CN114556230B - 电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相图像形成装置 - Google Patents

电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相图像形成装置 Download PDF

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Abstract

一种电子照相用导电性构件,其包括导电性支承体、支承体上的导电层和导电层上的表面层,其中在电子照相用导电性构件的外表面处的阻抗为1.0×103至1.0×108Ω,在表面层中分散有电子导电剂,导电层具有包含第一橡胶的交联物的基质和各自包含第二橡胶的交联物和导电性颗粒的域,并且在各预定的观察区域中观察到的域中,所述域的80个数%以上满足要求(1)和(2):(1)导电性颗粒的截面积相对于域的比例为20%以上;(2)域的周长A与域的包络周长B之比A/B为1.00至1.10。

Description

电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相图像形成装置
技术领域
本公开涉及用于电子照相系统的电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相图像形成设备。
背景技术
在电子照相图像形成设备(下文中有时称为"电子照相设备")中,使用电子照相用导电性构件作为充电构件、转印构件和显影构件。作为电子照相用导电性构件,已知具有包括导电性支承体和设置在支承体上的导电层的构成的电子照相用导电性构件。电子照相用导电性构件具有将电荷从导电性支承体输送至电子照相用导电性构件的表面并且通过放电或摩擦带电将电荷施加至抵接物体的功能。
充电构件为在充电构件与电子照相感光构件之间发生放电以使电子照相感光构件的表面带电的构件。显影构件为通过摩擦带电控制覆盖显影构件的表面的显影剂的电荷以对显影剂赋予均匀的带电量分布、然后根据所施加的电场将显影剂均匀地转印至电子照相感光构件的表面上的构件。此外,转印构件为将显影剂从电子照相感光构件转印至打印介质或中间转印构件并且同时发生放电以使转印后的显影剂稳定的构件。
这些电子照相用导电性构件各自需要实现对例如电子照相感光构件、中间转印构件或打印介质等抵接物体的均匀带电。
在专利文献1中,公开了用于实现均匀带电的充电构件,其包括其中具有电子导电性的聚合物颗粒相分散在具有离子导电性的半导电性聚合物连续相中的弹性层。
引文列表
专利文献
专利文献1:日本专利申请特开No.2002-3651
发明内容
发明要解决的问题
根据由本发明人进行的研究,确认到根据专利文献1的充电构件在对被充电体的均匀带电性方面是优异的。然而,近年来认识到在图像形成过程的高速化方面仍然存在改进的余地。具体地,作出如下尝试:通过使根据专利文献1的充电构件与电子照相感光构件抵接来在具有比一般转速更高的转速的高速系统中长时间形成图像。结果,例如,即使在调色剂和外部添加剂(污垢)在充电构件上的沉积没有问题的打印张数中,污垢沉积也变得显著,并且有时在对应于污垢沉积的部分的图像上形成由过度放电引起的白点。
本公开的一个方面涉及提供电子照相用导电性构件,其可以用作即使在应用于高速电子照相图像形成过程时也使得能够长时间形成高品质图像的充电构件、显影构件或转印构件。
此外,本公开的另一方面涉及提供有助于形成高品质电子照相图像的处理盒。此外,本公开的另一方面涉及提供能够形成高品质电子照相图像的电子照相图像形成设备。
用于解决问题的方案
根据本公开的一个方面,提供电子照相用导电性构件,其包括:
具有导电性外表面的支承体;
设置在支承体的外表面上的导电层;和
设置在导电层的外表面上的表面层,
其中当在电子照相用导电性构件的外表面上直接设置铂电极、并且在温度为23℃且相对湿度为50%的环境下在支承体的外表面与铂电极之间以1V的振幅和1.0Hz的频率施加交流电压时,阻抗为1.0×103Ω至1.0×108Ω,
在表面层中分散有电子导电剂,
导电层具有包含第一橡胶的交联物的基质、和各自包含第二橡胶的交联物和导电性颗粒的域,
并且其中,当将导电层沿长度方向的长度定义为L并且将导电层的厚度定义为T时,并且当在导电层沿长度方向的中央和从导电层的两端朝向中央L/4的三个位置处、在导电层的沿厚度方向的各截面上、在从导电层的外表面至深度为0.1T至0.9T的厚度区域中的任意三个位置处设置15μm见方的观察区域时,在总数为9个的观察区域中的每一者中观察到的域中,所述域的80个数%以上满足以下要求(1)和要求(2):
(1)域中包含的导电性颗粒的截面积相对于域的截面积的比例为20%以上;和
(2)当域的周长为A并且域的包络周长为B时,A/B为1.00以上且1.10以下。
此外,根据本公开的另一方面,提供构成为可拆卸地安装至电子照相图像形成设备的主体的处理盒,所述处理盒包括上述电子照相用导电性构件。
此外,根据本公开的另一方面,提供包括上述处理盒的电子照相图像形成设备。
发明的效果
根据本公开的一个方面,获得即使在高速处理中也能够长期维持高的图像品质的电子照相用导电性构件。此外,根据本公开的其它方面,获得能够稳定地输出高品质电子照相图像的电子照相图像形成设备和用于电子照相图像形成设备的处理盒。
附图说明
[图1]根据本公开的一个实施方案的电子照相用导电性构件沿与长度方向垂直的方向的截面图。
[图2]根据本公开的一个实施方案的电子照相用导电性构件的导电层沿与长度方向垂直的方向的截面图。
[图3A]根据该方面的导电层的阻抗测量系统的示意图。
[图3B]根据该方面的导电层的阻抗测量系统的示意图。
[图4]用于示出根据该方面的域的最大费雷特直径的概念图。
[图5]用于示出根据该方面的域的包络周长的概念图。
[图6A]用于测量根据该方面的域形状的切片的概念图。
[图6B]用于测量根据该方面的域形状的切片的概念图。
[图7]根据本公开的一个实施方案的处理盒的截面图。
[图8]根据本公开的一个实施方案的电子照相图像形成设备的截面图。
[图9]用于说明表面层上的凸部的尺寸的概念图。
具体实施方式
除非另有说明,否则各自表示数值范围的"XX以上且YY以下"和"XX至YY"的记载各自意指包括作为端点的下限和上限的数值范围。
当逐级描述数值范围时,可以将各数值范围的上限和下限任意组合。
本发明人基于如下原因进行研究:当提高处理速度时,在以往在图像上不出现问题的打印张数中,例如调色剂和外部添加剂等污垢的沉积在根据专利文献1的充电构件上变得显著,并且在电子照相图像上产生白点。
通常,对充电构件(充电辊)施加直流电压,并且因此在施加至充电辊的直流电压与感光构件的表面电位之间产生电位差。同时,具有绝缘性的例如调色剂和外部添加剂等污垢物质中的一部分由于在电子照相图像形成设备内的摩擦等影响而带正电或带负电。因此,只要充电辊与感光构件的表面电位之间存在电位差,带正电(+)和带负电(-)的污垢物质中的任一者由于电位差的关系而静电附着至充电辊。例如,在其中将电子照相用导电性构件配置为与电子照相设备中的感光构件抵接并且构成为使感光构件带电的充电辊的情况下,带正电的污垢物质由于充电辊与感光鼓之间的电位差的关系而积极地静电附着至充电辊侧。
当调色剂附着至充电辊时,取决于施加至充电辊的偏压为负或正,将具有与施加的偏压相同极性的电荷从外表面逐渐赋予至调色剂。在污垢中充分地累积电荷的情况下,当静电力由于从充电辊的表面朝向感光鼓形成的电场而起作用并且超过充电辊的表面与污垢之间的附着力时,发生污垢从表面剥离并且移动至感光构件侧的"排出"现象。即,当电荷在大部分污垢中充分地累积并且排出现象有效地发生时,可以防止污垢沉积。
关于最终到达污垢的、负电荷或正电荷从支承体向充电辊的表面的输送工序,着眼于根据专利文献1的充电构件的内部的各自由电子导电橡胶材料形成的聚合物颗粒相的作用。根据由本发明人进行的观察,各聚合物颗粒相显示与真球大相径庭的形状,并且存在很多相边界具有凹或凸形状的部分。在此类聚合物颗粒相之间,电子转移集中在聚合物颗粒相的凸部。当形成电子转移集中的部位时,也同时形成转移不充分的部位。即,电荷移动在输送工序中变得不均匀。特别地,在高速处理中,每单位时间与电荷接触的例如调色剂等污垢的量增加,并且最有助于对污垢赋予电荷的从污垢附着至另一污垢附着的时间变短。因此,对污垢的电荷供给量的降低变得进一步显著。
由前述内容而推测以下内容。关于当提高处理速度时由污垢沉积引起的图像上的白点的产生,由于在聚合物颗粒相之间的不均匀电子转移的发生而导致在充电辊的表面上出现排出现象不充分的部位,并且在这些部位中促进了污垢沉积。结果,在电子照相图像中产生白点。
鉴于前述内容,本发明人认识到,当消除聚合物颗粒相之间的电子转移的集中点、并且可靠地进行对表面上的污垢的均匀的电荷供给时,促进排出效果并且抑制污垢沉积,这对于改善图像上的白点产生是有效的。基于此类认识,本发明人进行了进一步深入的研究,结果,发现一种电子照相用导电性构件,其包括具有导电性外表面的支承体、设置在支承体的外表面上的导电层和设置在导电层的外表面上的表面层,并且其满足以下要求(A)、(B)、(C)和(D),即使在高速处理中也可以长期抑制由污垢沉积引起的白点的产生。
·要求(A)
当在电子照相用导电性构件的外表面上直接设置铂电极并且在温度为23℃且相对湿度为50%的环境下在支承体的外表面与铂电极之间施加振幅为1V且频率为1.0Hz的交流电压时获得的阻抗为1.0×103Ω至1.0×108Ω。
·要求(B)
导电层具有包含第一橡胶的交联物的基质、和各自包含第二橡胶的交联物和导电性颗粒的域。
·要求(C)
导电层沿长度方向的长度由L表示并且导电层的厚度由T表示。在包括导电层沿长度方向的中央和从导电层的两端朝向中央L/4的三个位置处、在导电层沿厚度方向的各截面中、在深度为距离导电层的外表面0.1T至0.9T的厚度区域的任意三个位置中的每一者处设置15μm见方的观察区域。在总计9个观察区域中的每一者中观察到的域的80个数%以上满足以下要求(1)和要求(2):
(1)域中包含的导电性颗粒的截面积相对于域的截面积的比例为20%以上;和
(2)域的周长A与域的包络周长B之比A/B为1.00以上且1.10以下。
·要求(D)
表面层具有分散于其中的电子导电剂。
<要求(A)>
要求(A)表示电子照相用导电性构件的导电性的程度。显示此类阻抗值的电子照相用导电性构件可以抑制放电电流量的过度增加,结果,可以防止由异常放电引起的电位不均的发生。此外,该电子照相用导电性构件可以抑制放电电荷量总量不足和向污垢供给的注入电荷不足的发生。
可以通过以下方法来测量根据要求(A)的阻抗。
首先,在测量阻抗时,为了排除电子照相用导电性构件与测量电极之间的接触电阻的影响,在电子照相用导电性构件的外表面上形成铂薄膜,并且使用该薄膜作为电极并且使用导电性支承体作为接地电极,用两个端子来测量阻抗。
作为薄膜的形成方法,给出例如金属蒸镀、溅射、金属糊的涂布和用金属带粘贴等方法。其中,从能够降低与电子照相用导电性构件的接触电阻的观点,通过蒸镀来形成薄膜的方法是优选的。
当在电子照相用导电性构件的表面上形成铂薄膜时,考虑到其简便性和薄膜的均匀性,优选提供具有能够把持电子照相用导电性构件的机构的真空蒸镀装置。此外,对于具有圆柱状截面的电子照相用导电性构件,优选使用进一步设置有旋转机构的真空蒸镀装置。
对于具有圆柱状截面的电子照相用导电性构件,优选通过沿作为圆柱状形状的轴方向的长度方向形成宽度为约10mm的铂薄膜电极、并且将围绕铂薄膜电极无间隙地卷绕的金属片连接至来自测量装置的测量电极来进行测量。由此,可以在不受电子照相用导电性构件的外径的波动和表面形状影响的情况下进行阻抗测量。作为金属片,可以使用铝箔或金属带等。
阻抗测量装置的实例包括阻抗分析仪、网络分析仪和频谱分析仪。其中,从充电构件的电阻区域的观点,可以适当地使用阻抗分析仪。
图3A和图3B各自为测量电极形成在电子照相用导电性构件上的状态的示意图。在图3A和图3B中,示出了支承体31、导电层和表面层32、用作测量电极的铂蒸镀层33和铝片34。图3A为立体图,并且图3B为截面图。如这些图中所示,重要的是导电层和表面层32夹持在支承体31与测量电极33之间。
然后,将测量电极33和支承体31从铝片34连接至阻抗测量装置(例如,商品名"Solartron 1260",96W型介电阻抗测量系统,由Solartron制造(未示出)),由此测量阻抗。
通过在温度为23℃且相对湿度为50%的环境下以1Vpp的振动电压(振幅)和1.0Hz的频率测量阻抗来进行阻抗测量,以获得阻抗的绝对值。
将电子照相用导电性构件沿长度方向等分为5个区域,并且在各区域内任意地进行一次上述测量,总计5次。将其平均值定义为电子照相用导电性构件的阻抗。
<要求(B)>
随后在<导电层>部分详细地描述导电层的包含第一橡胶的交联物的基质和各自包含第二橡胶的交联物和导电性颗粒的域的构成。
<要求(C)>
在要求(C)中,要求(1)规定了导电层中包括的各域中包含的导电性颗粒的量。此外,要求(2)规定了以下:域形状接近真球,并且在域的外周面上存在很少为凸部或凹部的部分(下文中表示为“域的外周面上凹凸少或无凹凸”)。
关于要求(1),本发明人获得如下发现:当着眼于一个域时,该域中包含的导电性颗粒的量影响域的形状。即,本发明人获得如下发现:当增加一个域中的导电性颗粒的填充量时,域的形状变得更接近球体。当接近球体的域的个数较多时,可以减少域间的电子转移的集中点。
然后,以一个域的截面的面积为基准,本发明人着眼于在截面中观察到的导电性颗粒的截面积的总和的比例。根据由本发明人进行的研究,虽然原因尚不清楚,但是该比例为20%以上的域可以具有可以显著地减轻域间电子转移的集中的外形形状。具体地,域可以具有进一步更接近球体的形状。
要求(2)规定了可以用作域的外周面上电子转移的集中点的凹凸的存在程度。即,域的周长A与域的包络周长B之比A/B为1.00的域在外周上不存在凹凸。然后,根据由本发明人进行的研究,认识到比A/B为1.00以上且1.10以下的域实质上不具有可以用作域间电子转移的集中点的凹凸。如图5中所示,包络周长是指当在观察区域内观察到的域51的凸部彼此连接并且忽略凹部的周长时的周长(虚线52)。
要求(C)规定了以下:在导电层中的域群中,满足上述要求(1)和要求(2)的域占80个数%以上的大多数。
在要求(C)中,在沿导电层的厚度方向的截面中将域的观察对象设定在距离导电层的外表面深度为0.1T至0.9T的范围内的原因如下所述。即,认为导电层中电子从支承体侧向导电层的外表面侧的移动主要由存在于上述范围内的域控制。
<要求(D)>
满足要求(D)的表面层使得从满足要求(C)的导电层侧均匀地供给的电荷能够进一步可靠地赋予至污垢,而与污垢的接触形式无关。例如,当不存在满足要求(D)的表面层时,调色剂与导电层之间的接触面积小,并且接触部为导电层的基质部分,对污垢的电荷赋予可能不充分。由于其中分散有电子导电剂的表面层的存在,可以进一步均匀地进行电荷赋予。在导电剂中,要求电子导电剂,这是因为其高的响应性。
作为根据本公开的电子照相用导电性构件的一个方面,特别地,参考附图描述具有辊形状的电子照相用导电性构件(下文中有时称为"导电性辊")。
图1为导电性辊11的与长度方向垂直的截面图。导电性辊11包括圆柱状或中空圆筒状的支承体12、形成在支承体的外周面上的导电层13和进一步的表面层14。
图2为导电性辊沿与长度方向垂直的方向的不包括导电性辊的支承体的截面图。导电层23具有包括基质23a和域23b的结构(下文中有时称为"基质-域结构")。域23b中的每一者包含导电性颗粒23c。在导电层23的外表面上形成包含电子导电剂(未示出)的表面层24。
图1和图2中的导电层中的域和基质以及表面层示意性地示出以便于理解,并且没有指定其尺寸和比例。
<支承体>
作为构成支承体的材料,可以使用适当地选自电子照相用导电性构件的领域中已知的材料的材料、和可以各自用作电子照相用导电性构件的材料。材料的实例为铝、不锈钢、具有导电性的合成树脂、或者金属或合金例如铁或铜合金。
此外,可以对此类材料进行氧化处理或者使用铬或镍等的镀覆处理。作为镀覆的种类,可以使用电镀和化学镀中的任一种。其中,从尺寸稳定性的观点,化学镀是优选的。本文中要使用的化学镀的种类的实例可以包括镀镍、镀铜、镀金和用其它各种合金镀覆。
镀层的厚度优选为0.05μm以上,并且考虑到作业效率与防锈能力之间的平衡,镀层的厚度优选为0.10μm至30.00μm。支承体的形状的实例可以为圆柱状或中空圆筒状。支承体的圆柱状的形状可以为实心圆柱状或中空圆柱状(圆筒状)。此外,支承体的外径优选落在3mm至10mm的范围内。此外,根据需要,进行部分加工以在电子照相设备上安装支承体。
当在支承体与导电层之间存在中等电阻层或绝缘层时,在电荷通过放电而被消耗之后,可能无法迅速地供给电荷。因此,优选在支承体上直接设置导电层,或者仅经由例如底漆等薄膜和导电性树脂层形成的中间层在支承体的外周上设置导电层。
作为底漆,可以取决于导电层形成用橡胶材料和支承体的材料等来选择和使用已知的底漆。底漆材料的实例包括热固性树脂和热塑性树脂。具体地,可以使用例如酚系树脂、聚氨酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、聚醚系树脂和环氧系树脂等已知材料。
<导电层>
导电层包括基质和分散在基质中的多个域。基质包含第一橡胶,并且各域包含第二橡胶和电子导电剂。
<基质>
基质包含第一橡胶的交联物。基质的体积电阻率ρm优选为1.0×108Ωcm以上且1.0×1017Ωcm以下。当将基质的体积电阻率设定为1.0×108Ωcm以上时,可以抑制基质对导电性域之间的电荷转移的干扰。此外,当将体积电阻率ρm设定为1.0×1017Ωcm以下时,当在支承体与被充电构件之间施加充电偏压时,可以顺利地进行从电子照相用导电性构件向被充电构件的放电。基质的体积电阻率ρm特别优选为1.0×1010Ωcm以上且1.0×1017Ωcm以下,更优选大于1.0×1012Ωcm且1.0×1017Ωcm以下。
可以通过例如从导电层切出包括基质-域结构的具有预定的厚度(例如,1μm)的薄片、并且使扫描探针显微镜(SPM)或原子力显微镜(AFM)的微探针与薄片中的基质接触来测量基质的体积电阻率ρm。
例如以如下方式从导电层切出薄片:如图6A中所示,当将电子照相用导电性构件的长度方向设定为X轴、将导电层的厚度方向设定为Z轴并且将圆周方向设定为Y轴时,薄片包括与XZ平面平行的截面62a的至少一部分。可选地,如图6B中所示,将薄片切出以包括与电子照相用导电性构件的轴方向垂直的YZ平面(例如,63a、63b、63c)的至少一部分。给出例如锋利的剃刀、切片机和聚焦离子束法(FIB)等。
对于体积电阻率的测量,将从导电层切出的薄片的单面接地。然后,使扫描探针显微镜(SPM)或原子力显微镜(AFM)的微探针(悬臂的前端)与薄片的接地面对侧的面的基质部分接触,并且施加50V的直流电压5秒。然后,由通过测量接地电流值5秒获得的值算出算术平均值,并且将施加电压除以算出的值,由此算出电阻值。最后,通过使用薄片的膜厚度将电阻值转换为体积电阻率。在该情况下,SPM和AFM也可以在测量电阻值的同时测量薄片的膜厚度。
圆柱状的充电构件中的基质的体积电阻率的值通过例如如下来确定:从通过将导电层沿圆周方向分为四部分并且沿长度方向分为五部分而获得的区域中的每一者中切出一个薄片样品以获得上述测量值,然后计算总计20个样品的体积电阻率的算术平均值。
<第一橡胶>
第一橡胶的配混比例在导电层形成用橡胶组合物中是最大的,并且第一橡胶的交联物控制导电层的机械强度。因此,使用在交联后在导电层中表现出电子照相用导电性构件所需的强度的橡胶作为第一橡胶。
第一橡胶的优选实例包括天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)、乙烯-丙烯橡胶(EPM)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶(EPDM)、氯丁二烯橡胶(CR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、NBR的氢化物(H-NBR)和硅橡胶。
根据需要,可以将通常用作橡胶的配混剂的填料、加工助剂、硫化助剂、硫化促进剂、硫化促进剂助剂、硫化延迟剂、防老剂、软化剂、分散剂或着色剂等添加至用于形成基质的第一橡胶中。
<域>
域包含第二橡胶的交联物和导电性颗粒。本文中,将"导电性"定义为体积电阻率小于1.0×108Ωcm。
<第二橡胶>
第二橡胶的优选具体实例为选自由天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)、乙烯-丙烯橡胶(EPM)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、氯丁二烯橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(H-NBR)、硅橡胶和聚氨酯橡胶(U)组成的组中的至少一种。
<导电性颗粒>
导电性颗粒的实例包括电子导电剂的颗粒,所述电子导电剂包括:碳材料,例如导电性炭黑和石墨;导电性氧化物,例如氧化钛和氧化锡;金属,例如Cu和Ag;和通过用导电性氧化物或金属覆盖颗粒的表面而使其导电的颗粒。可以通过以适当的量配混来使用这些导电性颗粒。
优选如要求(C)(1)中所规定的,包含导电性颗粒以使导电性颗粒的截面积相对于域的截面积的比例为至少20%。当将导电性颗粒以该方式以高密度填充至域中时,可以使域的外形形状接近球体,并且如上述要求(C)(2)中所规定的,可以使凹凸较小。导电性颗粒的截面积相对于域的截面积的比例的上限没有特别限制,但是优选为30%以下。
如要求(C)(1)中所规定的,优选使用导电性炭黑作为导电性颗粒以获得以高密度填充有导电性颗粒的域。导电性炭黑的具体实例包括气炉黑、油炉黑、热裂炭黑、灯黑、乙炔黑和科琴黑。
其中,可以特别优选使用DBP吸收量为40cm3/100g以上且80cm3/100g以下的炭黑。DBP吸收量(cm3/100g)是指100g炭黑可以吸收的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的体积,并且按照日本工业标准(JIS)K 6217-4:2017(橡胶用炭黑-基本特性-第4部分:油吸收量的确定(包括压缩样品))来测量。通常,炭黑具有其中平均粒径为10nm以上且50nm以下的一次颗粒聚集的簇状的高级结构。簇状的高级结构称为"结构",并且其程度通过DBP吸收量(cm3/100g)来量化。
通常,具有发达结构的炭黑对橡胶具有高的增强性,并且炭黑向橡胶中的混入变差。此外,混炼时的剪切扭矩变得非常高。因此,难以增加域中的填充量。
同时,DBP吸收量在上述范围内的导电性炭黑具有不发达的结构构造,因此炭黑较少聚集并且具有令人满意的在橡胶中的分散性。因此,可以增加域中的填充量,结果,可以容易地获得更接近球体的域的外形形状。
此外,在具有发达结构的炭黑中,炭黑颗粒容易彼此聚集,此外,聚集体容易成为具有大的凹凸结构的块。当域中包含此类聚集体时,难以获得根据要求(C)(2)的域。可以形成还会影响形状的凹凸结构。同时,DBP吸收量在上述范围内的导电性炭黑不容易形成聚集体,因此对于获得根据要求(C)(2)的域是有效的。
例如导电性炭黑等电子导电剂的含量相对于域中包含的第二橡胶100质量份优选为20质量份以上且150质量份以下。该含量更优选为50质量份以上且100质量份以下。
域的体积电阻率优选为1.0×104Ωcm以下。这是因为,当体积电阻率为1.0×104Ωcm以下时,导电层可以以形成基质-域结构的域的体积分数稳定地导电。除了将测量部位改变为对应于域的位置并且将测量电流值时的施加电压改变为1V以外,可以通过与上述基质的体积电阻率的测量方法相同的方法来测量域的体积电阻率。
为了获得如要求(A)中所规定的电子照相用导电性构件,更优选的是,关于根据该方面的域,在特定的观察区域内存在20至300个域。在本公开中,当导电层的厚度由T表示时,在沿导电层的厚度方向的截面中距离导电层的外表面深度为0.1T至0.9T的厚度区域的任意位置处设置15μm见方的观察区域。然后,观察区域内包含的域的个数优选为20个以上。由此,可以确保作为电子照相用导电性构件的充分的导电性,并且在高速电子照相图像形成过程中还可以实现充分的电荷供给。此外,观察区域内的域的个数优选为300个以下。由此,可以在域间形成充分的距离,因此即使在长期使用后也可以防止域聚集。结果,可以长时间实现均匀放电。
在根据该方面的域中,优选满足要求(C)(1)和要求(C)(2)的域41的最大费雷特直径Df(参见图4,下文中也简称为"域直径")的平均值落在0.1μm至5.0μm的范围内。在此类范围内,域的尺寸等于或小于显影剂的尺寸。因此,可以进行精细放电,并且可以容易地实现均匀放电。
<导电层的生产方法>
可以通过例如包括以下工序(i)至(iv)的方法来形成根据该方面的电子照相用导电性构件的导电层。
工序(i):制备域形成用橡胶组合物(下文中也称为"CMB")的工序,所述橡胶组合物包含炭黑和第二橡胶;
工序(ii):制备基质形成用橡胶组合物(下文中也称为"MRC")的工序,所述橡胶组合物包含第一橡胶;
工序(iii):将CMB和MRC混炼以制备具有基质-域结构的橡胶组合物的工序;和
工序(iv):在支承体上直接地或隔着另一层而形成在工序(iii)中制备的橡胶组合物的层,并且将该橡胶组合物的层固化以形成根据该方面的导电层的工序。
此外,为了获得满足要求(C)的域,通过以相对于第二橡胶较大的量添加作为要用于CMB的制备的导电性颗粒的DBP吸收量为40cm3/100g以上且170cm3/100g以下、优选上述DBP吸收量为40cm3/100g以上且80cm3/100g以下的炭黑、然后混炼来制备CMB是有效的。在该情况下,炭黑相对于CMB中的第二橡胶的配混量为例如相对于100质量份的第二橡胶优选40质量份以上且200质量份以下。特别地,配混量为50质量份以上且100质量份以下。
此外,优选导电性颗粒以使表示域中的导电性颗粒间距离的算术平均值的Dc为110nm以上且130nm以下的量包含在域中。
当域中的导电性颗粒的Dc为110nm以上且130nm以下时,基于隧道效应的导电性颗粒之间的电子转移可以在域内的几乎所有导电性颗粒之间进行。即,可以抑制域内的导电路径的不均匀分布,因此可以抑制域内的电场集中。结果,除了域形状以外,可以抑制域内的电场集中。
此外,显示交联橡胶样性质的碳凝胶在其中分散有作为导电性颗粒的炭黑的橡胶中增加。因此,可以容易地维持形状,并且在成形时可以容易地使域保持为球状。结果,抑制了电场集中。
此外,当导电性颗粒的Dc为110nm以上且130nm以下并且导电性颗粒间距离的分布的标准偏差由σm表示时,更优选导电性颗粒的颗粒间距离的变异系数σm/Dc为0.0以上且0.3以下。变异系数为表示导电性颗粒间的距离的偏差的值,并且当导电性颗粒间的距离均相同时为0.0。
变异系数σm/Dc满足0.0以上且0.3以下意味着炭黑颗粒均匀地分散,这是因为炭黑颗粒间的距离的偏差小。结果,可以抑制由炭黑颗粒的聚集体(二次颗粒)引起的域的凹凸形状。结果,可以抑制电场集中。
可以如下所述来测量域内的导电性颗粒的Dc和导电性颗粒的截面相对于域的截面积的比例。首先,生产导电层的薄片。为了适当地观察基质-域结构,可以进行使得能够适当地获得导电性相与绝缘性相之间的对比度的例如染色处理和蒸镀处理等预处理。
可以用扫描电子显微镜(SEM)或透射式电子显微镜(TEM)观察进行了断裂面的形成和预处理的薄片。特别地,从作为导电性相的域的面积的定量准确性的观点,优选用SEM以1,000倍至100,000倍的倍率进行观察。通过使用图像分析装置等将获得的观察图像二值化并且进行分析,由此获得上述算术平均距离Dc和上述比例。
此外,从进一步减轻域之间的电场集中的观点,优选使域的外形形状更接近球体。为此,优选在上述范围内进一步减小域直径。作为其方法,给出例如,涉及在将MRC和CMB混炼并且使MRC和CMB相分离的工序中控制CMB的域直径以使域直径减小、由此制备在MRC的基质中形成有CMB的域的橡胶组合物的方法。当使CMB的域直径减小时,CMB的总比表面积增大,并且与基质的界面增加。因此,用于减小张力的张力作用于CMB的各域的界面。结果,CMB的域各自具有更接近球体的外形形状。
本文中,关于用于确定当将两种不相容的聚合物熔融混炼时形成的基质-域结构中的域直径D的要素,已知Taylor's式(式(4))、Wu's经验式(式(5)和(6))和Tokita's式(式(7))(参见Sumitomo Chemical's R&D Reports,2003-II,42)。
·Taylor's式
D=[C·σ/ηm·γ]·f(ηm/ηd) (4)
·Wu's经验式
γ·D·ηm/σ=4(ηd/ηm)0.84·ηd/ηm>1 (5)
γ·D·ηm/σ=4(ηd/ηm)-0.84·ηd/ηm<1 (6)
[数学式1]
·Tokita's式
在式(4)至(7)中,D表示CMB的域直径(最大费雷特直径Df),C表示常数,σ表示界面张力,ηm表示基质的粘度,并且ηd表示各域的粘度。此外,在式(7)中,γ表示剪切速度,η表示混合体系的粘度,P表示碰撞聚结概率,表示域相体积,并且EDK表示域相切割能量。
此外,如可以从式(4)至(7)看出的,控制例如CMB和MRC的物性以及工序(iii)中的混炼条件在使CMB的域直径D减小方面是有效的。具体地,控制以下四个项目(a)至(d)是有效的:
(a)CMB与MRC的界面张力σ之差;
(b)CMB的粘度(ηd)与MRC的粘度(ηm)之比(ηm/ηd);
(c)工序(iii)中在将CMB和MRC混炼时的剪切速度(γ)和剪切时的能量(EDK);和
(d)工序(iii)中CMB相对于CMB与MRC的混炼物的体积分数。
(a)CMB与MRC之间的界面张力差
通常,当将两种不相容的橡胶彼此混合时,发生相分离。该原因如下所述。同一高分子间的相互作用比异种高分子间的相互作用更强,因此同一高分子彼此聚集以降低自由能,由此而稳定。使相分离结构的界面与异种高分子接触,因此其自由能变得高于由于同一高分子间的相互作用而稳定的内部的自由能。结果,产生用于使与异种高分子接触的面积减小的界面张力,以使界面的自由能降低。当界面张力较小时,即使是异种高分子也会试图均匀地彼此混合以使熵增大。均匀混合的状态是指溶解,并且用作溶解度的基准的溶解度参数(SP)值和界面张力倾向于彼此相关。具体地,认为CMB和MRC之间的界面张力差与CMB和MRC之间的SP值差相关。因此,可以通过改变MRC和CMB的组合、特别是第一橡胶和第二橡胶的组合来控制该差值。
优选选择此类溶解度参数(SP值)之差的绝对值为0.4(J/cm3)0.5以上且4.0(J/cm3)0.5以下、特别是0.4(J/cm3)0.5以上且3.0(J/cm3)0.5以下的橡胶作为MRC中的第一橡胶和CMB中的第二橡胶。当差值落在此类范围内时,可以形成稳定的相分离结构,并且可以使CMB的域直径D减小。
<SP值的测量方法>
可以通过借助使用具有已知SP值的材料来创建校准曲线以令人满意的精度算出MRC和CMB中各自包含的第一橡胶和第二橡胶的SP值。还可以使用材料制造商的目录值作为已知的SP值。例如,NBR和SBR各自的SP值基本上由丙烯腈或苯乙烯的含有比率决定,而与其分子量无关。因此,通过使用例如热解气相色谱法(Py-GC)或固体NMR等分析方法来分析构成基质和域的橡胶各自的丙烯腈或苯乙烯的含有比率。然后,可以由从具有已知SP值的材料获得的校准曲线基于含有比率来算出SP值。此外,基于例如1,2-聚异戊二烯、1,3-聚异戊二烯、3,4-聚异戊二烯、顺-1,4-聚异戊二烯和反-1,4-聚异戊二烯等异构体的结构来确定异戊二烯橡胶的SP值。因此,与SBR和NBR同样地,异戊二烯橡胶的SP值可以通过借助例如Py-GC和固体NMR分析其异构体含有比率由具有已知SP值的材料来算出。
通过Hansen球法来求出具有已知SP值的材料的SP值。
(b)CMB与MRC的粘度比
当CMB与MRC的粘度比(ηd/ηm)更接近1时,可以使各域的最大费雷特直径减小。可以通过选择CMB和MRC各自的门尼粘度或者选择填料的种类和配混量来调整CMB与MRC的粘度比。此外,还可以通过在不妨碍相分离结构的形成的程度下添加例如石蜡油等增塑剂来调整粘度比。此外,可以通过调整混炼时的温度来调整粘度比。CMB和MRC各自的粘度通过按照JIS K6300-1:2013在混炼时的橡胶温度下测量门尼粘度ML(1+4)来获得。
(c)MRC和CMB混炼时的剪切速度和剪切时的能量
当MRC和CMB混炼时的剪切速度越高时,并且当剪切时的能量越大时,可以使各域的最大费雷特直径Df减小。
可以通过增大混炼机的例如叶片或螺杆等搅拌构件的内径以减小从搅拌构件的端面至混炼机的内壁的间隙、或者通过增加搅拌构件的转速来提高剪切速度。此外,可以通过增加搅拌构件的转速或者通过提高CMB中的第一橡胶和MRC中的第二橡胶各自的粘度来使剪切时的能量增大。
(d)域的体积分数(CMB相对于CMB与MRC的混炼物的体积分数)
CMB相对于CMB与MRC的混炼物的体积分数与CMB相对于MRC的碰撞聚结概率相关。具体地,当降低CMB相对于CMB与MRC的混炼物的体积分数时,CMB相对于MRC的碰撞聚结概率降低。即,可以通过在获得所需导电性的范围内降低导电层中的域的体积分数来减小域的尺寸。
<基质-域(M-D)结构的确认方法>
可以通过例如以下方法来确认根据该方面的基质-域结构。即,从导电层切出导电层的薄片以制作观察样品。用于切出薄片的手段的实例包括剃刀、切片机和FIB。
根据需要,对观察样品进行可以容易地区分基质和域的处理(例如,染色处理或蒸镀处理)。然后,观察样品用激光显微镜、SEM或TEM来观察。
<域的周长、包络周长和最大费雷特直径及其平均值、以及域的个数及其平均个数的测量方法>
可以例如如下所述来进行根据该方面的域的周长、包络周长和最大费雷特直径以及域的个数的测量方法。
首先,通过与上述基质的体积电阻率的测量中的方法相同的方法来制作切片。然后,可以通过例如低温冷冻断裂法、交叉研磨法或聚焦离子束(FIB)法等手段来形成具有断裂面的薄片。考虑到断裂面的平滑性和用于观察的预处理,FIB法是优选的。此外,为了适当地观察基质-域结构,可以进行使得能够适当地获得导电性相与绝缘性相之间的对比度的例如染色处理和蒸镀处理等预处理。
可以用SEM或TEM观察进行了断裂面的形成和预处理的薄片。特别地,从域的周长、包络周长和最大费雷特直径的定量准确性的观点,优选用SEM以1,000倍至100,000倍的倍率进行观察。
域的周长、包络周长和最大费雷特直径以及域的个数可以通过对前述所拍摄的图像进行定量来测量。通过使用例如商品名:Image-Pro Plus(由Planetron Inc.制造)等图像处理软件对通过使用SEM的观察获得的断裂面图像进行8位灰阶化以获得具有256级灰度的单色图像。接下来,对图像的黑白进行反转处理以使断裂面内的域变为白色,并且将图像二值化。然后,可以由图像内的域群中的每一者算出周长、包络周长、最大费雷特直径和域个数。
对于上述测量,当电子照相用导电性构件的导电层沿长度方向的长度由L表示时,从样品的包括导电层沿长度方向的中央和从导电层的两端朝向中央L/4的两个位置的总计三个位置切出切片。切出切片的方向为对应于与导电层的长度方向垂直的截面的方向。
由于以下原因,如上所述来评价与导电层的长度方向垂直的截面中的域的形状。图6A和图6B各自为以三个轴(具体地,X轴、Y轴和Z轴)的三维形状示出电子照相用导电性构件61的图。在图6A和图6B中,X轴表示与电子照相用导电性构件的长度方向(轴方向)平行的方向,并且Y轴和Z轴各自表示与电子照相用导电性构件的轴方向垂直的方向。
图6A为用于示出在与XZ平面62平行的截面62a中切出电子照相用导电性构件的状态的图像图。XZ平面可以围绕电子照相用导电性构件的轴旋转360°。考虑到使电子照相用导电性构件与感光鼓抵接而旋转、并且在通过与感光鼓的间隙时放电的事实,与XZ平面62平行的截面62a表示在某一时刻同时发生放电的平面。因此,当对应于一定量的截面62a的平面通过间隙时,形成感光鼓的表面电位。
由于由电子照相用导电性构件内的电场集中引起的局部较大的放电,在感光鼓表面上的放电局部增大以形成起雾,因此需要进行涉及与感光鼓的表面电位的相关性的评价,在一组截面62a而不是一张一定量的截面62a通过间隙时形成所述表面电位。因此,需要在平行于与电子照相用导电性构件的轴方向垂直的YZ平面63的截面(63a至63c)中进行评价,其中可以评价包含一定量的截面62a的域的形状,而不是如在截面62a中那样分析在某一时刻同时发生放电的截面。关于截面63a至63c,当导电层沿长度方向的长度由L表示时,选择包括在导电层沿长度方向的中央处的截面63b和在从导电层的两端朝向中央L/4的两个位置处的两个截面(63a和63c)的总计三个截面。
此外,关于来自截面63a至63c中的每一者的切片截面的观察位置,相对于导电层的厚度T,在距离各切片的外表面深度为0.1T以上且0.9T以下的厚度区域的任意三个位置中的每一者处设置15μm见方的观察区域,并且可以在总计9个位置处进行测量。各值的平均值表示在9个位置处的观察区域的平均值。
<表面层>
表面层包含电子导电剂。优选形成表面层以使电子导电剂分散以包含在粘结剂树脂中,这从表面层的物理耐久性的观点也是优选的,这是因为分散充分地进行。根据需要,表面层可以包含粗糙化颗粒和表面脱模剂等。
<电子导电剂>
表面层中包含的电子导电剂的实例可以包括导电性颗粒例如导电性炭黑,金属氧化物系导电性颗粒例如氧化钛、氧化锡和氧化锌,以及金属系导电性颗粒例如铝、铁、铜和银。这些导电性颗粒可以单独地或以其组合使用。此外,作为导电性颗粒,还可以使用其中二氧化硅颗粒被导电性颗粒覆盖的复合颗粒。作为要用于表面层的导电性颗粒,炭黑是优选的。炭黑具有低的比重和高的导电性,因此可以通过将少量的炭黑添加至粘结剂树脂中来确保作为表面层的充分的导电性。在本公开中,优选将表面层的硬度保持为低硬度,因此适合于以少量添加的炭黑是优选的。
<粘结剂树脂>
作为粘结剂树脂,可以使用已知的粘结剂树脂。其实例可以包括各种合成树脂以及橡胶例如天然橡胶、进行硫化的天然橡胶和合成橡胶。作为粘结剂树脂,可以使用例如氟树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂、丁缩醛树脂、苯乙烯-乙烯-丁烯-烯烃共聚物、和烯烃-乙烯-丁烯-烯烃共聚物。本公开的粘结剂树脂优选不含醚键,例如聚环氧乙烷或聚环氧丙烷。这是因为醚系聚氨酯树脂可以降低通用硬度,但是由于使树脂的体积电阻率降低而不适合作为本公开的粘结剂树脂。粘结剂树脂可以单独地或以其组合使用。粘结剂树脂特别优选为这些树脂中的具有聚碳酸酯结构的树脂,从而通过降低表面层的通用硬度来实现柔软性和表面层的高电阻化二者。聚碳酸酯结构具有低极性,因此可以将粘结剂树脂自身的体积电阻率维持为较高。具体地,通过使聚碳酸酯多元醇与多异氰酸酯共聚而获得的聚碳酸酯系聚氨酯是优选的。
聚碳酸酯多元醇的实例包括聚九亚甲基碳酸酯二醇、聚(2-甲基-八亚甲基)碳酸酯二醇、聚六亚甲基碳酸酯二醇、聚五亚甲基碳酸酯二醇、聚(3-甲基五亚甲基)碳酸酯二醇、聚四亚甲基碳酸酯二醇、聚三亚甲基碳酸酯二醇、聚(1,4-环己烷二亚甲基碳酸酯)二醇、聚(2-乙基-2-丁基-三亚甲基)碳酸酯二醇、及其无规/嵌段共聚物。
多异氰酸酯选自通常使用的已知化合物,并且其实例包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚合二苯基甲烷多异氰酸酯、氢化MDI、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。其中,更优选使用例如甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚合二苯基甲烷多异氰酸酯等芳香族异氰酸酯。
<表面层的通用硬度>
为了抑制污垢物质自身的产生,在调色剂中不引起破裂或变形是有效的。为此,优选表面层是柔软的。作为本公开的电子照相用导电性构件的硬度的基准,优选距离表面层的表面深度为1μm的位置处的"通用硬度(t=1μm位置)"为1.0N/mm2以上且7.0N/mm2以下。外部添加剂和调色剂各自的尺寸为亚微米至数微米的量级,因此优选控制与表面层的作为与外部添加剂和调色剂的接触面的外表面紧邻的位置的硬度。具体地,当将在将压头从表面层的外表面压入1μm时表面的通用硬度设定为1.0N/mm2以上时,可以抑制由在长时间以静止状态使充电辊与电子照相感光构件彼此抵接时发生的充电辊的变形引起的图像浓度不均匀的发生。此外,可以通过将通用硬度设定为7.0N/mm2以下来抑制调色剂的变形和破裂,因此可以更可靠地抑制残留在感光构件上的非典型调色剂和微粉化调色剂的绝对量。此外,当将通用硬度设定为5.0N/mm2以下时,表面层追随污垢物质而变形。因此,由露出表面层的表面的导电性颗粒引起的凸部与污垢物质之间的接触点增加,并且提高电子从凸部向污垢物质中的注入效率。
用作充电辊的电子照相用导电性构件的表面层的表面的通用硬度通过使用例如通用硬度计(商品名:Fischerscope HM2000XYp,由Fischer Instruments K.K.制造)来测量。通用硬度为通过在施加负荷的同时将压头压入测量对象来确定的物性值,并且确定为"(试验负荷)/(试验负荷下压头的表面积)(N/mm2)"。在施加预定的相对较小的试验负荷的同时将形状为例如四棱锥的压头压入测量对象,并且,当到达预定的压入深度时,由压入深度求出与压头接触的表面积,由此由上述表达式求出通用硬度。
<源自电子导电剂的表面层凸部>
为了将电荷注入污垢物质,优选在表面层的表面上存在源自电子导电剂(导电性颗粒)的露出部分的凸部。源自导电性颗粒的露出部分的各凸部的尺寸优选为5.0nm以上且100.0nm以下。当将尺寸设定为5.0nm以上时,凸部可以用作起点,用于将电荷更有效地注入污垢物质。此外,当将尺寸设定为100.0nm以下时,可以抑制电荷向感光构件的过度注入。如图9中所示,各凸部的尺寸意指从粘结剂树脂302露出的部分中的导电性颗粒301的粒径303的平均值(数均粒径)。作为凸部尺寸的测量方法,通过使用SEM拍摄任意的2μm见方的区域的图像,并且各自测量随机地选自获得的图像的20个颗粒的粒径,以求出算术平均粒径。
此外,为了通过利用源自导电性细颗粒的凸部将电荷注入污垢物质,控制凸部的数量是有效的。源自导电性细颗粒的露出部分的凸部的数量在长度为2.0μm且宽度为2.0μm的区域(4.0μm2的区域)中优选为50个以上且500个以下。当将数量设定为50个以上时,可以确保作为用于将电荷注入污垢物质的起点的凸部的数量。此外,当将数量设定为500个以下时,可以抑制电荷向感光构件的注入。可以通过用扫描电子显微镜(SEM)拍摄任意的2μm见方的区域的图像并且从二值化后的图像计算导电点的数量来计算凸部的数量。
接下来,描述用于使导电性细颗粒露出表面层的表面的方法。当通过浸涂法在电子照相用导电性构件的导电层上形成表面层时,总是在表面层的最外表面上形成外层。因此,为了使导电性颗粒露出表面层的表面以使露出部分在表面层的表面上产生凸部,除去最外表面上的外层是有效的。例如,通过进行紫外线处理、研磨法、电解研磨法、化学研磨法或离子研磨法等来除去由粘结剂树脂形成的表面外层。由此,可以使导电性颗粒露出表面层的表面。在本公开中,表面层的硬度低,因此,即使进行紫外线处理,也可以充分地除去外层以使导电性细颗粒露出表面层的表面。与研磨法等相比,紫外线处理是优选的,这是因为导电性颗粒可以露出表面层的表面,同时使对表面层的损伤最小化。
可以用原子力显微镜(AFM)来确认导电性细颗粒的露出状态。在AFM的轻敲模式(tapping mode)下获取高度图像。在该情况下,将源自导电性细颗粒的露出部分的部分确认为凸部。当在存在浸涂后的外层的状态下获取高度图像时,未确认到凸部。此外,在AFM的轻敲模式下获取相位图像。在该情况下,由于导电性细颗粒的小的相位偏移和粘结剂树脂与导电性细颗粒之间的硬度差,因此获得具有非常大的浓度对比度差异的图像。当在存在浸涂后的外层的状态下获取相位图像时,获取具有非常少的数量的相位差和低对比度差异的图像。
<粗糙化颗粒>
在不损害本公开的效果的范围内,表面层可以包含粗糙化颗粒。粗糙化颗粒的实例包括:有机系绝缘性颗粒,例如丙烯酸系树脂、聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、氟树脂和硅酮树脂;和无机系绝缘性颗粒,例如氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、钛酸锶、钛酸钡、硫酸钡、碳酸钙、云母、沸石和膨润土。在本公开中,优选使用具有柔软性的有机系绝缘性颗粒作为粗糙化颗粒,这是因为使表面层变形以增加对例如外部添加剂和调色剂等污垢物质的接触机会。这些颗粒可以单独地或以其组合使用。粗糙化颗粒的数均粒径没有特别限制,但是为约3μm以上且约30μm以下。
<离子导电剂>
在不损害本发明的效果的范围内,表面层可以包含离子导电剂。从由导电层输送要供给至附着的污垢的电荷的观点,要求表面层包含具有令人满意的响应性的电子导电剂,但是可以以辅助方式添加具有相对较低(慢)的响应性的离子导电剂。使用该构成,可以供给至表面上的污垢的电荷包括在某一时刻借助电子导电剂从导电层瞬时输送的电荷和在离开导电层不久后随后借助离子导电剂输送的电荷的组合。因此,当电子导电剂主要输送电荷时,电荷供给不足的可能性进一步减少。离子导电剂没有特别限制,只要离子导电剂显示离子导电性即可,并且其实例包括:无机离子物质,例如高氯酸锂、高氯酸钠和高氯酸钙;季铵盐,例如月桂基三甲基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵和四丁基高氯酸铵;和有机酸的无机盐,例如三氟甲磺酸锂和全氟丁磺酸钾。
这些离子导电剂可以单独地或以其组合使用。
在离子导电剂中,具有容易与构成表面层的材料形成键的官能团的离子导电剂是优选的,这是因为离子导电剂固定在表面层内部,因此容易长期维持特性。作为实例,当表面层中具有氨基甲酸酯键时,给出具有OH基团的离子导电剂。更优选离子导电剂的结构中包含咪唑鎓结构。电荷容易在咪唑鎓环上离域,并且不太容易在该结构中出现电荷的不均匀分布。因此,可以期望表面层内均匀的电荷转移和对污垢更均匀的电荷供给。将离子导电剂用于电子导电剂的辅助作用,因此离子导电剂的量小于构成表面层的电子导电剂的量,并且相对于100质量份粘结剂树脂优选为0.01质量份以上且5.0质量份以下。离子导电剂的量进一步优选为0.01质量份以上且2.0质量份以下。
<其它添加剂>
在不损害本公开的效果的范围内,可以根据需要将任何其它添加剂添加至表面层。作为添加剂,可以添加扩链剂、交联剂、颜料、硅酮添加剂和各自用作催化剂的胺类和锡配合物等。当将硅酮添加剂添加至表面层中时,使表面层的电阻增加,并且对表面层赋予滑动性以抑制电荷向感光构件中的注入并且提高表面层的耐磨耗性。因此,特别优选添加硅酮添加剂。
<表面层的厚度>
优选表面层的厚度为0.1μm以上且100μm以下。厚度更优选为1μm以上且50μm以下。可以通过用锋利的刀具切出辊截面并且用光学显微镜或电子显微镜观察辊截面来测量表面层的厚度。
<表面层的体积电阻率>
用作充电辊的电子照相用导电性构件的表面层的体积电阻率优选为1.0×1010Ω·cm以上且1.0×1016Ω·cm以下。当使用电子照相用导电性构件作为充电辊时,优选将表面层的体积电阻率设定为较大的值。确认到当表面层的体积电阻率较小时,污垢物质不容易返回感光构件,并且使沉积在充电辊上的污垢物质的附着量增大。本发明人认为前述内容表明以下。当使带负电的污垢物质与表面层、特别是导电性颗粒未露出表面的粘结剂树脂直接接触时,污垢物质的负电荷移动至充电辊的表面层侧,并且使污垢物质的负电荷衰减。为了抑制污垢物质的负电荷的衰减,优选表面层具有高电阻,为此,将表面层的体积电阻率设定为1.0×1010Ω·cm以上。此外,确认到当表面层的体积电阻率较低时,电荷从充电辊注入感光构件。当表面层的硬度较低时并且进一步当在充电辊与感光构件之间设置圆周速度差时,该现象变得显著。在实际的图像输出时,注入带电量被加入至由放电引起的带电量,因此,当注入带电量较大时,变得难以稳定地保持感光构件的表面电位。用于以稳定的图像浓度维持输出的注入带电量的基准为50V以下,为此,优选将表面层的体积电阻率设定为1.0×1012Ω·cm以上。
此外,当表面层的体积电阻率较高时,作为充电辊,放电变得不稳定,因此将表面层的体积电阻率设定为1.0×1016Ω·cm以下。可以例如如下所述来估计从充电辊至感光构件的注入带电量。在充电辊不放电的条件下对充电辊施加电压(例如,DC-500V)时感光构件的表面电位在注入带电量增加的高温高湿环境(温度:30℃,相对湿度:80%)下测量。对于表面层的体积电阻率的测量,可以采用用原子力显微镜(AFM)以导电性模式测得的测量值。通过使用操纵器从充电辊的表面层切出片材,并且对表面层的单面进行金属蒸镀。将直流电源连接至进行金属蒸镀的表面,并且施加电压。使悬臂的自由端与表面层的另一表面接触,并且通过AFM主体获得电流图像。测量在表面上100个随机选择的位置处的电流值,并且可以由前10个测得的低电流值的平均电流值、平均膜厚度和悬臂的接触面积计算体积电阻率。
<表面层的生产方法>
表面层的形成方法没有特别限制,但是其实例包括用其中将溶剂添加至原料中的涂料喷涂、浸渍(浸涂法)和辊涂。作为形成表面层的方法,浸涂法是简单的并且在生产稳定性方面优异。此外,在涂布之后,根据需要进行例如加热等额外处理。
<作为显影构件使用>
电子照相用导电性构件在作为显影构件使用时也是有效的。
当在高速处理中使用根据专利文献1的电子照相用导电性构件作为显影构件时,从支承体至电子照相用导电性构件的表面的电荷转移变得不均匀,并且施加至调色剂的电荷量变化。结果,变得难以实现均匀显影,并且,例如,可能产生在图像中出现具有低带电量的调色剂的起雾图像。根据本公开,可以长期维持调色剂的电荷量的变化非常小的显影过程。
当使用电子照相用导电性构件作为显影构件时,表面层的特征在于在温度为23℃且相对湿度为50%的环境下的体积电阻率为1.0×104Ωcm至1.0×1015Ωcm。表面层具有对调色剂赋予摩擦带电的功能,并且还具有保护显影构件的表面和抑制显影构件的表面的磨耗和破坏的功能。可以通过将电子导电剂或离子导电剂添加至用作粘结剂的树脂组分中来调整表面层的体积电阻率。粘结剂树脂用作电子导电剂、离子导电剂、填料和添加剂的载体。
可以使用已知的树脂作为粘结剂树脂组分并且没有特别限制,但是其实例包括以下树脂。这些树脂可以单独地或以其组合使用。
其具体实例包括聚氨酯树脂,聚酯树脂,聚醚树脂,丙烯酸系树脂,环氧树脂,例如三聚氰胺、酰胺树脂、酰亚胺树脂、酰胺酰亚胺树脂等氨基树脂,酚醛树脂,乙烯基树脂,硅酮树脂,氟树脂,聚亚烷基亚胺树脂,和聚碳酸酯树脂。
从膜强度和调色剂带电性的观点,聚氨酯树脂是特别优选的。其中,优选使用热固性聚醚聚氨酯树脂、聚酯聚氨酯树脂和聚碳酸酯树脂,这是因为这些树脂还具有柔软性。这些热固性聚氨酯树脂各自通过已知的聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇与异氰酸酯化合物之间的反应来获得。
聚醚多元醇的实例包括聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基二醇。
此外,聚酯多元醇的实例包括各自通过例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,4-戊二醇或新戊二醇等二醇组分或者例如三羟甲基丙烷等三醇组分与例如琥珀酸、己二酸、邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸或六羟基邻苯二甲酸等二羧酸之间的缩合反应而获得的聚酯多元醇。
此外,聚碳酸酯多元醇的实例包括各自通过例如1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、二甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇或聚四亚甲基二醇等二醇组分与光气、例如碳酸二甲酯等碳酸二烷基酯或例如碳酸亚乙酯等环状碳酸酯之间的缩合反应而获得的聚碳酸酯多元醇。
根据需要,这些多元醇组分可以各自形成具有预先用例如2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,4二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等异氰酸酯延长的链的预聚物。
要进行与这些多元醇组分中的每一者反应的异氰酸酯化合物没有特别限制,但是可以使用例如:脂肪族多异氰酸酯,例如亚乙基二异氰酸酯和1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI);脂环族多异氰酸酯,例如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、环己烷1,3-二异氰酸酯和环己烷1,4-二异氰酸酯;芳香族异氰酸酯,例如2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和萘二异氰酸酯;及其共聚物、异氰脲酸酯、TMP加合物、缩二脲和嵌段体。
其中,更优选使用芳香族异氰酸酯例如甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。
要与多元醇组分进行反应的异氰酸酯化合物的混合比优选使得异氰酸酯基相对于羟基1.0的比率落在1.0至2.0的范围内,这是因为可以抑制残留的未反应组分。
当使用聚氨酯树脂作为用于表面层的粘结剂树脂时,氨基甲酸酯基浓度优选为1.5%以上且6.5%以下。
当在电子照相图像形成设备中将电子照相用导电性构件(显影构件)在高温高湿环境和低温低湿环境下交替地进行长期耐久试验时,可能发生由电子照相用导电性构件表面附近的破坏引起的图像缺陷。
作为由本发明人进行的研究的结果,关于电子照相用导电性构件表面附近的破坏,确认到当将电子照相用导电性构件交替地置于高温高湿环境和低温低湿环境下时,表面层重复地膨胀和收缩,并且可以在表面层与导电层之间的界面附近产生微小的裂纹。推测微小的裂纹在长期耐久试验中造成电子照相用导电性构件表面附近的破坏。
从耐久性的观点,氨基甲酸酯基浓度为1.5%以上的情况是优选的,这是因为表面层的膜强度由于氨基甲酸酯基间的相互作用而较高。此外,当氨基甲酸酯基浓度为6.5%以下时,存在很少的用作与水分子的亲和部位的过剩的氨基甲酸酯基。因此,即使当在高温高湿环境和低温低湿环境下交替地使用电子照相用导电性构件时,也不容易发生由膨胀/收缩引起的破坏,并且即使在严苛的环境下使用也获得高的耐久性。
表面层包含具有结构式(1)至(3)的结构的聚氨酯树脂的情况是特别优选的,这是因为即使在严苛的环境下使用也获得较高的耐久性。
[化学式1]
结构式(1)
结构式(2)
结构式(3)
在结构式(1)至(3)中,R1至R3各自独立地表示具有4个以上且8个以下的碳原子的具有直链或支链的二价烃基。
结构式(1)至(3)的结构分别具体地表示具有大量碳原子的醚结构、酯结构和碳酸酯结构。包含这些结构的树脂具有大量碳原子,因此每单位重量包含的醚键、酯键和碳酸酯键的量较小。因此,与树脂中的水分子的亲和性降低,并且即使在高温高湿环境下也可以使含水率保持为较低。
特别地,优选使具有结构式(1)至(3)的结构的多元醇与异氰酸酯化合物进行反应以获得期望的聚氨酯树脂。
结果,即使当在高温高湿环境和低温低湿环境下交替地使用电子照相用导电性构件时,也不容易发生由热膨胀/收缩引起的破坏,因此即使在严苛的环境下使用也获得高的耐久性。
具有结构式(1)的结构的多元醇的实例包括聚四亚甲基二醇、聚六亚甲基二醇、聚八亚甲基二醇、和四氢呋喃与3-甲基四氢呋喃的开环共聚多元醇。
具有结构式(2)的结构的多元醇的实例包括各自通过例如1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、3-甲基-1,4-戊二醇或新戊二醇等二醇组分或者例如三羟甲基丙烷等三醇组分与例如己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸或癸二酸等二羧酸之间的缩合反应获得的聚酯多元醇。
具有结构式(3)的结构的多元醇的实例包括各自通过例如1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、3-甲基-1,4-戊二醇或新戊二醇等二醇组分与光气或例如碳酸二甲酯等碳酸二烷基酯之间的缩合反应获得的聚碳酸酯多元醇。
除了使用异氰酸酯化合物的热固性反应以外,还可以借助紫外线或电子束使代替多元醇而在末端引入有乙烯基或丙烯酰基的化合物固化。在使用紫外线或电子束的固化系统中,与使用异氰酸酯的固化系统相比,可以在更短的时间内进行固化反应。
表面层包含如上所述的电子导电剂。其中,炭黑是优选的,这是因为炭黑相对容易获得,并且获得令人满意的导电性。当使用炭黑作为电子导电剂时,优选以相对于100质量份粘结剂树脂为2质量份至50质量份的量配混炭黑。
作为导电剂,离子导电剂可以与上述电子导电剂组合使用。
作为离子导电剂,可以使用例如季铵盐、咪唑鎓盐、吡啶鎓盐、锍盐或鏻盐。作为离子导电剂的阴离子,给出例如高氯酸根阴离子、氟烷基磺酰亚胺阴离子、氟磺酰亚胺阴离子、三氟甲磺酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子、二氰胺阴离子、硫氰酸根阴离子和二氰基磺酰亚胺阴离子。可以使用其中至少一种。
根据需要,表面层可以包含非导电性填料例如二氧化硅、石英粉末、氧化钛、氧化锌或碳酸钙。当在表面层的形成中采用涉及用涂料来涂布的方法时,可以添加非导电性填料以形成成膜助剂。非导电性填料的含量相对于100质量份形成表面层的树脂组分,即,通过将粘结剂树脂和具有由结构式(1)表示的结构的树脂组合而获得的组分优选为10质量%以上且30质量%以下。
根据需要,电子照相用导电性构件可以具有适当的表面粗糙度。当电子照相用导电性构件为显影辊或显影套筒时,表面粗糙度以十点平均粗糙度(Rz)计优选落在2.0μm至10.0μm的范围内,特别优选落在2.0μm至4.5μm的范围内。当电子照相用导电性构件为显影刮板时,表面粗糙度以十点平均粗糙度(Rz)计优选落在0.0μm至6.0μm的范围内,特别优选落在0.0μm至1.5μm的范围内。当表面粗糙度落在上述范围内时,实现与调色剂的均匀接触和适当的调色剂输送量二者,并且可以容易地将电荷均匀地供给至调色剂。
作为电子照相用导电性构件的表面粗糙度的形成方法,给出向表面层添加细颗粒、研磨、模具转印和激光处理。当添加用于控制粗糙度的细颗粒时,细颗粒的体积平均粒径优选为3μm至20μm。此外,添加至表面层的颗粒的量相对于表面层的树脂固成分100质量份优选为1质量份至50质量份。作为粗糙度控制用细颗粒,可以使用聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸系树脂和酚醛树脂的细颗粒。
当电子照相用导电性构件具有辊形状时,作为导电层的成形方法,给出与充电辊的生产方法相同的方法。
此外,当电子照相用导电性构件具有刮板形状时,作为其成形方法,给出涉及进行模具成形、注射成形、挤出成形和离心成形的方法。
表面层的形成方法没有特别限制,但是其实例包括用涂料喷涂、浸涂和辊涂。如日本专利申请特开No.S57-5047中所记载的涉及使涂料从浸渍槽的上端溢出的浸涂法作为形成表面层的方法是简便的并且在生产稳定性方面优异。
<处理盒>
图7为包括根据本公开的一个实施方案的电子照相用导电性构件作为充电辊的电子照相用处理盒100的示意性截面图。通过使显影装置和充电装置一体化来形成处理盒,以可拆卸地安装至电子照相图像形成设备的主体。显影装置通过至少使显影辊103、调色剂容器106和调色剂109一体化来获得,并且,根据需要,可以包括调色剂供给辊104、显影刮板108和搅拌叶片110。充电装置通过至少使感光鼓201和充电辊102一体化来获得,并且可以包括清洁刮板105和废调色剂容器107。将电压施加至充电辊102、显影辊103、调色剂供给辊104和显影刮板108中的每一者。此外,可以使用根据本公开的一个实施方案的电子照相用导电性构件作为显影辊、显影刮板或调色剂供给辊。
<电子照相图像形成设备>
图8为使用根据本公开的一个实施方案的电子照相用导电性构件作为充电辊的电子照相图像形成设备200的示意性构成图。该设备为可拆卸地安装有处理盒100的彩色电子照相设备。在各处理盒中,使用黑色、品红色、黄色和青色的各色调色剂。感光鼓201沿由箭头指示的方向旋转,并且借助从充电偏压电源对其施加电压的充电辊202均匀地带电,并且使用曝光光211在其表面上形成静电潜像。同时,将容纳在调色剂容器206中的调色剂209通过搅拌叶片210供给至调色剂供给辊204并且输送至显影辊203上。借助与显影辊203接触配置的显影刮板208将调色剂209均匀地涂覆至显影辊203的表面上,并且通过摩擦带电对调色剂209赋予电荷。对静电潜像赋予由与感光鼓101接触配置的显影辊203输送的调色剂209并且使其显影以可视化为调色剂图像。
借助通过一次转印偏压电源对其施加电压的一次转印辊212将感光鼓上的可视化的调色剂图像转印至中间转印带215上。驱动中间转印带215,同时使其由张力辊213和中间转印带驱动辊214来支承。使各色的调色剂图像依次重叠以在中间转印带上形成彩色图像。
将转印材料219通过供纸辊给送至设备内,并且输送至中间转印带215与二次转印辊216之间的空间。将电压从二次转印偏压电源施加至二次转印辊216,由此将中间转印带215上的彩色图像转印至转印材料219上。借助定影单元218对其上转印有彩色图像的转印材料219进行定影处理并且将其递送至设备外。由此,完成打印操作。
同时,借助清洁刮板205来刮除残留在感光鼓上而未转印的调色剂以将其容纳于废调色剂容纳容器207中,并且经清洁的感光鼓201重复上述工序。此外,还借助清洁装置217来刮除残留在中间转印带215上而未转印的调色剂。
虽然示出彩色电子照相设备作为实例,但是在单色电子照相设备(未示出)中,处理盒仅为使用黑色调色剂的产品。在不使用中间转印带的情况下,借助处理盒和一次转印辊(没有二次转印辊)在转印材料上直接形成单色图像。此后,借助定影单元对转印材料进行定影并且将其递送至设备外。由此,完成打印操作。
实施例
以下描述用于生产根据实施例和比较例的电子照相用导电性构件的原料。
<NBR>
·NBR(1)(商品名:JSR NBR N230SV,丙烯腈含量:35%,门尼粘度ML(1+4)100℃:32,SP值:20.0(J/cm3)0.5,由JSR Corporation制造,简称:N230SV)
·NBR(2)(商品名:JSR NBR N215SL,丙烯腈含量:48%,门尼粘度ML(1+4)100℃:45,SP值:21.7(J/cm3)0.5,由JSR Corporation制造,简称:N215SL)
·NBR(3)(商品名:Nipol DN401LL,丙烯腈含量:18.0%,门尼粘度ML(1+4)100℃:32,SP值:17.4(J/cm3)0.5,由Zeon Corporation制造,简称:DN401LL)
<异戊二烯橡胶IR>
·异戊二烯橡胶(商品名:Nipol 2200L,门尼粘度ML(1+4)100℃:70,SP值:16.5(J/cm3)0.5,由Zeon Corporation制造,简称:IR2200L)
<丁二烯橡胶BR>
·丁二烯橡胶(1)(商品名:UBEPOL BR130B,门尼粘度ML(1+4)100℃:29,SP值:16.8(J/cm3)0.5,由Ube Industries,Ltd.制造,简称:BR130B)
·丁二烯橡胶(2)(商品名:UBEPOL BR150B,门尼粘度ML(1+4)100℃:40,SP值:16.8(J/cm3)0.5,由Ube Industries,Ltd.制造,简称:BR150B)
<SBR>
·SBR(1)(商品名:ASAPRENE 303,苯乙烯含量:46%,门尼粘度ML(1+4)100℃:45,SP值:17.4(J/cm3)0.5,由Asahi Kasei Corporation制造,简称:A303)
·SBR(2)(商品名:TUFDENE 2003,苯乙烯含量:25%,门尼粘度ML(1+4)100℃:33,SP值:17.0(J/cm3)0.5,由Asahi Kasei Corporation制造,简称:T2003)
·SBR(3)(商品名:TUFDENE 2100R,苯乙烯含量:25%,门尼粘度ML(1+4)100℃:78,SP值:17.0(J/cm3)0.5,由Asahi Kasei Corporation制造,简称:T2100R)
·SBR(4)(商品名:TUFDENE 2000R,苯乙烯含量:25%,门尼粘度ML(1+4)100℃:45,SP值:17.0(J/cm3)0.5,由Asahi Kasei Corporation制造,简称:T2000R)
·SBR(5)(商品名:TUFDENE 1000,苯乙烯含量:18%,门尼粘度ML(1+4)100℃:45,SP值:16.8(J/cm3)0.5,由Asahi Kasei Corporation制造,简称:T1000)
<氯丁二烯橡胶(CR)>
·氯丁二烯橡胶(商品名:SKYPRENE B-31,门尼粘度ML(1+4)100℃:40,SP值:17.4(J/cm3)0.5,由Tosoh Corporation制造,简称:CR B31)
<EPDM>
·EPDM(商品名:Esprene 505A,门尼粘度ML(1+4)100℃:47,SP值:16.0(J/cm3)0.5,由Sumitomo Chemical Company,Limited制造,简称:E505A)
<导电性颗粒>
·炭黑(1)(商品名:TOKABLACK#5500,DBP吸收量:155cm3/100g,由Tokai CarbonCo.,Ltd.制造,简称:#5500)
·炭黑(2)(商品名:TOKABLACK#7360SB,DBP吸收量:87cm3/100g,由Tokai CarbonCo.,Ltd.制造,简称:#7360)
·炭黑(3)(商品名:TOKABLACK#7270SB,DBP吸收量:62cm3/100g,由Tokai CarbonCo.,Ltd.制造,简称:#7270)
·炭黑(4)(商品名:Raven 1170,DBP吸收量:55cm3/100g,由Columbia Chemical制造,简称:R1170)
·炭黑(5)(商品名:MA100,DBP吸收量:95cm3/100g,由Mitsubishi ChemicalCorporation制造,简称:MA100)
<硫化剂>
·硫化剂(1)(商品名:SULFAX PMC,硫磺含量97.5%,由Tsurumi ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造,简称:硫磺)
<硫化促进剂>
·硫化促进剂(1)(商品名:SANCELER TBZTD,四苄基秋兰姆二硫化物,由SanshinChemical Industry Co.,Ltd.制造,简称:TBZTD)
·硫化促进剂(2)(商品名:NOCCELER TBT,四丁基秋兰姆二硫化物,由OuchiShinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造,简称:TBT)
·硫化促进剂(3)(商品名:NOCCELER EP-60,硫化促进剂混合物,由Ouchi ShinkoChemical Industrial Co.,Ltd.制造,简称:EP-60)
·硫化促进剂(4)(商品名:SANTOCURE-TBSI,N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰亚胺,由Flexsys制造,简称:TBSI)
·硫化促进剂(5)(商品名:SANCELER 22-C,2-咪唑啉-2-硫醇或2-咪唑啉硫酮,由Sanshin Chemical Industry Co.,Ltd.制造,简称:SANCELER 22)
·硫化促进剂(6)(商品名:NOCCELER TRA,双五亚甲基秋兰姆四硫化物,由OuchiShinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造,简称:TRA)
<填料>
·填料(1)(商品名:NANOX#30,碳酸钙,由Maruo Calcium Co.,Ltd.制造,简称:#30)
以下描述根据实施例和比较例的电子照相用导电性构件,但是本公开的技术范围不限于实施例中呈现的构成。
<导电辊1的生产>
[1-1.域形成用橡胶组合物(CMB)的制备]
将表1中所示种类和量的各材料用加压式捏合机混合以获得域形成用橡胶组合物(CMB)。将混合条件设定为填充率为70vol%、叶片旋转速度为30rpm和18分钟。
[表1]
表1 CMB的原料
[1-2.基质形成用橡胶组合物(MRC)的制备]
将表2中示出的种类和量的各材料用加压式捏合机混合以获得基质形成用橡胶组合物(MRC)。将混合条件设定为填充率为70vol%、叶片旋转速度为30rpm和18分钟。
[表2]
表2 MRC的原料
[1-3.导电层形成用橡胶组合物1的制备]
将表3中示出的种类和量的各材料用开炼辊混合以制备电子照相用导电性构件成形用橡胶组合物。作为混合机,使用辊直径为12英寸的开炼辊。混合在以下条件下进行:将混合物以10rpm的前辊转速、8rpm的后辊转速和2mm的辊隙双侧切割总计20次,然后以1.0mm的辊隙进行10次薄通。
[表3]
表3导电层形成用橡胶组合物1
[1-4.导电层的形成]
制备对易切削钢的表面进行了化学镀镍的总长度为252mm且外径为6mm的圆棒。接下来,通过使用辊涂机将粘接剂(商品名:METALOC U-20,由Toyokagaku Kenkyusho Co.,Ltd.制造)在除了距离圆棒的两端部各自11mm以外的230mm的范围内涂布至整个圆周,以生产支承体。
接下来,将内径为10.5mm的模头安装至包括支承体的供给机构和未硫化橡胶辊的排出机构的十字头挤出机的前端。将挤出机和十字头各自的温度调整至100℃,并且将导电性支承体的输送速度调整至60mm/sec。在该条件下,从挤出机供给在[1-3]中制备的导电层形成用橡胶组合物1,并且在十字头中用导电层形成用橡胶组合物1覆盖支承体的外周部,由此获得未硫化橡胶辊。
接下来,将未硫化橡胶辊投入热风硫化炉中并且在170℃的温度下加热60分钟以使未硫化橡胶组合物的层硫化,由此获得具有形成在支承体的外周部上的导电性树脂层的辊。此后,将导电性树脂层的两端部各自切去10mm以将导电性树脂层部沿长度方向的长度设定为232mm。最后,用旋转磨石研磨导电性树脂层的表面。结果,生产包括在从中央部朝向两端部侧各90mm的位置处的直径为9.65mm并且中央部直径为9.7mm的导电层1的导电辊1。
<导电辊2至28的生产>
[2-1.域形成用橡胶组合物的制备]
[2-2.基质形成用橡胶组合物的制备]
除了使用表4-1和表4-2中示出的材料以外,以与上述[1-1]和[1-2]中相同的方式来制备用于形成导电辊2至28的各导电层2至28的域形成用橡胶组合物和基质形成用橡胶组合物。
[2-3.导电层形成用橡胶组合物2至28的制备]
除了如表4-3中所示配混表4-1中示出的CMB、表4-2中示出的MRC和其它材料以外,以与导电层形成用橡胶组合物1中相同的方式来制备导电层形成用橡胶组合物2至28。
[2-4.导电辊2至28的生产]
除了使用导电层形成用橡胶组合物2至28以外,以与上述[1-4]中相同的方式来生产导电辊2至28。
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在表4-1至表4-3中,DBP表示DBP吸油量,并且其单位为(cm3/100g)。关于表中的门尼粘度,原料橡胶的值为各公司的目录值。域用CMB的值为基于JIS K6300-1:2013的门尼粘度ML(1+4),并且在将构成域用CMB的所有材料混炼时的橡胶温度下测量。SP值的单位为(J/cm3)0.5
关于门尼粘度,原料橡胶的值为各公司的目录值。MRC的值为基于JIS K6300-1:2013的门尼粘度ML(1+4),并且在将构成MRC的所有材料混炼时的橡胶温度下测量。SP值的单位为(J/cm3)0.5,并且SP值差为CMB中的第二橡胶与MRC中的第一橡胶之差的绝对值。
<3.表面层用涂布液的制备>
[3-1.表面层用涂布液1的制备]
如下所述来制备用于形成表面层1的表面层用涂布液1。
在氮气气氛下,在将反应容器内的温度保持在65℃的同时,在反应容器内将100质量份聚酯多元醇(商品名:P3010,由Kuraray Co.,Ltd.制造)逐渐滴加至27质量份聚合MDI(商品名:MILLIONATE MR-200,由Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造)中。在完成滴加之后,使所得物在65℃的温度下进行反应2小时。将获得的反应混合物冷却至室温以获得异氰酸酯基含量为4.3%的末端为异氰酸酯基的预聚物P-1。
相对于54.9质量份末端为异氰酸酯基的预聚物P-1,将41.52质量份聚酯多元醇(商品名:P2010,由Kuraray Co.,Ltd.制造)和30质量份炭黑(商品名:MA230,由MitsubishiChemical Corporation制造,数均粒径:30nm)溶解于甲基乙基酮(MEK)中,并且调整混合物以使固成分为27质量%。由此,制备混合液1。将270g混合液1和200g平均粒径为0.8mm的玻璃珠置于内容积为450mL的玻璃瓶中并且通过使用油漆搅拌分散机分散12小时。分散后,添加15质量份平均粒径为7.0μm的聚氨酯颗粒(商品名:Daimicbeaz UCN-5070D,由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造)。此后,将所得物进一步分散15分钟以除去玻璃珠,由此获得表面层用涂布液1。
[3-2.表面层用涂布液2至16、C1和C2的制备]
除了以表5中示出的配混比例使用表5中示出的材料以外,以与表面层用涂布液1中相同的方式来制备表面层用涂布液2至16、C1和C2。在表面层用涂布液12和13中,除了电子导电剂以外,进一步添加离子导电剂。
在实施例41和45中分别详细地描述表面层用涂布液14和16。在表中,"phr"表示相对于100质量份橡胶组分的配混量。
在表5中,多元醇、异氰酸酯、粗糙化颗粒、硅酮添加剂和离子导电剂的简称如下。
A-1:聚酯多元醇(商品名:P2010,由Kuraray Co.,Ltd.制造)
A-2:聚碳酸酯系(商品名:T5652,由Asahi Kasei Chemicals Corporation制造)
A-3:丙烯酸系多元醇(商品名:DC2016,由Daicel Corporation制造)
B-1:聚酯多元醇/聚合MDI(商品名:P3010,由Kuraray Co.,Ltd.制造/商品名:MILLIONATE MR-200,由Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造)
B-2:聚碳酸酯系多元醇/聚合MDI(商品名:T5652,由Asahi Kasei ChemicalsCorporation制造/商品名:MILLIONATE MR-200,由Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造)
B-3:异氰酸酯A/异氰酸酯B=4:3(商品名:VESTANAT B1370,由Degussa AG制造/商品名:Duranate TPA-880E,由Asahi Kasei Chemicals Corporation制造)
C-1:聚氨酯颗粒(商品名:Daimicbeaz UCN-5070D,平均粒径:7.0μm,由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造)
CB:导电性炭黑(商品名:MA230,由Mitsubishi Chemical Corporation制造,数均粒径:30nm)
氧化锡:Sb掺杂的SnO2(商品名:SN-100P,由Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造,粒径:10nm至30nm(一次粒径))
D-1:改性二甲基硅油(商品名:SH-28PA,由Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.制造)
E-1:季铵盐(商品名:ADK CIZER LV-70,由ADEKA Corporation制造)
E-2:合成品(记载于以下实施例41中)
<实施例1>
将导电辊1浸渍在表面层用涂布液1中并且提起,同时保持其上端部,使长度方向沿垂直方向设置。将浸涂的浸渍时间设定为9秒。调整辊的提拉速度以使初始速度为20mm/sec并且最终速度为2mm/sec,并且速度在从20mm/sec至2mm/sec期间相对于时间线性变化。涂布后,将导电辊1在23℃的温度下风干30分钟。接下来,将所得物在热风循环干燥机中在80℃的温度下干燥1小时,然后在160℃的温度下干燥1小时,以在导电层上形成表面层用涂布液1的涂膜的干燥膜。
此外,用波长为254nm的紫外线照射干燥膜的表面,从而使累积光量为9,000mJ/cm2以除去干燥膜的最外表面上的外层,由此形成干燥膜中的导电性颗粒(导电性炭黑)露出外表面的表面层。使用低压汞灯(由Toshiba Lighting&Technology Corporation制造)作为紫外线的光源。以该方式,生产根据实施例1的电子照相用辊1。
<4.特性评价>
对获得的电子照相用辊1进行以下评价。
<4-1.电子照相用辊的特性评价>
<电子照相用导电性构件的阻抗的测量方法>
通过以下方法测量电子照相用辊的阻抗。
首先,作为预处理,在使电子照相用辊旋转的同时,在电子照相用辊的外表面上蒸镀铂以制成测量电极。在该情况下,通过使用掩蔽带来制成沿圆周方向均匀的宽度为1.5cm的电极。通过形成电极,由于电子照相用导电性构件的表面粗糙度,可以尽可能地减少测量电极与电子照相用导电性构件之间的接触面积的贡献。接下来,无间隙地围绕电极卷绕铝片以形成图3A和图3B中示出的测量样品。
然后,将阻抗测量装置(商品名:Solartron 126096W,由Toyo Corporation制造)从铝片连接至测量电极并且连接至支承体。在温度为23℃且相对湿度为50%的环境下以1Vpp的振动电压和1.0Hz的频率测量阻抗,并且获得阻抗的绝对值。
将电子照相用导电性构件(沿长度方向的长度:230mm)沿长度方向等分为5个区域,并且在来自各区域的任意1个点,即,总计5个点处形成测量电极,并且进行上述测量。采用其平均值作为电子照相用导电性构件的阻抗。
<4-2.表面层的特性评价>
<表面层的膜厚度的测量>
通过用光学显微镜或电子显微镜观察表面层的包括沿轴方向的3个点和沿圆周方向的3个点的总计9个点处的截面来测量表面层的膜厚度,并且采用平均值作为表面层的"膜厚度"。评价结果在表6中示出。
<表面层的通用硬度的测量>
使用通用硬度计测量距离表面层的表面深度为1μm的位置处的通用硬度。使用超微小硬度计(商品名:Fischerscope HM-2000,由Helmut Fischer GmbH制造)用于测量。以下描述具体的测量条件。
测量压头:维氏压头(面角:136,杨氏模量:1,140,泊松比:0.07,压头材料:金刚石)
测量环境:温度:23℃,相对湿度:50%
最大试验负荷:1.0mN
负荷条件:以在30秒内达到最大试验负荷的速度,与时间成比例地施加负荷。在该评价中,通过使用当将压头压入距离表面层的表面1μm的深度时的负荷F和此时压头与表面层之间的接触面积A,通过以下计算式(1)来算出通用硬度。
计算式(1)
通用硬度(N/mm2)=F/A
<表面层的体积电阻率(Ω·cm)的测量>
使用原子力显微镜(AFM)(商品名:Q-scope 250,由Quesant InstrumentCorporation制造)在导电性模式下测量表面层的体积电阻率。首先,通过使用操纵器将显影辊的表面层切成宽度为2mm且长度为2mm的片材,并且在表面层的单面上蒸镀铂。接下来,将直流电源(商品名:6614C,由Agilent Technologies制造)连接至铂蒸镀面,并且施加10V的电压。使悬臂的自由端与表面层的另一表面接触,并且通过AFM主体获得电流图像。在整个表面层中,在表面上的100个随机选择的位置处进行该测量,并且由前10个低电流值的平均电流值和表面层的膜厚度的平均值计算"体积电阻率"。
以下描述测量条件。
·测量模式:接触
·悬臂:CSC17
·测量范围:10nm×10nm
·扫描速率:4Hz
·施加电压:10V
<表面层的表面上源自电子导电剂的露出部分的凸部的测量>
表面层的表面上源自电子导电剂颗粒的露出部分的凸部的个数的测量方法如下所述。首先,从电子照相用辊切出包括表面层和导电层的部分的样品。在样品的对应于表面层的外表面的表面上蒸镀铂。接下来,在样品的铂蒸镀面上的任意5个位置处设置长度为2.0μm且宽度为2.0μm的观察区域,并且用扫描电子显微镜(SEM)(商品名:S-4800,由Hitachi High-Technologies Corporation制造)以40,000倍的倍率观察各观察区域以获得5张SEM图像。通过使用图像处理软件(商品名:ImageProPlus,由Media Cybernetics,Inc.制造)对各SEM图像进行8位灰阶转换以获得具有256级灰度的单色图像。接下来,对图像的黑白进行反转处理以使单色图像内的源自电子导电剂的露出部分的凸部变为白色,并且对于图像的亮度分布,基于Otsu's判别分析法的算法设定二值化阈值,由此获得二值化图像。从获得的二值化图像算出凸部的个数。采用从5张SEM图像获得的凸部的个数的平均值作为源自电子照相用导电性构件的电子导电剂的露出部分的凸部的个数。
<表面层中的聚氨酯树脂的分析>
通过使用FT-IR和1H-NMR进行表面层中的聚氨酯树脂的分析(氨基甲酸酯基浓度,部分结构)。
<4-3导电层的特性评价>
<(1)基质-域结构的确认>
通过以下方法来确认基质-域结构在导电层中的存在。
使用剃刀切出切片(厚度:500μm),使得能够观察与导电层的长度方向垂直的截面。接下来,在切片的对应于导电层的截面的表面上蒸镀铂。用扫描电子显微镜(SEM)(商品名:S-4800,由Hitachi High-Technologies Corporation制造)以1,000倍的倍率观察切片的铂蒸镀面以获得SEM图像。在SEM图像中,当确认到其中多个域分散在基质中并且基质彼此连通的结构时,将基质-域结构判定为"存在"。
<(2)域的最大费雷特直径、周长和包络周长的测量>
如下所述来测量域的最大费雷特直径、周长和包络周长以及域的个数。首先,当沿长度方向的长度由L表示时,通过使用切片机(商品名:Leica EM FCS,由LeicaMicrosystems制造)从电子照相用辊的包括导电层沿长度方向的中央和从导电层的两端朝向中央L/4处的3个位置处切出如图6B中所示的各自包括导电层沿总厚度方向的截面的样品(厚度:1μm)。
在三个获得的样品中的每一者中,在对应于导电层沿总厚度方向的截面的表面上蒸镀铂。接下来,用扫描电子显微镜(商品名:S-4800,由Hitachi High-TechnologiesCorporation制造)以5,000倍的倍率拍摄铂蒸镀面以获得SEM图像。通过使用图像处理软件(商品名:ImageProPlus,由Media Cybernetics,Inc.制造)对获得的SEM图像中的每一者进行8位灰阶转换以获得具有256级灰度的单色图像。接下来,对图像的黑白进行反转处理以使单色图像内的域变为白色,并且对于图像的亮度分布,基于Otsu's判别分析法的算法设定二值化阈值,由此获得二值化图像。在获得的二值化图像中,当导电层的厚度由T表示时,在距离导电层的外表面(面向支承体的面的对侧的面)深度为0.1T至0.9T的厚度区域的任意三个位置中的每一者处设置各边长为15μm的正方形观察区域。然后,通过使用上述图像处理软件的计数功能,各自计算任意选自观察区域中存在的域中的50个域的最大费雷特直径、周长和包络周长。
通过使用针对在各观察区域中观察到的各域算出的周长和包络周长来计算A/B值。然后,求出满足要求(2)的域的数量相对于所有观察到的域的数量的比例(个数%)。
<(3)基质的体积电阻率的测量>
如下所述,用扫描探针显微镜(SPM)(商品名:Q-Scope 250,由QuesantInstrument Corporation制造)在接触模式下测量基质的体积电阻率。测量环境为温度为23℃且相对湿度为50%。
首先,以与上述(2)中相同的方式从导电层切出样品。接下来,将各样品置于金属板的表面上以使样品的对应于导电层的截面的单面与金属板的表面接触。然后,使SPM的悬臂与样品的对应于与金属板接触的表面对侧的面上的基质的部分接触。接下来,将50V的电压施加至悬臂,并且测量电流值。此外,测量切片的表面形状使用SPM来测量,并且由获得的高度曲线算出测量点的厚度。由测量点的厚度和电流值算出测量点的体积电阻率。
当样品中导电层的厚度由T表示时,在对应于距离导电层的外表面(面向支承体的面的对侧的面)深度为0.1T至0.9T的厚度区域的区域中的基质部分的任意三个位置处进行测量。采用由从各样品获得的在总计9个点处的测量结果算出的体积电阻率的算术平均值作为要测量的电子照相用导电性构件的基质的体积电阻率。
当导电层的厚度由T表示时,在包括距离各切片的外表面深度为0.1T至0.9T的厚度区域中的基质部分的任意三个位置的总计9个点的测量位置处进行测量。采用其平均值作为基质的体积电阻率。
<(4)炭黑的DBP吸收量的测量方法>
按照日本工业标准(JIS)K 6217测量炭黑的DBP吸收量。作为该值,也可以使用炭黑的目录值。
<(5)域中包含的导电性颗粒的截面积相对于域的截面积的比例、域内的导电性炭黑颗粒之间的算术平均距离Dc、标准偏差σm和变异系数σm/Dc的测量方法>
在域内,域中包含的导电性颗粒的截面积相对于域的截面积的比例、导电性炭黑颗粒之间的算术平均距离Dc、标准偏差σm和变异系数σm/Dc如下所述来测量。
首先,用扫描电子显微镜(SEM)(商品名:S-4800,由Hitachi High-TechnologiesCorporation制造)以20,000倍的倍率拍摄在上述(2)中制成的样品的铂蒸镀面上的、上述(2)的评价中的二值化图像的对应于各边长为15μm的正方形观察区域的部分以获得新的SEM图像。通过使用图像分析装置(商品名:LUZEX-AP,由Nireco Corporation制造)对SEM图像进行8位灰阶化以获得具有256级灰度的单色图像。接下来,对图像的黑白进行反转处理以使单色图像内的域变为白色,并且对于图像的亮度分布,基于Otsu's判别分析法的算法设定二值化阈值,由此获得二值化图像。接下来,在上述(2)中观察到的各域中,由上述二值化图像算出域内的炭黑的壁面间距离Ci。然后,算出各域内的炭黑的壁面间距离的算术平均值(算术平均壁面间距离C)。此外,算出域的截面积和域内的炭黑的截面积。然后,由这些结果,计算满足要求(1)的域的数量相对于所有观察到的域的数量的比例(个数%)、和满足要求(1)和(2)的域的数量相对于所有观察到的域的数量的比例(个数%)。
此外,基于各获得的域内的导电性炭黑的壁面间距离及其算术平均值C来求出标准偏差σm。然后,通过将标准偏差σm除以算术平均值C来算出变异系数σm/C。
此外,关于满足要求(1)和要求(2)的域,计算炭黑的算术平均壁面间距离C、变异系数σm/C、和炭黑的截面积相对于域的截面积的比例的算术平均值。此外,关于满足要求(1)和要求(2)的域,计算A/B的算术平均值和最大费雷特直径的算术平均值。结果在表6-2中示出。
<构成基质和域的橡胶的SP值>
可以通过使用常规的溶胀法来测量SP值。通过使用操纵器等将构成基质和域的各橡胶分级,并且浸渍在具有不同SP值的溶剂中,并且由橡胶的重量变化来测量溶胀度。对于各溶剂,可以通过使用溶胀度的值的分析来计算汉森溶解度参数(HSP)。此外,可以通过借助使用具有已知SP值的材料来创建校准曲线以令人满意的精度算出汉森溶解度参数(HSP)。作为已知SP值的值,也可以使用材料制造商的目录值。由通过上述方法获得的构成基质和域的橡胶的SP值算出SP差,并且将其以绝对值使用。
<5.作为充电构件的评价>
评价电子照相用辊1在用作充电构件时的特性。
<调色剂带电量评价>
当使用电子照相用辊1作为充电辊时,如下所述来评价对污垢组分(例如转印残留调色剂和外部添加剂等污垢组分)的负电荷供给能力。
准备激光打印机(商品名:HP LaserJet Pro M203dw,由Hewlett-PackardCompany制造)作为电子照相图像形成设备。然后,在激光打印机中,改造电机以使处理速度为正常速度的1.2倍。此外,进行改造以使连接外部电源从而将电压施加至充电辊,由此防止电压从主体直接施加至充电辊。
此外,改造激光打印机用处理盒以将充电辊的清洁刮板、与感光鼓抵接的显影容器和转印辊取出。
将激光打印机和处理盒在低温低湿(温度:15℃,相对湿度:10%)环境下放置48小时。然后,将处理盒装入激光打印机。然后,在低温低湿环境下进行以下评价。在低温低湿环境下,从电子照相用构件向调色剂的电荷注入不容易发生。通过在此类环境下的以下评价,可以进一步准确地评价电子照相用构件对调色剂的电荷注入能力。
首先,在正常的图像输出条件下,在将实黑图像输出至1张纸上的图像形成工序的途中使主体停止,并且形成感光鼓的整个圆周被调色剂层覆盖的状态。
然后,将处于其中感光鼓的整个圆周被调色剂层覆盖的状态下的处理盒从主体中取出。将处理盒的充电辊取出,并且安装电子照相用辊1作为充电辊。在主体上安装处理盒。
然后,进行从外部电源对电子照相用辊1施加使电子照相用辊1不放电的电压(具体为-500V)由此将实白图像输出至1张纸上的图像形成工序,并且在该过程中,在通过电子照相用辊1与感光鼓之间的辊隙部分之前和之后测量感光鼓上的调色剂层的表面上的调色剂电位。对于电位测量,使用在距离感光鼓表面2mm的位置处配置的表面电位计探针(商品名:MODEL555P-1,由Trek Japan KK制造)。
然后,测量通过辊隙部分之前的调色剂层的表面上的电位与通过辊隙部分之后的调色剂层的表面上的电位之差,作为电子照相用导电性构件的注入带电量(V)。
<污垢的评价>
为了评价电子照相用辊1的污垢附着量,进行以下评价。
准备以与上述<调色剂带电量评价>中相同的方式改造的激光打印机和处理盒。此外,还将评价环境设定为与上述<调色剂带电量评价>中的评价环境相同。
首先,在500张纸上输出沿与感光鼓的旋转方向垂直的方向绘制有宽度为2个点且间隔为100个点的横线的图像。将充电辊从处理盒中取出,并且通过带着色评价来评价其污垢的状态。如下所述来进行带着色评价。将聚酯压敏粘接带(商品名:No.31B,由NittoDenko Corporation制造)粘附至充电辊的表面,然后将压敏粘接带与附着至充电辊的表面的调色剂一起剥离并且粘附至白纸上。在充电辊的表面上的整个图像打印区域中进行前述操作,然后使用光伏反射浓度计(商品名:TC-6DS/A,由Tokyo Denshoku Co.,Ltd.制造)在整个图像打印区域中测量压敏粘接带的反射浓度以确定最大值。接下来,测量同样粘附至白纸上的新的聚酯压敏粘接带的反射浓度以确定最小值,并且采用反射浓度的增加作为着色浓度的值。优选着色浓度的值较小,这是因为充电辊上的污垢量较少并且令人满意。因此,采用着色浓度的值作为充电辊的污垢程度的指标。
<带电稳定性的评价>
在与上述<污垢的评价>中的那些相同的主体和盒构成中,在低温低湿(温度:15℃,相对湿度:10%)环境下,在20,000张A4尺寸的纸上输出打印有尺寸为4个点的字母"E"以使打印率为1%的图像。电子照相图像的输出以每次在1张纸上输出图像时使电子照相感光构件的旋转停止7秒的所谓的间歇模式进行。间歇模式下的图像输出对于充电辊可以说是更严苛的评价条件,这是因为充电辊与电子照相感光构件之间的摩擦次数多于在连续输出电子照相图像的情况下的摩擦次数。
接下来,输出半色调图像,并且目视观察和通过使用放大镜来观察获得的图像并且基于以下标准来评价。
等级A:即使通过用放大镜检查也没有白点。
等级B:目视识别不出白点。
等级C:目视识别出轻微的白点。
等级D:在整个区域目视识别出白点。
<实施例2至28>
除了使用表4-3中示出的导电层形成用橡胶组合物以外,以与导电辊1相同的方式来生产导电辊2至28。除了使用导电辊2至28以外,以与实施例1中相同的方式来生产各自具有由表面层用涂布液1形成的表面层的电子照相用辊2至28。对获得的电子照相用辊2至28中的每一者进行实施例1中记载的评价。
<实施例29至40和42>
除了使用表面层用涂布液2至13和15以外,以与实施例1中相同的方式来生产电子照相用辊29至40和42。对获得的电子照相用辊29至40和42进行实施例1中记载的评价。
<实施例41>
[表面层用涂布液14的制备]
如下所述来获得用于生产涂布液14的离子导电剂E-2。
将搅拌器和50ml四氢呋喃(下文中称为"THF",由Kanto Chemical Industry Co.,Ltd.制造)置于配备有蛇形冷凝管的茄形烧瓶中,并且将12.5g(0.52mol)氢化钠(由KantoChemical Industry Co.,Ltd.制造)分散于其中。然后,使茄形烧瓶在冰浴中冷却。将通过将8.8g(0.13mol)用作亲核试剂的咪唑(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)溶解于50ml THF中获得的溶液缓慢地滴加至所得物中。此后,将冰浴移除,并且将混合物在室温下搅拌2小时。
将41.3g(0.33mol)用作亲电试剂的2-溴乙醇(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)在室温下添加至所得物中,然后将混合物在70℃下加热回流7小时。将反应后的反应溶液过滤,并且用THF洗去不溶性物质。减压馏去获得的滤液的溶剂。
将所得物再次溶解于二氯甲烷中,然后过滤,并且在将滤液回收之后减压馏去溶剂。将获得的浓缩物用乙醚洗涤并且在减压下干燥以获得28g离子导电剂前体。随后,为了将获得的离子导电剂的阴离子与所需的阴离子交换,将获得的离子导电剂前体的全部量在室温下溶解于100ml甲醇中。在搅拌溶液的同时,将溶解于50ml纯水中的57.4g离子交换盐双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺锂(由Kanto Chemical Industry Co.,Ltd.制造)添加至溶液中,并且将混合物在室温下搅拌24小时。反应后,减压馏去甲醇。将所得物用二氯甲烷/水来分液,然后回收有机层。此外,将所得物用水洗涤两次,并且减压馏去溶剂。干燥后,获得作为白色粉末的离子导电剂E-2。离子导电剂具有咪唑鎓环和OH基团。
以如表5中示出的离子导电剂E-2连同其它材料的配混量,以与表面层用涂布液1中相同的方式来制备表面层用涂布液14。
[电子照相用辊41的生产]
除了使用表面层用涂布液14以外,以与实施例1中相同的方式来生产电子照相用辊41。对获得的电子照相用辊41进行实施例1中记载的评价。
<实施例43>
除了将对表面层用涂布液1的涂膜的干燥膜的紫外线照射的累积光量设定为450mJ/cm2以外,以与实施例1中相同的方式来生产电子照相用辊43。对获得的电子照相用辊43进行实施例1中记载的评价。
<实施例44>
除了不进行对表面层用涂布液1的涂膜的干燥膜的紫外线照射以外,以与实施例1中相同的方式来生产电子照相用辊44。对获得的电子照相用辊44进行实施例1中记载的评价。
<实施例45>
[表面层用涂布液16的制备]
使用聚苯乙烯(由Sigma-Aldrich制造,重均分子量:约350,000)并且将其以12质量%的量溶解于MEK中。将炭黑(商品名:MA230,由Mitsubishi Chemical Corporation制造,数均粒径:30nm)以23质量份的量添加至混合物中,并且从分散工序开始进行与表面层用涂布液1中的那些相同的工序,由此制备表面层用涂布液16。
[电子照相用辊45的生产]
除了使用表面层用涂布液16以外,以与实施例1中相同的方式来生产电子照相用辊45。对获得的电子照相用辊45进行实施例1中记载的评价。
根据实施例1至45的电子照相用辊1至45的评价结果在表6-1至表6-3中示出。构成基质和域的橡胶的SP值之差的绝对值在表5中示出。此外,在表6-1中,当由各涂布液形成的表面层包含聚氨酯树脂时,还示出氨基甲酸酯基浓度,并且当聚氨酯树脂具有由结构式(1)至(3)表示的结构中的至少一种时,还示出结构式的编号。
[表6-1]表6-1
[表6-2]
表6-2
*:氧化锡颗粒之间的距离
在表6-2中,由满足要求(1)和要求(2)二者的域的值算出"A/B的平均值"、"域的最大费雷特直径的平均值"、"CB的壁面间距离的平均值Dc"、"变异系数σm/Dc"和"CB的截面积相对于域的截面积的比例的平均值"。
[表6-3]
表6-3
<比较例1至7>
[6-1.域形成用橡胶组合物(CMB)C1至C7的制备]
制备用于形成根据比较例1至7的导电辊C1至C7的各导电层C1至C7的域形成用橡胶组合物。具体地,除了将表7-1中示出的材料的配混量设定为表7-1中示出的那些以外,以与上述[1-1]中相同的方式来制备域形成用橡胶组合物。
[6-2.基质形成用橡胶组合物(MRC)C3至C7的制备]
制备用于形成根据比较例3至7的导电辊C3至C7的各导电层C3至C7的基质形成用橡胶组合物。具体地,除了将表7-2中示出的材料的配混量设定为表7-2中示出的那些以外,以与上述[1-2]中相同的方式来制备基质形成用橡胶组合物。
[表7-2]
表7-2
[6-3.导电层形成用橡胶组合物C1至C7的制备]
除了将表7-1中示出的CMB、表7-2中示出的MRC和其它材料的配混量设定为表7-3中示出的那些以外,以与导电性橡胶组合物1相同的方式来制备用于形成导电层C1至C7的导电层用橡胶组合物C1至C7。
[表7-3]
表7-3
以上表7-1至表7-3中的原料如下。
·CG102:表氯醇橡胶(EO-EP-AGE三元共聚物)(商品名:EPICHLOMER CG102,SP值:18.5(J/cm3)0.5,由Osaka Soda Co.,Ltd.制造)
·ON301:表氯醇橡胶(EO-EP-AGE三元共聚物)(商品名:EPION 301,SP值:18.5(J/cm3)0.5,由Osaka Soda Co.,Ltd.制造)
·EC300JD:科琴黑(商品名:科琴黑EC300JD,由Ketjen Black InternationalCompany制造)
·LV:季铵盐(商品名:ADK CIZER LV-70,由ADEKA Corporation制造)
·P202:脂肪族聚酯系增塑剂(商品名:POLYCIZER P-202,由DIC Corporation制造)
·AQ:二氧化硅(商品名:Nipsil AQ,由Tosoh Corporation制造)
·MB:2-巯基苯并咪唑(商品名:NOCRAC MB,由Ouchi Shinko ChemicalIndustrial Co.,Ltd.制造)
·TS:四甲基秋兰姆一硫化物(商品名:NOCCELER TS,由Ouchi Shinko ChemicalIndustrial Co.,Ltd.制造)
·DM:二-2-苯并噻唑基二硫化物(DM)(商品名:NOCCELER DM-P(DM),由OuchiShinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)
·PW380:石蜡油(商品名:PW-380,由Idemitsu Kosan Co.,Ltd.制造)
·25-B-40:2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己炔(商品名:PERHEXA25B-40,由NOF Corporation制造)
·TAIC-M60:三烯丙基异氰脲酸酯(商品名:TAIC-M60,由Nihon Kasei Co.,Ltd.制造)
[6-4.电子照相用辊C1至C7的生产]
除了使用导电层形成用橡胶C1至C7以外,以与实施例1中相同的方式来生产导电辊C1至C7。除了使用获得的导电辊C1至C7以外,以与实施例1中相同的方式通过形成由表面层用涂布液1形成的表面层来各自生产电子照相用辊C1至C7。对获得的电子照相用辊C1至C7进行实施例1中记载的评价。评价结果在表8中示出。在比较例1和2中,作为判定导电层中的M-D结构的有无的结果,导电层不具有基质-域结构,因此没有对导电层进行其它评价。
此外,在比较例5中,导电层不具有基质-域结构,并且导电相和绝缘相形成共连续结构。因此,同样地,没有对导电层进行其它评价。
<比较例8>
[7-1.域形成用橡胶颗粒的制备]
将根据比较例2的导电层形成用橡胶组合物C2单独加热和硫化,然后进行冷冻粉碎以生产橡胶颗粒。
[7-2.基质形成用橡胶组合物的制备]
除了以表7-4中示出的配混量使用表7-4中示出的材料以外,以与上述[1-2]中相同的方式来制备基质形成用橡胶组合物(MRC)C8。
[表7-4]
表7-4
[7-3.导电层形成用橡胶组合物C8的制备]
除了将在上述[7-1]中制备的橡胶颗粒、在上述[7-2]中制备的MRC和其它材料的配混量设定为表7-5中示出的那些以外,以与导电层形成用橡胶组合物1相同的方式来制备导电层形成用橡胶组合物C8。
[表7-5]
表7-5
[7-4.电子照相用辊C8的生产]
除了使用导电层形成用橡胶组合物C8以外,以与实施例1中相同的方式来生产导电辊C8。除了使用获得的导电辊C8以外,以与实施例1中相同的方式来生产电子照相用辊C8。对获得的电子照相用辊C8进行实施例1中记载的评价。
<比较例9>
除了在表面层用涂布液1中不使用炭黑以外,以与表面层用涂布液1相同的方式来生产表面层用涂布液C1。除了使用涂布液C1以外,以与实施例1中相同的方式来生产电子照相用辊C9。对获得的电子照相用辊C9进行实施例1中记载的评价。
<比较例10>
除了在表面层用涂布液1中使用7质量份LV:季铵盐(商品名:ADK CIZER LV70,由Adeka Corporation制造)作为离子导电剂来代替炭黑以外,以与表面层用涂布液1相同的方式来制备表面层用涂布液C2。除了使用表面层用涂布液C2以外,以与实施例1中相同的方式来生产电子照相用辊C10。对获得的电子照相用辊C10进行实施例1中记载的评价。
比较例1至10的评价结果在表8-1至8-3中示出。
[表8-1]
[表8-2]
[表8-3]
在比较例1中,使用离子导电性导电层。因此,在高速处理中,将电荷从支承体输送至表面层需要时间,并且对调色剂的电荷供给变得不足。因此,发生由污垢的不充分排出引起的污垢沉积,并且在图像上生成白点。
在比较例2中,导电层不具有基质-域结构并且仅由域材料构成。因此,导电层具有其中发生电场集中的构成,并且过剩的电荷容易流向导电路径。存在如下构成,其中存在很多电荷不容易流动的部分,并且在这些部分中对污垢的电荷供给不足。污垢沉积,并且生成白点。
在比较例3中,导电层具有基质-域结构,但是满足要求(1)和(2)的域的比例为80个数%以下。认为其原因如下所述。添加至域的炭黑的量少,并且无法形成足量的碳凝胶。因此,域形状变为凹凸。结果,导电层具有其中发生电场集中的构成,并且过剩的电荷容易流向导电路径。
发生由源自域形状的电场集中引起的电荷的过度移动。存在如下构成,其中存在很多电荷不容易流动的部分,并且在这些部分中对污垢的电荷供给不足。污垢沉积,并且生成白点。
在比较例4中,导电层具有基质-域结构。然而,域是绝缘的,这是因为没有将导电剂添加至其中,并且基质是导电性的,这是因为将导电性颗粒添加至其中并且其为连续层。即,电子照相用导电性构件包括具有单一导电路径的构成。因此,导电层具有其中发生电场集中的构成,并且过剩的电荷容易流向导电路径。存在如下构成,其中存在很多电荷不容易流动的部分,并且在这些部分中对污垢的电荷供给不足。污垢沉积,并且生成白点。
在比较例5中,导电层具有导电相和绝缘相的共连续结构而不是基质-域结构。即,电子照相用导电性构件包括具有单一导电路径的构成。因此,导电层具有其中发生电场集中的构成,并且过剩的电荷容易流向导电路径。存在如下构成,其中存在很多电荷不容易流动的部分,并且在这些部分中对污垢的电荷供给不足。污垢沉积,并且生成白点。
在比较例6中,导电层具有基质-域结构,但是满足要求(1)和(2)的域的比例为80个数%以下。认为其原因如下所述。添加至域的炭黑的量少,并且无法形成足量的碳凝胶。因此,域形状没有变为圆形,并且凹凸和纵横比增大。结果,导电层具有其中发生电场集中的构成,并且过剩的电荷容易流向导电路径。存在如下构成,其中存在很多电荷不容易流动的部分,并且在这些部分中对污垢的电荷供给不足。污垢沉积,并且生成白点。
在比较例7中,导电层具有基质-域结构,但是满足要求(1)和(2)的域的比例为0个数%。结果,导电层具有其中发生电场集中的构成,并且过剩的电荷容易流向导电路径。存在如下构成,其中存在很多电荷不容易流动的部分,并且在这些部分中对污垢的电荷供给不足。污垢沉积,并且生成白点。
在比较例8中,导电层具有基质-域结构,但是满足要求(1)和(2)的域的比例为0个数%。其原因为由冷冻粉碎形成的大尺寸且各向异性的导电橡胶颗粒分散。结果,导电层具有其中发生电场集中的构成,并且过剩的电荷容易流向导电路径。存在如下构成,其中存在很多电荷不容易流动的部分,并且在这些部分中对污垢的电荷供给不足。污垢沉积,并且生成白点。
在比较例9中,使用非导电性表面层,因此对调色剂的电荷供给不足。因此,发生由污垢的不充分排出引起的污垢沉积,并且在图像上生成白点。
在比较例10中,使用离子导电性表面层,因此在高速处理中将电荷从支承体输送至表面层需要时间,并且对调色剂的电荷供给变得不足。因此,发生由污垢的不充分排出引起的污垢沉积,并且在图像上生成白点。
<实施例46>
[导电辊29的生产]
除了在导电辊1的生产中在导电性树脂层的研磨工序中,将导电性树脂层研磨成在从中央部朝向两端部侧90mm的位置处的各直径为12.0mm并且中央部的直径为12.2mm的冠形状以外,以与导电辊1相同的方式来生产导电辊29。
[表面层用涂布液17的制备]
将以下材料混合并且搅拌。
·聚醚多元醇(商品名:PEG-1000,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造):52.0质量份
·异氰酸酯(商品名:MILLIONATE MR-400,由Tosoh Corporation制造):48.0质量份
·炭黑(商品名:MA-100,由Mitsubishi Chemical Corporation制造):15.0质量份
·聚氨酯树脂细颗粒(商品名:ART PEARL C-400T,由Negami ChemicalIndustrial Co.,Ltd.制造):20.0质量份
接下来,将甲基乙基酮添加至混合物中以使总固成分比率为30质量%,然后借助砂磨机将混合物混合。然后,用甲基乙基酮进一步将粘度从10cps调整至12cps以制备表面层用涂布液17。
[电子照相用辊46的生产]
除了使用导电辊29和表面层用涂布液17、将热风干燥炉中的干燥条件设定为温度为15℃和1小时并且不进行UV照射以外,以与实施例1中相同的方式来生产电子照相用辊46。
[评价]
对获得的电子照相用辊46进行实施例1中记载的评价<4-1>和<4-2>和以下评价<7-1>至<7-4>。未进行评价<4-3>,这是因为导电层的构成与根据实施例1的电子照相用辊1相同。
<7-1.作为显影辊的物性评价>
如下所述来评价电子照相用辊46作为显影辊的特性。
<7-2.图像(起雾)评价>
将用于安装有电子照相用辊46作为显影辊的激光打印机(商品名:HP ColorLaserjet Enterprise CP4515dn,由Hewlett-Packard Company制造)的品红色调色剂盒装入激光打印机。为了在高速处理中进行评价,改造激光打印机,以使对于A4尺寸的纸,每单位时间的输出张数为50张/min,其大于原始的输出张数。
将激光打印机在温度为32℃且相对湿度为85%的高温高湿环境下放置6小时。
接下来,在预定数量的复印用纸上连续输出打印有尺寸为4个点的字母"E"以使覆盖率相对于A4尺寸的纸的面积为1%的图像(下文中有时称为"E字母图像")。
此后,在新的复印用纸上输出实白图像,并且在将实白图像输出的同时使打印机停止。在该情况下,用带(商品名:CT18,由Nichiban Co.,Ltd.制造)将附着至感光构件的调色剂剥离,并且用反射浓度计(商品名:TC-6DS/A,由Tokyo Denshoku Co.,Ltd.制造)测量反射率。测量在使用带的反射率作为基准时反射率的降低量(%),并且采用测得的值作为起雾值。基于起雾值,基于以下标准进行评价。
·等级A:起雾值小于1.5%。
·等级B:起雾值为1.5%以上且小于3.0%。
·等级C:起雾值为3.0%以上且小于5.0%。
·等级D:起雾值为5.0%以上。
<7-3.调色剂带电量>
测量带电量以评价显影辊对调色剂的带电赋予性。
在上述图像评价时,借助金属圆筒管和圆筒过滤器来抽吸和捕集夹持在显影辊的调色剂调节刮板与感光鼓之间的抵接位置处的部分的狭窄部分中承载的调色剂。在该情况下,测量通过金属圆筒管而蓄积在电容器中的电荷量和抽吸的调色剂的质量。通过使用由Electro Design Corporation制造的测量机(商品名:8252)测量电荷量。然后,由这些值,计算每单位质量的电荷量(μC/g)。当使用负带电性的调色剂时,每单位质量的电荷量的符号为负,并且可以说,当绝对值越大时,显影辊的带电赋予性越高。采用通过测量获得的值作为调色剂带电量。
<7-4.调色剂带电量分布>
为了评价调色剂带电量的扩散,测量带电量分布。
通过使用粉末测量带电量/粒径分布估计装置(商品名:E-spart Analyzer ModelEST-III,由Hosokawa Micron Corporation制造)来测量带电量分布。除了前述以外,以与调色剂带电量测量中相同的方式测量带电量分布。将测量颗粒个数设定为约3,000个。由获得的带电量分布算出标准偏差,并且采用获得的值作为调色剂的初始带电量分布。
<高温高湿/低温低湿循环试验>
如下所述进行在高温高湿环境和低温低湿环境下交替地进行评价的试验(下文中称为"环境循环试验")。首先,以与在图像(起雾)评价中使用的相同的方式将装有各显影辊的品红色调色剂盒装入上述激光打印机,并且将激光打印机设置在温度为32℃且相对湿度为85%的高温高湿环境(下文中称为"H/H")中。然后,将激光打印机放置30分钟。接下来,在该环境下,在500张复印用纸上连续输出打印有尺寸为4个点的字母"E"以使覆盖率相对于A4尺寸的纸的面积为1%的图像(下文中有时称为"E字母图像")。然后,将调色剂盒和激光打印机设置在温度为15℃且相对湿度为10%RH的低温低湿环境(下文中称为"L/L")中并且放置30分钟。接下来,在该环境下,在500张复印用纸上连续输出打印有尺寸为4个点的字母"E"以使覆盖率相对于A4尺寸的纸的面积为1%的图像(下文中有时称为"E字母图像")。
将在H/H和L/L下的图像输出设定为1个循环,并且重复总计5个循环。
接下来,以相同的方式进行关于上述<图像(起雾)评价>、<调色剂带电量>和<调色剂带电量分布>的评价。
此外,将电子照相用辊从调色剂盒中取出,并且目视观察电子照相用辊的表面层附近的破坏状态并且基于以下标准来评价。
·等级A:在整个显影辊上未识别到破坏。
·等级B:仅在显影辊端部(距离导电层沿长度方向的最远端部1.5cm的范围)识别到轻微破坏。
·等级C:在显影辊端部以外的区域识别到轻微破坏。
·等级D:在整个显影辊的任意处识别到破坏,并且在图像上出现问题。
<实施例47至50>
[表面层用涂布液18至21的制备]
除了如表9-1中所示改变粘结剂树脂原料和导电剂以外,以与表面层用涂布液17中相同的方式来制备表面层用涂布液18至21。
[表9-1]
表9-1
*表9-1中示出的各材料如下。
·PEG-1000:由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造,聚乙二醇
·SANNIX PP-1000:由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造,聚丙二醇
·SANNIX PP-4000:由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造,聚丙二醇
·PTMG-2000:由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造,聚四亚甲基二醇
·PTG-L3500:由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造,聚乙二醇
·Nippolan 4002:由Tosoh Corporation制造,己二酸亚乙酯系聚酯多元醇
·Nippolan 4010:由Tosoh Corporation制造,己二酸亚丁酯系聚酯多元醇
·ETERNACOLL PH-300:由Ube Industries,Ltd.制造,1,6-HD/1,5-PD系聚碳酸酯二醇
·ACRYDIC A817:由DIC Corporation制造,丙烯酸系多元醇
·MR-400:由Tosoh Corporation制造(商品名:MILLIONATE MR-400),聚合MDI
·Coronate 2233:由Tosoh Corporation制造,TDI系多异氰酸酯
·Coronate L:由Tosoh Corporation制造,TDI系多异氰酸酯
·U-VAN 20SB:由Mitsui Chemicals,Inc.制造,三聚氰胺树脂
·MA-100:由Mitsubishi Chemical Corporation制造,炭黑
·Printex 25:由Orion Engineered Carbons制造,炭黑
·CIL-312:由Japan Carlit Co.,Ltd.制造,离子液体
[电子照相用辊47至50的生产]
除了使用表面层用涂布液17至22以外,以与实施例46中相同的方式来生产电子照相用辊47至50。对获得的电子照相用辊47至50进行实施例46中记载的评价。
<实施例51>
[表面层用涂布液22的制备]
将以下材料混合和搅拌。
·丙烯酸系多元醇(商品名:ACRYDIC A817,由DIC Corporation制造):75.0质量份
·三聚氰胺树脂(商品名:U-VAN 20SB,由Mitsui Chemicals,Inc.制造):25.0质量份
·炭黑(商品名:Printex 25,由Orion Engineered Carbons制造):10.0质量份
·锂盐化合物(商品名:EFTOP EF-N115,由Mitsubishi Materials ElectronicChemicals Co.,Ltd.制造):2.0质量份
·聚氨酯树脂细颗粒(商品名:ART PEARL C-400T,由Negami ChemicalIndustrial Co.,Ltd.制造):20.0质量份
接下来,将甲基乙基酮添加至混合物中以使总固成分比率为30质量%,然后借助砂磨机将混合物混合。然后,用甲基乙基酮进一步将粘度从10cps调整至12cps以制备表面层用涂布液22。
[电子照相用辊51的生产]
除了使用表面层用涂布液22并且将在热风干燥炉中的干燥条件设定为在140℃的温度下加热30分钟以外,以与实施例46中相同的方式来生产在导电层的外周上具有膜厚度为15μm的表面层的电子照相用辊51。对获得的电子照相用辊51进行在实施例46中记载的评价。
实施例46至51的评价结果在表9-2和表9-3中示出。
[表9-2]
表9-2
[表9-3]
表9-3
本发明不限于上述实施方案,并且在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以作出各种改变和修改。随附所附权利要求以使本发明的范围公开。
本申请基于2019年10月18日提交的日本专利申请No.2019-191551要求优先权,并且将其全部记载内容通过引用并入本文。
[附图标记的说明]
1 电子照相用导电性构件
2 支承体
3 导电层
4 表面层

Claims (24)

1.一种电子照相用导电性构件,其包括:
具有导电性外表面的支承体;
在所述支承体的外表面上的导电层;和
在所述导电层的外表面上的表面层,
其特征在于,当在所述电子照相用导电性构件的外表面上直接设置铂电极、并且在温度为23℃且相对湿度为50%的环境下在所述支承体的外表面与所述铂电极之间以1V的振幅和1.0Hz的频率施加交流电压时,阻抗为1.0×103Ω至1.0×108Ω,
在所述表面层中,分散有电子导电剂,
所述导电层具有包含第一橡胶的交联物的基质、和各自包含第二橡胶的交联物和导电性颗粒的域,
并且其中,当将所述导电层沿长度方向的长度定义为L并且将所述导电层的厚度定义为T时,并且当在所述导电层沿长度方向的中央和从所述导电层的两端朝向中央L/4的三个位置处、在所述导电层的沿厚度方向的各截面上、在从所述导电层的外表面至深度为0.1T至0.9T的厚度区域中的任意三个位置处设置15μm见方的观察区域时,在总数为9个的所述观察区域中的每一者中观察到的域中,所述域的80个数%以上满足以下要求(1)和要求(2):
(1)所述域中包含的所述导电性颗粒的截面积相对于所述域的截面积的比例为20%以上;
(2)当所述域的周长为A并且所述域的包络周长为B时,A/B为1.00以上且1.10以下。
2.根据权利要求1所述的电子照相用导电性构件,其中所述导电层通过使包含第二橡胶混合物和所述第一橡胶的橡胶组合物的层固化而形成,所述第二橡胶混合物包含所述导电性颗粒和所述第二橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件,其中所述基质的体积电阻率ρm为1.0×108Ωcm以上且1.0×1017Ωcm以下。
4.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件,其中满足所述要求(1)和要求(2)的各域中包含的域的最大费雷特直径Df的平均值落在0.1μm至5.0μm的范围内。
5.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15μm见方的观察区域中存在的所述域的平均个数为20个至300个。
6.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件,其中所述导电性颗粒的截面积相对于所述域的截面积的比例为30%以下。
7.根据权利要求1所述的电子照相用导电性构件,其中所述导电性颗粒为导电性炭黑颗粒。
8.根据权利要求7所述的电子照相用导电性构件,其中所述导电性炭黑的DBP吸收量为40cm3/100g以上且80cm3/100g以下。
9.根据权利要求7或8所述的电子照相用导电性构件,
其中满足所述要求(1)和要求(2)的各域中包含的所述导电性炭黑颗粒之间的算术平均距离Dc为110nm以上且130nm以下,并且
其中,当σm为所述导电性炭黑颗粒之间距离的分布的标准偏差时,σm/Dc为0.0以上且0.3以下。
10.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件,其中所述第一橡胶的溶解度参数与所述第二橡胶的溶解度参数之差的绝对值为0.4(J/cm3)0.5以上且4.0(J/cm3)0.5以下。
11.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件,其中所述基质的体积电阻率ρm为1.0×1010Ωcm以上且1.0×1017Ωcm以下。
12.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件,其中所述基质的体积电阻率ρm为大于1.0×1012Ωcm且1.0×1017Ωcm以下。
13.根据权利要求1所述的电子照相用导电性构件,
其中所述表面层包含粘结剂树脂和分散在所述粘结剂树脂中的电子导电剂,
所述表面层的表面具有源自所述电子导电剂的露出部分的凸部,并且
其中在距离所述表面层的表面深度为1μm的位置处的通用硬度为1.0N/mm2以上且7.0N/mm2以下。
14.根据权利要求13所述的电子照相用导电性构件,其中所述电子导电剂为导电性炭黑。
15.根据权利要求13或14所述的电子照相用导电性构件,其中,当用扫描电子显微镜观察所述表面层的表面上的长度为2.0μm且宽度为2.0μm的区域时,所述凸部的数量为50个以上且500个以下。
16.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件,其中所述表面层的体积电阻率为1.0×1010Ωcm以上且1.0×1016Ωcm以下。
17.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件,其中所述表面层包含数均粒径为3μm以上且30μm以下的粗糙化颗粒。
18.根据权利要求1或2所述的电子照相用导电性构件,其中所述表面层包含离子导电剂。
19.根据权利要求13所述的电子照相用导电性构件,其中所述粘结剂树脂包含聚氨酯树脂。
20.根据权利要求19所述的电子照相用导电性构件,其中所述聚氨酯树脂的氨基甲酸酯基浓度为1.5%以上且6.5%以下。
21.根据权利要求19或20所述的电子照相用导电性构件,其中所述聚氨酯树脂具有选自由结构式(1)的结构、结构式(2)的结构和结构式(3)的结构组成的组中的至少一种结构:
结构式(1)
结构式(2)
结构式(3)
在结构式(1)至(3)中,R1至R3各自独立地表示具有4个以上且8个以下的碳原子的具有直链或支链的二价烃基。
22.根据权利要求13所述的电子照相用导电性构件,其中所述粘结剂树脂具有聚碳酸酯结构。
23.一种电子照相用处理盒,其构成为可拆卸地安装至电子照相图像形成设备的主体,其特征在于,所述处理盒包括权利要求1至22中任一项所述的电子照相用导电性构件。
24.一种电子照相图像形成设备,其特征在于,其包括权利要求1至22中任一项所述的电子照相用导电性构件。
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