CN105700309B - 充电构件、处理盒和电子照相设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及充电构件、处理盒和电子照相设备。提供一种充电构件，其即使与其它构件长期接触后，也能够抑制接触痕迹对电子照相图像的影响。充电构件具有支承体和在支承体上的表面层，表面层包含具有由下式(1)表示的结构单元的高分子化合物：式(1)在式(1)中，A表示芳香族环烃基；R1表示特定的烃基。L表示具有SiO3/2单元(T)和SiO2/2单元(D)的至少一种的聚硅氧烷。U表示1以上的整数。

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
目前，接触充电法是使电子照相感光构件的表面带电的方法的一种。在接触充电法中，将直流电压或直流交流叠加电压施加至与电子照相感光构件接触或相邻配置的充电构件，并且充电构件与电子照相感光构件之间的微少放电使电子照相感光构件的表面带电。
从充分确保充电构件与电子照相感光构件之间的辊隙的观点，用于接触充电法的充电构件的结构一般包括支承体和设置在支承体上的导电性弹性层。为了防止调色剂等对充电构件表面的附着，和为了防止导电性弹性层中包含的低分子量组分渗出至充电构件的表面，一般在导电性弹性层的表面上设置表面层。
日本专利No.2894508公开了设置在导电性弹性层上的含羟基苯乙烯树脂的树脂层可以防止带电层与电子照相感光构件之间的熔合和充电构件的调色剂污染。以及日本专利申请特开No.2001-173641公开了一种具有导电性弹性层的充电辊，所述导电性弹性层具有覆盖有有机-无机混合涂膜的周面，所述导电性弹性层防止低分子量组分渗出至表面。
然而，根据本发明人的研究，当日本专利No.2894508和日本专利申请特开No.2001-173641中记载的充电构件以静止状态与电子照相感光构件长期接触后用于形成电子照相图像时，充电构件与电子照相感光构件之间的接触痕迹在一些情况下出现条纹状的浓度不均匀。
已知用于与其它构件长期接触时接触充电的充电构件在接触部变形并且难以回复，导致压缩永久变形。推测由于充电构件的具有压缩永久变形的部分与没有压缩永久变形的部分之间的带电能力不同，所以在对应于充电构件的具有压缩永久变形的部分的电子照相图像中导致条纹状的浓度不均匀。在日本专利申请特开No.2001-173641中记载的具有有机-无机混合涂膜的充电构件中，可以设想，作为没有充分抑制低分子量组分向表面的渗出的结果表面上出现的渗出物也有助于条纹状的浓度不均匀。推测作为将挠性设定为高值的结果，由于有机-无机混合涂膜的小的交联密度导致浓度不均匀。
本发明的目的是提供一种充电构件，其即使与其它构件长期接触后也能够抑制接触痕迹对电子照相图像的影响。
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处理盒和电子照相设备。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种具有支承体和在支承体上的表面层的充电构件，其中表面层包含具有由下式(1)表示的结构单元的高分子化合物。
在式(1)中，A表示芳香族环烃基。R1表示下式(2)-(5)的任意之一。L表示具有SiO3/2单元(T)和SiO2/2单元(D)的至少一种的聚硅氧烷。U表示1以上的整数。在U为2以上的整数的情况下，存在多个R1，R1各自独立地表示下式(2)-(5)的任意之一。
在式(2)-(5)中，R2-R6、R9-R13、R18、R19、R24和R25各自独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基。R7、R8、R14-R17、R22、R23和R28-R31各自独立地表示氢原子或具有1-4个碳原子的烷基。R20、R21、R26和R27各自独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷氧基或具有1-4个碳原子的烷基。此处，n、m、l、q、s和t各自独立地表示1-8的整数。此处，p和r各自独立地表示4-12的整数。此处，x和y各自独立地表示0或1。此处，符号*表示与由式(1)中的L表示的聚硅氧烷中的硅原子的结合位置。此处，符号**表示与由式(1)中的-(R1(L)-O)-表示的单元的氧原子的结合位置。
本发明的另一方面，提供一种可拆卸地安装至电子照相设备的主体的处理盒，其具有电子照相感光构件和使电子照相感光构件的表面带电的充电构件，其中充电构件为上述充电构件。
本发明的另一方面，提供一种电子照相设备，其具有电子照相感光构件和使电子照相感光构件的表面带电的充电构件，其中充电构件为上述充电构件。
发明的效果
根据本发明，可以获得即使与其它构件长期接触后也能够抑制接触部的痕迹对电子照相图像的影响，即，消除影响或有效降低影响的充电构件。此外，根据本发明，可以获得使得稳定地形成高品质电子照相图像的处理盒和电子照相设备。
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为示出本发明的充电构件的一个实例的截面图。
图2为示出本发明的具有处理盒的电子照相设备的实施方案的结构的截面图。
图3为示出模拟本发明的充电构件的表面层的一个实例的模型的1H-NMR测量结果的图。
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。
本发明的充电构件至少具有支承体和设置在支承体上的表面层。可以在支承体与表面层之间设置弹性层。尽管充电构件的最简单的结构在支承体上包括由弹性层和表面层组成的两层，在支承体与弹性层之间或者弹性层与表面层之间可以设置一层以上的层。在示出与作为充电构件的代表性实例的辊形状的充电辊的中心轴正交的截面的图1中，充电构件具有包括在圆柱状支承体101的周面上依次层压的弹性层102和表面层103的结构。
<支承体>
支承体具有导电性并且具有支承设置在其上的表面层等的功能。支承体的形状可以对应于充电构件的形状来适当地选择。构成支承体的材料的具体实例包括以下：
由如铁、铜、不锈钢、铝、铝合金和镍等金属(合金)形成的支承体。
可选择地，可以使用由用导电性填料强化的树脂形成的支承体。
<弹性层>
作为形成弹性层的材料，可以使用如用于常规的充电构件的弹性层或导电性弹性层的橡胶等弹性材料的一种或多种。
橡胶的实例包括以下：
聚氨酯橡胶、硅橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、聚降冰片烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶、丙烯腈橡胶、表氯醇橡胶和烷基醚橡胶。
弹性层可以适当地包括导电剂，从而可以将导电性调节至预定的值。弹性层的电阻可以通过适当地选择导电剂的种类和使用量来调节。电阻优选为在102Ω以上且108Ω以下的范围内，更优选在103Ω以上且106Ω以下的范围内。
用于弹性层的导电剂的实例包括炭材料、金属氧化物、金属、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、抗静电剂和电解质。可以基于需要组合使用其多种。
炭材料的具体实例包括导电性炭黑和石墨。
金属氧化物的具体实例包括氧化锡、氧化钛和氧化锌。
金属的具体实例包括镍、铜、银和锗。
阳离子表面活性剂的具体实例包括季铵盐(例如，月桂基三甲基铵、硬脂基三甲基铵、辛基十二烷基三甲基铵、十二烷基三甲基铵、十六烷基三甲基铵和改性的脂肪酸-二甲基乙基铵)、高氯酸盐、氯酸盐、氟硼酸盐、乙基硫酸盐和苄基卤盐(苄基溴盐、苄基氯盐等)。
阴离子表面活性剂的具体实例包括脂肪族磺酸盐、高级醇硫酸盐、高级醇环氧乙烷加成物硫酸盐、高级醇磷酸盐和高级醇环氧乙烷加成物磷酸盐。
两性表面活性剂的具体实例包括N-烷基氨基丙酸、N-烷基甜菜碱和二甲基烷基氧化胺。
抗静电剂的实例包括如高级醇环氧乙烷、聚乙二醇脂肪酸酯和多元醇脂肪酸酯等非离子性抗静电剂。
电解质的实例包括周期表第一族的金属(例如，Li、Na、K等)的盐。周期表第一族金属的盐的具体实例包括LiCF3SO3、NaClO4、LiAsF6、LiBF4、NaSCN、KSCN和NaCl。
从当与充电构件和作为被充电体的电子照相感光构件(下文中，也简称为感光构件)接触时抑制充电构件的变形的观点，弹性层的硬度以MD-1硬度计可以为60度以上且85度以下。弹性层可以为在中央部的层厚度比端部的层厚度厚的凸起状，从而与感光构件沿宽度方向均匀接触。
<表面层>
本发明的表面层包括具有由下式(1)表示的结构单元的高分子化合物。
在式(1)中，A表示芳香族环烃基。R1表示下式(2)-(5)的任意之一。L表示至少具有SiO3/2单元(T)和/或SiO2/2单元(D)的聚硅氧烷。U表示1以上的整数。在U为2以上的情况下，即，当包含多个R1时，R1各自独立地表示下式(2)-(5)的任意之一。
从改进弹性和抑制渗出的观点，L为具有由分子式SiO3/2表示的单元(T)和/或由分子式SiO2/2表示的单元(D)的聚硅氧烷，并且可以至少包括可以具有三维交联结构单元(T)。
在式(2)-(5)中，R2-R6、R9-R13、R18、R19、R24和R25各自独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基。R7、R8、R14-R17、R22、R23和R28-R31各自独立地表示氢原子或具有1-4个碳原子的烷基。R20、R21、R26和R27各自独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷氧基或具有1-4个碳原子的烷基。此处，n、m、l、q、s和t各自独立地表示1-8的整数。此处，p和r各自独立地表示4-12的整数。此处，x和y各自独立地表示0或1。此处，符号*表示与由式(1)中的L表示的聚硅氧烷中的硅原子的结合位置。此处，符号**表示与由式(1)中的-(R1(L)-O)-表示的单元中的氧原子的结合位置。
R1可以为选自由以下通式(6)-(9)表示的结构的任意之一。在该情况下，有机链的存在使得控制表面层的弹性模量或表面层的膜特性如脆性和挠性。有机链的存在，特别是，有机链结构中的醚部位改进表面层与弹性层的密合性。
在式(6)-(9)中，从容易得到和表面层的弹性模量和膜特性如脆性和挠性的容易控制的观点，N、M、L、Q、S和T各自独立地可以为1-8的整数。此处，x'和y'各自独立地表示0或1。此处，符号*表示与由式(1)中的L表示的聚硅氧烷中的硅原子的结合位置。此处，符号**表示与由式(1)中的-(R1(L)-O)-表示的单元中的氧原子的结合位置。在本发明中，由式(1)表示的结构包括以下结构。
作为本发明的高分子化合物的实例，如下示出高分子化合物的结构的一部分，其中式(1)中的R1为由式(2)表示的结构，和L为具有SiO3/2单元(T)的聚硅氧烷。
具有由式(1)表示的结构单元的高分子化合物可以为具有由下式(10)表示的结构的化合物与由下式(11)表示的可水解化合物和由下式(12)表示的可水解化合物的至少之一的反应产物。通过通式(11)的三个官能部位和通式(12)的两个官能部位处发生的水解和缩合程度的控制来控制表面层的弹性模量和致密性，从而可以控制从弹性层的渗出。此外，可以通过通式(11)中的R32和由具有与通式(10)的羟基反应的环氧基的有机基团形成的通式(12)中的R36来控制表面层的弹性模量。
在通式(10)中，A表示芳香族环烃基。通式(11)中的R32和通式(12)中的R36表示具有环氧基的下式(13)-(16)的任意之一。通式(11)中的R33-R35和通式(12)中的R38和R39各自独立地表示烃基。通式(12)中的R37表示饱和或不饱和的单价烃基。
在式(13)-(16)中，R40-R42、R45-R47、R52、R53、R58和R59各自独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基。R43、R44、R48-R51、R56、R57和R62-R65各自独立地表示氢原子或具有1-4个碳原子的烷基。R54、R55、R60和R61各自独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷氧基或具有1-4个碳原子的烷基。
此处，n'、m'、l'、q'、s'和t'各自独立地表示1-8的整数。此处，p'和r'各自独立地表示4-12的整数。此处，符号*表示与式(11)或式(12)中的硅原子的结合位置。
在具有由通式(10)表示的结构的化合物与由通式(11)和/或通式(12)表示的可水解硅烷化合物的反应中，从改进表面层的成膜性、弹性模量和致密性的观点，反应时的共混质量比(10)/((11)+(12))可以为1/9以上且9/1以下。
具有由通式(10)表示的结构的化合物的实例包括具有羟基苯乙烯作为可聚合组分的聚合物、具有α-甲基羟基苯乙烯作为可聚合组分的聚合物和具有羟基苯乙烯与α-甲基羟基苯乙烯作为可聚合组分的共聚物。其更具体的实例包括聚乙烯基苯酚(聚羟基苯乙烯)及其共聚物，和聚乙烯基苯酚的卤化物及其共聚物。
作为通式(11)中的R33-R35和作为通式(12)中的R38和R39的烃基的实例包括烷基、烯基和芳基。其中，具有1-4个碳原子的直链状或支链状的烷基是优选的，并且甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基和叔丁基是更优选的。
作为通式(12)中的R37的饱和或不饱和的单价烃基的实例包括烷基、烯基和芳基。其中，具有1-3个碳原子的直链状或支链状的烷基是优选的，并且甲基和乙基是更优选的。
具有由通式(13)表示的结构和由通式(11)或(12)表示的结构的可水解硅烷化合物的具体实例如下：
4-(1,2-环氧基丁基)三甲氧基硅烷、4-(1,2-环氧基丁基)三乙氧基硅烷、4-(1,2-环氧基丁基)甲基二甲氧基硅烷、4-(1,2-环氧基丁基)甲基二乙氧基硅烷、5,6-环氧基己基三甲氧基硅烷、5,6-环氧基己基三乙氧基硅烷、5,6-环氧基己基甲基二甲氧基硅烷、5,6-环氧基己基甲基二乙氧基硅烷、8-氧基硅烷-2-基辛基三甲氧基硅烷和8-氧基硅烷-2-基辛基三乙氧基硅烷。
具有由通式(14)表示的结构的由通式(11)或(12)表示的可水解硅烷化合物的具体实例如下：环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷和环氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷。
具有由通式(15)表示的结构的由通式(11)或(12)表示的可水解硅烷化合物的具体实例如下：2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基甲基二甲氧基硅烷和2-(3,4-环氧基环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷。
具有由通式(16)表示的结构的由通式(11)或(12)表示的可水解硅烷化合物的具体实例如下：3-(3,4-环氧基环己基)甲氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(3,4-环氧基环己基)甲氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(3,4-环氧基环己基)甲氧基丙基甲基二甲氧基硅烷和3-(3,4-环氧基环己基)甲氧基丙基甲基二乙氧基硅烷。
<充电构件的制造方法>
本发明的充电构件的表面层可以通过以下形成：将包含表面层形成用材料的涂布液涂布在支承体上或涂布在弹性层上使得形成涂布层，通过干燥等使涂布层固化。
可以通过将具有由通式(10)表示的结构的化合物与由通式(11)和/或通式(12)表示的可水解化合物在有机溶剂中混合，并且将混合物加热以进行反应来获得涂布液。
对使用有机溶剂没有特别地限定，只要溶剂可以溶解具有由通式(10)表示的结构的化合物和由通式(11)和/或通式(12)表示的可水解化合物即可。使用的溶剂的实例包括醇系溶剂、醚系溶剂、溶纤剂系溶剂、酮系溶剂和酯系溶剂。
醇系溶剂的具体实例包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇和环己醇。
醚系溶剂的具体实例包括二甲氧基乙烷。
溶纤剂系溶剂的具体实例包括甲基溶纤剂和乙基溶纤剂。
酮系溶剂的具体实例包括丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮。
酯系溶剂的具体实例包括乙酸甲酯和乙酸乙酯。
有机溶剂可以单独使用，或者可以使用两种以上的混合物。
具有由通式(10)表示的结构的化合物与由通式(11)表示的可水解化合物之间的反应或者具有由通式(10)表示的结构的化合物与由通式(12)表示的可水解化合物之间的反应的发生可以通过NMR分析来确认。
随后，将获得的涂布液调节至适当的浓度，然后将其涂布在支承体上或涂布在导电性弹性层上，从而形成表面层。对表面层的形成方法没有特别地限定，并且可以选择常规的方法。所述方法的具体实例包括辊涂机涂布、浸渍涂布和环涂布。
表面层形成后，可以进行热处理以干燥溶剂或促进由通式(11)表示的可水解化合物的水解和缩合。
本发明具有表面层的充电构件的如动摩擦系数和表面自由能等物理性质可以通过表面层的热处理来调节。更具体地，活性能量射线的照射方法一般用于热处理。活性能量射线的实例包括紫外线、红外线和电子射线。
从带电能力和当设置有弹性层时防止低分子量组分从弹性层渗出的观点，仅作为指导表面层的厚度优选为10nm以上且1000nm以下，特别优选50nm以上且500nm以下。
<电子照相设备>
在图2中，示出具有本发明的充电构件的电子照相设备的示例性结构的实例。
电子照相设备至少包括作为用于承载调色剂图像和静电潜像的图像承载构件的旋转鼓型电子照相感光构件(感光构件)21，和作为本发明的充电构件的充电辊22。
感光构件21沿由如图中的箭头所示的顺时针方向以预定的圆周速度(处理速度)旋转驱动。
充电辊22和用于将充电偏压施加至充电辊22的充电偏压施加电源S2构成充电装置。与感光构件21以预定的按压力接触的充电辊22沿相对于感光构件21的旋转的正方向(图2中的逆时针方向)旋转驱动。将预定的直流电压(以下实施例中-1140V)从充电偏压施加电源S2施加至充电辊22(DC充电法)，使得感光构件21的表面以预定的极性电位(以下实施例中，暗区电位：-500V)均匀带电。
在沿围绕感光构件21的轴的旋转方向(图2的顺时针方向)的充电辊22的下游，设置曝光装置23。已知的装置可以用作曝光装置23，例如，可以使用激光束扫描仪。如激光光等曝光光L从曝光装置23发出。
在感光构件21的带电表面上，对应于目标图像数据的图像曝光通过曝光装置23来进行，使得感光构件带电表面上的曝光亮区的电位(以下实施例中，亮区电位：-150V)选择性地降低(衰减)。因此，在感光构件21上形成静电潜像。
在沿围绕感光构件21的轴的旋转方向(图2的顺时针方向)的曝光光L的照射位置的下游，设置用于静电潜像的反转显影的显影装置24。已知的装置可以用作显影装置24。显影装置24包括设置在用于收纳调色剂的显影容器的开口部的用于承载和输送调色剂的调色剂承载构件24a。显影装置24进一步包括用于搅拌收纳的调色剂的搅拌构件24b，和用于调节调色剂承载构件24a上调色剂的承载量(调色剂层厚度)的调色剂调节构件24c。显影装置24使带电至与感光构件21的带电极性相同的极性的调色剂(负带电调色剂)选择性地附着至感光构件21表面上的静电潜像的曝光亮区，从而使静电潜像可视化为调色剂图像(以下实施例中，显影偏压：-400V)。对显影方法没有特别地限定，并且可以选自全部现有的显影方法：如跳跃显影法、接触显影法和磁刷法。在沿围绕感光构件21的轴的旋转方向(图2的顺时针方向)的显影装置24的下游，设置作为转印装置的转印辊25。已知的装置可以用作转印辊25。其实例包括包含涂布有制备成具有中值电阻的弹性树脂层的由金属等制成的导电性支承体的转印辊。与感光构件21以预定的按压力接触的转印辊25沿相对于感光构件21的旋转的正方向(图2的逆时针方向)以与感光构件21的旋转圆周速度大约相同的圆周速度旋转。将调色剂的带电特性的相反极性的转印电压由转印偏压施加电源S4施加。向感光构件21与转印辊25之间的接触部，从图中未示出的供纸机构在预定的时间供给转印介质P，并且用施加有转印偏压的转印辊25使转印介质P的背面带电至调色剂的带电极性的相反极性。在感光构件21与转印辊25之间的接触部，感光构件21侧上的调色剂图像由此静电转印至转印介质P的正面侧。
具有转印的调色剂图像的转印介质P与感光构件的表面分离，引入至图中未示出的调色剂图像定影装置以定影调色剂图像，并且作为图像形成物输出。在两面图像形成模式或多重图像形成模式中，将图像形成物引入至图中未示出的再循环输送机构以再引入至转印部。用刮板型等的清洁装置26从感光构件21上收集如转印残留调色剂等感光构件21上的残留物。当残余电荷残留在感光构件21上时，在转印后用充电构件22一次充电之前应当用预曝光装置(图中未示出)除去感光构件21上的残余电荷。在以下实施例中，在图像形成中没有使用预曝光装置。
至少充电构件22和感光构件21可以一体化支承在可拆卸地安装至电子照相设备的主体的处理盒中。向处理盒中，除了充电构件22和感光构件21以外，可以添加显影装置24和/或清洁装置26。在以下实施例中，处理盒用于一体化地支承充电构件22、感光构件21、显影装置24和清洁装置26。
[实施例]
以下参考实施例更详细地描述本发明。在说明书中，“份”指“质量份”。
<具有弹性层的辊的制备>
将表1中记载的各材料用6-L加压捏合机(使用的设备：TD6-15MDX，由Toshin Co.,Ltd.制造)捏合20分钟。随后，将4.5份作为硫化促进剂的二硫化四苄基秋兰姆(商品名：SANCELER TBzTD，由Sanshin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)和1.2份作为硫化剂的硫磺进一步添加至捏合产物中。将由此获得的混合物用辊直径为12英寸的开炼机进一步捏合8分钟，从而获得未硫化橡胶组合物。
表1
随后，将包含金属和橡胶的热固性粘合剂(商品名：METALOC N-33，由ToyokagakuKenkyusho Co.,Ltd.制造)涂布于直径为6mm和长度为252mm的圆柱形钢制基体(具有镀镍表面)。涂布区域沿圆柱面轴方向从中央向两端延伸115.5mm(所述区域的总宽度：沿轴方向231mm)。将涂布的基体在80℃下干燥30分钟，并且在120℃下进一步干燥1小时，从而在支承体上形成粘合层。
随后，使用十字头挤出机，同轴挤出未硫化橡胶组合物，从而在涂布有粘合层的支承体上形成外径为8.75-8.90mm的圆筒形。切除两端，使得在支承体的外周形成未硫化橡胶组合物层(长度：242mm)。由此获得涂布有未硫化橡胶组合物层的辊。使用的挤出机的料筒直径为70mm，和比例L/D为20。在挤出期间的温度条件如下：头温度：90℃，料筒温度：90℃，和螺杆温度：90℃。
随后，使用具有不同温度设定的两个区域的连续加热炉使由此获得的涂布有未硫化橡胶组合物层的辊进行未硫化橡胶组合物层的硫化。更具体地，将第一区域设定在80℃的温度下，使辊30分钟通过，并且将第二区域设定在160℃的温度下，使辊30分钟通过，从而使未硫化橡胶组合物层硫化以形成弹性层。随后，切除弹性层的两端，使得弹性层沿轴方向的宽度为232mm。然后用磨轮研磨弹性层的表面。由此获得具有端部直径为8.26mm和中央部直径为8.50mm的凸起状的、表面的10点平均粗糙度Rz为5.5μm、偏差为18μm和MD-1硬度为73度的导电性弹性辊1。
10点平均粗糙度Rz根据JIS B 0601(1994)来测量。用由Mitutoyo Corporation制造的高精度激光测量机LSM-430V来测量偏差。更具体地，用测量机测量外径，并且获得最大外径与最小外径之间的差作为5点的外径差偏差。假设5点的外径差偏差的平均值作为测量物的偏差。
<涂布液的制备和表面层的形成>
使用的聚合物的列表示于表2，并且使用的可水解化合物的列表示于表3。
(实施例1)充电辊E1
在50-mL玻璃容器中，装入并混合10.0g二甲氧基乙烷(DME)、5.0g聚乙烯基苯酚(PVP-1，由Sigma-Aldrich制造)和5.0g 3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(EP-1)。将玻璃容器中由此获得的混合物在80℃的油浴中搅拌5小时，从而制备涂布液E1。用二甲氧基乙烷稀释涂布液E1使得固成分为1.0质量％，在以下条件下通过环涂布将其涂布在导电性弹性辊1(表面研磨后的导电性弹性辊)的弹性层的外周：
·排出量：0.120mL/s
·环部速度：85mm/s
将涂膜在80℃的热风循环炉中加热30分钟，从而制作充电辊E1。
[评价1]硬化膜的弹性模量的测量
用二甲氧基乙烷稀释涂布液E1，从而制备固成分为7.0质量％的稀释液。将稀释液滴在厚度为100μm的铝片上，并且用旋涂机(1H-D7，由Mikasa Co.,Ltd.制造)以300rpm的旋转速度形成膜2秒。干燥后，将膜在80℃的热风循环炉中加热30分钟，从而形成硬化膜。硬化膜的弹性模量用表面涂膜用物理性质试验机(商品名：FISCHER SCOPE H100V，由HelmutFischer GmbH制造)来测量。假设当压头从被测量物的表面以0.4μm/7s的速度压入时的值作为弹性模量。调节弹性模量测量用试样使得硬化膜厚度为10μm以上。为了获得充分的硬化膜厚度，可以在多个时间进行旋涂。测量结果示于表4。
[评价2]式(1)的结构的确认
使用1H-NMR(使用的设备：JMN-EX400，由JEOL Ltd.制造)，确认式(1)的结构是否存在于涂布液E1中。更具体地，确认由聚乙烯基苯酚中的酚羟基与3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷中的环氧基之间的反应产生的结合。然而，当涂布液E1用作测量试样时，通过作为高分子的聚乙烯基苯酚扩宽1H-NMR峰，导致难以分析。因此，在本评价中，式(1)的结构通过作为单分子的对甲酚与3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷之间的模式反应来确认。测量试样的制备方法如下。
在50-mL玻璃容器中，装入并混合10.0g二甲氧基乙烷(DME)、2.29g对甲酚(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)和5.0g 3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(EP-1)。将玻璃容器中由此获得的混合物在80℃的油浴中搅拌5小时，从而制备测量试样。测量结果示于图3。在测量试样的结果中，原料甲酚的甲基和芳香环的峰朝向低磁场侧(峰A、B和C)移动，并且出现了原料中不存在的峰D和E。结果表明，对甲酚中的酚羟基与3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷的环氧基之间的反应改变各质子的环境。因此，推测由具有与对甲酚相似结构的聚乙烯基苯酚制作的涂布液E1具有式(1)的结构。
[评价3]
至少充电辊E1和电子照相感光构件安装至处理盒中，从而一体化地支承。更具体地，图2示出的结构中，处理盒包括通过收纳结构一体化地支承作为充电构件22的充电辊E1、感光构件21、显影装置24和清洁装置26。
对作为充电构件22的充电辊E1施加1kg的总载荷使得与电子照相感光构件接触。该状态的处理盒在高温高湿条件(温度：40℃，湿度：95％RH)下放置10天，从而制备试样，或者放置30天，以制备另一试样。从高温高湿环境中取出各试样，然后在常温常湿(温度：25℃，湿度：50％RH)下放置72小时。放置后，将各处理盒安装至A4纵向输出的激光束打印机(商品名：HP COLOR LASERJET CP4525 PRINTER，由Hewlett Packard制造)，并且在相同的常温常湿条件下输出图像。
从充电偏压施加电源，将-1140V的电压施加至充电辊E1(DC充电法)，并且以预定的极性电位(暗区电位：-500V)使感光构件的表面均匀带电。对于带电至与感光构件的带电极性相同极性的调色剂(负带电调色剂)的选择性沉积以使静电潜像可视化为调色剂图像，将显影偏压设定为-400V。
充电辊E1在与感光构件的接触部具有压缩永久变形，从而与不具有变形的部分相比，放电间隙变大。当接触部的充电电位低于非接触部时，接触痕迹作为黑色条纹出现在图像中。基于以下基准评价获得的输出图像的黑色条纹。结果示于表4。
等级A：图像中没有观察到黑色条纹。
等级B：观察到长度小于20mm的轻微的黑色条纹。
等级C：观察到长度为20mm以上且小于50mm的黑色条纹。
等级D：长度为50mm以上的明显的黑色条纹。
(实施例2-实施例11)充电辊E2-E11
如表4所示来配混二甲氧基乙烷、聚乙烯基苯酚和可水解化合物(EP-2至EP-11)，并且以与实施例1相同的方式各制备涂布液E2-E11。除了各使用涂布液E2-E11以外，以与实施例1相同的方式制作充电辊E2-E11以评价。评价结果全体示于表4。
(比较例1)充电辊C1
在50-mL玻璃容器中，装入并混合10.0g二甲氧基乙烷和10.0g聚乙烯基苯酚。将玻璃容器中的混合物在80℃的油浴中搅拌5小时，从而制备涂布液C1。除了使用涂布液C1以外，以与实施例1相同的方式制作充电辊C1以评价。评价结果示于表4。
(比较例2)充电辊C2
使用四乙氧基硅烷(TEOS)代替3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(EP-1)，以与实施例1相同的方式制备涂布液C2。称重值示于表4。除了使用涂布液C2以外，以与实施例1相同的方式制作充电辊C2。充电辊C2在环涂后的干燥中发生表面层的白化，从而没有进行评价1-3。
(比较例3)充电辊C3
使用双酚A二缩水甘油醚(bPhA)代替3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(EP-1)，以与实施例1相同的方式制备涂布液C3。称重值示于表4。除了使用涂布液C3以外，以与实施例1相同的方式制作充电辊C3以评价。评价结果示于表4。
(实施例12-实施例15和比较例4)充电辊E12-E15和充电辊C4
如表4所示来配混二甲氧基乙烷、聚乙烯基苯酚和3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(EP-1)，以与实施例1相同的方式各自制备涂布液E12-E15。除了各使用涂布液E12-E15和涂布液C4以外，以与实施例1相同的方式制作充电辊E12-E15和充电辊C4。充电辊C4的表面层在热处理后没有硬化，从而没有进行充电辊C4的评价1-3。以与实施例1相同的方式评价充电辊E12-E15。评价结果全体示于表4。
(比较例5)充电辊C5
在50-mL玻璃容器中，装入并混合10.45g乙醇、1.28g苯基三乙氧基硅烷(商品名：KBE-103，由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)、9.89g己基三甲氧基硅烷(商品名：KBM-3063，由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)和4.32g水。将玻璃容器中由此获得的混合物在120℃的油浴中加热回流20小时，从而制备涂布液C5。用10g 2-丁醇/65g乙醇的混合溶剂稀释涂布液C5使得固成分为1.0质量％。然后，除了通过在160℃的温度下的热风循环炉中放置2小时代替在80℃的温度下放置30分钟以使涂布液硬化以外，以与实施例1相同的方式形成表面层，从而制作充电辊C5。以与实施例1相同的方式评价充电辊C5。评价结果示于表4。
(实施例16-实施例21)充电辊E16-E21
如表4所示来配混二甲氧基乙烷、聚乙烯基苯酚聚合物(PVP-2至PVP-7)和3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(EP-1)，并且以与实施例1相同的方式各制备涂布液E16-E21。除了各使用涂布液E16-E21以外，以与实施例1相同的方式制作充电辊E16-E21。作为实施例16-实施例21评价充电辊E16-E21。评价结果全体示于表4。
(比较例6)充电辊C6
使用聚苯乙烯(PS，由Sigma-Aldrich制造)代替聚乙烯基苯酚(PVP-1，由Sigma-Aldrich制造)，以与实施例1相同的方式制备涂布液C6。称重值示于表4。除了使用涂布液C6以外，以与实施例1相同的方式制作充电辊C6，从而作为比较例6来评价。评价结果示于表4。
表2-1 使用的聚合物的列表
表2-2 使用的聚合物的列表
表3 使用的可水解化合物的列表
表4
*由于差的成膜性而未检出
虽然参考示例性实施方案已经描述了本发明，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 (5)

1.一种充电构件，其包括支承体和所述支承体上的表面层；
所述表面层包含高分子化合物，其特征在于，所述高分子化合物具有由下式(1)表示的结构单元：
式(1)
其中A表示芳香族环烃基；R1表示下式(2)-(5)的任意之一；L表示具有SiO3/2单元和SiO2/2单元的至少一种的聚硅氧烷；以及U表示1以上的整数，条件是U为2以上的整数时，多个R1各自独立地表示下式(2)-(5)的任意之一；
式(2)
式(3)
式(4)
式(5)
其中R2-R6、R9-R13、R18、R19、R24和R25各自独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基；
R7、R8、R14-R17、R22、R23和R28-R31各自独立地表示氢原子或具有1-4个碳原子的烷基；
R20、R21、R26和R27各自独立地表示氢原子、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，以及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"*"表示与由式(1)中的L表示的聚硅氧烷中硅原子的结合位置；和符号"**"表示与由式(1)中的-(R1(L)-O)-表示的单元中氧原子的结合位置。
2.根据权利要求1所述的充电构件，其中R1为由下式(6)-(9)表示的基团的任意之一，条件是式(1)中的U为2以上的整数时，多个R1各自独立地为由下式(6)-(9)表示的基团的任意之一：
式(6)
式(7)
式(8)
式(9)
其中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*表示与由式(1)中的L表示的聚硅氧烷中硅原子的结合位置；和符号**表示与由式(1)中的-(R1(L)-O)-表示的单元中氧原子的结合位置。
3.根据权利要求1或2所述的充电构件，其中所述高分子化合物为以下化合物的反应产物：
具有由下式(10)表示的结构的化合物；和
由下式(11)表示的可水解化合物和由下式(12)表示的可水解化合物的至少之一：
式(10)
式(11)
式(12)
其中A表示芳香族环烃基；R32和R36表示具有环氧基的下式(13)-(16)的任意之一；R33-R35、R38和R39各自独立地表示烃基；和R37表示饱和或不饱和的烃基；
式(13)
式(14)
式(15)
式(16)
其中R40-R42、R45-R47、R52、R53、R58和R59各自独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基；
R43、R44、R48-R51、R56、R57和R62-R65各自独立地表示氢原子或具有1-4个碳原子的烷基；
R54、R55、R60和R61各自独立地表示氢原子、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；和
符号"*"表示与所述式(11)或所述式(12)中的硅原子的结合位置。
4.一种处理盒，其可拆卸地安装至电子照相设备的主体，所述处理盒包括
电子照相感光构件和用于使所述电子照相感光构件的表面带电的充电构件，其特征在于，
所述充电构件为根据权利要求1-3任一项所述的充电构件。
5.一种电子照相设备，其包括：
电子照相感光构件和用于使所述电子照相感光构件的表面带电的充电构件，其特征在于，
所述充电构件为根据权利要求1-3任一项所述的充电构件。
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