充電構(gòu)件、處理盒和電子照相設(shè)備的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年4月21日、申請(qǐng)?zhí)枮?01180021835.X、發(fā)明名稱為"充 電構(gòu)件、處理盒和電子照相設(shè)備"的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及充電構(gòu)件、處理盒和電子照相設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003] 專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了作為與電子照相感光構(gòu)件接觸以使電子照相感光構(gòu)件靜電充 電的充電構(gòu)件的、其表面上具有源自導(dǎo)電性樹脂顆粒的凸部的充電構(gòu)件。然后，其公開(kāi)了此 類充電構(gòu)件可防止任何的點(diǎn)狀或橫線狀圖像缺陷出現(xiàn)在電子照相圖像上；所述缺陷由沉積 在充電構(gòu)件表面上的調(diào)色劑和外部添加劑等的污點(diǎn)引起。
[0004] 引文列表
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)2008-276026

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0008] 然而，當(dāng)根據(jù)專利文獻(xiàn)1的充電構(gòu)件用于接觸充電時(shí)，發(fā)生由于長(zhǎng)期使用引起電 子照相感光構(gòu)件表面的不均勻磨耗。通過(guò)本發(fā)明人對(duì)其原因進(jìn)行的研究顯示，在充電構(gòu)件 和電子照相感光構(gòu)件之間的輥隙處，其間的接觸壓力集中在源自充電構(gòu)件表面導(dǎo)電性樹脂 顆粒的凸部以使電子照相感光構(gòu)件表面不均勻刮掉（scrapeoff)。
[0009]因此，本發(fā)明的目的在于提供帶來(lái)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的充電性能并且還使得電子照相感 光構(gòu)件表面不容易出現(xiàn)不均勻磨耗的充電構(gòu)件。本發(fā)明的另一目的在于提供有助于穩(wěn)定形 成高等級(jí)電子照相圖像的處理盒和電子照相設(shè)備。
[0010] 用于解決問(wèn)題的方案
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件為包括導(dǎo)電性基體和導(dǎo)電性樹脂層的充電構(gòu)件；
[0012] 導(dǎo)電性樹脂層包括粘結(jié)劑、導(dǎo)電性細(xì)顆粒和各自具有開(kāi)口的碗形樹脂顆粒（bowl shapedresinparticle)；
[0013] 碗形樹脂顆粒以不暴露至充電構(gòu)件表面的方式包含在導(dǎo)電性樹脂層中；和
[0014] 充電構(gòu)件表面具有源自碗形樹脂顆粒的開(kāi)口的凹部和源自碗形樹脂顆粒的開(kāi)口 邊緣的凸部。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的處理盒的特征在于，具有上述充電構(gòu)件和一體化連接的與充電構(gòu)件 接觸設(shè)置的可充電體（電子照相感光構(gòu)件），并被構(gòu)造為可拆卸地安裝至電子照相設(shè)備的 主體。此外，根據(jù)本發(fā)明電子照相設(shè)備的特征在于，至少具有上述充電構(gòu)件、曝光單元和顯 影組件。
[0016] 發(fā)明的效果
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，獲得可穩(wěn)定地使電子照相感光構(gòu)件靜電充電并且還可防止電子照相 感光構(gòu)件表面出現(xiàn)不均勻磨耗的充電構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明，還獲得可穩(wěn)定形成高等級(jí)電子照 相圖像的處理盒和電子照相設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1A為示出根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件（輥狀）的層構(gòu)造實(shí)例的截面圖。
[0019]圖1B為示出根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件（輥狀）的層構(gòu)造另一實(shí)例的截面圖。
[0020] 圖1C為示出根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件（輥狀）的層構(gòu)造再一實(shí)例的截面圖。
[0021] 圖1D為示出根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件（輥狀）的層構(gòu)造再一實(shí)例的截面圖。
[0022] 圖2A為示出根據(jù)本發(fā)明充電構(gòu)件的表面附近如何的實(shí)例的局部截面圖。
[0023] 圖2B為示出根據(jù)本發(fā)明充電構(gòu)件的表面附近如何的另一實(shí)例的局部截面圖。
[0024] 圖2C為示出根據(jù)本發(fā)明充電構(gòu)件的表面附近如何的再一實(shí)例的局部截面圖。
[0025] 圖2D為示出根據(jù)本發(fā)明充電構(gòu)件的表面附近如何的其它實(shí)例的局部截面圖。
[0026] 圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件的表面附近的輪廓的局部截面圖。
[0027] 圖4A為示出用于本發(fā)明的碗形樹脂顆粒形狀實(shí)例的說(shuō)明。
[0028] 圖4B為示出用于本發(fā)明的碗形樹脂顆粒形狀另一實(shí)例的說(shuō)明。
[0029] 圖4C為示出用于本發(fā)明的碗形樹脂顆粒形狀再一實(shí)例的說(shuō)明。
[0030] 圖4D為示出用于本發(fā)明的碗形樹脂顆粒形狀再一實(shí)例的說(shuō)明。
[0031] 圖4E為示出用于本發(fā)明的碗形樹脂顆粒形狀再一實(shí)例的說(shuō)明。
[0032] 圖5為測(cè)量充電輥電阻值的儀器的圖。
[0033] 圖6為根據(jù)本發(fā)明電子照相設(shè)備的實(shí)施方案的示意性截面圖。
[0034] 圖7為用于生產(chǎn)充電輥的十字頭擠出設(shè)備的截面圖。
[0035] 圖8為根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件和電子照相設(shè)備在它們之間的輥隙附近的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件的截面圖。充電構(gòu)件具有導(dǎo)電性基體1和在其 周面上覆蓋前者的導(dǎo)電性樹脂層3。然后，導(dǎo)電性樹脂層3包含粘結(jié)劑、導(dǎo)電性細(xì)顆粒和碗 形樹脂顆粒。如圖1B中所示，導(dǎo)電性樹脂層3可以由第一導(dǎo)電性樹脂層31和第二導(dǎo)電性 樹脂層32形成。還如圖1C和1D中所示，導(dǎo)電性彈性層2可以在導(dǎo)電性基體1和導(dǎo)電性樹 脂層3之間形成。
[0037] 導(dǎo)電件樹脂層
[0038] 圖2A和2B為根據(jù)本發(fā)明充電構(gòu)件的表面部分的放大截面圖。在作為表面層的導(dǎo) 電性樹脂層3中引入未暴露至充電構(gòu)件表面的碗形樹脂顆粒61。此外，源自碗形樹脂顆粒 的開(kāi)口 51的凹部52和源自碗形樹脂顆粒的開(kāi)口邊緣53的凸部54在充電構(gòu)件表面上形成。
[0039] 圖2C和2D示出其中各導(dǎo)電性樹脂層3由第一導(dǎo)電性樹脂層31和第二導(dǎo)電性樹 脂層32形成的實(shí)例。第一導(dǎo)電性樹脂層31中，碗形樹脂顆粒61以其開(kāi)口暴露至第一導(dǎo)電 性樹脂層31表面和開(kāi)口邊緣構(gòu)成凸部的方式存在。此類第一導(dǎo)電性樹脂層的表面覆蓋有 第二導(dǎo)電性樹脂層32以使碗形樹脂顆粒61可以不暴露至表面。然后，第二導(dǎo)電性樹脂層 32沿著碗形樹脂顆粒61內(nèi)壁形成，并因此將源自碗形樹脂顆粒的開(kāi)口的凹部形成于構(gòu)成 充電構(gòu)件表面的第二導(dǎo)電性樹脂層表面上。此外，第二導(dǎo)電性樹脂層覆蓋碗形樹脂顆粒61 的開(kāi)口邊緣，因此在第二導(dǎo)電性樹脂層表面上形成源自邊緣的凸部。
[0040] 已發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電性樹脂層引入未暴露至表面的碗形樹脂顆粒并且具有源自碗形樹脂 顆粒開(kāi)口的凹部和源自開(kāi)口邊緣的凸部的此類充電構(gòu)件即使由于其長(zhǎng)期使用也能夠不容 易地刮掉電子照相感光構(gòu)件表面。
[0041] 關(guān)于充電性能，還獲得以下發(fā)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)與具有源自樹脂顆粒的凸部的任何充電構(gòu) 件相同水平的充電性能。
[0042] S卩，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件和電子照相感光構(gòu)件如何相互接觸和旋轉(zhuǎn)的觀察顯 示，源自開(kāi)口邊緣的凸部保持與電子照相感光構(gòu)件表面接觸，使源自開(kāi)口的凹部在電子照 相感光構(gòu)件和充電構(gòu)件之間的輥隙內(nèi)部形成空隙。
[0043] 此外確認(rèn)，與源自常規(guī)導(dǎo)電性細(xì)顆粒的凸部相比，源自開(kāi)口邊緣的凸部在它們與 電子照相感光構(gòu)件表面接觸時(shí)彈性形變。圖8為根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件和電子照相感光構(gòu) 件之間輥隙的放大模式圖。在輥隙處，認(rèn)為碗形樹脂顆粒61的開(kāi)口邊緣53由于其與電子 照相感光構(gòu)件803的接觸壓力而沿箭頭A的方向彈性形變。認(rèn)為根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件能 夠不容易地刮掉電子照相感光構(gòu)件表面的原因在于，施加至電子照相感光構(gòu)件的接觸壓力 因?yàn)橥胄螛渲w粒開(kāi)口邊緣53彈性形變而保持緩和。
[0044] 對(duì)根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu)件與電子照相感光構(gòu)件如何在它們之間的輥隙處接觸的 進(jìn)一步觀察顯示，在充電構(gòu)件和電子照相感光構(gòu)件之間的輥隙內(nèi)部中也保持形成在充電構(gòu) 件表面和電子照相感光構(gòu)件表面之間的空隙（圖8中的801)。正如此認(rèn)為的，通過(guò)該空隙， 從充電構(gòu)件表面的導(dǎo)電性樹脂層至電子照相感光構(gòu)件表面發(fā)生任何放電，因此認(rèn)為通常僅 在輥隙前后發(fā)生的放電現(xiàn)象還在輥隙內(nèi)部發(fā)生。結(jié)果，正如此認(rèn)為的，根據(jù)本發(fā)明的充電構(gòu) 件可產(chǎn)生穩(wěn)定的充電性能。再有，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橥胄螛渲w粒內(nèi)壁用導(dǎo)電性樹脂層 覆蓋（lined)，所以發(fā)生輥隙內(nèi)部放電的此類現(xiàn)象。
[0045] 如圖3中所示，源自碗形樹脂顆粒開(kāi)口邊緣的凸部54的各頂點(diǎn)（或峰頂）55和源 自碗形樹脂顆粒開(kāi)口的凹部52的各底部56的高低差（top-to-bottomdistance)57可優(yōu) 選為5μπι以上且100μπι以下，特別優(yōu)選8μπι以上且80μπι以下。因?yàn)楦叩筒钤O(shè)定在該范 圍內(nèi)，所以可更確保緩和充電構(gòu)件與電子照相感光構(gòu)件的接觸壓力，并且可保持它們之間 的輥隙內(nèi)部的空隙。此外，碗形樹脂顆粒各顆粒的最大直徑58與各凸部頂點(diǎn)55和各凹部 底部56之間的高低差57的比，即，（最大直徑V(高低差）的值可優(yōu)選為0.8以上且3.0 以下。因?yàn)樗霰仍O(shè)定在該范圍內(nèi)，所以可更確保緩和前述接觸壓力，并且可保持輥隙內(nèi)部 的空隙。
[0046] 形成來(lái)自上述碗形樹脂顆粒的凹凸形狀時(shí)，優(yōu)選控制導(dǎo)電性樹脂層的表面條件為 如下。導(dǎo)電性樹脂層的十點(diǎn)平均表面粗糙度（Rzjis)可以優(yōu)選為5μπι以上且65μπι以下， 特別優(yōu)選10μπι以上且50μπι以下。其表面還可以優(yōu)選具有30μπι以上且200μπι以下， 特別優(yōu)選40μηι以上且150μηι以下的凹凸平均間隔（hill-to-daleaveragedistance) (Sm)。因?yàn)镽zjis和Sm設(shè)定在這些范圍內(nèi)，所以可更確保緩和前述接觸壓力。還可保持輥 隙內(nèi)部的空隙。稍后詳述如何測(cè)量十點(diǎn)平均表面粗糙度（Rzjis)和凹凸平均間隔（Sm)。
[0047] 用于本發(fā)明的碗形樹脂顆粒實(shí)例示于圖4A至4E中。即，本發(fā)明中的"碗形"是指 顆粒具有開(kāi)口部71和在開(kāi)口部具有圓形凹部72的形狀。開(kāi)口部可以具有如圖4A和4B中 所示的平坦邊緣，或者如圖4C至4D中所示的凹凸邊緣。碗形樹脂顆粒在其各顆粒中可以 優(yōu)選具有5μπι以上且150μπι以下，特別優(yōu)選8μπι以上且120μπι以下的最大直徑。因?yàn)?最大直徑在該范圍內(nèi)，所以可更確保使得輥隙內(nèi)部發(fā)生放電。
[0048] 碗形樹脂顆粒的各顆粒中最大直徑58與各開(kāi)口部中最小直徑74的比，S卩，碗形樹 脂顆粒的各顆粒中（最大直徑V(開(kāi)口部的最小直徑）的值可以優(yōu)選為1.1以上且4.0以 下。因?yàn)樗霰热绱嗽O(shè)定，所以可更確保緩和前述接觸壓力，并且可保持輥隙內(nèi)部的空隙。
[0049] 碗形樹脂顆粒開(kāi)口部的周圍邊緣各自可以優(yōu)選具有0. 1ym以上且3μπι以下，特 別優(yōu)選0. 2μm以上且2μm以下的外徑和內(nèi)徑之差。因?yàn)樗霾钤谠摲秶鷥?nèi)，所以可更確 保緩和前述接觸壓力。此外，進(jìn)一步優(yōu)選在全部顆粒中形成上述外徑和內(nèi)徑之差并基本上 均勻。"基本上均勻"意指所述差在平均值±50%的范圍內(nèi)。
[0050](粘結(jié)劑）
[0051] 作為粘結(jié)劑，可以使用任何已知的橡膠或樹脂。作為橡膠，其可以包括，例如，天然 橡膠或進(jìn)行硫化處理的那些，以及合成橡膠。合成橡膠可以包括以下：乙丙橡膠、丁苯橡膠 (SBR)、硅酮橡膠、聚氨酯橡膠、異戊橡膠（IR)、丁基橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠（NBR)、氯丁 橡膠（CR)、丙烯酸類橡膠、表氯醇橡膠和氟橡膠。作為樹脂，例如可以使用任何樹脂如熱固 性樹脂和熱塑性樹脂。特別地，優(yōu)選氟樹脂、聚酰胺樹脂、丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹 脂和丁醛樹脂。任何這些可以單獨(dú)使用，或可以以兩種以上的混合物形式使用。此外，可以 將作為粘結(jié)劑用原料的單體共聚從而制得共聚物。在導(dǎo)電性樹脂層由第一導(dǎo)電性樹脂層和 第二導(dǎo)電性樹脂層形成的情況下，優(yōu)選使用橡膠作為用于第一導(dǎo)電性樹脂層的粘結(jié)劑。這 是因?yàn)槭┘又镣胄螛渲w粒的壓力顯示更容易緩和的趨勢(shì)。在當(dāng)橡膠用作用于第一導(dǎo)電性 樹脂層的粘結(jié)劑時(shí)的情況下，優(yōu)選使用樹脂作為用于第二導(dǎo)電性樹脂層的粘結(jié)劑。這是因 為可更容易控制其與電子照相感光構(gòu)件的密合性和摩擦性。導(dǎo)電性樹脂層可以通過(guò)將借助 于將交聯(lián)劑添加至制成預(yù)聚物的粘結(jié)劑的原料獲得的混合物固化或交聯(lián)而形成。本發(fā)明 中，此類混合物在下文中還稱作粘結(jié)劑以供說(shuō)明。
[0052](導(dǎo)電性細(xì)顆粒）
[0053] 為了產(chǎn)生導(dǎo)電性樹脂層的導(dǎo)電性，導(dǎo)電性樹脂層包含已知的導(dǎo)電性細(xì)顆粒。作為 導(dǎo)電性細(xì)顆粒的具體實(shí)例，它們可以包括金屬氧化物細(xì)顆粒、金屬細(xì)顆粒和炭黑。任何這些 導(dǎo)電性細(xì)顆?？梢詥为?dú)使用或以兩種以上組合使用。導(dǎo)電性樹脂層中導(dǎo)電性細(xì)顆粒的含量 基于100質(zhì)量份粘結(jié)劑可以約為2質(zhì)量份至200質(zhì)量份，特別為5質(zhì)量份至100質(zhì)量份。用 于第一導(dǎo)電性樹脂層和第二導(dǎo)電性樹脂層的粘結(jié)劑和導(dǎo)電性細(xì)顆粒可以相同或可以不同。 導(dǎo)電性樹脂層包含未暴露至表面的碗形樹脂顆粒，因此優(yōu)選第一導(dǎo)電性樹脂層和第二導(dǎo)電 性樹脂層彼此間具有密合性和親合性。
[0054](如何形成導(dǎo)電性樹脂層）
[0055] 以下描述如何形成導(dǎo)電性樹脂層。
[0056] (方法1)
[0057]方法1中，首先，在導(dǎo)電性基體上形成其中導(dǎo)電性細(xì)顆粒和中空樹脂顆粒分散在 粘結(jié)劑中的覆蓋層（下文中還稱作"預(yù)覆蓋層")。然后，將其表面研磨從而削除（cutaway) 中空樹脂顆粒的一部分以使其為碗形。因此，在表面上形成源自碗形樹脂顆粒開(kāi)口的凹部 和源自碗形樹脂顆粒開(kāi)口邊緣的凸部（下文中還稱作"來(lái)自碗形樹脂顆粒開(kāi)口的凹凸形 狀")。以此方式研磨預(yù)覆蓋層從而首先形成第一導(dǎo)電性樹脂層。此外，在其表面上，形成第 二導(dǎo)電性樹脂層。這使碗形樹脂顆粒保持不暴露至表面。
[0058](預(yù)覆蓋層中樹脂顆粒的分散）
[0059]首先描述如何將中空樹脂顆粒分散在預(yù)覆蓋層中。
[0060] 作為一種方法，可用以下方法，其中在導(dǎo)電性基體上形成在其內(nèi)部中具有氣體的 中空顆粒與粘結(jié)劑和導(dǎo)電性細(xì)顆粒一起分散的導(dǎo)電性樹脂組合物的涂層，然后將形成的涂 層例如干燥、固化或交聯(lián)。作為用于中空樹脂顆粒的材料，其可以包括前述已知樹脂。
[0061] 作為另一方法，可以示例使用稱作熱膨脹微膠囊的方法，所述熱膨脹微膠囊的顆 粒內(nèi)部含有包封物質(zhì)，其中施加熱以使包封物質(zhì)膨脹從而形成中空樹脂顆粒。其為制備其 中熱膨脹微膠囊與粘結(jié)劑和導(dǎo)電性細(xì)顆粒一起分散的導(dǎo)電性樹脂組合物，將該組合物層在 導(dǎo)電性基體上形成，然后例如干燥、固化或交聯(lián)的方法。在該方法的情況下，通過(guò)當(dāng)將用于 預(yù)覆蓋層的粘結(jié)劑干燥、固化或交聯(lián)時(shí)供給的熱可以使包封物質(zhì)膨脹，從而形成中空樹脂 顆粒。在該過(guò)程中，還可以通過(guò)控制溫度條件等控制其粒徑等。
[0062] 在當(dāng)使用熱膨脹微膠囊時(shí)的情況下，需要使用熱塑性樹脂作為粘結(jié)劑。以下給出 熱塑性樹脂的實(shí)例：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 月旨、聚氨酯樹脂、酰胺樹脂、甲基丙烯腈樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸酯樹脂類和甲基丙烯酸酯 樹脂類等。這些中，由于具有低的透氣性和顯示高的抗沖擊性，因此優(yōu)選使用由選自丙烯腈 樹脂、偏二氯乙烯樹脂和甲基丙烯腈樹脂的至少一種組成的熱塑性樹脂。任何這些熱塑性 樹脂可以單獨(dú)使用或以兩種以上組合使用。此外，可以將任何這些熱塑性樹脂用單體共聚 以便作為共聚物使用。
[0063] 作為熱膨脹微膠囊中內(nèi)含（entrapped)的物質(zhì)，優(yōu)選在不高于用作粘結(jié)劑的熱塑 性樹脂軟化點(diǎn)的溫度下能夠蒸發(fā)的那種，其可以包括例如以下：低沸點(diǎn)液體如丙烷、丙烯、 丁烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷和異戊烷；以及高沸點(diǎn)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。
[0064]熱膨脹微膠囊可以通過(guò)任何已知生產(chǎn)方法如懸浮聚合法、界面聚合法、界面沉淀 法或溶劑蒸發(fā)法生產(chǎn)。例如，在懸浮聚合法中，可以示例其中將可聚合單體、熱膨脹微膠囊 中內(nèi)含的物質(zhì)和聚合引發(fā)劑混合，將獲得的混合物在包含表面活性劑或分散穩(wěn)定劑的水性 介質(zhì)中分散，其后進(jìn)行懸浮聚合的方法。此處，還可以添加具有能夠與可聚合單體的官能團(tuán) 反應(yīng)的反應(yīng)性基團(tuán)的化合物和有機(jī)填料等。
[0065]作為可聚合單體，其可以示例如下：丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、α-乙氧 基丙稀腈、富馬酸腈（fumaronitrile)、丙稀酸、甲基丙稀酸、衣康酸、馬來(lái)酸、富馬酸、梓康 酸、偏二氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯（如丙烯酸甲酯、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)己酯和丙烯酸芐酯）、甲基丙烯酸酯 (如甲基丙烯酸甲酯、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、