CN106896667A - 充电构件和电子照相设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电构件和电子照相设备。提供一种充电构件，其包括导电性支承体和导电性表面层，所述表面层包括在外表面上的彼此独立的凹部，并且在各凹部中保持有绝缘颗粒，绝缘颗粒在充电构件的表面露出，并且在充电构件的表面上形成凸部，在其中将凹部和绝缘颗粒投影在导电性支承体的表面上的正交投影图像中，存在将源自各绝缘颗粒的投影图像的外缘和源自各凹部的投影图像的外缘隔开的部位，并且各凹部的壁的一部分构成充电构件的表面的一部分。

Description

充电构件和电子照相设备

技术领域

本发明涉及用于电子照相设备的充电构件、和电子照相设备。

背景技术

作为用于如电子照相感光构件等被充电体的接触充电的充电构件，日本专利申请特开No.2008-276024公开了一种充电构件，其包括包含分散在粘结剂树脂中的导电性碳颗粒的最外层。另外，日本专利申请特开No.2008-276024还公开了在表面上具有源自导电性碳颗粒的凸部的充电构件作为优选实施方案。

日本专利申请特开No.H11-174784公开了其中充电构件以与感光构件不同的圆周速度驱动的充电设备，作为能够防止污染物附着至充电辊的表面的充电设备。

本发明的发明人采用了在日本专利申请特开No.H11-174784中公开的充电设备中的在表面上具有源自如导电性碳颗粒等导电性颗粒的凸部的充电构件，并且已发现在某些情况下感光构件不能稳定地带电。这应该是因为充电构件的主要与感光构件接触的凸部源自导电性颗粒，由此当感光构件和充电构件以不同的圆周速度驱动时，在接触部电荷从充电构件注入感光构件中。换言之，随着电荷注入，感光构件的表面电位不能以恒定的值收敛(converge)，且旋转的感光构件与充电辊的每次摩擦都使感光构件的表面电位提高。这应该是感光构件的电位不稳定的原因。

同时，本发明的发明人的研究表明，在表面上具有源自如树脂颗粒等绝缘颗粒的凸部的充电构件不太可能导致这种如上所述的由于电荷注入引起的感光构件的电位不稳定的问题。然而，本发明的发明人明白，在表面上具有源自绝缘颗粒的凸部的充电构件难以应对近年来电子照相图像形成设备的处理的高速化。用于本说明书的术语“绝缘”是指“电绝缘”。

换言之，当一旦从源自绝缘颗粒的凸部发生放电时，则不能再从相同的凸部发生放电直到所述凸部贮存电荷为止。

发明内容

本发明的一个方面的目的是提供一种充电构件，其可以抑制电荷注入感光构件中，即使当用于具有高处理速度的电子照相图像形成设备时也可以使感光构件稳定地带电。

另外，本发明的另一方面的目的是提供能够提供高品质的电子照相图像的电子照相设备。

根据本发明的一个方面，提供一种充电构件，其包括导电性支承体和导电性表面层。导电性表面层包括在其外表面上的彼此独立的凹部，并且

在各凹部中保持有绝缘颗粒，

绝缘颗粒在充电构件的表面露出，并且在充电构件的表面上形成凸部，

其中，当各凹部和在各凹部中保持的绝缘颗粒正交投影在导电性支承体的表面上并且获得正交投影图像时，

在正交投影图像中，存在其中将源自绝缘颗粒的投影图像的外缘和源自各凹部的投影图像的外缘隔开的部位，

各凹部的壁的一部分构成充电构件的表面的一部分。

根据本发明的另一方面，提供一种电子照相设备，其包括所述充电构件和配置为与所述充电构件接触并且通过所述充电构件可充电的被充电构件。

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明显。

附图说明

图1是示出充电构件的表面形态的实例的图(照片)。

图2A是示出充电构件的表面形状的实例的示意图。

图2B是示出充电构件的表面形状的实例的示意图。

图2C是示出充电构件的表面形状的实例的示意图。

图2D是示出充电构件的表面形状的实例的示意图。

图3是示出充电辊的构造实例的示意图。

图4A是十字头挤出成型机的实例的示意构造图。

图4B是十字头挤出口附近的实例的示意图。

图5是包括充电构件的电子照相设备的实例的示意构造图。

图6A是示出凹部的形状的实例的示意图。

图6B是示出凹部的形状的实例的示意图。

图6C是示出凹部的形状的实例的示意图。

图6D是示出凹部的形状的实例的示意图。

图6E是示出凹部的形状的实例的示意图。

图6F是示出凹部的形状的实例的示意图。

图7是用于说明间隙的重心位置相对于绝缘颗粒的重心位置的取向的示意图。

具体实施方式

现在将根据附图详细地说明本发明的优选实施方案。

本发明的发明人由此进行了研究，以提供可以抑制电荷注入被充电体中并且可以应对处理的高速化的充电构件，因此，完成了本发明。

根据本发明的一个方面的充电构件包括导电性支承体和导电性表面层。

表面层可以由导电性弹性材料形成。表面层的表面具有彼此独立的凹部，并且表面层在各凹部中保持有绝缘颗粒。如本文所用的“凹部”不仅指作为最终制品的充电构件中凹陷的部分，而且还指在包括由弹性颗粒占据的部分的表面层(典型地，导电性弹性材料的表面)中的凹陷。

各凹部中的绝缘颗粒在充电构件的表面露出，并且形成凸部。换言之，绝缘颗粒不包埋在表面层的构成材料(除绝缘颗粒以外)中，并且部分所述颗粒从表面层构成材料(除绝缘颗粒以外)中突出。

当各凹部和在各凹部中保持的绝缘颗粒正交投影在支承体的表面上，并且获得正交投影图像时，在所述正交投影图像中，存在其中将源自各凹部的投影图像的外缘与源自各绝缘颗粒的投影图像的外缘隔开的部位，并且形成间隙。各凹部的壁的一部分构成充电构件的表面的一部分。换言之，各凹部的壁的至少一部分在表面露出而未覆盖有绝缘颗粒。

本发明的发明人推测，根据本发明的一个方面的充电构件的凸部源自绝缘颗粒而充电构件可以应对处理的高速化的原因如下。

首先，图1示出本发明的充电构件的表面的实例。图2A是沿相对于充电构件表面的切线方向观察到的投影图(截面图)，和图2B是沿相对于充电构件表面的法线方向的投影图。

充电构件的表面是指与被充电体接触或者接近的面。典型的充电构件具有一定的表面粗糙度，并且用于限定相对于充电构件表面的法线方向或切向方向的标准面是通过表面粗糙度的沿高度方向的平均线的面。作为用于形成表面层的材料的导电性橡胶组合物构成凹部11。由此表面层的外表面具有彼此独立的多个凹部。在各凹部11中，存在绝缘颗粒。在从相对于充电构件表面的法线方向的观察点的投影图像中，绝缘颗粒的外缘的至少一部分与其中存在绝缘颗粒的凹部的外缘的至少一部分以隔开的状态存在。换言之，在该投影图中，存在其中将源自绝缘颗粒的投影图像的外缘和源自凹部的投影图像的外缘隔开的部位。所述部位包括由绝缘颗粒的壁和凹部的壁包围的间隙。绝缘颗粒形成凸部12。

图2A是在沿相对于充电构件表面的切线方向的视点的示意投影图。在绝缘颗粒与包括在导电性凹部的外缘中并且不与绝缘颗粒的外缘接触的部分之间发生放电，并且该放电引起绝缘颗粒的凸部的充电(charge-up)21。这增加了感光构件与凸部之间的电位差，并引起强放电22。由此推测，甚至绝缘颗粒的凸部可以提供与具有相同高度的导电性凸部基本上相等的充电均匀性。这种作用需要源自绝缘颗粒的凸部与凹部之间的电位差和间隙。其中绝缘颗粒被导电性颗粒代替或者绝缘颗粒的整个外缘与凹部接触的情况不能表现出该作用。

由绝缘颗粒构成的凸部的充电在通过感光构件与充电构件之间的辊隙之前发生，并且当感光构件与充电构件之间的距离变成能够放电这样的值时，发生放电。在通过辊隙时，在其上已经发生充电并且已经贮存电荷的凸部的电荷减少，由此在与感光构件接触时几乎不发生电荷转移。这很可能抑制可能在导电性颗粒的情况下发生的感光构件的电位继续增大的现象。

将参照截面图2C说明用于获得这种作用的充电构件的表面形状。相对于充电构件表面的法线方向表示为高度。绝缘颗粒的平均粒径优选为6μm以上且30μm以下。当平均粒径为6μm以上时，可以容易地抑制通过由在感光构件的旋转方向的上游侧的放电不足而引起的下游侧的间歇放电所引起的横条纹状图像缺陷。当平均粒径为30μm以下时，可以容易地防止发生由于由调色剂、添加剂或纸灰附着至凸部的周围引起的充电电位降低所导致的点状图像缺陷(称为起雾)。

绝缘颗粒的凸部12的高度24高于表面形状的高度的平均线23，并且优选为比其高3μm以上。当凸部较高时，可以容易地抑制通过由在感光构件的旋转方向的上游侧的放电不足而引起的下游侧的间歇放电所引起的横条纹状图像缺陷。

由绝缘颗粒的壁和凹部的壁包围的间隙的深度25低于表面形状的高度的平均线23，并且所述间隙的深度优选为平均粒径的1/3以上。

将源自凹部的投影图像的外缘26定义为凹部的轮廓沿其与高度的平均线交叉的凹部的周围。源自绝缘颗粒的投影图像的外缘是指由正交投影图像中的绝缘颗粒的轮廓形成的外缘。在本说明书中，术语“凹部的外缘”和“绝缘颗粒的外缘”分别是指“源自凹部的投影图像的外缘和“源自绝缘颗粒的投影图像的外缘”，除非另有说明。

将描述在从沿相对于充电构件表面的法线方向的视点的投影图中其中将源自绝缘颗粒的投影图像的外缘和源自凹部的投影图像的外缘隔开的部位的距离(以下，有时称为“间隙部距离”)。间隙部距离27定义为，在从沿相对于充电构件表面的法线方向的视点的表面上的投影图中，由从绝缘颗粒的外缘的一个特定点沿法线方向引出的线和该线与凹部的外缘之间的交点形成的线段中的最长线段(图2D)。间隙部距离27优选为10μm以上且70μm以下。当间隙部距离27为10μm以上且70μm以下时，在凸部和在凹部的外缘处存在的凹部的角部分之间发生放电，并且发生绝缘凸部的充电，从而增强间隙至感光构件的局部电场。因此，发生强放电，并且容易实现充电均匀性。

当间隙部距离27为100％时，间隙的深度相对于表面形状的高度的平均线优选为10％以上且50％以下。当所述比例为10％以上时，容易实现充电均匀性。当所述比例为50％以下时，在所述间隙的底部发生令人满意的放电，并且这容易防止发生由间隙的底部与感光构件之间的局部放电不足而引起的点状图像缺陷(称为起雾)。

凹部可以具有包括半球状、半椭圆球状或不定形的任何形状。凹部的形状在图6A至图6F中示例。图6A至图6F是各自从沿相对于充电构件表面的法线方向的视点的投影图。在图6A至图6F中，绝缘颗粒112用黑色圆圈表示。更优选地，其中将绝缘颗粒112的外缘和凹部的外缘26隔开的部分的至少一部分位于与绝缘颗粒相距10μm的长短交替虚线和与绝缘颗粒相距70μm的一长两短交替虚线之间。

在沿相对于充电构件表面的法线方向的视点的投影图中，由绝缘颗粒的外缘和凹部的外缘包围的间隙的重心位置相对于绝缘颗粒的重心位置优选沿充电构件的长度方向(在充电辊的情况下，轴方向)取向。这是因为此类充电构件更有效地防止沿长度方向产生横条纹状图像缺陷。可以由在从沿相对于充电构件表面的法线方向的视点的投影图(图7)中，在连接绝缘颗粒的重心和间隙的重心的方向71与充电构件的长度方向72之间形成的锐角73的平均值来表示取向度。所述值在0°与90°之间，90°是指沿与长度方向正交的方向(在充电辊的情况下为旋转方向)取向，45°是指无取向，和0°是指沿长度方向取向。当该角度小于45°时，绝缘颗粒和间隙沿充电构件的长度方向取向。该角度优选为0°以上且20°以下。

凹部(具有绝缘颗粒的凹部)的数量不限于特定的值，并且例如在表面层的表面上100-μm见方中约为0.2个以上且10个以下。可以存在没有绝缘颗粒的凹部和不存在于凹部中的绝缘颗粒。

以下将详细描述本发明的优选实施方案。

<充电构件>

图3示出作为本发明的充电构件的实例的充电辊的构造图。

充电辊30包括作为导电性支承体的芯轴31和形成在芯轴31上的表面层32。

将顺序描述构成充电构件的各组件。

(绝缘颗粒)

在表面层上，露出绝缘颗粒。绝缘颗粒可以是具有10¹⁰Ωcm以上的体积电阻率的任何绝缘颗粒。绝缘颗粒的体积电阻率可以通过以下步骤来测定。将绝缘颗粒压缩造粒，并且用粉末电阻率计(resistivity meter)(商品名：粉末电阻率测量系统MCP-PD51，由Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.制造)测量所得粒料的体积电阻率。

对于造粒，将待测量的绝缘颗粒放置在粉末电阻率计的直径为20mm的圆筒状腔室中。设定装载量使得以20kN压缩颗粒从而得到厚度为3至5mm的粒料。在23℃/50％RH(相对湿度)的环境中在90V的施加电压和4kN的负荷下进行测量。

绝缘颗粒可以由任何材料形成，但示例为由例如选自酚醛树脂、硅酮树脂、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氨酯、尼龙树脂、聚乙烯、聚丙烯和丙烯酸系树脂中的至少一种树脂形成的树脂颗粒，和由选自二氧化硅、氧化铝和氧化锆的至少一种无机物形成的无机颗粒。

表面粗糙度优选为6μm以上且30μm以下的十点平均粗糙度Rz，其满足对于绝缘颗粒和凹部的形状的上述要求(平均粒径为6至30μm，间隙部距离为10至70μm)。Rz依照JISB0601：1982。

当十点平均粗糙度为6μm以上时，可以容易地抑制通过由源自表面粗糙度小的沿旋转方向的上游侧的放电不足而引起的下游侧的间歇放电所引起的横条纹状图像缺陷。当十点平均粗糙度为30μm以下时，可以容易地抑制由表面形状的谷部与感光构件之间的局部放电不足而引起的起雾。

绝缘颗粒的平均粒径为通过以下步骤求得的“长度平均粒径”。首先，在扫描电子显微镜(由JEOL Ltd.制造，商品名：JEOL LV5910)下观察绝缘颗粒，并记录图像。使用图像分析软件(商品名：Image-Pro Plus，由Planetron制造)来分析所记录的图像。在分析时，基于在照相记录时的微米条来校准每单位长度的像素数。基于图像上的像素数来测量从照片中随机选择的100个颗粒的单向直径，并且计算算术平均粒径，从而得到绝缘颗粒的平均粒径。

关于绝缘颗粒的球形度，以下描述的形状因子SF1的平均值优选为100以上且160以下。这里，形状因子SF1是根据等式(1)计算的指数，并且具有越接近100的形状因子的颗粒越接近于球状。即使当具有160以下的平均形状因子的绝缘颗粒在表面层上露出并与感光构件直接接触时，也可以防止感光构件被磨耗或损坏。

绝缘颗粒的形状因子SF1可以通过以下方法来测定。将以与粒径测量相同的方式在扫描电子显微镜下记录的图像信息输入至图像分析装置(由Nireco Corporation制造，商品名：Lusex3)中，并且根据等式(1)计算随机选择的100个颗粒图像各自的SF1。平均值可以是计算值的算术平均。

SF1＝{(MXLNG)²/AREA}×(π/4)×(100) (1)

(其中，MXLNG是颗粒的绝对最大长度，和AREA是颗粒的投影面积)

在表面层的表面上露出的绝缘颗粒可以是两种以上的绝缘颗粒的组合或者由树脂的共聚物形成的绝缘颗粒。

(凹部)

作为导电性凹部的存在状态，举例通过在表面层的表面上形成的导电性弹性体组合物的一部分的凹陷形成的凹部。导电性弹性体组合物优选具有10³Ωcm以上且10⁹Ωcm以下的体积电阻率，并且是通过适当地向原料弹性体中添加导电性材料和交联剂等制备的弹性体组合物。

导电性弹性体组合物的体积电阻率可以通过4-端子4-探针法(4-terminal4-probe method)通过使用电阻率计(商品名：Loresta GP，由Mitsubishi ChemicalAnalytech Co.,Ltd.制造)来测定。为了制备样品，将橡胶组合物放置在厚度为2mm的模具中，并在10MPa和160℃下交联10分钟，得到厚度为2mm的橡胶片。通过4-端子4-探针法测量橡胶片的体积电阻率。在23℃/50％RH(相对湿度)的环境下，通过使用ESP探针作为探针，在4.532的校正因子、90V的施加电压和10N的负荷的条件下进行测量。

作为导电性弹性体组合物，可以使用由橡胶或热塑性弹性体等形成的、并通常用于充电构件(所述充电构件包括电子照相设备用的充电辊的导电性弹性层)的导电性弹性层的导电性弹性体组合物。

作为橡胶，优选使用含有聚氨酯橡胶、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-苯乙烯橡胶或表氯醇橡胶等的橡胶或橡胶组合物。

热塑性弹性体并不限于特定的类型，并且可以优选使用含有选自通用目的的苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、酰胺系弹性体、聚氨酯系弹性体和酯系弹性体等的一种以上的热塑性弹性体的热塑性弹性体或热塑性弹性体组合物。

导电性弹性体组合物的导电机制大致分为离子导电机制和电子导电机制两种。

具有离子导电机制的导电性弹性体组合物通常由通过表氯醇橡胶、氯丁橡胶和丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)为代表的极性弹性体和离子导电材料而构成。离子导电材料是在极性弹性体中被电离从而得到具有高迁移率的离子的离子导电材料。然而，具有离子导电机制的导电性弹性体组合物的电阻在很大程度上取决于环境，并且可能由于离子移动以显示导电性的机制而导致渗出或起霜(blooming)。

具有电子导电机制的导电性弹性体组合物典型地通过在弹性体中混合并分散如炭黑、碳纤维、石墨、金属细粉末和金属氧化物等导电性颗粒来制备。具有电子导电机制的导电性弹性体组合物具有以下优势：例如，与具有离子导电机制的导电性弹性体组合物相比，电阻较小程度地取决于温度和湿度；不太可能发生渗出或起霜；和组合物廉价。

在充电构件中，优选使用具有电子导电机制的导电性橡胶组合物，因为当感光构件与充电构件在电位和圆周速度方面不同时，此类组合物较低频率地发生由在接触点处的电荷转移引起的使感光构件带电的现象。

导电性颗粒示例为：如科琴黑EC和乙炔黑等导电性碳的颗粒；例如SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT和MT等橡胶用炭黑的颗粒；例如氧化锡、氧化钛、氧化锌、铜和银等金属和金属氧化物的颗粒；进行了氧化处理的彩色(墨)用碳颗粒；热解碳颗粒；天然石墨颗粒；和人造石墨颗粒。导电性颗粒优选不形成大的凸部，并且优选使用平均粒径为10nm至300nm的导电性颗粒。

可以适当地设定此类导电性颗粒的装载量，使得导电性弹性层(表面层)根据原料弹性体、导电性颗粒和其它配合剂的类型而具有预期的电阻。例如，相对于100质量份聚合物(原料弹性体)，装载量可以是0.5质量份以上且100质量份以下，并且优选2质量份以上且60质量份以下。

导电性弹性体组合物可以含有额外的导电性材料、填料、加工助剂、抗氧化剂、交联助剂、交联促进剂、交联促进助剂、交联抑制剂、分散剂、及其它添加剂。

(表面层)

表面层是指由弹性材料构成的表面层。表面层可以是多层。当表面层为多层时，需要含有绝缘颗粒的层形成作为最外层。在导电性支承体和弹性层之间可以形成粘合层。

在本实施方案中，表面层优选为单层。这是因为生产工艺得以简化。在这种情况下，表面层优选具有0.8mm以上且4.0mm以下、特别优选1.2mm以上且3.0mm以下的厚度，以确保表面层与感光构件之间的辊隙宽度。

作为包括在该实施方案的充电构件中的特定表面的形成方法，为了使生产工艺简化，直接使用通过十字头挤出形成的弹性层的表面的方法是优选的。

为了防止表面层具有非粘合性并抑制从表面层的内侧渗出或起霜等，可以进行应用紫外光或电子束的表面处理。

(导电性支承体)

导电性支承体可以是具有导电性、能够支承表面层等、并能够保持作为充电构件典型地作为充电辊的强度的任何支承体。

<充电构件的生产方法>

作为关于该实施方案的充电构件的生产方法的实例，将从简单的生产步骤的观点描述有效的方法。换言之，描述通过挤出成形形成表面的生产方法，所述表面具有其中存在绝缘颗粒的凹部、具有由绝缘颗粒形成的凸部，并且其中凸部的外缘的至少一部分与凸部的至少一部分隔开以形成间隙。

所述生产方法包括以下两个步骤，并且是在表面上形成其中使绝缘颗粒与导电性橡胶组合物之间的界面分离的间隙的充电辊的生产方法。

·未硫化橡胶组合物的制备步骤，所述未硫化橡胶组合物包括导电性橡胶组合物和平均粒径为6μm以上且30μm以下的绝缘颗粒，并且具有控制为适当值的断裂伸长率。

·在以使挤出成形时获得100％以下的卷取率(take-up ratio)(后述)的方式拉伸未硫化橡胶组合物的同时，将未硫化橡胶组合物和芯轴一体地进行十字头挤出成形的步骤。

首先，制备含有导电性橡胶组合物和绝缘颗粒并且将构成表面层的未硫化橡胶组合物。

在未硫化橡胶组合物中，绝缘颗粒的含量相对于100质量份的原料橡胶优选为5质量份以上且50质量份以下。当该含量为5质量份以上时，表面层上可存在足够量的绝缘颗粒，并且这能够特别地降低与感光构件的接触面积。当该含量为50质量份以下时，绝缘颗粒的量不会过多，并且这能够容易地防止表面层硬化。

本发明的发明人发现，间隙部距离可以通过由未硫化橡胶的拉伸试验测定的断裂伸长率来控制。

断裂伸长率按照JIS K6254-1993通过使用拉伸试验机(商品名：RTG-1225，由A&D制造)来测定。对于该测量，拉伸速度为500mm/min，断裂点测量灵敏度是0.01N，标距(gaugelength)为20mm，样品宽度为10mm，样品厚度为2mm，测试温度为25℃，和测量次数为两次。

本发明人认为，断裂伸长率给出通过直径为3μm以下的细裂纹(空隙)的产生而应力松弛的指示。因此，当细裂纹帮助应力松弛时，当应力集中在界面处时不太可能产生通过绝缘颗粒与导电性橡胶组合物之间的界面的剥离形成的间隙。换言之，认为间隙不太可能在具有小的断裂伸长率的未硫化橡胶中形成。为了控制由细裂纹引起的应力松弛，优选混合具有小的增强性能的填料。碳酸钙是特别优选的，因为它可以通过改变添加量而将断裂伸长率控制在宽的范围内。为了形成具有适当尺寸的间隙，断裂伸长率优选为50％以上且80％以下。

通过剥离形成间隙也可以通过改变未硫化橡胶组合物的门尼粘度和绝缘颗粒与导电性橡胶组合物之间的极性差或粘合性来控制。具有越高的门尼粘度的原料橡胶可给予越大的间隙。

为了使用未硫化橡胶组合物并剥离绝缘颗粒与导电性橡胶组合物之间的界面以形成间隙，使用十字头挤出成型机，并且使未硫化橡胶组合物拉伸成形。十字头挤出成型机是这样的挤出机：使得未硫化橡胶组合物和具有一定长度的芯轴同时进给到挤出机，并且包括外周均匀地覆盖有一定厚度的橡胶材料的芯轴的未硫化橡胶辊从十字头的出口挤出。

图4A是十字头挤出成型机4的示意构造图。十字头挤出成型机4是用于用未硫化橡胶组合物42均匀地覆盖芯轴41的整个圆周，从而制造包括中心处的芯轴41的未硫化橡胶辊43的机器。

十字头挤出成型机4配备有芯轴41和未硫化橡胶组合物42进给到其中的十字头44，用于将芯轴41进给到十字头44的输送辊45，和用于将未硫化橡胶组合物42进给到十字头44的料筒46。

输送辊45沿轴方向将多个芯轴41连续地进给到十字头44。料筒46在内部配备有螺杆47，且螺杆47旋转以将未硫化橡胶组合物42进给到十字头44中。

当芯轴41进给到十字头44中时，整个圆周覆盖有从料筒46进给到十字头中的未硫化橡胶组合物42。然后芯轴41从在十字头44的出口处的模头48送出作为具有覆盖有未硫化橡胶组合物42的表面的未硫化橡胶辊43。

通过以获得比十字头的挤出口的间隙小的厚度的方式使未硫化橡胶组合物成形，或通过使未硫化橡胶拉伸成形，绝缘颗粒与导电性橡胶组合物之间的界面剥离以形成间隙。图4B示出十字头挤出口附近的示意图。当十字头挤出口的模头的内径为D、未硫化橡胶辊的外径为d、和芯轴的外径为d₀时，将对应于“(未硫化橡胶组合物的厚度)/(挤出口的间隙)”的(d-d₀)/(D-d₀)定义为卷取率(％)。当卷取率为100％时，挤出口的间隙等于未硫化橡胶组合物的厚度。卷取率越小表明在越大程度地拉伸组合物的同时成形，导致间隙越大。卷取率优选为90％以下且80％以上，因为形成具有适当尺寸的间隙。在典型的成形中，由于模头膨胀，使得从挤出口排出的未硫化橡胶组合物收缩，得到100％以上的卷取率。

卷取率是通过改变芯轴41通过输送辊45的芯轴进给速度和来自料筒46的未硫化橡胶组合物的进给速度的相对比例来控制。此时，未硫化橡胶组合物42从料筒46向十字头44的进给速度设定为恒定值。芯轴41的进给速度和未硫化橡胶组合物42的进给速度的比值决定了未硫化橡胶组合物42的壁厚度。

未硫化橡胶组合物成形为各芯轴41的沿长度方向的中央部的外径(壁厚)比其端部的外径大的所谓的冠形状(crown shape)。因此，制得未硫化橡胶辊43。

当需要交联时，接着将未硫化橡胶辊加热，从而得到硫化橡胶辊。热处理方法的具体实例包括具有齿轮烘箱的鼓风炉加热，通过远红外线照射加热硫化，和用硫化机的蒸汽加热。具体地，鼓风炉加热和远红外加热适合于连续生产，从而是优选的。当不需要交联例如，因为热塑性弹性体用于形成表面层时，将包括热塑性弹性体的未硫化橡胶辊适当地冷却，例如，可以代替硫化橡胶辊而直接使用。

在随后的其它步骤中除去硫化橡胶辊各端部的硫化橡胶组合物，并且完成硫化橡胶辊。因此，完成的硫化橡胶辊的芯轴的各端部露出。

在夹紧芯轴的各端部的露出部分的电子照相设备的情况下，较大的负荷被施加至充电辊的各端部。在电子导电型导电性橡胶组合物的情况下，负荷导致劣化，从而提高各端部的电阻率，且可能引起横条纹状图像缺陷。当通过所述制造方法将充电辊制成冠形状时，与辊的中央部相比，各端部的卷取率较小，并且在端部形成较大的间隙。因此，各端部的横条纹状图像缺陷的抑制效果特别高。对于端部与中央部之间的间隙部距离的比例，端部的间隙部距离更优选为1.1以上且1.3以下，其中中央部的间隙部距离为1。

表面层可以通过紫外线或电子束照射进行表面处理。

其它生产方法包括以下方法，例如。

首先，制备包含发泡剂的未硫化橡胶组合物。使未硫化橡胶组合物进行挤出成形，从而得到硫化橡胶辊。研磨硫化橡胶辊的表面以露出源自通过发泡形成的空隙的凹部。用具有比凹部的长直径小的直径的热塑性绝缘颗粒涂覆凹部。然后在高于热塑性绝缘颗粒的熔点的温度下加热橡胶辊，并且绝缘颗粒紧密接合。

与该方法相比，在通过其中组合物在控制断裂伸长率或卷取率的同时被挤出的生产方法所得到的充电辊中，绝缘颗粒和间隙的重心位置沿充电辊的轴方向取向。因此，这种辊具有更高的抑制横条纹状图像不均匀的效果，并且是优选的。

随后，将参照根据包括属于本实施方案的充电构件的电子照相设备的实例的构造图(图5)来说明电子照相图像形成过程。作为被充电构件的电子照相感光构件(感光构件)51包括导电性支承体51b和形成在支承体51b上的感光层51a，并具有圆筒形状。电子照相感光构件围绕轴51c在中心处沿图中所示的顺时针以预定的圆周速度驱动。待充电的构件(感光构件51)可以通过充电构件(充电辊52)来充电。从除去充电构件上的污染物的观点，充电构件优选为能够以相对于被充电构件的圆周速度为1.05倍以上或0.95倍以下的充电构件圆周速度来驱动。

将充电辊52配置为与感光构件51接触，并且使感光构件51充电至预定电位。充电辊52包括芯轴52a和形成在芯轴52a上的表面层52b。芯轴52a的各端部通过图中未示出的按压单元(pressing unit)压向电子照相感光构件51，充电辊随着感光构件51旋转，或以与感光构件51不同的一定的速度旋转。当将预定的直流电压从电源53通过摩擦电极(rubbing-friction electrode)53a施加至芯轴52a时，感光构件51充电至预定电位。

在带电的感光构件51的周面上，通过随后的曝光单元54形成对应于目标图像信息的静电潜像。静电潜像通过随后的显影构件55依次可视化为调色剂图像。调色剂图像依次转印至转印材料57上。转印材料57以与感光构件51的旋转同步的方式从图中未示出的供纸单元中取出，并在适当的时机输送至感光构件51与转印单元56之间的转印部。转印单元56是转印辊，并且进行与来自转印材料57的背面侧的调色剂相反极性的充电，将感光构件51上的调色剂图像转印至转印材料57上。在其表面上转印有调色剂图像的转印材料57与感光构件51分离，并且输送至图中未示出的定影单元。然后使调色剂定影，并且转印材料57作为图像形成产品而输出。从图像转印之后的感光构件51的周面，通过以弹性刮板为代表的清洁构件58来除去残留在感光构件51表面上的调色剂等。清洁之后感光构件51的周面进行电子照相图像形成过程的下一个周期。

根据本发明的一个方面，可以提供一种充电构件，其可以抑制电荷注入感光构件中，且即使当用于具有高处理速度的电子照相成像设备时也可以使感光构件稳定地充电。根据本发明的另一个方面，可以提供一种赋予高品质的电子照相图像的电子照相设备。

[实施例]

以下将参照实施例进一步详细地说明本发明，其并不旨在限制本发明。在以下的说明中，没有特别指示的试剂等是商购可得的高纯度产品，除非另有说明。在各实施例中，制造充电辊。

[实施例1]

(表面层用未硫化橡胶组合物的制备)

将表1中所示的材料混合，从而得到A-捏合的橡胶组合物。使用的混合机是6升加压捏合机(pressure kneader)(商品名：TD6-15MDX，由Toshin Co.,Ltd.制造)。在70体积％的填充率和30rpm的叶片旋转速度的条件下进行混合16分钟。

[表1]

接着，将上述A-捏合的橡胶与表2中所示的材料混合，从而得到未硫化橡胶组合物-1。使用的混合机是具有12英寸(0.30m)的辊直径的开炼辊。在10rpm的前辊旋转速度、8rpm的后辊旋转速度和2mm的辊隙的条件下进行混合。在左右方向总共进行20次往复运动，然后将辊间隙调节为0.5mm，并将该混合物通过薄间隙10次。

[表2]

将未硫化橡胶组合物-1进一步与作为绝缘颗粒的20质量份球状PMMA颗粒(商品名：GANZPEARL GM-0801，由Aica Kogyo Co.,Ltd.制造，以下有时称为“颗粒No.3”)混合，从而得到含有颗粒No.3的未硫化橡胶组合物-1A。使用的混合机是具有12英寸(0.30m)的辊直径的开炼辊。在8rpm的前辊旋转速度、10rpm的后辊旋转速度和2mm的辊隙的条件下进行混合。在左右方向总共进行20次往复运动，然后将辊间隙调节为0.5mm，并且将该混合物通过薄间隙10次。PMMA指聚甲基丙烯酸甲酯树脂。

(断裂伸长率的测量)

使用拉伸试验机以测量未硫化橡胶片的断裂伸长率。使用的未硫化橡胶片通过使表面层用未硫化橡胶组合物-1A在厚度为2mm的矩形模具中成形来制备。在80℃的温度和10MPa的压力条件下进行所述成形。按照JIS K-6251通过使用TENSILON万能试验机RTG-1225(商品名，由Orientec Co.,Ltd.制造)进行测量。对于所述测量，将未硫化橡胶片切成具有1号哑铃形状的试验片，且以500mm/min的拉伸速度在23℃/50％RH(相对湿度)的环境中进行测量。所得断裂伸长率为72％。

(橡胶组合物的体积电阻率的测量)

为了测量不包含未硫化橡胶组合物-1A中所含的球状PMMA颗粒的橡胶组合物的体积电阻率，除了不添加球状PMMA颗粒以外，以与上述相同的方式(表面层用未硫化橡胶组合物的制备)制备橡胶组合物。将橡胶组合物放置在厚度为2mm的模具中，并在10MPa和160℃下交联10分钟，得到厚度为2mm的橡胶片。橡胶片的体积电阻通过4-端子4-探针法来测量。用电阻率计(商品名：Loresta GP，由Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.制造)在23℃/50％RH(相对湿度)的环境中在90V的施加电压和10N的负荷条件下进行测量。所得体积电阻率为2,500Ωcm。

(绝缘颗粒的粉末电阻率的测量)

颗粒No.3，即，球状PMMA颗粒(商品名：GANZPEARL GM-0801，由Aica Kogyo Co.,Ltd.制造)的体积电阻率用粉末电阻率计(商品名：粉末电阻率测量系统MCP-PD51，由Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.制造)来测量。在23℃/50％RH(相对湿度)的环境中在90V的施加电压和4kN的负荷下进行测量。体积电阻率为10¹⁰Ωcm以上，这表明绝缘性。在表3中，体积电阻率为10¹⁰Ωcm以上的颗粒被示为绝缘，并且体积电阻率为10³Ωcm以下的颗粒被示为导电，这也适用于以下实施例和比较例。

(硫化橡胶层的成形)

为了制备具有用于粘接硫化橡胶层的粘合层的芯轴，首先进行以下操作。换言之，将导电性硫化粘合剂(商品名：METALOC U-20，由Toyokagaku Kenkyusho制造)施加至直径为6mm且长度为252mm的导电性圆柱形芯轴(由钢制成，具有镀镍表面)的沿轴方向的长度为222mm的中央部上，并且在80℃下干燥30分钟。

通过使用十字头挤出成型机使具有粘合层的芯轴覆盖有表面层用未硫化橡胶组合物-1A，得到冠形状的未硫化橡胶辊。在100℃的成形温度和10rpm的螺杆旋转速度下在改变芯轴的进给速度的同时进行成形。在未硫化橡胶辊的轴方向的平均卷取率设定在87％。十字头挤出成型机具有8.9mm的模头内径，和未硫化的橡胶辊沿轴方向的中央处具有8.6mm的外径，并在各端部具有8.4mm的外径。

随后，将未硫化橡胶辊在电炉中在160℃的温度下加热40分钟以使未硫化橡胶组合物层硫化，得到硫化橡胶层。切断硫化橡胶层的各端部，从而得到沿轴方向232mm的长度。

(挤出后硫化橡胶层的电子束照射)

用电子束照射挤出之后获得的硫化橡胶辊的表面，并且得到在弹性层(表面层)的表面上具有固化区域的充电辊。对于用电子束的照射，使用给出150kV的最大加速电压和40mA的最大电子电流的电子束照射装置(由Iwasaki Electric Co.,Ltd.制造)，并且在照射时填充氮气。用电子束的照射在150kV的加速电压、35mA的电流、1,323kGy的剂量、1m/min的处理速度和100ppm的氧浓度的条件下进行。

(表面粗糙度的测量)

测量弹性层表面的十点平均粗糙度Rz。使用的测量设备是表面粗糙度测量装置(商品名：SURFCORDER SE3400，由Kosaka Laboratory Ltd.制造)，以及所用的探针是具有2μm的尖端半径的金刚石接触式探针。测量按照JIS B0601：1982以0.5mm/s的测量速度、0.8mm的截止频率λc、0.8mm的标准长度和8.0mm的评价长度来进行。对于充电辊的Rz值，在轴方向上的三个点×在圆周方向上的两个点处，每个充电辊总共六个点处进行测量，并且使用六个点的平均值。得到的Rz为15μm。

(绝缘颗粒的观察)

在共焦显微镜(商品名：OPTELICS HYBRID，由Lasertec Corporation制造)下，观察充电辊表面上的绝缘颗粒。观察在50的物镜放大倍率、1,024像素的像素数和0.1μm的高度分辨率的条件下进行。绝缘颗粒以露出的状态存在。

(间隙部距离的测量)

间隙部距离是指从相对于表面的法线方向的视点的表面的投影图中，通过从绝缘颗粒的外缘沿法线方向绘制的直线、以及所述直线与凹部的外缘之间的交点形成的线段中的最长线段的长度。间隙部距离由以下步骤来测量。首先，通过使用共焦显微镜(商品名：OPTELICS HYBRID，由Lasertec Corporation制造)记录充电辊表面的高度图像。观察在50的物镜放大倍率、1,024像素的像素数和0.1μm的高度分辨率的条件下进行，并通过将所记录的图像平面校正为二次曲面得到的值作为高度值。

接着，使用图像处理软件(商品名“Image-Pro Plus”：由Planetron制造)计算间隙部距离。首先，使用平均高度作为阈值，并且使高度图像二值化。接着，通过计数/尺寸自动提取低于平均高度的对象。从与所述对象接触的绝缘颗粒的外缘绘制法线，并测量在距凹部的外缘最长距离处的部分的距离。对于在低于提取的高度的平均值的部分处的对象，以减小面积的顺序，在辊的轴方向的中央附近的100个点处和在距离硫化橡胶层的端部20mm附近的100个点处进行这样的操作，并提取平均值。将平均值定义为间隙部距离。当该距离为10μm以上且70μm以下时，可以令人满意地发挥本发明的有利效果。

所得间隙部距离为38μm。端部的间隙部距离与中央部的间隙部距离的比例为1.2。中央部的间隙部距离是在上述辊的轴方向上中央附近的100个对象的距离的平均值，和端部的间隙部距离为在距离硫化橡胶层的各端部20mm附近的100个对象的距离的平均值。

(绝缘颗粒的凸部的高度和间隙的深度与长直径的比例的测定)

通过以下步骤测定绝缘颗粒的凸部高度和间隙深度与间隙部距离的比例。首先，通过使用共焦显微镜(商品名：OPTELICS HYBRID，由Lasertec Corporation制造)记录充电辊表面的高度图像。观察在50的物镜放大倍率、1,024像素的像素数和0.1μm的高度分辨率的条件下进行，并通过将所记录的图像平面校正成二次曲面得到的值作为高度值。

从高度图像中，提取绝缘颗粒的凸部周围形成的间隙的周边的横截面轮廓，并且求得凸部的高度的平均线与顶部之间的距离。所述距离在100个点(100个凸部)处测量，并计算平均值作为凸部高度。以类似的方式，测定高度的平均线和间隙的底部之间的距离，并除以间隙部距离。该操作在100个点(100个凹部)处进行，并且计算平均值作为间隙深度与间隙部距离的比例(百分比)。凸部高度为4μm。间隙深度与间隙部距离的比例为23％。

(由绝缘颗粒与凹部的隔开而形成的间隙的重心位置和绝缘颗粒的重心位置的取向的测定)

为了测定由绝缘颗粒与凹部的隔开而形成的间隙的重心位置和绝缘颗粒的重心位置的取向，在透射型电子显微镜(以下简称为“TEM”)下记录图像。作为TEM观察用样品，以沿着表面形状的高度的平均面切断凹部的方式来切割表面层，从而制备薄切片。所述薄切片通过超薄切片法制备。所使用的超薄切片机是低温切片机(商品名“Leica EM FCS”，由Leica Microsystems制造)。切割温度为-100℃。用于观察样品的TEM是由Hitachi High-Technologies Corporation制造的H-7100FA(商品名)。将加速电压设定为100kV，和视野设定为明视野。以得到间隙(空隙)、绝缘颗粒和导电性橡胶组合物之间的对比度差异的方式记录在TEM下观察到的薄切片的图像。如果需要的话，就间隙(空隙)、绝缘颗粒和导电性橡胶组合物而言，进行图像处理以使图像三元化，并且使用所得到的图像。

在图像中，通过图像处理软件(商品名“Image-Pro Plus”：由Planetron制造)的计数/尺寸功能，测定凹部中的绝缘颗粒和间隙的重心的x坐标和Y坐标。在100个点(100个凹部)处测量由连接两个点的坐标的方向和辊的轴方向形成的锐角，并且将其平均值定义为通过绝缘颗粒和凹部的隔开而形成的间隙的重心位置与绝缘颗粒的重心位置的取向角。所得取向角为0°。实施例1的充电辊的细节和含有颗粒No.3的未硫化橡胶组合物1A的断裂拉伸强度示于表3-1中。

(评价1)评价

将所生产的充电辊安装至通过改装电子照相设备(商品名：LBP7200C，由Canon制造，用于在A4纸上纵向记录)以得到200mm/秒的记录介质输出速度而获得的设备的黑色盒上。在15℃/10％RH(相对湿度)的环境下使用改装的设备以输出图像。

对于图像输出条件，使用随机打印在A4纸的图像可形成区域的1面积％上的图像。输出图像，然后将电子照相设备停止，10秒后，重新启动图像形成。重复该操作，以进行30,000张图像输出的耐久试验。30,000张耐久之后，评价用图像的输出条件如下：在一张纸上输出半色调图像(中间密度图像，其中在与感光构件的旋转方向垂直的方向上，以2个点的间隔绘制各自宽度为1个点的横线)。基于以下标准，使用该图像，就横条纹状图像不均匀的有无而言，评价充电均匀性。通过观察充电辊的轴方向的中央部附近处和距离硫化橡胶层的各端部20mm附近处的图像来进行评价。

A：没有观察到横条纹状图像不均匀。

B：没有观察到横条纹状图像不均匀，但图像有轻微的粒状结构(granulartexture)。

C：观察到在实际使用中不会引起问题的程度的轻微的横条纹状图像不均匀。

D：观察到横条纹状图像不均匀，并且图像品质受损。

E：观察到横条纹状图像不均匀，并且图像品质显著受损。

在实施例1中，表面形状是合适的，所述表面形状包括凸部高度、间隙部距离、通过绝缘颗粒和凹部的隔开而形成的间隙的重心位置和绝缘颗粒的重心位置的取向、中央部和端部的间隙部距离的比例、以及Rz。因此，就横条纹状图像不均匀的有无而言，充电均匀性评价为等级A，并保持高的图像品质。

(评价2)耐久试验之前和之后的电位评价

在上述电子照相设备中，充电辊随着感光构件旋转。电子照相设备中的感光构件和充电辊用能够独立地驱动感光构件和充电辊的夹具进行整合，并观察耐久试验之前和之后的电位变化。为了评价通过接触的电荷转移，在30℃/90％RH的环境中、500V的充电辊电位、200mm/秒的感光构件旋转速度和220mm/秒的充电辊旋转速度下进行评价。在耐久试验之前和之后，感光构件在所述条件下旋转一次，然后测量充电辊的电位。计算所述差异作为耐久试验之前和之后的电位差。实施例1的充电辊在耐久试验之前和之后的电位差为28V。

(评价3)充电不足的评价3

用评价1中所用的电子照相设备，输出评价用半色调图像(中间浓度的图像，其中在与感光构件的旋转方向垂直的方向上，以2个点的间隔绘制各自宽度为1个点的横线)作为第一图像。基于以下标准，使用该图像评价起雾。

A：没有观察到点状图像不均匀。

B：观察到极其轻微的点状图像不均匀。

C：观察到在实际使用中不引起问题的程度的轻微的点状图像不均匀。

D：在图像的宽区域内观察到点状图像不均匀，并且图像品质显著受损。

所述评价来评价从间隙的放电不足所造成的点状图像不均匀(称为起雾)。

在实施例1中，表面形状是适当的，所述表面形状包括间隙部距离、间隙深度与间隙部距离的比例、以及Rz。因此，将点状图像不均匀评价为等级A，并保持高的图像品质。评价1至3的结果示于表5-1中。

[表3-1]

[表3-2]

*)以非常小的量使用，以与表面熔合从而形成凸部。

[实施例2至12，比较例1至3]

以与实施例1中含有颗粒No.3的未硫化橡胶组合物-1A相同的方式，根据如表3-1和表3-2中所示的配方制备含有颗粒的未硫化橡胶组合物。改变挤出成形时的卷取率。除了上述条件以外，以与实施例1中相同的方式生产和评价实施例2至12和比较例1至3的充电辊。在实施例12中，使用醇橡胶来代替NBR。在比较例2中，不添加绝缘颗粒。实施例2至12和比较例1至3的充电辊的细节和加工条件示于表3-1和表3-2中。评价结果示于表5-1和表5-2中。在实施例和比较例中使用的颗粒的材料和平均粒径一起示于表6中。

[比较例4]

在以与实施例1相同的方式成形的硫化橡胶辊的表面上形成涂层以制备充电辊，并进行与实施例1相同的测量和评价。通过以下步骤制备充电辊。

混合表4中所示的材料以制备混合液。

[表4]

多元醇是作为涂层用粘结剂的多元醇(商品名“PLACCEL DC2016”：由DaicelChemical Industries,Ltd.制造)(70质量％的固成分)。IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)是作为用作涂层用粘结剂的异氰酸酯单体添加的封端异氰酸酯IPDI(商品名“VestanatB1370”：由Degussa-Huls制造)。HDI(六亚甲基二异氰酸酯)是作为用作涂层用粘结剂的异氰酸酯单体添加的封端异氰酸酯HDI(商品名“Duranate TPA-B80E”：由Asahi KaseiCorporation制造)。炭黑是导电性颗粒。

将混合液与具有0.8mm的平均粒径的玻璃珠一起放入玻璃瓶中，并且通过使用油漆搅拌器分散机分散60小时，从而得到涂层用涂料1。通过浸渍法用涂层用涂料1涂覆以与实施例1相同的方式成形的硫化橡胶辊。随后，将涂覆的辊在常温下风干30分钟以上，然后在160℃下加热1小时，从而得到比较例4的充电辊。涂层具有2μm的膜厚度。

比较例4的充电辊的细节和评价结果示于表3中。

[实施例13]

将实施例1中的未硫化橡胶组合物-1(NBR的量为100质量份)与作为发泡剂的5质量份碳酸氢钠(商品名：Cellmic 266，由Sankyo Kasei制造)混合，得到含有发泡剂的未硫化橡胶组合物-2。使用的混合机是具有12英寸(0.30m)的辊直径的开炼辊。该混合是在8rpm的前辊旋转速度、10rpm的后辊旋转速度和2mm的辊隙的条件下进行。在左右方向总共进行20次往复运动，然后将辊间隙调节为0.5mm，并且将该混合物通过薄间隙10次。

(硫化橡胶层的成形)

为了制备具有用于粘接硫化橡胶层的粘合层的芯轴，首先进行以下操作。换言之，将导电性硫化粘合剂(商品名：METALOC U-20；由Toyokagaku Kenkyusho制造)施加至直径为6mm且长度为252mm的导电性圆柱形芯轴(由钢制成，具有镀镍表面)的沿轴方向的长度为222mm的中央部，并在80℃下干燥30分钟。

通过使用十字头挤出成型机使具有粘合层的芯轴覆盖有表面层用未硫化橡胶组合物-2，得到非冠形状的未硫化橡胶辊。在芯轴的进给速度恒定的同时，在100℃的成形温度和10rpm的螺杆旋转速度下进行成形。在未硫化橡胶辊的轴方向的平均卷取率设定为103％。十字头挤出成型机具有9.0mm的模头内径，且未硫化橡胶辊在轴方向上在中央处具有9.1mm的外径，并且在各端部具有9.1mm的外径。

以与实施例1中(硫化橡胶层的成形)相同的方式，随后将未硫化橡胶辊在电炉中在160℃的温度下加热40分钟以使未硫化橡胶组合物层硫化，得到硫化橡胶层。切断硫化橡胶层的各端部，从而得到在轴方向上232mm的长度。接着，用切入式研磨系统的研磨机将硫化橡胶层的表面研磨成具有8.4mm的端部直径和8.6mm的中央部直径的冠形状。因此，得到具有硫化橡胶层的硫化橡胶辊，所述硫化橡胶层的表面上形成源自通过发泡剂的发泡形成的空隙的凹部。

将球状聚乙烯颗粒(商品名：Mipelon PM200，由Mitsui Chemicals，Inc制造)与水混合，以使绝缘颗粒的量相对于水为0.1质量％，并且用超声清洗机分散该混合物。在绝缘颗粒分散液中，浸渍硫化橡胶辊，然后以50mm/秒的速度拉起。将硫化橡胶辊风干以蒸发水，并且用所述球状树脂颗粒涂覆硫化橡胶层。通过在电炉中在180℃的温度下加热15分钟使球状聚乙烯颗粒熔融，并且使球状聚乙烯颗粒与硫化橡胶辊的表面融合。在将硫化橡胶辊的芯轴在两端部夹持并以60rpm旋转，接着将包封膜(wrapping film)(商品名：3M包封膜片#4000，由3M制造)压向所述辊以使表面抛光，并除去结合至凹部以外的区域的球状聚乙烯颗粒。结果，得到实施例13的充电辊。实施例13的充电辊的细节示于表3中。评价结果示于表5-2中。

在实施例1至13和比较例1至4中所使用的全部绝缘颗粒具有100以上且160以下的球形度(形状因子SF1)。

如表5-1和表5-2所示，在属于本发明的实施例1至13的充电构件中，充电均匀性评价为等级A至C，耐久试验之前和之后的电位差被抑制到50V以下，并且起雾评价为等级A至C。

在实施例1至13中，观察到具有较高的凸部、适当的间隙部距离和绝缘颗粒与间隙的取向角接近0°的充电构件更有可能抑制横条纹。也观察到，端部的间隙部距离与中央部的间隙部距离的比例较大且Rz较大的充电构件更可能抑制横条纹。还观察到，具有较高的凸部、较大的Rz和凸部的较低导电性的充电构件更可能使得在耐久试验之前和之后的电位差小。实施例12的充电构件包括离子导电性醇橡胶，因此，与NBR相比，很可能发生通过接触的电荷转移，且电位差为49V。在起雾评价中，观察到具有较短的间隙部距离、间隙深度与间隙部距离的较小的比例、以及较小的Rz的充电构件更不可能引起起雾。

相反，比较例1的充电构件没有间隙，因此，中央部的充电均匀性评价为等级C和端部的充电均匀性评价为等级D。比较例2的充电构件不包括绝缘颗粒，从而Rz小，中央部和端部各自的充电均匀性评价为等级E，和耐久试验之前和之后的电位差为87V。在比较例3的充电构件中，使用了导电性颗粒，因此可能引起通过与感光构件的接触的电荷转移，并且耐久试验之前和之后的电位差为112V。在比较例4中，绝缘颗粒的表面覆盖有导电性涂层，由此中央部和端部各自的充电均匀性评价为等级D，并且耐久试验之前和之后的电位差为78V。认为充电均匀性评价为等级D的原因是，凸部和凹部二者都是导电性的，因而不会发生通过凸部和凹部之间的放电的充电。另外，凸部具有导电性，由此耐久试验之前和之后的电位差变高。

在评价3中的起雾评价的结果表明，在实施例1至13中还抑制了由调色剂等对凸部周围的污染。

[表5-1]

[表5-2]

[表6]

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 (5)

1.一种充电构件，其特征在于，其包括：

导电性支承体；和

导电性表面层，

其中：

所述导电性表面层在其外表面具有彼此独立的凹部，和

在各所述凹部中保持有绝缘颗粒，

所述绝缘颗粒在所述充电构件的表面露出，并且在所述充电构件的表面上形成凸部，

其中，当将各所述凹部和在各所述凹部中保持的所述绝缘颗粒正交投影在所述导电性支承体的表面上并且获得正交投影图像时，

在所述正交投影图像中，存在将源自各所述绝缘颗粒的投影图像的外缘和源自各所述凹部的投影图像的外缘隔开的部位，

各所述凹部的壁的一部分构成所述充电构件的表面的一部分。

2.根据权利要求1所述的充电构件，其中所述绝缘颗粒的平均粒径为6μm以上且30μm以下，并且

将源自各所述绝缘颗粒的投影图像的外缘和源自各所述凹部的投影图像的外缘隔开的部位的距离为10μm以上且70μm以下。

3.根据权利要求1所述的充电构件，其中在所述正交投影图中，通过所述绝缘颗粒与各所述凹部的隔开而形成的间隙的重心位置和所述绝缘颗粒的重心位置沿所述充电构件的长度方向取向。

4.一种电子照相设备，其特征在于，其包括：

根据权利要求1至3任一项所述的充电构件；和

配置为与所述充电构件接触并且通过所述充电构件可充电的被充电构件。

5.根据权利要求4所述的电子照相设备，其中所述充电构件能够以所述被充电构件的圆周速度的1.05倍以上或0.95倍以下的充电构件圆周速度驱动。