專利名稱：導(dǎo)電輥、充電裝置、處理盒和圖像形成設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)電輥、充電裝置、處理盒和圖像形成設(shè)備。
背景技術(shù)：
在使用電子照相系統(tǒng)的圖像形成設(shè)備中，在通過充電輥對圖像保持體充電并且通 過用激光束等照射經(jīng)充電的圖像保持體而形成潛像之后，用調(diào)色劑對潛像顯影以形成可視 的調(diào)色劑圖像。然后，將獲得的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印部件。轉(zhuǎn)印部件的實(shí)例包括中間轉(zhuǎn)印 體和記錄介質(zhì)。當(dāng)圖像形成設(shè)備具有中間轉(zhuǎn)印體時(shí)，將保持在圖像保持體上的調(diào)色劑圖像 通過一次轉(zhuǎn)印輥轉(zhuǎn)印至中間轉(zhuǎn)印體，隨后通過使用二次轉(zhuǎn)印輥或支撐輥將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印 至記錄介質(zhì)。當(dāng)圖像形成設(shè)備沒有中間轉(zhuǎn)印體時(shí)，通過使用轉(zhuǎn)印輥將形成在圖像保持體上 的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)。通過定影裝置對轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)的調(diào)色劑圖像進(jìn)行定影， 由此在記錄介質(zhì)上形成圖像。在圖像形成設(shè)備中，諸如充電輥或轉(zhuǎn)印輥(如一次轉(zhuǎn)印輥、二次轉(zhuǎn)印輥或支撐輥) 等導(dǎo)電輥處于分別與外部部件接觸的狀態(tài)(其上形成有電場)并對外部部件充電或轉(zhuǎn)印調(diào) 色劑圖像。此處，充電輥的“外部部件”是圖像保持體，而轉(zhuǎn)印輥的“外部部件”是圖像保持 體或中間轉(zhuǎn)印體。以分別與諸如圖像保持體或中間轉(zhuǎn)印體等外部部件相接觸的狀態(tài)來使用導(dǎo)電輥。 因此，優(yōu)選的是，即使長時(shí)間使用時(shí)，導(dǎo)電輥的表面也不會(huì)劣化。抑制導(dǎo)電輥表面劣化的方法的實(shí)例包括日本特開平第9-258523號(hào)公報(bào)公開的方 法，所述方法教導(dǎo)，將平均直徑為5 μ m 30 μ m的顆粒分散在導(dǎo)電輥的保護(hù)層(最外層) 中，并將保護(hù)層表面的表面粗糙度Rz調(diào)節(jié)在7μπι 40μπι范圍內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
作為本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了具有形成導(dǎo)電輥的外周表面的層的導(dǎo)電 輥，其中，與顆粒不滿足在所述層中分布的特定條件的情況相比，所述層較不易產(chǎn)生裂紋。S卩，本發(fā)明的一個(gè)方面的示例性實(shí)施方式為(1)至少具有形成導(dǎo)電輥的外周表面 的表面層的導(dǎo)電輥，所述表面層包含凸部和凹部，凸部含有多個(gè)顆粒，并且凸部截面中存在 的顆粒所占的面積與凸部截面的總面積之比大于凹部截面中存在的顆粒所占的面積與凹 部截面的總面積之比。示例性實(shí)施方式⑵是⑴所述的導(dǎo)電輥，其中，所述凸部截面中存在的顆粒所占 的面積與凸部截面的總面積之比為約20% 約80%。示例性實(shí)施方式(3)是⑴所述的導(dǎo)電輥，其中，所述凸部截面中存在的顆粒所占 的面積與凸部截面的總面積之比為約30% 約70%。示例性實(shí)施方式(4)是⑴所述的導(dǎo)電輥，其中，所述凸部截面中存在的顆粒所占 的面積與凸部截面的總面積之比為約30% 約50%。示例性實(shí)施方式(5)是⑴ (4)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥，其中，所述表面層的外周表面的十點(diǎn)平均粗糙度Rz為約4 μ m 約20 μ m。示例性實(shí)施方式(6)是(1) (5)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥，所述導(dǎo)電輥還包含芯 體和彈性層，所述彈性層被設(shè)置在所述芯體的外周表面之上或上方，并且所述表面層被設(shè) 置在所述彈性層的外周表面之上或上方。示例性實(shí)施方式(7)是⑴ (6)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥，其中，所述顆粒的平均 粒徑為約2μπι 約15 μ m。示例性實(shí)施方式(8)是(1) (7)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥的制備方法，所述方法 包括在所述彈性層的外周表面之上或上方涂布包含顆粒和樹脂材料的涂布液，使得當(dāng)將所 述涂布液涂布在所述外周表面之上或上方時(shí)，所述顆粒隨所述涂布液中發(fā)生的對流而移 動(dòng)，于是所述顆粒之間的距離發(fā)生變化，從而形成所述凸部和凹部。本發(fā)明的另一個(gè)方面的示例性實(shí)施方式是(9)包含如⑴ (7)中任一項(xiàng)所述的 導(dǎo)電輥的充電裝置。本發(fā)明的另一個(gè)方面的示例性實(shí)施方式是(10)處理盒，所述處理盒包含圖像保 持部件；和下述充電輥或轉(zhuǎn)印輥中的至少一個(gè)，所述充電輥對圖像保持部件的表面充電并 且是(1) (7)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥，所述轉(zhuǎn)印輥將形成于圖像保持部件的表面上的調(diào) 色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)上并且是如(1) (7)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥。本發(fā)明的另一個(gè)方面的示例性實(shí)施方式是(11)圖像形成設(shè)備，所述設(shè)備包含圖 像保持部件；對圖像保持部件的表面充電的充電單元；在已經(jīng)由充電單元充電的圖像保持 部件的表面上形成潛像的潛像形成單元；將形成在圖像保持部件的表面上的潛像顯影為調(diào) 色劑圖像的顯影單元；和將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)上的轉(zhuǎn)印單元，并且所述充電單元 或所述轉(zhuǎn)印單元中至少有一個(gè)包含如(1) (7)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥。方面(1)可提供具有下述外周表面的導(dǎo)電輥，與顆粒不滿足在層中分布的特定條 件的情況相比，所述外周表面較不易產(chǎn)生裂紋。示例性實(shí)施方式(2) (4)可提供具有下述外周表面的導(dǎo)電輥，與顆粒不滿足在 層中分布的特定條件的情況相比，所述外周表面較不易產(chǎn)生裂紋。與十點(diǎn)粗糙度Rz不在本發(fā)明所限定的特定范圍內(nèi)的情況相比，示例性實(shí)施方式 (5)可抑制異物對導(dǎo)電輥的外周表面的附著。示例性實(shí)施方式(6)可更容易地提供具有下述外周表面的導(dǎo)電輥，與顆粒不滿足 在層中分布的特定條件的情況相比，所述外周表面較不易產(chǎn)生裂紋。示例性實(shí)施方式(7)可以有效地提供具有下述外周表面的導(dǎo)電輥，與凸部中所含 顆粒的粒徑不在本發(fā)明所限定的特定范圍內(nèi)的情況相比，所述外周表面較不易產(chǎn)生裂紋。示例性實(shí)施方式(8)可更容易地提供具有下述外周表面的導(dǎo)電輥，與顆粒不滿足 在層中分布的特定條件的情況相比，所述外周表面較不易產(chǎn)生裂紋。示例性實(shí)施方式(9)可提供充電裝置以實(shí)現(xiàn)所述充電裝置所配備的⑴ (7)中 任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥的效果。示例性實(shí)施方式(10)可提供處理盒以實(shí)現(xiàn)所述處理盒所配備的(1) (7)中任 一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥的效果。示例性實(shí)施方式(11)可提供圖像形成設(shè)備以實(shí)現(xiàn)所述圖像形成設(shè)備所配備的 (1) (7)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥的效果。


根據(jù)以下附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖1是一個(gè)示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的表面部分的放大示意圖；圖2是一個(gè)示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的示意圖；圖3是一個(gè)示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的表面部分的放大示意圖；圖4是顯示一個(gè)示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的制造方法的示意圖；圖5是顯示一個(gè)示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的表面層的制造方法的示意圖；圖6是顯示一個(gè)示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的表面層的制造方法的示意圖；圖7是顯示一個(gè)示例性實(shí)施方式的處理盒和圖像形成設(shè)備的示意圖；和圖8是將一個(gè)示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥應(yīng)用于圖像形成設(shè)備和處理盒的示意圖。
具體實(shí)施例方式導(dǎo)電輥本發(fā)明的一個(gè)方面的示例性實(shí)施方式為至少具有形成導(dǎo)電輥的外周表面的表面 層的導(dǎo)電輥，所述表面層至少具有凸部和凹部，凸部至少含有多個(gè)顆粒，并且凸部截面中存 在的顆粒所占的面積與凸部截面的總面積之比大于凹部截面中存在的顆粒所占的面積與 凹部截面的總面積之比。本示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的表面層的這種構(gòu)造有利于抑制表面層中所含顆粒 與形成表面層的樹脂材料之間的結(jié)合力的降低，從而可能造成對外周表面中出現(xiàn)裂紋的抑 制。因此，當(dāng)將所述導(dǎo)電輥用作下文所述的電子照相系統(tǒng)中的圖像形成設(shè)備或處理盒中的 各種輥時(shí)，形成于導(dǎo)電輥與圖像保持體或中間轉(zhuǎn)印體之間的電場強(qiáng)度的不均勻性可以得到 抑制，由此抑制圖像品質(zhì)的劣化。對外周表面中出現(xiàn)裂紋的抑制還有助于抑制裂痕所造成 的圖像品質(zhì)劣化、導(dǎo)電輥內(nèi)部所含各種材料從破裂處滲出而引起的圖像品質(zhì)劣化等等。對 出現(xiàn)裂紋的抑制還有助于獲得使用壽命較長的導(dǎo)電輥。此外，即使以與諸如圖像保持體或中間轉(zhuǎn)印帶等外部部件相接觸的方式來設(shè)置和 使用導(dǎo)電輥時(shí)，在本示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的外周表面中包含凸部和凹部也有助于抑制 異物(例如，調(diào)色劑組分或紙屑等)附著和/或沉積在導(dǎo)電輥的表面上。這一現(xiàn)象的詳細(xì) 原因如下文描述。在本示例性實(shí)施方式中，如“一種物體是導(dǎo)電性的”或“一種物體具有導(dǎo)電性”等 是指物體的體積電阻率小于約IO13 Ω ·_。電導(dǎo)率的測定方法如下文所述。如圖2所示，本示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥10通過在圓柱形芯體12的外周表面上 依次設(shè)置彈性層14和表面層16而形成。導(dǎo)電輥10對應(yīng)于本發(fā)明的一個(gè)方面的示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥。表面層16的外 表面對應(yīng)于示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的外周表面(即導(dǎo)電輥表面層的外表面)。芯體12對 應(yīng)于示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的芯體。彈性層14對應(yīng)于示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的彈性 層。表面層16對應(yīng)于示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的表面層。顆粒16Β對應(yīng)于示例性實(shí)施方 式的導(dǎo)電輥的凸部中存在的多個(gè)顆粒。樹脂材料16Α對應(yīng)于示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥的樹 脂材料。
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芯體芯體12為圓柱形部件，它充當(dāng)導(dǎo)電輥10的電極和支撐部件，并由導(dǎo)電性材料形 成。導(dǎo)電性材料的實(shí)例包括金屬或合金，例如易切削鋼、鋁、銅合金或不銹鋼；鍍有鉻或鎳 等的鐵；和導(dǎo)電性樹脂。鑒于這些材料的強(qiáng)度和電學(xué)特性，它們中的任何材料都可以用作導(dǎo) 電輥10的芯體12。芯體12的材料和表面處理方法可以根據(jù)目標(biāo)用途(例如，需要具有滑動(dòng)能力)來 適當(dāng)選擇。芯體12的材料可以是基本沒有導(dǎo)電性的材料。當(dāng)使用基本沒有導(dǎo)電性的材料 形成芯體時(shí)，可以對芯體進(jìn)行如電鍍加工等公知處理，從而對芯體賦予導(dǎo)電性。可根據(jù)導(dǎo)電輥10所應(yīng)用于的部件來適當(dāng)調(diào)節(jié)芯體12的外徑。例如，當(dāng)導(dǎo)電輥10 安裝在下文所述的圖像形成設(shè)備上時(shí)，將導(dǎo)電輥10安置來使得導(dǎo)電輥10與圖像形成設(shè) 備的圖像保持體或中間轉(zhuǎn)印體的外周表面以圖像形成所需的壓力相接觸?；诖嗽颍?dāng) 將導(dǎo)電輥10用于圖像形成設(shè)備的接觸設(shè)置和操作時(shí)，可使用具有足以防止導(dǎo)電輥10撓曲 (deflection)的強(qiáng)度的材料作為芯體12的材料，并且可以調(diào)節(jié)芯體12的外徑從而使芯體 12在芯體軸向全長內(nèi)具有充分的剛性。彈性層彈性層14被置于芯體12的外周表面上。導(dǎo)電輥10可以具有如下的芯體12和彈 性層14 其中彈性層14被設(shè)置在芯體12的外周表面之上或上方，而表面層16位于彈性層 14的外周表面之上或上方。雖然本示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥10的構(gòu)造具有依次設(shè)置在芯 體12上的彈性層14和表面層16，但導(dǎo)電輥10的構(gòu)造不限于此。導(dǎo)電輥10可具有任何構(gòu) 造，只要將表面層16安置在最外周表面?zhèn)燃纯?，并且所述輥的?nèi)部還可以有其它層。例如， 可在芯體12與彈性層14之間設(shè)置粘合層(圖示省略)。形成粘合層的粘合劑不受特別限制，粘合劑的實(shí)例包括橡膠和樹脂，例如，由聚烯 烴、氯橡膠、丙烯酰類、環(huán)氧類、聚氨酯、腈橡膠、氯乙烯、乙酸乙烯酯、聚酯、酚或有機(jī)硅橡膠 形成的那些橡膠和樹脂以及硅烷偶聯(lián)劑。粘合層可以是由一種粘合劑形成的單層，也可以具有含有由不同粘合劑形成的多 層的構(gòu)造。粘合層還可以含有導(dǎo)電性材料的細(xì)粉，所述導(dǎo)電性材料例如為炭黑，如科琴黑 (Ketjen Black)或乙炔黑；熱解碳、石墨；各種金屬或其合金，如鋁、銅、鎳或不銹鋼；各種 金屬氧化物，如氧化錫、氧化銦、氧化鈦、氧化錫_氧化銻固溶體或氧化錫_氧化銦固溶體； 和具有經(jīng)處理呈導(dǎo)電性的表面的絕緣物質(zhì)。粘合層的厚度不受特別限制。從獲得充分的粘 合性、厚度不均勻性的降低和/或電阻率不規(guī)則性的降低的角度考慮，粘合層的厚度可優(yōu) 選為 5 μ m ~ 100 μ m, ^iJti&^J 10 μ m 50 μ m。彈性層可以是非發(fā)泡的單層，或者可以具有在發(fā)泡層的表面(外側(cè))上設(shè)置有非 發(fā)泡層的構(gòu)造。在實(shí)施方式中，彈性層可以具有含有多個(gè)發(fā)泡層和/或多個(gè)非發(fā)泡層的構(gòu)造。彈性層是指由即使在施加IOOPa的外力而變形時(shí)也能回復(fù)至其原始形狀的材料 形成的層。彈性層14是充當(dāng)例如導(dǎo)電輥以在適當(dāng)壓力下形成接觸區(qū)域和形成電場的部件。 因此，在實(shí)施方式中，可以調(diào)節(jié)彈性層14的電阻。例如，通過例如將導(dǎo)電劑分散在形成彈性 層14的橡膠材料中可以調(diào)節(jié)電阻。
形成彈性層14的橡膠材料的實(shí)例包括表氯醇、聚氨酯、腈橡膠、異戊二烯橡膠、丁 二烯橡膠、表氯醇_氧化乙烯橡膠、乙烯_丙烯_ 二烯橡膠(EPDM)、苯乙烯-丁二烯橡膠 (SBR)、氯化聚異戊二烯、丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)、氯丁二烯橡膠(CR)、氫化聚丁二烯、丁 基橡膠和有機(jī)硅橡膠，以及它們的兩種以上的混合物。優(yōu)選的實(shí)例包括氨基甲酸酯橡膠、腈 橡膠、表氯醇_氧化乙烯橡膠和乙烯_丙烯_ 二烯橡膠(EPDM)。由于這些橡膠材料具有彈 性，因此可將它們中的任一種用作構(gòu)成彈性層的材料。在實(shí)施方式中，可以使用具有表氯醇 作為主要組分的合成橡膠，因?yàn)樵撓鹉z自身具有一定程度的導(dǎo)電性(離子導(dǎo)電性)。當(dāng)彈性層14具有非發(fā)泡層和發(fā)泡層時(shí)，該橡膠材料的主要組分優(yōu)選為表氯醇橡 膠，可將諸如NBR、EPDM、SBR或CR等其它一種或多種有機(jī)橡膠與其混合?？捎米鞣前l(fā)泡 層和發(fā)泡層的主要組分的表氯醇橡膠的實(shí)例包括GECHR0N 1100、GECHR0N 3100、GECHR0N 3101、GECHR0N 3102、GECHR0N 3103、GECHR0N 3105 和 GECHR0N 3106(商品名，由 Zeon Corporation制造)，它們具有不同的體積電阻值。從獲得期望電阻值的角度考慮，可組合 使用兩種以上不同級別的產(chǎn)品。彈性層14中所含導(dǎo)電劑的實(shí)例包括電子導(dǎo)電劑和離子導(dǎo)電劑。電子導(dǎo)電劑的實(shí) 例包括以下材料的細(xì)粉諸如科琴黑或乙炔黑等炭黑；熱解碳、石墨；各種金屬或其合金， 如鋁、銅、鎳或不銹鋼；各種金屬氧化物，如氧化錫、氧化銦、氧化鈦、氧化錫-氧化銻固溶體 或氧化錫-氧化銦固溶體；和具有經(jīng)處理為呈導(dǎo)電性的表面的絕緣物質(zhì)。離子導(dǎo)電劑的實(shí) 例包括四乙基銨或十二烷基三甲基銨的高氯酸鹽和氯酸鹽；和如鋰和鎂等堿金屬或堿土金 屬的高氯酸鹽和氯酸鹽。這些導(dǎo)電劑可以單獨(dú)使用，或者以其兩種以上組合使用。導(dǎo)電劑的添加量不受特 別限制。在實(shí)施方式中，基于彈性層14中的100重量份橡膠材料，彈性層14中電子導(dǎo)電劑 的含量優(yōu)選為1重量份 60重量份，更優(yōu)選為10重量份 20重量份。另一方面，基于彈 性層14中的100重量份橡膠材料，彈性層14中離子導(dǎo)電劑的含量優(yōu)選為0. 1重量份 5. 0 重量份，更優(yōu)選為0. 5重量份 3. 0重量份。在本示例性實(shí)施方式中，彈性層14的體積電阻率優(yōu)選為IO6 Ω .Cm-IO9Q · cm, 更優(yōu)選為IO6 Ω · cm IO8 Ω · cm。測定體積電阻率的方法在下文中描述。在實(shí)施方式中，根據(jù)Ascar C硬度，彈性層的硬度可以為15° 90°。當(dāng)Ascar C硬度為15° 90°時(shí)，可使導(dǎo)電輥10的外周表面與經(jīng)安置來與導(dǎo)電輥10接觸的外部部 件(例如，圖像保持部件或中間轉(zhuǎn)印體)之間的接觸狀態(tài)穩(wěn)定化因而抑制圖像品質(zhì)缺陷的 出現(xiàn)，并可抑制彈性層14的彈性恢復(fù)力的降低因而使導(dǎo)電輥10能夠應(yīng)用于更高速的加工。通過在1，OOOg的載荷下，將測定觸針式Ascar C型硬度計(jì)(由Koubunshi Keiki Co.，Ltd.制造)壓在3mm厚的測定板的表面上來測定Ascar C硬度。從當(dāng)導(dǎo)電輥10的外周表面接觸外部部件時(shí)，獲得彈性層14的充分變形以便能使 接觸部位穩(wěn)定形成的角度，以及使設(shè)置有導(dǎo)電輥10的設(shè)備更小的角度考慮，彈性層14的厚 度優(yōu)選為1. 5mm 7mm,更優(yōu)選為2mm 5mm。在實(shí)施方式中，導(dǎo)電輥10的制造方法可以包括將彈性層14直接設(shè)置在芯體12 上或通過粘合層和/或類似的層設(shè)置在芯體12上方之后，通過將彈性層14的表面拋光來 將導(dǎo)電輥10的外表面調(diào)節(jié)為所需形狀(所需外徑)。拋光方法不受特別限制，可以是如滾 筒式拋光法(例如往復(fù)拋光(traverse polishing)或插入拋光(plunge polishing))或無心拋光法等已知方法。表面層如圖1所示，表面層16含有處于樹脂材料16A中的顆粒16B，并且在其外表面上具 有凸部和凹部。凸部和凹部的凸部Q中包含多個(gè)顆粒16B。凸部截面中存在的顆粒所占的 面積的比例大于凹部截面中存在的顆粒所占的面積的比例。即，導(dǎo)電輥10具有如下構(gòu)造其中，表面層16的各凸部內(nèi)存在多個(gè)顆粒，并且凸部 截面中存在的顆粒所占的面積與凸部截面的總面積之比與凹部截面中存在的顆粒所占的 面積與凹部截面的總面積之比相比更大，由此在輥的表面上形成凸部和凹部。在本示例性實(shí)施方式中，如圖3所示，“凸部Q中”的區(qū)域是指圖3中各凸部中的 截面區(qū)域A，并且是各自從線L上的兩個(gè)交點(diǎn)(圖3中的交點(diǎn)R1和交點(diǎn)R2)從線L與表示 凸部Q的截面輪廓中最外周表面的線的相交位置出發(fā)且朝向彈性層14垂直延伸的兩條線 (圖3中的線X1和線X2)之間的區(qū)域，所述線L表示對應(yīng)于表面層16的平均厚度的位置。此外，在本示例性實(shí)施方式中，如圖3所示，“凹部P內(nèi)”的區(qū)域是指圖3中凹部中 的截面區(qū)域B，并且是各自從線L上的兩個(gè)交點(diǎn)(圖3中的交點(diǎn)隊(duì)和交點(diǎn)R2)從線L與表示 凹部P的截面輪廓中最外周表面的線的相交位置出發(fā)并朝向彈性層14垂直延伸的兩條線 (圖3中的線X1和線X2)之間的區(qū)域，所述線L表示對應(yīng)于表面層16的平均厚度的位置。“凸部Q中存在多個(gè)顆粒16B”的狀態(tài)具體指在截面區(qū)域A中存在多個(gè)顆粒16B的 狀態(tài)。凸部Q內(nèi)存在多個(gè)顆粒16B的狀態(tài)可以通過以下方式確定。例如，觀察表面層16 被延伸通過表面層16中的多個(gè)凸部Q的線所切割時(shí)的截面，并從所述多個(gè)凸部中任意選擇 和觀察10個(gè)凸部Q。當(dāng)對70%以上的所選凸部Q而言，各截面區(qū)域A中存在多個(gè)顆粒16B， 則確定獲得了 “凸部Q中存在多個(gè)顆粒16B的狀態(tài)”。此處，“凸部Q中存在的顆粒16B所占的面積在凸部Q截面中的比例”是指將截面 區(qū)域A的總面積視為100%時(shí)，截面區(qū)域A中存在的顆粒16B所占區(qū)域的面積與截面區(qū)域A 的總面積之比。該比例可以計(jì)算如下。例如，首先通過用如下平面切割表面層16而獲得截面所 述平面與對應(yīng)于表面層16的平均厚度且包含延伸通過表面層16中的多個(gè)凸部Q的線的平 面垂直。觀察該截面，并通過在所觀察的多個(gè)凸部Q中忽略含有最大顆粒數(shù)的凸部Q和含 有最小顆粒數(shù)的凸部Q來選擇多個(gè)凸部Q。計(jì)算截面區(qū)域A內(nèi)顆粒16B所占的面積與截面 區(qū)域A的總面積之比。計(jì)算所選的各凸部Q的計(jì)算結(jié)果的平均值。將該平均值視為凸部Q 中存在的顆粒16B所占的面積在凸部Q截面中的比例。此處，“凹部P中存在的顆粒16B所占的面積在凹部P截面中的比例”是指將截面 區(qū)域B的總面積視為100%時(shí)，截面區(qū)域B中存在的顆粒16B所占區(qū)域的面積與截面區(qū)域B 的總面積之比。該比例可以計(jì)算如下。例如，首先通過用如下平面切割表面層16而獲得截面所 述平面與對應(yīng)于表面層16的平均厚度且包含延伸通過表面層16中的多個(gè)凹部P的線的平 面垂直。觀察該截面，并通過在所觀察的多個(gè)凹部P中忽略含有最大顆粒數(shù)的凹部P和含 有最小顆粒數(shù)的凹部P來選擇多個(gè)凹部P。計(jì)算截面區(qū)域B內(nèi)的顆粒16B所占的面積與截 面區(qū)域B的總面積之比。計(jì)算所選的各凹部P的計(jì)算結(jié)果的平均值。將該平均值視為凹部
8P中存在的顆粒16B所占的面積在凹部P截面中的比例。表面層16的平均層厚是以如下方式獲得的值觀察表面層16被延長通過表面層 16中的多個(gè)凸部Q的線所切割時(shí)的截面，測定截面輪廓中任選的10點(diǎn)處的凸部Q的厚度 和截面輪廓中任選的10點(diǎn)處的凹部P的厚度，并將在此20點(diǎn)處的厚度值平均。凸部Q的 厚度為截面輪廓中從各凸部Q的峰到彈性層14的表面之間的距離(由凸部Q的峰垂直于 彈性層14的表面繪制的垂線的長度)。此外，凹部P的厚度為截面輪廓中從各凹部P的底 (最凹點(diǎn))到彈性層14的表面之間的距離(由凹部P的底垂直于彈性層14的表面繪制的 垂線的長度)。在本示例性實(shí)施方式中，在表面層16中，凸部Q截面中存在的顆粒16B所占的面 積與凸部Q截面的總面積之比大于凹部P截面中存在的顆粒16B所占的面積與凹部P截面 的總面積之比。具體而言，凸部Q截面中存在的顆粒16B所占的面積與凸部Q截面的總面 積之比優(yōu)選為約20 % 約80 %，更優(yōu)選為約30 % 約70 %，特別優(yōu)選為約30 % 約50 %。在表面層16中，當(dāng)凸部Q截面中存在的顆粒16B所占的面積與凸部Q截面的總面 積之比約為20%以上時(shí)，可以有效地實(shí)現(xiàn)用于通過多個(gè)顆粒16B抑制各種異物附著于表面 層16的表面的凸部Q的形成，即本示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥10的表面層16上的凸部和凹 部的形成。此外，當(dāng)凸部Q截面中存在的顆粒16B所占的面積與凸部Q截面的總面積之比約 為80%以下時(shí)，可以有利地保持顆粒16B與樹脂材料16A之間的結(jié)合力，并且可以有效抑制 具有凸部Q的表面層16的表面上出現(xiàn)裂紋，即，在具有通過多個(gè)顆粒16B形成的凸部和凹 部的表面層16上出現(xiàn)裂紋。在表面層16中，作為凸部Q截面中存在的顆粒16B所占的面積與凸部Q截面的總 面積之比的比例A大于作為表面層16中的凹部P截面中存在的顆粒16B所占的面積與凹 部P截面的總面積之比的比例B。S卩，A > B的關(guān)系成立。當(dāng)滿足A > B的關(guān)系時(shí)，可以抑制表面層16的表面上出現(xiàn)裂紋，并且可以抑制異 物附著于表面層16的表面。此外，當(dāng)凸部Q中存在的顆粒16B的數(shù)量與凹部P中存在的顆 粒16B的數(shù)量之間的比例關(guān)系能使A > B的關(guān)系得到滿足時(shí)，可以抑制在表面層16中含有 的顆粒16B的各顆粒處的應(yīng)力集中，而所述應(yīng)力集中表現(xiàn)為表面層16中出現(xiàn)裂紋。A與B之間的關(guān)系優(yōu)選由“A>BXn”表達(dá)，其中η為1以上的整數(shù)。從表面層16 的外周表面的沾污抗性方面考慮，η值優(yōu)選為1 5，更優(yōu)選為1 2。表面層16的外周表面的十點(diǎn)平均粗糙度Rz優(yōu)選為約4 μ m 20 μ m，更期望為約 6μπι 約13 μ m。當(dāng)表面層16的外周表面的十點(diǎn)平均粗糙度Rz在所述范圍內(nèi)時(shí)，可以抑 制將導(dǎo)電輥10安裝至圖像形成設(shè)備時(shí)表面層16出現(xiàn)污物和裂紋。十點(diǎn)平均粗糙度Rz是指JIS-B_0601(1982)中規(guī)定的十點(diǎn)平均粗糙度，本文通 過援引并入JIS-B-0601(1982)的公開內(nèi)容。即，十點(diǎn)平均粗糙度是以下值之和并以微米 (μ m)為單位表示在自輪廓曲線取樣并具有參考長度的部分中，從標(biāo)準(zhǔn)高度平均線到最 高峰高度的高度絕對值至標(biāo)準(zhǔn)高度平均線到第五高峰高度的高度絕對值的平均值；和從標(biāo) 準(zhǔn)高度平均線到最深谷深度的深度絕對值至標(biāo)準(zhǔn)高度平均線到第五深谷深度的深度絕對 值的平均值。此處，十點(diǎn)平均粗糙度(Rz)通過表面粗糙度測定設(shè)備(商品名SURFC0M 1500DX,由Tokyo Seimitsu Co.，Ltd.制造)在以下測定條件下測定測定長度=4mm，截止波長=
0.8mm，測定放大率=1，000和測定速度=0. 15mm/秒，采用高斯法為截止類型，并用最小二 乘曲線校正進(jìn)行斜率校正。表面層16中含有的顆粒16B的平均粒徑優(yōu)選為約2 μ m 約15 μ m,并且更優(yōu)選為 約5 μ m 約10 μ m。當(dāng)顆粒16B的平均直徑約為2 μ m以上時(shí)，可能傾向于在導(dǎo)電輥10的 表面層16的表面上形成足以抑制異物附著于表面層16的外周表面的凸部和凹部。此外， 當(dāng)顆粒16B的平均直徑約為15μπι以下時(shí)，可以抑制表面層16中所含顆粒16Β的各顆粒處 的應(yīng)力集中，所述應(yīng)力集中可能在將導(dǎo)電輥10安裝于圖像形成設(shè)備或處理盒時(shí)出現(xiàn)并且 可能表現(xiàn)為表面層16中出現(xiàn)裂紋。本文中顆粒16Β的平均粒徑通過以下方式獲得使用掃描電子顯微鏡(SEM)或透 射電子顯微鏡(TEM)觀察表面層16中含有的顆粒16Β，通過如此觀察到的SEM圖像或TEM 圖像來觀察10個(gè)顆粒的區(qū)域，計(jì)算從這些區(qū)域測定的粒徑的平均值。表面層16中含有的顆粒16Β的扁平比(短/長)優(yōu)選為0. 5 1，更優(yōu)選為0. 7
1.0。總之，在本示例性實(shí)施方式中，當(dāng)通過涂布表面層形成用涂布液來形成表面層16 時(shí)，由于伴隨著形成于彈性層14上的涂層17中的流體對流的顆粒16Β的移動(dòng)，顆粒之間的 距離發(fā)生變化。具體而言，在涂布液17中分別形成顆粒因顆粒之間的吸引而密集存在的區(qū) 域以及顆粒稀疏存在或基本不存在的區(qū)域。顆粒密集存在的區(qū)域形成凸部Q，顆粒稀疏存 在或基本不存在的區(qū)域形成凹部P，凸部Q和凹部P又共同形成表面層16。據(jù)認(rèn)為，當(dāng)顆粒 16Β的扁平比為0. 7 1. 0時(shí)，顆粒16Β相互之間的引力在樹脂材料16Α的對流過程中能夠 較容易地發(fā)揮作用，從而在表面層16上容易地形成凸部和凹部。根據(jù)以下等式(1)確定顆粒16Β的扁平比。等式(1):扁平比=Α/Β此處，B表示顆粒16Β的絕對長軸，A表示顆粒16Β的絕對短軸。通過使用圖像分析裝置分析絕對長軸和絕對短軸的值來用數(shù)字表示扁平比，所述 絕對長軸和絕對短軸主要為由顯微圖像或掃描電子顯微圖像測定的值。據(jù)認(rèn)為，扁平比越 接近1. 0，則顆粒越接近真球形。扁平比越大，則顆粒絕對長軸與絕對短軸之差越大，顆粒為 橢圓形。從表面層16形成時(shí)伴隨樹脂材料16Α的對流的樹脂材料16Α中顆粒16Β的移動(dòng) 容易性的角度考慮，與扁平比相似，顆粒16Β的真比重優(yōu)選為0. 7 1。使用以下方法測定顆粒16Β的真比重。根據(jù)JIS-K-0061 的 5-2-1，使用李氏比重瓶(Le Chatelier flask)測定顆粒 16B 的真比重，本文通過援引并入JIS-K-0061的公開內(nèi)容。操作如下。(1)將約250ml乙醇加入李氏比重瓶中，將彎月面調(diào)節(jié)至刻度位置。(2)將該瓶浸入恒溫水浴中時(shí)，溫度為20. O0C 士0. 2°C，利用該瓶的刻度正確讀出 彎月面的位置(精度設(shè)定為0. 025ml)。(3)稱取約IOOg樣品，并精確稱量該量(重量)，并將稱量的量設(shè)定為W(g)。(4)將稱量的樣品(顆粒16B)加入瓶中，并除去液體中的泡沫。(5)將該瓶浸入恒溫水浴中時(shí)，溫度為20. O0C 士0. 2°C，利用該瓶的刻度正確讀出彎月面的位置(精度設(shè)定為0. 025ml)。(6)根據(jù)以下等式計(jì)算真比重。D = W/ (L2-L1)S = D/0. 9982式中，D為樣品的密度(g/Cm3，20°C )，S為樣品的真比重(20°C )，W為樣品的重量 (g)，L1為在將樣品加入瓶中前在20°C的彎月面讀出值(ml)，L2為在將樣品加入瓶中后在 20°C的彎月面讀出值(ml)，而數(shù)字0. 9982為水在20°C的密度(g/cm3)。表面層16中含有的顆粒16B可以是任何顆粒，只要顆粒16B是顆粒狀的、滿足上 述要求并有助于形成本示例性實(shí)施方式中的導(dǎo)電輥10的凸部和凹部(具體而言，形成凸部 Q)即可，所述凸部和凹部的形成是下文所述的表面層16形成過程中伴隨涂層17中流體對 流的顆粒16B的移動(dòng)的結(jié)果。形成顆粒16B的材料的實(shí)例包括樹脂材料和無機(jī)材料等。樹脂材料的實(shí)例包括聚酰胺樹脂、丙烯酸酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、低密度聚乙烯 (LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯/丙烯酸共聚物(EAA)、交聯(lián)聚甲基丙烯酸甲酯、交聯(lián)聚 苯乙烯、交聯(lián)丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍12、尼龍6和尼龍6-12等。此外，無機(jī)材料 的實(shí)例包括碳酸鈣、氧化鋁和二氧化硅等。在這些材料中，從結(jié)合能力角度考慮，優(yōu)選使用 交聯(lián)型尼龍樹脂。在實(shí)施方式中，從有效抑制表面層16中出現(xiàn)裂紋的角度考慮，優(yōu)選的是，顆粒16B 具有與樹脂材料16A的強(qiáng)結(jié)合力。在實(shí)施方式中，從實(shí)現(xiàn)與樹脂材料16A的強(qiáng)結(jié)合力的角 度考慮，顆粒16B優(yōu)選是多孔的。用于制造多孔的顆粒16B的組成材料的實(shí)例包括聚酰胺 樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸酯樹脂和碳酸鈣。當(dāng)下文所述的樹脂材料16A的主要組分為聚酰胺樹脂時(shí)，理想的是使用聚酰胺樹 脂作為形成多孔的顆粒16B的材料。優(yōu)選聚酰胺樹脂的原因在于，除了與樹脂材料16A相容 之外，聚酰胺樹脂據(jù)預(yù)期還可與N-甲氧基甲基化尼龍進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)從而產(chǎn)生樹脂材料16A 與顆粒16B之間的較強(qiáng)結(jié)合力。用作樹脂材料16A的材料不受特別限制，且可選自任何樹脂或橡膠。在實(shí)施方式 中，可將聚合物材料優(yōu)選用作樹脂材料16A。聚合物材料的實(shí)例包括聚酯、聚酰亞胺、共聚尼 龍、有機(jī)硅樹脂、丙烯酸類樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、乙烯-四氟乙烯共聚物、三聚氰胺樹脂、 氟橡膠、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚乙烯醇、纖維素、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯和乙烯_乙 酸乙烯酯共聚物。從將導(dǎo)電輥10安裝于圖像形成設(shè)備或處理盒并運(yùn)行時(shí)抑制污物附著于導(dǎo)電輥10 表面的角度考慮，在形成樹脂材料16A的聚合物材料的實(shí)例中，優(yōu)選使用聚偏氟乙烯、四氟 乙烯共聚物、聚酯、聚酰亞胺和共聚尼龍。共聚尼龍含有選自尼龍610、尼龍11和尼龍12中 的一種或多種作為聚合單元，并且共聚物中還可包含的其它聚合單元的實(shí)例包括尼龍6和 尼龍66?；诠簿畚锏目偭浚赡猃?10、尼龍11和尼龍12形成的聚合單元的總含量優(yōu)選 為10重量％以上。當(dāng)聚合單元的總含量為10重量％以上時(shí)，下文所述的用于形成涂層17 以制造表面層16的涂布液在將該涂布液涂布于彈性層14上時(shí)可以表現(xiàn)出優(yōu)異的成膜性 (layer formability)。此外，特別是在反復(fù)使用導(dǎo)電輥10時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對表面層16的表 面的磨損和異物附著于表面層16外周表面的抑制，并且導(dǎo)電輥10可以獲得優(yōu)異的耐久性以及較小的因環(huán)境條件變化而發(fā)生的特性變化。形成樹脂材料16A的高分子化合物可以單獨(dú)使用，也可以兩種以上組合使用。所 述高分子化合物的數(shù)均分子量優(yōu)選為1，000 100，000，更優(yōu)選為10，000 50，000。從調(diào)節(jié)電阻率的角度考慮，表面層16還可含有不同于顆粒16B的導(dǎo)電材料。在實(shí) 施方式中，從獲得適當(dāng)?shù)碾娮杪收{(diào)節(jié)性能的角度考慮，這些其它導(dǎo)電材料的平均粒徑可以 約為3μπι以下。可以以與顆粒16Β相同的方式測定這些其它導(dǎo)電材料的平均粒徑。所述 其它導(dǎo)電材料可用于調(diào)節(jié)表面層16的電阻率和用于改善表面層16的機(jī)械強(qiáng)度。所述其它導(dǎo)電材料的實(shí)例包括諸如炭黑或?qū)щ娊饘傺趸镱w粒等電子導(dǎo)電劑和 離子導(dǎo)電劑。炭黑的具體實(shí)例包括SPECIAL BLACK 350、SPECIAL BLACK 100、SPECIAL BLACK 250、SPECIAL BLACK 5、SPECIAL BLACK 4、SPECIAL BLACK 4A、SPECIAL BLACK 550、 SPECIAL BLACK 6、COLOR BLACK FW200、COLOR BLACK FW2 禾口 COLOR BLACK FW2V(全部為 商品名，由 Evonik Degussa GmbH 制造)；和MONARCH 1000,MONARCH 1300、 MONARCH 1400、MOGUL L和 REGAL 400R(商品名)(全部由 Cabot Corporation 制造)。在實(shí)施方式中，炭黑的pH值可以為4.0以下。與普通炭黑相比，存在于pH值為 4. 0以下的炭黑顆粒表面上的含氧官能團(tuán)有助于提供所述炭黑在樹脂材料16A中的優(yōu)異分 散性。PH值為4. 0以下的炭黑的加入有助于對導(dǎo)電材料提供充電均一性和對電阻波動(dòng)的抑 制?？梢缘幌抻谑褂萌魏螌?dǎo)電顆粒作為導(dǎo)電金屬氧化物顆粒，只要顆粒為具有作為 電荷載體的電子的導(dǎo)電顆粒即可，其實(shí)例包括氧化錫、摻銻氧化錫、氧化鋅、銳鈦礦型氧化 鈦或氧化銦錫(ITO)。它們可以單獨(dú)使用，也可以兩種以上組合使用。導(dǎo)電顆?？梢跃哂腥?何粒徑，只要不損害本示例性實(shí)施方式的效果即可。從調(diào)節(jié)電阻和強(qiáng)度的角度考慮，優(yōu)選的 導(dǎo)電顆粒的實(shí)例包括氧化錫、摻銻氧化錫和銳鈦礦型氧化鈦，其更優(yōu)選的實(shí)例包括氧化錫 和摻銻氧化錫。離子導(dǎo)電劑的實(shí)例包括四乙基銨或十二烷基三甲基銨的高氯酸鹽和氯酸鹽；和如 鋰或鎂等堿金屬或堿土金屬的高氯酸鹽和氯酸鹽。這些導(dǎo)電劑可以單獨(dú)使用，或者以其兩種以上組合使用。樹脂材料16A中導(dǎo)電劑 的含量不受特別限制。在實(shí)施方式中，基于100重量份樹脂材料16A，電子導(dǎo)電劑的含量優(yōu) 選為1重量份 50重量份，更優(yōu)選為5重量份 30重量份。另一方面，在實(shí)施方式中，基 于100重量份樹脂材料16A，離子導(dǎo)電劑的含量優(yōu)選為1重量份 10重量份，更優(yōu)選為1重
量份 6重量份。在實(shí)施方式中，表面層16的體積電阻值優(yōu)選為IX IO3 Ω · cm IXIOkiQ · cm，更 優(yōu)選為IX IO4 Ω · cm IX IO9 Ω .cm。當(dāng)體積電阻值小于1 X IO5 Ω · cm時(shí)，可以抑制使用 導(dǎo)電輥10作為轉(zhuǎn)印輥的應(yīng)用中的轉(zhuǎn)印故障，并且可以抑制使用導(dǎo)電輥10作為充電輥的應(yīng) 用中的充電不均勻性。另一方面，當(dāng)體積電阻值大于IX 1(ΓΩ 時(shí)，可以抑制使用導(dǎo)電輥 10作為轉(zhuǎn)印輥的應(yīng)用中因轉(zhuǎn)印故障而發(fā)生的放電或如圖像缺失等缺陷，并且可以抑制使用 導(dǎo)電輥10作為充電輥的應(yīng)用中圖像濃度的不均勻性。表面層16的平均厚度優(yōu)選為0. 1 μ m 30 μ m，更優(yōu)選為0. 5 μ m 20 μ m。在彈性層14的表面顯微硬度小于40°的實(shí)施方式中，表面層16的平均厚度可優(yōu)選為15μπι 25 μ m0在彈性層14的表面顯微硬度為40°以上的實(shí)施方式中，表面層16的平均厚度可以 為5μπι以上。導(dǎo)電輥的制造方法下面說明導(dǎo)電輥10的制造方法的一個(gè)示例性實(shí)施方式。制備彈性層首先，在芯體12的表面上設(shè)置彈性層14。彈性層14的制備方法的實(shí)例包括下述 方法所述方法包括將橡膠材料、硫化劑和硫化促進(jìn)劑的混合物擠出成型并加熱成型產(chǎn)物 以進(jìn)行硫化。制備表面層然后在彈性層14的表面上設(shè)置表面層16。具體而言，在此示例性實(shí)施方式中，通 過涂布表面層形成用涂布液來形成表面層16。該涂布液包含彈性層14上的樹脂材料16Α、 顆粒16Β和其它添加劑。在本示例性實(shí)施方式中，表面層16具有凸部和凹部，在凸部Q中存在多個(gè)顆粒 16Β，并且凸部截面中存在的顆粒所占的面積與凸部截面的總面積之比大于凹部截面中存 在的顆粒所占的面積與凹部截面的總面積之比。在本示例性實(shí)施方式中，表面層16的凸部和凹部通過伴隨著涂層17中任何流體 的對流的顆粒16Β移動(dòng)而形成，所述涂層17通過在彈性層14上涂布表面層形成用涂布液 而形成。“流體”是指涂層17中的任何液體材料。換言之，在本示例性實(shí)施方式中，作為伴隨形成于彈性層14上的涂層17中的任何 流體(通常為樹脂材料16Α)的對流的顆粒16Β移動(dòng)的結(jié)果，顆粒之間的距離發(fā)生變化，使 得涂層17中分別形成顆粒16Β通過顆粒16Β相互吸引現(xiàn)象而密集存在的區(qū)域和顆粒16Β 稀疏存在或基本不存在的區(qū)域。顆粒密集存在的區(qū)域形成凸部Q，顆粒稀疏存在或基本不存 在的區(qū)域形成凹部P，而凸部Q和凹部P共同形成表面層16。換言之，在本示例性實(shí)施方式中，通過調(diào)節(jié)顆粒16Β在涂層17(或表面層16)中的 分布來形成凸部和凹部。通過調(diào)節(jié)表面層形成用涂布液的各種條件或涂層17的干燥條件，可以形成具有 所述凸部和凹部的表面層16。當(dāng)將表面層設(shè)置在彈性層上方并且表面層中含有顆粒時(shí)，按照常規(guī)進(jìn)行各種嘗試 以將顆粒均勻地分散在導(dǎo)電輥的表面層中。即，已經(jīng)按常規(guī)進(jìn)行了嘗試以調(diào)節(jié)表面層形成 用涂布液從而使顆粒均勻地分散在涂層(或表面層)中。與此相反，在本發(fā)明的此示例性實(shí)施方式中，不是將表面層形成用涂布液17配制 來使顆粒16Β均勻分散在表面層16中，而是將表面層形成用涂布液17調(diào)節(jié)來形成顆粒16Β 密集存在的區(qū)域和顆粒16Β稀疏存在或基本不存在的區(qū)域。作為該調(diào)節(jié)的結(jié)果，獲得具有 凸部和凹部的表面層16。具體而言，首先通過在彈性層14上涂布表面層形成用涂布液來形成涂層17(參見 圖4)。除了樹脂材料16Α、顆粒16Β和導(dǎo)電性材料之外，表面層形成用涂布液還可含有溶 劑和/或分散助劑等。
表面層形成用涂布液中可包含的溶劑的實(shí)例包括如甲醇、乙醇、異丙醇、甲基乙基 酮或甲苯等常用有機(jī)溶劑和水。涂布液中可包含的分散助劑的實(shí)例包括表面活性劑和偶聯(lián)劑。彈性層14上的表面層形成用涂布液的涂布方法的實(shí)例包括如噴涂法、浸涂法或 旋涂法等常用涂布法。在實(shí)施方式中，從調(diào)節(jié)容易性的角度考慮可使用浸涂法。表面層形成用涂布液在彈性層14上方的涂布導(dǎo)致了由該涂布液形成且設(shè)置于彈 性層14上的涂層17的形成。涂層17中的溶劑等的蒸發(fā)導(dǎo)致涂層17中的樹脂材料16A或 溶劑等流體的對流(例如，在圖5中沿箭頭H方向的對流)。涂層17中的顆粒16B隨著所 述對流而移動(dòng)，使得顆粒16B之間的距離變得與對流發(fā)生之前的距離不同。顆粒16B之間 的距離減小的區(qū)域的形成對應(yīng)于顆粒16B的濃度較高的區(qū)域的形成。據(jù)推測，位于高濃度 區(qū)域以外的區(qū)域中的顆粒16B隨涂層17中流體的對流而移動(dòng)到高濃度區(qū)域中。因此，形成 了顆粒16B密集存在的區(qū)域和顆粒16B稀疏存在或基本不存在的區(qū)域。此外，隨著溶劑蒸發(fā)的進(jìn)行和顆粒16B因?qū)α鞫M(jìn)一步移動(dòng)，顆粒16B密集存在的 區(qū)域的形成使凸部Q產(chǎn)生，而顆粒16B稀疏存在或基本不存在的區(qū)域的形成使凹部P產(chǎn)生， 由此形成了表面層16 (見圖6)。在本示例性實(shí)施方式中，通過在彈性層14上涂布表面層形成用涂布液而形成涂 層17。表面層16的形成伴隨著因如涂層17中樹脂材料16A或溶劑等流體的對流而導(dǎo)致的 顆粒16B之間距離的多樣化。形成的表面層16具有如下構(gòu)造至少在因流體對流而形成的 凸部Q中存在多個(gè)顆粒16B，并且凸部截面中存在的顆粒所占的面積與凸部截面的總面積 之比大于凹部截面中存在的顆粒所占的面積與凹部截面的總面積之比。由此可以認(rèn)為，涂 層17 (表面層形成用涂布液)中包含樹脂材料16A的流體的對流有助于表面層16的凸部 和凹部的形成?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)條件來調(diào)節(jié)形成具有所述凸部和凹部的表面層16的流 體的對流，所述條件選自形成涂層17的表面層形成用涂布液的粘度、表面層形成用涂布液 中含有的溶劑的種類或含量、溶劑的蒸發(fā)條件(即涂層17的干燥條件)、顆粒16B的平均粒 徑、顆粒16B的形狀因子、顆粒16B的含量、顆粒16B的真比重、導(dǎo)電材料的種類或含量、分 散助劑的種類、分子量或添加量、樹脂材料16A的種類和樹脂材料16A的分子量等。此外， 可以推測，通過調(diào)節(jié)表面層形成用涂布液的粘度，還可以調(diào)節(jié)伴隨所述對流的顆粒16B的 移動(dòng)速率或顆粒16B在凸部Q和凹部P的形成方向上的移動(dòng)方式。S卩，可通過以涂布經(jīng)調(diào)節(jié)來滿足一個(gè)或多個(gè)上述條件的表面層形成用涂布液的方 式制備涂層17和/或調(diào)節(jié)涂布層17的干燥條件，來形成具有凸部和凹部的表面層16。在溶劑汽化過程中顆粒16B的移動(dòng)傾向于隨形成涂層17的表面層形成用涂布液 粘度的增加而懈怠，并且顆粒16B的移動(dòng)傾向于隨表面層形成用涂布液粘度的降低而活 躍。即，當(dāng)顆粒16B的移動(dòng)變得活躍時(shí)，容易形成顆粒16B密集存在的區(qū)域。因此，可以調(diào) 節(jié)表面層形成用涂布液的粘度以便調(diào)節(jié)形成具有凸部和凹部的表面層16的流體的對流。形成涂層17的表面層形成用涂布液的粘度的改變因素的實(shí)例包括表面層形成 用涂布液中樹脂材料16A的粘度以及表面層形成用涂布液中樹脂材料16A的含量與溶劑的 含量之比。通常，高揮發(fā)性溶劑易于引起涂布液的對流。當(dāng)引起活躍對流時(shí)，顆粒16B密集存
14在的區(qū)域傾向于容易形成。也可以調(diào)節(jié)表面層形成用涂布液中含有的溶劑的種類或含量， 以調(diào)節(jié)形成具有凸部和凹部的表面層16的流體的對流。此外，對于表面層形成用涂布液中含有的溶劑的蒸發(fā)條件(即涂層17的干燥條 件)而言，溶劑傾向于隨干燥溫度的升高而容易蒸發(fā)。因此，隨著干燥溫度的升高，溶劑的 揮發(fā)性變得更高，使得形成具有凸部和凹部的表面層的流體的對流變得更加活躍，而顆粒 16B密集存在的區(qū)域因這種對流更加活躍而傾向于容易形成。此外，對于表面層形成用涂布液中含有的溶劑的含量(即溶劑稀釋比)和溶劑的 種類而言，高揮發(fā)性溶劑的含量比越高，溶劑越易于蒸發(fā)。因此，隨著高揮發(fā)性溶劑含量比 升高，溶劑的揮發(fā)性變得更高，導(dǎo)致形成具有凸部和凹部的表面層16的流體的對流更加活 躍，而顆粒16B密集存在的區(qū)域因這種對流更加活躍而傾向于容易形成?？梢詫㈩w粒16B的平均粒徑調(diào)節(jié)為2 μ m 15 μ m。當(dāng)顆粒16B的平均粒徑在該范 圍內(nèi)時(shí)，可以調(diào)節(jié)凸部Q中存在的顆粒16B所占的面積在凸部Q截面中的比例和/或顆粒 的分散狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)涂層17的表面層形成用涂布液中的流體的對流，使得可以形成表面 層16的凸部和凹部。此外，可以將顆粒16B的扁平率調(diào)節(jié)為0.7 1.0。當(dāng)扁平率在該范圍內(nèi)時(shí)，通過 由對流引起的顆粒16B的相互吸引而產(chǎn)生的顆粒16B密集存在的區(qū)域可能容易形成。此外，可以將顆粒16B的真比重調(diào)節(jié)為0. 7 1. 0。當(dāng)顆粒16B的真比重在該范圍 內(nèi)時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)伴隨著樹脂材料16A的對流的顆粒16B在樹脂材料16A中移動(dòng)的容易性。此外，通過調(diào)節(jié)分散助劑的種類、分子量或添加量，可以調(diào)節(jié)表面層形成用涂布液 的粘度和伴隨對流的顆粒16B的移動(dòng)的容易性。此外，通過調(diào)節(jié)表面層形成用涂布液的粘度，可以調(diào)節(jié)伴隨對流的顆粒16B的移 動(dòng)速度和顆粒16B在凸部Q和凹部P的形成方向上的移動(dòng)方式。可以通過調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)條件來調(diào)節(jié)表面層形成用涂布液的粘度，所述條件選自 表面層形成用涂布液中含有的導(dǎo)電材料的種類或含量、表面層形成用涂布液中含有的溶劑 的種類或含量(溶劑稀釋比)、樹脂材料16A的分子量、樹脂材料16A的結(jié)構(gòu)、樹脂材料16A 的配方和當(dāng)樹脂材料16A為交聯(lián)樹脂時(shí)的一種或多種催化劑的種類。具體而言，在實(shí)施方式中，表面層形成用涂布液的粘度可以為20mPa· s 50mPa · s，優(yōu)選為30mPa · s 40mPa · s。當(dāng)表面層形成用涂布液的粘度為30mPa · s 40mPa · s時(shí)，盡管凸部和凹部的狀況可能還取決于其它因素，但可以適當(dāng)形成表面層的凸 部和凹部。使用粘度計(jì)(商品名VISCOMETER MODEL B_8L，Toki Sangyo Co. ,Ltd.制造)在 25°C和55% RH的條件下測定粘度。通過調(diào)節(jié)溶劑的種類或溶劑的含量以及溶劑蒸發(fā)時(shí)的環(huán)境溫度和濕度，可以調(diào)節(jié) 表面層形成用涂布液中含有的溶劑的蒸發(fā)條件。據(jù)認(rèn)為，涂層17的干燥速率(即溶劑的蒸發(fā)速度)會(huì)影響待形成的表面層16的 平整性。通過調(diào)節(jié)至少一個(gè)以下條件可以容易地調(diào)節(jié)涂層17的干燥速率樹脂材料16A的 分子量、表面層形成用涂布液中的導(dǎo)電材料的含量、樹脂材料16A的含量與溶劑的含量之 比(樹脂比)、在含醇和水的情況下醇含量與水含量之比以及流平劑的種類等。
在本示例性實(shí)施方式中，“涂層17的干燥速率”是指從通過在彈性層14上涂布表 面層形成用涂布液而形成涂層17開始到涂層17達(dá)到“干燥”狀態(tài)時(shí)的時(shí)長(速率)，其中， “干燥”的涂層這一表達(dá)是指涂層17中85%以上的如水或醇等溶劑從涂層17中汽化或蒸發(fā)。通過執(zhí)行此制造方法，可以制造本示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥10，其中，通過抑制 在外周表面上出現(xiàn)裂紋而獲得了較長的使用壽命，并且抑制了異物在外周表面的附著或沉 積。導(dǎo)電輥10可以用作例如形成圖像形成設(shè)備的充電輥或轉(zhuǎn)印輥。此外，當(dāng)將導(dǎo)電輥 10應(yīng)用于使用圖像形成設(shè)備中的中間轉(zhuǎn)印體在記錄介質(zhì)上形成圖像的圖像形成設(shè)備時(shí)，可 以將導(dǎo)電輥10用作作為充電輥和/或轉(zhuǎn)印輥的一次轉(zhuǎn)印輥和/或二次轉(zhuǎn)印輥。按照ASKER C硬度，本示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥10的硬度優(yōu)選為ASKER C15 ASKER C90，更優(yōu)選為ASKER C20 ASKER C50。當(dāng)硬度為ASKER C15以上時(shí)，可以抑制導(dǎo)電 輥10因外部壓力而變形。當(dāng)硬度為ASKER C90以下時(shí)，可以抑制因負(fù)荷集中而產(chǎn)生的圖像品質(zhì)劣化，所述負(fù) 荷集中是由當(dāng)圖像形成設(shè)備上安裝了導(dǎo)電輥10時(shí)被安置來與導(dǎo)電輥10相接觸的圖像保持 體(如下文所述)所受的壓力造成的。此處，導(dǎo)電輥10的“導(dǎo)電性”是指整個(gè)導(dǎo)電輥10的體積電阻率P小于IO13 Ω .Cm0 以將導(dǎo)電輥10放置在金屬平板(材料SUS 304不銹鋼；表面粗糙度Ra :0. 1 μ m 0. 2 μ m) 上的方式，并且在將500g的重量置于作為導(dǎo)電輥10的轉(zhuǎn)軸的芯體12的軸向的兩端以對導(dǎo) 電輥10施加負(fù)荷和將芯體12及金屬板連接至電阻計(jì)(商品名R8340A DIGITALULTRA-HIGH RESISTANCE/MICRO CURRENT METER ；AdvantestCorporation 制造)的狀態(tài)下測定體積電阻 率P，并基于在由電阻計(jì)對導(dǎo)電輥10施加100V的電壓10秒后的電流值，根據(jù)等式P = V/IXA/t獲得體積電阻率P。此處，在等式中，V表示施加的電壓(V)，I表示電流值(A)， A表示電極接觸面積(cm2)，t表示層厚(cm)。此外，以與導(dǎo)電輥10電阻相同的測定方法， 測定構(gòu)成導(dǎo)電輥10的芯體12的體積電阻率。當(dāng)測定彈性層14的體積電阻率和表面層16的體積電阻率時(shí)，使用僅由各層的組 成物形成的板(下文中稱為“組成物板”)以便分別測定各層的體積電阻率。具體而言，將電極(商品名R12702A/BRESISTIVITY CHAMBER ；Advantest corporation制造)連接于組成物板的兩個(gè)表面，并將環(huán)狀接地電極也連接于組成物 板的一個(gè)表面從而使接地電極與所述電極共軸，并將電阻計(jì)(商品名R8340A DIGITAL ULTRA-HIGH RES I STANCE/MI CROCURRENT METER ；Advantest Corporation 制造)與這些電 極相連。對這些電極施加經(jīng)調(diào)節(jié)以使在22°C和55% RH條件下的電場(施加的電壓/組成 物板的厚度)為lOOV/cm的電壓，從而將所述電壓施加于組成物板，并基于施加電壓30秒 后的電流值通過以下等式⑵計(jì)算體積電阻率(Ω ·πι)；方程(2)體積電阻率(Ω · m) = 19. 63Χ施加的電壓(V) /電流值(A)/組成物 的厚度(cm)圖像形成設(shè)備和處理盒下面將說明安裝有導(dǎo)電輥10的圖像形成設(shè)備的示例性實(shí)施方式和處理盒的示例性實(shí)施方式。圖7顯示了配備有沿預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)(圖7中X的箭頭方向)的圖像保持體52的 圖像形成設(shè)備50。沿圖像保持體52的旋轉(zhuǎn)方向，在圖像保持體52的外周依次安置有充電 輥54、曝光裝置56、顯影裝置58、轉(zhuǎn)印輥60和清潔刮刀62。充電輥54被安置來與圖像保持體52的外周表面接觸，并對圖像保持體52的表面 充電。充電輥54具有形成于充電輥54軸上的芯材(未示出)，并且芯材與電源68電連接。 因此，通過從電源68對芯材施加電壓而在充電輥54與圖像保持體52之間形成電場，由此 對圖像保持體52的表面充電。清潔輥66被安置來與充電輥54的外周表面接觸，用于除去附著在充電輥54的外 周表面的異物。附著于充電輥54的外周表面的諸如調(diào)色劑、紙屑和防粘劑等異物由清潔輥 66除去。曝光裝置56形成靜電潛像，所述靜電潛像對應(yīng)于在用充電輥54充電的圖像保持 體52上的圖像。顯影裝置58使用調(diào)色劑將形成于圖像保持體52上的靜電潛像顯影以形成 調(diào)色劑圖像。記錄介質(zhì)64使用轉(zhuǎn)印輥60轉(zhuǎn)印形成于圖像保持體52上的調(diào)色劑圖像。轉(zhuǎn) 印輥60被置于如下位置在所述位置處，記錄介質(zhì)64被夾在轉(zhuǎn)印輥60與圖像保持體52之 間并進(jìn)行傳送，并且在轉(zhuǎn)印輥60與圖像保持體52之間形成電場以將形成保持在圖像保持 體52上的調(diào)色劑圖像的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)64側(cè)，由此將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì) 64。轉(zhuǎn)印輥60具有在轉(zhuǎn)印輥60的軸上形成的芯材(未示出)，并且芯材與電源69電 連接。因此，通過從電源69對芯材施加電壓而在轉(zhuǎn)印輥60與圖像保持體52之間形成電場， 并將保持在圖像保持體52的表面上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)64側(cè)，由此將調(diào)色劑圖 像轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)64。使用定影裝置(未示出)將轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)64的調(diào)色劑圖像定影在記錄介質(zhì)64 上。在本示例性實(shí)施方式中，將充電輥54、清潔輥66、圖像保持體52、清潔刮刀62和顯 影裝置58集成設(shè)置在處理盒70中，該處理盒70被可拆卸地安裝至圖像形成設(shè)備50。雖然此處說明的是具有其中處理盒70包含充電輥54、清潔輥66、顯影裝置58、圖 像保持體52和清潔刮刀62的構(gòu)造的本示例性實(shí)施方式的圖像形成設(shè)備，但是處理盒70的 構(gòu)造不限于此。處理盒70中可以采用任何構(gòu)造，只要其包含至少充電輥54和轉(zhuǎn)印輥60中 的至少一個(gè)即可。在圖像形成設(shè)備50中，具有由充電輥54均勻充電的表面的圖像保持體52沿預(yù)定 方向(圖7中箭頭方向X)旋轉(zhuǎn)。通過曝光裝置56在帶電的圖像保持體52的表面上形成 靜電潛像。當(dāng)形成靜電潛像的區(qū)域隨著圖像保持體52的旋轉(zhuǎn)到達(dá)安置有顯影裝置58的區(qū) 域時(shí)，靜電潛像由顯影裝置58顯影而形成調(diào)色劑圖像。當(dāng)形成在圖像保持體52上的調(diào)色 劑圖像隨著圖像保持體52的旋轉(zhuǎn)到達(dá)安置有轉(zhuǎn)印輥60的位置時(shí)，調(diào)色劑圖像由轉(zhuǎn)印輥60 轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)64，記錄介質(zhì)64通過傳送裝置(未示出)在圖像保持體52與轉(zhuǎn)印輥60之 間傳送。轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)64的調(diào)色劑圖像由定影裝置(未示出)定影。由此在記錄介質(zhì) 64上形成圖像。使用清潔刮刀62從圖像保持體52上除去附著于圖像保持體52的諸如紙 屑和/或殘留的調(diào)色劑等異物。
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另外，在本文中將從使用充電輥54對圖像保持體52充電到通過驅(qū)動(dòng)各種裝置在 記錄介質(zhì)64上進(jìn)行圖像形成的一系列方法稱為圖像形成方法。本示例性實(shí)施方式的導(dǎo)電輥10可適當(dāng)?shù)赜米鲌D像形成設(shè)備50中的充電輥54和 轉(zhuǎn)印輥60。將充電輥54安置來與圖像保持體52的外周表面接觸。更具體而言，如圖8所示， 通過在形成為充電輥54的旋轉(zhuǎn)軸的導(dǎo)電性芯體53縱向的兩端的軸承部件55來支撐充電 輥54。軸承部件55各自由螺旋彈簧57支撐，螺旋彈簧57由外殼(未示出)支撐。因此， 充電輥54被安置來與圖像保持體52接觸以便通過螺旋彈簧57經(jīng)芯體53而將充電輥54 的外周表面壓抵于圖像保持體52的外周表面。因此，經(jīng)安置來與圖像保持體52接觸的充 電輥54隨圖像保持體52的旋轉(zhuǎn)而受驅(qū)旋轉(zhuǎn)。作為另外一種選擇，充電輥54可以獨(dú)立于圖 像保持體52的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。軸承部件55也支撐作為清潔輥66的軸的芯體67縱向的兩端，由此軸承部件55 支撐清潔輥66和充電輥54從而將清潔輥66的外周表面安置來與充電輥54的外周表面接 觸。因此，清潔輥66隨充電輥54的旋轉(zhuǎn)而受驅(qū)旋轉(zhuǎn)。作為另外一種選擇，清潔輥66可以 獨(dú)立于充電輥54的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。當(dāng)將導(dǎo)電輥10用作充電輥54時(shí)，即使在圖像形成設(shè)備50中執(zhí)行圖像形成方法， 也可以抑制充電輥54的外周表面上出現(xiàn)裂紋，這是因?yàn)楸砻鎸?6處于裂紋的出現(xiàn)受到抑 制的狀態(tài)。因此，可由此抑制充電輥54表面上的裂紋所導(dǎo)致的圖像保持體52表面的不均 勻充電。此外，還可以抑制充電輥54的外周表面出現(xiàn)裂紋所導(dǎo)致的如導(dǎo)電材料等各種材料 從彈性層14滲出。因此，將導(dǎo)電輥10用作充電輥54會(huì)使圖像保持體52的表面均勻充電，并且會(huì)抑 制因圖像保持體52表面的充電不良所導(dǎo)致的濃度不均勻和顏色條紋的出現(xiàn)，從而可以抑 制圖像品質(zhì)劣化。此外，充電輥54的使用壽命會(huì)變長。此外，通過使用導(dǎo)電輥10作為充電輥54，由于表面層16具有凸部和凹部，因而可 以抑制各種異物(例如，未由清潔輥66從充電輥54的外周表面上除去的殘留的調(diào)色劑、紙 屑或防粘劑等)固定或沉積在外周表面上。當(dāng)將導(dǎo)電輥10用作轉(zhuǎn)印輥60時(shí)，即使在圖像形成設(shè)備50中執(zhí)行圖像形成方法， 也可以抑制轉(zhuǎn)印輥60的外周表面上出現(xiàn)裂紋，這是因?yàn)楸砻鎸?6處于裂紋的出現(xiàn)受到抑 制的狀態(tài)。因此，可以抑制因轉(zhuǎn)印輥60表面上的裂紋所導(dǎo)致的電場強(qiáng)度不均勻而造成的轉(zhuǎn) 印不良，所述電場用于將構(gòu)成保持在圖像保持體52上的調(diào)色劑圖像的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印至記錄 介質(zhì)64上。此外，還可抑制轉(zhuǎn)印輥60的外周表面出現(xiàn)裂紋所導(dǎo)致的如導(dǎo)電材料等各種材 料從彈性層14滲出，因而可抑制記錄介質(zhì)64的沾污。因此，將導(dǎo)電輥10用作轉(zhuǎn)印輥60會(huì)導(dǎo)致對圖像保持體52所保持的調(diào)色劑圖像的 轉(zhuǎn)印不良和圖像品質(zhì)劣化的抑制。此外，轉(zhuǎn)印輥60的使用壽命會(huì)變長。此外，通過使用導(dǎo)電輥10作為轉(zhuǎn)印輥60，由于表面層16具有凸部和凹部，因而可 以抑制各種異物(例如，殘留在轉(zhuǎn)印輥60的外周表面上的調(diào)色劑、紙屑或防粘劑等)固定 和沉積于轉(zhuǎn)印輥60的外周表面上。導(dǎo)電輥10的應(yīng)用不限于本示例性實(shí)施方式的處理盒70或圖像形成設(shè)備50的充 電輥54和轉(zhuǎn)印輥60。導(dǎo)電輥10可用于圖像形成設(shè)備中的各種導(dǎo)電輥。
例如，當(dāng)使用通過中間轉(zhuǎn)印體將調(diào)色劑圖像形成在記錄介質(zhì)上的圖像形成設(shè)備 時(shí)，可將導(dǎo)電輥10用作將保持在圖像保持體52上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至中間轉(zhuǎn)印體的一次 轉(zhuǎn)印輥、將已轉(zhuǎn)印至中間轉(zhuǎn)印體的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)的二次轉(zhuǎn)印輥和/或支撐 輥，從而抑制圖像品質(zhì)的劣化。實(shí)施例下面將通過參考以下實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不限于這些實(shí) 施例。在以下說明中，除非另外注明，否則所有的“份”和“％”分別指“重量份”和“重量％”。實(shí)施例1導(dǎo)電輥的制備彈性層的制備彈性層的配方-表氯醇橡膠(商品名3106；Zeon Corporation制造)100重量份-炭黑(商品名ASAHI#60；Asahi Carbon Co.，Ltd.制造)10重量份-碳酸鈣(商品名=WHITONSB ；Shiraishi Calcium Kaisha Ltd.)20重量份-離子導(dǎo)電劑(商品名=BTEAC；Lion Akzo Co.，Ltd.制造)5重量份-硫化促進(jìn)劑(硬脂酸；NOFCorporation制造) 1重量份-硫化劑硫(商品名VULN0CR ；Ouchi Shinko Chemical IndustrialCo. , Ltd. 制造) 1重量份-含秋蘭姆的硫化促進(jìn)劑(商品名N0CCELERTET-G ；Ouchi ShinkoChemical Industrial Co.，Ltd.制造) 1. 5 重量份-含噻唑的硫化促進(jìn)劑(商品名N0CCELERDM-P ；Ouchi ShinkoChemical Industrial Co.，Ltd.制造) 1 重量份首先，使用12英寸的開放輥(open roll)將表氯醇橡膠粉碎3分鐘。在開放輥旋 轉(zhuǎn)過程中，向表氯醇橡膠中緩緩加入彈性層形成材料炭黑、碳酸鈣和離子導(dǎo)電劑，然后向該 混合物中加入硫化劑、兩種硫化促進(jìn)劑，并將所得混合物捏合5分鐘，由此制備生橡膠。制備具有由硫易切削鋼(JIS G4804定義的一種鋼材“SUM24L”，其含有0. 15% 以下的 c、0. 85% 1. 15% 的 Μη、0. 04% 0. 09% 的 P、0. 26% 0. 35% 的 S 和 0. 10% 0.35%的Pb，本文通過援引并入JIS G4804的公開內(nèi)容)制得的軸的芯體，其直徑為8mm、 長度為310mm，并且表面進(jìn)行了鍍鎳和鉻酸鹽處理。用刷以粘合劑涂布芯體表面，并對經(jīng)涂 布的芯體進(jìn)行空氣干燥，由此獲得厚度為10 μ m的粘合劑層。此處，通過使用球磨機(jī)將在100重量份聚烯烴粘合劑(商品名CHEML0K250X ；Load Far East Incorporated 制造)中含有 3.0 重量份導(dǎo)電劑(商品名KETJENBLACK EC ；Lion Corporation制造)的混合物混合(分散)24小時(shí)來制備粘合劑。準(zhǔn)備一個(gè)用于注射成型的內(nèi)徑為14. 5mm的圓筒形金屬模具。使用加熱器將該圓 筒形金屬模具保持在170°C 士5°C，并將芯體放置在該模具中。然后，將制備的生橡膠從注射成型機(jī)注射到金屬模具中并保持3分鐘，隨后從金屬模具中取出如此成型的輥部件。將從金屬模具中取出的輥部件放置4小時(shí)以降低輥部件的溫度和使其直徑穩(wěn)定。 然后，使用具有粒度為#60的磨石的縱磨機(jī)將輥部件精修至外徑為14mm，由此形成設(shè)置在 芯體上的彈性層。彈性層的表面粗糙度以Rz計(jì)為2. 8 μ m，中心部分的外徑比端部的外徑大出約 55μπι(冠狀)。彈性層的體積電阻率為3Χ106Ω · cm，在22 °C和55% RH的條件下ASKER C 硬度為 ASKER C76。表面層的制備選擇甲氧基甲基化率約為30%并且分子量約為20，000的6_尼龍(注冊商標(biāo) FINERESINeFRlOl ；Namariichi Co.，Ltd.制造)作為樹脂材料16A。將該樹脂材料 (10重量份)溶解在75重量份甲醇、20重量份正丁醇、5重量份水和0. 3份檸檬酸中，并將 所得液體放置10小時(shí)以形成溶液。然后，將20重量份炭黑加入該溶液中，并使用戴諾磨 (DYN0MILL)對所得混合物進(jìn)行60分鐘分散處理，由此制備表面層材料形成用導(dǎo)電液。相對 于已制備的表面層材料形成用導(dǎo)電液的100重量份的固體含量，加入35重量份平均粒徑為 5 μ m的尼龍顆粒作為顆粒16B，從而制備表面層形成用涂布液。在60印111、241和55%冊的條件下，使用粘度計(jì)(商品名VISCOMETER MODEL BL2 ； Toki Sangyo Co.，Ltd.制造)測得的表面層形成用涂布液的粘度為34. 5mPa · s。然后，將表面層形成用涂布液置于浸涂容器中。將具有彈性層的輥部件以300mm/ m的速度浸入該容器，在以整個(gè)彈性層都浸入該液體中的狀態(tài)將輥部件保持3秒后，將輥部 件以200mm/m的速度撈出。以這種方式通過浸涂法在彈性層上形成涂層17。在通過浸涂法將表面層形成用涂布液涂布在彈性層上而形成涂層之后，在室溫 (220C )和濕度為50% RH 60% RH的條件下，將彈性層上具有涂層的輥部件干燥1分鐘。 當(dāng)用光學(xué)顯微鏡檢查干燥后的涂層17的表面時(shí)，在該層的表面上觀察到了凸部和凹部。因 此認(rèn)為，在撈出后所進(jìn)行的1分鐘干燥過程中，表面層形成用涂布液中發(fā)生了流體對流并 且顆粒16B移動(dòng)而形成表面凸部和凹部。在1分鐘干燥后，將輥部件放置在于160°C加熱的加熱爐中并烘烤20分鐘，從加熱 爐中取出輥部件并在室溫冷卻，由此制備導(dǎo)電輥Al。在下述條件下通過表面粗糙度測定裝置(商品名SURFC0M1500DX ； Tokyo Seimitsu Co.，Ltd.制造)測定導(dǎo)電輥Al 測定長度為4mm，截止波長為0. 8mm，測定放大率 為1，000和測定速度為0. 15mm/秒，并根據(jù)JIS-B-0601 (1982)(本文通過援引并入其公開 內(nèi)容)進(jìn)行高斯截止和最小二乘曲線校正的斜率校正。由此測定的導(dǎo)電輥Al的十點(diǎn)平均粗糙度Rz為7 μ m。評價(jià)截面輪廓的觀察如下制備用于觀察導(dǎo)電輥Al的截面輪廓的樣品。首先，使用刀片將制得的導(dǎo)電輥 1從表面?zhèn)惹兄翉椥詫右匀〉么謽?。用液氮將所得粗樣?130°C冷凍并在冷凍狀態(tài)下切割 后，使用冷凍切片機(jī)(Cryo Mictotome)使切割表面平滑化以提供用于觀察的樣品。使用帶有放大率為50倍的物鏡的彩色三維激光束顯微鏡(商品名VK8550; Keyence Corporation制造)觀察該樣品的截面輪廓。
表面層的平均厚度的測定觀察截面輪廓，測定截面輪廓中10個(gè)任選的凸部Q的厚度和10個(gè)任選的凹部P 的厚度，并計(jì)算測定的所有20個(gè)厚度的平均值，將其作為表面層的平均厚度。表面層的平 均厚度為9 μ m。凸部Q中存在的顆粒16B的數(shù)量的計(jì)數(shù)從樣品的截面輪廓中觀察到的多個(gè)凸部Q中任選10個(gè)凸部。對這些所選凸部Q中 存在的顆粒的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。觀察到在70%以上的所選凸部Q中存在7個(gè)以上顆粒16B。 還觀察到，這些凸部Q中存在的顆粒16B的平均數(shù)目為11。如圖3所示，“凸部Q內(nèi)”的區(qū)域是指圖3中凸部中的截面區(qū)域A，并且是各自從線 L上的兩個(gè)交點(diǎn)(圖3中的交點(diǎn)R1和交點(diǎn)R2)從線L與表示凸部Q的截面輪廓中最外周表 面的線的相交位置出發(fā)且朝向彈性層14垂直延伸的兩條線(圖3中的線X1和線X2)之間 的區(qū)域，所述線L表示對應(yīng)于表面層16的平均厚度的位置。凸部Q中存在的顆粒16B所占的面積在凸部Q截面中的比例觀察樣品的截面輪廓，以獲得截面區(qū)域A中存在的顆粒16B所占的區(qū)域的面積與 截面區(qū)域A的總面積之比，將截面區(qū)域A的總面積視為100%。具體而言，觀察截面，并從多個(gè)凸部Q中選擇10個(gè)凸部Q。通過將各截面區(qū)域A 分為若干部分并進(jìn)行圖像處理來確定各凸部Q的各截面區(qū)域A的總面積。此外，以相似的 方式確定各凸部Q的各截面區(qū)域A中顆粒16B所占的面積。對于各凸部Q，計(jì)算截面區(qū)域A 中的顆粒16B所占的面積與截面區(qū)域A的總面積之比。計(jì)算所選凸部Q的計(jì)算結(jié)果的平均 值，結(jié)果為58%。凹部P中存在的顆粒16B的數(shù)量的計(jì)數(shù)從樣品的截面輪廓中觀察到的多個(gè)凹部P中任選10個(gè)凹部P。對這些所選凹部P 中存在的顆粒的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。觀察到這些凹部P中存在的顆粒16B的平均數(shù)目為4。如圖3所示，“凹部P內(nèi)”的區(qū)域是指圖3中凹部中的截面區(qū)域B，并且是各自從線 L上的兩個(gè)交點(diǎn)(圖3中的交點(diǎn)R1和交點(diǎn)R2)從線L與表示凹部P的截面輪廓中最外周表 面的線相交的位置出發(fā)并朝向彈性層14垂直延伸的兩條線(圖3中的線X1和線X2)之間 的區(qū)域，所述線L表示對應(yīng)于表面層16的平均厚度的位置。凹部P中存在的顆粒16B所占的面積在凹部P截面中的比例觀察樣品的截面輪廓，以獲得截面區(qū)域B中存在的顆粒16B所占的區(qū)域的面積與 截面區(qū)域B的總面積之比，將截面區(qū)域B的總面積視為100%。具體而言，觀察截面，并從多個(gè)凹部P中選擇10個(gè)凹部P。通過將各截面區(qū)域B 分為若干部分并進(jìn)行圖像處理來確定各凹部P的各截面區(qū)域B的總面積。此外，以相似的 方式確定各凹部P的各截面區(qū)域B中顆粒16B所占的面積。對于各凹部P，計(jì)算截面區(qū)域B 中的顆粒16B所占的面積與截面區(qū)域B的總面積之比。計(jì)算所選凹部P的計(jì)算結(jié)果的平均 值，結(jié)果為36%。耐久性測試對實(shí)施例1中制備的導(dǎo)電輥Al進(jìn)行耐久性測試以評價(jià)圖像品質(zhì)和表面上裂紋的 出現(xiàn)。在耐久性測試中，實(shí)施例1中制備的導(dǎo)電輥Al作為充電輥加入用于DO⑶CENTRECOLOR A450 (商品名，富士施樂株式會(huì)社制造)的處理盒中。充電輥的軸承由螺旋彈簧支撐，從而對圖像保持體的各縱向末端施加600g的載 荷。耐久性測試在10°c和15% RH的條件下進(jìn)行，所述條件為通常會(huì)導(dǎo)致充電輥表面出現(xiàn) 裂紋的低溫低濕的苛刻條件。在A4尺寸記錄紙上沿長邊供給的方向以30%的半色調(diào)濃度 連續(xù)打印圖像圖案。此處所用的A4尺寸記錄紙的基重為200g/m2。圖像品質(zhì)評價(jià)在耐久性測試中，每打印50，000張A4尺寸紙張，通過檢驗(yàn)是否出現(xiàn)因?qū)щ娸?實(shí) 施例1中的充電輥)產(chǎn)生的縱向條紋或?qū)?yīng)于充電輥搖晃(Pitch)的濃度不均來進(jìn)行圖像 品質(zhì)評價(jià)。在圖像品質(zhì)劣化會(huì)顯著發(fā)生的低溫低濕(10°C和15% RH)條件下進(jìn)行圖像品質(zhì) 評價(jià)。制備用于評價(jià)圖像品質(zhì)的各個(gè)樣品以使其具有實(shí)心半色調(diào)濃度為30%的圖像，并使 用X-RITE404(商品名，X-Rite制造)進(jìn)行觀察以測定AD，ΔD是圖像中心處的圖像濃度 與縱向條紋處的圖像濃度之間的差異(濃度不均勻性)。根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)Δ 。較小的 AD意味著圖像表面較高的濃度均勻性。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)GO Δ D 彡 0. 2Gl 0. 2 < AD ^ 0. 3G2 Δ D > 0. 3G3 出現(xiàn)多個(gè)評級為G2的濃度不均勻性并且濃度不均勻性出現(xiàn)在整個(gè)表面上。表面層上裂紋的出現(xiàn)的評價(jià)在耐久性測試中，每打印50，000張Α4尺寸紙張即觀察導(dǎo)電輥的表面，并評價(jià)裂紋 的出現(xiàn)。具體而言，使用彩色三維激光束顯微鏡(商品名VK8550 ;Keyence Corporation 制造)，觀察導(dǎo)電輥表面的軸向上從一端至另一端的整個(gè)外周表面區(qū)域中圓周方向上每隔 90°的Imm寬的區(qū)域內(nèi)的裂紋，進(jìn)而，使用放大率為50倍的物鏡觀察形成有裂紋的部分，并 對裂紋數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。將深度為5 μ m以上且長度為40 μ m 500 μ m的裂紋的數(shù)目計(jì)為1，并將長度為 500μπι以上的裂紋的數(shù)目按照每500μπι為1來計(jì)(例如，一條長度為1，000 μ m的裂紋的 裂紋數(shù)為“2”)，以此方式對裂紋數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且將裂紋數(shù)定義為計(jì)數(shù)的總和。深度小于 5 μ m的裂紋不認(rèn)為是裂紋且不進(jìn)行計(jì)數(shù)。實(shí)施例2在實(shí)施例1中，以下述方式制備表面層形成用涂布液相對于表面層材料形成用 導(dǎo)電液的100重量份的固體含量，加入35重量份平均粒徑為5μπι的尼龍顆粒作為顆粒 16Β。在實(shí)施例2中，以與實(shí)施例1中相同的條件和方法制備導(dǎo)電輥Α2，不同之處在于，相對 于表面層材料形成用導(dǎo)電液中100重量份的固體含量，將平均粒徑為5 μ m的尼龍顆粒的加 入量變?yōu)?0重量份。以與實(shí)施例1中相同的條件和方法對導(dǎo)電輥A2進(jìn)行測定和評價(jià)。結(jié)果如表IA IC和表2中所示。實(shí)施例3在實(shí)施例1中，以下述方式制備表面層形成用涂布液相對于表面層材料形成用導(dǎo)電液的100重量份的固體含量，加入35重量份平均粒徑為5μπι的尼龍顆粒作為顆粒 16Β。在實(shí)施例3中，以與實(shí)施例1中相同的條件和方法制備導(dǎo)電輥A3，不同之處在于，相對 于表面層材料形成用導(dǎo)電液中100重量份的固體含量，將平均粒徑為5 μ m的尼龍顆粒的加 入量變?yōu)?0重量份。以與實(shí)施例1中相同的條件和方法對導(dǎo)電輥A3進(jìn)行測定和評價(jià)。結(jié)果如表IA IC和表2中所示。實(shí)施例4在實(shí)施例1中，以下述方式制備表面層形成用涂布液相對于表面層材料形成用 導(dǎo)電液的100重量份的固體含量，加入35重量份平均粒徑為5μπι的尼龍顆粒作為顆粒 16Β。在實(shí)施例4中，以與實(shí)施例1中相同的條件和方法制備導(dǎo)電輥Α4，不同之處在于，相對 于表面層材料形成用導(dǎo)電液的100重量份的固體含量，加入20重量份平均粒徑為2 μ m的 尼龍顆粒代替35重量份平均粒徑為5 μ m的尼龍顆粒。以與實(shí)施例1中相同的條件和方法對導(dǎo)電輥A4進(jìn)行測定和評價(jià)。結(jié)果如表IA IC和表2中所示。實(shí)施例5在實(shí)施例1中，將導(dǎo)電輥Al作為充電輥加入用于D0CUCENTREC0L0R A450(商品名， 富士施樂株式會(huì)社制造)的處理盒。在實(shí)施例5中，將導(dǎo)電輥Al作為處理盒的轉(zhuǎn)印輥加入
處理盒。以與實(shí)施例1中相同的條件和方法對實(shí)施例5的導(dǎo)電輥Al進(jìn)行測定和評價(jià)。結(jié) 果如表IA IC和表2中所示。實(shí)施例6以與實(shí)施例1中相同的條件和方法制備導(dǎo)電輥A6，不同之處在于，將表面層的制 備中所使用的甲醇的量由75重量份變?yōu)?7. 5重量份，將表面層的制備中所使用的正丁醇 的量由20重量份變?yōu)?8重量份，將表面層的制備中所使用的水的量由5重量份變?yōu)?. 5
重量份。以與實(shí)施例1中相同的條件和方法對導(dǎo)電輥A6進(jìn)行測定和評價(jià)。結(jié)果如表IA IC和表2中所示。實(shí)施例7以與實(shí)施例1中相同的條件和方法制備導(dǎo)電輥A7，不同之處在于，將表面層的制 備中所使用的正丁醇的量由20重量份減為5重量份，將表面層的制備中所使用的甲醇的量 由75重量份增為90重量份，從而使甲醇含量比提高。以與實(shí)施例1中相同的條件和方法對導(dǎo)電輥A7進(jìn)行測定和評價(jià)。結(jié)果如表IA IC和表2中所示。實(shí)施例8以與實(shí)施例1中相同的條件和方法制備導(dǎo)電輥A8，不同之處在于，將干燥溫度由 室溫(22°C )升至110°C。以與實(shí)施例1中相同的條件和方法對導(dǎo)電輥A8進(jìn)行測定和評價(jià)。結(jié)果如表IA IC和表2中所示。比較例1
在實(shí)施例1中，以下述方式制備表面層形成用涂布液相對于表面層材料形成用 導(dǎo)電液的100重量份的固體含量，加入35重量份平均粒徑為5μπι的尼龍顆粒作為顆粒 16Β。在比較例1中，以與實(shí)施例1中相同的條件和方法制備導(dǎo)電輥Bi，不同之處在于，相對 于表面層材料形成用導(dǎo)電液的100重量份的固體含量，加入35重量份平均粒徑為15μπι的 尼龍顆粒代替35重量份平均粒徑為5 μ m的尼龍顆粒。以與實(shí)施例1中相同的條件和方法對導(dǎo)電輥Bl進(jìn)行測定和評價(jià)。結(jié)果如表IA IC和表2中所示。比較例2在實(shí)施例1中，以下述方式制備表面層形成用涂布液相對于表面層材料形成用 導(dǎo)電液的100重量份的固體含量，加入35重量份平均粒徑為5μπι的尼龍顆粒作為顆粒 16Β。在比較例2中，以與實(shí)施例1中相同的條件和方法制備導(dǎo)電輥Β2，不同之處在于，不向 表面層材料形成用導(dǎo)電液中加入顆粒16Β(不加入尼龍顆粒)。以與實(shí)施例1中相同的條件和方法對導(dǎo)電輥Β2進(jìn)行測定和評價(jià)。結(jié)果如表IA IC和表2中所示。比較例3以與實(shí)施例1中相同的條件和方法制備導(dǎo)電輥Β3，不同之處在于，將10重量份丁 縮醛樹脂作為分散穩(wěn)定劑加入表面層材料形成用導(dǎo)電液。以與實(shí)施例1中相同的條件和方法對導(dǎo)電輥Β3進(jìn)行測定和評價(jià)。結(jié)果如表IA IC和表2中所示。比較例4在實(shí)施例1中，以下述方式制備表面層形成用涂布液相對于表面層材料形成用 導(dǎo)電液的100重量份的固體含量，加入35重量份平均粒徑為5μπι的尼龍顆粒作為顆粒 16Β。在比較例4中，以與實(shí)施例1中相同的條件和方法制備導(dǎo)電輥Β4，不同之處在于，相對 于表面層材料形成用導(dǎo)電液的100重量份的固體含量，加入35重量份平均粒徑為20 μ m的 尼龍顆粒代替35重量份平均粒徑為5 μ m的尼龍顆粒。以與實(shí)施例1中相同的條件和方法對導(dǎo)電輥B4進(jìn)行測定和評價(jià)。結(jié)果如表IA IC和表2中所示。表 IA
權(quán)利要求
一種導(dǎo)電輥，所述導(dǎo)電輥至少具有形成所述導(dǎo)電輥的外周表面的表面層，所述表面層包含凸部和凹部，所述凸部包含多個(gè)顆粒，并且所述凸部的截面中存在的顆粒所占的面積與所述凸部截面的總面積之比大于所述凹部的截面中存在的顆粒所占的面積與所述凹部截面的總面積之比。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電輥，其中，所述凸部截面中存在的顆粒所占的面積與所述 凸部截面的總面積之比為20% 80%。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電輥，其中，所述凸部截面中存在的顆粒所占的面積與所述 凸部截面的總面積之比為30% 70%。
4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電輥，其中，所述凸部截面中存在的顆粒所占的面積與所述 凸部截面的總面積之比為30% 50%。
5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電輥，其中，所述表面層的外周表面的十點(diǎn)平均粗糙度Rz為 4 μ m 20 μ m。
6.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電輥，所述導(dǎo)電輥還包含芯體和彈性層，所述彈性層被設(shè)置在所述芯體的外周表面之上或上方，并且所述表面層被設(shè)置在所述彈性層的外周表面之上或上方。
7.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電輥，其中，所述顆粒的平均粒徑為2μ m 15 μ m。
8.—種權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥的制備方法，所述方法包括在所述彈性 層的外周表面之上或上方涂布包含所述顆粒和樹脂材料的涂布液，使得當(dāng)將所述涂布液涂 布在所述外周表面之上或上方時(shí)，所述顆粒隨所述涂布液中發(fā)生的對流而移動(dòng)，于是所述 顆粒之間的距離發(fā)生變化，從而形成所述凸部和凹部。
9.一種充電裝置，所述充電裝置包含如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥。
10.一種處理盒，所述處理盒包含圖像保持部件；和下述充電輥或轉(zhuǎn)印輥中的至少一個(gè)，所述充電輥對所述圖像保持部件的表面充電并且 是如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥，所述轉(zhuǎn)印輥將形成于所述圖像保持部件的表 面上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)上并且是如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥。 一種圖像形成設(shè)備，所述設(shè)備包含圖像保持部件；對所述圖像保持部件的表面充電的充電單元；在已經(jīng)由通過所述充電單元充電的所述圖像保持部件的表面上形成潛像的潛像形成 單元；將形成于所述圖像保持部件的表面上的所述潛像顯影為調(diào)色劑圖像的顯影單元；和將所述調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)上的轉(zhuǎn)印單元；且所述充電單元或所述轉(zhuǎn)印單元中的至少一個(gè)包含如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的導(dǎo) 電輥。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電輥、充電裝置、處理盒和圖像形成設(shè)備，所述導(dǎo)電輥至少具有形成所述導(dǎo)電輥的外周表面的表面層。所述表面層含有凸部和凹部。所述凸部含有多個(gè)顆粒。凸部截面中存在的顆粒所占的面積與所述凸部截面的總面積之比大于凹部截面中存在的顆粒所占的面積與所述凹部截面的總面積之比。所述處理盒具有充電輥和/或轉(zhuǎn)印輥，所述充電輥和所述轉(zhuǎn)印輥均為所述導(dǎo)電輥。所述圖像形成設(shè)備具有含有所述導(dǎo)電輥的充電單元和/或含有所述導(dǎo)電輥的轉(zhuǎn)印單元。
文檔編號(hào)G03G15/00GK101943870SQ20101011541
公開日2011年1月12日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者和田昇 申請人:富士施樂株式會(huì)社