CN108983562A - 电子照相用辊、处理盒和电子照相设备 - Google Patents

电子照相用辊、处理盒和电子照相设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子照相用辊、处理盒和电子照相设备。电子照相用辊具有在导电性基体上包含导电形弹性层的表面层。碗形状树脂颗粒的开口在电子照相用辊的表面上露出。在正方形区域中凸部与玻璃板的接触部的个数为8以上，所述正方形区域中在沿着通过以施加的特定的负荷将辊按压在玻璃板上而形成的辊隙的电子照相用辊的圆周方向的方向上辊隙的长度作为一边的长度，且正方形区域位于辊隙中。接触部的面积的平均值为10μm2至111μm2。接触部的面积的变动系数和各自包括接触部的沃罗诺伊区域的面积的变动系数D满足特定关系。

Description

电子照相用辊、处理盒和电子照相设备
技术领域
本发明涉及电子照相用辊、包括所述电子照相用辊的处理盒和电子照相设备。
背景技术
日本专利申请特开第2014-211624号公开了一种可用作充电辊等且具有导电性基体和作为表面层的导电性弹性层的电子照相用辊构件，其中，所述表面层的表面具有源自碗形状树脂颗粒的开口的凹部和源自开口的边缘的凸部。在日本专利申请特开第2014-211624号中，通过限定辊构件的长度方向的中央部和两端部的表面的变形以及深度方向的变形的恢复速度，抑制了与辊构件接触的感光构件的不均匀磨耗，且改善了辊构件与感光构件鼓的从动旋转性。
作为本发明人的研究结果，尽管根据日本专利申请特开第2014-211624号的辊构件对于感光构件鼓具有优异的从动旋转性，但近年来对于进一步提高处理速度，辊构件仍有改进的余地。
发明内容
本发明的一个方面旨在提供一种电子照相用辊，其对于感光构件鼓的从动旋转性得到进一步地改善。
本发明的另一个方面旨在提供用于形成高清晰度电子照相图像的处理盒。
本发明的又一个方面旨在提供可以形成高清晰度电子照相图像的电子照相设备。
根据本发明的一个方面，提供了一种电子照相用辊，其具有导电性基体和在导电性基体上的作为表面层的导电性弹性层，其中所述弹性层包含粘结剂并且以其开口在电子照相用辊的表面上露出的状态保持具有所述开口的碗形状树脂颗粒，电子照相用辊的表面具有源自在表面上露出的碗形状树脂颗粒的开口的凹部，和源自在表面上露出的碗形状树脂颗粒的开口的边缘的凸部，电子照相用辊的表面的一部分由所述弹性层构成，当将所述电子照相用辊按压在玻璃板上使得由所述电子照相用辊和玻璃板形成的辊隙的每单位面积的负荷为6.5g/mm2以上且14.3g/mm2以下，且将其边长等于在沿着电子照相用辊的圆周方向的方向上的辊隙长度的正方形区域置于辊隙中时，在该正方形区域中，凸部与玻璃板彼此接触，并且接触部的个数为8以上，所述接触部的面积的平均值Save为10μm2以上且111μm2以下，所述接触部的面积的变动系数S满足下式(1)，各自包括接触部的沃罗诺伊(Voronoiregion)区域的面积的变动系数D满足下式(2)：
式(1)
0.68≤S≤1.00；
式(2)
0.85≤D≤1.20。
根据本发明的另一方面，提供了一种处理盒，其可拆卸地安装至电子照相设备的主体，该处理盒包括上述电子照相用辊和电子照相感光构件。
根据本发明的又一方面，提供了一种电子照相设备，其包括上述电子照相用辊和电子照相感光构件。
参照附图从示例性实施方案的下述描述中本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1A是用于说明源自碗形状树脂颗粒的开口的边缘的凸部与玻璃板的抵接状态的截面图。图1B是说明源自树脂颗粒的开口的边缘的凸部与玻璃板的接触部的一个实例的图。图1C是说明源自树脂颗粒的开口边缘的凸部与玻璃板的接触部的沃罗诺伊分割的一个实例的图。
图2A和图2B包括各自说明根据本发明的电子照相用辊的一个实例的示意性截面图。
图3A和图3B包括各自说明根据本发明的电子照相用辊与玻璃板抵接的变形状态的一个实例的截面图。
图4A、图4B和图4C包括各自说明根据本发明的电子照相用辊的一个实例的表面附近的部分截面图。
图5A、图5B、图5C、图5D和图5E包括各自说明用于本发明的碗形状树脂颗粒的形状的示意图。
图6是用于制造根据本发明的电子照相用辊的电子束照射设备的说明图。
图7是用于制造根据本发明的电子照相用辊的区域型电子束照射源的说明图。
图8是表示根据本发明的电子照相设备的一个实例的示意性截面图。
图9是表示根据本发明的处理盒的一个实例的示意性截面图。
图10是用于本发明的电阻测量设备的示意图。
图11是用于使玻璃板与电子照相用辊的表面抵接的工具的示意图。
具体实施方式
现在将根据附图详细地描述本发明的优选实施方案。
根据本发明的电子照相用辊包括导电性基体和在导电性基体上的作为表面层的导电性弹性层。所述弹性层包含粘结剂，并且以其开口在电子照相用辊的表面上露出的状态保持具有所述开口的碗形状树脂颗粒。电子照相用辊的表面的一部分由所述弹性层构成。
此外，电子照相用辊的表面包括源自在表面上露出的碗形状树脂颗粒的开口的凹部和源自在表面上露出的碗形状树脂颗粒的开口的边缘(下文中也称为"边缘部")的凸部。
在根据本发明的电子照相用辊中，在以下测试条件下，当将其边长等于在沿着电子照相用辊的圆周方向的方向上辊隙的长度(下文中也称为“辊隙的圆周方向长度”)的正方形区域置于辊隙中时，在正方形区域中，凸部与玻璃板彼此接触，且接触部的个数为8以上，并且满足下式(1)和下式(2)。
本文中，“辊隙”是指电子照相用辊与玻璃板之间的接触部，更具体地，是指沿着与电子照相用辊的长度方向正交的方向，经过电子照相用辊与玻璃板的圆周方向的两端的两个各接触点的、与电子照相用辊的长度方向平行的两条直线之间夹持的区域。
0.68≤S≤1.00...式(1)
0.85≤D≤1.20...式(2)
(试验条件)
将玻璃板沿电子照相用辊的长度方向，即轴的整个宽度(旋转中心轴方向)上放置。在这种状态下，通过按压使得玻璃板与电子照相用辊抵接以使由电子照相用辊和玻璃板形成的辊隙的每单位面积的负荷为6.5g/mm2以上且14.3g/mm2以下。在抵接状态下边缘部与玻璃板的接触部的面积的变动系数定义为S，并且由接触部的沃罗诺伊分割形成的沃罗诺伊多边形的面积的变动系数定义为D。
关于辊隙的每单位面积的负荷，考虑到常规的电子照相设备中的电子照相用辊的对感光构件的抵接负荷和在通过抵接负荷按压时的辊隙面积，采用上述范围。
玻璃板通过与电子照相用辊抵接的诸如感光构件等构件的模型化来获得，并且玻璃板因此可用于根据下述观察方法使得电子照相用辊与诸如感光构件等构件的抵接状态以模拟的方式可视化。
下面将根据电子照相用辊的弹性层的表面结构与式(1)和式(2)的关系来描述电子照相用辊被用作与感光构件接触且因此从动旋转的构件的情况。
图1A是说明如在弹性层和玻璃板的厚度方向上的部分截面所示的一个状态实例的视图，其中将由在弹性层表面上保持的具有开口的碗形状树脂颗粒形成的凹凸结构按压在接触玻璃板的平坦表面上。如图1A所示，将此凹凸结构按压在玻璃板上，由此使得源自分散在粘结剂12中的碗形状树脂颗粒11的开口的边缘部与玻璃板13的一个表面接触。
接下来，描述边缘部与玻璃板的接触部的面积变化系数S。
图1A中的附图标记A表示边缘部与玻璃板13的接触部，当通过显微镜从箭头B的方向，即与玻璃板和边缘部的接触表面相对的方向观察此接触部A时，如图1B所示确认多个接触部A。当相对于所有接触部A计算图1B中的各接触部A的面积时，平均值定义为Save且标准偏差定义为Sσ，作为通过将Sσ除以Save得到的值的变动系数定义为S。S是表示边缘部与感光构件的接触部A的面积分布的指标，并且显示越小的S表示接触部的面积越均匀。
接下来，将描述由边缘部和玻璃板的接触部的沃罗诺伊分割形成并且包括各接触部的多个沃罗诺伊区域的面积的变动系数D。
图1B所示的接触部A可进行沃罗诺伊分割，由此提供沃罗诺伊区域E。计算各沃罗诺伊区域E的面积，平均值定义为Dave且标准偏差定义为Dσ，作为通过将Dσ除以Dave得到的值的变动系数定义为D。
接下来，描述沃罗诺伊区域。
此沃罗诺伊区域是由沃罗诺伊分割形成的区域。具体地，根据以下程序进行沃罗诺伊分割。
当多个点(下文中，也称为“母点”)存在于图像区域中时，所有相邻的母点通过直线连接，且相对于用于连接相邻的两个母点的各基础直线制作垂直平分线。当连接从相邻的基础直线延伸的垂直平分线时，生成一个母点被此类垂直平分线包围的区域。被此类垂直平分线包围的区域称为沃罗诺伊区域。连接相邻的两个母点的直线与其垂直平分线相交的点表示距每个母点的最短距离，由垂直平分线形成且包围的沃罗诺伊区域的大小(面积)表示相邻的母点之间的距离。换句话说，当相邻的母点之间的距离增加时，沃罗诺伊区域的面积也增加。
这里，将通过沃罗诺伊分割的母点向点之外的目标扩展，并且评价接触部之间的距离。具体地，根据以下方法进行此类评价。
如图1C所示，计算边缘部与感光构件的各接触部的重心(图1C中的C)。使相邻接触部的所有重心由直线连接以提供基础直线，并且计算接触部的外周与基础直线的交点(图1C中的F)。此类交点F各自由用于连接一个重心和一个重心的直线上的两点制作。制作此两个交点之间垂直平分线。将由此类相邻的接触部形成的垂直平分线连接，从而生成其中一个接触部被垂直平分线包围的区域，本文中该区域定义为沃罗诺伊区域。沃罗诺伊区域显示了接触部之间的距离，且变动系数D可用作表示接触部A之间的距离的分布的指数，可以认为，D越小，接触部A之间的距离越均匀且分布越窄。
边缘部与感光构件的接触部的均匀性可由上述S和D表示，S越小且D越小，边缘部与感光构件的接触部的面积分布窄，且接触部之间的距离分布也窄。因此，S和D可以各自选择在合适范围内，由此使电子照相用辊与感光构件的抵接状态稳定。结果，当电子照相用辊与感光构件从动旋转时，可以增强从动旋转性，且可以减少旋转不均匀以抑制由旋转不均匀引起的污染不均匀。
在本发明中，表示边缘部与感光构件的接触部的面积分布的S满足由式(1)表示的范围。当S为1.00以下或优选0.90以下时，接触部的面积分布可以较窄，且电子照相用辊与感光构件之间的从动旋转性可以增强。S的下限设定为0.68。这是因为，在导电性弹性层含有粘结剂和碗形状树脂颗粒的本构成中，无法找到使S小于0.68的方法。
在本发明中，表示边缘部与感光构件的接触部之间的距离分布的D满足由式(2)表示的范围。当D为1.20以下或优选1.10以下时，接触部之间的距离分布可以较窄，且电子照相用辊与感光构件之间的从动旋转性可以增强。D的下限设定为0.85。这是因为，在导电性弹性层含有粘结剂和碗形状树脂颗粒的本构成中，无法找到使D小于0.85的方法。
如上所述，满足式(1)和(2)的电子照相用辊，边缘部与感光构件的接触部的面积分布窄，并且接触部之间的距离的分布窄。因此，在电子照相用辊与感光构件从动旋转期间，抵接状态沿旋转方向是均匀的，使得从动旋转性得到增强，且旋转不均匀减小，使得由于旋转不均匀引起的污染不均匀受到抑制。
关于边缘部与玻璃板的接触部的个数，当进行按压使得由电子照相用辊和玻璃板形成的辊隙的每单位面积的负荷为6.5g/mm2以上且为14.3g/mm2以下，并且当将其边长等于在沿着电子照相用辊的圆周方向的方向上辊隙的长度的正方形区域置于辊隙中时，在正方形区域中，凸部与玻璃板彼此接触，且接触部的个数为8以上。即，即使正方形区域位于辊隙中的任何位置处时，包含在正方形区域中的接触部的个数为8以上。
当负荷为6.5g/mm2时，包含在正方形区域中的接触部的个数可以为8以上且50以下。
当负荷为10.9g/mm2时，包含在正方形区域中的接触部的个数可以为10以上且60以下。
当负荷为14.3g/mm2时，包含在正方形区域中的接触部的个数可以为20以上且70以下。
为了进一步增强由于满足式(1)和(2)的S和D引起的旋转不均匀导致的污染不均匀的抑制效果，接触部可以以40个/mm2以上且190个/mm2以下的密度存在。
Save越小，存在于电子照相用辊的表面上的边缘部与感光构件的各接触部的面积减小，从而导致不仅污染不均匀降低，而且污染本身的量也减少。因此，Save为10μm2以上且111μm2以下，并且，优选为10μm2以上且40μm2以下。
可以采用不仅D满足式(2)，而且Dave更小的情况，这是因为存在于电子照相用辊表面的边缘部与感光构件的相邻接触部之间的距离减小，使得抵接状态稳定，并且使得从动旋转性提高，从而增强了由于旋转不均匀引起的污染不均匀的抑制效果。特别地，Dave可以为1300μm2以上且3000μm2以下。
<玻璃板>
作为玻璃板，例如使用材质为BK7、表面精度为两面光学研磨、平行度为1分钟以内和厚度为2mm的玻璃板。如前述图1A所示，将形成为玻璃板的一个平坦表面的表面用作其上待按压电子照相用辊的接触表面，并将其相对的表面用作接触部的观察表面。玻璃板的宽度(W2)等于或大于电子照相用辊的轴(旋转轴)方向(即，长度方向)上的宽度(W1)(W1≤W2)。与玻璃板的宽度(W2)正交的方向上的长度(L)可以设定为使得可以形成用于提供计算上述S和D所需信息的辊隙部。例如，长度(L)可以等于或大于沿与电子照相用辊的轴正交的方向的长度，即外径。
<电子照相用辊>
图2A和图2B分别显示电子照相用辊的截面的一个实例的示意图。图2A的电子照相用辊包括导电性基体1和导电性弹性层2。如图2B所示，导电性弹性层可以具有导电性弹性层21和22的双层结构。
导电性基体1和导电性弹性层2，或者依次层叠在导电性基体1上的层(例如，图2B所示的导电性弹性层21和导电性弹性层22)可以用插入其间的粘接剂粘接。此处的粘接剂可以是导电性的。可以将已知的粘接剂用作导电性粘接剂。
粘结剂基础材料的实例包括热固性树脂和热塑性树脂，而且可以使用已知的材料例如聚氨酯系，丙烯酸系，聚酯系，聚醚系或环氧系的材料。赋予粘接剂导电性的导电剂可以适当地选自下述导电性细颗粒，可以单独使用，或以其两种以上的组合使用。
<导电性基体>
导电性基体是具有导电性且起到支承设置在其上的导电性弹性层的作用的基体。材料的实例可以包括金属例如铁，铜，铝和镍，及其合金(不锈钢等)。
<导电性弹性层>
图4A和图4B分别是形成电子照相用辊的表面层的导电性弹性层的表面附近的部分截面图。包含在导电性弹性层中的碗形状树脂颗粒41的一部分在电子照相用辊的表面上露出。电子照相用辊的表面包括源自在表面上露出的碗形状树脂颗粒41的开口51的凹部52和源自在表面上露出的碗形状树脂颗粒41的开口51的边缘53的作为凸部的边缘部。在表面上露出的碗形状树脂颗粒41的周围形成由粘结剂42构成的部分。边缘53可以具有如图4A、图4B等所示的形态。
如图4C所示，由碗形状树脂颗粒41的外壳限定的边缘部的顶点与凹部52的底部之间的高度差54为5μm以上且100μm以下，特别优选为10μm以上且88μm以下。可以设定此范围，由此使得更确定地保持在由电子照相用辊与感光构件形成的辊隙部中边缘部的点接触。碗形状树脂颗粒的最大直径55与在边缘部的顶点和凹部的底部之间的高度差54之间的比例，即树脂颗粒的[最大直径]/[高度差]优选为0.8以上且为3.0以下，特别优选为1.1以上且1.6以下。树脂颗粒的[最大直径]/[高度差]可以在此范围内，由此使得更确定地保持在由电子照相用辊与感光构件形成的辊隙部中碗的边缘的点接触。在本发明中，碗形状树脂颗粒的“最大直径”被定义为由碗形状树脂颗粒提供的圆形投影图像中的最大长度。当碗形状树脂颗粒提供多个圆形投影图像时，在各投影图像中最大长度中的最大值被定义为碗形状树脂颗粒的“最大直径”。
如下所述，通过凹凸形状可以控制导电性弹性层的表面状态。即，形成电子照相用辊的外表面的表面(该表面与面向弹性层的导电性基体的表面相对)的十点平均表面粗糙度(Rzjis)为5μm以上且75μm以下，特别优选为10μm以上且50μm以下。表面的平均凹凸间隔(Sm)为30μm以上且200μm以下，特别优选为40μm以上且154μm以下。可以设定此范围，由此使得更确定地保持在由电子照相用辊与感光构件形成的辊隙部中碗的边缘的点接触。下面描述表面的十点表面粗糙度(Rzjis)和表面的平均凹凸间隔(Sm)的测量方法。
碗形状树脂颗粒的一个实例显示在图5A至图5E中。
在本发明中，“碗形状”是指具有开口部61和圆形凹部62的形状。如图5A和图5B所示，“开口部”可以是平坦的碗边缘，或者如图5C至图5E所示，可以具有凹凸碗边缘。
碗形状树脂颗粒的最大直径55的目标为10μm以上且150μm以下，优选18μm以上且102μm以下。碗形状树脂颗粒的最大直径55与开口部的最小直径63的比例，即，碗形状树脂颗粒的[最大直径]/[开口部的最小直径]可以为1.1以上且4以下。可以设定此范围，使得更确定地获得在由感光构件与电子照相用辊形成的辊隙部中，碗形状树脂颗粒向导电性弹性层的下沉移动。
碗形状树脂颗粒的开口部周围的壳的厚度(边缘的外径与内径之差)为0.1μm以上且3μm以下，特别优选为0.2μm以上且2μm以下。可以设定该范围，使得更确定地获得在下述辊隙部中，碗形状树脂颗粒向导电性弹性层的下沉移动。对于壳的厚度，“最大厚度”优选为“最小厚度”的3倍以下，更优选为2倍以下。
[粘结剂]
可以使用已知的橡胶或树脂作为包含在导电性弹性层中的粘结剂。橡胶的实例可以包括天然橡胶，硫化的此类天然橡胶以及合成橡胶。合成橡胶的实例包括以下：乙丙橡胶，丁苯橡胶(SBR)，硅橡胶，聚氨酯橡胶，异丙烯橡胶(IR)，丁基橡胶，丁腈橡胶(NBR)，氯丁橡胶(CR)，丁二烯橡胶(BR)，丙烯酸系橡胶，表氯醇橡胶和氟橡胶。
作为树脂，可以使用例如热固性树脂或热塑性树脂等树脂。特别地，氟树脂，聚酰胺树脂，丙烯酸系树脂，聚氨酯树脂，丙烯酸系聚氨酯树脂，硅酮树脂和缩丁醛树脂是更优选的。此类树脂可以单独使用或以其两种以上的组合使用。此外，此类树脂的单体可以共聚以提供共聚物。
[导电性细颗粒]
导电性弹性层的体积电阻率的目标可以为，在温度23℃相对湿度50％的环境下的1×102Ωcm以上且1×1016Ωcm以下。可以设定此范围，由此使得通过放电而使电子照相感光构件适当地带电。为实现该目标，已知的导电性细颗粒也可以包含在导电性弹性层中。导电性细颗粒的实例包括金属氧化物、金属、炭黑和石墨的各细颗粒。此类导电性细颗粒可以单独使用或其以两种以上的组合使用。相对于100质量份的粘结剂，导电性弹性层中的导电性细颗粒的含量的目标为2质量份以上且200质量份以下，特别地为5质量份以上且100质量份以下。
[导电性弹性层的形成方法]
导电性弹性层的形成方法的实例如下所示。首先，在导电性基体上形成在粘结剂中分散有中空形状树脂颗粒的覆盖层。然后，对该涂层的表面进行研磨，由此除去中空形状树脂颗粒的一部分，以提供碗形状，从而形成由于碗形状树脂颗粒的开口导致的凹部和由于碗形状树脂颗粒的开口的边缘导致的凸部(下文中，将具有此类凹凸的形状称为“由于碗形状树脂颗粒的开口导致的凹凸形状”)。由此形成导电性树脂层，然后加热处理以热固化。本文中，作为覆盖层的研磨步骤之前的覆盖层，称为“预覆盖层”。
[预覆盖层中树脂颗粒的分散]
首先，描述将中空形状树脂颗粒分散在预覆盖层中的方法。一个实例可以是包括在基体上形成其中将其内含有气体的中空形状树脂颗粒分散在粘结剂中的导电性树脂组合物的涂膜，将涂膜进行干燥、固化或交联等的方法。本文中，导电性树脂组合物可以含有导电性颗粒。
作为用于中空形状树脂颗粒的材料，从低的气体透过性和高的回弹性的观点出发，优选具有极性基团的树脂，更优选具有下述化学式(4)所示单元的树脂。特别是从容易控制研磨性的观点出发，该材料更优选同时具有由化学式(4)表示的单元和由化学式(8)表示的单元。
式(4)
在化学式(4)中，A表示以下化学式(5)，(6)和(7)中任一种。当中空形状树脂颗粒的树脂具有多个各自由式(4)所示的单元时，所述树脂可以具有选自以下化学式(5)，(6)和(7)的A的至少一种。R1表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基。
式(5)
-C≡N
式(6)
式(7)
式(8)
在化学式(8)中，R2表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基，R3表示氢原子或具有1至10个碳原子的烷基。
另一种方法可以是使用在颗粒中包含内包物质的热膨胀性微胶囊，其中通过施加热使内包物质膨胀以提供中空形状的树脂颗粒的方法。此方法为包括以下的方法：制备其中热膨胀性微胶囊分散在粘结剂中的导电树脂组合物，用该组合物覆盖导电性基底，并将所得物进行干燥，固化或交联等。在该方法的情况中，在预覆盖层中使用的粘结剂的干燥、固化或交联中通过加热可以使内包物质膨胀以形成中空形状树脂颗粒。这里可以控制温度条件由此来控制粒径。
当使用热膨胀性微胶囊时，需要热塑性树脂用作粘结剂。热塑性树脂的实例包括以下：丙烯腈树脂，氯乙烯树脂，偏二氯乙烯树脂，甲基丙烯酸树脂，苯乙烯树脂，丁二烯树脂，聚氨酯树脂，酰胺树脂，甲基丙烯腈树脂，丙烯酸树脂，丙烯酸酯树脂和甲基丙烯酸酯树脂。特别地，从控制下述硬度的分布的观点出发，更优选使用选自各自的气体透过性低且显示高的回弹性的丙烯腈树脂，偏二氯乙烯树脂和甲基丙烯腈树脂中的至少一种制成的热塑性树脂。此类热塑性树脂可以单独使用或以其两种以上的组合使用。此类热塑性树脂的任何单体可以共聚以提供共聚物。
被包封在热膨胀性微胶囊中的物质可以是在等于或低于热塑性树脂的软化点的温度下气化并膨胀的物质，其实例包括如下：低沸点液体例如丙烷，丙烯，丁烯，正丁烷，异丁烷，正戊烷和异戊烷，以及高沸点液体例如正己烷，异己烷，正庚烷，正辛烷，异辛烷，正癸烷和异癸烷。
热膨胀性微囊可以通过已知的制造方法制造，例如悬浮聚合法，界面聚合法，界面沉降法或液体干燥法。悬浮聚合法的实例可以为包括将聚合性单体、包含在热膨胀性微胶囊中的物质和聚合引发剂混合，将混合物分散在含有表面活性剂和分散稳定剂的水性介质中，然后将所得物进行悬浮聚合的方法。本文中，也可以添加具有与聚合性单体的官能团反应的反应性基团的化合物和有机填料。
聚合性单体的实例可以包括以下：丙烯腈，甲基丙烯腈，α-氯丙烯腈，α-乙氧基丙烯腈，富马腈，丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸，马来酸，富马酸，柠康酸，偏二氯乙烯，乙酸乙烯酯，丙烯酸酯(丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸正丁酯，丙烯酸异丁酯，丙烯酸叔丁酯，丙烯酸异冰片酯，丙烯酸环己酯，丙烯酸苄酯)，甲基丙烯酸酯(甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异丁酯，甲基丙烯酸叔丁酯，甲基丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸环己酯，甲基丙烯酸苄酯)，苯乙烯类单体，丙烯酰胺，取代的丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，取代的甲基丙烯酰胺，丁二烯，ε-己内酰胺，聚醚和异氰酸酯。此类聚合性单体可以单独使用或以其两种以上的组合使用。
聚合引发剂，但不特别地限制，可以是可溶于聚合性单体的引发剂，并且可以使用已知的过氧化物引发剂和偶氮引发剂。特别地，可以使用偶氮引发剂。偶氮引发剂的实例包括以下：2,2'-偶氮二异丁腈，1,1'-偶氮二环己烷-1-腈和2,2'-偶氮二-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈。特别地，可以采用2,2'-偶氮二异丁腈。当使用聚合引发剂时，基于100质量份的聚合性单体，其用量可以为0.01质量份以上且5质量份以下。
作为表面活性剂，可以使用阴离子性表面活性剂，阳离子性表面活性剂，非离子性表面活性剂，两性表面活性剂或聚合物型分散剂。基于100质量份的聚合性单体，表面活性剂的用量可以为0.01质量份以上且10质量份以下。分散稳定剂的实例包括以下：有机细颗粒(聚苯乙烯细颗粒，聚甲基丙烯酸甲酯细颗粒，聚丙烯酸细颗粒和聚环氧化物细颗粒)，二氧化硅(胶体二氧化硅)，碳酸钙，磷酸钙，氢氧化铝，碳酸钡和氢氧化镁等。基于100质量份的聚合性单体，分散稳定剂的用量可以为0.01质量份以上且20质量份以下。
悬浮聚合可以在密封条件下使用耐压容器进行。此外，可以通过分散机等将聚合性原料悬浮，然后转移到耐压容器中以悬浮聚合，或者可以将其悬浮在耐压容器中。聚合温度可以为50℃以上且120℃以下。该聚合可以在大气压下进行，或者为了不使热膨胀性微胶囊中包封的物质气化，可以在加压下(在大气压加上0.1MPa以上且1MPa以下的压力下)进行。聚合完成后，可以通过离心和过滤进行固液分离和洗涤。当进行固液分离和洗涤时，然后可以在等于或低于形成热膨胀性微胶囊的树脂的软化温度的温度下进行干燥和研磨。该干燥和研磨可以通过已知的方法进行，并且可以使用气流干燥器，顺风干燥器和诺塔混合器。这种干燥和研磨也可以通过研磨干燥机同时进行。表面活性剂和分散稳定剂可以在生产后通过重复洗涤和过滤来除去。
为了使上述S在式(1)的范围内，可以通过分级操作等来使微胶囊的粒度分布变窄。特别地，可以使用通过用标准偏差σ除以通过粒度分布测量获得的体积平均粒径d而获得的变动系数为0.20以下的微胶囊。分类方法不作特别地限制，可以使用已知的方法。
为了使上述D在式(2)的范围内，可以采用其中使用将微胶囊分散在树脂中的母料并且将母料添加至粘结剂树脂中并与粘结剂树脂混合的方法，因为微胶囊更均匀地分散在树脂中。母料中这里使用的树脂优选为与母料要添加到的粘结剂树脂相同类型的聚合物，并且更优选为此类聚合物的粘度和极性与那些粘结剂树脂更接近的等级的聚合物。这是因为，由于母料的树脂与要添加到其中的粘结剂树脂之间的相容性较高，因此微胶囊更均匀地分散。将微胶囊和树脂在不引起微胶囊的任何发泡的温度范围内捏合的已知的方法可用于制备母料。
[预覆盖层的形成方法]
随后，描述预覆盖层的形成方法。预覆盖层的形成方法的实例包括：包括通过涂布方法例如静电喷涂，浸涂或辊涂在导电性基体上形成导电性树脂组合物的层，并通过干燥，加热，或交联等固化该层的方法。实例还包括：包括将导电性树脂组合物成形为具有预定厚度的膜，固化该膜以提供片状或管状的层，并使该层粘接至或覆盖导电性基体的方法。实例进一步包括：包括将导电性树脂组合物装载到其中放置有导电性基体的模具中，并使导电性树脂组合物固化以形成预覆盖层的方法。特别地，当粘结剂是橡胶时，预覆盖层可以通过使用设有十字头的挤出机，将导电性基体和未硫化橡胶组合物一体挤出来制备。十字头是用于形成电线或导线的覆盖层的挤出模具，挤出模具放置在挤出机的圆筒前端处使用。之后，进行干燥、固化、交联等，然后对预覆盖层的表面研磨，由此削除中空形状树脂颗粒的一部分以提供碗形状。作为研磨方法，可以使用圆筒研磨法或带式研磨法。圆筒研磨机的实例包括横向型NC圆筒研磨机和切入式磨削型NC圆筒研磨机。
(a)预覆盖层的厚度为中空形状树脂颗粒的平均粒径的5倍以下的情况
当预覆盖层的厚度是中空形状树脂颗粒的平均粒径的5倍以下时，源自中空形状树脂颗粒的凸部常常形成在预覆盖层表面上。在这种情况下，可以将中空形状树脂颗粒的凸部的一部分削除而提供碗形状，从而形成基于碗形状树脂颗粒的开口的凹凸形状。
在这种情况下，可以使用在研磨时施加到预覆盖层的压力相对较小的带式研磨系统。作为一个实例，下面表示使用带式研磨系统时可以采用的关于预覆盖层的研磨条件的范围。研磨带是通过将研磨磨粒分散在树脂中并用该分散体涂布片状基体而获得的。
研磨磨粒的实例可以包括氧化铝，氧化铬，铁氧化物，金刚石，氧化铈，金刚砂，氮化硅，碳化硅，碳化钼，碳化钨，碳化钛和氧化硅。研磨磨粒的平均粒径优选为0.01μm以上且50μm以下，更优选为1μm以上且30μm以下。这里的研磨磨粒的平均粒径是指通过离心沉降法测得的中值粒径D50。具有可以采用的研磨磨粒的研磨带的纱线支数(count of yarn)优选在500以上且20000以下的范围，更优选在1000以上且10000以下的范围。研磨带的具体实例包括以下：“MAXIMA LAP”和“MAXIMA T型”(商品名，Nippon Ref-lite Industry制)，“Lapika”(商品名，KOVAX Corporation制)，“Microfinishing Film”和“Lapping Film”(商品名，Sumitomo 3M Ltd.制(新公司名称：3M Japan Ltd.))，Mirror Film和Lapping Film(商品名，Sankyo-Rikagaku Co.,Ltd.制)和Mipox(商品名，Mipox Corporation制(以前的公司名称：Nihon Micro Coating Co.,Ltd.))。
研磨带的输送速度优选为10mm/min以上且500mm/min以下，更优选为50mm/min以上且300mm/min以下。研磨带对预覆盖层的按压压力优选为0.01MPa以上且0.4MPa以下，更优选为0.1MPa以上且0.3MPa以下。为了控制按压压力，预覆盖层可以与支承辊在研磨带插入其间而抵接。为了提供期望的形状，研磨处理可以进行多次。转速优选设定为10rpm以上且1000rpm以下，更优选为50rpm以上且800rpm以下。这种条件可以使得由于碗形状树脂颗粒的开口导致的凹凸形状更容易地形成在预覆盖层的表面上。即使预覆盖层的厚度在上述范围内时，也可以根据下述方法(b)形成由于碗形状树脂颗粒的开口而导致的凹凸形状。
(b)预覆盖层的厚度超过中空形状树脂颗粒的平均粒径的5倍的情况
当预覆盖层的厚度超过中空形状树脂颗粒的平均粒径的5倍时，可能会导致在预覆盖层表面上无法形成源自中空形状树脂颗粒的凸部的情况。在这种情况下，可以利用中空形状树脂颗粒与预覆盖层的材料之间的研磨性的差异，以形成由于碗形状树脂颗粒的开口而导致的凹凸形状。中空形状树脂颗粒在其中包封气体，且因此回弹性高。相反，选择回弹性相对低且伸长率小的橡胶或树脂作为预覆盖层的粘结剂。因此，可以实现预覆盖层易于研磨但中空形状树脂颗粒几乎不被研磨的状态。可以将在这种状态下的预覆盖层研磨，由此使得中空形状树脂颗粒不以与预覆盖层中相同的状态研磨，以提供其中中空形状树脂颗粒的一部分被削除的碗形状。因此，可以在预覆盖层的表面上形成由于碗形状树脂颗粒的开口而导致的凹凸形状。该方法是通过利用中空形状树脂颗粒与预覆盖层材料之间的研磨性的差异而形成凹凸形状的方法，因此用于预覆盖层的材料(粘结剂)优选为橡胶。特别地，从回弹性低且伸长率小的观点出发，特别优选使用丁腈橡胶，丁苯橡胶或丁二烯橡胶。
[研磨方法]
圆筒研磨法和带式研磨法可以用于在条件(b)中使用的研磨方法，但是需要此类方法以显著地引出材料之间研磨性的差异，并且因此优选使用以更高速度进行研磨的方法。从该观点出发，更优选使用圆筒研磨法。特别是，从能够同时沿其长度方向研磨预覆盖层从而导致缩短研磨时间的观点出发，进一步优选使用切入式磨削型圆筒研磨法。从提供均匀研磨表面的观点出发，常规进行的清磨(spark-out)步骤(以0mm/min的侵入速度的研磨步骤)可以尽可能简短地进行，或者可不进行该步骤。
作为一个实例，切入式磨削型圆筒研磨石的旋转速度为1000rpm以上且4000rpm以下，或者特别优选2000rpm以上且4000rpm以下。预覆盖层的侵入速度为5mm/min以上且30mm/min以下，特别更优选为10mm/min以上且30mm/min以下。在侵入步骤结束时可以包括研磨表面的调节步骤，并且可以以0.1mm/min以上且0.2mm/min以下的侵入速度进行2秒以下。可以进行3秒以下的清磨步骤(以0mm/min的侵入速度的研磨步骤)。转速优选设定为50rpm以上且500rpm以下，进一步优选200rpm以上。可以设定该条件从而更容易地提供由于预覆盖层表面上的碗形状树脂颗粒的开口而导致的凹凸形状。
本文中，经历以下描述的研磨处理的预覆盖层被简称为“覆盖层”。
[表面固化]
如图3B所示，当碗形状树脂颗粒周围的粘结剂的硬度低时，边缘部沿图3A中的F方向显著变形，所以电子照相用辊与感光构件的各接触部的面积增加，由此边缘部与感光构件的接触部以依靠的方式连接，导致各接触部的面积显著增加。接触表面面积的这种增加显著增加了污染，因此在表面上的粘结剂树脂需要固化至使得边缘部与感光构件的接触部彼此独立的程度。
作为固化方法，可以使用其中在要固化的表面上设置高硬度的导电性树脂层的方法，下面详细描述的其中通过电子束照射来使粘结剂固化的方法，其中通过在空气气氛中在180℃以上的高温下加热使粘结剂固化的方法等。在这些方法中，可以采用其中在空气气氛中在180℃以上的高温下进行加热的方法，因为有效地抑制了由于碗形状树脂颗粒的变形而导致的电子照相用辊与感光构件表面的各接触部的面积的增加。在这种情况下，作为粘结剂，从提高氧化物的交联效果的观点出发，可以使用分子中具有双键的且耐热性高的丁苯橡胶(SBR)，丁基橡胶，丁腈橡胶(NBR)，氯丁橡胶(CR)或丁二烯橡胶(BR)。
(电子束照射)
首先，图6显示了普通电子束照射设备的示意图。显示的电子束照射装置为在电子照相用辊旋转的同时能够用电子束照射电子照相用辊的表面的设备，且包括电子束产生部71，照射室72以及照射口73。
电子束产生部71包括在真空空间(加速空间)中使在电子源(电子枪)74中产生的电子束加速的加速管75。电子束产生部的内部通过未示出的真空泵等维持在10-3～10-6Pa的真空，以防止电子与气体分子碰撞而失去能量。
当灯丝76通过未示出的电源进行施加电流并被加热时，灯丝76发出热电子，并且将热电子有效地取出作为电子束。电子束通过加速电压在加速管75内的加速空间中加速，随后穿透照射口箔77，并且用电子束照射在照射口73下方的照射室72中输送的辊构件78。
如在本实施方案中，当辊构件78用电子束照射时，使照射室72的内部处在氮气氛中。辊构件78通过辊旋转构件79旋转并通过输送单元在照射室中从图6中的左侧移动到右侧。本文中，在电子束产生部71和照射室72的周围设置未示出的铅屏蔽或不锈钢屏蔽以使在电子束照射时二次产生的X-射线不泄露到外面。
照射口箔77由金属箔制成，以分隔在电子束产生部内的真空气氛和在照射室内的氮气氛，将电子束取出经由照射口箔77进入照射室。因此，配置在电子束产生部71和照射室72之间的边界处的照射口箔77不具有针孔，可具有能够充分维持在电子束产生部内的真空气氛的机械强度，并且可以使得电子束透过。因此，照射口箔77可由比重小且厚度薄的金属制成，且通常使用铝箔、钛箔、铍箔和碳膜。例如，使用具有约5μm以上且30μm以下的厚度的薄箔。通过电子束固化处理的条件由加速电压和电子束的照射剂量来决定。加速电压影响固化处理深度，并且本发明中的加速电压的条件优选为低能量范围的40～300kV的范围内。在加速电压为40kV以上的情况下，可以获得具有对于实现本发明的效果充分的厚度的处理区域。更优选的加速电压在70～150V的范围内。
在电子束照射时的电子束的照射剂量由下述计算式定义：
D＝(K·I)/V
其中D表示照射剂量(kGy)，K表示设备常数，I表示电流(mA)，且V表示处理速度(m/min)。设备常数K为表示各设备的效率的常数且为表示该设备的性能的指标。设备常数K可以通过测量在恒定的加速电压的条件下在改变电流和处理速度下的照射剂量来确定。电子束照射剂量的测量通过将照射剂量测量膜粘贴在电子照相用辊的表面上，用电子束照射表面，并通过膜照射剂量计测量照射剂量测量膜的照射剂量来进行。使用的照射剂量测量膜为FWT-60和使用的膜照射剂量计为FWT-92型(均由Far West Technology,Inc.制)。
接下来，详细描述区域型电子束照射源。如图7中所示，区域型电子束照射源包括电子枪91、电子束产生部的容器92和照射口93。区域型电子束照射源为使从电子枪91发出的电子束在真空空间(加速空间)中的加速管94中加速，从而以线性方式通过照射口93照射预定区域的设备。
电子枪91包括多个灯丝95以发出电子束。从多个灯丝95发出的电子束在真空空间(加速空间)中的加速管94中加速，并且向外朝向照射口93。未示出的真空泵连接至电子束产生部的容器92的侧部，并且电子束产生部的内部和加速管94维持在10-3～10-6Pa的真空以防止电子与气体分子碰撞由此失去能量。
从多个灯丝95发出的线状电子束透过配置在照射口93上的照射窗96，并且用该线状电子束照射配置在区域型电子束照射源外部的电子照相用辊97的表面。电子束的照射窗96由例如具有约几微米至约10μm的厚度的钛箔或铍箔形成。
<电子照相设备>
图8中显示了电子照相设备的实例的示意性构成。所述电子照相设备包括电子照相感光构件、用于使电子照相感光构件充电的充电设备、将电子照相感光构件暴露于光以形成静电潜像的潜像形成设备、用于使静电潜像显影为调色剂图像的显影设备、用于将调色剂图像转印到转印材料的转印设备、用于收集在电子照相感光构件上转印残留调色剂的清洁设备，用于将调色剂图像定影在转印材料上的定影设备等。根据本发明的电子照相用辊可以用作包括在该电子照相设备的充电设备和转印设备中的至少任一种电子照相用辊。
电子照相感光构件102为在导电性基体上具有感光层的旋转鼓型。使电子照相感光构件102在预定的圆周速度(处理速度)下沿箭头的方向旋转。充电设备具有通过在预定按压力下使得与电子照相感光构件102抵接来接触和配置的接触式充电辊101。充电辊101进行从动旋转，其追随电子照相用辊102的旋转而旋转，并且通过施加来自充电用电源109的预定直流电压而使电子照相感光构件102充电至预定电位。曝光设备例如激光束扫描仪用于在电子照相感光构件102上形成静电潜像的潜像形成设备(未示出)。静电潜像通过用对应于图像形成的曝光光107照射均匀带电的电子照相感光构件102而形成。
显影设备具有配置为与电子照相感光构件102接近或配置为与其接触的显影套筒或显影辊103。显影设备通过反转显影，利用经过静电处理以具有与电子照相感光构件102的带电极性相同的极性的调色剂，使静电潜像显影从而形成调色剂图像。转印设备具有接触式转印辊104。调色剂图像从电子照相感光构件102转印到转印材料例如普通纸。转印材料通过具有输送构件的供纸体系输送。
清洁设备具有刮板型清洁构件106和收集容器108，并且在将显影的调色剂图像转印到转印材料之后机械地刮除残留在电子照相感光构件102上的转印残留调色剂并收集调色剂。这里，清洁设备可以通过采用使得显影设备收集转印残余调色剂的同时进行显影和清洁的方法而省略。使转印至转印材料的调色剂图像定影在经通过由未示出的加热设备加热的定影带105和与定影带相对的辊之间的转印材料上。
<处理盒>
图9中显示了根据本发明的一个方面的处理盒的实例的示意性构成。例如，电子照相感光构件102，设置为使得能够使电子照相感光构件102充电的充电辊101，显影辊103和清洁构件106，和收集容器108等被一体化至该处理盒中，该处理盒被配置为从电子照相设备的主体可拆卸。根据本发明的一个方面的电子照相用辊可以用作例如该处理盒的充电辊101。
根据本发明的一个方面，可以获得通过感光构件鼓进一步改善从动旋转性的电子照相用辊。
根据本发明的另一方面，可以获得用于形成高清晰度电子照相图像的处理盒和电子照相设备。
[实施例]
将通过以下具体生产例和实施例更详细地描述本发明。
除非另有说明，以下实施例和比较例中的份数和％均基于质量。
<生产例1：树脂颗粒No.1的制备>
制备包括4000质量份离子交换水、9质量份作为分散稳定剂的胶态二氧化硅和0.15质量份聚乙烯基吡咯烷酮的水性混合液。接下来，制备包括作为聚合性单体的50质量份丙烯腈、45质量份甲基丙烯腈和5质量份丙烯酸甲酯；12.5质量份作为内包物质的正己烷；和0.75质量份作为聚合引发剂的过氧化二枯基的油性混合液。通过将该油性混合液添加至水性混合液中，另外，添加0.4质量份氢氧化钠来制备分散液。
通过将获得的分散液用均质器搅拌和混合3分钟，然后将分散液装入已经用氮气置换的聚合反应容器中并使分散液在60℃下、在以450rpm的搅拌下反应20小时，来制备反应产物。通过将获得的反应产物反复过滤和洗涤，然后在80℃下干燥5小时，来制备树脂颗粒。通过用声波分级器对该树脂颗粒进行粉碎和分级，而得到树脂颗粒No.1。表1中显示了树脂颗粒No.1的物理性质。
下面将提及粒度分布的测量方法。
<生产例2和3：树脂颗粒No.2和No.3的制备>
通过用弯管射流分级机EJ-PURO(商品名，Nittetsu Mining Co.,Ltd制)将生产例1获得的树脂颗粒No.1的粗颗粒和细粉分级，来获得树脂颗粒No.2和No.3。物理性质如表1所示。
<生产例4：树脂颗粒No.4的制备>
除了将聚合时的搅拌转数变为600rpm以外，通过借助与生产例1中相同的方法制备树脂颗粒并对树脂颗粒分级，来获得树脂颗粒No.4。物理性质如表1所示。
<生产例5：树脂颗粒No.5的制备>
通过用弯管射流分级机EJ-PURO(商品名，Nittetsu Mining Co.,Ltd制)将生产例4获得的树脂颗粒No.4的粗颗粒和细粉分级，来获得树脂颗粒No.5。物理性质如表1所示。
<生产例6：树脂颗粒No.6的制备>
除了将胶态二氧化硅的量变为4.5质量份以外，通过借助与生产例1中相同的方法制备树脂颗粒并对树脂颗粒分级，来获得树脂颗粒No.6。物理性质如表1所示。
<生产例7：树脂颗粒No.7的制备>
通过用弯管射流分级机EJ-PURO(商品名，Nittetsu Mining Co.,Ltd制)将生产例6获得的树脂颗粒No.6的粗颗粒和细粉分级，来获得树脂颗粒No.7。物理性质如表1所示。
<生产例8：树脂颗粒No.8的制备>
除了将胶态二氧化硅的量变为4.5质量份且将聚合时的搅拌转数变为300rpm以外，通过借助与生产例1中相同的方法制备树脂颗粒并对树脂颗粒分级，来获得树脂颗粒No.8。物理性质如表1所示。
<生产例9：树脂颗粒No.9的制备>
通过用弯管射流分级机EJ-PURO(商品名，Nittetsu Mining Co.,Ltd制)将生产例8获得的树脂颗粒No.8的粗颗粒和细粉分级，来获得树脂颗粒No.9。物理性质如表1所示。
<树脂颗粒的体积平均粒径的测量>
树脂颗粒No.1-No.9的体积平均粒径通过激光衍射粒度分布分析仪(商品名：Coulter LS-230粒度分布分析仪，Coulter,K.K.制)来测量。
使用水系模型，并且纯水用作测量用的测量溶剂。粒度分布分析仪的测量系统的内部用纯水洗涤约5分钟，添加10mg～25mg亚硫酸钠作为消泡剂，随后进行背景功能。接着，向50ml纯水添加3滴～4滴表面活性剂，进一步添加1mg～25mg测量样品。将其中悬浮样品的溶液用超声分散机进行分散处理1分钟～3分钟，从而制备测试样品液。通过将测试样品液逐渐添加到测量设备的测量系统中，并调整测量系统中的测试样品浓度以使得设备的屏幕上的PIDS为45％以上且55％以下来进行测量。从获得的体积分布计算体积平均粒径。所得的体积平均粒径的结果与粒度分布的标准偏差和变动系数显示在表1中。
表1
<生产例10：含树脂颗粒的母料No.1的制备>
首先，将100质量份树脂颗粒No.2加入到100质量份丁腈橡胶(NBR)(商品名：N230SV，JSR Corporation制)中，并将混合物用温度调节至30℃的密闭型混合机捏合10分钟。通过适当地调节捏合条件使得树脂颗粒No.2在80℃以下的范围内(在该温度范围内树脂颗粒No.2在捏合时不开始发泡)，来获得含树脂颗粒的母料No.1。
<生产例11-20：含树脂颗粒的母料No.2～No.11的制备>
除了如表2所示改变树脂颗粒，聚合物类型和聚合物等级中的任一种以外，通过与生产例10中相同的方法获得含树脂颗粒的母料No.2～No.11。
表2
<生产例21：导电性树脂组合物No.1的制备]
向100质量份丁腈橡胶(NBR)(商品名：N230SV，JSR Corporation制)中添加表3中的组分(1)的栏中所示的其它材料，并将混合物通过温度调节至50℃的密闭型混合机捏合15分钟。将表3中的组分(2)的栏中所示的材料添加至此。接下来，将混合物通过冷却至25℃的温度的双辊机器捏合10分钟，从而得到导电性树脂组合物No.1。
表3
<生产例22～36：导电性树脂组合物No.2-No.16的制备]
除了在导电性树脂组合物No.1的生产例21中，将树脂颗粒，添加份数和混合时的形态如表5所示的改变以外，导电性树脂组合物No.2-No.16以与生产例21相同的方式获得。
<生产例37：导电性树脂组合物No.17的制备]
向100质量份丁苯橡胶(SBR)(商品名：TUFDENE 2003，Asahi Kasei ChemicalsK.K.制)中添加表4中的组分(1)的栏中所示的其它材料，并将混合物通过温度调节至80℃下的密闭型混合机捏合15分钟。将表4中的组分(2)的栏中所示的材料添加至此。接下来，将混合物用冷却至25℃的温度的双辊机器捏合10分钟，从而得到导电性树脂组合物No.17。
表4
<生产例38：导电性树脂组合物No.18的制备]
除了在导电性树脂组合物No.1的生产例21中，将丁腈橡胶替换为丁二烯橡胶(BR)(商品名：JSR BR01，JSR Corporation制)、炭黑变为30质量份、且树脂颗粒No.1变为含树脂颗粒的母料No.7以外，导电性树脂组合物No.18以与生产例21相同的方式获得。
<生产例39-43：导电性树脂组合物No.19-No.23的制备]
除了在导电性树脂组合物No.1的生产例21中，将树脂颗粒，添加份数和混合时的形态如表5所示的改变以外，导电性树脂组合物No.19-No.23以与生产例21相同的方式获得。
表5
(实施例1)
[电子照相用辊T1]
[1.导电性基体]
将通过将含有10质量％炭黑的热固性树脂施涂到直径6mm和长度252.5mm的由不锈钢制成的基体上并干燥树脂而获得的基体用作导电性基体。
[2.导电性弹性层的形成]
使用包括十字头的挤出成型设备，以导电性基体为中心轴，用在生产例22中制备的导电性树脂组合物No.2圆筒状地覆盖导电性基体的外周面。导电性树脂组合物No.2的覆盖厚度调节为1.75mm。
挤出后在热风炉中于160℃下进行用于使辊硫化的发泡处理1小时，然后除去导电性树脂层的端部，使得长度缩短至224.2mm，从而制备具有预覆盖层的辊。获得的辊的外周面用切入式磨削型圆筒研磨机研磨。使用玻璃化磨石作为研磨磨石，磨粒为绿色碳化硅(GC)且粒径为100筛目。辊的转数为350rpm，和研磨磨石的转数为2050rpm。在切入速度设定为20mm/min，清磨时间(切入0mm的时间)设定在0秒的情况下，进行研磨，从而制备具有导电性弹性层(覆盖层)的导电性辊。导电性弹性层的厚度调节为1.5mm。该辊的凸起量(中央部的外径与距离中央部向两端方向90mm的位置的外径之差的平均值)为120μm。
研磨后在热风炉中于210℃进行1小时的后热处理，来获得电子照相用辊T1。该电子照相用辊T1具有导电性弹性层，该导电性弹性层在其表面上具有源自碗形状树脂颗粒的开口的边缘的凸部和源自碗形状树脂颗粒的开口的凹部。
对如此获得的电子照相用辊T1进行以下物理性质测量和图像评价。
[3.电子照相用辊的物理性质的测量方法]
[3-1.电子照相用辊的表面粗糙度Rzjis和平均凹凸间隔Sm的测量]
根据日本工业标准(JIS)B 0601-1994，表面粗糙度的标准，使用表面粗糙度测量仪(商品名：SE-3500，Kosaka Laboratory Ltd.制)来进行测量。测量电子照相用辊T1随机选择的6个点，并且将Rz和Sm定义为其平均值。截止值为0.8mm和评价长度为8mm。
[3-2.碗形状树脂颗粒的形状测量]
长度方向上的五个点(其为沿电子照相用辊T1的长度方向的中央部、距离中央部向两端方向45mm的位置和距离中央部向两端方向90mm的位置)，在沿电子照相用辊T1的圆周方向的两条线(相位0和180)的每一条上。测量点总共是十个点。在每个这些测量点，用聚焦离子束加工观察设备(商品名：FB-2000C，由Hitachi,Ltd.制造)在500μm的范围内每20nm切出导电性弹性层，并拍摄截面图像。通过组合所获得的截面图像来计算碗形状树脂颗粒的立体图像。从立体图像中，计算如图4C中所示的“最大直径”55，和如图5A-图5E中所示的“开口部的最小直径”63。“最大直径”的定义如上所述。
从上述立体图像中，在碗形状树脂颗粒的任意5点中，计算碗形状树脂颗粒的“外径和内径之差”，即，“壳的厚度”。计算通过对在视野内的10个树脂颗粒进行该操作获得的总计100个测量值的平均值。表7中显示的“最大直径”，“开口部的最小直径”和“壳的厚度”是通过上述方法计算的平均值。在测量壳的厚度时，对于各碗形状树脂颗粒，确认壳的最厚部分的厚度小于最薄部分的厚度的两倍，即壳的厚度几乎是均匀的。
[3-3.电子照相用辊表面的凸部的顶点与凹部的底部之间的高度差]
用激光显微镜(商品名：LSM5PASCAL，Carl Zeiss AG制)在长0.5mm和宽0.5mm的视野中观察电子照相用辊T1的表面。通过用激光束扫描视野内的X-Y平面，获得二维图像数据。此外，通过使焦点沿Z方向移动并且重复上述扫描，获得三维图像数据。结果，首先，确认了存在源自碗形状树脂颗粒开口的凹部和源自碗形状树脂颗粒的开口边缘的凸部。此外，计算上述凸部的顶点与上述凹部的底部之间的高度差54(参考图4C)。该操作对在视野内的2个碗形状树脂颗粒进行。计算通过对沿电子照相用辊T1的长度方向的50个点进行相同的测量获得的总计100个树脂颗粒的平均值，该值作为“高度差”显示在表7中。
[3-4.电子照相用辊的电阻值的测量]
图10为电子照相用辊的电阻值的测量设备。该测量设备装配有电子照相用辊T1作为电子照相用辊34，通过轴承32将负荷施加到导电性基体33的两端，并且使电子照相用辊34与具有与电子照相感光构件相同曲率的圆柱形金属31接触，以使其平行于圆柱形金属31。在这些条件下，通过马达(未示出)使圆柱形金属31旋转，并且在与圆柱形金属31接触的电子照相用辊T1从动旋转的情况下，从稳定化的电源35施加-200V的直流电压。用安培计36测量此时流过的电流，并且计算电子照相用辊T1的电阻值。负荷各为4.9N，圆柱形金属31的直径为30mm，并且圆柱形金属31的旋转的圆周速度为45mm/秒。在测量之前，将电子照相用辊T1在温度23℃、相对湿度50％的条件下放置24小时以上，使用在相同条件下放置的测量设备进行测量。
[3-5.电子照相用辊按压向玻璃板时的接触部的面积分布和位置分布的测量]
将玻璃板(宽度(W2)：300mm×长度(L)：50mm，厚度：2mm，材质：BK7，表面精度：两面光学研磨，和平行度：1分钟以内)用作与导电性辊T1接触的玻璃板。使用图11所示的夹具82，将玻璃板放置成使得作为玻璃板81的接触表面的第一表面的宽度(W2)覆盖在作为电子照相用辊83的电子照相用辊T1的长度方向上的整个宽度上，并且玻璃板81的第一表面平行于导电性辊T1的旋转轴。在保持这些结构条件的情况下，通过从在电子照相用辊T1的两端的导电性基体部分用弹簧施加负荷H，将电子照相用辊T1按压向玻璃板81的第一表面。在保持所述条件的情况下，从与玻璃板81的第一表面相对侧的第二表面侧(从箭头G方向侧)，用视频显微镜(商品名：DIGITAL MICROSCOPE VHX-500，KEYENCE CORPORATION制造)透过玻璃板观察电子照相用辊T1与玻璃板81的第一表面之间的接触表面。观察在200倍的倍率下进行。
设定负荷H，使得从下式(3)算出的接触压力M为6.5g/mm2。
(式3)
M＝2H/N
N为当将玻璃板81通过负荷H按压向电子照相用辊T1时形成的辊隙的面积。
之后计算辊隙面积N、辊隙的圆周方向长度被定义为边的正方形区域中存在的接触部的个数、接触部的密度、式(1)中的S、和显示位置分布的式(2)中的D。
使用图像分析软件(ImageProPlus(R)，Media Cybernetics,Inc.制)仅提取观察图像中电子照相用辊T1和玻璃板之间形成的接触部，并且进行二值化。然后，对二值化图像一次进行开启处理(opening processing)，并且之后进行一次闭合处理(closingprocessing)以除去噪声。开启处理是用于进行收缩和膨胀并且进行与膨胀相同次数的收缩的图像处理操作，并且能够排除被认为是噪声的非常小的提取区域。闭合处理是用于进行膨胀和收缩并且进行与收缩相同次数的膨胀的图像处理操作，并且能够连接在提取时分割的提取区域，尽管提取区域原本应该已经连接为接触部。开启处理和闭合处理使得能够适当地提取接触部。
首先将描述计算辊隙面积N的方法。在经过沿观察区域中电子照相用辊T1与玻璃板之间的接触点的圆周方向上的两端的两点，并且与电子照相用辊T1的长度方向平行的两条直线之间夹持的区域被定义为辊隙区域，其使用上述软件切出。在长度方向上的五个点(其为电子照相用辊T1的长度方向上的中央部、距离中央部向两端方向45mm和90mm的位置处)测量该切断的辊隙区域的圆周方向长度，通过将其平均值乘以在电子照相用辊T1和玻璃板之间接触的辊隙的长度方向上的长度来计算辊隙面积N。
然后，用上述软件切出在辊隙区域中具有辊隙的圆周方向长度作为一边的正方形。在观察图像中辊隙的长度方向上的任意位置处进行裁切，切出的区域定义为图像分析区域。对图像分析区域中存在的接触部的个数进行计数，计算其中辊隙的圆周方向长度被定义为一边的长度的正方形区域中存在的接触部的个数。电子照相用辊T1的为长度的中央部和凸起位置(距离长度的中央部向两端方向90mm的位置)的三个点，分别在圆周方向上间隔120°的三条线上。上述操作在总共九个点进行。将这9个点的平均值定义为其中将辊隙的圆周方向长度定义为一边的长度的正方形区域中存在的接触部的个数。从上述正方形的面积和正方形中存在的接触部的个数来计算接触部的密度。
接下来，将描述计算S的方法。通过上述软件分别计算接触部的面积，并计算平均值Save'和标准偏差Sσ'。然后，计算变动系数S'，其为通过将Sσ'除以Save'而获得的值。电子照相用辊T1的为长度的中央部和凸起位置(距离长度的中央部向两端方向90mm的位置)的三个点，分别在圆周方向上间隔120°的三条线上。上述操作在总共九个点进行。在接触压力M为6.5g/mm2时，在这9个点处的Save'平均值被定义为Save(6.5)，并且变动系数S'的平均值被定义为S(6.5)。
接下来，将描述计算D的方法。对于图像分析区域中存在的所有接触部，接触部的重心被认为是母点(generatrice)，随后进行沃罗诺伊分割。具体地，使用上述软件在图像分析区域中进行修剪处理(pruning processing)。分别计算由沃罗诺伊分割得到的沃罗诺伊多边形的面积，并计算其平均值Dave'和标准偏差Dσ'。然后，计算变动系数D'，其为将Dσ'除以Dave'而获得的值。电子照相用辊T1的为长度的中央部和凸起位置(距离长度的中央部向两端方向90mm的位置)的三个点，分别在圆周方向上间隔120°的三条线上。上述操作在总共九个点进行。在接触压力M为6.5g/mm2时，在这9个点处的Dave'的平均值被定义为Dave(6.5)，并且变动系数D'的平均值被定义为D(6.5)。
然后，通过改变两端的负荷使得接触压力M为10.9g/mm2并且执行相同的操作，来计算在10.9g/mm2的接触压力M下，其中辊隙的圆周方向长度被定义为一边的长度的正方形区域中存在的接触部的个数、接触部的密度、Save(10.9)、S(10.9)、Dave(10.9)和D(10.9)。
进一步地，通过改变两端的负荷使得接触压力M为14.3g/mm2并且执行相同的操作，来计算在14.3g/mm2的接触压力M下，其中辊隙的圆周方向长度被定义为一边的长度的正方形区域中存在的接触部的个数、接触部的密度、Save(14.3)、S(14.3)、Dave(14.3)和D(14.3)。
在6.5s/mm2、10.9s/mm2和14.3s/mm2的接触压力M下的S和D的平均值被定义为用于本发明的S和D。
[3-6.作为充电辊的斑点状图像评价]
将作为具有图8中所示结构的电子照相设备的由Canon Inc.制造的单色激光打印机(“LBP6700”(商品名))改造成处理速度为370mm/秒的打印机，并且进一步地在外部对电子照相用辊T1施加电压。作为交流电压，施加电压的峰-峰值电压(Vpp)，频率(f)和直流电压(Vdc)分别为1800V，1350Hz和-600V。图像的分辨率以600dpi输出。
用于上述打印机的调色剂盒524II被用作处理盒。将安装的充电辊从上述处理盒移除，并且将制备的电子照相用辊T1设置为充电辊。在用弹簧施加到端部4.9N，施加到两端总共9.8N的压力下，使电子照相用辊T1与电子照相感光构件接触。将该处理盒适应至温度为15℃、RH为10％的低温低湿条件下24小时后进行耐久评价。
具体地，进行打印在与电子照相感光构件的旋转方向垂直的方向上宽度为2个点并且间隔为176个点的横线图像的两张间歇耐久测试(每隔两张打印机的旋转停3s，随后耐久)。每隔10000张输出半色调图像(其中在电子照相感光构件的旋转方向上和与电子照相感光构件垂直的方向上绘制宽度为1个点且间隔为2个点的横线的图像)。通过打印多达60000张进行上述耐久测试，然后进行评价。作为评价，通过目视观察半色调图像，按照以下标准评级电子照相图像中是否存在由不均匀旋转而引起的由于污点和不均匀而导致的斑点状缺陷。
等级1：未发现斑点状缺陷。
等级2：轻微发现少量斑点状缺陷。
等级3：在一些区域发现斑点状缺陷。
等级4：在一些区域发现斑点状缺陷并标记。
等级5：在广泛区域发现斑点状缺陷并标记。
[3-7.附着至表面的外部添加剂的量的定量]
将经过根据上述3-6的测试呈现的电子照相用辊从处理盒中取出，并且使用扫描电子显微镜(S-3700N，Hitachi High-Technologies Corporation制)对附着到充电辊表面的外部添加剂的量定量。具体地，使用与上述扫描电子显微镜一起的能量分散型X射线分光分析仪(商品名：Quantax，Bruker Japan K.K.制)，在充电辊的任意位置处，在500μm×600μm的范围内进行定量。全圆型30mm2EDS检测器(商品名：XFlash 6|10，Bruker Japan K.K.制)用作检测器。
作为观察条件，加速电压是20kV，并且检测到的Si的量[原子％]定义为附着的外部添加剂的量。电子照相用辊T1的为长度的中央部和凸起位置(距离长度的中央部向两端方向90mm的位置)的三个点，分别在圆周方向上间隔120°的三条线上。该测量在总共九个点进行。当其平均值被定义为通过耐久测试附着的外部添加剂的量时，所述量为0.90原子％。
(实施例2～23，比较例1～8)
[电子照相用辊T2]
除了将挤出后在160℃下的加热方法从热风炉改变为感应加热设备以外，以与电子照相用辊T1相同的方式制备电子照相用辊T2。
[电子照相用辊T3]
除了研磨后通过以下技术形成导电性表面层，而不是在210℃下对导电性弹性层进行后热处理以外，以与电子照相用辊T2相同的方式制备电子照相用辊T3。
将描述形成导电性表面层的方法。向己内酯改性的丙烯酸系多元醇溶液“PLACCELDC2016”(商品名，Daicel Corporation制)中加入甲基异丁基酮，并且将固成分调节至10质量％。向1000质量份该溶液(丙烯酸系多元醇的固成分为100质量份)中添加下述表6中组分(1)的栏中所示的其它3种组分，从而制备混合溶液。随后，向容量为450mL的玻璃瓶中加入200质量份上述混合溶液以及作为介质的200质量份平均粒径为0.8mm的玻璃珠，使用油漆搅拌分散器进行分散24小时。然后，添加表6中组分(2)的栏中所示的交联丙烯酸系颗粒(商品名：MZ-30HN，Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制)，然后再分散5分钟，除去玻璃珠，从而制备导电性树脂涂布液。
将具有研磨的导电性弹性层的导电性辊在垂直方向上以其长度方向浸入到上述导电性树脂涂布液中，并且通过浸渍来涂布。作为涂布条件，浸渍时间为9秒，所述辊从导电性树脂涂布液中提升的速度为初始速度20mm/秒，最终速度2mm/秒，在此期间速度随着时间线性变化。将得到的涂布制品在室温下空气干燥30分钟，在温度80℃的热风循环干燥机中干燥1小时，并且进一步地在160℃的温度下干燥1小时。由此，在导电性弹性层的外周面上形成导电性表面层。
表6
[电子照相用辊T4]
除了将导电性树脂组合物No.2改变为导电性树脂组合物No.3，并且改变固化技术，使得研磨后在导电性弹性层上进行下述电子束照射处理，而不是在210℃进行后热处理以外，以与电子照相用辊T2相同的方式制备电子照相用辊T4。
通过区域型电子束照射源(商品名：EC150/45/40mA，IWASAKI ELECTRIC CO.，LTD.制)进行电子束照射。具有该区域型电子束照射源的电子束照射设备具有如图6和图7所示的结构。与图6中的辊的输送方向垂直的平面(垂直于纸张的表面的平面)的示意性截面图是图7。在通过氮气吹扫使气氛中的氧浓度调整为500ppm以下，且辊围绕作为旋转轴的辊的导电性基体以300rpm来旋转的情况下，通过以10mm/s的处理速度沿图6中的箭头的方向输送辊来照射电子束。关于电子照射条件，调整电子电流以使加速电压为80kV并且剂量为1000kGy。
[电子照相用辊T5]
除了将导电性树脂组合物No.3改变为导电性树脂组合物No.4以外，以与电子照相用辊T4相同的方式制备电子照相用辊T5。
[电子照相用辊T6～T21]
除了如表7中改变导电性树脂组合物、挤出后的加热方法、或研磨后的固化技术的任一种以外，以与电子照相用辊T1相同的方式制备电子照相用辊T6～T21。
当对比较例1的电子照相用辊T24进行耐久的辊表面附着的外部添加剂的量的定量时，Si的量为0.98原子％。
[电子照相用辊T22]
除了将研磨后在201℃下后热处理的加热时间从1小时变为1小时30分钟以外，以与电子照相用辊T1相同的方式制备电子照相用辊T22。
[电子照相用辊T23]
除了将研磨后在201℃下后热处理的加热时间从1小时变为1小时30分钟以外，以与电子照相用辊T2相同的方式制备电子照相用辊T23。
[电子照相用辊T24～T31]
除了如表7中改变导电性树脂组合物、挤出后的加热方法、或研磨后的固化技术的任一种以外，以与电子照相用辊T1相同的方式制备电子照相用辊T24～T31。
表7和8-1至8-3中显示了电子照相用辊的物理性质值和评价结果。
表8-1
表8-2
表8-3
虽然已经参照示例性实施方案来描述本发明，但是应理解本发明不限于公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围应符合最宽泛的解释，以便涵盖所有此类改变以及等同的结构与功能。

Claims (15)

1.一种电子照相用辊，其包括导电性基体和所述导电性基体上的作为表面层的导电性弹性层，
其特征在于，所述弹性层包含粘结剂并且以其开口在所述电子照相用辊的表面上露出的状态保持具有所述开口的碗形状树脂颗粒，
所述电子照相用辊的表面包括
源自在所述表面上露出的所述碗形状树脂颗粒的开口的凹部和
源自在所述表面上露出的所述碗形状树脂颗粒的开口的边缘的凸部，
所述电子照相用辊的表面的一部分由所述弹性层构成，
当将所述电子照相用辊按压在玻璃板上使得由所述电子照相用辊和所述玻璃板形成的辊隙的每单位面积的负荷为6.5g/mm2以上且14.3g/mm2以下，且将其边长等于在沿着所述电子照相用辊的圆周方向的方向上辊隙的长度的正方形区域置于所述辊隙中时，所述正方形区域中，所述凸部与所述玻璃板彼此接触，且接触部的个数为8以上，
所述接触部的面积的平均值Save为10μm2以上且111μm2以下，
所述接触部的面积的变动系数S满足下式(1)，且
各自包括所述接触部的沃罗诺伊区域的面积的变动系数D满足下式(2)：
式(1)
0.68≤S≤1.00；
式(2)
0.85≤D≤1.20。
2.根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中所述接触部的密度为40个/mm2以上且190个/mm2以下。
3.根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中所述沃罗诺伊区域的面积的平均值Dave为1300μm2以上且3000μm2以下。
4.根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中所述Save为10μm2以下且40μm2以上。
5.根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中所述弹性层的表面的根据日本工业标准B0601-1994的十点平均粗糙度Rzjis为5～75μm。
6.根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中所述弹性层的表面的根据日本工业标准B0601-1994的平均凹凸间隔Sm为30～200μm。
7.根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中当所述负荷为6.5g/mm2时，所述正方形区域中的所述接触部的个数为8以上且50以下。
8.根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中当所述负荷为10.9g/mm2时，所述正方形区域中的所述接触部的个数为10以上且60以下。
9.根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中当所述负荷为14.3g/mm2时，所述正方形区域中的所述接触部的个数为20以上且70以下。
10.根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中所述碗形状树脂颗粒的最大直径为10μm以上且150μm以下。
11.根据权利要求10所述的电子照相用辊，其中所述碗形状树脂颗粒的最大直径为18μm以上且102μm以下。
12.根据权利要求1所述的电子照相用辊，其中在温度为23℃和相对湿度为50％的环境下，所述弹性层的体积电阻率为1×102Ωcm以上且1×1016Ωcm以下。
13.一种处理盒，其可拆卸地安装至电子照相设备的主体，其特征在于，所述处理盒包括电子照相感光构件和根据权利要求1-12任一项所述的电子照相用辊。
14.根据权利要求13所述的处理盒，其中所述电子照相用辊为充电辊，并且配置为能够使所述电子照相感光构件充电。
15.一种电子照相设备，其特征在于，其包括根据权利要求1-12的任一项所述的电子照相用辊和电子照相感光构件。
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