充電構件及其制造方法、處理盒和電子照相設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及充電構件、所述充電構件的制造方法、處理盒和電子照相設備。
【背景技術】
[0002] 作為用于感光構件的接觸充電的充電構件,已知以下充電構件:其中樹脂顆粒和 石墨顆粒包含在表面層中,并且在其表面上具有作為放電點的源自樹脂顆粒的高凸部和源 自石墨顆粒的低凸部(專利文獻1)。
[0003] 引用列表
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1:日本專利申請特開第2010-134452號公報
【發明內容】
_6] 發明要解決的問題
[0007] 在專利文獻1中記載的充電構件中,形成低凸部的石墨顆粒具有高的導電性,并且 從該低凸部的放電易于產生。由于該原因,在使用的同時,即使調色劑或外部添加劑附著至 源自樹脂顆粒的高凸部,使得從高凸部的放電的產生困難,整個充電構件仍發揮穩定的充 電性能。
[0008] 然而,作為本發明人進一步研究的結果,發現的是,顯示穩定的充電性能的專利文 獻1中記載的充電構件需要進一步改進。即,在專利文獻1中記載的充電構件中,污物難以附 著至低凸部,這是因為在充電構件與感光構件之間的接觸部(輥隙)低凸部不接觸作為以接 觸充電的方式充電的構件的感光構件。然而,如果充電構件長期連續使用,則污物甚至會附 著至低凸部。低凸部難以接觸電子照相感光構件。由于該原因,附著的污物難以剝離,導致 污物累積的趨勢。結果,低凸部的作為放電點的功能會降低,從而阻止發揮穩定的充電性 能。
[0009] 由于該原因,本發明人認識到,為了充電構件更穩定的充電性能,需要開發用于防 止污物附著至充電構件的凸部自身的新型技術。
[0010] 于是,本發明的目的是提供一種充電構件,其具有甚至長期使用時污物也難以附 著的凸部,結果能夠發揮穩定的充電性能;和提供所述充電構件的制造方法。此外,本發明 的目的是提供可以形成高品質電子照相圖像的處理盒和電子照相設備。
[0011]用于解決問題的方案
[0012] 根據本發明的一個方面,提供一種充電構件,其具有導電性基體和導電性表面層,
[0013] 其中表面層包括:包含粘結劑樹脂和導電性細顆粒的基質,和分散在基質中的樹 脂顆粒,
[0014] 充電構件在表面上具有源自樹脂顆粒的凸部,
[0015] 樹脂顆粒在內側包含多個導電性域(electro-conductive domain),并且
[0016] 導電性域在樹脂顆粒的表面附近局域化。
[0017 ]根據本發明的另一個方面,提供所述充電構件的制造方法,所述方法包括:
[0018] 在導電性基體上形成表面層形成用涂布液的涂膜,所述涂布液包含粘結劑樹脂、 導電性細顆粒、具有孔的核殼型多孔樹脂顆粒和溶劑,
[0019] 其中,多孔樹脂顆粒的殼部的平均孔徑大于核部的平均孔徑,并且導電性細顆粒 的平均粒徑大于核部的平均孔徑且小于殼部的平均孔徑。
[0020] 根據本發明的又一個方面,提供一種可拆卸地安裝至電子照相設備的主體的處理 盒,所述處理盒包括:充電構件、和與充電構件接觸配置的電子照相感光構件。另外,根據本 發明的又一個方面,提供一種電子照相設備,其包括:充電構件、和與充電構件接觸配置的 電子照相感光構件。
[0021 ] 發明的效果
[0022]本發明可以提供甚至在長期使用時也發揮穩定的充電性能的充電構件,和所述充 電構件的制造方法。此外,本發明可以獲得可以長期形成高品質電子照相圖像的處理盒和 電子照相設備。
【附圖說明】
[0023]圖1A是示出根據本發明的充電構件的實例的截面圖,其中表面層3設置在導電性 基體1上。
[0024] 圖1B是示出根據本發明的充電構件的實例的截面圖,其中導電性彈性層2設置在 導電性基體1與表面層3之間。
[0025] 圖1C是示出根據本發明的充電構件的實例的截面圖,其中導電性彈性層2設置在 導電性基體1與表面層3之間。
[0026]圖2是示出根據本發明的充電構件的表面的部分截面圖。
[0027] 圖3是根據本發明的充電構件的凸部的頂點的放大截面圖。
[0028] 圖4A是用于說明當將負電壓施加至根據本發明的充電構件時在放電前后的凸部 表面的電荷狀態的放大截面圖。
[0029] 圖4B是用于說明當將負電壓施加至根據本發明的充電構件時在放電前后的凸部 表面的電荷狀態的放大截面圖。
[0030] 圖5是示出根據本發明的多孔樹脂顆粒的示意性截面圖。
[0031] 圖6是示出使用透射電子顯微鏡拍攝的截面圖像的示意圖,其中示出根據本發明 的多孔樹脂顆粒的核和殼的形狀。
[0032] 圖7是用于說明輥狀充電構件的電阻值的測量方法的圖。
[0033]圖8是示出根據本發明的電子照相設備的實施方案的示意性截面圖。
[0034] 圖9是示出根據本發明的處理盒的實施方案的示意性截面圖。
[0035] 圖10是用于說明充電輥與電子照相感光構件的接觸狀態的示意圖。
【具體實施方式】
[0036] 下文中,將詳細地描述根據本發明的實施方案。
[0037] 為了實現以上目的,本發明人對當使用充電構件時的污物進行了研究。在該過程 中,發現的是,在其中將直流電壓和交流電壓的重疊電壓施加至充電構件的充電設備中,交 流電壓越高,絕緣性的調色劑外部添加劑越易于附著至充電構件的表面。由此,推測作為污 物附著至充電構件的表面的原因的因素之一是:絕緣性的調色劑外部添加劑靜電吸附至充 電構件的表面。
[0038] 于是,為了抑制調色劑外部添加劑對凸部的靜電吸附,著眼于在表面層形成凸部 的樹脂顆粒,并且進一步研究。結果,發現的是,污物難以靜電吸附至源自包含存在于樹脂 顆粒的表面附近的多個導電性域的樹脂顆粒的凸部。
[0039] 下文中,將使用輥狀充電構件(下文中,也稱為"充電輯")作為實例來描述本發明。 然而,只要充電構件是用于賦予電荷的電子照相用充電構件,則可以期望相同的效果,并且 本發明將不限于充電輥。
[0040] 將參考圖來描述根據本發明的充電構件。圖1A是示出根據本發明的充電構件的一 個實例的截面圖。充電構件5具有輥狀,并且包括導電性基體1和覆蓋導電性基體1的周面的 導電性表面層3。此外,圖1B和1C示出其中一層以上的導電性彈性層2設置在導電性基體1與 導電性表面層3之間的實例。圖1B示出包括一層導電性彈性層2的充電構件的實例,同時圖 1C示出包括兩層導電性彈性層2,即,層21和22的充電構件的實例。
[0041] 可以在導電性基體1與層疊在其上的層(例如圖1A中的導電性表面層3、圖1B中的 導電性彈性層2和圖1C中的導電性彈性層21)之間設置導電性粘合層。包含已知的導電劑的 導電性粘合劑可以用于設置導電性粘合層。此外,導電性粘合層可以設置在導電性彈性層2 (22)與導電性表面層3之間和導電性彈性層21與22之間。
[0042] 圖2是示出充電構件的表面附近的部分截面圖,其中放大了導電性基體(下文中, 在一些情況下簡稱為"基體")與導電性表面層(下文中,簡稱為"表面層")之間的層疊部分。 基體101覆蓋有表面層3。表面層3包括包含粘結劑樹脂和導電性細顆粒(未示出)的導電性 基質103、和樹脂顆粒104。各自源自樹脂顆粒104的多個凸部105形成在表面層的表面上。
[0043] 圖3是示出凸部的頂點附近的放大截面圖。在本發明中,表面層3中的樹脂顆粒104 在內側包含多個導電性域201。導電性域201在樹脂顆粒104的表面附近局域化。
[0044] 在本發明中,將導電性域201在樹脂顆粒104的表面附近局域化如下定義。
[0045] 即,假設樹脂顆粒是實心的(下文中,也稱為"實心樹脂顆粒"),求得具有與通過實 心樹脂顆粒的重心的截面面積相等的面積的圓,并且也求得直徑是以上測定的圓的直徑長 度的0.8倍的上述圓的同心圓。求得該圓與同心圓之間的具有環形的部分的面積。下一步, 在通過實心樹脂顆粒的重心的截面中,定義由實心樹脂顆粒的表面和與該表面等距離的線 (圖3中的虛線222)包圍的區域,使得該區域的面積等于環形部分的面積。然后,將其中該區 域包含超過50%的存在于截面中的導電性域201(基于導電性域的個數)的情況定義為導電 性域201在樹脂顆粒104的表面附近局域化。
[0046] 此外,導電性域201是指其中存在于在表面層的表面上形成凸部的樹脂顆粒中的 導電性細顆粒的濃度高于在表面層的基質103中的導電性細顆粒的濃度的區域。此外,樹脂 顆粒104包含在包括粘結劑樹脂和分散在粘結劑樹脂中的導電性細顆粒的基質103中。 [0047] 另外,導電性域201電導通至基質103,但如圖3所示處于似乎導電性域201孤立的 狀態。由于該原因,導電性域201處于電荷易于保持的狀態。
[0048] 本發明人推測根據本發明的充電構件抑制污物對凸部的附著的原因如下。
[0049] 通常,為了即使例如電子照相感光構件等被充電的構件具有銷孔(pin hole)時也 防止泄露,例如,用于接觸充電的充電構件包括在溫度為23°C且相對濕度為50%的環境下 的體積電阻率為大約1.0 X 1〇3至1.0 X ?ο13 Ω · cm的表面層。由于該原因,在被充電的構件 充電時,電荷通過放電從充電構件的表面放出。此時,具有與放電時的施加電壓的極性相反 的極性的電荷積存在充電構件的表面。這使用圖4A和4B來描述。圖4A和4B是用于說明凸部 105的頂部附近的電荷狀態的圖。
[0050] 圖4A是示出當重疊在交流電壓上的直流電壓施加在充電構件5與被充電的構件 (未示出)之間時其中負電荷積存在充電構件的表面的狀態的圖。此時,負電荷也積存在導 電性域201的表面。
[0051] 為了通過充電構件使被充電的構件帶負電,在電荷從充電構件的表面放電至被充 電的構件的表面之后即刻,充電構件的表面的電荷密度變為正(圖4B)。這是因為用于接觸 充電的充電構件的表面層以如上所述的體積電阻率計的電阻為大約1.0X10 3至1.0X1013 Ω · cm,并且需要一定時間來使通過放電使負電荷放出之后的充電構件的表面再補充電 荷。
[0052] 相反地,放電在短時間內立即發生。由于該原因,保持在形成樹脂顆粒104的樹脂 與導電性域201之間的界面處累積的負電荷(圖4B)。
[0053] 由于該原因,在充電構件的凸部頂點的表面積存的電荷和在導電性域201中積存 的電荷在放電之后即刻反轉。即,在充電構件的凸部頂點的附近形成反轉電場。結果,靜電 吸附至充電構件表面的凸部的污物通過反轉電場的形成受到使其從凸部剝離的力。從而, 抑制污物對充電構件的凸部頂點的附著。
[0054] 每次當進行從充電構件的放電從而使被充電的構件帶電時,形成反轉電場,并且 產生靜電的污物的剝離作用。由于該原因,甚至以傳統的充電方法、特別是其中認為使充電 構件易于變臟的施加交流電荷的充電方法,也可以有效地抑制污物對充電構件表面的附 著。
[0055]在本發明中,導電性域201需要在樹脂顆粒的表面附近局域化。如果導電性域201 甚至在樹脂顆粒的內部也存在,則可以通過樹脂顆粒保持的電荷遍及整個樹脂顆粒。結果, 上述放電之后即刻形成的反轉電場的強度在充電構件的凸部表面變弱。結果,靜電吸附至 凸部的污物的剝離效果降低。
[0056] 由于該原因,在樹脂顆粒表面局域化的導電性域可以存在于對應于與樹脂顆粒的 表面的距離為樹脂顆粒的直徑的大約10%的區域內。雖然隨后描述,但在樹脂顆粒表面局 域化的導電性域存在于其中的區域220的厚度稱為導電性域的區域寬度。
[0057] 包含在充電構件的表面層中的樹脂顆粒的體積平均粒徑優選為5至60μπι,并且特 別更優選15至40μπι。在體積平均粒徑在該范圍內時,源自樹脂顆粒并且形成在表面層上的 凸部具有適當的高度,并且用作良好的放電點。
[0058] 為了提高污物對凸部的附著的抑制效果,可以增大反轉電場,即,電荷可以集中地 保持在其中凸部的頂點用作放電點的充電構件的凸部側的頂點側的樹脂顆粒的表面附近。
[0059] 此處,當電壓施加至充電構件時,沿如圖3所示與凸部截面中的凸部表面的切線 221垂直相交的方向形成電場(參見圖3)。由于該原因,導電性域可以形成在樹脂顆粒中,使 得表面附近的絕緣部104a與導電性域201之間的界面202與電場的方向交叉。
[0060] 此外,在樹脂顆粒的截面中的導電性域的直徑可以是后述導電性域的區域寬度的 5至50%。此外,在導電性域的區域中包含的導電性域的占有率可以是導電性域的區域面積 的10至50%。在此范圍內的占有率能夠使得存在充分的其中積存電荷的界面。此外,容易獲 得其中電荷易于積存在界面的狀態,即,其中在放電時導電性域易于保持電荷的狀態。
[0061] 覆蓋樹脂顆粒的基質的厚度,即,樹脂顆粒內的導電性域與充電構件的最外表面 之間的距離對反轉電場的強度產生影響。具體地,隨著距離越小,反轉電場越強并且污物對 凸部的附著的抑制效果越大。如果基質的厚度過薄,則電荷難以累積在充電構件的凸部表 面。于是,為了確保凸部作為放電點的功能,覆蓋樹脂顆粒的基質的厚度優選為0.1至2.0μ m,并且特別是0.4至1 .Ομπι。
[0062] 〈導電性表面層〉
[0063] 根據本發明的導電性表面層包括包含粘結劑樹脂和分散在粘結劑樹脂中的導電 性細顆粒的基質、和分散在基質中的樹脂顆粒。表面層的表面具有源自樹脂顆粒的凸部。另 外,樹脂顆粒在內部包含導電性域,并且導電性域在樹脂顆粒的表面附近局域化。下文中, 將描述各構成組分。
[0064] [粘結劑樹脂]
[0065] 作為用于表面層的粘結劑樹脂,可以使用用于生產充電構件的已知粘結劑樹脂。 例如,可以使用熱固性樹脂和熱塑性樹脂。其中,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、硅酮樹脂和丁醛樹脂是優選的。這些可以單獨使用或者通過 混合以組合使用。此外,可以使這些樹脂的原料單體共聚,并且作為共聚物使用。
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