電子照相用輥構件、處理盒和電子照相設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子照相用輥構件、處理盒和電子照相設備。所述輥構件具有基體和導電性彈性層。所述彈性層具有在長度方向的中央部的外徑比在其兩端部的外徑大的冠形狀。所述彈性層包括碗形狀的樹脂顆粒。所述輥構件的表面具有源自所述碗形狀的樹脂顆粒的開口的凹部和源自所述碗形狀的樹脂顆粒的開口的邊緣的凸部。在所述輥構件的中央部和在其兩端部之間的彈性變形的恢復速度的關系為：在所述彈性層的表面上，在兩端部的恢復速度比在中央部的恢復速度大，和在距所述彈性層表面的深度tμm的位置處，在中央部的恢復速度比在兩端部的恢復速度大。
【專利說明】電子照相用棍構件、處理盒和電子照相設備

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子照相用輥構件、使用所述輥構件的處理盒和使用所述輥構件的電 子照相圖像形成設備（下文中，稱為〃電子照相設備"）。

【背景技術】
[0002] 采用電子照相法的電子照相設備主要由電子照相感光構件（下文中，可以簡稱為 〃感光構件〃）、充電裝置、曝光裝置、顯影裝置、轉印裝置和定影裝置構成。輥構件適合用于 充電裝置、顯影裝置、轉印裝置和定影裝置中。在充電裝置中，將輥構件配置為與感光構件 的表面接觸或者接近于感光構件的表面，并且通過施加電壓（僅直流電壓的電壓或直流電 壓與疊加于其上的交流電壓的電壓）使感光構件的表面帶電。
[0003] 日本專利申請?zhí)亻_2008-276026公開了具有源自導電性樹脂顆粒的凸部的充電 輥作為輥構件（下文中，稱為"充電輥"），從而以使輥構件與感光構件接觸這樣的方式使感 光構件帶電。
[0004] 然而，在根據日本專利申請?zhí)亻_2008-276026的充電輥中，當充電輥與感光構件 接觸時，壓力集中在源自樹脂顆粒的凸部，從而導致在長時期使用時感光構件的表面的不 均勻磨耗。
[0005] 對于這樣的問題，日本專利申請?zhí)亻_2011-237470公開了一種包括在其導電性樹 脂層中具有開口的碗形狀的樹脂顆粒并且在其表面上具有源自碗形狀的樹脂顆粒的開口 部和邊緣部的凹凸形狀的輥構件。根據日本專利申請?zhí)亻_2011-237470的輥構件記載了， 由于作為當碗形狀的樹脂顆粒的邊緣部與感光構件接觸時的彈性變形的結果，接觸壓力減 輕，因此即使在長時期使用時也能夠抑制感光構件的不均勻磨耗。
[0006] 在根據日本專利申請?zhí)亻_2011-237470的輥構件中，碗形狀的樹脂顆粒的開口部 的邊緣部的彈性變形減輕了邊緣部和感光構件之間的接觸壓力。出于上述的原因，即使在 長時期使用感光構件時也抑制感光構件的表面的不均勻磨耗。另一方面，在根據日本專利 申請?zhí)亻_2011-237470的輥構件中，存在劣化輥構件的旋轉追隨感光構件的旋轉的性能 (下文中，可以稱為"從動旋轉性"）的可能性。
[0007] 近來，隨著電子照相設備的處理速度增大，發(fā)現(xiàn)了當形成電子照相圖像時，涉及的 感光構件傾向于振動的趨勢。當處于振動狀態(tài)下的感光構件通過使從動旋轉性低的棍構件 與感光構件接觸而充電時，棍構件可能不會追隨感光構件的旋轉，因此引起棍構件在感光 構件的表面上滑動這樣的現(xiàn)象（下文中，也稱為〃粘滑〃）。粘滑的發(fā)生引起感光構件上的 帶電不均勻從而引起在電子照相圖像上發(fā)生橫線狀的濃度不均勻。下文中，在電子照相圖 像上發(fā)生的橫線狀的濃度不均勻可以稱為〃條帶（banding)"。另外，在其上發(fā)生橫線狀的 濃度不均勻的電子照相圖像可以稱為〃條帶圖像"。


【發(fā)明內容】

[0008] 因此，本發(fā)明旨在提供即使在長時期使用時也能夠充分抑制感光構件的不均勻磨 耗和條帶圖像的發(fā)生的輥構件。此外，本發(fā)明旨在提供有益于形成高品質電子照相圖像的 處理盒和電子照相設備。
[0009] 根據本發(fā)明的一方面，提供一種電子照相用輥構件，其包括：導電性基體和作為表 面層的導電性彈性層；
[0010] 其中
[0011] 所述導電性彈性層具有在所述輥構件的長度方向的中央部的外徑比在所述輥構 件的兩端部的外徑大的冠形狀；
[0012] 所述導電性彈性層包括粘結劑和碗形狀的樹脂顆粒；
[0013] 所述輥構件的表面具有源自所述碗形狀的樹脂顆粒的開口的凹部和源自所述碗 形狀的樹脂顆粒的開口的邊緣的凸部；和
[0014] 其中在所述輥構件的長度方向的中央部和在所述輥構件的兩端部之間所述輥構 件的彈性變形的恢復速度的關系為：
[0015] 在所述導電性彈性層的表面上，在兩端部的恢復速度比在中央部的恢復速度大， 和
[0016] 在距所述導電性彈性層的表面的深度tym的位置處，在中央部的恢復速度比在 兩端部的恢復速度大。
[0017] 根據本發(fā)明的另一方面，提供一種處理盒，其包括上述電子照相用輥構件和電子 照相感光構件，并且構成為可拆卸地安裝至電子照相設備的主體。
[0018] 根據本發(fā)明的又一方面，提供一種電子照相設備，其包括上述電子照相用輥構件 和電子照相感光構件。
[0019] 參照附圖從示例性實施方案的下述描述中本發(fā)明的進一步特征將變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1A、1B、1C和1D為說明展現(xiàn)根據本發(fā)明的輥構件的效果的圖。
[0021] 圖2A和2B說明展現(xiàn)根據本發(fā)明的輥構件的效果的圖。
[0022] 圖3A和3B為根據本發(fā)明的輥構件的截面圖。
[0023] 圖4A和4B為根據本發(fā)明的輥構件的表面附近的部分截面圖。
[0024] 圖5為根據本發(fā)明的輥構件的表面附近的部分截面圖。
[0025] 圖6A、6B、6C、6D和6E為說明根據本發(fā)明的碗形狀的樹脂顆粒的形狀的圖。
[0026] 圖7為說明用于生產根據本發(fā)明的輥構件的電子束照射設備的圖。
[0027] 圖8為說明用于生產根據本發(fā)明的輥構件的掃描型電子束照射源的圖。
[0028] 圖9為說明用于生產根據本發(fā)明的輥構件的區(qū)域型電子束照射源的圖。
[0029] 圖10為說明根據本發(fā)明的電子照相設備的實例的示意性截面圖。
[0030] 圖11為說明根據本發(fā)明的處理盒的實例的示意性截面圖。
[0031] 圖12為根據本發(fā)明的輥構件的載荷-位移曲線的實例。

【具體實施方式】
[0032] 現(xiàn)在將根據附圖詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
[0033] 根據本發(fā)明的電子照相用輥構件（下文中，可以簡稱為"輥構件"）具有導電性基 體和導電性彈性層。導電性彈性層具有在輥構件的長度方向的中央部的外徑比在輥構件的 兩端部的外徑大的冠形狀。
[0034] 導電性彈性層包括粘結劑樹脂和碗形狀的樹脂顆粒。輥構件的表面具有源自碗形 狀的樹脂顆粒的開口的凹部和源自碗形狀的樹脂顆粒的開口的邊緣（下文中，有時簡稱為 "邊緣"）的凸部。在輥構件的長度方向的中央部和在輥構件的長度方向的兩端部之間輥構 件的彈性變形的恢復速度的關系為：在導電性彈性層的表面上，在兩端部的恢復速度比在 中央部的恢復速度大，和在距導電性彈性層的表面的深度tym的位置處，在中央部的恢復 速度比在兩端部的恢復速度大。在本說明書中，對于輥構件的彈性變形的恢復速度可以簡 稱為〃恢復速度"。
[0035] 當輥構件與感光構件接觸時，與如在日本專利申請?zhí)亻_2008-276026中記載的由 于導電性樹脂顆粒導致的凸部相比，源自邊緣的凸部更容易傾向于經歷彈性變形。因此，減 輕接觸壓力。圖1A為包括圖4A和4B示出的碗形狀的樹脂顆粒的輥構件和感光構件之間 的緊密接觸部（下文中，稱為"輥隙部"）的放大示意圖。在輥隙部中，邊緣和感光構件之 間的接觸壓力使邊緣沿箭頭A的方向彈性變形從而導致在感光構件上的接觸壓力的減輕。 即使長時間的使用時，前述效果也能夠抑制感光構件的不均勻磨耗。
[0036] 另一方面，接觸壓力的減輕可以減小輥構件和感光構件之間的接觸面積，劣化輥 構件相對于感光構件的從動旋轉性能并且引起在感光構件上發(fā)生帶電不均勻。這種帶電不 均勻可以為發(fā)生條帶圖像的起因。在處理速度更加增加的情況下，這種問題變得更明顯，并 且感光構件的振動變得更大。
[0037] 將輥構件相對于驅動輥構件的感光構件以以下方式配置：通過施加由于彈簧等 而引起的預定的推壓壓力至輥構件的兩端而使輥構件與感光構件接觸，并且因而輥構件隨 著感光構件的旋轉而從動旋轉。在該情況下，如果輥構件為通常的圓柱形狀，則在結構上， 在輥構件的中央部分的加壓變弱，并且存在感光構件和輥構件之間的間隙的發(fā)生的可能 性?；谇笆鲈?，為了使輥構件在沿輥構件的長度方向的均勻壓力下與感光構件接觸的 目的，適合使用具有輥構件的長度方向的中央部的外徑比兩端部的外徑大的冠形狀的輥構 件。通過使輥構件具有輥構件的長度方向的中央部的外徑比兩端部大的冠形狀，輥構件的 中央部和感光構件之間的緊密接觸的寬度（下文中，稱為"輥隙寬度"）變大，由此改進在 輥構件中央部相對于感光構件的從動旋轉性。從動旋轉性隨著中央部和兩端部之間的外徑 差的增大而愈加改進。
[0038] 然而，在輥構件的長度方向的中央部和兩端部之間的外徑的差大的情況下，當輥 構件隨著感光構件的旋轉而從動旋轉時，輥構件的圓周速度變得在輥構件的兩端部比在中 央部大。結果，由于在長度方向的中央部和兩端部之間的圓周速度的差，對輥構件的彈性層 施加"扭曲"。雖然當扭曲的量小時這種"扭曲"被在彈性層中引起的彈性變形吸收，但是 "扭曲"持續(xù)累積在彈性層中，并且當累積的扭曲超過一定量時，彈性層采取回到原始狀態(tài) 的行動以便釋放"扭曲"的力，導致發(fā)生輥構件的滑動。具體地，粘滑發(fā)生在輥構件的兩端 部分。結果，在感光構件上部分地發(fā)生帶電不均勻從而導致條帶圖像的發(fā)生。
[0039] 對于這種問題，根據本發(fā)明的輥構件的構成使得能夠建立感光構件的不均勻磨耗 的抑制和由于輥構件相對于感光構件的從動旋轉性的改進而導致的條帶圖像的抑制之間 的相容性。認為相容性的建立是由于下述1)和2)中記載的作用。
[0040] 1)在導電性彈性層的表面上，根據本發(fā)明輥構件的導電性彈性層的彈性變形的恢 復速度，在沿長度方向從輥構件的中央部朝向兩端部的方向變大。
[0041] 形成于導電性彈性層的表面上的碗形狀的樹脂顆粒處于如下的狀態(tài)：在如圖1A 中所示的輥隙部中，邊緣11由于與感光構件13的接觸壓力而沿箭頭A的方向彈性變形。
[0042] 圖1B為輥隙部的示意性截面圖。如圖1B中所示，使輥構件14通過由于例如彈簧 而引起的預定的推壓壓力（未示出）與感光構件接觸13。追隨感光構件的沿箭頭B方向的 旋轉，棍構件沿另一箭頭B的方向被驅動旋轉。在該情況下，由感光構件對棍構件施加的接 觸壓力在輥隙部15的中央（位置C)處最大。因此，邊緣的彈性變形也如圖1C中所示變大。 結果，在邊緣11和感光構件表面之間的接觸面積在輥隙部中最大。隨后，當樹脂顆粒移動 到輥隙部的終端（位置D)時，施加在輥構件和碗形狀的樹脂顆粒上的接觸壓力減小并且當 樹脂顆粒離開輥隙部時釋放接觸壓力。在該情況下的碗形狀的樹脂顆粒的狀態(tài)如圖1D中 所示。具體地，邊緣11的彈性變形沿圖1D中的箭頭E的方向恢復從而減少邊緣和感光構件 之間的接觸面積。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于施加在碗形狀的樹脂顆粒上的接觸壓力的減小和釋 放而引起的碗形狀的樹脂顆粒的邊緣11的彈性變形的恢復速度取決于保持樹脂顆粒的導 電性彈性層12的表面區(qū)域的彈性變形的恢復速度。具體地，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，導電性彈性層 12的表面區(qū)域的彈性變形的恢復速度越高，碗形狀的樹脂顆粒的邊緣部分的彈性變形的恢 復速度也越高。
[0043] 因此，對于導電性彈性層12的表面區(qū)域，本發(fā)明人嘗試使在輥構件的長度方向的 兩端部的恢復速度與在輥構件的長度方向的中央部的恢復速度相比更大。結果，在碗形狀 的樹脂顆粒的邊緣通過輥隙部之后即刻的恢復速度被認為在輥構件的長度方向的兩端部 比中央部大。結果，在通過輥隙部之后即刻，碗形狀的樹脂顆粒的邊緣和感光構件之間的接 觸狀態(tài)在輥構件的長度方向的兩端部如圖1D中所示和在輥構件的長度方向的中央部如圖 1A中所示。這種狀態(tài)的達成降低在兩端部的源自邊緣的凸部和感光構件之間的接觸面積， 結果，導電性彈性層的表面和感光構件之間的摩擦力在兩端部與在中央部相比降低。在該 情況下，由于在輥構件的中央部和兩端部之間的圓周速度差而引起的"扭曲"的力變得幾 乎不能累積在輥構件的導電性彈性層的長度方向的兩端部?？梢哉J為引起帶電不均勻的粘 滑的發(fā)生由此得到抑制。
[0044] 另一方面，碗形狀的樹脂顆粒的邊緣的彈性變形的恢復速度在輥構件的長度方向 的中央部比在兩端部慢，從而導致在通過輥隙部之后即刻在輥構件的表面的凸部和感光構 件之間的接觸面積的減少的抑制。結果，令人滿意地維持輥構件相對于感光構件的從動旋 轉性。
[0045] 2)在距根據本發(fā)明輥構件的導電性彈性層的表面預定深度t μ m的位置處的彈性 變形的恢復速度沿從輥構件的兩端部朝向在輥構件的長度方向的中央部的方向變大。
[0046] 如在前述1)中所描述的，在導電性彈性層的表面區(qū)域中的彈性變形的恢復速度 主要貢獻于在輥構件的表面中的碗形狀的樹脂顆粒的邊緣和感光構件之間的接觸狀態(tài)。與 之相對地，在距表面預定的深度t μ m的位置處的彈性變形的恢復速度被認為貢獻于實質 的輥隙寬度。
[0047] 當輥構件14追隨感光構件13的旋轉而從動旋轉時，接觸壓力在圖1B中的輥隙部 15的中央（位置C)變得最大。輥構件由于接觸壓力而變形，因此輥構件的外徑在位置C處 變得最小。隨后，當輥構件旋轉移動到輥隙部的終端（圖1B中的位置D)時接觸壓力降低， 因此輥構件的外徑恢復。在圖2A中的輥隙部的最外終端區(qū)域（虛線框F)中，外徑的恢復 沿圖2B中的箭頭G的方向發(fā)生。在最外終端區(qū)域中輥構件的外徑的恢復速度快的情況下， 與恢復速度慢的情況相比，輥構件的表面和感光構件的表面彼此緊密接觸的狀態(tài)持續(xù)更長 的時間。好像輥隙寬度增加，該效果就起作用。
[0048] 在根據本發(fā)明的輥構件中，在導電性彈性層的深層部分中即在距表面深度tym 的部分中的彈性變形的恢復速度在所述輥構件的長度方向的中央部比在兩端部大。出于該 原因，使在輥隙部的最外終端區(qū)域中導電性彈性層的外徑的恢復速度在所述輥構件的長度 方向的中央部比在兩端部快。因此，實質的輥隙寬度在中央部比在兩端部大。結果，邊緣 與感光構件接觸的接觸點的數(shù)量在輥構件的長度方向的中央部較大而在兩端部較小。具體 地，在源自邊緣的凸部和感光構件之間的接觸面積在輥構件的長度方向的中央部較大而在 兩端部較小，因此改進在具有冠形狀的輥構件的長度方向的中央部和感光構件之間的摩擦 力（夾持性（grip property))。結果，可以改進棍構件相對于感光構件的從動旋轉性。
[0049] 這里，描述關于本發(fā)明中導電性彈性層的彈性變形的恢復速度。根據本發(fā)明 導電性彈性層的彈性變形的恢復速度通過下述方法來測定。具體地，通過基于根據 IS014577 (金屬材料-硬度和材料參數(shù)的壓痕試驗）的壓痕試驗方法使用微硬度試驗儀， 通過施加載荷至壓頭使壓頭以預定量Φμπι)沉入導電性彈性層中。下文中，預定量可以 稱為〃壓入深度〃。微硬度試驗儀的實例包括〃PICODENTER ΗΜ500〃（商品名，由Fischer Instruments KK 制造）。
[0050] 隨后，將施加至壓頭的載荷卸載，并且基于在卸載步驟中由彈性層施加在壓頭上 的力計算彈性層的恢復距離（Pm)。由此，如圖12中所示，獲得顯示施加至壓頭的載荷 (mN)、壓入深度（μπι)和在卸載時彈性層的恢復距離（μπι)之間的關系的圖。
[0051] 當在開始卸載之后即刻、更具體地在卸載開始0. 1秒后的彈性層的恢復距離由 Lym表示時，基于下述計算式（1)得到恢復速度v(ym/sec):
[0052] 恢復速度 ν(μ m/sec)=L(y m)/0. 1 (sec) (1)
[0053] 在計算恢復速度時使用在開始卸載0. 1秒后的恢復距離L的原因如下。具體地， 在輥隙部的最外終端區(qū)域中，認為導電性彈性層的表面區(qū)域從接觸壓力釋放之后即刻的恢 復速度控制碗形狀的樹脂顆粒的邊緣的彈性變形的恢復速度。類似地，在輥隙部的最外終 端區(qū)域中，認為導電性彈性層的深層區(qū)域從接觸壓力釋放之后即刻的恢復速度控制實質的 輥隙寬度。因此，本發(fā)明中，將輥構件的導電性彈性層從接觸壓力釋放之后即刻的恢復速度 (其通過使用在導電性彈性層的卸載開始〇. 1秒之后的恢復距離來計算）看作是導電性彈 性層的恢復速度。
[0054] 根據本發(fā)明的表面區(qū)域定義為距導電性彈性層的與其面向導電性基體的面相對 的面、即距導電性彈性層的表面深度為l〇ym的區(qū)域。這是因為，認為在1)中描述的邊緣 的彈性變形的恢復實質上由在距導電性彈性層的表面深度 10 μ m的區(qū)域中導電性彈性層 的恢復速度控制。因此，微硬度試驗儀的壓頭的壓入深度Dym優(yōu)選設定為10 μπι。
[0055] 另外，本發(fā)明中，距導電性彈性層的與其面向導電性基體的面相對的面、即距導電 性彈性層的表面深度tym的目標值（該深度定義為導電性彈性層的深層區(qū)域）優(yōu)選為 30 μ m以上且100 μ m以下。通過將t μ m的值設定為落在該范圍內，可以以有利的方式更肯 定地實現(xiàn)在輥構件的長度方向的中央部的實質輥隙寬度的增加效果。換言之，在該深度范 圍的情況下，導電性彈性層的恢復速度優(yōu)選在輥構件的長度方向的中央部比在兩端部大。 為了這個目的，在測量根據本發(fā)明導電性彈性層的深層區(qū)域的恢復速度時壓入深度Dym 優(yōu)選設定為20-100 μ m。
[0056] 〈輥構件〉
[0057] 下文中，詳細描述根據本發(fā)明的輥構件。圖3A和3B為根據本發(fā)明的輥構件的截 面圖的實例的示意圖。圖3A的輥構件具有導電性基體1和導電性彈性層2。如圖3B中所 示，導電性彈性層可以為由導電性彈性層21和22組成的兩層構成。導電性彈性層各自包 括粘結劑、導電性細顆粒和碗形狀的樹脂顆粒。
[0058] 可以使導電性基體和導電性彈性層、或順次地層壓在導電性基體上的層（如圖3B 中示出的導電性彈性層21和導電性彈性層22)通過中間物粘合劑而彼此粘合。在該情況 下，粘合劑優(yōu)選為導電性的。作為導電性的粘合劑，可以使用已知的粘合劑。
[0059] 粘合劑的粘結劑的實例包括熱固性樹脂和熱塑性樹脂；作為粘結劑，可以使用迄 今已知的粘結劑如聚氣醋系、丙稀ffe系、聚醋系、聚釀系、環(huán)氧系粘結劑。
[0060] 賦予粘合劑以導電性的導電劑適當?shù)剡x自可以用于使彈性層導電的下述的導電 性細顆粒，并且所選擇的導電性細顆?？梢詥为毣蛞詢煞N以上的組合來使用。
[0061] 從改進輥構件在長度方向的中央部相對于感光構件的從動旋轉性的角度，根據本 發(fā)明的輥構件優(yōu)選為其中輥構件在長度方向的中央部最厚并且朝向輥構件的兩端部變薄 的冠形狀。〃冠量（crown quantity) 〃的優(yōu)選范圍為30-200 μ m。冠量為在棍構件的長度 方向的中央部的外徑D2與在朝向兩端部距中央部分別為90mm的位置處的外徑D1和D3的 平均值之間的差；因而，冠量為基于下述計算式（2)得來的值：
[0062] 冠量=D2_(Dl+D3)/2 (2)
[0063] [導電性基體]
[0064] 用于本發(fā)明的輥構件的導電性基體具有導電性并且具有支承形成于其上的導電 性彈性層等的功能。基體的材料的實例可以包括：金屬如鐵、銅、不銹鋼、鋁和鎳；和這些金 屬的合金。
[0065] [導電性彈性層]
[0066] 圖4A和4B為輥構件的導電性彈性層的表面附近的部分截面圖。包括在導電性彈 性層中的部分的碗形狀的樹脂顆粒41部分地露出輥構件的表面。輥構件的表面具有源自 露出表面的碗形狀的樹脂顆粒的開口 51的凹部52和源自露出表面的碗形狀的樹脂顆粒的 開口的邊緣53的凸部。
[0067] 參照圖5,源自碗形狀的樹脂顆粒的開口的邊緣的凸部53的頂點和由碗形狀的樹 脂顆粒的殼劃定的凹部52的底部之間的距離54優(yōu)選設定為5 μ m以上且100 μ m以下和特 別優(yōu)選8μπι以上且80μπι以下。下文中，前述距離可以稱為〃高度差〃。設定在前述范圍 內的距離54更肯定地能夠減輕接觸壓力。高度差54和碗形狀的樹脂顆粒的最大直徑55 之間的比、即樹脂顆粒的[最大直徑]/[高度差]優(yōu)選為0.8以上且3.0以下。設定在前 述范圍內的前述比更肯定地能夠降低上述接觸壓力。
[0068] 前述凹凸形狀的形成如下所述優(yōu)選控制輥構件的表面狀態(tài)，即導電性彈性層的表 面狀態(tài)。十點平均粗糙度（Rzjis)優(yōu)選為5μπι以上且65μπι以下，特別地，ΙΟμπι以上且 50 μ m以下。表面的平均凹凸間隔（Sm)優(yōu)選為30 μ m以上且200 μ m以下，特別地，40 μ m 以上且150μπι以下。前述范圍的采用更肯定地能夠降低接觸壓力。下面詳細描述表面的 十點平均粗糙度（Rzjis)和表面的平均凹凸間隔（Sm)的測量方法。
[0069] 圖6A-6E示出用于本發(fā)明的碗形狀的樹脂顆粒的實例。本發(fā)明中，〃碗形狀〃的 顆粒是指具有開口部61和由殼劃定的略圓形凹部62的顆粒。開口部可以具有如圖6A和 圖6B中所示的平坦邊緣，或者如圖6C-圖6E所示的凹凸邊緣。
[0070] 碗形狀的樹脂顆粒的最大直徑55為5 μ m以上且150 μ m以下，特別地，8 μ m以上 且120 μ m以下。碗形狀的樹脂顆粒的最大直徑55和開口部的最小直徑63之間的比，即碗 形狀的樹脂顆粒的[最大直徑]/[開口部的最小直徑]的比優(yōu)選為1. 1以上且4.0以下。 設定落在前述范圍內的前述比更肯定地能夠降低上述接觸壓力。
[0071] 碗形狀的樹脂顆粒的殼的厚度優(yōu)選為0. Ιμπι以上且3μπι以下，特別地，0. 2μπι以 上且2 μ m以下。設定落在該范圍內的殼的厚度能夠使邊緣的彈性變形更柔軟，結果，更肯 定地能夠減輕接觸壓力。關于殼的厚度，最大厚度優(yōu)選為最小厚度的3倍以下和更優(yōu)選為 最小厚度的2倍以下。
[0072][粘結劑]
[0073] 作為包括在本發(fā)明的導電性彈性層中的粘結劑，可以使用迄今已知的橡膠或樹 月旨。橡膠的實例包括天然橡膠和經過硫化的天然橡膠，以及合成橡膠。合成橡膠的實例包 括下述：乙丙橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠（SBR)、硅橡膠、聚氨酯橡膠、異戊二烯橡膠（IR)、丁 基橡膠、丙烯腈丁二烯橡膠（NBR)、氯丁橡膠（CR)、丙烯酸系橡膠、表氯醇橡膠和氟橡膠。樹 脂的實例包括如熱固性樹脂和熱塑性樹脂等樹脂。這些之中，更優(yōu)選氟樹脂、聚酰胺樹脂、 丙烯酸系樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸系聚氨酯樹脂、硅酮樹脂和縮丁醛樹脂。這些可以以各 種單獨或作為兩種以上的混合物來使用?？蛇x擇地，可以將作為這些粘結劑的原料的單體 共聚從而轉變?yōu)楣簿畚铩?br> [0074] [導電性細顆粒]
[0075] 導電性彈性層包括迄今已知的導電性細顆粒以用于展現(xiàn)導電性的目的。導電性細 顆粒的實例包括金屬氧化物、金屬細顆粒和炭黑。這些導電性細顆?？梢砸愿鞣N單獨或以 兩種以上的組合來使用。導電性彈性層中導電性細顆粒的含量的標準值為2-200質量份， 特別地，5-100質量份，相對于100質量份粘結劑。
[0076][導電性彈性層的形成方法]
[0077] 導電性彈性層的形成方法如下示例。首先，在導電性基體上，制備其中導電性細顆 粒和中空形狀的樹脂顆粒分散在粘結劑中的涂層（下文中，稱為"預涂層"）。隨后，中空形 狀的樹脂顆粒通過研磨顆粒表面被部分地削除從而形成碗形狀，并且形成源自所得碗形狀 的樹脂顆粒的開口的凹部和源自所得碗形狀的樹脂顆粒的開口的邊緣的凸部。下文中，包 括這些凹部和凸部的形狀稱為〃源自碗形狀的樹脂顆粒的開口的凹凸形狀〃。以這種方式， 形成導電性樹脂層，然后將導電性樹脂層的表面進行電子束照射以控制導電性彈性層的彈 性變形的恢復速度。
[0078][預涂層中的樹脂顆粒的分散]
[0079] 首先，描述將中空形狀的樹脂顆粒分散在預涂層中的方法。這種方法可以示例其 中通過將在其內部含有氣體的中空形狀的顆粒與粘結劑和導電性細顆粒一起分散而制備 的導電性樹脂組合物的涂膜形成于導電性基體上，將涂膜進行例如干燥、固化或交聯(lián)的方 法。用于中空形狀的樹脂顆粒的材料的實例可以包括上述迄今已知的樹脂。
[0080] 另一方法可以示例使用在顆粒內部包括內包物質并且由于通過加熱內包物質膨 脹而變成中空形狀的樹脂顆粒的所謂的熱膨脹性微膠囊的方法。具體地，這是如下的方法： 制備熱膨脹性微膠囊與粘結劑和導電性細顆粒一起分散的導電性樹脂組合物，然后導電性 基體用所制備的組合物涂布，并且將該組合物涂層例如干燥、固化或交聯(lián)。在該方法的情況 下，中空形狀的樹脂顆?？梢酝ㄟ^利用用于預涂層的粘結劑的干燥、固化或交聯(lián)時的熱使 內包物質膨脹而形成。在該情況下，通過控制溫度條件，可以控制粒徑。
[0081] 當使用熱膨脹性微膠囊時，需要使用熱塑性樹脂作為粘結劑。熱塑性樹脂的實例 包括下述：丙烯腈樹脂、氯乙烯樹脂、偏二氯乙烯樹脂、甲基丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、聚氨 酯樹脂、酰胺樹脂、甲基丙烯腈樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸酯樹脂和甲基丙烯酸酯樹脂。這些 之中，優(yōu)選使用包括選自具有低透氣性和顯示高沖擊回彈性的丙烯腈樹脂、偏二氯乙烯樹 脂和甲基丙烯腈樹脂的至少一種的熱塑性樹脂。這些熱塑性樹脂可以各自單獨或以其兩種 以上的組合來使用。此外，可以使作為這些熱塑性樹脂的原料的單體共聚從而生產共聚物。
[0082] 作為熱塑性微膠囊中要內包的物質，優(yōu)選在等于或低于熱塑性樹脂的軟化點的溫 度下轉變?yōu)闅怏w并膨脹的物質。這種物質的實例包括下述：低沸點液體如丙烷、丙烯、丁烯、 正丁烷、異丁烷、正戊烷和異戊烷；和高沸點液體如正己烷、異己烷、正庚烷、正辛烷、異辛 烷、正癸烷和異癸烷。
[0083] 熱膨脹性微膠囊可以通過迄今已知的生產方法如懸浮聚合法、界面聚合法、界面 沉降法和液體干燥法來生產。例如，懸浮聚合法可以示例其中將聚合性單體、在熱膨脹性微 膠囊中要內包的物質和聚合引發(fā)劑混合在一起，使所得混合物分散在包括表面活性劑和分 散穩(wěn)定劑的水性介質中，然后使混合物進行懸浮聚合的方法。還可以添加具有與聚合性單 體的官能團反應的反應性基團的化合物、有機填料。
[0084] 聚合性單體可以示例下述：丙烯腈、甲基丙烯腈、α -氯丙烯腈、α -乙氧基丙烯 腈、富馬腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、檸康酸、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、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙 烯酸異冰片酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸芐酯）；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、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸異冰片酯、 (甲基）丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸芐酯）；苯乙烯系單體、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-己內酰胺、聚醚和異氰酸酯。這些聚合性單體 可以各自單獨或以其兩種以上的組合來使用。
[0085] 作為聚合引發(fā)劑，優(yōu)選可溶于聚合性單體中的引發(fā)劑，并且可以使用迄今已知的 過氧化物引發(fā)劑和偶氮引發(fā)劑。這些之中，優(yōu)選偶氮引發(fā)劑。偶氮引發(fā)劑的實例列出如下： 2, 2' -偶氮二異丁臆、1，Γ -偶氮雙（環(huán)己燒-1-甲臆）和2, 2' -偶氮雙（4-甲氧基-2, 4-二 甲基戊腈）。這些之中，優(yōu)選2, 2'-偶氮二異丁腈。當使用聚合引發(fā)劑時，聚合引發(fā)劑的量 優(yōu)選為〇. 01-5質量份，相對于100質量份聚合性單體。
[0086] 作為表面活性劑，可以使用陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、中性表面活性 齊IJ、兩性表面活性劑和高分子型分散劑。表面活性劑的用量優(yōu)選為〇. 01-10質量份，相對于 100質量份聚合性單體。
[0087] 分散穩(wěn)定劑的實例包括下述：有機細顆粒（如聚苯乙烯細顆粒、聚甲基丙烯酸甲 酯細顆粒、聚丙烯酸細顆粒和聚環(huán)氧化物細顆粒）、二氧化硅（如膠態(tài)二氧化硅）、碳酸鈣、 磷酸鈣、氫氧化鋁、碳酸鋇和氫氧化鎂。分散穩(wěn)定劑的用量優(yōu)選為〇. 01-20質量份，相對于 100質量份聚合性單體。
[0088] 懸浮聚合優(yōu)選通過使用耐壓容器在密封條件下來進行。聚合原料使用例如分散 機懸浮，然后將所得懸浮液轉移到耐壓容器并且可以使其進行懸浮聚合，或者可選擇地，懸 浮操作可以在耐壓容器中進行。聚合溫度優(yōu)選為50°C-120°C。聚合可以在大氣壓力下進 行；然而，為了防止在熱膨脹性微膠囊中內包的物質的氣化，聚合優(yōu)選在加壓條件下（在大 氣壓力+〇· Ι-lMPa的壓力下）進行。聚合完成之后，固液分離和清洗也可以通過離心分離 或過濾來進行。當進行固液分離或清洗時，隨后，干燥或固化也可以在等于或低于構成熱膨 脹性微膠囊的樹脂的軟化溫度的溫度下進行。干燥和粉碎可以通過已知的方法來進行；可 以使用氣流干燥機、順風干燥機和諾塔混合機。干燥和粉碎也可以使用粉碎干燥機同時進 行。表面活性劑和分散穩(wěn)定劑可以在生產之后通過重復清洗和過濾來除去。
[0089][預涂層的形成方法]
[0090] 繼續(xù)地，描述預涂層的形成方法。預涂層的形成方法的實例包括導電性樹脂組合 物的層通過施涂方法如靜電噴涂、浸涂或輥涂形成于導電性基體上，然后將該層通過干燥、 加熱或交聯(lián)來固化的方法?？蛇x擇地，此類實例還包括使通過以具有預定厚度形成導電性 樹脂組合物的膜并通過固化該膜制備的片狀或管狀層粘合至導電性基體，或者基體用所得 層涂布的方法。另外，預涂層還可以通過將導電性樹脂組合物放置在具有在其中配置的導 電性基體的模具中，然后固化所述組合物來形成。特別地，當粘結劑為橡膠時，預涂層還可 以通過使用安裝有十字頭模頭（die)的擠出機并通過將導電性基體和未硫化的橡膠組合 物一體化擠出來制備。這里，出于形成電線或金屬絲的涂層的目的，十字頭模頭為用作配置 在擠出機的圓筒體的前端處的擠出模頭。
[0091] 隨后，在干燥、固化或交聯(lián)等之后，研磨預涂層的表面以部分地削除中空形狀的樹 脂顆粒從而形成碗形狀。作為研磨方法，可以使用圓筒研磨方法和帶研磨方法。圓筒研磨 機可以示例通過橫向型NC圓筒研磨機和切入式磨削型NC圓筒研磨機。
[0092] (a)其中預涂層的厚度為中空形狀的樹脂顆粒的平均粒徑的5倍以下的情況
[0093] 在其中預涂層的厚度為中空顆粒的平均粒徑的5倍以下的情況下，源自中空形狀 的樹脂顆粒的凸部經常形成于預涂層的表面上。在該情況下，中空形狀的樹脂顆粒的凸部 部分地被削除從而形成碗形狀，因而可以形成由于碗形狀的樹脂顆粒的開口引起的凹凸形 狀。在該情況下，優(yōu)選使用在研磨時施加在預涂層上的壓力相對小的帶研磨。作為實例，下 面示出在采用帶研磨方法的情況下作為預涂層的研磨條件的優(yōu)選范圍。
[0094] 研磨帶為通過將研磨磨粒分散在樹脂中并且通過將所得分散液涂布在片狀基體 上而獲得的帶。研磨磨?？梢允纠趸X、氧化鉻、碳化硅、氧化鐵、鉆石、氧化鈰、金剛砂、 氮化硅、碳化硅、碳化鑰、碳化鎢、碳化鈦和氧化硅。研磨磨粒的平均粒徑優(yōu)選為〇. 01 μ m以 上且50 μ m以下和更優(yōu)選為1 μ m以上且30 μ m以下。研磨磨粒的平均粒徑為通過離心沉降 法測量的中值直徑D50。具有落在前述優(yōu)選范圍內的研磨磨粒的研磨帶的篩目數(shù)的優(yōu)選范 圍為500以上且20000以下，更優(yōu)選的范圍為1000以上且10000以下。研磨帶的具體實例 包括下述：MAXIMA LAP 和 MAXIMA T型（商品名，由 Ref-Lite Co.，Ltd.制造 ）、Lapika (商 品名，由 Kovax Corp.制造）、微加工膜（MicrofinishingFilm)和研磨膜（Lapping Film) (商品名，由 Sumitomo3M Ltd.制造）、鏡膜（Mirror Film)和研磨膜（Lapping Film)(商 品名，由 Sankyo Rikagaku Co.，Ltd.制造）和 Mipox(商品名，由 Nihon Micro Coating Co.，Ltd.制造）。
[0095] 研磨帶的行進速度優(yōu)選為lOmm/min以上且500mm/min以下和更優(yōu)選為50mm/min 以上且300mm/min以下。研磨帶對預涂層的加壓的壓力優(yōu)選為0. OIMPa以上且0. 4MPa以 下和更優(yōu)選為〇. IMPa以上且0. 3MPa以下。為了控制加壓的壓力，可以使支承輥通過中間 物研磨帶與預涂層接觸。為了獲得預期的形狀，研磨處理可以進行多次。旋轉數(shù)優(yōu)選設定 在10rpm以上且lOOOrpm以下和更優(yōu)選為50rpm以上且800rpm以下。通過采用前述條件， 由于碗形狀的樹脂顆粒的開口引起的凹凸形狀可以更容易地形成于預涂層的表面上。即使 當預涂層的厚度落在上述范圍內時，由于碗形狀的樹脂顆粒的開口引起的凹凸形狀也可以 通過在（b)中的下述方法來形成。
[0096] (b)其中預涂層的厚度超過中空形狀的樹脂顆粒的平均粒徑的5倍的情況
[0097] 在其中預涂層的厚度超過中空形狀的樹脂顆粒的平均粒徑的5倍的情況下，發(fā)生 在預涂層的表面上沒有形成源自中空形狀的樹脂顆粒的凸部的情況。在這種情況下，通過 利用在中空形狀的樹脂顆粒和預涂層之間的研磨性差異，可以形成由于碗形狀的樹脂顆粒 的開口引起的凹凸形狀。中空形狀的樹脂顆粒在其內部中內包氣體，因此具有高沖擊回彈 性。與之相對地，作為預涂層的粘結劑，選擇具有相對低的沖擊回彈性和小的伸長率的橡膠 或樹脂。因此，可以實現(xiàn)其中預涂層容易研磨和中空形狀的樹脂顆粒幾乎不研磨的狀態(tài)。當 研磨處于前述狀態(tài)下的預涂層時，中空形狀的樹脂顆粒處于與預涂層的狀態(tài)相同的狀態(tài)下 而不被研磨，但是使中空形狀的樹脂顆粒具有其中中空形狀的樹脂顆粒僅部分地削除的碗 形狀。因此，在預涂層的表面上，可以形成由于碗形狀的樹脂顆粒的開口引起的凹凸形狀。 該方法為其中凹凸形狀通過利用在中空形狀的樹脂顆粒和預涂層之間的研磨性差異來形 成的方法，因此優(yōu)選使用橡膠作為預涂層中使用的粘結劑。在橡膠之中，從具有低沖擊回彈 性和小的伸長率的角度，特別優(yōu)選使用丙烯腈丁二烯橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠和丁二烯橡 膠。作為用于中空形狀的樹脂顆粒的樹脂，從透氣性低和具有高沖擊回彈性的角度，優(yōu)選含 極性基團的樹脂，并且更優(yōu)選具有由下式（1)表示的單元的樹脂。特別地，從容易控制研磨 性的角度，甚至更優(yōu)選具有由式（1)表示的單元和由式（5)表示的單元的樹脂。
[0098]

【權利要求】
1. 一種電子照相用棍構件，其包括：導電性基體和作為表面層的導電性彈性層； 其中 所述導電性彈性層具有在所述輥構件的長度方向的中央部的外徑比在所述輥構件的 兩端部的外徑大的冠形狀； 所述導電性彈性層包括粘結劑和碗形狀的樹脂顆粒； 所述輥構件的表面具有源自所述碗形狀的樹脂顆粒的開口的凹部和源自所述碗形狀 的樹脂顆粒的所述開口的邊緣的凸部；和 其中在所述輥構件的長度方向的中央部和在所述輥構件的兩端部之間所述輥構件的 彈性變形的恢復速度的關系為： 在所述導電性彈性層的表面上，在兩端部的恢復速度比在中央部的恢復速度大，和 在距所述導電性彈性層的表面的深度tym的位置處，在中央部的恢復速度比在兩端 部的恢復速度大。
2. 根據權利要求1所述的輥構件，其中所述彈性變形的恢復速度從所述導電性彈性層 的表面沿深度方向變小。
3. 根據權利要求1所述的輥構件，其中所述深度t μ m為30 μ m以上且100 μ m以下。
4. 根據權利要求1所述的輥構件，其中所述碗形狀的樹脂顆粒具有開口部和由殼劃定 的略圓形凹部。
5. 根據權利要求1所述的輥構件，其中源自所述碗形狀的樹脂顆粒的開口的邊緣的凸 部的頂點和由所述碗形狀的樹脂顆粒的殼劃定的略圓形凹部的底部之間的距離即高度差 為5 μ m以上且100 μ m以下。
6. 根據權利要求5所述的輥構件，其中源自所述碗形狀的樹脂顆粒的開口的邊緣的凸 部的頂點和由所述碗形狀的樹脂顆粒的殼劃定的略圓形凹部的底部之間的距離即高度差 為8 μ m以上且80 μ m以下。
7. 根據權利要求5所述的輥構件，其中所述碗形狀的樹脂顆粒的最大直徑與源自所述 碗形狀的樹脂顆粒的開口的邊緣的凸部的頂點和由所述碗形狀的樹脂顆粒的殼劃定的略 圓形凹部的底部之間的距離即高度差的比，[最大直徑]/[高度差]，為0.8以上且3.0以 下。
8. 根據權利要求1所述的輥構件，其中所述碗形狀的樹脂顆粒的最大直徑為5 μ m以上 且150 μ m以下。
9. 根據權利要求8所述的輥構件，其中所述碗形狀的樹脂顆粒的最大直徑為8 μ m以上 且120μπι以下。
10. 根據權利要求1所述的輥構件，其中所述碗形狀的樹脂顆粒的殼的厚度為〇. 1 μ m 以上且3 μ m以下。
11. 根據權利要求10所述的輥構件，其中所述碗形狀的樹脂顆粒的殼的厚度為〇.2μπι 以上且2 μ m以下。
12. 根據權利要求1所述的輥構件，其中所述輥構件的表面的十點平均粗糙度Rzjis為 5 μ m以上且65 μ m以下。
13. 根據權利要求1所述的輥構件，其中所述輥構件的表面的平均凹凸間隔Sm為 30 μ m以上且200 μ m以下。
14. 一種處理盒，其包括根據權利要求1所述的電子照相用輥構件和電子照相感光構 件，并且構成為可拆卸地安裝至電子照相設備的主體。
15. -種電子照相設備，其包括根據權利要求1所述的電子照相用輥構件和電子照相 感光構件。
【文檔編號】G03G15/02GK104102107SQ201410133291
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權日:2013年4月3日
【發(fā)明者】植松敦, 宮川昇, 佐藤太一 申請人:佳能株式會社