的个数优选为50以上且500以下。当将个数设定为50以上时，可以确保用作将电荷注入污染物中的起点的凸部的充分的个数。另外，当将个数设定为500以下时，可以抑制电荷向感光构件的注入。凸部的个数可以如下计算：使用扫描电子显微镜(SEM)拍摄任意的2-μm方形区域的图像，并且基于二值化后的图像计算导电点的个数。
接着，描述本发明的在表面层的表面处使导电性细颗粒露出的技术。
当通过浸渍涂布法在导电性构件的导电性弹性层上形成表面层时，在表面层的最外表面必将形成外层。因此，导电性细颗粒在表面层的表面没有露出，并且没有充分获得将电子注入污染物中的效果。为了在表面层的表面使导电性细颗粒的至少一部分露出并且在表面层的表面上形成源自其露出部的凸部，必须去除最外表面的外层。例如，如图2所示，通过进行紫外线处理、研磨法、电解研磨法、化学研磨法或离子研磨法等可以去除粘结剂树脂21的表面外层24，从而使导电性细颗粒22在表面层的表面露出。图2中在表面露出的导电性细颗粒由附图标记23表示。在本发明中，借助于表面层的低硬度，使得即使通过紫外线处理也可以充分去除外层，从而使导电性细颗粒在表面层的表面露出。与研磨法等相比，紫外线处理可以在使对表面层的损坏最小化的同时，使导电性细颗粒在表面层的表面露出，因此是优选的。
导电性细颗粒的露出状态可以通过使用原子力显微镜(AFM)来确认。用AFM以轻敲模式获取地形图像。在该情况下，观察到源自导电性细颗粒的露出部的部分为凸部。在浸渍涂布后其中外层存在的状态下获取照相图像的情况下，没有观察到凸部。此外，用AFM以轻敲模式获取相位图像。在该情况下，导电性细颗粒的相位偏移小，并且借助？于粘结剂树脂与导电性细颗粒之间的硬度差，获得具有非常大的色调对比度差的图像。在浸渍涂布后其中外层存在的状态下获取相位图像的情况下，相位差非常小，并且获得具有小的对比度差的图像。
<粗糙化颗粒>
表面层可以在不损坏本发明效果的程度下包含粗糙化颗粒。粗糙化颗粒的实例包括：如丙烯酸系树脂、聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、氟树脂和硅酮树脂的颗粒等有机绝缘性颗粒；以及如氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、钛酸锶、钛酸钡、硫酸钡、碳酸钙、云母、沸石和膨润土的颗粒等无机绝缘性颗粒。在本发明中，与如外部添加剂和调色剂等污染物接触的机会需要通过表面层的变形来增大，因此具有挠性的有机绝缘性颗粒优选用作粗糙化颗粒。可以使用这些颗粒的一种，或者可以组合使用两种以上。对粗糙化颗粒的数均粒径没有特别地限定，但为约3μm以上且约30μm以下。
<其它添加剂>
在本发明中，可以以不损害本发明的效果的程度根据需要添加任何其它添加剂至表面层中。作为添加剂，可以添加例如，链延长剂、交联剂、颜料、有机硅添加剂以及用作催化剂的胺类和锡配合物。有机硅添加剂向表面层的添加提高表面层的电阻并且赋予表面层滑动性，从而抑制电荷向感光构件的注入并且改进表面层的耐磨耗性。因此，有机硅添加剂的添加是特别优选的。
<表面层的层厚度>
表面层的厚度优选为0.1μm以上且100μm以下，更优选1μm以上且50μm以下。应当注意的是，表面层的膜厚度可以通过用锋利的刀片切出辊的截面并且用光学显微镜或电子显微镜观察截面来测量。
<表面层的通用硬度>
在本发明中，非常重要的是，防止对象污染物，特别是调色剂裂纹或变形，因此表面层需要具有空前水平的挠性。本发明的导电性构件的目标硬度为：距离表面层的表面深度为1μm处的“通用硬度(t＝1μm位置)”为1.0N/mm2以上且7.0N/mm2以下。用作对象污染物的外部添加剂或调色剂具有亚微米至几微米量级的尺寸，因此必须控制表面层的极最外表面的硬度。当在当将压头从表面层的表面压入1μm时的表面层表面的通用硬度设定为1.0N/mm2以上时，可以抑制由在充电辊和电子照相感光构件长期以静止状态保持彼此抵接的情况下产生的充电辊的变形导致的图像浓度的不均匀的发生。另外，当将通用硬度设定为7.0N/mm2以下时，可以抑制调色剂的变形和裂纹，因此可以减少感光构件上残留的变形的调色剂和细粉化调色剂的绝对量。此外，当将通用硬度设定为5.0N/mm2以下时，表面层通过追随污染物而变形，因此使源自在表面层的表面露出的导电性细颗粒的凸部与污染物接触的点的个数增加，从而改进电子从凸部向污染物的注入效率。
具有上述数值范围内的通用硬度的表面层可以通过如下所述的方法来获得。由粘结剂树脂制成的网格结构需要通过如上所述的粘结剂树脂的选择来严格地控制。作为粘结剂树脂，通过使多元醇与多异氰酸酯共聚合获得的聚氨酯树脂是特别优选的。具体地，聚氨酯树脂可以通过异氰酸酯末端预聚物的热固化反应来获得，所述异氰酸酯末端预聚物通过使分子量为1,000-3,000的原料多元醇与异氰酸酯共聚合获得。作为异氰酸酯，聚合的MDI是优选的。当原料多元醇的分子量为1,000以上时，获得充分的表面层的挠性。当聚合的MDI用作异氰酸酯时，避免异氰酸酯的过量使用，由此可以获得其中未反应的多元醇或极性官能团的量少的聚氨酯。结果，粘结剂树脂的体积电阻率可以提高并且表面层的通用硬度可以降低。
应当注意的是，充电辊的表面层表面的通用硬度使用例如，通用硬度计(商品名：FISCHERSCOPE HM-2000XYp，由Fischer Instruments K.K.制造)来测量。通用硬度为通过使压头在施加载荷下压入测量对象中求得的物理性质值，并且作为“(试验载荷)/(在试验载荷下压头的表面积)(N/mm2)”求得。将具有四角锥等形状的压头在施加预定的相对小的试验载荷下压入被测量对象中，并且当压头达到预定的压入深度时，基于压入深度求得压头的与表面层接触的表面积，接着由上述表达式求得通用硬度。
[马氏硬度]
另外，在本发明中，粗糙化颗粒可以添加至表面层，从而在表面层的表面上形成源自粗糙化颗粒的凸部。在该情况下，使用的粗糙化颗粒具有例如，3μm以上且30μm以下的数均粒径。
另外，在包含此类粗糙化颗粒并且具有其表面上形成的源自该颗粒的凸部的表面层中，源自该颗粒的凸部的表面硬度优选设定为预定值以下。在该情况下，在本发明中，表面层的源自用于粗糙度调整的粗糙化颗粒的凸部的表面硬度以如下所述的“马氏硬度”来表示。另外，源自粗糙化颗粒的凸部的马氏硬度优选为10.0N/mm2以下，特别优选5.0N/mm2以下。在该情况下，当使充电辊与感光构件接触时的感光构件的表面中的划痕的产生可以得到抑制。另外，由源自该颗粒的凸部导致的调色剂的变形可以得到抑制。
充电辊的表面层的源自该颗粒的凸部的马氏硬度可以使用例如，超显微硬度计(商品名：PICODENTOR HM-500，由Fischer Instruments K.K.制造)来测量。作为测量用压头，使用由金刚石制成的具有四角锥形状的维氏压头。另外，测量条件如下：使维氏压头的尖端与源自充电辊表面层的该颗粒的凸部的中心抵接，然后以预定的速度将压头压入表面层，并且测量当载荷达到0.04mN时的马氏硬度(N＝0.04mN)。另外，由此测量的源自粗糙化颗粒的凸部的马氏硬度与对导致充电辊表面的污染的调色剂的裂纹或变形的抑制效果非常相关。
<表面层的体积电阻率>
在本发明中，表面层的体积电阻率为1.0×1010Ω·cm以上且1.0×1016Ω·cm以下。充电辊的表面层的体积电阻率需要设定为大的值。确认当表面层的体积电阻率小时，污染物难以回到感光构件，结果是，充电辊上沉积的污染物的附着量增大。本发明的发明人认为，这表明当使带负电的污染物与表面层，特别是具有没有露出导电性细颗粒的表面的粘结剂树脂直接接触时，污染物的负电荷迁移至充电辊的表面层侧，并且污染物的负电荷衰减。为了抑制污染物的负电荷的衰减，表面层需要具有高电阻，为此，表面层的体积电阻率需要设定为1.0×1010Ω·cm以上。
另外，确认当表面层的体积电阻率低时，电荷从充电辊注入感光构件。在表面层的硬度低的情况下，和此外，在充电辊与感光构件之间设置圆周速度差的情况下，该现象变得显著。在实际图像输出期间，将注入带电量加算至由于放电导致的带电量中，因此当注入带电量大时，难以稳定地保持感光构件的表面电位的稳定。用于使输出维持在稳定的图像浓度下的目标注入带电量为50V以下，为此，表面层的体积电阻率优选设定为1.0×1012Ω·cm以上。
另外，当表面层的体积电阻率高时，充电辊的放电变得不稳定，因此表面层的体积电阻率需要为1.0×1016Ω·cm以下。
从充电辊向感光构件的注入带电量例如，如下测量：可以通过在注入带电量增加的高温高湿环境(温度：30℃，相对湿度：80％)下，测量当在不引起充电辊放电的条件下将电压施加至充电辊时(例如，DC-500V)的感光构件的表面电位来估计注入带电量。
关于表面层的体积电阻率的测量，可以采用使用原子力显微镜(AFM)以导电模式测量的测量值。使用操纵器从充电辊的表面层切出片，并且使金属由气相沉积在表面层的一个表面上。将金属已经由气相沉积于其上的表面连接至直流电源，并且施加电压。使悬臂的自由端与表面层的另一表面接触，并且通过AFM的主体获得电流图像。测量表面中随机选择的100个位置的电流值，并且可以基于测量的10个最低电流值的平均电流值、平均膜厚度和悬臂的接触面积计算体积电阻率。
<处理盒和电子照相图像形成设备>
根据本发明的导电性构件可以作为充电构件组装至各处理盒和电子照相图像形成设备。根据本发明的处理盒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，所述处理盒可拆卸地安装至电子照相图像形成设备的主体，其中充电构件为上述电子照相用导电性构件。根据本发明的电子照相图像形成设备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，其中充电构件为上述电子照相用导电性构件。
图3为用于示出本发明的电子照相图像形成设备的实例的示意性截面图。作为具有形成于其上的静电潜像的图像承载构件的静电潜像承载构件(电子照相感光构件)31沿由箭头R1表示的方向旋转。调色剂承载构件33沿由箭头R2表示的方向旋转，从而将调色剂输送至调色剂承载构件33和静电潜像承载构件31彼此相对的显影区域。另外，使调色剂供给构件34与调色剂承载构件接触，并且沿由箭头R3表示的方向旋转，从而将调色剂供给至调色剂承载构件的表面。
在静电潜像承载构件(电子照相感光构件)31的周围，设置充电构件(充电辊)32、转印构件(转印辊)36、清洁器容器37、清洁刮板38、定影装置39和拾取辊310等。使静电潜像承载构件31通过充电辊32来带电。然后，静电潜像承载构件31通过使用激光生成设备312通过用激光照射而曝光，由此对应于目标图像的静电潜像形成于静电潜像承载构件的带电表面上。静电潜像承载构件上的静电潜像用显影装置35内的调色剂来显影，从而提供调色剂图像。通过经由转印材料中介与静电潜像承载构件抵接的转印构件(转印辊)使调色剂图像转印至转印材料(纸)311上。将其上具有调色剂图像的转印材料(纸)送至定影装置，并且使调色剂图像定影在转印材料(纸)上。另外，用清洁刮板刮掉静电潜像承载构件上残留的一部分调色剂并且贮存在清洁器容器中。
作为本发明的电子照相图像形成设备中包括的充电设备，优选使用其中使静电潜像承载构件和充电辊在形成抵接部的同时彼此接触并且构成为通过将预定充电偏压施加至充电辊使静电潜像承载构件的表面带电至预定极性和电位的接触充电设备。当如刚刚所述进行接触充电时，可以进行稳定的均匀充电，此外可以减少臭氧的生成。另外，为了通过保持与静电潜像承载构件均匀接触而进行均匀充电，更优选使用构成为沿与静电潜像承载构件相同的方向旋转的充电辊。
优选应用于本发明的电子照相图像形成设备的接触转印步骤示例以下步骤：在静电潜像承载构件通过记录介质的中介保持与具有施加至其的与调色剂极性相反的电压的转印构件抵接的同时，将调色剂图像静电转印至记录介质。
在本发明的电子照相图像形成设备中，优选通过经由调色剂的中介使调色剂层厚度调节构件与显影剂承载构件抵接来调节显影剂承载构件上调色剂层的厚度。与显影剂承载构件抵接的调色剂层厚度调节构件一般为调节刮板，其也可以适合用于本发明。
作为调节刮板，可以使用：如硅橡胶、聚氨酯橡胶或NBR等橡胶弹性体；如聚对苯二甲酸乙二醇酯等合成树脂弹性体；如磷青铜板或SUS板等金属弹性体；或者其复合物。此外，为了控制调色剂带电性的目的，可以使用：以与显影剂承载构件的抵接部接触的方式结合有如树脂、橡胶、金属氧化物或金属等电荷控制物质的如橡胶、合成树脂或金属弹性体等弹性支承体。其中，以与显影剂承载构件的抵接部接触的方式结合有树脂或橡胶的金属弹性体是特别优选的。与金属弹性体结合的构件用材料优选为如聚氨酯橡胶、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂或尼龙树脂等容易带电至正极性的材料。
将用作调节刮板的上边缘侧的基部固定保持在显影装置侧，并且在沿显影剂承载构件的正方向或反方向抵抗刮板的弹性力的状态下，用适当的弹性按压力使其下边缘侧与显影剂承载构件的表面抵接。
有效的是，调节刮板与显影剂承载构件之间的抵接压力以沿显影剂承载构件的母线方向的线压力计优选为1.27N/m以上且245.00N/m以下，更优选4.9N/m以上且118.0N/m以下。当抵接压力为1.27N/m以上时，可以均匀地涂布调色剂，结果是，可以有效防止起雾或飞散。当抵接压力为245.00N/m以下时，可以有效防止调色剂的劣化。
显影剂承载构件上的调色剂层的量优选为2.0g/m2以上且12.0g/m2以下，更优选3.0g/m2以上且10.0g/m2以下。当显影剂承载构件上的调色剂的量为2.0g/m2以上时，可以获得充分的图像浓度。另一方面，当显影剂承载构件上的调色剂的量为12.0g/m2以下时，可以有效地防止调节不良。
应当注意的是，在本发明中，显影剂承载构件上的调色剂的量可以通过改变显影剂承载构件的表面粗糙度(Ra)、调节刮板的自由长度、和调节刮板的抵接压力而任意地改变。
为了使显影剂承载构件上承载的调色剂显影，将用作偏压单元的显影偏压施加至显影剂承载构件。当直流电压用作显影偏压时，优选将具有静电潜像的图像部(通过显影剂的附着而可视化的区域)的电位与静电潜像的非图像部(显影剂未附着的区域)的电位之间的值的电压施加至显影剂承载构件。静电潜像的图像部的电位与显影偏压电位之间的差的绝对值(Vcontrast)优选落在50V以上且400V以下的范围内。当将绝对值设定为落在该范围内时，形成具有合适浓度的图像。另外，为了提高显影图像的浓度并且改进色调再现性，可以将交流偏压施加至显影剂承载构件，从而在显影区域形成其方向交替反转的振荡电场。
静电潜像的非图像部的电位与显影偏压电位之间的差的绝对值(Vback)优选落在50V以上且600V以下的范围内。当将绝对值设定为落在该范围内时，可以适当地抑制非图像部中调色剂的显影。
特别是在除去具有清洁器容器11和清洁刮板12的无清洁器系统的情况下，由于附着在感光构件上的纸粉导致Vback变得不充分，结果是，图像缺陷易于发生，并且残留在感光构件上而没有转印至纸上的调色剂需要再一次回收至用于贮存调色剂的显影容器内，因此Vback优选设定为具有高值。该值优选设定为落在300V以上且600V以下的范围内。
在本发明的电子照相图像形成设备中，充电构件优选构成为以与电子照相感光构件(静电潜像承载构件)的速度不同的速度移动。另外，充电构件优选构成为在沿相对于电子照相感光构件的移动方向的正方向保持速度差的同时移动。当在无清洁器电子照相图像形成设备中采用此类构成时，可以抑制电子照相感光构件上的转印残留调色剂向充电构件表面的迁移。
根据本发明，用作静电附着的原因的源自调色剂的污染物的附着量降低。此外，通过电荷从导电性辊向污染物的注入，并且通过导电性构件与感光构件之间的电位差的利用，污染物可以回到感光构件。结果，无论使用条件和使用环境，附着至充电辊的污染物的量均可以显著降低，由此可以获得的能够长期使感光构件均匀带电的导电性构件。根据本发明，还可以提供能够形成高品质电子照相图像的处理盒和电子照相图像形成设备。
现在，通过实施例更详细地描述本发明。
<实施例1>
<1.未硫化橡胶组合物的制备>
将种类和量如下表1所示的材料用加压捏合机混合，从而获得A捏合的橡胶组合物。此外，将183.0质量份A捏合的橡胶组合物和种类与量如下表2所示的材料用开炼机混合，从而制备未硫化橡胶组合物。
表1
表2
<2.导电性弹性辊的制造>
准备通过使易切削钢的表面进行无电解镀镍获得的全长为252mm和外径为6mm的圆棒。接着，将粘接剂涂布于圆棒的去除各自长度为11mm的两端部的230-mm区域的整个周面。使用的粘接剂为导电性热熔融型。另外，使用辊涂机来涂布。在本实施例中，具有涂布于其上的粘接剂的圆棒用作导电性支承体。
接着，准备具有导电性基体的供给机构和未硫化橡胶组合物的排出机构的十字头挤出机，将内径为12.5mm的模头连接至十字头，并且将挤出机和十字头各自的温度和导电性支承体的输送速度分别调整为80℃和60mm/秒。在这些条件下，未硫化橡胶组合物由挤出机供给，并且在十字头中，导电性支承体用未硫化橡胶组合物覆盖用作弹性层。由此，获得未硫化橡胶辊。接着，将未硫化橡胶辊装入170℃的热风硫化炉中，并且加热60分钟，从而获得未研磨的导电性弹性辊。其后，切下并去除弹性层的端部。最后，弹性层的表面用旋转砂轮来研磨。由此，获得中央部直径为8.5mm的导电性弹性辊。应当注意的是，辊的凸起量(中央部的外径与朝向各两端部方向距离中央部90mm的位置的外径之间的差的平均值)为110μm。
<3.涂布液1的制造>
根据本发明的表面层形成用粘结剂树脂的涂布液通过以下技术来制造。在氮气气氛下，在反应容器内的温度保持在65℃的同时，将100质量份聚酯多元醇(商品名：P3010，由Kuraray Co.,Ltd.制造)逐渐滴加至反应容器内的27质量份聚合的MDI(商品名：MILLIONATE MR200,由Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造)。滴加完成后，使混合物在65℃下进行反应2小时。将所得反应混合物冷却至室温，从而获得异氰酸酯基含量为4.3％的异氰酸酯基末端预聚物1。
相对于54.9质量份异氰酸酯基末端预聚物1，将41.52质量份另一聚酯多元醇(商品名：P2010，由Kuraray Co.,Ltd.制造)和30质量份炭黑(MA230:由Mitsubishi ChemicalCorporation制造，数均粒径：30nm)溶解在甲基乙基酮(MEK)中，从而将固成分调整为27质量％。由此，制造混合液1。将270g混合液1和200g平均粒径为0.8mm的玻璃珠装入内容量为450mL的玻璃瓶中，并且使用油漆搅拌分散机分散12小时。分散后，添加30质量份平均粒径为7.0μm的聚氨酯颗粒(DAIMICBEAZ UCN-5070D：由Dainichiseika Color&ChemicalsMfg.Co.,Ltd.制造)。其后，将混合物进一步分散15分钟，并且去除玻璃珠，从而获得表面层用涂布液1。
<4.导电性辊的涂布>
将以上2中制造的导电性弹性辊在其长度方向为竖直方向并且保持其上端部的情况下，浸渍在通过以上3的技术制造的表面层用涂布液1中，并且拉起，接着在23℃下风干30分钟。然后，将所得物在设定为80℃的热风循环干燥机中干燥1小时，并且在设定为160℃的热风循环干燥机中进一步干燥1小时。由此，在导电性弹性辊的外周面上形成表面层。在浸渍涂布时，浸渍时间为9，并且拉起辊的速度，作为初始速度调整为20mm/分钟和作为最终速度调整为2mm/分钟，并且速度在20mm/分钟与2mm/分钟之间随着时间而线性变化。
<5.源自导电性细颗粒的凸部的制造>
将通过以上4的技术制造的导电性辊用波长为254nm的紫外线以实现累积光量为9,000mJ/cm2进行照射，从而使表面层的最外表面的粘结剂树脂分解。使用低压汞灯(由Harison Toshiba Lighting Corporation制造)进行紫外线照射。通过上述技术制造导电性辊1。
<6.特性评价>
接着，使获得的导电性辊1进行以下评价试验。评价结果示于表9。
<评价6-1.表面层的膜厚度的测量>
通过用光学显微镜或电子显微镜在总计九个位点，即，沿表面层的轴方向三个位点乘以沿圆周方向三个位点观察截面来测量表面层的膜厚度，并且将其平均值定义为表面层的“膜厚度”。评价结果示于表9。
<评价6-2.表面层的体积电阻率的测量>
表面层的体积电阻率使用原子力显微镜(AFM)(Q-scope 250:Quesant)以导电性模式来测量。首先，使用操纵器从导电性辊的表面层切出宽度为2mm且长度为2mm的片。应当注意的是，进行表面层中片的切出使得片的一个表面包括表面层的表面。接着，使铂由气相沉积在片的表面的外表面侧使得厚度为80nm。接着，将铂已经由气相沉积于其上的表面与直流电源(6614C:Agilent)相连接并且施加10V的电压。使悬臂的自由端与表面层的另一表面彼此接触，并且通过AFM的主体获得电流图像。测量在表面中随机选择的100个位点的电流值，并且由十个最低电流值的平均电流值和以上6-1中测量的膜厚度计算“体积电阻率”。以下示出测量的条件。评价结果如表9中的“体积电阻率”所示。
[测量的条件]
测量模式：接触
悬臂：CSC17
测量范围：10nm×10nm
扫描速度：4Hz
施加的电压：10V.
<评价6-3.表面层的通用硬度的测量>
表面层的在距离其表面的深度为1μm处的通用硬度使用通用硬度计来测量。
超显微硬度计(商品名：FISCHERSCOPE HM-2000，由Helmut Fischer制造)用于测量。以下示出具体的测量条件。
·测量用压头：维氏压头，面角：136°，杨氏模量1140，泊松比0.07。
·压头用材料：金刚石
·测量环境：温度：23℃，相对湿度：50％
·最大试验载荷：1.0mN
·载荷条件：以使得在30秒内达到最大试验载荷的速度与时间成比例施加载荷。
另外，在该评价中，使用当将压头压入至距离表面层的表面深度为1μm时的载荷F，和此时压头与表面层之间的接触面积A，由以下等式(1)计算通用硬度。
等式(1)
通用硬度(N/mm2)＝F/A
测量结果示于表9。
<评价6-4.表面层的源自粗糙化颗粒的凸部的马氏硬度>
表面层的表面的源自粗糙化颗粒的凸部的马氏硬度使用通用硬度计来测量。具体地，使用超显微硬度计(商品名：PICODENTOR HM-500，由Helmut Fischer制造)。
以下示出测量的条件。
测量用压头：维氏压头，面角136°，杨氏模量1140，泊松比0.07。
压头用材料：金刚石
测量环境：温度：23℃，相对湿度：50％
加载速度和卸载速度：1mN/50s
在该评价中，使压头的尖端与电子照相用构件的表面上源自粗糙化颗粒的凸部抵接，并且以上述条件中所述的速度施加载荷。当载荷达到0.04mN时，求得压入深度h，接着由以下等式(2)计算马氏硬度。
等式(2)
马氏硬度HM(N/mm2)＝F(N)/在试验载荷下压头的表面积(mm2)
测量结果示于表9。
<评价6-5.表面粗糙度的测量>
测量导电性辊的表面的算数平均粗糙度Ra。基于JIS B0601:1982使用表面粗糙度测量仪器(商品名：Surfcorder SE3400，由Kosaka Laboratory Ltd.制造)进行测量。将尖端半径为2μm的由金刚石制成的接触针用于测量。测量速度设定为0.5mm/s，截止频率λc设定为0.8mm，基准长度设定为0.8mm，和评价长度设定为8.0mm。测量时，在总计九个位点，即，各导电性辊的沿轴方向三个位点乘以沿圆周方向三个位点的各处，测量粗糙度曲线，并且计算Ra的值。求得Ra的这九个值的平均值并且定义为充电辊的Ra的值。评价结果示于表9。
<评价6-6.表面层的表面上源自导电性细颗粒的露出部的凸部的测量>
导电性辊的表面层的表面上源自导电性细颗粒的露出部的凸部的个数的测量方法如下所述。首先，从导电性辊中切出包括表面层的弹性层，使铂由气相沉积在表面层的最外表面上，并且使用扫描电子显微镜(商品名：S-4800，由Hitachi High-TechnologiesCorporation制造)以40,000的放大倍率观察并拍摄2.0μm×2.0μm的测量区域。所得图像使用图像分析软件(商品名：Image-Pro Plus，由Planetron,Inc.制造)来分析。使拍摄的SEM图像进行二值化处理，并且计算凸部的个数。取五个SEM图像，将计算的颗粒个数的平均值定义为本发明微小凸部的个数。评价结果示于表9。
<7.图像评价>
<评价7-1.污染的评价试验>
作为电子照相设备，准备激光束打印机(商品名：HP LaserJet P1505 Printer，由HP制造)。激光束打印机可以沿长度方向输出A4尺寸的纸。另外，激光打印机的打印速度为23张/分钟和图像分辨率为600dpi。去除包括在激光束打印机用的处理盒(商品名："HP 36A(CB436A)"，由HP制造)中的充电辊，并且安装充电辊1作为充电辊。然后，将处理盒安装至激光束打印机。
使用激光束打印机，在低温低湿(温度：15℃，相对湿度：10％)环境下、在2,000张A4尺寸的纸上输出其中以1％的打印率打印尺寸为4点的字母表的字母"E"的图像。应当注意的是，以包括每次在一张上输出图像，电子照相感光构件的旋转停止7秒的所谓的间歇模式进行电子照相图像的输出。与连续输出电子照相图像的情况相比，以间歇模式输出的图像具有更多的在充电辊与电子照相感光构件之间的滑动次数，因此可以说对于充电辊是更严格的评价条件。
在2,000张上的此类图像输出完成后，输出半色调图像(如图4所示其中沿与感光构件的旋转方向垂直的方向，以2点的间隔绘制宽度为1点的线)，并且所得图像通过以下标准来评价。评价结果示于表9。
A：在输出图像上不能发现由调色剂或外部添加剂对充电辊表面的固着导致的带电不均匀。
B：在输出图像上难以发现由调色剂或外部添加剂对涂布充电辊表面时的不均匀部分或条纹部分的固着导致的带电不均匀。
C：在输出图像上可以发现由调色剂或外部添加剂对涂布充电辊表面时的不均匀部分或条纹部分的固着导致的带电不均匀。
D：在输出图像上可以发现由调色剂或外部添加剂对涂布充电辊表面时的不均匀部分或条纹部分的固着导致的带电不均匀，并且带电不均匀的程度大。具体地，可以发现白色竖条纹状带电不均匀。
<评价7-2.放电特性的评价试验>
以与上述“评价7-1”中相同的方式，在低温低湿环境下在2,000张上形成图像，然后输出半色调图像。通过以下标准评价所得图像。评价结果示于表9。
A：通过目视观察在输出图像上没有发现白点。
B：在输出图像上轻微地发现白点。
C：发现白点贯穿整个输出图像。
<评价7-3.在高温高湿下的稳定带电性的评价试验>
去除处理盒(商品名："HP 36A(CB436A)"，由HP制造)中附属的充电辊，并且安装导电性辊1作为充电辊。另外，将表面电位计探针(商品名：MODEL555P-1，由Trek Japan KK制造)放置在从充电辊的位置沿感光构件的圆周方向旋转90°的位置，该位置距离感光构件2mm。将处理盒安装至激光束打印机(商品名：HP LaserJet P1505 Printer，由HP制造)。在以下条件下测量距离感光构件鼓的中央部90mm的位置的表面电位(带电量)：在高温高湿(温度：30℃，相对湿度：80％)环境下将感光构件鼓的旋转速度减半并且将DC-500V的电压施加至充电辊。评价结果示于表9。
应当注意的是，该测量中的表面电位的值为在作为在充电辊不放电的条件的DC-500V下的测量结果。该情况下评价的带电量为通过除了放电以外的原因加算至感光构件的带电量。因此，随着该测量中的带电量的值提高，变得更难以控制实际图像输出期间的感光构件的表面电位。该现象在高温高湿环境下是特别显著的。在该评价中，用于使输出维持在稳定的图像浓度下的目标稳定的带电量为50V以下。
<评价7-4.污染的评价试验(无清洁器)>
将充电辊1作为充电辊安装至从其中已经去除包括于其中的充电辊和清洁刮板的处理盒(商品名："HP 36A(CB436A)"，由HP制造)。另外，将齿轮连接至充电辊1使得充电辊沿相对于感光构件的旋转的正方向以110％的圆周速度差旋转。将处理盒安装至激光束打印机(商品名：HP LaserJet P1505 Printer，由HP制造)，并且在100张上输出其中沿与感光构件的旋转方向垂直的方向以100点的间隔绘制宽度各自为2点的横线的图像。然后，从处理盒中去除充电辊，并且其污染状态通过胶带着色评价来评价。
如下所述进行胶带着色评价。聚酯压敏粘合带(商品名：No.31B，由Nitto DenkoCorporation制造)贴附至充电辊的表面，然后压敏粘合带与附着至充电辊表面的调色剂一起剥离并且贴附至白纸。对充电辊表面的整个图像打印区域进行该操作。其后，整个图像打印区域的压敏粘合带的反射浓度用Photovolt反射浓度计(商品名：TC-6DS/A，由TokyoDenshoku Co.,Ltd.制造)来测量，并且求得最大值。接着，同样，测量贴附至白纸的新的聚酯压敏粘合带的反射浓度并且求得最小值。将反射浓度的增加量定义为着色浓度的值。随着着色浓度的值减小，充电辊的污染量变得越小并且越令人满意。因此，作为充电辊的污染程度的指标，采用着色浓度的值。评价结果示于表9。
<评价7-5.HH稳定带电性的评价试验(无清洁器)>
以与上述评价7-4的情况相同的方式，通过与上述“评价7-3”相同的技术进行在充电辊以相对于感光构件鼓的圆周速度差旋转的情况下在高温高湿下的稳定带电性的评价试验。
去除处理盒(商品名："HP 36A(CB436A)"，由HP制造)中附属的充电辊和清洁刮板，并且安装导电性辊1作为充电辊。另外，将表面电位计探针(商品名：MODEL555P-1，由TrekJapan KK制造)放置在从充电辊的位置沿感光构件鼓的圆周方向旋转90°的位置，该位置距离感光构件鼓2mm。将处理盒安装至激光束打印机(商品名：HP LaserJet P1505 Printer，由HP制造)。测量在将DC-500V的电压施加至充电辊的情况下感光构件鼓的中央部的表面电位(带电量)。评价结果示于表9。
<实施例2-27>
除了将涂布液1变更为表4所示的各涂布液以外，以与实施例1相同的方式制造并评价导电性辊2-27。应当注意的是，以下表4所示的用作涂布液的原料的(A)羟基末端预聚物(多元醇)，(B)异氰酸酯基末端预聚物(异氰酸酯)，(C)粗糙化颗粒，和(D)有机硅添加剂示于表3。作为异氰酸酯基末端预聚物的一部分，以与实施例1相同的方式，使用如表4所示的通过使多元醇和聚合的MDI(商品名：MILLIONATE MR200，由Nippon PolyurethaneIndustry Co.,Ltd.制造)预先进行反应并且将异氰酸酯基含量调整为4.3％而获得的各产物。评价结果示于表9。
表3
表4
<实施例28>
除了将以下表5所示的材料用作弹性层的橡胶材料并且将涂布液1变更为涂布液2以外，以与实施例1相同的方式制造并评价导电性辊28。评价结果示于表9。
表5
<实施例29>
将其种类和量如以下表6所述的材料用加压捏合机混合，从而获得A捏合的橡胶组合物。此外，将A捏合的橡胶组合物和其种类和量如以下表7所示的材料用开炼机混合，从而制备未硫化橡胶组合物。然后，使用涂布液2形成表面层。除了以上以外，以与实施例1相同的方式制造并评价导电性辊29。评价结果示于表9。
表6
表7
<实施例30>
将以下表8所示的材料混合，从而制备未硫化橡胶组合物。将作为外径为6mm和长度为258mm的不锈钢棒的芯轴(导电性支承体)配置在模具内，并且将未硫化橡胶组合物注入模具内形成的模腔。
表8
接着，将模具在120℃下加热8分钟，然后冷却至室温，接着从模具中去除。其后，将所得物在200℃下加热60分钟以硫化并固化，从而在芯轴的外周面上形成厚度为3.0mm的弹性层。其后，使用涂布液2形成表面层。除了以上以外，以与实施例1相同的方式获得导电性辊30。评价结果示于表9。
<比较例1>
使用涂布液14形成表面层并且进行用紫外线的照射。除了以上以外，以与实施例1相同的方式制造导电性辊31，并且以与实施例1相同的方式评价。应当注意的是，在该表面层的表面上不存在源自露出的导电性细颗粒的凸部，因此不满足本发明的条件。评价结果示于表10。
<比较例2>
除了使用涂布液20作为表面层用涂布液以外，以与实施例1相同的方式制造导电性辊32，并且以与实施例1相同的方式来评价。应当注意的是，表面层的表面的体积电阻率低，因此不满足本发明的条件。评价结果示于表10。
<比较例3>
除了使用涂布液21作为表面层用涂布液以外，以与实施例1相同的方式制造导电性辊33，并且以与实施例1相同的方式来评价。应当注意的是，该表面层的表面的通用硬度高，因此不满足本发明的条件。评价结果示于表10。
表10
虽然参考示例性实施方案已描述了本发明，但应理解本发明并不局限于公开的示例性实施方案。权利要求书的范围符合最宽泛的解释以涵盖所有此类改进以及等同的结构和功能。

Claims (11)

1.一种电子照相用导电性构件，其依次包括：导电性支承体；导电性弹性层；和表面层，
其特征在于：
所述表面层包含：粘结剂树脂；和分散在所述粘结剂树脂中并且数均粒径为5.0nm以上且50.0nm以下的导电性细颗粒；
所述导电性细颗粒的至少一部分从所述表面层露出；
所述表面层的表面具有源自所述导电性细颗粒的露出部的凸部；
所述表面层的体积电阻率为1.0×1010Ω·cm以上且1.0×1016Ω·cm以下；和
所述表面层的在距离其表面的深度为1μm处的通用硬度为1.0N/mm2以上且7.0N/mm2以下。
2.根据权利要求1所述的电子照相用导电性构件，其中当使用扫描电子显微镜观察所述表面层的表面中尺寸为长2.0μm、宽2.0μm的区域时，所述区域内所述导电性细颗粒的露出部的个数为50以上且500以下。
3.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件，其中所述导电性细颗粒包括炭黑。
4.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件，其中所述表面层包含数均粒径为3μm以上且30μm以下的粗糙化颗粒、在其表面上具有源自所述粗糙化颗粒的凸部、并且在凸部处具有10.0N/mm2以下的当载荷达到0.04mN时的马氏硬度。
5.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件，其中所述粘结剂树脂具有聚碳酸酯结构。
6.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件，其中源自所述表面层的导电性细颗粒的露出部的凸部包括通过紫外线处理形成的凸部。
7.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件，其中所述表面层的厚度为1μm以上且50μm以下。
8.根据权利要求7所述的电子照相用导电性构件，其中所述表面层的厚度为10μm以上且50μm以下。
9.一种处理盒，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，
所述处理盒可拆卸地安装至电子照相图像形成设备的主体，
其特征在于，所述充电构件为权利要求1-8任一项所述的电子照相用导电性构件。
10.一种电子照相图像形成设备，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，
其特征在于，所述充电构件为权利要求1-8任一项所述的电子照相用导电性构件。
11.根据权利要求10所述的电子照相图像形成设备，其中所述充电构件构成为以与所述电子照相感光构件的速度不同的速度移动。
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