電子照相用輥及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】提供一種電子照相用輥，其中使調(diào)色劑等對其表面的附著最小化，并且不趨向于發(fā)生相對于感光構(gòu)件的滑移。所述電子照相用輥具有導(dǎo)電性支承體和作為表面層的彈性層。具有平的外周面的球狀顆粒保持在彈性層中，以致平面的一部分或全部露出彈性層的表面。在露出彈性層的表面的球狀顆粒的平面和作為在相對于輥的軸正交取向的截面中與電子照相用輥的周面相切并且與朝向電子照相用輥的周面且通過電子照相用輥的軸中心的直線正交的平面之間建立銳角的內(nèi)角。
【專利說明】電子照相用輥及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在電子照相設(shè)備中用作充電輥等的電子照相用輥及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配置接觸式充電裝置的充電輥以便通過設(shè)置在充電輥軸的兩側(cè)上的加壓手段如 彈簧在規(guī)定的加壓力下與電子照相用感光構(gòu)件（下文中稱為"感光構(gòu)件"）保持接觸，并且 隨著感光構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)而從動地旋轉(zhuǎn)。作為此類充電輥，為了改進圖像的均勻性，本領(lǐng)域中已 知其表面上形成約幾 μm的凹凸的充電輥。
[0003] 專利文獻1公開了具有導(dǎo)電性支承體、電阻控制層和表面涂膜的充電輥，其中粗 糙化表面形成用顆粒露出表面涂膜的表面以便形成凹凸。在此類充電輥中，控制顆粒露出 表面的狀態(tài)以便實現(xiàn)優(yōu)異的充電性能。此外，在此類充電輥中，其與感光構(gòu)件的接觸保持基 本上多點的接觸，因而動摩擦系數(shù)下降從而帶來可以防止調(diào)色劑、外部添加劑和紙粉等附 著至其表面的效果。
[0004] 引文列表
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本專利申請?zhí)亻_No. 2007-225914
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 發(fā)明要解決的問是頁
[0008] 然而，隨著近年來已經(jīng)使電子照相設(shè)備高速化和小型化，存在其中當(dāng)構(gòu)造為粗糙 化表面形成用顆粒露出表面涂膜的表面的此類充電輥在高速驅(qū)動并且在直徑小的情況下 使用時帶來新的問題的情況。即，在感光構(gòu)件和充電輥之間在它們旋轉(zhuǎn)的初期可能出現(xiàn)滑 移，并且在充電輥滑移的部分和充電輥未滑移的部分之間可能出現(xiàn)感光構(gòu)件的帶電電位之 差，以致電子照相圖像可能會具有橫條紋狀不均勻。
[0009] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種可以防止調(diào)色劑等附著至其表面并且不可能容易 地引起在感光構(gòu)件上的滑移的電子照相用輥，并且提供其生產(chǎn)方法。
[0010] 此外，本發(fā)明的另一目的是還提供一種有助于穩(wěn)定的形成高等級電子照相圖像的 電子照相設(shè)備和處理盒。
[0011] 用于解決問題的方案
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種電子照相用輥，其包括導(dǎo)電性支承體和作為表面層的彈性 層，其中：所述彈性層將各自在外周面上具有平面的球狀顆粒以所述平面的一部分或全部 露出所述彈性層的表面的方式保持，和其中：露出所述彈性層的表面的各所述球狀顆粒的 平面和與通過與所述電子照相用輥的軸正交的截面中的軸中心并朝向所述電子照相用輥 的周面的直線正交并且與所述電子照相用輥的周面相切的平面形成銳角的內(nèi)角。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，還提供一種電子照相用輥，其包括導(dǎo)電性支承體和作為表面層的彈 性層，其中：彈性層包含樹脂粘結(jié)劑和用于使所述電子照相用輥的表面粗糙化的球狀顆粒； 所述球狀顆粒各自在其外周面上具有平面，且各所述球狀顆粒的平面的一部分或全部以朝 向所述彈性層的外側(cè)方向的方式露出所述表面層的表面。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，還提供上述電子照相用輥的生產(chǎn)方法；所述方法包括下述步驟：在 導(dǎo)電性支承體上形成包含分散有球狀顆粒的樹脂粘結(jié)劑的彈性層；和其后，研磨所述彈性 層的表面以使各所述球狀顆粒的一部分露出所述表面并且同時在各所述球狀顆粒的外周 面上形成平面。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明，進一步提供一種電子照相設(shè)備，其包括充電輥和與所述充電輥接觸 配置的轉(zhuǎn)鼓型感光構(gòu)件；所述充電輥為前述電子照相用輥。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，進一步提供一種處理盒，其包括充電輥和與所述充電輥接觸配置的 轉(zhuǎn)鼓型感光構(gòu)件，并且被構(gòu)造為可拆卸地安裝至電子照相設(shè)備的主體；所述充電輥為前述 電子照相用輥。
[0017] 發(fā)明的效果
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，可以獲得調(diào)色劑等不可能容易附著至其表面并且在其旋轉(zhuǎn)開始時不 可能容易引起在與之接觸的構(gòu)件上滑移的電子照相用輥。根據(jù)本發(fā)明，還可以獲得有助于 穩(wěn)定的形成高等級電子照相圖像的電子照相設(shè)備和處理盒。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的充電輥的表面附近的截面的示意圖。
[0020] 圖2為根據(jù)本發(fā)明的充電輥的表面的電子顯微鏡照片。
[0021] 圖3為充電輥的動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)的柱狀圖。
[0022] 圖4為測量摩擦系數(shù)的儀器的示意圖。
[0023] 圖5示出摩擦系數(shù)的測量數(shù)據(jù)的實例。
[0024] 圖6為示出當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的充電輥和感光構(gòu)件旋轉(zhuǎn)時它們之間的接觸狀態(tài)的示 意圖。
[0025] 圖7為示出當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的充電輥和感光構(gòu)件保持靜止時它們之間的接觸狀態(tài) 的示意圖。
[0026] 圖8為示出根據(jù)本發(fā)明的充電輥的實例的示意圖。
[0027] 圖9示出電子照相設(shè)備的實例。
[0028] 圖10示出處理盒的實例。
【具體實施方式】
[0029] 將根據(jù)本發(fā)明的電子照相用輥構(gòu)造為至少具有導(dǎo)電性支承體和作為表面層的彈 性層。電子照相用輥包含樹脂粘結(jié)劑和用于使其表面粗糙化的球狀顆粒。
[0030] 于是，表面層保持球狀顆粒。球狀顆粒在其外周面上各自具有至少一個平面。于 是，球狀顆粒以平面的一部分或全部露出彈性層的表面的方式被表面層所保持。
[0031] 球狀顆粒還以露出表面層表面的各球狀顆粒具有的平面的一部分或全部朝向外 側(cè)方向的方式保持在該表面層中。
[0032] 更具體地，球狀顆粒以露出電子照相用輥的表面的各球狀顆粒的"平面"和"與通 過與電子照相用輥的軸正交的截面的軸中心并且朝向電子照相用輥的周面的直線正交且 與電子照相用輥的周面相切的平面"形成銳角的內(nèi)角的方式保持在彈性層中。
[0033] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的充電輥的表面用電子顯微鏡的觀察。因而，各球狀顆粒具 有的平面以其傾斜成相對于電子照相用輥的表面為銳角的內(nèi)角的狀態(tài)露出電子照相用輥 的表面。這里，各球狀顆粒具有的平面是指例如，具有10 μ m2以上的寬度和沿垂直于其面 內(nèi)的平面的方向高低差為〇. 5μηι以下的部位。
[0034] 除了由于露出表面的球狀顆粒形成的凸部（下文中也為"通過球狀顆粒形成的凸 部"）以外，如圖2中所示，具有與通過此類球狀顆粒形成的凸部基本上相同的高度以下的 凸部也可能存在于根據(jù)本發(fā)明的電子照相用輥的表面上。
[0035] 在根據(jù)本發(fā)明的電子照相用輥的外周面的面積認(rèn)為是100%時，由露出表面的球 狀顆粒的表面所占據(jù)的面積可以優(yōu)選為1 %以上且30 %以下的比例。
[0036] 此外，為了詳述球狀顆粒如何露出表面，在圖1中給出在沿與本發(fā)明的電子照相 用輥的軸正交的方向的截面中其表面附近的示意圖。
[0037] 如圖1中所示，樹脂粘結(jié)劑12和用于使輥表面粗糙化的球狀顆粒11露出電子照 相用輥的表面，并且球狀顆粒各自具有至少一個平面。各球狀顆粒具有的平面以其朝向與 輥圓周相切的平面14 (微觀上，通過對應(yīng)于電子照相用輥的平均外徑的平面）傾斜這樣的 狀態(tài)露出表面。通過各球狀顆粒的平面和與電子照相用輥的周面接觸的平面14形成的角 度形成銳角的內(nèi)角13。也就是說，與輥周面相切的平面和各球狀顆粒具有的平面形成銳角 的內(nèi)角，所述與輥周面相切的平面與通過電子照相用輥的軸中心并且朝向電子照相用輥的 周面的直線正交。在下文中所描述的那些中，各球狀顆粒的平面相對于與輥周面相切的平 面形成的銳角的內(nèi)角也簡稱為"傾斜平面的角度"，所述與輥周面相切的平面與通過電子照 相用輥的軸并且朝向電子照相用輥的周面的直線正交。
[0038] 〈傾斜平面角度的測量〉
[0039] 傾斜平面的角度可以由電子照相用輥的表面的三維觀察圖像來計算。作為此類觀 察用顯微鏡，可以使用激光顯微鏡VK8700(由Keyence Co.制造）。
[0040] 在約300μπιΧ300μπι的視野中觀察的電子照相用輥的表面的圖像，通過使用激 光顯微鏡附屬的軟件來分析從而獲得粗糙度曲線。這里，電子照相用輥的表面的線粗糙度 的平均線對應(yīng)于在與輥周面相切的平面上的線段，所述與輥周面相切的平面與通過電子照 相用輥的軸并且朝向電子照相用輥的周面的直線正交。因此，計算出通過各球狀顆粒的傾 斜平面上的線段和電子照相用輥的表面的線粗糙度的平均線形成的角度。通過該方法，對 球狀顆粒的平面（其為露出彈性層的表面的球狀顆粒的平面）露出電子照相用輥的表面的 該表面上的100個點處測量傾斜平面的角度，并且這些的算術(shù)平均值取作一個電子照相用 輥的傾斜平面的角度。
[0041] 然后，在本發(fā)明中，傾斜平面的角度值可以優(yōu)選為約4°至30°，和特別地5°至 20。。
[0042] 圖3中，對于傾斜平面露出其表面的電子照相用輥、不具有平面的真球顆粒露出 其表面的電子照相用輥和沒有顆粒露出其表面并且具有平滑表面的電子照相用輥各自示 出靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)。除了露出表面的傾斜平面是否存在于表面上以外，這些全部 是共同的輥。靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)通過下述方法測量。
[0043] 〈摩擦系數(shù)的測量〉
[0044] 如何測量摩擦系數(shù)的實例（概要）示于圖4中。該測量方法為當(dāng)要測量的構(gòu)件具 有輥形狀時優(yōu)選的方法，并且為基于歐拉帶（Euler's belt)公式的方法。為要測量的構(gòu) 件的充電輥41和帶42以規(guī)定的角度（Θ )相互接觸。帶在其一端部與測量部（荷重計43 和記錄儀44)連接并且在其另一端部與砝碼45連接。當(dāng)在該狀態(tài)下充電輥沿規(guī)定方向在 規(guī)定速度下旋轉(zhuǎn)，在測量部測量的力由F(g)表示和砝碼質(zhì)量由W(g)表示時，摩擦系數(shù)（μ ) 根據(jù)下述表達式求得。
[0045] μ = (1/ Θ ) ln(F/ff)
[0046] 通過該測量方法獲得的圖的實例在圖5中示出。在電子照相用輥旋轉(zhuǎn)之后即刻求 得的值為其開始旋轉(zhuǎn)所必須的力，并且隨后的值是輥繼續(xù)旋轉(zhuǎn)所必須的力。在旋轉(zhuǎn)開始點 (艮P，在t = 0的時間點）的力取作靜摩擦力，另外在8彡t (秒）彡10時間段內(nèi)的平均值 取作動摩擦力。
[0047] 作為帶的材料，使用聚酯膜（厚度：100μπι;寬度：30mm;長度：180mm;商品名 ： LUMILAR S10, #100;購自 Toray Industries, Inc.)，并且在 100g 的荷重、115rpm 的轉(zhuǎn)數(shù)和 100次/秒的數(shù)據(jù)存儲間隔下進行測量。從在這些類條件下獲得的動摩擦力和靜摩擦力，計 算動摩擦系數(shù)μ D和靜摩擦系數(shù)μ S。
[0048] 如圖3中所示，在真球顆粒露出表面的輥中，靜摩擦系數(shù)μ S和動摩擦系數(shù)μ D都 小，在沒有球狀顆粒露出表面的輥中，靜摩擦系數(shù)μ S和動摩擦系數(shù)μ D都大。另一方面，在 源自存在的球狀顆粒的傾斜平面露出表面的輥中，動摩擦系數(shù)μD像真球顆粒露出表面的 電子照相用輥一樣小，靜摩擦系數(shù)μD像沒有球狀顆粒露出表面的電子照相用輥一樣大。
[0049] 從這些結(jié)果中，推測本發(fā)明的電子照相用輥通過如下所述的機理可以防止任何污 染物附著至其并且還可以防止其自身在旋轉(zhuǎn)初期滑移。
[0050] 首先，從動摩擦系數(shù)小的試驗的結(jié)果中推測，當(dāng)電子照相用輥旋轉(zhuǎn)時，如圖6中所 示，其與感光構(gòu)件61在具有傾斜平面的球狀顆粒的邊緣處為多點接觸。因為動摩擦系數(shù) 小，即使在混入任何污染物時，當(dāng)電子照相用輥旋轉(zhuǎn)時也防止此類污染物對其摩擦。
[0051] 此外，從動摩擦系數(shù)大的試驗的結(jié)果中推測，當(dāng)電子照相用輥靜止時，如圖7中所 示，其與感光構(gòu)件在具有傾斜平面的球狀顆粒的平面處為多面接觸。因為動摩擦系數(shù)大，所 以防止電子照相用輥滑移，因為其隨著感光構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)而從動旋轉(zhuǎn)。
[0052] 預(yù)期在旋轉(zhuǎn)時和靜止時的接觸狀態(tài)的變化引起相對于具有傾斜平面的球狀顆粒 是相對柔軟的樹脂粘結(jié)劑變形。此外，認(rèn)為，樹脂粘結(jié)劑對于像在旋轉(zhuǎn)時的任何高頻率刺激 難以變形而對于像在靜止時的任何低頻率刺激容易變形的樹脂粘結(jié)劑的性質(zhì)帶來在旋轉(zhuǎn) 時和靜止時接觸狀態(tài)的變化。
[0053] 出于上述原因，如所認(rèn)為的，可以防止發(fā)生由于調(diào)色劑等的附著而引起的任何不 良圖像，并且還可以防止發(fā)生當(dāng)輥與轉(zhuǎn)鼓型感光構(gòu)件接觸而從動旋轉(zhuǎn)時由在旋轉(zhuǎn)初期的滑 移引起的任何帶電不均勻。此外，在根據(jù)本發(fā)明的電子照相用輥中，靜摩擦系數(shù)μ S與動摩 擦系數(shù)μ D的比例即μ S/μ D可以優(yōu)選大于1.4。
[0054] 如下所述詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的電子照相用輥的構(gòu)成。作為電子照相用輥的形 式，其可以包括如圖8所示，設(shè)置有導(dǎo)電性支承體81和作為表面層的彈性層82的充電輥。
[0055] [彈性層]
[0056] 作為表面層的彈性層至少包含樹脂粘結(jié)劑，并且還將各自在外周面上具有平面的 球狀顆粒以該平面的一部分或全部露出彈性層的表面的方式保持。這使得彈性層的表面即 電子照相用輥的表面粗糙化。
[0057] 〈樹脂粘結(jié)劑〉
[0058] 樹脂粘結(jié)劑不特別限定，只要其可以在電子照相用輥的實際使用溫度的范圍內(nèi)賦 予具有彈性層以橡膠彈性即可。
[0059] 下面給出樹脂粘結(jié)劑的具體實例：通過配混原料橡膠與交聯(lián)劑獲得的熱固性橡膠 材料，其原料橡膠包括天然橡膠（NR)、異戊二烯橡膠（IR)、丁二烯橡膠（BR)、苯乙烯-丁 二烯橡膠（SBR)、丁基橡膠（IIR)、乙丙三元共聚物橡膠（EPDM)、表氯醇均聚物（C0)、表氯 醇-環(huán)氧乙烷共聚物（ECO)、表氯醇-環(huán)氧乙烷-丙烯酸類縮水甘油醚三元共聚物（GEC0)、 丙烯腈-丁二烯共聚物（NBR)、丙烯腈-丁二烯共聚物的氫化產(chǎn)物（H-NBR)、氯丁橡膠（CR) 和丙烯酸類橡膠（ACM、ANM);和熱塑性彈性體如聚烯烴類熱塑性彈性體、聚苯乙烯類熱塑 性彈性體、聚酯類熱塑性彈性體、聚氨酯類熱塑性彈性體、聚酰胺類熱塑性彈性體和氯乙烯 類熱塑性彈性體；可以使用任意這些。任意這些可以單獨或以兩種以上的組合使用。
[0060] 向彈性層中，可以添加作為添加劑的導(dǎo)電劑，以用于控制彈性層的電阻的目的。也 可以向其中任選地添加通常用作橡膠的配混劑的填料、加工助劑、抗氧化劑、交聯(lián)助劑、交 聯(lián)促進劑、交聯(lián)促進助劑、交聯(lián)延遲劑、分散劑、增塑劑和軟化劑等。
[0061] 〈球狀顆?！?br>
[0062] 球狀顆粒可以優(yōu)選具有平均粒徑為3 μ m至50 μ m。只要它們的平均粒徑為3 μ m 以上，則可以防止由于粒徑小而導(dǎo)致的與感光構(gòu)件的接觸面積增力卩。此外，只要它們的平均 粒徑為50 μ m以下，則可以防止由于粒徑太大而導(dǎo)致的任何帶電的缺陷在圖像上被看到。 作為進一步的優(yōu)選范圍，球狀顆?？梢跃哂衅骄綖? μ m至20 μ m。
[0063] 作為球狀顆粒的平均粒徑，將采用通過下述方法獲得的體積平均粒徑。
[0064] 將表面層在500 μ m的長度上以20nm的間隔的任意點處通過使用聚焦離子束加工 設(shè)備（FB-2000C;由Hitachi Ltd.制造）切割，并且在電子顯微鏡上拍照它們的截面圖像。 然后，拍攝的像球狀顆粒的圖像以20nm的間隔組合在一起以計算立體的顆粒形狀。對球狀 顆粒的任意的100個顆粒進行操作，并且將這些取作測量的對象顆粒。具有由獲得的單個 的立體的顆粒形狀計算的體積的顆粒的球當(dāng)量直徑取作體積平均粒徑，并且將全部對象顆 粒的體積平均粒徑的平均值取作體積平均粒徑。
[0065] 球狀顆粒的材料可以包括例如，丙烯酸類樹脂、聚丁二烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、酚 醛樹脂、聚酰胺樹脂、尼龍樹脂、氟類樹脂、硅酮樹脂、環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂。為了增強本發(fā) 明的效果，優(yōu)選使用與樹脂粘結(jié)劑相比相對較硬的球狀顆粒。
[0066] 作為將樹脂粘結(jié)劑、其添加劑和球狀顆粒的捏合的方法，可用的是利用密閉式捏 合機如班伯里混煉機、混合混煉機或加壓捏合機的方法和利用開放式捏合機如開煉輥的方 法。
[0067] 作為通過捏合獲得的捏合產(chǎn)物在導(dǎo)電性支承體上形成為層的方法，可以使用成形 方法如擠出成型、注射成型或壓縮成型?？紤]到例如使對此的加工有效，優(yōu)選要成為彈性層 的捏合產(chǎn)物與導(dǎo)電性支承體一體化擠出的十字頭擠出。其后，在需要使樹脂粘結(jié)劑交聯(lián)時， 優(yōu)選經(jīng)過如成型交聯(lián)、硫化罐交聯(lián)、連續(xù)交聯(lián)、遠(yuǎn)紅外或近紅外交聯(lián)或者誘導(dǎo)熱交聯(lián)等交聯(lián) 的步驟。
[0068] 在球狀顆粒不露出由此成型的彈性層的表面的情況下，可以進行研磨。進行研磨 可以使表面平滑或者精確地修飾其輪廓。作為研磨方法，可以使用縱向研磨體系或切入式 研磨體系?？v向研磨體系為其中短磨輪移動至輥表面以研磨其表面的方法。與之相對地， 切入式研磨體系是其中使用寬度比彈性層的長度大的磨輪并且使磨輪沿磨輪的徑向前進 以進行研磨的方法。優(yōu)選切入式研磨體系，因為可以使加工時間更短。
[0069] 表面處理可以進一步通過用紫外線或電子射線照射來進行，以便例如使彈性層表 面非附著并防止彈性層從其內(nèi)部引起任何滲出或噴霜。
[0070] [如何生產(chǎn)來自球狀顆粒的傾斜平面露出表面的電子照相用輥]
[0071] 作為根據(jù)本發(fā)明的來自球狀顆粒的傾斜平面露出表面的電子照相用輥的生產(chǎn)方 法，例舉下述（A)至（C)方法。
[0072] ㈧其中將具有傾斜平面的球狀顆粒例如半球狀的球狀顆粒預(yù)先與樹脂粘結(jié)劑混 合隨后成形的方法。
[0073] (B)其中具有傾斜平面的球狀顆粒例如半球狀的球狀顆粒以其半球的平面朝向外 側(cè)的方式附著至彈性層的表面的方法。
[0074] (C)其中將露出表面的球狀顆粒后加工以形成傾斜平面的方法。
[0075] 其中將半球狀的球狀顆粒預(yù)先與樹脂粘結(jié)劑混合隨后成形的上述方法（A)的方 法，可能難以根據(jù)成形方法來控制半球狀的球狀顆粒的露出狀態(tài)或半球的傾斜平面的傾斜 角度。
[0076] 其中半球狀的球狀顆粒以其半球的平面朝向外側(cè)的方式附著至彈性層的表面的 上述方法（B)的方法，可能使附著至半球狀的球狀顆粒的表面的步驟復(fù)雜化。
[0077] 其中將露出表面的球狀顆粒后加工以形成傾斜平面的上述方法（C)的方法，可以 提供傾斜平面和與電子照相用輥的周面相切的假設(shè)平面形成的均勻內(nèi)角，并且可以說是優(yōu) 選的方法。此外，半球狀的球狀顆粒也可以通過日本專利申請?zhí)亻_No. 2001-278746中公開 的方法來產(chǎn)生。
[0078] 代替地，最優(yōu)選的方法[下文中"方法（D)"]為其中包含樹脂粘結(jié)劑和已經(jīng)分散 于樹脂粘結(jié)劑中的球狀顆粒的層形成于導(dǎo)電性支承體的周面上，并且該層的表面通過使 用輥狀磨輪實施切入式研磨的方法。更具體而言，優(yōu)選方法（D)包括下述步驟（D-i)至 (D-iii)：
[0079] (D-i)在輥狀導(dǎo)電性支承體上形成由丙烯酸類樹脂或苯乙烯樹脂構(gòu)成的球狀顆粒 已經(jīng)分散于其中的、包含NBR或C0、EC0或GEC0等表氯醇橡膠作為樹脂粘結(jié)劑的層的步驟；
[0080] (D-ii)以使其旋轉(zhuǎn)軸平行于輥狀導(dǎo)電性支承體的旋轉(zhuǎn)軸的方式配置輥狀磨輪的 步驟；和
[0081] (D-iii)形成于導(dǎo)電性支承體上的包含球狀顆粒和樹脂粘結(jié)劑的層的表面借助于 磨輪研磨，從而使各球狀顆粒的至少一部分露出層的表面并且同時在球狀顆粒的外周面上 形成平面。
[0082] 根據(jù)該生產(chǎn)方法，可以容易地獲得球狀顆粒的各傾斜平面的至少一部分露出表面 的電子照相用輥。
[0083] 在上述方法（D)中，作為使用的球狀顆粒的材料，優(yōu)選為能夠使各球狀顆粒的 一部分被研削和在步驟（D-iii)中形成平面的材料。為此，優(yōu)選球狀顆粒具有小的艾氏 (Izod)沖擊強度（ASTM D256)。此外，對于使研削表面具有傾斜平面，優(yōu)選球狀顆粒具有 大的拉伸模量（ASTM D638)。具體而言，作為球狀顆粒，優(yōu)選使用具有20X 103kg/cm2以上 的拉伸模量和5kg · cm/cm以下的艾氏沖擊強度、特別地30X 103kg/cm2以上的拉伸模量和 2kg ?cm/cm以下的艾氏沖擊強度的那些。具有這些物性的材料可以包括丙烯酸類樹脂和苯 乙烯樹脂。
[0084] 通過使露出表面的各球狀顆粒的平面和與通過與電子照相用輥的軸正交的截面 的軸且朝向電子照相用輥的周面的直線正交的并且與電子照相用輥的周面相切的平面形 成的銳角的內(nèi)角也以通過選擇在上述步驟（D-iii)中的研磨用條件來控制。
[0085] 具體而言，傾斜平面的角度可以根據(jù)需要通過控制例如硫化橡膠輥的旋轉(zhuǎn)速度和 輥狀磨輪的旋轉(zhuǎn)速度即研磨速度，以及具有包含球狀顆粒和作為樹脂粘結(jié)劑的硫化橡膠并 且覆蓋輥狀導(dǎo)電性支承體的周面的層的硫化橡膠輥來改變。
[0086] 例如，可以優(yōu)選借助于專用于橡膠輥的圓筒研削盤（商品名：LE0-600-F4L-BME， 由Minakuchi Machinery Works Ltd.制造）并且在如下所示的加工條件下來進行研磨。作 為磨輪，優(yōu)選使用如GC等的硬磨輪材料作為磨輪的材料并且用具有砂礫為#80以下的磨粒 的粗粒磨輪進行研磨。此外，作為硫化橡膠的硬度，優(yōu)選輥為柔軟的，只要球狀顆粒不從粘 結(jié)劑脫落即可，并且優(yōu)選使用具有輥橡膠顯微硬度為75以下的輥。對于沿磨輪和工件的旋 轉(zhuǎn)方向的相對速度，優(yōu)選為高的，并且優(yōu)選其設(shè)定為40m/min以上。對于其沿磨輪和工件的 接近方向的相對速度，也優(yōu)選為高的，并且優(yōu)選其設(shè)定為l〇m/min以上。在沿接近方向的距 離變得最短和輥已經(jīng)開始具有期望的外徑之后，優(yōu)選立即向后移動磨輪以縮短輥和磨輪之 間的接觸時間。
[0087] 已知為用于使電子照相用輥粗糙化的目的的顆粒的聚乙烯樹脂或尼龍樹脂的球 狀顆粒具有大于5kg · cm/cm的艾氏沖擊強度，并且在研磨時不切割，其中難以形成傾斜平 面。此外，類似于聚氨酯樹脂或各種橡膠的球狀顆粒的情況，它們具有小于20X 103kg/cm2 的拉伸模量以及5kg ?cm/cm以下的艾氏沖擊強度，因而研磨表面變成水平的并且不形成任 何傾斜平面。
[0088] 拉伸模量和艾氏沖擊強度不能對大的球狀顆粒進行測量，因而它們可以對由于顆 粒相同材料制成的試驗片進行測量。艾氏沖擊強度根據(jù)ASTM D256來測量，和拉伸模量根 據(jù)ASTM D638來測量。
[0089] 作為樹脂粘結(jié)劑，其可以優(yōu)選為主要由具有接近于丙烯酸類樹脂或苯乙烯樹脂的 極性（SP值）的NBR或表氯醇橡膠構(gòu)成的樹脂粘結(jié)劑。與其中使用極性遠(yuǎn)的樹脂粘結(jié)劑的 情況相比，球狀顆粒在研磨時可以從表面較少地脫落。
[0090] 在包括樹脂粘結(jié)劑、添加至其的添加劑和球狀顆粒的彈性層原料的體積假設(shè)為 100 %時，球狀顆粒可以優(yōu)選為1 %以上且30 %以下的體積比率。
[0091] 關(guān)于研磨步驟，在本發(fā)明中，優(yōu)選在強的剪切力下在短時間內(nèi)進行研磨，只要可以 獲得期望的表面粗糙度即可。這樣做能夠使球狀顆粒避免具有水平的研磨面。
[0092] [導(dǎo)電性支承體]
[0093] 導(dǎo)電性支承體的材料可以包括例如，金屬或其合金，如鐵、銅、不銹鋼、鋁和鎳。為 了與彈性層粘接的目的，導(dǎo)電性支承體也可以為涂布有粘合劑的支承體，并且也可以使用 這樣的支承體。粘合劑可以包括由引入導(dǎo)電劑的熱固性樹脂或熱塑性樹脂構(gòu)成的那些?？?用的為聚氨酯樹脂類、丙烯酸類樹脂類、聚酯樹脂類、聚醚樹脂類或環(huán)氧樹脂類粘合劑。
[0094] [電子照相用輥的物性]
[0095] 根據(jù)本發(fā)明的電子照相用輥的電阻和表面粗糙度，當(dāng)其用作接觸充電用輥時可以 為任何值，只要它們是在接觸充電用輥中一般所要求的即可。具體而言，它們可以為如下所 示的值。
[0096] 其可以具有在溫度23°C和相對濕度50%的環(huán)境下約1Χ104Ω至1Χ1〇 8Ω的電 阻。作為其表面粗糙度，其可以具有表面的十點平均粗糙度Rzjis為2 μ m以上且30 μ m以 下，和表面的凹凸平均間隔Rm為15 μ m以上且150 μ m以下。作為表面的十點平均粗糙度 Rz j i s和表面的凹凸平均間隔Rm，可以采用通過根據(jù)JIS B0601-2001表面粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)的 測量方法得到的值。這些可以通過使用表面輪廓分析儀SE_3400(由Kosaka Laboratory Ltd.制造）來測量。這里，Sm為通過在測量長度中的十點處測量凹凸間隔而求得的值。 Rzjis和Sm通過在隨機地6點處測量電子照相用輥的表面求得，并且可以使用求得的平均 值。
[0097][電子照相設(shè)備]
[0098] 圖9為其中根據(jù)本發(fā)明的電子照相用輥用作充電輥的電子照相設(shè)備的截面圖。電 子照相設(shè)備具有感光構(gòu)件401、給該構(gòu)件靜電地充電的充電輥402、從中發(fā)出用于形成潛像 的光408的曝光單元（未示出）、顯影裝置403、轉(zhuǎn)印調(diào)色劑圖像至轉(zhuǎn)印材料404的轉(zhuǎn)印裝 置405、清潔刮板407和定影裝置406等。感光構(gòu)件401為在導(dǎo)電性基體上具有感光層的轉(zhuǎn) 鼓型。將感光構(gòu)件401沿箭頭所示的方向在規(guī)定的圓周速度下旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。將充電輥402 在規(guī)定的加壓力下壓向感光構(gòu)件401，由此與其接觸配置。充電輥402追隨感光構(gòu)件的旋轉(zhuǎn) 而從動旋轉(zhuǎn)，并且將規(guī)定的電壓從充電電源413施加至其以給感光構(gòu)件401靜電地充電至 規(guī)定的電位。作為在感光構(gòu)件401上形成潛像的潛像形成單元，例如，使用曝光單元如激光 束掃描器。由此均勻帶電的感光構(gòu)件401依照圖像信息曝光從而于其上形成靜電潛像。顯 影裝置403具有與感光構(gòu)件401接觸設(shè)置的接觸型顯影輥。使靜電潛像利用已經(jīng)靜電地處 理以具有與感光構(gòu)件的帶電極性相同的極性的調(diào)色劑通過反轉(zhuǎn)顯影而可視化且顯影為調(diào) 色劑圖像。轉(zhuǎn)印裝置405具有接觸型轉(zhuǎn)印輥。調(diào)色劑圖像從感光構(gòu)件401轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印材料 404如普通紙。清潔刮板407機械地擦除并收集感光構(gòu)件401上殘留的任何轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色 齊U。定影裝置406由保持加熱的輥等構(gòu)成，并且將已經(jīng)轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像定影至轉(zhuǎn)印材料 404。
[0099] 圖10為具有根據(jù)本發(fā)明的充電輥402、感光構(gòu)件401、顯影裝置403和清潔刮板 407等一體化連接并且構(gòu)成為可拆卸地安裝至電子照相設(shè)備的主體的處理盒的截面圖。 [0100] 根據(jù)本發(fā)明的電子照相用輥適合作為如上所述的電子照相設(shè)備和處理盒的接觸 充電用的充電輥。
[0101] 實施例
[0102] 實施例1
[0103] (彈性層用未硫化橡膠組合物1的制備）
[0104] 以下示出的材料借助于6升壓力捏合機（產(chǎn)品名：TD6-15MDX ;由Toshin Co.，Ltd.制造）以70vol. %的填充率和30rpm的葉片轉(zhuǎn)數(shù)混合16分鐘，從而獲得A-捏合 的橡膠組合物。
[0105] 表 1
[0106]
【權(quán)利要求】
1. 一種電子照相用輥，其包括導(dǎo)電性支承體和作為表面層的彈性層，其中： 所述彈性層將各自在外周面上具有平面的球狀顆粒以所述平面的一部分或全部露出 所述彈性層的表面的方式保持，和其中： 露出所述彈性層的表面的各所述球狀顆粒的平面，和與通過與所述電子照相用輥的軸 正交的截面中的軸中心并朝向所述電子照相用輥的周面的直線正交并且與所述電子照相 用輥的周面相切的平面形成銳角的內(nèi)角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子照相用輥，其中： 所述銳角的內(nèi)角為4°至30°，所述銳角的內(nèi)角由露出所述彈性層的表面的各所述球 狀顆粒的平面，和與通過與所述電子照相用輥的軸正交的截面的軸中心并朝向所述電子照 相用輥的周面的直線正交并且與所述電子照相用輥的周面相切的平面形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子照相用輥，其中： 所述銳角的內(nèi)角為5°至20°，所述銳角的內(nèi)角由露出所述彈性層的表面的各所述球 狀顆粒的平面，和與通過與所述電子照相用輥的軸正交的截面的軸中心并朝向所述電子照 相用輥的周面的直線正交并且與所述電子照相用輥的周面相切的平面形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的電子照相用輥，其中： 所述球狀顆粒具有體積平均粒徑為3 μ m至50 μ m。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的電子照相用輥，其中所述彈性層包括樹脂粘結(jié)劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子照相用輥，其中所述樹脂粘結(jié)劑包括丙烯腈-丁二烯共 聚物或表氯醇橡膠。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的電子照相用輥，其中所述球狀顆粒包括丙烯酸類樹 脂或苯乙烯樹脂。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的電子照相用輥，其中所述電子照相用輥是充電輥。
9. 一種根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的電子照相用輥的生產(chǎn)方法，所述方法包括下述 步驟： 在導(dǎo)電性支承體上形成包含分散有球狀顆粒的樹脂粘結(jié)劑的彈性層，和其后 研磨所述彈性層的表面以使各所述球狀顆粒的一部分露出所述表面并且同時在各所 述球狀顆粒的外周面上形成平面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述樹脂粘結(jié)劑包括丙烯腈-丁二烯共聚物或表 氯醇橡膠，和所述球狀顆粒包括丙烯酸類樹脂或苯乙烯樹脂。
11. 一種電子照相設(shè)備，其包括充電輥和與所述充電輥接觸配置的轉(zhuǎn)鼓型感光構(gòu)件； 所述充電輥是根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的電子照相用輥。
12. -種處理盒，其包括充電輥和與所述充電輥接觸配置的轉(zhuǎn)鼓型感光構(gòu)件，并且其被 構(gòu)造為可拆卸地安裝至電子照相設(shè)備的主體； 所述充電輥是根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的電子照相用輥。
13. -種電子照相用輥，其包括導(dǎo)電性支承體和作為表面層的彈性層，其中： 所述彈性層包含樹脂粘結(jié)劑和用于使所述電子照相用輥的表面粗糙化的球狀顆粒； 所述球狀顆粒各自在其外周面上具有平面，并且各所述球狀顆粒的平面的一部分或全 部以朝向所述彈性層的外側(cè)方向的方式露出所述表面層的表面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子照相用輥，其中所述電子照相用輥是充電輥。
【文檔編號】G03G15/00GK104067179SQ201280067539
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月18日
【發(fā)明者】古川匠, 原田昌明, 渡邊宏曉, 野瀨啟二, 寺田健哉 申請人:佳能株式會社