CN107168023A - 充电元件、处理盒以及图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电元件，该充电元件包括导电基底以及配置于所述导电基体上的表面层。所述表面层包括含有金属的无机导电剂以及含有能够与所述金属配位的配位原子并具有400以下的分子量的有机导电剂。

Description

充电元件、处理盒以及图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种充电元件、处理盒以及图像形成装置。
背景技术
在电子照相图像形成装置中，使用充电装置等对图像承载体(例如感光体)的表面进行充电，接着使用根据图像信号调制的激光束等进行照射以形成静电潜像，对该静电潜像使用充电的调色剂进行显影以形成调色剂图像。调色剂图像直接或通过中间转印体转印到记录介质上以形成期望的图像。
该图像形成装置中包括的充电装置的已知示例包括诸如电晕管和格栅电晕管的非接触式充电装置，这些非接触式充电装置利用对普通金属丝施加高电压而产生的电晕放电来进行充电。另一方面，已广泛使用包括充电辊的接触式充电装置代替这些非接触式充电装置，因为，例如接触式充电装置通常需要较低的电压并且产生的臭氧比非接触式充电装置少。
日本专利文献特开2010-197936号公报公开了一种充电元件，该充电元件包括导电基底和导电表面层。所述表面层包括粘合剂树脂和分散于粘结剂树脂中的复合颗粒。充电元件的表面具有由复合颗粒形成的凸起。该复合颗粒具有1μm以上且30μm以下的平均直径并且每个复合颗粒包括覆盖有导电材料的芯。所述芯包括包含由环氧乙烷衍生的单元的聚合物。由环氧乙烷衍生的单元在聚合物中的含量为20质量％以上且100质量％以下。导电材料包括选自炭黑、导电聚合物、金属氧化物和金属中的至少一种。
日本专利文献特开2010-102016号公报公开了一种充电元件，该充电元件包括导电基底和设置在导电基底上的表面层。表面层包括粘结剂用树脂、石墨颗粒和选自钛酸钙颗粒、钛酸钡颗粒和钛酸锶颗粒的铁电颗粒。充电元件的表面具有由石墨颗粒形成的凸起(即，石墨凸起)和由铁电颗粒形成的凸起(即，铁电凸起)。铁电凸起低于由与其相邻的三个石墨凸起的顶点形成的平面的数目是铁电凸起的总数的80％以上。
日本专利文献特开2009-175427号公报公开了一种充电辊，该充电辊包括：轴；电阻调节层，其设置在所述轴的外周上或所述轴的外周的上方，所述轴的外周和所述电阻调整层之间设有另一层；以及保护层，其设置在电阻调节层的外周上。保护层包括包含(A)粘合剂聚合物、(B)具有比表面积9m2/g以上的多孔颗粒、和(C)导电剂的组合物。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有如下充电特性的充电元件，该充电元件与包括包含不含有金属的无机导电剂的表面层的充电元件的充电特性或者包括包含不含有能够与金属配位的配位原子或具有大于400的分子量的有机导电剂的表面层的充电元件的充电特性相比，不太可能随着时间变得更加不均匀。
根据本发明的第一方面，提供一种充电元件，该充电元件包括导电基底以及配置于所述导电基体上的表面层。所述表面层包括含有金属的无机导电剂以及有机导电剂。所述有机导电剂含有能够与所述金属配位的配位原子，并且具有400以下的分子量。
根据本发明的第二方面，所述无机导电剂含有金属氧化物颗粒。
根据本发明的第三方面，所述有机导电剂含有选自蒽醌颗粒和蒽醌衍生物颗粒中的至少一种。
根据本发明的第四方面，所述蒽醌衍生物颗粒是由通式(1)表示的化合物颗粒，
其中，n1和n2各自独立地表示0至3的整数且不同时变为0；m1和m2各自独立地表示0或1的整数；并且R1和R2各自独立地表示1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的烷氧基、或羧基。
根据本发明的第五方面，所述蒽醌和所述蒽醌衍生物是选自蒽醌、茜素、醌茜以及醌茜素中的至少一种化合物。
根据本发明的第六方面，所述表面层进一步包括填料。
根据本发明的第七方面，所述无机导电剂与所述有机导电剂之间的摩尔比(无机导电剂:有机导电剂)为20:1至100:1。
根据本发明的第八方面，提供一种处理盒，可拆卸地安装到图像形成装置上。所述处理盒包括图像承载体和充电单元，所述充电单元包括上述的充电元件。所述充电单元通过使所述充电元件接触所述图像承载体的表面来对所述图像承载体的所述表面进行充电。
根据本发明的第九方面，提供一种图像形成装置，其包括：图像承载体；充电单元，其包括上述的充电元件，所述充电单元通过使所述充电元件接触所述图像承载体的表面来对图像承载体的表面进行充电；潜像形成单元，其在所述图像承载体的已充电表面上形成潜像；显影单元，其使用调色剂对形成在所述图像承载体的所述表面上的潜像进行显影以形成调色剂图像；以及转印单元，其将形成在所述图像承载体的所述表面上的所述调色剂图像转印到记录介质上。
根据本发明的第一至第七方面的充电元件与包括包含不含有金属的无机导电剂的表面层的充电元件的充电特性或者包括包含不含有能够与金属配位的配位原子或具有大于400的分子量的有机导电剂的表面层的充电元件的充电特性相比，不太可能随着时间变得更加不均匀。
根据本发明的第八方面的处理盒和根据本发明的第九方面的图像形成装置与包括包含不含有金属的无机导电剂的表面层的充电元件或者包括包含不含有能够与金属配位的配位原子或具有大于400的分子量的有机导电剂的表面层的充电元件的处理盒和图像形成装置相比，可以减少由于充电元件的充电特性的不一致性随着时间增加所引起的图像缺陷的发生。
附图说明
将基于下列附图详细说明本发明的示例性实施例，其中：
图1是根据示例性实施例的充电元件的示例的示意性透视图；
图2是根据示例性实施例的充电元件的示例的示意性横截面图；
图3是根据示例性实施例的充电装置的示例的示意性透视图；
图4是示出根据示例性实施例的图像形成装置的示例的示意图；以及
图5是示出根据示例性实施例的处理盒的示例的示意图。
具体实施方式
下面参照附图与示例性实施例对本发明作进一步详细说明。
具有基本相同的功能的元件在附图中用相同的参考号表示。可以省略这些元件的重复性描述和参考号。
充电元件
根据示例性实施例的充电元件包括导电基底以及配置于导电基体上的表面层。表面层包括含有金属的无机导电剂以及含有能够与金属配位的配位原子并具有400以下的分子量的有机导电剂。这里使用的术语“能够与金属配位的有机导电剂”指一种化合物，该化合物包括具有未共用电子对的配位原子并且能够通过使金属与配位原子结合形成配位键来形成络合物。
充电元件，其包括导电基底以及配置于导电基体上的表面层，该表面层包括导电剂，已作为对诸如感光体的主体进行充电的单元使用。
然而，对该充电元件重复施加电压以对待充电的主体进行充电可能会使充电元件的表面的电阻不均匀地增加。也就是说，充电元件的表面的电阻的不一致性可能会随着时间而增加。这样，增加了充电元件的充电性能的不一致性。
充电元件的充电性能的不一致性被认为通过以下机制增加。重复使用充电元件导致表面层扩张和收缩。这样，导致表面层中包括的导电剂迁移，从而破坏了导电通路。
如果使用具有不一致的充电性能的充电元件对待充电的主体进行充电，则主体可能会充电不一致。特别地，例如，在使用该充电元件对图像形成装置中包括的感光体进行充电的情况下，感光体可能充电不一致，并且由于感光体中电荷的不一致可能出现诸如不一致的浓度、色斑、白斑和条纹的图像缺陷。
为限制导电剂的迁移，提出了一种技术，其中导电剂颗粒的表面覆盖有具有庞大硅氧烷树状大分子结构的化合物。然而，该技术在限制导电剂的迁移的同时可能会降低充电元件的导电性。
为解决此问题，根据本示例性实施例的充电元件包括表面层，该表面层包括两种导电剂，即含有金属的无机导电剂以及含有能够与金属配位的配位原子并具有400以下的分子量的有机导电剂。这样，可以降低两种导电剂，即无机导电剂和有机导电剂在表面层内迁移的可能性，从而减少了导电通路的破坏。由此，可以限制充电元件的表面的电阻的不一致性随着时间的增加，即可以限制充电元件的充电性能的不一致性随着时间的增加。
虽然原因尚不清楚，但认为具有如下原因。
在本示例性实施例中，如上所述，无机导电剂含有金属，并且有机导电剂含有能够与金属配位的配位原子。因此，在表面层中，认为有机导电剂的配位原子(例如具有未共用电子对的氧原子(＝O))与无机导电剂中含有的金属结合以形成配位键，从而形成络合物。
在根据本示例性实施例的充电元件中，认为配位键的形成限制了充电元件的充电性能的不一致性的增加。具体地，配位键的形成增加了表面层中包括的无机导电剂和有机导电剂之间的结合力。这样，即使在表面层由于充电元件的重复使用而扩张和收缩的情况下，也降低了无机导电剂和有机导电剂一起迁移的可能性，从而减少了导电通路的破坏。
另外，在本示例性实施例中，考虑到有机导电剂的分子结构的庞大性，将有机导电剂的分子量限制为400以下。因此，有机导电剂具有能够与无机导电剂中含有的金属配位的分子结构。换句话说，这样增加了有机导电剂中含有的配位原子与无机导电剂中含有的金属彼此结合以形成配位键的可能性。
另外，在本示例性实施例中，表面层包括两种导电剂，即无机导电剂和有机导电剂。这样，与表面层仅包括无机导电剂的情况相比，可以容易地维持表面层的导电性基本均匀。换句话说，可以容易地维持表面层的导电性。
基于上述原因，根据示例性实施例的充电元件可以具有不太可能随着时间而变得更不均匀的充电性能。限制充电元件的充电性能的不一致性随着时间的增加可以增加充电元件的使用寿命。
另外，包括根据示例性实施例的充电元件的图像形成装置可以减少由于充电元件的充电性能的不一致性的增加而可能导致的诸如不一致的浓度、色斑、白斑和条纹的图像缺陷的产生。
尽管充电元件的充电性能的不一致性尤其可能在低温、低湿环境(例如10℃和15％RH)下发生，根据示例性实施例的充电元件的充电性能即使在低温、低湿环境下也不太可能随着时间而变得更不均匀。
因此，即使在低温、低湿环境下形成图像的情况下，包括根据示例性实施例的充电元件的图像形成装置也可以减少由于充电元件的充电性能的不一致性的增加而可能导致的诸如不一致的浓度、色斑、白斑和条纹的图像缺陷的产生。
根据本示例性实施例的充电元件可以作为通过接触主体来对主体进行充电的充电元件。例如，充电元件可以作为图像形成装置中包括的充电元件。具体地，例如，根据本示例性实施例的充电元件可以作为对诸如感光体的图像承载体进行充电的充电元件或者作为将调色剂从图像承载体转印到记录介质上的转印元件。
这里使用的术语“导电”指在20℃下具有1×1014Ωcm的体积电阻率。
图1是根据本示例性实施例的充电元件的示意性透视图。图2是根据本示例性实施例的充电元件沿图1中的II-II线截取的示意性横截面图。
例如，如图1和图2所示，根据本示例性实施例的充电元件121是辊状元件，其包括中空或实心圆筒导电基底30(即轴)、配置于导电基底30的外周表面上的弹性层31、以及配置于弹性层31的外周表面上的表面层32。
根据本示例性实施例的充电元件121的结构不限于上述结构。例如，可以省略弹性层31。中间层(例如粘接层)可以可选地设置在弹性层31和导电基底30之间。电阻调节层或迁移防止层可以可选地设置在弹性层31和表面层32之间。根据本示例性实施例的充电元件121可以仅由导电基底30和表面层32构成。
尽管具有辊状形状的充电元件121在本示例性实施例中作为示例描述，充电元件121的形状不限于辊状形状。充电元件121可以具有诸如辊状形状、刷状形状、带(管)状形状或刮板状形状的任何形状。特别地，在这些形状中，根据本示例性实施例的充电元件121可以具有辊状形状。换句话说，充电元件可以是充电辊。
下面对根据本示例性实施例的充电元件121的各部件作进一步详细说明。
导电基底
导电基底30由导电材料组成。导电材料的示例包括诸如铝、铜合金和不锈钢的金属和合金；镀有铬、镍等的铁；以及导电树脂。
导电基底30作为充电元件121(例如充电辊)的电极和基底。导电基底30由诸如铁(例如易切削钢)、铜、黄铜、不锈钢、铝或镍的金属组成。
导电基底30是导电杆状元件。导电杆状元件可以通过电镀由树脂、陶瓷等组成的元件的外周表面或者通过将导电剂分散到由树脂、陶瓷等组成的元件中来制备。
导电基底30可以是中空元件(即管状元件)或非中空元件。
弹性层
弹性层31可以可选地配置于导电基底30的外周表面上。
例如，弹性层31包括弹性材料、导电剂以及，必要时，其他添加剂。
弹性材料的示例包括异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、氯醚橡胶、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、乙丙橡胶、环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚物橡胶、环氧氯丙烷-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)、天然橡胶以及它们的橡胶共混物。特别地，可以使用聚氨酯、硅橡胶、EPDM、环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚物橡胶、环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶、NBR以及它们的橡胶共混物。这些弹性材料可以发泡，但不是必须发泡。
弹性层31可以包括导电剂以提高弹性层31的导电性。导电剂的示例包括电子导电剂以及离子导电剂。电子导电剂的示例包括诸如科琴黑或乙炔黑的炭黑的粉末；热解碳和石墨的粉末；诸如铝、铜、镍和不锈钢的各种导电金属和合金的粉末；诸如氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化锡-氧化锑固溶体和氧化锡-氧化铟固溶体的各种导电金属氧化物的粉末；以及其颗粒表面经处理后具有导电性的绝热材料的粉末。离子导电剂的示例包括四乙基铵、十二烷基三甲基铵等的高氯酸盐和氯酸盐；以及诸如锂和镁的碱金属和碱土金属的高氯酸盐和氯酸盐。
这些导电剂可以单独使用或者两种以上组合使用。
炭黑的具体示例包括由欧励隆工程炭公司(Orion Engineered Carbons)生产的“SPECIAL BLACK 350”、“SPECIAL BLACK 100”、“SPECIAL BLACK 250”、“SPECIAL BLACK5”、“SPECIAL BLACK 4”、“SPECIAL BLACK 4A”、“SPECIAL BLACK 550”、“SPECIAL BLACK6”、“COLOR BLACK FW200”、“COLOR BLACK FW2”和“COLOR BLACK FW2V”；以及由卡博特公司(Cabot Corporation)生产的“MONARCH1000”、“MONARCH1300”、“MONARCH1400”、“MOGUL-L”和“REGAL400R”。
这些导电剂可以具有1nm以上且200nm以下的平均粒径。导电剂的平均粒径通过使用电子显微镜对取自弹性层31的样品进行观察，测量导电剂的100个颗粒的直径(最大直径)，并取其平均值确定。例如，平均粒径的测量可以采用由希森美康公司(SysmexCorporation)生产的“Zetasizer Nano ZS”进行。
导电剂在弹性层31中的含量不受限制。在以上电子导电剂作为导电剂的情况下，导电剂在弹性层31中的含量相对于100重量份的弹性材料理想为1重量份以上且30重量份以下，更理想为15重量份以上且25重量份以下。在以上离子导电剂作为导电剂的情况下，导电剂在弹性层31中的含量相对于100重量份的弹性材料理想为0.1重量份以上且5.0重量份以下，更理想为0.5重量份以上且3.0重量份以下。
可以添加到弹性层31中的其他添加剂的示例包括通常添加到弹性层中的柔软剂、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、填料(例如二氧化硅或碳酸钙)以及发泡剂。
将导电剂、弹性材料以及其他组分(即诸如必要时添加的硫化剂和发泡剂的组分)混合在一起以形成弹性层31的方法和顺序不受限制。例如，通常，使用平底玻璃杯、V型混碎机等将以上所有组分混合在一起，并且使用挤出机将产生的混合物熔融混合并挤压成型。在另一种情况下，使用加压成型机将混合物成型，接着对成形材料进行研磨。
弹性层31的厚度理想为1mm以上且10mm以下，更理想为2mm以上且5mm以下。
弹性层31的体积电阻率可以是103Ωcm以上且1014Ωcm以下。
表面层
例如，表面层32包括树脂(即聚合物)、含有金属的无机导电剂(以下称为“特定无机导电剂”)以及含有可以与金属配位的配位原子并且具有400以下的分子量的有机导电剂(以下称为“特定有机导电剂”)。表面层32可以可选地包括填料、其他添加剂等。
特定无机导电剂
特定无机导电剂含有金属。在表面层32中，金属可以与特定有机导电剂中含有的配位原子结合以形成配位键。
特定无机导电剂的示例包括金属、金属氧化物以及金属氯化物的颗粒。
金属的示例包括Zn、Sn、Ti、Al、Cu、Ni、Pd、Cr、Mn、Fe、Co、In、Mg、Ca、Bi、Zr以及这些元素的合金。
金属氧化物的示例包括含有以上元素的氧化物，例如ZnO、SnO2和TiO2。金属氯化物的示例包括含有以上元素的氯化物，例如SnCl2、CuCl2和NiCl2。
特别地，金属氧化物颗粒可以作为特定无机导电剂以限制充电元件121的充电性能的不一致性随着时间的增加，并获得目标电阻。以上特定无机导电剂可以单独使用或者两种以上组合使用。
特定无机导电剂的平均粒径优选为25nm以上且200nm以下，更优选为50nm以上且100nm以下以增加特定无机导电剂中含有的金属与特定有机导电剂中含有的配位原子彼此结合以形成配位键的可能性。
特定无机导电剂的平均粒径通过使用电子显微镜对取自表面层32的样品进行观察，测量特定无机导电剂的100个颗粒的直径(最大直径)，并取其平均值确定。例如，为确定特定无机导电剂的平均粒径，可以使用由希森美康公司生产的“ZetasizerNano ZS”。
特定无机导电剂在表面层32中的含量优选为特定无机导电剂的数量相对于表面层32中含有的100重量份的树脂为5重量份以上且50重量份以下，更优选为特定无机导电剂的数量相对于表面层32中含有的100重量份的树脂为12重量份以上且25重量份以下以增加特定无机导电剂中含有的金属与特定有机导电剂中含有的配位原子彼此结合以形成配位键的可能性并获得目标电阻。
特定有机导电剂
特定有机导电剂包括能够与金属结合的配位原子。
例如，具有未共用电子对的配位原子是选自氧原子、氮原子、硫原子、磷原子等中的至少一种。
由于表面层32中的特定有机导电剂包括能够与金属配位的配位原子，特定有机导电剂中包括的配位原子和金属被认为彼此结合以形成配位键。
特定有机导电剂可以包括一种配位原子或者两种以上的配位原子。特定有机导电剂可以是单齿配体或多齿配体。
特定有机导电剂具有400以下的分子量。这样，降低了特定有机导电剂具有庞大分子结构的可能性并增加了特定有机导电剂中含有的配位原子与特定无机导电剂中含有的金属彼此结合以形成配位键的可能性。
特定有机导电剂的示例包括蒽醌、苯醌、香豆素、花青素、黄酮、氧杂蒽和苯并噁嗪的颗粒；以及这些化合物的衍生物的颗粒。特别地，在以上特定有机导电剂中，可以使用蒽醌颗粒和蒽醌衍生物颗粒以限制充电元件121的充电性能的不一致性随着时间的增加。以上特定有机导电剂可以单独使用或者两种以上组合使用。
例如，蒽醌衍生物颗粒可以是由以下通式(1)表示的化合物颗粒。这里使用的术语“蒽醌衍生物”指包括蒽醌骨架的化合物。
在通式(1)中，n1和n2各自独立地表示0至3的整数；n1和n2中的至少一个各自独立地表示1至3的整数，也就是说，n1和n2不同时变为0；m1和m2各自独立地表示0或1的整数；并且R1和R2各自独立地表示具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的烷氧基、或者羰基。
通式(1)中由R1和R2表示的具有1-10个碳原子的烷基可以是直链或支链。烷基的示例包括甲基、乙基、丙基以及异丙基。具有1-10个碳原子的烷基优选为具有1-8个碳原子的烷基，更优选为具有1-6个碳原子的烷基。
通式(1)中由R1和R2表示的具有1-10个碳原子的烷氧基可以是直链或支链。烷氧基的示例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基以及异丙氧基。具有1-10个碳原子的烷氧基优选为具有1-8个碳原子的烷氧基，更优选为具有1-6个碳原子的烷氧基。
蒽醌衍生物的具体示例包括但不限于以下化合物。注意，化合物1-1为蒽醌。
在以下化合物中，优选使用化合物1-1至1-12，更优选使用化合物1-1(蒽醌)、化合物1-3(茜素)、化合物1-4(醌茜)以及化合物1-12(醌茜素)以限制充电元件的充电性能的不一致性随着时间的增加。在以下结构式中，“-OMe”表示甲氧基，“-OEt”表示乙氧基，并且“-OBu”表示丁氧基。
特定有机导电剂的平均粒径可以是50nm以下以增加特定无机导电剂中含有的金属与特定有机导电剂中含有的配位原子彼此结合以形成配位键的可能性。
特定有机导电剂的平均粒径的确定方式与特定无机导电剂的平均粒径的测量过程中的确定方式相同。
特定有机导电剂在表面层32中的含量可以是特定有机导电剂的数量相对于表面层32中包括的100重量份的树脂为0.5重量份以上且2重量份以下以增加特定无机导电剂中含有的金属与特定有机导电剂中含有的配位原子彼此结合以形成配位键的可能性并获得目标电阻。
表面层32中包括的特定无机导电剂与特定有机导电剂之间的摩尔比(特定无机导电剂:特定有机导电剂)可以是20:1至100:1。
限制特定无机导电剂与特定有机导电剂之间的摩尔比在以上范围以内增加了特定无机导电剂中含有的金属与特定有机导电剂中含有的配位原子(例如具有未共用电子对的氧原子(＝O))彼此结合以形成配位键的可能性。这样，即使在表面层由于充电元件121的重复使用而扩张和收缩的情况下，也降低了无机导电剂和有机导电剂一起迁移的可能性，从而减少了导电通路的破坏。因此，可以限制充电元件的充电性能的不一致性随着时间的增加。
其他导电剂
与以上特定无机导电剂和以上特定有机导电剂一起，可以可选地在表面层32中添加除特定无机导电剂或特定有机导电剂以外的不降低本示例性实施例的效果的导电剂。
可以添加到表面层32中的其他导电剂的示例与可以添加到弹性层31中的导电剂(不包括以上特定无机导电剂和以上特定有机导电剂)的上述示例相同。
填料
表面层32可以可选地包括填料。在表面层32中添加填料增加了将表面层32的电气特性和表面粗糙度控制在适当范围以内的容易度，因此进一步限制了充电元件121的充电性能的不一致性随着时间的增加。另外，可以降低充电元件的表面被沉积在充电元件的表面的物质(例如调色剂颗粒和外部添加剂颗粒)污染的可能性。
导电颗粒(不包括以上特定无机导电剂的颗粒和以上特定有机导电剂的颗粒)以及非导电颗粒均可以作为填料。特别地，非导电颗粒可以作为填料。
非导电颗粒的示例包括诸如聚酰胺树脂颗粒、聚酰亚胺树脂颗粒、甲基丙烯酸树脂颗粒、聚苯乙烯树脂颗粒、氟树脂颗粒和有机硅树脂颗粒的树脂颗粒；诸如粘土颗粒、高岭土颗粒、滑石颗粒、二氧化硅颗粒和氧化铝颗粒的无机颗粒；以及陶瓷颗粒。以上填料可以单独使用或者两种以上组合使用。
构成填料颗粒的树脂可以与下面描述的树脂(即聚合物)相同。这里使用的术语“非导电”指在20℃下具有1014Ωcm以上的体积电阻率。
填料的数量相对于表面层32中包括的100重量份的树脂(即聚合物)优选为但不限于1重量份以上且100重量份以下，更优选为5重量份以上且60重量份以下。
由填料形成的表面层32的表面粗糙度Rz优选为2μm以上且15μm以下，更优选为3μm以上且10μm以下以限制充电元件的充电性能的不一致性的增加。
在本示例性实施例中，表面粗糙度Rz为JIS B0601(1994)中规定的十点平均表面粗糙度Rz。为测量表面粗糙度Rz，在切断长度为0.8mm、测量长度为4.0mm、横移速度为0.3mm/sec的条件下，使用由东京精密电子公司(Tokyo Seimitsu Co.)生产的表面粗糙度测量仪“SURFCOM1400”在待测量物体中的三个点(例如，当待测量物体具有辊状形状时，沿轴向距离物体的两端20mm的点以及物体的中心)进行测量，并取其平均值。
树脂
表面层32可以可选地包括树脂(即聚合物)。
表面层32可以包括的树脂(即聚合物)的示例包括但不限于聚酰胺、聚氨酯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯共聚物、聚酯、聚酰亚胺、硅树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-四氟乙烯共聚物、三聚氰胺树脂、氟橡胶、环氧树脂、聚碳酸酯、聚乙烯醇、纤维素、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物以及尼龙共聚物。
以上树脂可以单独使用，两种以上组合使用，或者以共聚物的形式使用。当使用可交联树脂时，它们可以以交联产物的形式使用。树脂(即聚合物)的数均分子量优选为1000以上且100000以下，更优选为10000以上且50000以下。
可以添加到表面层32中的其他添加剂的示例包括以下表面层中通常包括的材料：固化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧剂、分散剂、表面活性剂以及偶联剂。
例如，表面层32通过以下方式形成：将树脂、特定无机导电剂和特定有机导电剂分散到溶剂中以制备涂布液；将涂布液涂敷到导电基底30的表面或弹性层31的外周表面；并干燥得到的涂膜。为将涂布液涂敷到导电基底30等的表面，可以采用刮刀涂布、迈耶棒涂布、喷涂、浸渍涂布、玻璃珠涂布、气刀涂布、帘式涂布等。
涂布液中包括的溶剂不限于并可以选自以下常用溶剂：诸如甲醇、乙醇、丙醇和正丁醇的醇类溶剂；诸如丙酮和甲基乙基酮的酮类溶剂；以及诸如二乙醚和二氧六环的醚类溶剂。
例如，表面层32的厚度可以是0.01μm以上且1000μm以下，理想为2μm以上且25μm以下以限制充电元件121的充电性能的不一致性随着时间的增加。
表面层32的体积电阻率可以是103Ωcm以上且1014Ωcm以下以通过使充电元件接触主体来对待充电的主体(例如感光体)进行充电。
当对充电元件施加100V的电压时，充电元件的表面的电阻优选为1×103Ω以上且1×1014Ω以下，更优选为1×106Ω以上且1×109Ω以下。如果充电元件的表面的电阻低于1×103Ω，电流泄漏(即泄漏(leakage))可能会增加。如果充电元件的表面的电阻高于1×1014Ω，电荷的累积(即充电增加(charging up))可能会增加。
例如，充电元件的表面的电阻通过以下方式测量。
使具有辊状形状的电极接触充电元件的表面，并在充电元件的导电基底与辊状电极之间施加100V的电压。接着，旋转充电元件，并且通过充电元件的旋转来带动电极旋转。在该状态下，测量充电元件的导电基底与辊状电极之间的电流和电压的量以确定周向上充电元件的表面的电阻。
充电装置
下面对根据示例性实施例的充电装置进行说明。
根据本示例性实施例的充电装置包括根据上述示例性实施例的充电元件。
图3是根据本示例性实施例的充电装置的示例的示意性透视图。例如，本示例性实施例的充电装置12包括充电元件121以及清洁元件122，该充电元件121以及清洁元件122彼此接触以如图3所示凹陷一定的量。充电元件121的两端以及清洁元件122的基底122A在轴向上由一对导电轴承123可旋转地保持。其中一个导电轴承123连接到电源124上。
根据本示例性实施例的充电装置的结构不限于上述结构。例如，可以省略清洁元件122。
清洁元件122清洁充电元件121的表面，并具有辊状形状等。例如，充电元件122包括中空或实心圆筒基底122A以及配置于基底122A的外周表面上的弹性层122B。
基底122A是导电棒状元件，其由诸如铁(例如易切削钢)、铜、黄铜、不锈钢、铝或镍的金属组成。例如，基底122A可以通过电镀由树脂、陶瓷等组成的元件的外周表面或者通过将导电剂分散到由树脂、陶瓷等组成的元件中来制备。基底122A可以是中空元件(即管状元件)或非中空元件。
弹性层122B可以由具有其内部和表面包括空腔和不规则(以下称为“网格”)的三维多孔结构的泡沫组成，并且可以具有弹性。弹性层122B包括可发泡树脂材料或橡胶材料，例如聚氨酯、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、氯丁橡胶、硅胶或腈。
在这些可发泡树脂材料和橡胶材料中，特别地，可以使用具有高撕裂和拉伸强度的聚氨酯以使得可以使用被充电元件121旋转并与充电元件121摩擦的清洁元件122有效地去除调色剂颗粒和外部添加剂颗粒，从而降低充电元件121的表面被摩擦，进而导致充电元件121被清洁元件122划伤的可能性，可以长期性地减少破坏和断裂的发生。
聚氨酯的类型不受限制，并且其示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)反应产生的聚氨酯。还可以使用通过使以上多元醇与以上异氰酸酯在扩链剂(例如1,4-丁二醇或三羟甲基丙烷)的存在下产生的聚氨酯。通常，使用诸如水或偶氮化合物(例如偶氮二甲酰胺或偶氮二异丁腈)的发泡剂对聚氨酯进行发泡。
弹性层122B中每25mm的网格数量理想为20/25mm以上且80/25mm以下，进一步理想为30/25mm以上且80/25mm以下，特别理想为30/25mm以上且50/25mm以下。
弹性层122B的硬度理想为100N以上且500N以下，进一步理想为100N以上且400N以下，特别理想为150N以上且400N以下。
导电轴承123一体地保持充电元件121和清洁元件122，使得这些元件可以旋转并且在这些元件的轴线之间保持一定的距离。导电轴承123可以由任何导电材料组成，并且导电轴承123的形式不受限制。可以使用导电轴承、导电滑动轴承等。
电源124向导电轴承123施加电压，从而将充电元件121和清洁元件122充电至相同的极性。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例的充电装置12中，例如，可以使用电源124通过对导电轴承123施加电压将充电元件121和清洁元件122充电至相同的极性。这样，降低了可能附着到图像承载体的表面上的杂质(例如调色剂颗粒或外部添加剂颗粒)在清洁元件122和充电元件121的表面累积的可能性，并且使得杂质能够转移到图像承载体上并接着被图像承载体的清洁装置收集。因此，可以长期减少充电元件121和清洁元件122上污染物的累积，使得能够维持充电元件的充电性能。
图像形成装置和处理盒
根据本示例性实施例的图像形成装置包括：图像承载体；充电单元(即根据上述示例性实施例的充电装置)，其包括根据上述示例性实施例的充电元件，该充电元件通过使充电元件与图像承载体接触来对图像承载体的表面进行充电；潜像形成单元，其在图像承载体的已充电表面上形成潜像；显影单元，其使用调色剂对形成在图像承载体的表面上的潜像进行显影以形成调色剂图像；以及转印单元，其将形成在图像承载体的表面上的调色剂图像转印到记录介质上。
根据本示例性实施例的处理盒可拆卸地安装到上述图像形成装置上，并且包括：图像承载体以及充电单元(即根据上述示例性实施例的充电装置)，该充电单元包括根据上述示例性实施例的充电元件，该充电元件通过使充电元件与图像承载体接触来对图像承载体的表面进行充电。根据本示例性实施例的处理盒可以可选地包括选自以下单元中的至少一种单元：显影单元，其使用调色剂对形成在图像承载体的表面上的潜像进行显影以形成调色剂图像；转印单元，其将形成在图像承载体的表面上的调色剂图像转印到记录介质上；以及清洁单元，其去除图像承载体的表面(其上调色剂图像已被转印)上残留的调色剂。
下面参照附图对根据本示例性实施例的图像形成装置和处理盒进行说明。图4示例性地示出根据本示例性实施例的图像形成装置的示例。图5示例性地示出根据本示例性实施例的处理盒。
根据本示例性实施例的图像形成装置101包括：图像承载体10；以及充电装置12，其对图像承载体进行充电；曝光装置14，其使已经由充电装置12充电的图像承载体10曝光以形成潜像；显影装置16，其使用调色剂对由曝光装置14形成的潜像进行显影以形成调色剂图像；转印装置18，其将由显影装置16形成的调色剂图像转印到记录介质P上；以及清洁装置20，其去除图像承载体10的表面(其上调色剂图像已被转印)上残留的调色剂，如图4所示，这些装置设置在图像承载体10的附近。图像形成装置101进一步包括：定影装置22，其对已由转印装置18转印到记录介质P上的调色剂图像进行定影。
根据本示例性实施例的图像形成装置101中包括的充电装置12是根据上述示例性实施例的充电装置，其包括，例如：充电元件121；清洁元件122，其设置成与充电元件121接触；一对导电轴承123，其在轴向上可旋转地保持充电元件121的两端和清洁元件122的两端；以及电源124，如图3所示，其连接到其中一个导电轴承123上。
根据本示例性实施例的图像形成装置101的各部件，除充电装置12(即充电元件121)以外，可以是电子照相图像形成装置的常用部件。下面对各个部件的示例进行说明。
图像承载体10的类型不受限制，并且可以使用现有技术中已知的任何感光体。在图像承载体10是有机感光体的情况下，有机感光体中包括的感光层可以是“功能分离型”感光层，其包括电荷产生层和电荷传输层，或者同时作为电荷产生层和电荷传输层的“功能一体型”感光层。图像承载体10可以包括具有电子传输能力和交联结构的保护层，该保护层覆盖图像承载体10的表面层。还可以使用包括硅氧烷树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂或丙烯酸树脂并作为保护层的交联部件的感光体。
例如，曝光装置14可以是激光光学系统或LED阵列。
例如，显影装置16是通过使显影剂保持元件接触或接近图像承载体10而使调色剂附着到形成在图像承载体10的表面上的潜像以形成调色剂图像的显影装置，所述显影剂保持元件包括在其表面形成的显影剂层。当使用显影装置16对潜像进行显影时，可以采用现有技术中已知的使用双组份显影剂的显影方法。使用双组份显影剂的显影方法的示例包括级联方法和磁刷方法。
转印装置18可以采用诸如电晕管的非接触式转印方法，或者使用通过记录介质P接触图像承载体10的导电转印辊将调色剂图像转印到记录介质P上的接触转印方法。
例如，清洁装置20是通过使清洁刮刀等直接接触图像承载体10的表面来去除附着到图像承载体10的表面上的调色剂颗粒、纸粉颗粒和粉尘颗粒的部件。除清洁刮刀以外的清洁装置20的示例包括清洁刷以及清洁辊。
定影装置22可以是包括加热辊的热定影装置。例如，热定影装置包括定影辊以及设置成在预定接触压力下与定影辊压力接触的加压辊或加压带。定影辊包括：中空圆筒芯棒；用于加热的加热灯，其配置于芯棒中；以及“防粘层”，即配置于芯棒的外周表面上的耐热树脂涂布层或耐热橡胶涂布层。加压辊包括中空圆筒芯棒以及配置于芯棒的外周表面上的耐热弹性主体层。加压带包括带状基底以及配置于基底的表面上的耐热弹性主体层。例如，未定影的调色剂图像通过将其上转印有未定影的调色剂图像的记录介质P插入定影辊与加压辊之间或者定影辊与加压带之间的间隙并接着通过加热使调色剂中包括的粘合剂树脂、添加剂等融化而被定影。
根据本示例性实施例的图像形成装置101的结构不限于上述结构。例如，根据本示例性实施例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者包括多个平行设置并形成不同颜色的调色剂图像的图像形成单元的“串联”图像形成装置。
如图5所示，根据本示例性实施例的处理盒是使用外壳24一体地保持图像承载体10、通过使充电元件121接触图像承载体10的表面来对图像承载体10的表面进行充电的充电装置12、使用调色剂对由曝光装置14形成的潜像进行显影以形成调色剂图像的显影装置16、以及去除图像承载体10的表面(其上调色剂图像已被转印)上残留的调色剂的清洁装置20的处理盒102，这些装置包括在图4所示的上述图像形成装置中，其中外壳24包括：开口24A，图像承载体通过该开口曝光；开口24B，图像承载体通过该开口曝光以消除静电；以及安装轨道24C。处理盒102可装卸地安装到图4所示的上述图像形成装置101上。
示例
下面参照示例对上述示例性实施例作进一步详细说明。然而，上述示例性实施例不限于以下示例。在示例中，“份”也指“重量份”，除非另有规定。
感光体的制备
底涂层的形成
在搅拌下，将100份由日本帝国化工(TAYCA CORPORATION)生产的氧化锌颗粒(平均直径：70nm，比表面积：15m2/g)与500份四氢呋喃混合。在产生的混合物中，添加1.25份由信越化学工业公司(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)生产的硅烷偶联剂“KBM603”。将产生的混合物搅拌2小时。在减压下对混合物进行蒸馏以去除四氢呋喃，接着在120℃下加热3小时以进行老化。由此，制备了表面经硅烷偶联剂处理的氧化锌颗粒。
将60份表面处理过的氧化锌颗粒、0.6份茜素、13.5份固化剂(即由住友化拜耳氨酯公司(Sumitomo Bayer Urethane Co.,Ltd.)生产的封端异氰酸酯“Sumidur3175”)、15份缩丁醛树脂“S-LEC BM-1”(由积水化学工业公司(Sekisui Chemical Co.,Ltd.)生产)、以及85份甲基乙基酮混合在一起。将产生的混合液与25份甲基乙基酮进行混合。使用直径为1mm的玻璃珠用砂磨机将产生的混合物分散2小时。在产生的分散液中，添加0.005份作为催化剂的二月桂酸二辛基锡和4.0份由迈图高新材料公司(Momentive PerformanceMaterials Inc.)生产的硅树脂颗粒“Tospearl145”。由此，制备了底涂层形成液。
通过浸渍涂布将该涂布液涂敷到铝基底的表面上。在170℃下，将产生的铝基底干燥40分钟以固化沉积的涂布液。由此，在铝基底上形成厚度为25μm的底涂层。
电荷产生层的形成
通过以下方式在底涂层上形成具有多层结构且由电荷产生层和电荷传输层构成的感光层。
将作为电荷产生材料的羟基镓酞菁(15份，至少在通过Cukα辐射形成的X射线衍射光谱中的7.3°、16.0°、24.9°和28.0°的布拉格角(2θ±0.2°)具有衍射峰)、10份由NUC公司(NUC Corporation)生产的作为粘合剂树脂的氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物“VMCH”、和200份醋酸正丁酯混合到一起，并使用直径为1mm的玻璃珠用砂磨机将产生的混合物分散4小时。在产生的分散液中，添加175份醋酸正丁酯和180份甲基乙基甲酮。搅拌产生的混合物以形成电荷产生层形成液。
通过浸渍涂布将电荷产生层形成液涂敷到底涂层的表面上。在常温下(22℃)，干燥沉积的涂布液以形成厚度为0.2μm的电荷产生层。
电荷传输层的形成
在搅拌下，将1份四氟乙烯树脂颗粒、0.02份含氟接枝聚合物、5份四氢呋喃以及2份甲苯充分混合在一起以制备四氟乙烯树脂颗粒的悬浮液。
在10份甲苯中，溶解4份作为电荷传输材料的N,N'-二苯基-N,N'-双(3-甲基苯基)-[1,1']联苯-4,4'-二胺、6份双酚Z型聚碳酸酯树脂(粘度平均分子量：40000)以及23份四氢呋喃。在搅拌下，将产生的溶液与四氟乙烯树脂颗粒的悬浮液混合。对产生的混合物进行6次分散处理，其中使用由奈欧麦勒公司(NANOMIZER Inc.)生产的配备穿透式腔室的高压均质器“LA-33S”将压力增至400kgf/cm2(3.92×10-1Pa),该穿透式腔室内形成有窄通道。由此，形成四氟乙烯树脂颗粒的分散液。将分散液进一步与0.2份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合以制备电荷传输层形成液。将该涂布液涂敷到电荷产生层的表面上，并在115℃下将产生的涂布液干燥40分钟以形成厚度为22μm的电荷传输层。
通过上述方式制备包括依次层叠在彼此顶部的底涂层、电荷产生层以及电荷传输层的感光体。
示例1
充电辊1的制备
橡胶组合物的制备
使用2.5升捏和机捏和以下材料的混合物以形成橡胶组合物。
橡胶材料：100份
(由瑞翁公司(Zeon Corporation)生产的环氧氯丙烷-环氧乙烷烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶“Hydrin T3106”)
·由三菱化学公司(Mitsubishi Chemical Corporation)生产的导电剂“炭黑#3030B”：5份
·由Lion Specialty Chemicals Co.,Ltd.生产的离子导电剂(苄基三甲基氯化铵，“BTEAC”)：1份
·硫化剂(由大内新兴化学工业公司(OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO.,LTD.)生产的有机硫，4,4'-二硫代二吗啉“BALNOC R”)：1.5份
·硫化促进剂A(由大内新兴化学工业公司生产的噻唑硫化促进剂、二硫化二-2-苯并噻唑“NOCCELER DM-P”)：1.5份
·硫化促进剂B(由大内新兴化学工业公司生产的秋兰姆硫化促进剂、二硫化四乙基秋兰姆“NOCCELER TET-G”)：1.8份
·硫化助剂(由正同化学工业公司(SEIDO CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.)生产的氧化锌“氧化锌I”)：3份·硬脂酸：1.0份
·重质碳酸钙：40份
弹性辊的制备
导电基底通过以下方式制备：通过化学镀镍在直径为8mm的SUM23L棒的表面沉积厚度为5μm的镍膜，并使用六价铬酸处理产生的SUM23L棒。
在使用单螺杆橡胶挤出机(筒内径：60mm，L/D：20，其中L和D分别表示单螺杆橡胶挤出机的螺杆的长度和直径)以25rpm的螺杆速度下挤出橡胶组合物的同时，导电基底持续通过十字头以被橡胶组合物所覆盖。挤出机的温度条件设定为：筒部分、螺杆部分、头部以及模具部分的温度均为80℃。在温度为165℃的空气加热炉中，将产生的未硫化橡胶辊，其包括导电基底和沉积在导电基底上的橡胶组合物，硫化70分钟以形成直径为12mm的弹性辊。
表面层的制备
使用玻璃珠研磨机分散以下材料的混合物以形成表面层形成分散液。用甲醇稀释表面层形成分散液，接着通过浸渍涂布将稀释的表面层形成分散液涂敷到弹性辊的表面上。在160℃下，干燥产生的涂膜30分钟。由此，制备厚度为10μm的表面层。
通过上述方式制备包括表面层的充电辊1(即充电元件)。
·聚合物1(由长濑产业公司(Nagase ChemteX Corporation)生产的N-甲氧基甲基尼龙“F30K”)：100份
·聚合物2(由积水化学工业公司生产的聚乙烯醇缩丁醛树脂“S-LEC BL-1”)：10份
·无机导电剂(由白水科技公司(HakusuiTech Co.,Ltd.)生产的氧化锌“PazetAB”)：20份
·有机导电剂(由东京精密电子公司生产的茜素)：1份
·填料(由阿尔克玛(Alkema)公司生产的聚酰胺树脂“Orgasol2001DNat1”)：20份
·催化剂“Nacure4167”(由楠本化成公司生产(Kusumoto Chemicals,Ltd.))：4份
·溶剂1(甲醇)：700份
·溶剂2(丁醇)：200份
示例2至示例21以及比较示例1至10
在示例2至示例21以及比较示例1至10中，充电辊按照示例1中充电辊1的制备方式进行制备，只是表面层形成分散液中包括的无机导电剂的类型和含量以及有机导电剂的类型和含量分别按照表1和表2所述进行更改。
评价
通过以下方式，分别对示例1至示例21以及比较示例1至10中制备的充电辊进行有关图像质量、充电性能的不一致性以及导电剂的迁移进行评价。表1和表2对结果进行了概括。
图像质量评价
以上制备的感光体与示例1至示例21以及比较示例1至10中制备的各充电辊安装到由富士施乐公司(Fuji Xerox Co.Ltd.)生产的彩色复印机“DocuCentre-IV C2260”中包括的鼓盒上。充电装置是接触式充电装置。
使用彩色复印机，在低温、低湿环境(10℃和15％RH)下，在20000张A3纸的整个表面上分别形成图像密度为50％和30％的中间色调图像以及图像密度为0％的白纸图像。针对每张中间色调图像(图像密度：50％和30％)和白纸图像(图像密度：0％)，根据以下标准对第一张纸(即初始纸张)和第20000张纸上形成的图像进行评价。
由于第一张纸上形成的所有图像被评价为“A”，表1和表2仅描述了第20000张纸上形成的图像的评价结果。
评价标准
A：不存在诸如不一致的浓度、色斑、白斑和条纹的图像缺陷。
B：局部存在轻微的诸如不一致的浓度、色斑、白斑和条纹的图像缺陷。
C：存在轻微的诸如不一致的浓度、色斑、白斑和条纹的图像缺陷。
D：存在诸如不一致的浓度、色斑、白斑和条纹的图像缺陷。
充电性能的不一致性的评价
各充电辊的充电性能的不一致性通过在测量图像质量评价之前和之后充电辊的表面的电阻进行评价。
具体地，使尚未接受图像质量评价的各充电辊在以下三个点接触辊电极：沿轴向距离充电辊的两端20mm的点以及中心点。在充电辊的导电基底与各辊电极之间施加100V的电压。当充电辊旋转一周时，测量导电基底与各辊电极之间流过的电流的最大量和最小量。根据电流的最大量和最小量以及施加的电压量来确定充电辊的表面的最大电阻和最小电阻。根据测得的电阻计算最大电阻与最小电阻之间的差距。以下，该差距称为“初始电阻差距”。
接着，通过上述方法在以上三个点测量已接受图像质量评价的各充电辊的表面的电阻，并计算最大电阻与最小电阻之间的差距。以下，该差距称为“打印后电阻差距”。参照以下标准，在初始电阻差距与打印后电阻差距之间的差的基础上评价各充电辊的充电性能的不一致性。
评价标准
A：|初始电阻差距-打印后电阻差距|≤1×100.3Ω
B：1×100.3Ω<|初始电阻差距-打印后电阻差距|≤1×100.5Ω
C：1×100.5Ω<|初始电阻差距-打印后电阻差距|
导电剂的迁移的评价
在图像质量评价之前和之后，通过使用由日立制作所(Hitachi,Ltd.)生产的扫描电子显微镜(SEM)“S-4700”观察各充电辊的表面层中包含的导电剂来对无机导电剂的迁移进行评价。在该评价中，仅对无机导电剂进行观察，因为无机导电剂比有机导电剂更有可能随着时间而迁移。
具体地，在以下三个点观察表面层中的无机导电剂的位置：沿轴向距离充电辊的两端20mm的点以及中心点。
在以上各个点上，将图像质量评价之前无机导电剂的位置与图像质量评价之后无机导电剂的位置进行相互比较。根据以下标准，对无机导电剂的迁移距离最大的点进行评价。
评价标准
A：无机导电剂的迁移距离为0.5μm以下。
B：无机导电剂的迁移距离大于0.5μm且1μm以下。
C：无机导电剂的迁移距离大于1μm且2μm以下。
D：无机导电剂的迁移距离大于2μm。
表1和表2的注释
·术语“无机导电剂/有机导电剂[摩尔比]”指表面层中包括的无机导电剂的摩尔数与表面层中包括的有机导电剂的摩尔数之间的比。
·缩写词“CB”表示“炭黑”。
·“充电性能的不一致性评价”中的术语“初始-打印后”指初始电阻差距与打印后电阻差距之间的差的绝对值。
表1和表2中描述的结果证实，与比较示例中制备的充电辊相比，示例中制备的各充电辊的充电性能的不一致性随着时间的增加受到限制。
还证实，与比较示例中制备的充电辊相比，示例中制备的各充电辊的表面层中的无机导电剂的迁移随着时间的发生收到限制。
进一步证实，由包括示例中制备的任何一个充电辊的图像形成装置形成的图像中，即使在低温、低湿环境(10℃和15％RH)下，也减少了图像缺陷的出现。
为了进行图示和说明，以上对本发明的示例性实施例进行了描述。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。本实施例的选择和描述，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例，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 (9)

1.一种充电元件，其特征在于，包括：
导电基底；以及
表面层，其配置于所述导电基体上，并包括含有金属的无机导电剂以及含有能够与所述金属配位的配位原子的有机导电剂，所述有机导电剂具有400以下的分子量。
2.根据权利要求1所述的充电元件，其中，
所述无机导电剂含有金属氧化物颗粒。
3.根据权利要求1所述的充电元件，其中，所述有机导电剂含有选自蒽醌颗粒和蒽醌衍生物颗粒中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的充电元件，其中，
所述蒽醌衍生物颗粒是由通式(1)表示的化合物颗粒，
其中，n1和n2各自独立地表示0至3的整数且不同时变为0；m1和m2各自独立地表示0或1的整数；并且R1和R2各自独立地表示具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的烷氧基、或者羰基。
5.根据权利要求3所述的充电元件，其中，所述蒽醌和所述蒽醌衍生物是选自蒽醌、茜素、醌茜以及醌茜素中的至少一种化合物。
6.根据权利要求1所述的充电元件，其中，所述表面层进一步包括填料。
7.根据权利要求1所述的充电元件，其中，所述无机导电剂与所述有机导电剂之间的摩尔比(无机导电剂:有机导电剂)为20:1至100:1。
8.一种处理盒，可装卸地安装到图像形成装置上，其特征在于，包括：
图像承载体；以及
充电单元，其包括根据权利要求1所述的充电元件，并且通过使所述充电元件接触所述图像承载体的表面来对所述图像承载体的所述表面进行充电。
9.一种图像形成装置，其特征在于，包括：
图像承载体；
充电单元，其包括根据权利要求1所述的充电元件，并且通过使所述充电元件接触所述图像承载体的表面来对所述图像承载体的所述表面进行充电；
潜像形成单元，其在所述图像承载体的所述已充电表面上形成潜像；
显影单元，其使用调色剂对形成在所述图像承载体的所述表面上的所述潜像进行显影以形成调色剂图像；以及
转印单元，其将形成在所述图像承载体的所述表面上的所述调色剂图像转印到记录介质上。
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Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04268583A (ja) * 1991-02-22 1992-09-24 Canon Inc 帯電装置
US5266436A (en) * 1991-01-25 1993-11-30 Ricoh Company, Ltd. Developer-bearing member and image formation method using the same
JPH0869148A (ja) * 1994-08-30 1996-03-12 Bridgestone Corp 帯電部材及び帯電装置
WO1997020255A1 (en) * 1995-11-29 1997-06-05 Rogers Corporation Conductive roller with conductive heat shrink tubing surface
US5659854A (en) * 1994-08-30 1997-08-19 Bridgestone Corporation Electrostatic charging member and photoconductor device
US5666626A (en) * 1995-03-10 1997-09-09 Bridgestone Corporation Apparatus for developing electrostatic latent images using developing roller having specific ionization potential
CN1162918A (zh) * 1994-09-09 1997-10-22 小山省三 分子表达功能抑制剂
US6254976B1 (en) * 1993-12-28 2001-07-03 Fuji Xerox Co., Ltd. Electrophotographic charging member
US6405007B1 (en) * 1999-06-11 2002-06-11 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic particles for charging, process for producing the magnetic particles, and charging member, process cartridge and image-forming apparatus which have the magnetic particles
CN1403879A (zh) * 2001-08-20 2003-03-19 佳能株式会社 显影装置、处理盒以及图像形成方法
CN1484100A (zh) * 2002-06-07 2004-03-24 三星电子株式会社 单层静电成像感光体
CN2629069Y (zh) * 2002-03-29 2004-07-28 精工爱普生株式会社 写入头和使用它的图像形成装置
JP2005037583A (ja) * 2003-07-18 2005-02-10 Konica Minolta Business Technologies Inc 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成方法及び画像形成装置
CN101174120A (zh) * 2006-11-02 2008-05-07 住友橡胶工业株式会社 半导电橡胶辊
CN101382755A (zh) * 2007-09-07 2009-03-11 富士施乐株式会社 充电装置、处理盒、成像设备和清洁部件
US20090142679A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Ricoh Company, Ltd Conductive member, process cartridge using the conductive member, and image forming device using the process cartridge
JP2009175427A (ja) * 2008-01-24 2009-08-06 Tokai Rubber Ind Ltd 帯電ロール
US20090274487A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Ricoh Company, Ltd. Charging member, charging device including the charging member, process cartridge including the charging device and image forming apparatus including the process cartridge
CN101652247A (zh) * 2007-03-30 2010-02-17 富士胶片株式会社 导电性物质吸附性树脂薄膜、导电性物质吸附性树脂薄膜的制造方法、使用其的带金属层的树脂薄膜及带金属层的树脂薄膜的制造方法
JP2010102016A (ja) * 2008-10-22 2010-05-06 Canon Inc 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP2010197936A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Canon Inc 帯電部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
CN101846920A (zh) * 2009-03-27 2010-09-29 富士施乐株式会社 充电部件、处理盒、图像形成装置和图像形成方法
JP2011164399A (ja) * 2010-02-10 2011-08-25 Fuji Xerox Co Ltd 帯電部材、帯電装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
US20150003872A1 (en) * 2013-06-27 2015-01-01 Canon Kabushiki Kaisha Image-forming apparatus and process cartridge
US20150331348A1 (en) * 2013-12-27 2015-11-19 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3000919B2 (ja) * 1995-03-10 2000-01-17 株式会社ブリヂストン 静電潜像の現像方法及び現像装置
JP4456951B2 (ja) * 2004-07-16 2010-04-28 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置及びプロセスカートリッジ
JP4456955B2 (ja) * 2004-07-16 2010-04-28 富士ゼロックス株式会社 電子写真感光体、電子写真用カートリッジおよび電子写真装置
JP4812088B2 (ja) * 2006-02-24 2011-11-09 キヤノン株式会社 帯電部材
JP5087904B2 (ja) * 2006-11-02 2012-12-05 富士ゼロックス株式会社 帯電ローラ、電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置
US9037045B2 (en) * 2011-02-04 2015-05-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Charge rollers and apparatus including charge rollers
US9885971B2 (en) * 2015-06-26 2018-02-06 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus

Patent Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5266436A (en) * 1991-01-25 1993-11-30 Ricoh Company, Ltd. Developer-bearing member and image formation method using the same
JPH04268583A (ja) * 1991-02-22 1992-09-24 Canon Inc 帯電装置
US6254976B1 (en) * 1993-12-28 2001-07-03 Fuji Xerox Co., Ltd. Electrophotographic charging member
JPH0869148A (ja) * 1994-08-30 1996-03-12 Bridgestone Corp 帯電部材及び帯電装置
US5659854A (en) * 1994-08-30 1997-08-19 Bridgestone Corporation Electrostatic charging member and photoconductor device
CN1162918A (zh) * 1994-09-09 1997-10-22 小山省三 分子表达功能抑制剂
US5666626A (en) * 1995-03-10 1997-09-09 Bridgestone Corporation Apparatus for developing electrostatic latent images using developing roller having specific ionization potential
WO1997020255A1 (en) * 1995-11-29 1997-06-05 Rogers Corporation Conductive roller with conductive heat shrink tubing surface
US6405007B1 (en) * 1999-06-11 2002-06-11 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic particles for charging, process for producing the magnetic particles, and charging member, process cartridge and image-forming apparatus which have the magnetic particles
CN1403879A (zh) * 2001-08-20 2003-03-19 佳能株式会社 显影装置、处理盒以及图像形成方法
CN2629069Y (zh) * 2002-03-29 2004-07-28 精工爱普生株式会社 写入头和使用它的图像形成装置
CN1484100A (zh) * 2002-06-07 2004-03-24 三星电子株式会社 单层静电成像感光体
JP2005037583A (ja) * 2003-07-18 2005-02-10 Konica Minolta Business Technologies Inc 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成方法及び画像形成装置
CN101174120A (zh) * 2006-11-02 2008-05-07 住友橡胶工业株式会社 半导电橡胶辊
CN101652247A (zh) * 2007-03-30 2010-02-17 富士胶片株式会社 导电性物质吸附性树脂薄膜、导电性物质吸附性树脂薄膜的制造方法、使用其的带金属层的树脂薄膜及带金属层的树脂薄膜的制造方法
CN101382755A (zh) * 2007-09-07 2009-03-11 富士施乐株式会社 充电装置、处理盒、成像设备和清洁部件
US20090142679A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Ricoh Company, Ltd Conductive member, process cartridge using the conductive member, and image forming device using the process cartridge
JP2009175427A (ja) * 2008-01-24 2009-08-06 Tokai Rubber Ind Ltd 帯電ロール
US20090274487A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Ricoh Company, Ltd. Charging member, charging device including the charging member, process cartridge including the charging device and image forming apparatus including the process cartridge
JP2010102016A (ja) * 2008-10-22 2010-05-06 Canon Inc 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP2010197936A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Canon Inc 帯電部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
CN101846920A (zh) * 2009-03-27 2010-09-29 富士施乐株式会社 充电部件、处理盒、图像形成装置和图像形成方法
JP2011164399A (ja) * 2010-02-10 2011-08-25 Fuji Xerox Co Ltd 帯電部材、帯電装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
US20150003872A1 (en) * 2013-06-27 2015-01-01 Canon Kabushiki Kaisha Image-forming apparatus and process cartridge
US20150331348A1 (en) * 2013-12-27 2015-11-19 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄凯波: ""打印机胶辊用导电橡胶材料的研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *

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