CN106556989A - 充电部件、处理盒和图像形成装置 - Google Patents

充电部件、处理盒和图像形成装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种充电部件、处理盒和图像形成装置。该充电部件包括导电性支持体和设置在导电性支持体上的最外层。最外层包括多孔二氧化硅和N-烷氧基甲基化聚酰胺，并且具有50％以上的凝胶率以及2μm以上且20μm以下的表面粗糙度Rz。

Description

充电部件、处理盒和图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种充电部件、处理盒和图像形成装置。
背景技术
在电子照相图像形成装置中，通过使用充电装置对包括由无机或有机材料组成的光电导感光部件的图像保持部件的表面充电以便形成潜像，用带电色调剂对潜像进行显影，以便形成可视化色调剂图像，色调剂图像通过中间转印体或直接地转印到诸如记录纸的记录介质上，并且转印的图像定影在记录介质上以便形成所需的图像。
已经提出了在充电部件的最外层上添加特定的材料以便防止色调剂或包括在色调剂中的添加剂粘附在最外层上的技术(例如参见日本专利特开平6-264918、日本专利特开2006-163059和日本专利特开平7-64378号公报以及日本专利2649162号公报)。
已经提出了通过在最外层上添加树脂颗粒等而在充电部件的最外层的表面上形成不规则状以便增强均匀充电性的技术(例如参见日本专利特开2003-316111、2003-316112、2007-101864、2008-276022、2008-276026和2010-102016号公报)。
已经提出了在充电部件的最外层上添加多孔树脂颗粒以便实现足够的耐久性从而可长期使用的技术(例如参见日本专利特开2012-088397和2013-033236号公报)。
发明内容
因此，本发明的目的在于：提供一种充电部件，该充电部件比以下充电部件具有对待充电体均匀充电的更高性能以及在充电部件的整个重复使用中维持均匀充电性的更高性能：该充电部件包括导电性支持体和最外层。最外层包含非多孔二氧化硅和N-烷氧基甲基化聚酰胺并且具有50％以上的凝胶率以及2μm以上且20μm以下的表面粗糙度Rz，或者最外层包含多孔二氧化硅和N-烷氧基甲基化聚酰胺并且具有低于50％的凝胶率以及小于2μm或大于20μm的表面粗糙度Rz。最外层设置在导电性支持体上。
根据本发明的第一方面，提供了一种充电部件，该充电部件包括导电性支持体和设置在导电性支持体上的最外层。最外层包括多孔二氧化硅和N-烷氧基甲基化聚酰胺，并且具有50％以上的凝胶率以及2μm以上且20μm以下的表面粗糙度Rz。
根据本发明的第二方面，最外层的多孔二氧化硅的含量是1重量％以上且50重量％以下。
根据本发明的第三方面，最外层的多孔二氧化硅的含量是3重量％以上且45重量％以下。
根据本发明的第四方面，多孔二氧化硅具有2μm以上且15μm以下的平均粒径。
根据本发明的第五方面，多孔二氧化硅具有3μm以上且12μm以下的平均粒径。
根据本发明的第六方面，表面粗糙度Rz是2μm以上且18μm以下。
根据本发明的第七方面，表面粗糙度Rz是2μm以上且15μm以下。
根据本发明的第八方面，最外层的N-烷氧基甲基化聚酰胺的含量是20重量％以上且99重量％以下。
根据本发明的第九方面，最外层的N-烷氧基甲基化聚酰胺的含量是50重量％以上且95重量％以下。
根据本发明的第十方面，N-烷氧基甲基化聚酰胺是N-甲氧基甲基化聚酰胺。
根据本发明的第十一方面，提供了一种可拆卸地安装到图像形成装置上的处理盒。处理盒包括图像保持部件以及充电单元，该充电单元包括如上所述的充电部件。充电单元通过使充电部件与图像保持部件的表面接触来对图像保持部件的表面充电。
根据本发明的第十二方面，提供了一种图像形成装置，该图像形成装置包括：图像保持部件、充电单元、潜像形成单元、显影单元以及转印单元。充电单元包括如上所述的充电部件，充电单元通过使充电部件与图像保持部件的表面接触来对图像保持部件的表面充电。潜像形成单元在图像保持部件的带电表面上形成潜像。显影单元用色调剂使形成在图像保持部件的表面上的潜像显影以便形成色调剂图像。转印单元将形成在图像保持部件的表面上的色调剂图像转印到记录介质上。
根据本发明的第一至第十方面的任一方面的充电部件比以下充电部件具有对待充电体均匀充电的更高性能以及在充电部件的整个重复使用中维持均匀充电性的更高性能：该充电部件包括导电性支持体和最外层。最外层包含非多孔二氧化硅和N-烷氧基甲基化聚酰胺并且具有50％以上的凝胶率以及2μm以上且20μm以下的表面粗糙度Rz，或者最外层包含多孔二氧化硅和N-烷氧基甲基化聚酰胺并且具有低于50％的凝胶率以及小于2μm或大于20μm的表面粗糙度Rz。最外层设置在导电性支持体上。
根据本发明的第十一和十二方面的处理盒和图像形成装置在重复形成图像时，与接触充电式处理盒和接触充电式图像形成装置相比，降低了出现条纹状图像缺陷的可能性，接触充电式图像形成装置包括通过与感光部件的表面接触来对电子照相感光部件的表面充电的充电部件，该充电部件包括导电性支持体和最外层。最外层包含非多孔二氧化硅和N-烷氧基甲基化聚酰胺并且具有50％以上的凝胶率以及2μm以上且20μm以下的表面粗糙度Rz，或者最外层包含多孔二氧化硅和N-烷氧基甲基化聚酰胺并且具有低于50％的凝胶率以及小于2μm或大于20μm的表面粗糙度Rz。最外层设置在导电性支持体上。
附图说明
将基于下图详细描述本发明的示例性实施方式，其中：
图1是根据示例性实施方式的充电部件的实例的示意性透视图；
图2是根据示例性实施方式的充电部件的实例的示意性剖视图；
图3是根据示例性实施方式的充电装置的实例的示意性透视图；
图4示意性地图示了根据示例性实施方式的图像形成装置的实例；以及
图5示意性地图示了根据示例性实施方式的处理盒的实例。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。
应该指出的是，在整个附图中，相同的附图标记指代相同的功能，并且可以省略重复描述及其附图标记。
充电部件
根据示例性实施方式的充电部件包括导电性支持体和设置在导电性支持体上的最外层。最外层包括多孔二氧化硅和N-烷氧基甲基化聚酰胺，并且具有50％以上的凝胶率以及2μm以上且20μm以下的表面粗糙度Rz。
根据本示例性实施方式的充电部件具有对待充电体均匀充电的更高性能以及在充电部件的整个重复使用中维持均匀充电性的更高性能。这样的原因并不清楚，但是认为如下。
当重复使充电部件与感光部件的表面接触来对电子照相感光部件的表面充电时，可能产生条纹状图像缺陷。相比在采用对充电部件施加交流电压的充电方法的情况下，特别是在采用仅对充电部件施加直流电压的充电方法的情况下更可能出现条纹状图像缺陷，因为更可能发生例如温度和湿度的环境条件的不利影响并且充电部件具有更低的均匀充电性。
然而，在存在酸性催化剂的情况下发生交联反应的、根据本示例性实施方式的充电部件的最外层中包含的N-烷氧基甲基化聚酰胺很可能发生交联反应，并且从而与最外层中包含的多孔二氧化硅合并，因为多孔二氧化硅颗粒的表面是酸性的并且硅醇基存在于多孔二氧化硅颗粒的表面上。这降低了在重复使用充电部件时充电部件的表面由于疲劳而破裂的可能性，并且因此，使充电部件能在很长的时间段内维持均匀充电性。
此外，认为多孔二氧化硅增强了充电部件对待充电体均匀充电的性能，因为多孔二氧化硅比由诸如聚酰胺树脂或聚丙烯树脂的其他材料组成的多孔填料更有可能放出电子。
由于根据本示例性实施方式的充电部件的最外层具有50％以上的凝胶率，并且充电部件具有高耐久性以承受由于色调剂、纸屑、放电产物等中包含的外部添加剂引起的污染。此外，可以减少最外层的破裂。由于根据本示例性实施方式的充电部件的最外层具有2μm以上且20μm以下的表面粗糙度Rz，认为充电部件在初始阶段具有高的均匀充电性并且充电部件的均匀充电性很可能在长时间段内得以维持。
因此，根据本示例性实施方式的充电部件被认为具有对感光部件均匀充电的高性能，并且从而降低甚至在例如采用对充电部件仅施加直流电压的充电方法的情况下条纹状图像缺陷的发生，并且从初始阶段到重复使用充电部件后维持均匀充电性。
本文中使用的术语“导电性”是指在20℃下具有1×1014Ωcm以下的体积电阻率。
图1是根据本示例性实施方式的充电部件的示意性透视图。图2是沿着图1的II-II线截取的根据本示例性实施方式的充电部件的示意性剖视图。
如图1和图2所示，根据本示例性实施方式的充电部件121是辊部件，该辊部件例如包括空心或实心的圆柱形支持体30(即，轴)、设置在支持体30的外周面上的导电性弹性层31以及设置在导电性弹性层31的外周面上的最外层32。
根据本示例性实施方式的充电部件121的结构不限于如上所述的结构。例如，可以省略导电性弹性层31。中间层(例如，粘合剂层)可以任选地插设在导电性弹性层31与导电性支持体30之间。电阻调节层或迁移阻止层可以任选地插设在导电性弹性层31与最外层32之间。根据本示例性实施方式的充电部件121可以仅由导电性支持体30和最外层32构成。
尽管在本示例性实施方式中将辊状的充电部件作为实例进行描述，充电部件的形状不特别受限于辊状。充电部件可以具有任何形状，例如，辊状、刷状、带(管)状或叶片状。在这些形状中，根据本示例性实施方式的充电部件优选地具有辊状。换言之，充电部件优选为充电辊。
在下文中详细描述了根据本示例性实施方式的充电部件121的元件。
导电性支持体
导电性支持体30由导电材料组成。导电的材料的实例包括金属和合金，例如，铝、铜合金和不锈钢；用铬、镍等镀过的铁；和导电性树脂。
导电性支持体30用作充电辊的电极和支撑部件。导电性支持体30由金属组成，例如，铁(例如，易切削钢)、铜、黄铜、不锈钢、铝或镍。
导电性支持体30是导电性棒状部件。导电性棒状部件的实例包括：通过在由树脂、陶瓷等组成的部件的外周面上进行电镀所制备的导电性部件；和通过在由树脂、陶瓷等组成的部件中分散导电剂所制备的导电性部件。
导电性支持体30可以是空心部件(即，管状部件)或非空心部件。
导电性弹性层
导电性弹性层31是可以根据需要设置在导电性支持体30的外周面上的任选层。
导电性弹性层31例如包括弹性材料、导电剂以及(根据需要)其他添加剂。
弹性材料的实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、硅橡胶、氟橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、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、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶(NBR)、天然橡胶及其橡胶混合物。特别地，优选使用聚氨酯、硅橡胶、EPDM、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、NBR及其橡胶混合物。这些弹性材料可以是，但未必是，泡沫状的。
导电剂的实例包括电子导电剂和离子导电剂。电子导电剂的实例包括：炭黑的粉末，例如，科琴黑或乙炔黑；热解碳和石墨的粉末；各种导电性金属和合金的粉末，例如，铝、铜、镍和不锈钢；各种导电性金属氧化物的粉末，例如，氧化锡，氧化铟，氧化钛，氧化锡-氧化锑固溶体和氧化锡-氧化铟氧化物固溶体；以及颗粒的表面经过处理而具有导电性的绝缘材料的粉末。离子导电剂的实例包括四乙铵、月桂基三甲基铵等的高氯酸盐和氯酸盐；碱金属和碱土金属(例如，锂和镁)的高氯酸盐和氯酸盐。
这些导电剂可以单独使用或以两种以上种组合使用。
炭黑的具体实例包括欧励隆工程炭公司(Orion Engineered Carbons)制造的"SPECIAL BLACK 350"、"SPECIAL BLACK 100"、"SPECIAL BLACK 250"、"SPECIALBLACK 5"、"SPECIAL BLACK 4"、"SPECIAL BLACK 4A"、"SPECIAL BLACK 550"、"SPECIAL BLACK 6"、"COLOR BLACK FW200"、"COLOR BLACK FW2"和"COLORBLACK FW2V"以及卡博特公司(Cabot Corporation)制造的"MONARCH1000"、"MONARCH1300"、"MONARCH1400"、"MOGUL-L"和"REGAL400R"。
这些导电剂优选具有1nm以上且200nm以下的平均粒径。通过使用电子显微镜观察取自导电性弹性层31的样品来测量导电剂的平均粒径，从而测量导电剂的100个颗粒的直径(最大直径)并且取其平均值。可以通过使用例如由希森美康公司(Sysmex Corporation)制造的"纳米粒度电位仪(Zetasizer Nano)ZS"来执行平均粒径测量。
导电性弹性层31中的导电剂的含量不受特别限制。在上述电子导电剂用作导电剂的情况下，以100重量份的弹性材料计，导电性弹性层31中的导电剂的含量优选为1重量份以上且30重量份以下，并且更优选为15重量份以上且25重量份以下。在上述离子导电剂用作导电剂的情况下，以100重量份的弹性材料计，导电性弹性层31中的导电剂的含量优选为0.1重量份以上且5.0重量份以下，并且更优选为0.5重量份以上且3.0重量份以下。
可以添加到导电性弹性层31中的其他添加剂的实例包括通常添加到弹性层中的软化剂、增塑剂、固化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、表面活性剂、偶联剂、填充剂(例如，二氧化硅或碳酸钙)和发泡剂混合物。
用于将构成导电性弹性层31的导电剂、弹性材料和其他成分(即，根据需要添加的诸如硫化剂和发泡剂的各种成分)混合起来以便形成导电性弹性层31的方法和步骤不受特别限制。一般而言，例如通过使用滚筒、V型混合器等将上述所有成分混合在一起，并且使用挤出机将所得的混合物熔融混合并且挤出成型。在另一个实例中，使用压制成形机使混合物成形，并且随后研磨成形的材料。
导电性弹性层31的厚度优选设置成约1mm以上且约10mm以下，并且更优选设置成约2mm以上且5mm以下。
导电性弹性层31的体积电阻率优选为103Ωcm以上且1014Ωcm以下。
最外层
最外层32是根据本示例性实施方式的充电部件的表面层，该表面层与诸如电子照相感光部件的待充电体接触。根据本示例性实施方式的充电部件的最外层包括多孔二氧化硅和N-烷氧基甲基化聚酰胺，并且具有50％以上的凝胶率以及2μm以上且20μm以下的表面粗糙度Rz。
如图1所示，在导电性弹性层31设置在导电性支持体30的外周面上的情况下，最外层32形成在导电性弹性层31的外周面上并且用作最外层；并且在导电性弹性层31未设置在导电性支持体30的外周面上的情况下，最外层32可以形成在导电性支持体30的外周面上并且用作最外层。
多孔二氧化硅
根据本示例性实施方式的充电部件的最外层包括多孔二氧化硅。本文中使用的术语“多孔”的意思是诸如填充剂(例如，二氧化硅颗粒)的材料在材料的颗粒的表面上有孔，孔具有等于或小于材料的粒径的1/2的直径和0.001μm以上的深度。材料是否“多孔”可以通过使用日本电子株式会社(JEOL Ltd.)制造的FE-SEM"JSM-6700F"在5kV的加速电压下观察二次电子图像来确认。如果孔的深度为0.001μm以下，充电部件的耐久性就可能降低。
将多孔二氧化硅添加到最外层中可以按照如上所述的方式增强导电部件的均匀充电性。此外，N-烷氧基甲基化聚酰胺的交联反应可以继续，并且因此，N-烷氧基甲基化聚酰胺变得可能与多孔二氧化硅合并。这抑制了最外层由于在长期使用充电部件时可能产生的疲劳引起的最外层的破裂的发展，并且减少了最外层中破裂的发生。减少最外层中破裂的发生限制了图像缺陷的发生，因为图像缺陷是由粘附或沉积在最外层的破裂部分上的色调剂、色调剂中包含的外部添加剂等引起的。色调剂和外部添加剂造成充电部件的表面电阻率不均匀，从而使充电部件的充电性能不稳定。因此，减少最外层中破裂的发生增强了充电部件的均匀充电性以及耐久性。这使充电部件能够在长时间内维持高度的均匀充电性。
多孔二氧化硅可以任选地经过表面处理。可以使用并且从现有技术中已知的材料中选择使得能够获得预定性能的任何表面处理剂。表面处理剂的实例包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝偶合剂和表面活性剂。特别地，优选地使用硅烷偶联剂以便实现与树脂成分的高粘附力。进一步优选地使用包含氨基的硅烷偶联剂。
可以使用包含使得能够实现与N-烷氧基甲基化聚酰胺的高粘附力的氨基的任何硅烷偶联剂。包含氨基的这种硅烷偶联剂的具体实例包括，但不限于，3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷和N,N-双(2-羟乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
可以组合使用两种或两种以上硅烷偶联剂。可以与包含氨基的上述硅烷偶联剂组合使用的硅烷偶联剂的实例包括，但不限于，乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N,N-双(2-羟乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。
通过现有技术中已知的任何方法，例如，干法或湿法，可以执行多孔二氧化硅的表面处理。
多孔二氧化硅的平均粒径优选为2μm以上且15μm以下，以便例如将最外层的表面粗糙度Rz控制为2μm以上且20μm以下。限制多孔二氧化硅的平均粒径在上述范围内增强了充电部件维持均匀充电性的能力。因此，多孔二氧化硅的平均粒径更优选为3μm以上且12μm以下。
通过使用电子显微镜观察用于形成最外层的多孔二氧化硅或取自最外层32的样品来计算多孔二氧化硅的平均粒径，从而测量100个多孔二氧化硅颗粒的直径(最大直径)并且取其平均值。
多孔二氧化硅可以是商购的多孔二氧化硅，例如，硅科技有限公司(AGC Si-Tech.Ltd.)制造的SUNSPHERE系列。
从均匀充电性的角度看，最外层32中的多孔二氧化硅的含量优选为1重量％以上且50重量％以下，并且更优选为3重量％以上且45重量％以下。
N-烷氧基甲基化聚酰胺
最外层包含N-烷氧基甲基化聚酰胺作为树脂成分。N-烷氧基甲基化聚酰胺的优选实例包含N-甲氧基甲基化聚酰胺和N-乙氧基甲基化聚酰胺。N-烷氧基甲基化聚酰胺可以是商购的N-烷氧基甲基化聚酰胺，例如，由长濑化成株式会社(NagaseChemteX Corporation)制造的N-甲氧基甲基化聚酰胺"Toresin"。
最外层32中的N-烷氧基甲基化聚酰胺的含量优选为20重量％以上且99重量％以下，并且更优选为50重量％以上且95重量％以下。
第二树脂成分
最外层可以进一步包括除N-烷氧基甲基化聚酰胺之外的树脂成分(以下称为“第二树脂成分”)。
除可以添加到最外层中的N-烷氧基甲基化聚酰胺之外的树脂的实例包括：除N-烷氧基甲基化聚酰胺之外的聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂和苯并胍胺树脂。
除可以添加到最外层中的N-烷氧基甲基化聚酰胺之外的树脂的可取的实例是：包含选自尼龙610、尼龙11和尼龙12的一个或多个聚合单元的尼龙共聚物。此共聚物中包含的其他聚合单元的实例包括尼龙6和尼龙66。尼龙共聚物可以是商购的尼龙共聚物，例如，由东丽株式会社(Toray Industries,Inc.)制造的"Amilan CM8000"。可以添加到导电性弹性层31中的如上所述的弹性材料也可以用作除N-烷氧基甲基化聚酰胺之外的树脂。
除N-烷氧基甲基化聚酰胺之外的聚酰胺树脂的实例包括在“聚酰胺树脂手册”(福本修(Osamu Fukumoto),8400,日刊工业新闻社(Nikkan Kogyo Shimbun,Ltd.))中描述的聚酰胺树脂。特别地，优选使用醇溶性聚酰胺树脂。
聚乙烯醇缩醛树脂的实例包括聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、以及在其中一些缩丁醛基用醇缩甲醛、乙酰乙缩醛等改性的部分乙酰化的聚乙烯醇缩丁醛树脂。
聚酯树脂是包含酸衍生成分和醇衍生成分的聚酯树脂。聚酯树脂可以根据需要任选地包含其他成分。
通过使酸(例如，二羧酸)成分与醇(例如，二醇)成分合成来制造聚酯树脂。本文中使用的术语“酸衍生成分”是指在合成聚酯树脂之前用作酸成分的聚酯树脂的结构单元。本文中使用的术语“醇衍生成分”是指在合成聚酯树脂之前用作醇成分的聚酯树脂的结构单元。
换言之，可以用作除N-烷氧基甲基化聚酰胺之外的树脂的聚酯树脂是通过例如按照普通方法使酸衍生成分与醇衍生成分合成来制造的聚酯树脂。
酚醛树脂优选为通过在存在酸或碱催化剂的情况下使包含例如以下各项的酚结构的化合物与甲醛、多聚甲醛等反应所制备的单羟甲苯酚、二甲基苯酚和三羟甲基酚的单体：包含一个羧基的取代苯酚，例如苯酚、甲酚、二甲苯酚、对烷基苯酚和对苯基酚；包含两个羟基的取代苯酚，例如，邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚；双酚，例如双酚A和双酚Z；以及联苯酚。也可以优选使用这些单体的混合物、这些单体的低聚物以及这些单体和低聚物的混合物。
本文中使用的术语“环氧树脂”是指所有单体、低聚物以及每个分子包含两个或两个以上环氧基的聚合物，并且环氧树脂的分子量和分子结构不受特别限制。这种环氧树脂的实例包括联苯型环氧树脂、双酚型环氧树脂、二苯乙烯型环氧树脂、苯酚-酚醛型环氧树脂、甲酚-酚醛型环氧树脂、三苯甲烷型环氧树脂、烷基改性的三苯甲烷型环氧树脂、含三嗪核的环氧树脂、二环戊二烯改性苯酚型环氧树脂和苯酚-芳烷基环氧树脂(其包括亚苯基骨架、二亚苯基骨架等)。这些环氧树脂可以单独使用或结合两个或两个以上使用。
在这些环氧树脂中，优选使用联苯型环氧树脂、双酚型环氧树脂、二苯乙烯型环氧树脂、苯酚-酚醛型环氧树脂、甲酚-酚醛型环氧树脂和三苯甲烷型环氧树脂，进一步优选使用联苯基型环氧树脂、双酚型环氧树脂、苯酚-酚醛型环氧树脂和甲酚-酚醛型环氧树脂，并且特别优选使用双酚型环氧树脂。
三聚氰胺树脂和苯并胍胺树脂可以是分别包含三聚氰胺结构和胍胺结构的现有技术中已知的各种化合物。三聚氰胺树脂和苯并胍胺树脂的实例包括以下用通式(A)和(B)表示的化合物。通式(A)和(B)所表示的化合物通过按照现有技术(例如，实验化学讲座(Jikken Kagaku Kouza)第4版,第28卷,430页)中已知的方法使胍胺或三聚氰胺与甲醛合成来制造。可以单独使用或结合两个或两个以上使用这些三聚氰胺或苯并胍胺。更优选结合两个或两个以上或以低聚物的形式使用这些三聚氰胺或苯并胍胺以便增强溶解性。
在通式(A)中，R1表示具有1至10个碳原子的直链或支链烷基、具有6至10个碳原子的取代或未取代的苯基、或具有4至10个碳原子的取代或未取代的脂环式烃基；并且R2至R5分别独立地表示氢原子、-CH2-OH基团或-CH2-O-R6基团，其中R6是具有1至10个碳原子的直链或支链烷基。
在通式(B)中，R6至R11分别独立地表示氢原子、-CH2-OH基团、-CH2-O-R12基团、或-O-R12基团，其中R12是具有1至5个碳原子的直链或支链烷基，例如，甲基、乙基或丁基。
通式(B)所表示的化合物可以通过按照现有技术(例如，如在实验化学讲座(Jikken Kagaku Kouza)，第4版,第28卷,430页中描述的三聚氰胺树脂的合成)中已知的方法使三聚氰胺与甲醛合成来制造。
胍胺树脂和三聚氰胺树脂可以是商购的树脂。商购的胍胺树脂的实例包括DIC株式会社(DIC Corporation)制造的SUPER BECKAMINE(R)L-148-55、SUPERBECKAMINE(R)13-535、SUPER BECKAMINE(R)L-145-60和SUPER BECKAMINE(R)TD-126；以及日本电石工业株式会社(Nippon Carbide Industries Co.,Inc.)制造的NIKALAC BL-60和NIKALAC BX-4000。商购的三聚氰胺树脂的实例包括日油株式会社(NOF Corporation)制造的Super Melami No.90、DIC株式会社制造的SUPERBECKAMINE(R)TD-139-60、三井化学株式会社(Mitsui Chemicals,Inc.)制造的U-VAN 2020、住友化学工业株式会社(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.)制造的SumitexResin M-3和日本电石工业株式会社制造的NIKALAC MW-30。可以直接使用上述商购的胍胺树脂和三聚氰胺树脂。
N-烷氧基甲基化聚酰胺的量与最外层中包含的树脂成分的总量的比例(即，重量比)优选为20重量％以上且更优选为50重量％以上。
其他成分
可以添加到最外层中的其他成分的实例包括通常添加到充电部件的表面层中的导电性赋予剂(即，导电剂)、软化剂、增塑剂、固化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、表面活性剂、和偶联剂。
最外层优选地包括导电性赋予剂。包括导电性赋予剂的最外层使充电部件能对待充电体更均匀地充电。
导电性赋予剂的实例包括可以添加到导电性弹性层中的以上描述的电子导电剂和离子导电剂。在这些电子导电剂和离子导电剂中，从电阻率不均匀的角度看，优选地使用至少一种离子导电剂或电子导电剂，例如，炭黑。
可以单独使用导电性赋予剂，或者可以结合使用两种或两种以上的导电性赋予剂。
最外层中的导电性赋予剂的含量不受特别限制。在使用以上描述的电子导电剂的情况下，以最外层中包括的N-烷氧基甲基化聚酰胺按100重量份计，最外层中导电性赋予剂的含量选地为1重量份以上且50重量份以下，并且更优选地为3重量份以上且30重量份以下。
在使用以上描述的离子导电剂的情况下，以最外层中包括的N-烷氧基甲基化聚酰胺按100重量份计，最外层中导电性赋予剂的含量优选地为1重量份以上且50重量份以下，并且更优选地为3重量份以上且30重量份以下。
通过以下方式形成最外层：在导电性弹性层等的表面上涂布固化性树脂组合物(即，形成涂布液的最外层)，固化性树脂组合物包含N-烷氧基甲基化聚酰胺、多孔二氧化硅以及根据需要的其他添加剂，例如第二树脂成分和导电性赋予剂；并且随后，例如，通过加热干燥沉积在导电性弹性层等的表面上的涂膜。在最外层中由于加热等发生交联反应。
最外层优选为通过使用催化剂形成交联的树脂层，以便促进在加热干燥期间发生的固化(即，交联)。催化剂的实例是酸催化剂。
酸催化剂的实例包括：脂族羧酸，如乙酸、氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸、草酸、马来酸、丙二酸、乳酸和柠檬酸；芳族羧酸，如苯甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸和偏苯三酸；脂族和芳族磺酸，如甲磺酸、十二烷基磺酸、苯磺酸、十二烷基苯磺酸、萘磺酸、对-甲苯磺酸、二壬基萘磺酸(DNNSA)、二壬基萘二磺酸(DNNDSA)和苯酚磺酸；以及磷酸。从催化剂活性和容易形成膜的观点看，优选地使用对-甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸和磷酸。
使用当以等于或高于某一温度的温度加热时可以提高性能的酸催化剂，即“热潜性催化剂”，会降低固化性树脂组合物的固化温度并增强固化性树脂组合物的保存稳定性(例如，分散稳定性)，因为热潜性催化剂的性能在存储固化性树脂组合物的液体的温度下很低，但是在固化固化性树脂组合物时变高。
热潜性催化剂的实例包括：通过用颗粒形式的聚合物封装有机砜化合物等制备的微胶囊；酸等吸附在上面的多孔化合物，例如沸石；通过使至少一种质子酸或质子酸衍生物与碱嵌段所制备的热潜性质子酸催化剂；通过用伯醇或仲醇酯化至少一种质子酸或质子酸衍生物所制备的热潜性催化剂；通过使至少一种质子酸或质子酸衍生物与至少一种乙烯基醚或乙烯基硫醚嵌段所制备的热潜性催化剂；三氟化硼单乙胺络合物；和三氟化硼吡啶络合物。
在这些热潜性催化剂中，从催化剂性能、保存稳定性、可用性和成本的观点看，优选地使用通过使至少一种质子酸或质子酸衍生物与碱嵌段所制备的热潜性质子酸催化剂。
热潜性质子酸催化剂的质子酸的实例包括硫酸、盐酸、乙酸、甲酸、硝酸、磷酸、磺酸、一元羧酸、多元羧酸、丙酸、草酸、苯甲酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、邻苯二甲酸、马来酸、苯磺酸、邻甲苯磺酸、间甲苯磺酸、对甲苯磺酸、苯乙烯磺酸、二壬基萘磺酸、二壬基萘二磺酸、癸基苯磺酸、十一烷基苯磺酸、十三烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸和十二烷基苯磺酸。质子酸衍生物的实例包括：通过中和质子酸，例如磺酸和磷酸，所制备的物质(例如，碱金属盐和碱土金属盐)；具有包含质子酸骨架的聚合物链的高分子化合物(例如，聚乙烯基磺酸)。与质子酸嵌段的碱的实例包括胺。
胺的类型不受特别限制。可以使用伯胺、仲胺和叔胺。
伯胺的实例包括甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、正丁胺、异丁胺、叔丁胺、己胺、2-乙基己胺、2-乙基己胺、仲丁胺、烯丙胺和甲基己胺。
仲胺的实例包括二甲胺、二乙胺、二正丙胺、二正异丙胺、二正丁胺、二正异丁胺、二叔丁胺、二己胺、二(2-乙基己基)胺、N-异丙基-N-异丁胺、二(2-乙基己基)胺、二仲丁胺、二烯丙基胺、N-甲基己胺、3-甲基哌啶、4-甲基哌啶、2,4-二甲基哌啶、2,6-二甲基哌啶、3,5-二甲基哌啶、吗啉和N-甲基苄胺。
叔胺的实例包括三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三异丙胺、三正丁胺、三异丙醇胺、三正丁胺、三异丁胺、三叔丁胺、三己胺、三(2-乙基己基)胺、N-甲基吗啉、N,N-二甲基烯丙基胺、N-甲基二烯丙基胺、三烯丙基胺、N,N-二甲基烯丙基胺、N,N,N',N'-四甲基-1,2-二氨基乙烷、N,N,N',N'-四甲基-1,3-二氨基丙烷、N,N,N',N'-四烯丙基-1,4-二氨基丁烷、N-甲基哌啶、吡啶、4-乙基吡啶、N-丙基烯丙胺、3-二甲基氨基丙基、2-乙基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪，2,4-二甲基砒啶、2,5-二甲基吡啶、3,4-二甲基吡啶、3,5-二甲基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、2-甲基-4-乙基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶、N,N,N',N'-四甲基六亚甲基二胺、N-乙基-3-羟基哌啶、3-甲基-4-乙基吡啶、3-乙基-4-甲基吡啶、4-(5-壬基)吡啶、咪唑和N-甲基哌嗪。
热潜性催化剂可以是商购的热潜性催化剂。商购的热潜性催化剂的实例包括金氏工业公司(King Industries,Inc.)制造的"NACURE 2501"(甲苯磺酸解离，甲醇/异丙醇溶剂，pH：6.0以上且7.2以下，解离温度：80℃)、"NACURE 2107"(对甲苯磺酸解离,异丙醇溶剂,pH：8.0以上且9.0以下，解离温度：90℃)、"NACURE 2500"(对甲苯磺酸解离,异丙醇溶剂,pH：6.0以上且7.0以下，解离温度：65℃)、"NACURE 2530"(对甲苯磺酸解离,甲醇/异丙醇溶剂,pH：5.7以上且6.5以下，解离温度：65℃)、"NACURE 2547"(对甲苯磺酸解离,水溶液,pH：8.0以上且9.0以下，解离温度：107℃)、"NACURE 2558"(对甲苯磺酸解离,乙烯/乙二醇溶剂,pH：3.5以上且4.5以下，解离温度：80℃)、"NACURE XP-357"(对甲苯磺酸解离，甲醇溶剂,pH：2.0以上且4.0以下，解离温度：65℃)、"NACURE XP-386"(对甲苯磺酸解离，水溶液，pH：6.1以上且6.4以下，解离温度：80℃)、"NACURE XC-2211"(对甲苯磺酸解离,pH：7.2以上且8.5以下，解离温度：80℃)、"NACURE 5225"(十二烷基苯磺酸解离；异丙醇溶剂；pH：6.0以上且7.0以下，解离温度：120℃)、"NACURE 5414"(十二烷基苯磺酸解离，二甲苯溶剂；解离温度：120℃)、"NACURE 5528"(十二烷基苯磺酸解离，异丙醇溶剂，pH：7.0以上且8.0以下，解离温度：120℃)、"NACURE 5925"(十二烷基苯磺酸解离，pH：7.0以上且7.5以下，解离温度：130℃)、"NACURE 1323"(二壬基萘磺酸解离，二甲苯溶剂，pH：6.8以上且7.5以下，解离温度：150℃)、"NACURE 1419"(二壬基萘磺酸解离，二甲苯/甲基异丁基酮溶剂，解离温度：150℃)、"NACURE 1557"(二壬基萘磺酸解离，丁醇/2-丁氧基乙醇溶剂，pH：6.5以上且7.5以下，解离温度：150℃)、"NACURE X49-110"(二壬基萘二磺酸解离，异丁醇/异丙醇溶剂，pH：6.5以上且7.5以下，解离温度：90℃)、"NACURE 3525"(二壬基萘二磺酸解离，异丁醇/异丙醇溶剂，pH：7.0以上且8.5以下，解离温度：120℃)、"NACURE XP-383"(二壬基萘二磺酸解离，二甲苯溶剂，解离温度：120℃)、"NACURE3327"(二壬基萘二磺酸解离，异丁醇/异丙醇溶剂，pH：6.5以上且7.5以下，解离温度：150℃)、"NACURE 4167"(磷酸解离；异丙醇/异丁醇溶剂；pH：6.8以上且7.3以下，解离温度：80℃)、"NACURE XP-297"(磷酸解离，水/异丙醇溶剂，pH：6.5以上且7.5以下，解离温度：90℃)、以及"NACURE 4575"(磷酸解离，pH：7.0以上且8.0以下，解离温度：110℃)。
这些热潜性催化剂可以单独地使用或以两种或两种以上组合使用。
所使用的热潜性催化剂的量与固化性树脂组合物的固体成分的总量的比例优选为0.01重量％以上且20重量％以下，并且更优选为0.1重量％以上且10重量％以下。设置热潜性催化剂的量的比例为0.01重量％以上增加了热潜性催化剂的催化剂活性。设置热潜性催化剂的量的比例为20重量％以下减少了在执行热处理之后热潜性催化剂作为异物参与的可能性。
凝胶率
最外层的凝胶率为50％以上，优选为60％以上且更优选为90％以上。设置最外层的凝胶率为50％以上增强了最外层的机械性能，这降低了当长时间使用充电部件时最外层由于疲劳而破裂的可能性。这增强了充电部件的耐久性，并且使充电部件在长时间段内维持均匀充电性。然而，如果最外层的凝胶率小于50％，那么最外层在长时间使用充电部件后会由于疲劳而破裂。
最外层的凝胶率例如可以通过改变在最外层的形成中进行加热的温度或进行加热的时间从而改变形成的交联量来控制。
在最外层中，最外层的主要成分，即，N-烷氧基甲基化聚酰胺，被认为形成交联。在最外层包括除N-烷氧基甲基化聚酰胺之外的树脂成分(即，第二树脂成分)的情况下，N-烷氧基甲基化聚酰胺也被认为与选自由第二树脂成分和多孔二氧化硅的至少一种成分形成交联。
根据JIS K6796(1998)测量最外层的凝胶率。具体而言，测量取自充电部件的最外层的片的重量，其被认为是树脂在用溶剂提纯之前的重量。该最外层的片随后浸入诸如甲醇或丙酮的溶剂中24小时。在通过过滤分离所得的残留物之后，去除溶剂并干燥残留物。然后，测量残留物的重量，其被认为是树脂在提取之后的重量。通过使用以下表达式计算凝胶率。
凝胶率(％)＝((溶剂提取后的树脂重量)/(溶剂提取前的树脂重量))×100
当最外层中的凝胶率，即交联程度，为50％以上时，最外层用作具有相当发达的交联结构的涂膜，其具有高抗裂性。
表面粗糙度Rz
最外层的表面粗糙度(即，十点平均粗糙度)Rz为2μm以上且20μm以下，优选为2μm以上且18μm以下，并且更优选为2μm以上且15μm以下。
设置最外层的表面粗糙度Rz为2μm以上且20μm以下降低了充电部件的充电特性的不一致性。此外，可以减少出现诸如粘附在最外层32上的色调剂或外部添加剂的异物的可能性，这增强了充电部件的抗污染性以及充电部件的耐久性。这使充电部件能够在长时间内具有均匀充电性。如果最外层的表面粗糙度Rz小于2μm，就会降低使色调剂、色调剂中包含的外部添加剂等污染充电部件的可能性减小的效果。如果最外层的表面粗糙度Rz超过20μm，那么色调剂、纸屑等很可能累积并在凹凸处残留。此外，很可能在局部发生异常放电，这可能造成图像缺陷，例如出现白点。此外，当长时间使用充电部件后，很可能在充电部件的表面发生破裂。
通过例如改变多孔二氧化硅颗粒的直径、多孔二氧化硅的添加量或最外层的厚度可以控制最外层的表面粗糙度Rz。
根据JIS B0601(1994)测量最外层的表面粗糙度Rz。具体而言，在23℃、55％的相对湿度(RH)下，通过使用东京精密株式会社(Tokyo Seimitsu Co.,Ltd.)制造的接触表面粗糙度测量装置装置"SURFCOM 570A"在2.5mm的长度上测量最外层的表面粗糙度，触针具有菱形尖端(5μmR，90°圆锥)。在不同位置进行三次测量，并且其平均值被认为是最外层的表面粗糙度Rz。
厚度
最外层32的厚度优选很大，以便增强充电部件121的耐磨性。然而，厚度过大的最外层会降低充电部件对待充电体充电的性能。因此，最外层32的厚度被选定为在0.01μm以上且1000μm以下的范围内，并且优选设置成例如2μm以上且25μm以下。
体积电阻率
最外层32的体积电阻率优选为103Ωcm以上且1014Ωcm以下，以便使充电部件能够通过使最外层与待充电体接触而对待充电体充电。
最外层的形成方法
最外层32例如通过以下方法形成：使用浸渍法、喷涂法、真空蒸发沉积法、等离子涂布法等在支持体30(即，导电性弹性层31的外周面)上涂布通过在溶剂中溶解或分散上述成分所制备的涂布液，并随后干燥涂膜。
形成最外层的涂布液中的固体成分的浓度优选为5重量％以上且50重量％以下，以便减小最外层32的厚度的波动以及最外层32中分散的成分的不均匀性。
可以根据使用的树脂和催化剂的类型和量来设置干燥条件。干燥温度优选设置成40℃以上且200℃以下，并且更优选设置成50℃以上且180℃以下。
干燥时间优选设置成5分钟以上且5小时以下，并且更优选设置成10以上且3小时以下。
例如通过使用热空气进行干燥。
充电装置
以下描述根据示例性实施方式的充电装置。
根据本示例性实施方式的充电装置包括根据以上所述示例性实施方式的充电部件。
图3是根据本示例性实施方式的充电装置的实例的示意性透视图。根据本示例性实施方式的充电装置12例如如图3所示，包括充电部件121和清洁部件122，两者彼此接触而凹陷一定的量。一对导电性轴承123可旋转地保持充电部件121的支持体30在轴向上的两端以及清洁部件122的支持体122A在轴向上的两端。导电性轴承123之一连接至电源124。
根据本示例性实施方式的充电装置的结构不限于如上所述的结构。例如，可以省略清洁部件122。
清洁部件122用于清洁充电部件121的表面，并且具有辊状形状等。清洁部件122例如包括空心或实心的圆柱形支持体122A以及设置在支持体122A的外周面上的弹性层122B。
支持体122A是由诸如铁(例如，易切削钢)、铜、黄铜、不锈钢、铝或镍的金属组成的导电性棒状部件。支持体122A例如可以通过在由树脂、陶瓷等组成的部件的外周面上进行电镀或者通过在由树脂、陶瓷等组成的部件中分散导电剂来制备。支持体122A可以是空心部件(即，管状部件)或非空心部件。
弹性层122B可以由在其内侧和表面包括空洞和凹凸部(以下称为“泡孔(cell)”)的三维多孔结构的泡沫组成并且可以具有弹性。弹性层122B包括发泡性树脂材料或橡胶材料，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、苯乙烯丁二烯橡胶、氯丁二烯、有机硅或丁腈。
在这些发泡性树脂材料和橡胶材料中，特别优选地使用具有高撕裂强度和抗拉强度的聚氨酯以便能够通过转动充电部件121并使之与清洁部件122摩擦高效地去除色调剂和外部添加剂，降低与充电部件121摩擦的清洁部件122划伤充电部件121的表面的可能性，并且减少长时间使用后断裂和破裂的发生。
聚氨酯的类型不受特别限制，其实例包括通过使多元醇(例如，聚酯多元醇、聚醚多元醇或丙烯酸类多元醇)与异氰酸酯(例如，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或1,6-六亚甲基二异氰酸酯)反应而制备的聚氨酯。也可以使用通过在存在增链剂(例如，1,4-丁二醇或三羟甲基丙烷)的情况下使上述多元醇与上述异氰酸酯反应而制备的聚氨酯。一般而言，聚氨酯通过使用诸如水或偶氮化合物(例如，偶氮甲酰胺或偶氮二异丁腈)的发泡剂来发泡。
弹性层122B中的泡孔数量优选为20/25mm以上且80/25mm以下，进一步优选为30/25mm以上且80/25mm以下，并且特别优选为30/25mm以上且50/25mm以下。
弹性层122B的硬度优选为100N以上且500N以下，进一步优选为100N以上且400N以下，并且特别优选为150N以上且400N以下。
导电性轴承123一体地保持充电部件121和清洁部件122使得这些部件是可旋转的并且这些部件的轴之间保持一定距离。导电性轴承123可以由任何导电材料组成，并且导电性轴承123的形状不受限制。可以使用导电性轴承、导电性滑动轴承等。
电源124将电压施加到导电性轴承123之一，从而对导电部件121和清洁部件122带相同极性的电荷。电源124可以是现有技术中已知的任何高压电源。
在根据本示例性实施方式的充电装置12中，通过例如使用电源124向导电性轴承123施加电压，使充电部件121和清洁部件122带相同极性的电荷。这降低了可能粘附在图像保持部件的表面上的异物(例如，色调剂或外部添加剂)累积在清洁部件122和充电部件121的表面上的可能性，并且使异物能够转印到图像保持部件上并且随后由图像保持部件的清洁装置收集。因此，污染物在充电部件121和清洁部件122的累积可在长时间段内减少，这使充电部件的充电性能得以维持。
图像形成装置和处理盒
根据示例性实施方式的图像形成装置包括：图像保持部件、充电单元、潜像形成单元、显影单元、以及转印单元。充电单元包括根据上述示例性实施方式的充电部件，充电单元通过使充电部件与图像保持部件的表面接触来对图像保持部件的表面充电。潜像形成单元在图像保持部件的带电表面上形成潜像。显影单元用色调剂使形成在图像保持部件的表面上的潜像显影以便形成色调剂图像。转印单元将形成在图像保持部件的表面上的色调剂图像转印到记录介质上。
根据本示例性实施方式的处理盒可拆卸地安装到上述图像形成装置上并且包括图像保持部件和包括根据上述示例性实施方式的充电部件的充电单元，充电单元通过使充电部件与图像保持部件接触来对图像保持部件的表面充电。根据本示例性实施方式的处理盒可以任选地包括选自由以下各项组成的组的至少一种单元：显影单元，使用色调剂使形成在图像保持部件的表面上的潜像显影以形成色调剂图像；转印单元，将形成在图像保持部件的表面上的色调剂图像转印到记录介质上；以及清洁单元，去除留在已经转印色调剂图像的图像保持部件的表面上的色调剂。
以下参照附图描述根据本示例性实施方式的图像形成装置和处理盒。图4示意性地图示了根据本示例性实施方式的图像形成装置的实例。图5示意性地图示了根据本示例性实施方式的处理盒的实例。
如图4所示，根据本示例性实施方式的图像形成装置101包括：图像保持部件10和设置在图像保持部件10的附近的充电装置12、曝光装置14、显影装置16、转印装置18、以及清洁装置20，其中，充电装置12对图像保持部件充电；曝光装置14使已经被充电装置12充电的图像保持部件10曝光以便形成潜像；显影装置16使用色调剂使由曝光装置14形成的潜像显影以便形成色调剂图像；转印装置18将由显影装置16形成的色调剂图像转印到记录介质P；清洁装置20去除残留在图像保持部件10的表面上的色调剂，色调剂图像已经从图像保持部件10转印。图像形成装置101进一步包括定影装置22，其通过转印装置18使转印的色调剂图像定影在记录介质P上。
根据本示例性实施方式的图像形成装置101中包括的充电装置12是根据上述示例性实施方式的充电装置，该充电装置例如包括充电部件121；清洁部件122，其设置成与充电部件121接触；一对导电性轴承123，其可旋转地保持充电部件121在轴向上的两端以及清洁部件122在轴向上的两端；以及电源124，其连接至导电性轴承123之一。
根据本示例性实施方式的图像形成装置101的除充电装置12(即，充电部件121)之外的部件可以是现有技术中已知的电子照相图像形成装置的部件。以下描述每个部件的实例。
图像保持部件10的类型不受特别限制，并且可以使用现有技术中已知的任何感光部件。然而，优选地使用“分离功能”的有机感光部件，其单独地包括电荷产生层和电荷输送层。图像保持部件10适当地包括具有电子输送性能和交联结构的保护层，该保护层覆盖图像保持部件10的表面层。也优选地使用包括用作保护层的交联成分的硅氧烷树脂、苯酚树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂或丙烯酸树脂的感光部件。
曝光装置14例如可以是激光光学系统或LED阵列。
显影装置16例如是如下的显影装置：通过使包括在其表面上形成的显影剂层的显影剂保持部件与图像保持部件10接触或相邻，使色调剂粘附到形成在图像保持部件10的表面的潜像上以便形成色调剂图像。当显影装置16使潜像显影时，优选地采用现有技术中已知的使用双组分显影剂的显影方法。使用双组分显影剂的显影方法的实例包括级联方法和磁刷法。
转印装置18可以使用诸如电晕的非接触式转印方法或接触式转印方法，在接触式转印方法中，通过使导电性转印辊与图像保持部件10接触且两者之间夹入记录介质P来将色调剂图像转印到记录介质P上。
清洁装置20是例如使用与图像保持部件10的表面直接接触的清洁刮板去除粘附在图像保持部件10的表面上的色调剂、纸屑和灰尘的部件。除清洁刮板之外的清洁装置20的实例包括清洁刷和清洁辊。
定影装置22优选为包括加热辊的热定影装置。热定影装置例如包括设置成以预定的接触压力与定影辊压力接触的定影辊和压力辊或压力带。定影辊包括：空心圆柱形芯棒、加热灯和“释放层”。加热灯用于加热设置在芯棒中的物体。释放层是设置在芯棒的外周面上的耐热树脂涂层或耐热橡胶涂层。压力辊包括设置在芯棒的外周面上的空心圆柱形芯棒和耐热弹性体层。压力带包括带状支持体以及设置在支持体的表面上的耐热弹性体层。例如通过插入记录介质P来定影未定影的色调剂图像，该记录介质上未定影的色调剂图像已经沉积在定影辊与压力辊之间或定影辊与压力带之间的间隙中，并且随后通过加热熔化色调剂、添加剂等中包含的粘合剂树脂。
根据本示例性实施方式的图像形成装置101的结构不限于如上所述的结构。例如，根据本示例性实施方式的图像形成装置可以是包括中间转印体的中间转印图像形成装置或“串联”图像形成装置，该“串联”图像形成装置包括并列设置的多个图像形成单元，该多个图像形成单元形成不同颜色的色调剂图像。
如图5所示，根据本示例性实施方式的处理盒是处理盒102，该处理盒102通过使用壳体24一体地保持在图4所示的上述图像形成装置中包括的图像保持部件10、充电装置12、显影装置16、以及清洁装置20，其中，充电装置12通过使充电部件121与图像保持部件10的表面接触来对图像保持部件10的表面充电，显影装置16使用色调剂使由曝光装置14形成的潜像显影以便形成色调剂图像，清洁装置20去除残留在图像保持部件10的表面上的色调剂，从图像保持部件10已经转印了色调剂图像，，壳体24包括用于曝光图像保持部件的开口24A、用于除电曝光图像保持部件的开口24B以及安装导轨24C。处理盒102可拆卸地安装到图4所示的上述图像形成装置101上。
实施例
以下参照实施例更详细地描述上述示例性实施方式。然而，上述示例性实施方式不限于实施例。在实施例中，除非另外指明，“份”总是指“重量份”。
制备感光部件
制备具有84mm的外径Φ的经过珩磨处理的空心圆柱形铝支持体。
随后，将松本精细化工株式会社(Matsumoto Fine Chemical Co.Ltd.)制造的100重量份的锆化合物"ORGATIX ZC540"、莫门蒂夫性能材料股份有限公司(MomentivePerformance Materials Inc.)制造的10重量份的硅烷化合物"A1100"、400重量份的异丙醇和200重量份的丁醇混合起来以制备底涂层形成涂布液。
通过将铝支持体浸入涂布液中将涂布液涂布在铝支持体上，在150℃下进行加热10分钟以便干燥所得的涂膜。由此，形成了厚度为0.1μm的底涂层。
随后，将在CuKαX射线衍射光谱中在7.5°,9.9°,12.5°,16.3°,18.6°,25.1°和28.3°的布拉格角(2θ±0.2°)处具有很强的衍射峰的1重量份的羟基镓酞菁、积水化学株式会社(SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD.)制造的1重量份的聚乙烯醇缩丁醛"S-LEC BM-S"和100重量份的乙酸正丁酯混合起来。所得的化合物利用玻璃珠经过油漆搅拌器搅拌1小时以便制备分散液。由此，制备了电荷产生层形成涂布液。
通过将底涂层浸入涂布液中将涂布液涂布到底涂层上。在100℃下执行加热10分钟以便干燥所得的涂膜。由此，形成了厚度约为0.15μm的电荷产生层。
随后，将用下式(V-3)表示的2重量份的电荷输送材料、包含由式(V-4)表示的结构单元的3重量份的高分子化合物(粘度-平均分子量：50,000)和20重量份的氯苯混合起来以制备电荷输送层形成涂布液。
通过将电荷产生层浸入涂布液中将电荷传输层形成涂布液涂布在电荷产生层上，在110℃下进行加热40分钟以便干燥所得的涂膜。由此，形成了厚度为20μm的电荷传输层。
以此方式，底涂层、电荷产生层和电荷传输层连续形成在经过珩磨处理的铝支持体上并且在铝支持体上方。由此，制备了感光部件。
充电基底辊的制备
导电性弹性层的形成
用开放式辊(open roller)捏合具有表1中描述的组合物的混合物。通过将粘合剂层夹在芯棒与所捏合的混合物之间，使用压制成型机，在由SUS303制成的直径为8mm的导电性芯棒的表面上沉积所捏合的混合物。由此，形成直径为15mm的辊。辊随后经过研磨以制备具有14mm直径的充电基底辊。要注意的是，表1中的“含量”的单位是“重量份”。
表1
孔的确认
表2中的多孔二氧化硅1和多孔二氧化硅2是否是“多孔的”可以通过使用FE-SEM(日本电子株式会社制造的"JSM-6700F")在5kV的加速电压下观察其二次电子图像来确认。结果如下。
多孔二氧化硅1(SUNSPHERE H31，由硅科技有限公司制造)：平均粒径：3μm，孔径：5nm
多孔二氧化硅2(SUNSPHERE H51，由硅科技有限公司制造)：平均粒径：5μm，孔径：5nm
实施例1
用甲醇稀释具有表2中描述的组成的混合物(表2中的组成的单位全部是重量份)，并且所得的稀释液经过珠磨机以制备分散液。通过将充电基底辊浸入分散液中而将分散液涂布在充电基底辊的表面上。在180℃下进行加热30分钟以便干燥所得的涂膜。由此，形成厚度为10μm的最外层。按照以上所述的方式制备实施例1的充电辊E1。
长濑化成株式会社制造的N-甲氧基甲基化聚酰胺"Toresin"用作N-烷氧基甲基化聚酰胺，并且卡博特公司制造的"Monarch 1000"用作炭黑。
实施例2至实施例5
按照实施例1的充电辊E1的制备方式制备充电辊E2至充电辊E5，不同之处在于使用的最外层形成涂布液是通过用甲醇稀释具有表2中描述的组成的混合物(表2中的组成的单位全部是重量份)并且使稀释液经过珠磨机所制备的分散液。
比较例1至比较例6
按照实施例1的充电辊E1的制备方式制备充电辊C1至充电辊C6，不同之处在于使用的最外层形成涂布液是通过用甲醇稀释具有表3中描述的组成的混合物(表3中的组成的单位全部是重量份)并且使稀释液经过珠磨机所制备的分散液。
所使用的非多孔球形二氧化硅是硅科技有限公司制造的"SUNSPHERE NP-30"。观察通过使用日本电子株式会社制造的FE-SEM"JSM-6700F"按照与如上所述相同的方式制成的非多孔球形二氧化硅，确认到非多孔球形二氧化硅没有多孔的结构。
所使用的多孔聚酰胺是阿科玛公司(Arkema)制造的"ORGASOL 2001NAT"。
充电部件的物理性能
测量在实施例和比较例中制备的每个充电辊的最外层的表面粗糙度(即，十点平均粗糙度)Rz以及最外层的凝胶率。
表面粗糙度
根据JIS B0601(1994)测量每个充电辊的表面(即，最外层的表面)的十点平均表面粗糙度Rz。具体而言，在23℃、55％的相对湿度下，通过使用东京精密株式会社制造的接触表面粗糙度测量装置"SURFCOM 570A"在2.5mm的长度上测量每个充电辊的表面的表面粗糙度，触针具有菱形尖端(5μmR，90°圆锥)。在不同位置进行三次测量，并且其平均值被认为是充电辊的表面的十点平均表面粗糙度Rz。
凝胶率
根据JIS K6796测量最外层的凝胶率。具体而言，测量取自充电部件的最外层的片的重量，其被认为是树脂在用溶剂提纯之前的重量。该最外层的片随后溶解并浸入甲醇中24小时。通过过滤分离溶液中剩余的树脂膜，并且测量树脂膜的重量，其被认为是提取之后树脂的重量。通过使用以下表达式计算凝胶率。
凝胶率(％)＝((溶剂提取后的树脂重量)/(溶剂提取前的树脂重量))×100
评价
以上制备的感光部件安装到富士施乐株式会社(Fuji Xerox Co.,Ltd.)制造的图像形成装置"DocuCentre SC2021CPS"上。通过使用图像形成装置将图像形成装置中原来包括的充电辊替换成待评价的充电辊来评价在以上实施例和比较例中制备的每个充电辊的初始充电特性(即，均匀充电性)和耐久性及图像质量(即，维持均匀充电性的能力)。
初始充电特性
在22℃、55％的相对湿度下，将50％的半色图像印刷在富士施乐株式会社制造的A4纸张"C2"上。
A：不存在条纹状图像缺陷。
B：存在条纹状图像缺陷，但是可忽略。
C：稍微存在条纹状图像缺陷，但是可接受。
D：存在条纹状图像缺陷。
E：在印刷的图像的大部分存在条纹状图像缺陷。
耐久性和图像质量的评价
在进行50,000张A4纸张的测试印刷(在22℃和55％的相对湿度下印刷50,000张)，印刷50％的半色图像。根据以下标准视检并评价印刷的图像。
A：不存在条纹状图像缺陷。
B：存在条纹状图像缺陷，但是可忽略。
C：稍微存在条纹状图像缺陷，但是可接受。
D：存在条纹状图像缺陷。
E：在印刷的图像的大部分存在条纹状图像缺陷。
表2和表3总结了每个充电部件的最外层的结构以及充电部件的评价结果。
表2
表3
上述结果表明，就充电特性(即，均匀充电性)和耐久性及图像质量(即，维持均匀充电性的能力)而言，在实施例中制备的充电辊比那些在比较例中制备的充电辊得分更高。
为了进行图示和说明，以上对本发明的示例性实施方式进行了描述。其目的并不在于全面详尽地描述本发明或将本发明限定于所公开的具体形式。很显然，对本技术领域的技术人员而言，可以做出许多修改以及变形。本实施方式的选择和描述，其目的在于以最佳方式解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本技术领域的其他熟练技术人员能够理解本发明的各种实施方式，并做出适合特定用途的各种变形。本发明的范围由与本说明书一起提交的权利要求书及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种充电部件，其特征在于，包括：
导电性支持体；以及
设置在所述导电性支持体上的最外层，所述最外层包括多孔二氧化硅和N-烷氧基甲基化聚酰胺，并且具有50％以上的凝胶率以及2μm以上且20μm以下的表面粗糙度Rz。
2.根据权利要求1所述的充电部件，其中，
所述最外层的多孔二氧化硅的含量是1重量％以上且50重量％以下。
3.根据权利要求1所述的充电部件，其中，
所述最外层的多孔二氧化硅的含量是3重量％以上且45重量％以下。
4.根据权利要求1所述的充电部件，其中，
所述多孔二氧化硅具有2μm以上且15μm以下的平均粒径。
5.根据权利要求1所述的充电部件，其中，
所述多孔二氧化硅具有3μm以上且12μm以下的平均粒径。
6.根据权利要求1所述的充电部件，其中，
所述表面粗糙度Rz是2μm以上且18μm以下。
7.根据权利要求1所述的充电部件，其中，
所述表面粗糙度Rz是2μm以上且15μm以下。
8.根据权利要求1所述的充电部件，其中，
所述最外层的N-烷氧基甲基化聚酰胺的含量是20重量％以上且99重量％以下。
9.根据权利要求1所述的充电部件，其中，
所述最外层的N-烷氧基甲基化聚酰胺的含量是50重量％以上且95重量％以下。
10.根据权利要求1所述的充电部件，其中，
所述N-烷氧基甲基化聚酰胺是N-甲氧基甲基化聚酰胺。
11.一种可拆卸地安装到图像形成装置上的处理盒，其特征在于，所述处理盒包括：
图像保持部件；以及
充电单元，其包括根据权利要求1至10的任一项所述的充电部件，所述充电单元通过使所述充电部件与所述图像保持部件的表面接触来对所述图像保持部件的所述表面充电。
12.一种图像形成装置，其特征在于，包括：
图像保持部件；
充电单元，其包括根据权利要求1至10的任一项所述的充电部件，所述充电单元通过使所述充电部件与所述图像保持部件的表面接触来对所述图像保持部件的所述表面充电；
潜像形成单元，其在所述图像保持部件的所述带电表面上形成潜像；
显影单元，其用色调剂使形成在所述图像保持部件的所述表面上的所述潜像显影以便形成色调剂图像；以及
转印单元，其将形成在所述图像保持部件的所述表面上的色调剂图像转印到记录介质上。
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