CN107430368A - 电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够使可充电体长期稳定地带电的电子照相用导电性构件。所述导电性构件包括导电性支承体和在所述导电性支承体上的表面层。所述表面层具有三维连续的骨架和沿厚度方向连通的孔，当拍摄所述表面层的表面的任意的尺寸为150μm见方的区域，并且在垂直方向上等分成60份且在水平方向上等分成60份以形成3,600个正方形时，包括通孔的正方形的数量为100个以下。骨架为非导电性的且包括通过颈部相互连接的多个颗粒，和所述颗粒的圆当量直径的平均值D1为0.1μm以上且20μm以下。

Description

电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相设备
技术领域
本发明涉及电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相设备。
背景技术
在电子照相图像形成设备(下文中，有时称作“电子照相设备”)中，已经使用了电子照相用导电性构件如充电构件。要求用于使可充电体的表面带电的充电构件，例如与可充电体接触的电子照相感光构件使可充电体长期稳定地带电。
在专利文献1中，公开了一种充电构件，其中即使在长期重复使用的情况下，由表面上的污物引起的带电不良和充电能力的劣化也不容易发生。具体地，公开了一种具有凸部的充电构件，所述凸部源自导电性树脂颗粒且形成于充电构件的表面层上。
另外，在专利文献2中，公开了一种充电辊，其包括表面自由能为30mN/m以上的导电性覆盖构件，和形成于导电性覆盖构件的整个表面的各自具有3.0μm以下的粒径的有机细颗粒或无机细颗粒的层。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开2008-276026号公报
专利文献2：日本专利申请特开2006-91495号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明旨在提供一种能够使可充电体稳定带电的电子照相用导电性构件。本发明还旨在提供配置为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。
用于解决问题的方案
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，其包括：
导电性支承体；和
在所述导电性支承体上的表面层，
其中所述表面层包括三维连续的骨架和沿厚度方向连通的孔，
其中，当拍摄所述表面层的表面的任意的尺寸为150μm见方的区域，并且在垂直方向上等分成60份且在水平方向上等分成60份以形成3,600个正方形时，包括通孔的正方形的数量为100个以下，
其中所述骨架为非导电性的，和
其中所述骨架包括通过颈部(neck)相互连接的多个颗粒，和所述颗粒的圆当量直径的平均值D1为0.1μm以上且20μm以下。
根据本发明的另一实施方案，提供一种处理盒，其可拆卸地安装至电子照相设备的主体，所述处理盒包括所述导电性构件。
根据本发明的又一实施方案，提供一种电子照相设备，其包括所述导电性构件。
发明的效果
根据本发明，可以提供能够使可充电体稳定带电的电子照相用导电性构件。根据本发明，可以提供配置为形成高品质电子照相图像的处理盒和电子照相设备。
参考附图由下述示例性实施方案的描述，本发明的进一步特征将变得明显。
附图说明
图1为污物附着至充电构件的表面的原理的说明图。
图2A和图2B各自为说明根据本发明的辊状导电性构件的实例的截面图。
图3为说明表面层的带电(charge-up)的图。
图4A、图4B、图4C和图4D各自为颈部的说明图。
图5为孔的评价方法的说明图。
图6为颈部的确认图像的实例。
图7为说明间隔构件的实例的图。
图8为根据本发明的处理盒的说明图。
图9为根据本发明的电子照相图像形成设备的说明图。
图10为用于形成根据本发明的表面层的涂布装置的说明图。
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。
本发明的发明人已研究了根据专利文献1和专利文献2的充电构件，结果已确认该充电构件具有抑制调色剂和外部添加剂附着的效果。然而，近年来，随着电子照相图像的分辨率提高，施加至充电构件与可充电体之间的充电电压倾向于增大。即，当充电电压增大时，显影对比度可增大，结果颜色的灰度级可增大。
然而，当充电电压增大时，其中放电电荷量局部增加的异常放电易于发生。在低温低湿环境下，异常放电特别易于发生。
(污物)
另外，已确认根据专利文献1和专利文献2的充电构件可抑制调色剂和外部添加剂对充电构件表面的物理附着。然而，已认识到调色剂和外部添加剂对充电构件表面的静电附着的抑制仍容易改进。
即，具有与充电电压相反极性的离子由于放电而附着至充电构件的表面和表面的附着物。因此，静电附着力随着放电而增大。特别地，在低温低湿环境下，污物的电荷由于空气中的水分而不容易去除。因此，调色剂和外部添加剂更易于附着至充电构件的表面。
参考图1描述带负电的情况。充电构件10连接至电源13并且与连接至接地14的感光鼓11相对。在充电构件10和感光鼓11之间的间隙发生放电，并且沿着电场，具有负极性的电子被吸引至感光鼓11，具有正极性的离子被吸引至充电构件10的表面。在此情况下，当污物12如调色剂存在于充电构件10的表面上时，被吸引至充电构件10的具有正极性的离子附着至污物12，使污物12带正电。结果，污物12与带负电的充电构件10之间的静电引力增加，污物12强力附着至充电构件10的表面。另外，该现象随着使用的进行而重复发生，因此，污物12的附着力增大。
另外，从充电构件向可充电体的放电依照帕邢定律(Paschen's Law)发生。进一步，放电现象可记述为其中电离的电子通过重复与空气中的分子和电极碰撞以生成电子和正离子的过程而呈指数增加的电子雪崩(electron avalanche)的扩散现象。电子雪崩沿电场扩散，该扩散的程度决定了最终的放电电荷量。
另外，在施加根据帕邢定律过量的电压且电子雪崩极大地扩散以产生非常大的放电电荷量的情况下发生异常放电。实际上，异常放电可以用高速照相机和图像增强器来观察并且具有约200μm至约700μm的尺寸。测得其放电电流量为正常放电的放电电流量的约100倍以上。因此，为了抑制异常放电，在大的施加电压的条件下将通过电子雪崩的扩散生成的放电电荷量控制在正常范围内是足够的。
于是，本发明的发明人已进行了深入的研究，从而获得了即使在充电电压增大的情况下也不易于引起异常放电、且能够有效抑制污物例如调色剂对充电构件的表面的静电附着的充电构件。
结果，本发明人发现以下导电性构件很好地满足了上述要求：一种导电性构件，其包括：
导电性支承体；和
在所述导电性支承体上的表面层，
其中所述表面层包括三维连续的骨架和沿厚度方向连通的孔，
其中，当拍摄所述表面层的表面的任意的尺寸为150μm见方的区域，并且在垂直方向上等分成60份且在水平方向上等分成60份以形成3,600个正方形时，包括通孔的正方形的数量为100个以下，
其中所述骨架为非导电性的，和
其中所述骨架包括通过颈部(neck)相互连接的多个颗粒，和所述颗粒的圆当量直径的平均值D1为0.1μm以上且20μm以下。
下文参考附图描述根据本发明的充电构件。要注意的是，本发明不限于下列实施方案。
(放电)
(异常放电)
本发明的发明人推测在具有上述构造的充电构件的情况下异常放电的发生得到抑制、污物如调色剂对充电构件的表面的静电附着可被进一步抑制的原因如下。
(异常放电的抑制)
如上所述，异常放电具有约200μm至约700μm的尺寸。该尺寸是正常放电沿着空间内的电场生长的结果。即，为了抑制异常放电，抑制正常放电的生长是足够的。正常放电可以以与异常放电相同的方式用高速照相机和图像增强器来确认，且其尺寸为30μm以下。
根据本发明的表面层具有三维连续的骨架，并且当拍摄所述表面层的表面的任意的尺寸为150μm见方的区域，并且在垂直方向上等分成60份且在水平方向上等分成60份以形成3,600个正方形时，包括通孔的正方形的数量为100个以下。据认为，利用该构造，电子雪崩的扩散在空间上受到限制，并且可防止正常放电生长至异常放电的尺寸。即，表面层具有沿厚度方向连通的孔，但几乎没有沿着与电场相同的方向穿透表面层的通孔。因此，认为从导电性支承体的表面的放电断开，并且限制正常放电的尺寸的增大。
作为通过使用高速照相机直接观察在根据本发明的电子照相用导电性构件与感光鼓之间发生的放电的结果，可以确认以下现象。在作为多孔体的表面层存在于导电性构件的表面的情况下单发放电(Single-shot discharge)细分化(segmentalized)。由此，认为上述推测机理是正确的。
(污物附着的抑制)
接下来，描述污物附着的抑制。首先，污物由于物理附着力或静电引力而附着至导电性构件的表面。特别是，在充电构件上产生的污物具有从正电荷到负电荷的分布，因而不能避免污物的静电附着。另外，如上所述，在常规的导电性构件中，由于放电使得具有与施加电压相反的极性的离子附着至充电构件的表面和附着至所述表面的物质。因此，静电附着力随着放电而增大，并且不太可能期望曾附着至表面的污物的剥离。
本发明中，可以抑制如上所述的污物的物理附着和静电附着二者。首先，描述物理附着。表面层为具有微细的骨架和孔的多孔体，因而可以显著减少接触点，从而抑制污物的物理附着。
接下来，参考图3描述静电附着的抑制。
图3为在带负电的情况下充电构件31和感光鼓32的示意图。当放电发生时，负电荷34沿着电场到达感光鼓32的表面，具有正电极的电荷33到达表面层30。在该情况下，表面层30为非导电性，因此表面层30捕捉具有正极性的电荷33以使其带正电。在此情况下，表面层30静电排斥由于电场引起的试图附着至充电构件31的表面的带正电的污物，因而作用在污物上的静电引力可降低。即，在相关技术中无法抑制的静电附着可以降低。
另外，甚至当污物附着至表面层30的表面时，由于表面层30为多孔体，从而表面层30上大量生成的放负电的电荷也附着至污物，结果使污物带电的极性变成负性。因此，极性反转，污物因电场而剥离。
即，污物的物理附着和静电附着二者可同时得到非常有效地抑制，因此预计由污物附着引起的图像缺陷减少。
出于上述原因，根据本发明，可以实现异常放电的抑制和由污物附着引起的图像缺陷的抑制二者。另外，根据本发明，可以提供能够长期抑制空白点图像并且抑制由污物附着引起的图像缺陷的处理盒和电子照相设备。下文详细描述本发明。
(构件构造的实例)
图2A和图2B为辊状导电性构件的实例的截面图。该导电性构件包括导电性支承体和在所述导电性支承体的外侧的表面层。所述表面层由多孔体形成。作为导电性构件的结构的实例，可以给出图2A和图2B中示出的构造。
图2A的导电性构件包括由充当导电性芯轴的带芯棒(cored bar)22形成的导电性支承体和形成于导电性支承体的外周的表面层21。进一步，图2B的导电性构件包括：包括充当导电性芯轴的带芯棒22和形成于带芯棒22的外周的导电性树脂层23的导电性支承体，和形成于导电性支承体的外周的表面层21。注意，导电性构件可以具有其中根据需要配置多个导电性树脂层23(只要不损害本发明的效果即可)的多层构造。另外，导电性构件不限于辊状，并且可以具有例如叶片形状。
<导电性支承体>
导电性支承体可以由例如如图2A所示的充当导电性芯轴的带芯棒22形成。另外，如图2B所示，导电性支承体可以配置为具有充当导电性芯轴的带芯棒22和形成于带芯棒22的外周的导电性树脂层23。此外，导电性支承体可以具有其中根据需要配置多个导电性树脂层23(只要不损害本发明的效果即可)的多层构造。
其中，优选其中可抑制由导电性树脂层中的导电剂引起的电阻不均一的图2A的构造。
[导电性芯轴]
作为用于形成导电性芯轴的材料，可以使用适当地选自电子照相用导电性构件领域已知的材料。例如，给出一种其中碳钢合金的表面镀覆有厚度约5μm的镍的圆柱状材料等。
[导电性树脂层]
橡胶材料或树脂材料等可用作用于形成导电性树脂层23的材料。
所述橡胶材料不特别限定，可以使用电子照相用导电性构件领域已知的橡胶。其具体实例包括表氯醇均聚物、表氯醇-环氧乙烷共聚物、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)、丙烯腈-丁二烯共聚物的氢化产物、硅橡胶、丙烯酸系橡胶、和聚氨酯橡胶。可以单独使用这些材料中的一种，或者可以组合使用其两种以上。
电子照相用导电性构件领域已知的树脂可用作所述树脂材料。其具体实例包括丙烯酸系树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚烯烃树脂、环氧树脂和硅酮树脂。可以单独使用这些材料中的一种，或者可以组合使用其两种以上。
以下材料可以共混在用于形成导电性树脂层23的橡胶材料或树脂材料中，以便根据需要调整其电阻值：显示导电性的炭黑、石墨、如氧化锡等氧化物、以及如铜和银等金属；通过将其颗粒表面覆盖有氧化物或金属而向其各自赋予导电性的导电性颗粒；和显示离子导电性的各自具有离子交换性能的离子导电剂如季铵盐和磺酸盐。
另外，可以以不损害本发明效果的程度添加通常用作橡胶或树脂的共混剂的填料、软化剂、加工助剂、增粘剂、防粘剂(antitack agent)、分散剂、发泡剂或粗糙化颗粒等。可以单独使用这些试剂中的一种，或者可以组合使用其两种以上。
作为用于形成导电性树脂层23的材料，优选使用利用能够减少其中表面层的带电释放至导电性支承体的现象的导电剂如炭黑的电子-导电性的树脂。在使用导电剂如炭黑的情况下，当体积电阻率过低时，带电释放至导电性支承体的现象发生，从而降低本发明的效果。因此，优选的是使添加至导电性支承体的导电剂的份数在不限制本发明效果的范围内最小化。另外，当使用具有离子导电性的导电性支承体时，导电性支承体表面的导电点(electroconductive points)在整个表面上均匀存在，因而其中表面层的带电释放的现象变得显著，结果会降低污物附着的抑制效果。
<表面层>
表面层具有三维连续的骨架和沿厚度方向连通的孔。当拍摄表面层的表面的任意的尺寸为150μm见方的区域，并且在垂直方向上等分成60份且在水平方向上等分成60份以形成3,600个正方形时，包括通孔的正方形的数量为100个以下。骨架为非导电性的且包括通过颈部相互连接的多个颗粒。颗粒的圆当量直径的平均值D1为0.1μm以上且20μm以下。
[(1)三维连续的骨架和连通的孔]
表面层具有三维连续的骨架。本文中所使用的三维连续的骨架是指具有多个分支和多个从导电性构件的最外表面到导电性支承体的表面相连的部分的骨架。
另外，表面层具有沿厚度方向连通的孔以便将骨架内生成的放电输送至转鼓的表面。本文中所使用的沿厚度方向连通的孔是指从表面层表面的开口延伸到导电性支承体表面的孔。
另外，优选的是配置为连接表面层表面的多个开口并且具有多个分支的孔。当孔正如所述地连接多个开口并且具有多个分支时，电子雪崩可以更容易地在表面层内断开。
另外，连通的孔确保了从导电性支承体的表面向表面层的表面放电的路径，因而即使在非导电性表面层中也可以获得适于形成图像的量的放电电荷。
此外，污物的接触面积减少以抑制污物的附着。进一步，即使当污物附着至表面时，已穿过孔的放电电荷附着至该附着的污物而使污物的电荷反转，从而使污物静电剥离。
可以在通过扫描电子显微镜(SEM)获取的SEM图像、或通过三维透射电子显微镜或X射线CT检验装置等获取的多孔体的三维图像中确认到，表面层的骨架为三维连续的且孔沿厚度方向连通。即，在SEM图像或三维图像中，仅需要的是骨架具有多个分支和多个从表面层的表面到导电性支承体的表面相连的部分。另外，仅需要确认孔连接表面层表面的多个开口，并且具有多个分支并从表面层的表面延伸到导电性支承体的表面。
[(2)通孔的存在度]
当拍摄表面层的表面的任意的尺寸为150μm见方的区域，并且在垂直方向上等分成60份且在水平方向上等分成60份以形成3,600个正方形时，包括通孔的正方形的数量优选为100个以下，更优选25个以下。本文中所使用的通孔是指借此可以在面向表面层表面的位置直接观察到导电性支承体的表面的孔。
在充电装置中，在充电构件的导电性支承体和可充电体的导电性支承体之间施加偏压。因此，当大量的线性孔，即通孔沿电场方向存在于表面层时，从导电性支承体的表面的放电易于生长成异常放电。异常放电的发生可通过限制沿与电场相同的方向延伸的孔，即如上所述的通孔的数量来抑制。
要注意的是，对包括通孔的正方形的数量的下限没有特别的限制，但该数量优选少。具体而言，从抑制异常放电的发生的观点，该数量最优选为0。
表面层中通孔的存在与否可以如下确认。首先，从面对表面层的方向观察表面层，并拍摄表面层的表面的任意的尺寸为150μm见方的区域。在该情况下，可以适当地使用能够观察尺寸为150μm见方的区域的方法，例如激光显微镜、光学显微镜或电子显微镜。
然后，如图5中该区域的一部分的图示，当该区域沿垂直方向分成60份并且沿水平方向分成60份时，可以计数包括通孔的正方形的数量。
[(3)非导电性]
表面层的骨架为非导电性的。非导电性意指体积电阻率为1×1010Ω·cm以上。当表面层为非导电性时，表面层的骨架可以捕捉由于放电而产生的具有与充电电压相反极性的离子，从而带电。该带电可以减少污物的静电附着，并进一步使附着的污物的电荷反转，从而使污物剥离。
优选的是表面层的骨架的体积电阻率为1×1010Ω·cm以上且1×1017Ω·cm以下。当体积电阻率设定至1×1010Ω·cm以上时，骨架开始带电，从而能够抑制污物的附着。与此同时，当体积电阻率设定至1×1017Ω·cm以下时，促进了在表面层的孔内放电的发生，污物可静电剥离。另外，更优选的是将体积电阻率设定至1×1015Ω·cm以上且1×1017Ω·cm以下，这是因为表面层的带电的变化的影响可以降低，并且可进一步促进污物的静电剥离。
要注意的是，表面层的体积电阻率通过以下测量方法来测量。首先，用镊子将不包括骨架的孔的试验片从位于导电性构件表面的表面层中取出。然后，使扫描探针显微镜(SPM)的悬臂与试验片接触，并且试验片夹持在悬臂和导电性基体之间从而测量体积电阻率。将导电性构件沿长度方向等分成10个区域。在所得10个区域的各自中的任意一个点(共计10个点)处测量体积电阻率，并将测量的体积电阻率的平均值定义为表面层的体积电阻率。
[(4)颈部]
表面层的骨架包括通过颈部相互连接的多个颗粒。
本文中所使用的颈部是指在颗粒之间收缩成由颗粒的构成材料的移动形成的并且具有无非连续点的平滑曲面的一片双曲面状(one-sheet hyperbolic shape)(鼓状)的部分。
图4A至图4D各自为示出作为表面层的骨架的实例的通过使用球状颗粒制造的表面层的骨架的一部分的二维示意图。在图4A至图4D中，颗粒41通过颈部42相互连接。在图4A至图4D中颈部42以直线示出，但颈部42实际上是指沿着图4A至图4D的虚线获取的截面。
图4A至图4C为多个连接的颗粒的切割面的图示，图4D为颈部的切割面的图示。
图4A和图4B为与导电性支承体的表面平行的切割面的图示，图4C和图4D为与导电性支承体的表面垂直的切割面的图示。
图4A和图4B为从图4C和图4D的箭头48的方向观看时的截面图。图4C为从图4D的箭头401的方向观看时的截面图。图4D为从图4C的箭头49的方向观看时的截面图。
由图4A中的实线表示的切割面43为通过沿着图4C所示的表面46切割而得的切割面。由图4B中的实线表示的切割面44为通过沿着图4C所示的表面47切割而得的切割面，和图4B的双点划线45对应于由图4A中的实线表示的切割面43。如图4A至图4C所示，根据用于切割表面层的骨架的表面距离导电性支承体的表面的高度，切割面的面积变化且切割面上出现的颈部42的长度也变化。
当多个颗粒通过颈部在三维上相互连接时，孔的壁具有不规则性。因此，孔的形状变得更加复杂，电子雪崩扩散的抑制效果进一步提高。结果，异常放电的发生的抑制效果可进一步提高。
另外，当颗粒通过颈部相互连接时，颗粒之间的电界面(electrical interface)消除。因此，形成表面层的骨架可被视为一个介电体。当骨架充当一个介电体时，可以抑制带电的变化，并且可以在整个表面层中形成均匀放电。
另外，当多个颗粒通过颈部相互连接时，表面层的结构不易于变化，可以在电子照相设备的操作寿命期间保持上述效果。
此外，由于颈部的存在，使得孔的形状的不规则性增加，孔具有更复杂的结构。孔的不规则性也赋予电场分布不规则性，认为这样的电场分布的非均一部分具有容易引起放电的特征。即，由颈部形成的孔的复杂形状增大了在孔内放电发生的可能性，从而增大了带电的量。结果，可以获得减少污物的附着和促进污物的剥离的效果。
要注意的是，为了确认颗粒通过颈部的结合，仅需要基于通过X射线CT测量，或利用激光显微镜、光学显微镜或电子显微镜等获取的三维图像观察颗粒的连接部。在此情况下，仅需要拍摄骨架和颈部，并确认颗粒的连接部收缩成具有无非连续点的平滑曲面的一片双曲面状(鼓状)。
另外，作为确认颈部的另一方法，给出包括用镊子粉碎表面层以分解连接的颗粒的方法。当进一步观察分解且分离的颗粒时，如图6所示，可确认连接的痕迹，因而可确认颗粒通过颈部相互连接。
[颗粒的形状]
形成表面层的骨架的颗粒可以具有任意的形状，只要可形成三维连续的骨架和沿厚度方向连通的孔即可。所述形状可以为圆形，椭圆形，多边形如矩形，半圆形，或任意形状。其中，颗粒优选为球状颗粒，这是因为可适当地实现厚度和孔隙率等的结构控制，并且获得令人满意的图像品质。
对于颗粒形状的确认，仅需要基于通过X射线CT测量，或利用激光显微镜、光学显微镜或电子显微镜等获取的三维图像观察颗粒的连接部。在此情况下，仅需要拍摄骨架和颈部，并且在图像处理中目视确认由颈部切割的颗粒的形状，从而将结果定义为颗粒的形状。
另外，作为确认颗粒形状的另一方法，给出包括用镊子粉碎表面层以分解连接的颗粒的方法。当进一步观察分解且分离的颗粒时，可以确认颗粒的形状。
[颗粒的圆当量直径的平均值D1]
优选的是形成表面层的骨架的颗粒的圆当量直径的平均值D1为0.1μm以上。当平均值D1为0.1μm以上时，孔适当地形成，并且可以促进表面层内的放电以使污物剥离。另外，平均值D1优选为20μm以下，特别优选3.5μm以下。当平均值D1设定至20μm以下时，可以抑制源自非导电性结构的图像缺陷。另外，当平均值D1设定至3.5μm以下时，孔内放电扩散的抑制效果增强，异常放电的发生可进一步抑制。此外，当平均值D1设定至3.5μm以下时，减少了表面层的表面的孔内所嵌入的污物，并且可抑制源自污物的附着的图像缺陷。
要注意的是，对于颗粒的圆当量直径的平均值D1的计算，仅需要基于通过X射线CT测量，或利用激光显微镜、光学显微镜或电子显微镜等获取的三维图像观察颗粒的连接部。特别地，X射线CT测量是优选的，这是由于表面层可以三维测量。例如，通过使用X射线检验装置(商品名：TOHKEN-SkyScan2011(辐射源：TX-300)，由Mars Tohken X-ray InspectionCo.,Ltd.制)获取骨架和颈部的切片图像。可以基于获取的切片图像通过图像处理软件如Image-pro plus(产品名称，由Media Cybernetics Corporation制)来进行测量。
具体地，使用取自通过颈部相互连接的两个颗粒的切片图像。寻找切割面，其为如图4A和图4B所示的与颈部的截面垂直的截面，且其为与导电性支承体的表面平行的多个切割面中包括在切割面中的颈部的长度最长的切割面。所寻找到的切割面通过Ohtsu法二值化。接下来，例如，进行流域处理(watershed processing)以建立作为轮廓线最凹的部分的颈部连接部。然后，计算通过颈部切割的颗粒的重心，并且在该重心作为中心的情况下，可以测量与颗粒的边界接触的外接圆的半径作为颗粒的圆当量直径。将导电性构件沿长度方向等分成10个区域。对于在所得10个区域的各区域中的任意图像中的任意50个颗粒(共计500个颗粒)，测量颗粒的圆当量直径，其算数平均值(下文中，有时称作“平均值”)定义为颗粒的圆当量直径的平均值D1。
另外，作为确认颗粒形状的另一方法，给出包括用镊子粉碎表面层以分解连接的颗粒的方法。用激光显微镜、光学显微镜或电子显微镜等在导电性支承体的表面上获取分解且分离的颗粒的图像，圆当量直径的平均值D1可以通过与上述相同的方法来测量。
[颈部的截面的圆当量直径与颗粒的圆当量直径之比]
用于形成表面层的骨架的颈部的截面的圆当量直径的平均值D2优选为颗粒的圆当量直径的平均值D1的0.1倍以上且0.7倍以下。当平均值D2设定至0.1倍以上时，放电空间断开，从而获得异常放电的抑制效果。当平均值D2设定至0.7倍以下时，孔内的电场具有复杂的分布，孔内放电发生的可能性增大，从而增加了孔内的放电电荷，结果可以获得污物剥离的效果和图像品质的提高。
[颈部的截面的圆当量直径的平均值D2]
要注意的是，对于颈部的截面的圆当量直径的测量，仅需要基于通过X射线CT测量，或利用激光显微镜、光学显微镜或电子显微镜等获取的三维图像观察颗粒的连接部。特别地，X射线CT测量是优选的，这是因为表面层可以三维测量。
具体地，使用通过X射线CT测量从通过颈部相互连接的两个颗粒获取的切片图像，建立如图4D所示的颈部42的截面图像并通过Ohtsu法二值化。然后，计算颈部的截面的重心，并且在该重心作为中心的情况下，可以测量与颈部的截面的边界接触的外接圆的半径作为颈部的截面的圆当量直径。将导电性构件沿长度方向等分成10个区域。对于在所得10个区域的各区域中的任意图像中的任意20个颗粒(共计200个颗粒)，测量颈部的截面的圆当量直径，并且计算平均值D2。
另外，作为测量颈部的截面的圆当量直径的另一方法，给出包括用镊子粉碎表面层以分解连接的颗粒的方法。在导电性支承体的表面上获取分解且分离的颗粒的图像，可以测量颗粒的圆当量直径和作为与颈部的截面相对应的连接部的部分的圆当量直径。
[厚度]
仅需要使表面层的厚度落入不损害本发明的效果的范围内，具体地，厚度优选为1μm以上且50μm以下。当表面层的厚度为1μm以上时，骨架开始带电以表现异常放电的抑制效果。另外，当表面层的厚度为50μm以下时，孔内的放电到达感光鼓，可以形成图像而不发生带电不足。厚度更优选为8μm以上且20μm以下。当厚度为8μm以上时，促进了放电的扩散，并且可进一步抑制异常放电。当厚度为20μm以下时，附着至表面层的污物的极性适当地反转，源自污物附着的图像缺陷可进一步被抑制。
另外，可以理解的是，上述效果还受颗粒的圆当量直径的平均值与厚度之比影响。当多层颗粒的层层压时，孔的形状变复杂，并且可以更可靠地展现本发明的效果。因此，厚度与颗粒的圆当量直径的平均值D1的比优选为1.5以上且10以下。
要注意的是，表面层的厚度如下确认。从导电性构件中切出包括导电性支承体和表面层的片段，并且使片段进行X射线CT测量，从而测量表面层的厚度。具体地，使通过X射线CT测量获取的二维切片图像通过Ohtsu法二值化，从而识别骨架部和孔部。在各二值化切片图像中，骨架部的比例转化成数值，并且确认从导电性支承体侧到表面层侧的数值。
然后，将表面层的最接近导电性基体一侧的最外表面定义为提供当通过使用X射线CT沿着与导电性基体分离的方向从表面层的下部(导电性基体侧)依次进行切片时骨架部的比例首次达到2％以上的切片面的表面。要注意的是，表面层的最接近导电性基体一侧的最外表面有时称作“表面层的最下部”。
例如：
在距离导电性支承体的高度h1处获取的第(n-1)个切片图像中骨架部的比例小于2％；
在距离导电性支承体的高度h2处获取的第n个切片图像中骨架部的比例也小于2％；和
在距离导电性支承体的高度h3处获取的第(n+1)个切片图像中骨架部的比例为2％以上。
满足关系：高度h1<高度h2<高度h3，和n表示任意的自然数。
如上所述，当骨架部的比例从小于2％变成2％以上时获取第(n+1)个切片图像处的高度h3对应于表面层的最下部的高度。
类似地，将表面层的距离导电性基体最远一侧的最外表面定义为提供当通过使用X射线CT从表面层的上部朝向导电性基体依次进行切片时骨架部的比例首次达到2％以上的切片面的表面。要注意的是，表面层的距离导电性基体最远一侧的最外表面有时称作“表面层的最外表面部”。
例如：
在距离导电性支承体的高度H1处获取的第(N-1)个切片图像中骨架部的比例为2％以上；
在距离导电性支承体的高度H2处获取的第N个切片图像中骨架部的比例为2％以上；和
在距离导电性支承体的高度H3处获取的第(N+1)个切片图像中骨架部的比例小于2％。
满足关系：高度H1<高度H2<高度H3，和N表示任意的自然数。
如上所述，当骨架部的比例从2％以上变成小于2％时获取第N个切片图像处的高度H2对应于表面层的最外表面部的高度。
于是，表面层的最下部的高度与表面层的最外表面部的高度之差定义为表面层的厚度。
作为本文中所使用的“骨架部的比例”是指{(骨架部的面积)/(骨架部的面积+孔部的面积)}。将导电性构件沿长度方向等分成10个区域。对于在所得10个区域的各区域中的任意一个点(共计10个点)，测量表面层的厚度，将其平均值定义为表面层的厚度。
[孔隙率]
任何孔隙率可用作表面层的孔隙率，只要不损害本发明的效果即可。具体地，优选的是表面层的孔隙率为20％以上且80％以下。当孔隙率为20％以上时，使放电以足以形成图像的量在孔内发生。另外，当孔隙率为80％以下时，表现出放电的扩散的减少效果，从而可以抑制异常放电。孔隙率更优选50％以上且75％以下。
表面层的孔隙率如下确认。从导电性构件中切出包括导电性支承体和表面层的片段，并且使片段进行X射线CT测量，从而测量表面层的孔隙率。具体地，使通过X射线CT测量获取的二维切片图像通过Ohtsu法二值化，从而识别骨架部和孔部。在各二值化切片图像中，骨架部的面积和孔部的面积转化成数值，并确认从导电性支承体侧到表面层侧的数值。其中骨架部的比例达到2％以上的区域定义为表面层，最外表面部和最下部如上定义。
然后，分别计算骨架部和孔部的体积，并且将孔部的体积除以骨架部和孔部的总体积，从而得到孔隙率。将导电性构件沿长度方向等分成10个区域。对在所得10个区域的各区域中的任意一个点(共计10个点)，测量表面层的孔隙率，将测量的孔隙率的平均值定义为表面层的孔隙率。
[材料]
对形成表面层的骨架用的材料没有特别的限制，只要可以形成骨架即可。可以使用如树脂等高分子材料，如二氧化硅或二氧化钛等无机材料，或者高分子材料与无机材料的杂化材料等。在该情况中，高分子材料是指具有大的分子量的材料，其实例包括如半合成高分子和合成高分子等通过使单体聚合而得的聚合物，和如天然高分子等具有大的分子量的化合物。
高分子材料的实例包括：(甲基)丙烯酸系聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚烯烃系聚合物如聚乙烯或聚丙烯；聚苯乙烯；聚酰亚胺、聚酰胺和聚酰胺酰亚胺；聚亚芳基类(芳香族聚合物)如聚对苯醚或聚对苯硫醚；聚醚；聚乙烯醚；聚乙烯醇(PVOH)；引入有磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)、磷酸基、锍基、铵基或吡啶基的聚烯烃系聚合物、聚苯乙烯、聚酰亚胺或聚亚芳基类(芳香族聚合物)；含氟聚合物如聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯；其中将磺酸基、羧基、磷酸基、锍基、铵基或吡啶基引入含氟聚合物的骨架中的全氟磺酸聚合物、全氟羧酸聚合物和全氟磷酸聚合物；聚丁二烯系化合物；聚氨酯系化合物如弹性体或凝胶；环氧系化合物；硅酮系化合物；聚氯乙烯；聚对苯二甲酸乙二醇酯；(乙酰)纤维素；尼龙和多芳基化合物(polyarylate)。要注意的是，可以单独使用这些聚合物中的一种，或者可以组合使用其多种。另外，聚合物可以具有引入其聚合物链中的特定官能团。此外，聚合物可以为由要用作这些聚合物的原料的两种以上的单体的组合制造的共聚物。
无机材料的实例包括Si、Mg、Al、Ti、Zr、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sn和Zn的氧化物。其更具体的实例可以包括金属氧化物如二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化铝溶胶、氧化锆、氧化铁和氧化铬。可以单独使用这些无机材料中的一种，或者可以组合使用其两种以上。
在以上给出的材料中，优选使用能够适当地带电的有机材料。其中，更优选使用具有高绝缘性的以PMMA代表的丙烯酸系聚合物。
[添加剂]
为了调整电阻率，可将添加剂添加至表面层的骨架用的材料，只要不损害本发明的效果且可以形成表面层即可。添加剂的实例包括：显示电子导电性的炭黑、石墨、如氧化锡等氧化物、以及如铜和银等金属；通过将其颗粒表面覆盖有氧化物或金属而向其各自赋予导电性的导电性颗粒；和显示离子导电性的各自具有离子交换性能的离子导电剂如季铵盐和磺酸盐。可以单独使用这些添加剂中的一种，或者可以组合使用其两种以上。另外，可以添加通常用作树脂用共混剂的填料、软化剂、加工助剂、增粘剂、防粘剂或分散剂等，只要不损害本发明的效果即可。
[表面层的形成方法和颈部直径的控制]
对表面层的形成方法没有特别的限制，只要表面层可以形成即可，并且仅需要颗粒沉积在导电性支承体上并且使颗粒在后续步骤中通过颈部相互连接。
作为将颗粒沉积在导电性支承体上的方法，可以给出涉及通过辊对辊工艺(roll-to-roll process)将包含在刷辊或海绵辊中的细颗粒涂布至导电性支承体的方法，静电粉体涂布法，流动浸渍涂布法，静电流动浸渍涂布法，直接涂布法如喷射粉体涂布法，电喷射法，和细颗粒分散液的喷涂法。其中，优选涉及通过辊对辊工艺将包含在刷辊或海绵辊中的细颗粒涂布至导电性支承体的方法，这是因为由于细颗粒的同时除去和涂布使得可以适当地控制表面层的厚度，并且可以在涂布的同时实现压缩。涂布量可以通过辊的旋转数和旋转时间而适当地控制。
作为使颗粒通过颈部相互连接的方法，给出有通过加热、热卷曲、红外线照射和粘结剂树脂连接颗粒的方法。其中，优选通过将通过颗粒的沉积获得的颗粒沉积膜进行加热或热卷曲来使颗粒连接的方法，这是因为表面层中的颗粒也可以适当地熔合。
上述颈部比(neck ratio)R可以通过在连接步骤中的条件，如加热温度和加热时间来控制。
<配置为保护表面层的刚性结构体>
试图附着至表面层的污物物理地或静电地附着至其。当引入配置为保护表面层的刚性结构体时，表面层不会与感光鼓接触，因此可以基本上避免污物物理附着至表面层的现象。
另外，当表面层的结构变化时，存在放电特性可能也变化的风险。因此，特别是在意欲长期使用的情况下，优选的是通过引入配置为保护表面层的刚性结构体，使感光鼓的表面与表面层之间的摩擦和磨耗降低，从而抑制表面层结构的变化。在此情况下，刚性结构体是指当抵接感光鼓时变形量为1μm以下的结构体。对设置刚性结构体的方法没有特别的限制，只要不损害本发明的效果即可。例如，给出涉及在导电性支承体的表面上形成凸部的方法和涉及将间隔构件引入导电性构件中的方法。
[导电性支承体的表面上的凸部]
在导电性支承体具有如图2A所示的构造的情况下，给出涉及将带芯棒22的表面加工成具有凸部的形状的方法。其实例为涉及通过喷砂、激光加工或抛光等在带芯棒22的表面上形成凸部的方法。要注意的是，凸部可以通过其它方法形成。
在导电性支承体具有如图2B所示的构造的情况下，给出涉及将导电性树脂层23的表面加工成具有凸部的形状的方法。其实例包括涉及将通过喷砂、激光加工或抛光等加工导电性树脂层23的方法，和涉及将填料如有机颗粒或无机颗粒分散在导电性树脂层23中的方法。
作为用于形成有机颗粒的材料，给出例如尼龙树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、苯乙烯-丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、纤维素树脂、聚烯烃树脂和硅酮树脂。可以单独使用这些材料中的一种，或者可以组合使用其两种以上。
另外，作为用于形成无机颗粒的材料，给出例如如二氧化硅等硅氧化物，氧化铝，氧化钛，氧化锌，碳酸钙，碳酸镁，硅酸铝，硅酸锶，硅酸钡，钨酸钙，粘土矿物，云母，滑石和高岭土。可以单独使用这些材料中的一种，或者可以组合使用其两种以上。另外，可以使用有机颗粒和无机颗粒二者。
除了上述涉及加工导电性支承体的方法以外，还给出涉及独立于导电性支承体而引入凸部的方法。其实例为涉及在导电性支承体周围卷绕线状构件如丝线(wire)的方法。
为了获得保护多孔体的效果，优选的是凸部的密度设定为：当从面对表面层的方向观察时，在表面层的表面的尺寸为1.0mm见方的区域内，至少观察到刚性结构体的一部分。对凸部的尺寸和厚度没有限制，只要不损害本发明的效果即可。具体地，优选的是凸部的尺寸和厚度落入凸部的存在不引起图像缺陷的范围内。对凸部的高度没有限制，只要凸部的高度大于表面层的厚度并且不损害本发明的效果即可。具体地，优选的是凸部的高度落入其中凸部的高度至少大于表面层的厚度并且大的放电间隙不引起带电不良的范围内。
[间隔构件]
对间隔构件没有限制，只要间隔构件可以使感光鼓与表面层彼此分离且不损害本发明的效果即可。间隔构件的实例包括环和间隔物。
作为引入间隔构件的方法的实例，在导电性构件具有辊形状的情况下，给出涉及引入具有大于导电性构件的外径的外径且具有能够保持感光鼓与导电性构件之间的空隙的硬度的环的方法。另外，作为引入间隔构件的方法的另一实例，在导电性构件具有叶片形状的情况下，给出涉及引入能够将多孔体与感光鼓彼此分离从而防止多孔体与感光鼓之间的摩擦和磨耗的间隔物的方法。
对用于形成间隔构件的材料没有限制，只要不损害本发明的效果即可。另外，为了防止通过间隔构件导电，适当使用已知的非导电性材料是足够的。间隔构件用的材料的实例包括：滑动性优异的高分子材料如聚缩醛树脂、高分子量聚乙烯树脂和尼龙树脂；和金属氧化物材料如氧化钛和氧化铝。可以单独使用这些材料中的一种，或者可以组合使用其两种以上。
对引入间隔构件的位置没有限制，只要不损害本发明的效果即可，并且例如，将间隔构件设置在导电性支承体的长度方向的端部是足够的。
图7为引入间隔构件的情况下导电性构件的实例(辊状)的图示。在图7中，导电性构件由附图标记70表示，间隔构件由附图标记71表示，导电性芯轴由附图标记72表示。
<处理盒>
图8为包括所述导电性构件作为充电辊的电子照相用处理盒的示意性截面图。处理盒一体化地包括显影装置和充电装置，并且配置为可拆卸地安装至电子照相设备的主体。显影装置一体化地包括至少显影辊83和调色剂容器86，并且根据需要可包括调色剂供给辊84、调色剂89、显影刮板88和搅拌叶片810。充电装置一体化地包括至少感光鼓81、清洁刮板85和充电辊82，并且可包括废调色剂容器87。充电辊82、显影辊83、调色剂供给辊84和显影刮板88各自配置为施加有电压。
<电子照相设备>
图9为使用所述导电性构件作为充电辊的电子照相设备的示意性构造图。电子照相设备为具有四个上述可拆卸地安装于其上的处理盒的彩色电子照相设备。各处理盒使用各颜色的调色剂：黑色、品红色、黄色和青色。感光鼓91沿箭头方向旋转并且通过具有从充电偏压电源施加至其的电压的充电辊92均匀带电。然后，用曝光光911在感光鼓91的表面上形成静电潜像。另一方面，将容纳在调色剂容器96中的调色剂99通过搅拌叶片910供给至调色剂供给辊94并输送至显影辊93。然后，通过与显影辊93保持接触的显影刮板98将调色剂99均匀地施涂至显影辊93的表面上，并且通过摩擦带电将电荷施加至调色剂99。用通过与感光鼓91保持接触的显影辊93输送的调色剂99使静电潜像显影，结果静电潜像可视化为调色剂图像。
感光鼓上的可视化调色剂图像通过具有从一次转印偏压电源施加至其的电压的一次转印辊912转印到由张力辊913和中间转印带驱动辊914支承并驱动的中间转印带915上。各颜色的调色剂图像依次相互重叠，从而在中间转印带上形成彩色图像。
转印材料919通过进纸辊供给至设备中，并且输送至中间转印带915与二次转印辊916之间。将电压从二次转印偏压电源施加至二次转印辊916，使得中间转印带915上的彩色图像转印至转印材料919上。转印有彩色图像的转印材料919通过定影单元918进行定影处理并且从设备中输出。由此，打印操作完成。
另一方面，用清洁刮板95刮擦残留在感光鼓上的未转印的调色剂，从而将其收纳在废调色剂容纳容器97中，由此清洁的感光鼓91重复上述步骤。此外，还用清洁装置917刮擦残留在一次转印带上的未转印的调色剂。
实施例
<实施例1>
(1.未硫化橡胶组合物的制备)
将下表1中所示的种类和量的各材料用加压式混炼机混合，从而获得A混炼橡胶组合物。另外，将166质量份的A混炼橡胶组合物和下表2中所示的种类和量的各材料用开炼机混合，从而制备未硫化橡胶组合物。
表1
表2
(2.导电性支承体的生产)
[2-1.导电性芯轴]
准备由具有252mm的总长度、6mm的外径和进行了无电镀镍(electroless nickelplating)的表面的易切削钢制成的圆棒。接着，用辊涂机将粘合剂(商品名：Metaloc U-20，由Toyokagaku Kenkyusho Co.,Ltd.制)涂布至圆棒的除了长度各自为11mm的两端以外的230mm的范围内的整个圆周。在本实施例中，使用该涂布有粘合剂的圆棒作为导电性芯轴。
[2-2.导电性树脂层]
接下来，将内径为12.5mm的模头安装至装备有具有导电性芯轴的供给机构和未硫化橡胶辊的排出机构的十字头的挤出机的前端。将挤出机和十字头各自的温度调节至80℃，将导电性芯轴的输送速度调节至60mm/sec。在该条件下，通过挤出机供给未硫化橡胶组合物，并且在十字头内用未硫化橡胶组合物覆盖导电性芯轴的外周，结果得到未硫化橡胶辊。接着，将未硫化橡胶辊放入温度为170℃的热风硫化炉中并加热60分钟，从而使未硫化橡胶组合物硫化。因此，获得在导电性芯轴的外周上形成有导电性树脂层的辊。之后，将导电性树脂层的各自长度为10mm的两端切除，以使导电性树脂层部的沿长度方向的长度变为231mm。最后，用旋转磨石研磨导电性树脂层的表面。因此，得到在从中央部到两端各自为90mm的位置的直径为8.4mm且中央部的直径为8.5mm的导电性支承体A1。
(3.表面层的形成)
图10为配置为涂布颗粒以形成表面层的涂布装置的示意性图。涂布装置包括颗粒100、颗粒贮存单元101、颗粒涂布辊102和颗粒涂布至其的构件103，且导电性支承体A1作为颗粒涂布至其的构件103而设置。因此，可以形成表面层。
颗粒涂布辊102为在导电性带芯棒的外周上形成有发泡层的弹性海绵辊。颗粒涂布辊102设置为在颗粒涂布至其的构件103的对向部形成预定的接触区域(夹持部)，并且配置为沿图10中的箭头方向(顺时针方向)旋转。在此情况下，颗粒涂布辊102以预定的侵入量与颗粒涂布至其的构件103保持接触，即，在颗粒涂布辊102中由颗粒涂布至其的构件103引起凹陷。当涂布颗粒时，颗粒涂布辊102和颗粒涂布至其的构件103旋转从而在接触区域中沿相反方向移动。通过该操作，颗粒涂布辊102将颗粒涂布到颗粒涂布至其的构件103上，和除去颗粒涂布至其的构件103上的颗粒。
作为用于形成表面层的颗粒100，非交联的丙烯酸系颗粒(类型：MX-300，由SokenChemical&Engineering Co.,Ltd.制)通过使颗粒涂布辊102以90rpm和导电性支承体A1以100rpm驱动旋转10秒而涂布至导电性支承体A1，从而得到未加热导电性构件a1。
接着，将未加热导电性构件a1装入炉内并在140℃的温度下加热3小时，从而得到导电性构件A1。
(4.特性的评价)
将根据本实施例的导电性构件A1进行以下评价试验。评价结果示于表7。注意，在导电性构件为辊状导电性构件的情况下，x轴方向、y轴方向和z轴方向分别指下列方向。
x轴方向是指辊(导电性构件)的长度方向。
y轴方向是指与x轴正交的辊(导电性构件)的横截面(即圆形截面)中的切线方向。
z轴方向是指与x轴正交的辊(导电性构件)的横截面中的直径方向。此外，“xy平面”是指与z轴正交的平面，和“yz截面”是指与x轴正交的截面。
[4-1.三维连续的骨架和沿厚度方向连通的孔的确认]
多孔体是否具有共连续结构通过以下方法来确认。使剃刀与导电性构件A1的表面层接触，从而切出沿x轴方向和y轴方向各自具有250μm的长度并且沿z轴方向具有包括导电性支承体A1的700μm的深度的片段。然后，使用X射线CT检查装置(商品名：TOHKEN-SkyScan2011(辐射源：TX-300)，由Mars Tohken X-ray Inspection Co.,Ltd.制)使片段进行三维重建。相对于z轴以1μm的间隔从由此所得三维图像中切出二维切片图像(平行于xy平面)。然后，将切片图像二值化，从而识别骨架部和孔部。相对于z轴依次检查切片图像，由此确认了骨架部是三维连续的，和孔部沿厚度方向连通。
[4-2.通孔的评价]
表面层的通孔如下评价。将铂由蒸汽沉积在该片段的表面上以获得沉积片段。然后，使用扫描电子显微镜(SEM)(商品名：S-4800，由Hitachi High-TechnologiesCorporation制)，以1,000倍的放大倍率从z轴方向拍摄沉积片段的表面，从而获得表面图像。
接下来，在表面图像中，在尺寸为150μm见方的区域中以2.5μm的间隔垂直创建59条分割线并且水平创建59条分割线从而形成总计3,600个正方形，以通过图像处理软件(产品名：Image-pro plus，由Media Cybernetics Corporation制)获取评价图像。然后，在评价图像中，目视计数在3,600个网格(正方形)中包括导电性支承体的表面的正方形的数量。基于以下标准进行评价。评价结果示于表8A和表8B中。注意，本文中使用的术语“包括导电性支承体的表面的正方形”是指“其中可以目视确认导电性支承体的表面的正方形”。
A：包括导电性支承体的表面的正方形的总数为5个以下。
B：包括导电性支承体的表面的正方形的总数为6个以上且25个以下。
C：包括导电性支承体的表面的正方形的总数为26个以上且100个以下。
D：包括导电性支承体的表面的正方形的总数为101个以上。
[4-3.表面层的非导电性的评价]
表面层(多孔体)的非导电性如下评价。通过使用扫描探针显微镜(SPM)(商品名：Q-Scope 250，由Quesant Instrument Corporation制)以接触模式来测量表面层的体积电阻率。
首先，使用镊子从导电性构件A1中收集形成表面层的多孔体的骨架，将收集的骨架的一部分放置在由不锈钢制成的金属板上，从而获得测量片段。接下来，选择与金属板保持直接接触的部分，并且使SPM的悬臂与该部分接触。向悬臂施加50V的电压，从而测量电流值。然后，用SPM观察测量片段的表面形状，从而获得高度轮廓，并且由获得的高度轮廓计算测量部分的厚度。此外，由表面形状观察结果计算与悬臂保持接触的部分的凹部的面积。体积电阻率由厚度和凹面的面积来计算，并且定义为表面层的体积电阻率。
将导电性构件A1沿长度方向等分为10个区域。用镊子从10个区域的各区域中的任意一个点(共计10个点)收集形成表面层的多孔体的骨架，并且进行上述测量。测量的体积电阻率的平均值定义为表面层的体积电阻率。评价结果示于表8中。
[4-4.表面层的带电量的评价]
通过使用电荷量测量装置(商品名：DRA-2000L，由Quality EngineeringAssociates(QEA),Inc.制)测量由电晕放电引起的导电性构件(充电构件)的表面电位。具体地，将电荷量测量装置的电晕放电器配置成使得其网格部与导电性构件A1的表面之间的间隙变为1mm。然后，将8kV的电压施加至电晕放电器以发生放电，从而使导电性构件的表面带电。在放电完成后，测量经过10秒后的导电性构件的表面电位。
[4-5.颗粒直径的评价]
颗粒的圆当量直径的平均值D1如下评价。用镊子粉碎在片段的表面上形成的表面层，同时用立体显微镜以1000倍的放大倍率观察表面层，并且将颗粒分解成单个颗粒，使得颗粒在导电性支承体的表面上不变形。接下来，将铂由蒸气沉积在所得物上以获得沉积片段。然后，通过使用扫描电子显微镜(SEM)(商品名：S-4800，由Hitachi High-TechnologiesCorporation制)以1,000倍的放大倍率从z轴方向拍摄沉积片段的表面，从而获得表面图像。
然后，通过图像处理软件(商品名：Image-pro plus，由Media CyberneticsCorporation制)处理表面图像，使得颗粒变成白色，并且使得导电性支承体的表面变成黑色，通过计数功能测量任意的50个颗粒的圆当量直径。将导电性构件A1沿长度方向等分成10个区域，并且将所得10个区域进行上述测量，从而测量任意的总计500个颗粒的圆当量直径。该500个圆当量直径的算术平均值定义为颗粒的圆当量直径D1。评价结果示于表8A和表8B中。
[4-6.颈部直径的评价]
颈部的截面的圆当量直径的平均值D2如下评价。以与[4-1.三维连续的骨架和沿厚度方向连通的孔的确认]部分相同的方式构造三维图像，并测量三维图像中的20个颈部的圆当量直径。
在通过将导电性构件A1沿长度方向等分成10个区域而获得的10个区域中的各区域中的任意一个点(总计200个点)处进行上述操作，并将该200个颈部的圆当量直径的算术平均值定义为颈部的圆当量直径D2。
接着，计算圆当量直径D1与颈部的圆当量直径D2的比D2/D1作为颈部比(neckratio)R。评价结果示于表8A和表8B中。
[4-7.表面层的厚度的评价]
表面层的厚度如下评价。
首先，如[4-1.三维连续的骨架和沿厚度方向连通的孔的确认]部分所述，将剃刀与导电性构件A1的表面层接触，从而切出沿x轴方向和y轴方向各自具有250μm的长度和沿z轴方向具有包括导电性支承体的700μm的深度的片段。
通过使用X射线CT检查装置(商品名：TOHKEN-SkyScan2011(辐射源：TX-300)，由Mars Tohken X-ray Inspection Co.,Ltd.制)从该片段由表面层的上部(z轴的上方)沿着z轴向导电性基体以1μm的间隔依次获取与导电性支承体平行的切片面的图像(切片图像)。
注意，为了指定表面层的远离导电性基体的一侧的最外表面，从其中表面层不一定存在的表面层的上部朝向导电性基体依次获取切片图像。由此，可以指定通过后述的步骤计算的切片图像中骨架部的比例首次达到2％以上的切片面。
另外，为了指定表面层的接近导电性基体的一侧的最外表面，从导电性基体的部分朝向表面层的上部(z轴的上方)依次获取切片图像。由此，可以指定在表面层的接近导电性基体的一侧切片图像中骨架部的比例首次达到2％以上的切片面。
使通过X射线CT测量获取的二维切片图像通过Ohtsu法(判定分析法)二值化，从而识别骨架部和孔部。在各二值化切片图像中，将骨架部的比例转换为数值，并确认从导电性支承体侧至表面层侧的数值，计算出骨架部的比例。然后，如上所述，当从表面层的上部开始测量时从其在距离导电性基体最远的一侧获得骨架部的比例首次达到2％以上的切片图像的切片面，被认为是表面层的远离导电性基体一侧的最外表面。
此外，当从导电性基体开始测量时从其在接近导电性基体的一侧获得骨架部的比例首次达到2％以上的切片图像的切片面，被认为是表面层的接近导电性基体一侧的最外表面。
注意，上述操作在通过将导电性构件A1沿长度方向等分成10个区域而获得的10个区域中的各区域中的任意一个点(总计10个点)处进行，并将其算术平均值定义为表面层的厚度。评价结果示于表8A和表8B中。
[4-8.表面层的孔隙率的评价]
表面层的孔隙率通过以下方法测量。将通过上述X射线CT评价获得的三维图像中的孔部的比例转换为数值，从而获得表面层的孔隙率。上述操作在通过将导电性构件A1沿长度方向等分成10个区域而获得的10个区域中的各区域中的任意一个点(总计10个点)处进行，并将测量的孔隙率的平均值定义为表面层的孔隙率。评价结果示于表8A和表8B中。
(5.图像的评价)
使导电性构件A1进行以下评价试验。
[5-1.图像品质的评价]
通过以下方法确认在导电性构件A1的初始阶段(耐久试验(重复使用试验)之前)源自非导电性骨架的图像缺陷(黑点)的抑制效果。作为电子照相设备，准备电子照相激光打印机(商品名：Laserjet CP4525dn，由Hewlett-Packard Development Company,L.P.制)。注意，为了将导电性构件放置于更严苛的评价环境中，改装激光打印机使得以A4尺寸的纸张计每单位时间的输出张数为50张/分钟。在此情况下，将记录介质的输出速度设定为300mm/sec，将图像分辨率设定为1,200dpi。
接下来，将导电性构件A1作为充电辊安装在专用于激光打印机的调色剂盒上。将调色剂盒装载在激光打印机上，并且在L/L环境(温度为15℃和相对湿度为10％的环境)下输出半色调图像(在与感光鼓的旋转方向垂直的方向上以一点的宽度和两点的间隔绘制横线的图像)。
在此情况下，充电辊与电子照相感光构件之间施加的电压设为-1,000V。评价结果示于表8A和表8B中。
[源自非导电性骨架的图像缺陷的评价]
A：未观察到黑点图像。
B：局部观察到轻微的黑点状的白线。
C：在整个表面观察到轻微的黑点状的白线。
D：观察到条纹状的黑线并且明显。
[5-2-1.空白点图像的评价]
目视观察在[5-1.图像品质的评价]部分中获取的图像，并观察由来自充电构件的局部强放电引起的图像不均匀(空白点图像)的有无。
接着，除了从-1,010V、-1,020V、-1,030V...以10V的递减改变施加的电压以外，以与上述相同的方式重复电子照相图像的输出和目视评价。然后，测量在其中能够目视确认由来自充电构件的局部强放电引起的图像不均匀(空白点图像)的电子照相图像形成时施加的电压。在此情况下施加的电压记述于表8A和表8B中作为耐久试验前的空白点图像产生电压。
[5-2.源自耐久试验后的污物附着的图像缺陷的评价]
通过以下方法确认源自导电性构件A1的耐久试验后的污物附着的图像缺陷(白点、白带)的抑制效果。在通过横条纹的评价获取的图像中，确认图像缺陷并基于以下标准来评价。评价结果示于表8A和表8B中。
[源自污物附着的图像缺陷的评价]
A：未观察到源自污物附着的图像缺陷。
B：局部观察到源自污物附着的轻微的图像缺陷(白点)。
C：在整个表面观察到源自污物附着的轻微的图像缺陷(白点)。
D：在整个表面观察到源自污物附着的图像缺陷(白点)，并观察到纵条纹。
<实施例2至实施例10>
除了如表3所示改变颗粒材料以及颗粒的涂布条件和加热条件以使表面层的结构改变以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件A2至A10。评价结果示于表8A和表8B中。
<实施例11>
除了使用PAN颗粒(商品名：TAFTIC A20，由Toyobo Co.,Ltd.制)作为颗粒、并且将加热温度设定为250℃和加热时间设定为12小时以使颗粒形状不规则以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件A11。评价结果示于表8A和表8B中。
<实施例12至实施例14>
除了如表4所示改变表面层的加热条件以改变颈部的直径以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件A12至A14。评价结果示于表8A和表8B中。
表4
加热温度(℃)
实施例12 160
实施例13 150
实施例14 120
<实施例15>
除了将作为分散在未硫化橡胶组合物中的导电剂使用的炭黑的添加量改变为80phr以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件A15。评价结果示于表8A和表8B中。注意，“phr”是指相对于100质量份的未硫化橡胶组合物的添加量(质量份)。
<实施例16>
除了通过使用表5-1中示出的材料(含表氯醇的材料)作为未硫化橡胶的材料来制备A混炼橡胶组合物，并且用开炼机将166质量份的A混炼橡胶组合物以及种类和量示于下表5-2中的各材料混合以制备未硫化橡胶组合物以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件A16。评价结果示于表8A和表8B中。
表5-1
表5-2
<实施例17>
除了根据以下方法进一步在导电性支承体A1的外周面上形成导电性树脂层以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件A17。评价结果示于表8A和表8B中。
首先，将甲基异丁基酮添加至己内酯改性的丙烯酸系多元醇溶液中，以将固成分调节至10质量％。然后，通过相对于1,000质量份(固成分：100质量份)的丙烯酸系多元醇溶液使用下表6所示的材料来制备混合溶液。在此情况中，封端HDI和封端IPDI的混合物为"NCO/OH＝1.0"。
表6
接着，将210g上述混合溶液和200g充当介质的平均粒径为0.8mm的玻璃珠在450mL玻璃瓶中混合，并且用涂料搅拌分散机将混合物预分散24小时，从而得到导电性树脂层形成用的涂料。
将导电性支承体A1以其长度方向指向竖直方向的方式浸渍于导电性树脂层形成用的涂料中，从而通过浸涂法使其涂布有涂料。浸渍涂布的浸渍时间为9秒，拉起速度设定为20mm/sec作为初始速度，2mm/sec作为最终速度。拉起速度相对于初始速度与最终速度之间的时间线性地改变。将由此获得的涂覆物在常温下空气干燥30分钟。然后，将涂覆物在设定为90℃的温度的热风循环干燥器中干燥1小时，并且在设定为160℃的温度的热风循环干燥器中进一步干燥1小时。
<实施例18>
除了仅将圆棒用作导电性支承体以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件A18。注意，为了进行评价，改变盒以使导电性构件A18与感光鼓接触。评价结果示于表8A和表8B中。
<实施例19>
通过在与实施例18相同的条件下浸渍涂布将实施例16的导电性树脂层形成用的涂料涂布至厚度为200μm的由铝制成的片上，从而在铝制片上形成导电性树脂层。由此，制备板状导电性支承体。接着，以与实施例1相同的方式在板状导电性支承体的外周面上形成表面层，从而制造导电性构件A19。
导电性构件A19作为充电板安装在与实施例1中用于评价图像的电子照相激光打印机相同的电子照相激光打印机上，并且配置成相对于感光鼓的旋转方向沿向前的方向抵接感光鼓。注意，由导电性构件A19相对于感光鼓的抵接点处的接触点和充电板形成的角度θ从带电性的观点设定为20°。另外，导电性构件A20相对于感光鼓的抵接压力初期设定为20g/cm(线性压力)。在与实施例1相同的条件下评价图像。评价结果示于表8A和表8B中。
<实施例20>
除了不形成导电性树脂层以外，以与实施例19相同的方式制造和评价导电性构件A20。注意，对于评价，以与实施例19相同的方式，改变盒以使导电性构件A20与感光鼓接触。评价结果示于表8A和表8B中。
<实施例21至实施例24>
除了如表7所示改变颗粒材料和颗粒的涂布条件以改变电阻以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件A21至A24。评价结果示于表8A和表8B中。
<实施例25>
除了将聚丙烯酸酯颗粒(商品名：Techpolymer ABX-5，由Sekisui Plastics Co.,Ltd.制)用作颗粒材料，并且将加热温度改变为200℃以改变电阻以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件A25。评价结果示于表8A和表8B中。
<实施例26>
除了将二氧化硅颗粒(商品名：sicastar 43-00-303，由Micromod制)用作颗粒材料，并且将加热温度设定为1,000℃且将加热时间设定为2小时以外，以与实施例19相同的方式制造和评价导电性构件A26。评价结果示于表8A和表8B中。
<实施例27>
除了相对于未加热导电性构件a1将固成分设定为1％和炭黑设定为0phr以外，通过以与实施例17相同的方法，通过将导电性树脂层涂布至未加热导电性构件a1来制造和评价导电性构件A27。在此情况下，导电性树脂层充当粘结剂树脂，从而在颗粒之间形成颈部。评价结果示于表8A和表8B中。
<实施例28>
通过将间隔构件(在导电性树脂层的端部处，外径为8.6mm、内径为6mm和宽度为2mm的环)安装在导电性构件A1上而得到导电性构件AA1。接着，通过使用其上安装有充当充电辊的导电性构件AA1的上述激光打印机，在L/L环境下进行耐久试验。通过重复输出两张图像、使感光鼓的旋转完全停止约3秒、恢复图像输出的间歇的图像形成操作，从而输出40,000张电子照相图像，来进行耐久试验。在此情况下，输出图像，使得具有4点尺寸的字母文字"E"打印为相对于A4尺寸的纸张的面积为4％的覆盖率。在此情况下，充电辊与电子照相感光构件之间的施加电压设定为-1,200V。
在耐久试验后，从-1,210V、-1,220V、-1,230V,…以10V的递减改变施加的电压，并且测量在能够确认空白点图像的电子照相图像形成时的施加电压。在此情况下施加电压记述于表8A和表8B中作为耐久试验后的空白点图像产生电压。
表8A
表8B
<比较例1>
将10phr的非交联丙烯酸系颗粒(类型：MX-500，由Soken Chemical&EngineeringCo.,Ltd.制)添加并分散在实施例18的导电性树脂层形成用的涂料中，从而形成导电性树脂。接着，在不形成表面层的情况下，以与实施例1相同的方式评价导电性构件B1。评价结果示于表9A和表9B中。
在该比较例中，未形成表面层，因此未抑制空白点图像。
<比较例2>
除了表面层不加热以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件B2。评价结果示于表9A和表9B中。
在该比较例中，未形成颈部，因此带电量变化从而产生源自该变化的图像缺陷。另外，附着的污物和带电的颗粒静电飞至鼓，从而破坏表面层。因此，不能抑制空白点图像。
<比较例3>
除了通过使用非交联丙烯酸系颗粒(类型：MX-3000，由Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制)作为颗粒来增大颗粒的圆当量直径的平均值D1以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件A12。评价结果示于表9A和表9B中。
在该比较例中，颗粒的圆当量直径的平均值大到32μm，因此，孔的细度降低，从而产生图像缺陷。另外，表面积也降低，因而带电量低。因此，不能抑制污物。
<比较例4>
除了将导电性支承体A1的旋转数增大至150rpm并且将涂布时间缩短至3秒作为颗粒涂布条件以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件B4。评价结果示于表9A和表9B中。
在该比较例中，包括通孔的正方形的个数为200个，因此，表面层中的通孔作为图像缺陷而出现。
<比较例5>
除了将表面层在200℃下加热3小时以外，以与实施例1相同的方式制造和评价导电性构件B5。评价结果示于表9A和表9B中。
在该比较例中，使颗粒熔融，形成绝缘的表面层膜。因此，由于带电不良而不能评价图像。
<比较例6>
除了将碳颗粒(PC1020，由Nippon Carbon Co.,Ltd.制)用作颗粒，将加热温度改变为800℃并将加热时间改变为12小时以外，以与实施例19相同的方式制造和评价导电性构件B6。评价结果示于表9A和表9B中。
在该比较例中，表面层由于其低电阻率而不能带电，因此不能抑制空白点图像。
表9A
表9B
尽管已经参考示例性实施方案描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以便包含所有此类改进和等同的结构和功能。
本申请要求2015年3月27日提交的日本专利申请2015-066841号的权益，将其全部内容引入于此以作参考。
附图标记说明
10 充电构件
11 感光鼓
12 污物
13 电源
14 接地
21 表面层
22 带芯棒
23 导电性树脂层
30 表面层
31 导电性支承体
32 感光鼓
33 具有正极性的离子
34 负电荷
41 颗粒
42 颈部
70 导电性构件
71 间隔构件
72 导电性芯轴
81 感光鼓
82 充电辊
83 显影辊
84 调色剂供给辊
85 清洁刮板
86 调色剂容器
87 废调色剂容器
88 显影刮板
89 调色剂
810 搅拌叶片
91 感光鼓
92 充电辊
93 显影辊
94 调色剂供给辊
95 清洁刮板
96 调色剂容器
97 废调色剂容纳容器
98 显影刮板
99 调色剂
910 搅拌叶片
911 曝光光
912 一次转印辊
913 张力辊
914 中间转印带驱动辊
915 中间转印带
916 二次转印辊
917 清洁装置
918 定影单元
919 转印材料
100 颗粒
101 颗粒贮存单元
102 颗粒涂布辊
103 颗粒涂布至其的构件

Claims (9)

1.一种电子照相用导电性构件，其特征在于，其包括：
导电性支承体；和
在所述导电性支承体上的表面层，
其中所述表面层包括三维连续的骨架和沿厚度方向连通的孔，
其中，当拍摄所述表面层的表面的任意的尺寸为150μm见方的区域，并且在垂直方向上等分成60份且在水平方向上等分成60份以形成3,600个正方形时，包括通孔的正方形的数量为100个以下，
其中所述骨架为非导电性的，和
其中所述骨架包括通过颈部相互连接的多个颗粒，和所述颗粒的圆当量直径的平均值D1为0.1μm以上且20μm以下。
2.根据权利要求1所述的电子照相用导电性构件，其中所述颈部的截面的圆当量直径的平均值D2为所述平均值D1的0.1倍以上且0.7倍以下。
3.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件，其中所述表面层的厚度为1μm以上且50μm以下。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电子照相用导电性构件，其中所述表面层的体积电阻率为1×1010Ω·cm以上且1×1017Ω·cm以下。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电子照相用导电性构件，其中所述表面层的孔隙率为20％以上且80％以下。
6.根据权利要求1至5任一项所述的电子照相用导电性构件，其中所述表面层包括通过加热颗粒沉积膜从而使所述颗粒熔合而形成的多孔体。
7.根据权利要求1至6任一项所述的电子照相用导电性构件，其进一步包括配置为保护所述表面层的刚性结构体。
8.一种处理盒，其特征在于，其可拆卸地安装至电子照相设备的主体，所述处理盒包括根据权利要求1至7任一项所述的导电性构件。
9.一种电子照相设备，其特征在于，其包括根据权利要求1至7任一项所述的导电性构件。
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