層厚度和纖維直徑的降低。
[0040] 本發明人推測,在導電性支承體的外周面上網絡狀結構體的層的存在使放電穩 定,其原因如上所述。
[0041] 以下,詳細描述本發明。應當注意的是,以下,基于作為其代表例的充電構件描述 電子照相用導電性構件,但本發明的導電性構件的應用不僅限于充電構件。
[0042] 〈導電性構件〉
[0043] 根據本發明的導電性構件在導電性支承體的外周面上具有網絡狀結構體的層。圖 1A和圖1B各自示出根據本發明的電子照相用導電性構件(充電構件)的示意圖。充電構件可 以為由例如如圖1A所示作為導電性支承體的導電性芯軸12和在其外周上形成的網絡狀結 構體的層11形成的構造。另外,充電構件可以為如圖1B所示其中導電性芯軸12和在其外周 上形成的導電性樹脂層13用作導電性支承體,并且在其外周上進一步形成網絡狀結構體的 層11的構造。如上所述,導電性支承體在芯軸的外周上可以具有導電性樹脂層。應當注意的 是,充電構件可以為其中根據需要只要不損害本發明的效果配置多個導電性樹脂層13的多 層構造。
[0044]〈導電性支承體〉
[0045][導電性芯軸]
[0046]適當地選自電子照相用導電性構件領域已知的那些的芯軸可以用作導電性芯軸。 芯軸為例如,通過用厚度為約5μπι的鎳鍍覆碳鋼合金的表面獲得的圓柱狀材料。
[0047][導電性樹脂層]
[0048] 橡膠材料或樹脂材料等可以用作構成導電性樹脂層的材料。對橡膠材料沒有特別 地限定,并且可以使用電子照相用導電性構件領域中已知的橡膠。其具體實例包括表氯醇 均聚物、表氯醇-環氧乙烷共聚物、表氯醇-環氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物、丙烯 腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物的氫化產物、硅橡膠、丙烯酸系橡膠和聚氨酯橡 膠。電子照相用導電性構件領域中已知的樹脂可以用作樹脂材料。其具體實例包括丙烯酸 系樹脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、聚烯烴、環氧樹脂和硅酮樹脂。
[0049] 電子導電劑或離子導電劑可以共混在用于形成導電性樹脂層的橡膠中以根據需 要調節其電阻值。電子導電劑的實例包括:顯示電子導電性的炭黑和石墨;如氧化錫等氧化 物;如銅和銀等金屬;以及通過用氧化物或金屬覆蓋其顆粒表面賦予各自導電性的導電性 顆粒。另外,離子導電劑的實例包括顯示離子導電性的如季銨鹽和磺酸鹽等各自具有離子 交換性能的離子導電劑。
[0050]另外,可以在不損害本發明的效果的范圍內添加一般用作樹脂的配混劑的填料、 軟化劑、加工助劑、增粘劑、抗粘著劑、分散劑、發泡劑或粗糙化顆粒等。
[0051 ] 作為導電性樹脂層的電阻值的參考,其體積電阻率為1 X 103 Ω cm以上且1 X ?ο9 Ω cm以下。應當注意的是,本發明人確認,即使當導電性支承體的電阻值充分低時,根據本發 明的網絡狀結構體的層也可以抑制由過度放電引起的圖像缺陷。特別是,當導電性樹脂層 為電子導電性時,對過度放電的穩定化效果顯著,因此,考慮到環境特性,優選使用顯示電 子導電性的導電性樹脂層。
[0052]〈網絡狀結構體的層〉
[0053]重要的是,從抑制異常放電的觀點,根據本發明的網絡狀結構體的層(以下,有時 稱為"表面層")為以下構造。
[0054][網絡狀結構體的網目間距離]
[0055] 控制本發明的網絡狀結構體的層的網目間距離是重要的。在觀察放電光時觀察到 的由過度放電引起的巨大放電的尺寸為約200-700μπι。網絡狀結構體的層中的網目間距離 需要設定為等于或小于巨大放電的尺寸,因為巨大放電需要用網絡狀結構體的層分斷并細 微化。沿與導電性構件的表面垂直的方向發生放電。因此,當在從與網絡狀結構體的層的表 面垂直的方向觀察網絡狀結構體的層時網絡狀結構體的網目間距離等于或小于巨大放電 的尺寸時,獲得對異常放電的抑制效果。由于如上所述原因,從與網絡狀結構體的層的表面 垂直的方向用光學顯微鏡或激光顯微鏡等測量并觀察100個任意的邊長為200μπι的正方形 區域(各自尺寸為長200WI1X寬200μπι)。本發明人確認,當在全部100個測量點的每個中可以 觀察到本發明的網絡狀結構的至少一部分時,巨大放電可以分斷并微細化。盡管此時觀察 到的圖像為通過沿網絡狀結構體的層的厚度方向整合全部信息碎片獲得的信息,但本發明 人認為,本發明的判斷方法沒有問題,因為包含沿厚度方向的信息的網絡狀結構體的層的 表面中的網目間距離影響對放電尺寸的微細化效果。
[0056] 應當注意的是,網絡狀結構體的至少一部分優選存在于導電性構件的表面上任意 的邊長為100μπι的正方形區域。另外,網絡狀結構體的至少一部分特別優選存在于導電性構 件的表面上任意的邊長為25μπι的正方形區域。當在邊長為100μπι的正方形區域內觀察到網 絡狀結構體的一部分時,不僅以更強的方式觀察到單發放電的微細化而且觀察到對放電頻 度的增大效果。另外,當在邊長為25μπι的正方形區域內觀察到網絡狀結構體的一部分時,以 非常強的方式表現對放電頻度的增大效果。
[0057][網絡狀結構體的層的三維結構]
[0058]根據本發明的導電性構件的網絡狀結構體的層(表面層)優選具有其中三維配置 纖維并且具有非常大的孔隙率的結構。本發明人認為,其中通過纖維組分隔表面層內的空 間的狀態對于對放電的微細化效果和對放電頻度的增大效果的表現是重要的。應當注意的 是,本發明中X軸、y軸和ζ軸為彼此垂直的三個軸,并且ζ軸方向為與導電性構件的表面層垂 直的方向。另外,當導電性構件具有輥形狀時,X軸方向為輥的橫截面(即,圓形端面)的切線 方向和y軸方向為輥的長度方向。
[0059]本發明的發明人從各纖維和由纖維占有的空間的觀點,如下所述定義了表面層的 結構。首先,從導電性構件中切出表面層,并且用X射線CT檢查裝置取得表面層的截面(yz截 面和xz截面之一)的截面圖像。使所得截面圖像二值化,對纖維的截面圖像取樣,使截面圖 像中的纖維截面的圖像組進行Voronoi劃分,并且定義由各纖維的截面占有的表面層內的 空間。
[0000]此處,V 0 r ο η 0 i劃分是相對于位于平面上的任意位置處的多個點(母點 (generating point))同一距離空間上的任意其它點接近一個母點來劃分成區域。特別是, 在二維歐幾里德平面(Euclidean平面)的情況下,Voronoi劃分為涉及在連接彼此相鄰的母 點的重心的直線上畫出垂直二等分線和用垂直二等分線分割各纖維的最近的區域的方法。 另外,通過進行Voronoi劃分獲得的各母點的最近的區域稱為Voronoi多邊形。采用Voronoi 劃分是因為明確地確定彼此相鄰的各母點的垂直二等分線,因此,也明確地確定Voronoi多 邊形。
[0061] 本發明的發明人實際進行了如下所述的Voronoi劃分。首先,繪制與z軸垂直的、并 且包括在通過位于纖維截面(yz截面)圖像中的最上端和最下端的纖維截面的重心的兩個 平面與纖維截面(yz截面)的兩條交叉線內、并且具有與纖維截面圖像的寬度相同的長度的 兩條直線以包含在纖維截面圖像內。此處,纖維截面圖像中的最上端和最下端如下:在僅切 出纖維截面圖像之前的截面圖像內,纖維截面圖像組中距離導電性支承體的最短距離為最 大時的纖維截面為最上端,和其最短距離為最小時的纖維截面為最下端。另外,這兩條直線 定義為"表面層的占有區域的邊界線",和通過用直線連接兩條直線相同側的端部獲得的長 方形定義為"表面層的占有區域"。接著,在占有區域內,通過使用纖維截面作為母點來進行 Voronoi劃分。采用此類程序的原因如下所述。截面圖像中的最上部和最下部的各纖維截面 可以限定沿與導電性構件的表面平行的方向(y軸方向)彼此相鄰的纖維間的區域分割線, 但沿與導電性構件的表面垂直的方向(z軸方向),由于母點的個數不充分而不能形成區域 分割線。另外,在表面層的厚度小的情況下也產生以下缺陷:除非采取上述措施,否則不能 建立在截面圖像中沿與導電性構件的表面垂直的方向存在多個纖維截面的狀態,因此,產 生不能限定任何Voronoi多邊形的母點。
[0062] 本發明的發明人進行了廣泛研究,結果,發現使比率"Si/Ss"(以下,有時稱為"面積 比k")最優化是重要的。通過上述方法獲得的yz截面中Voronoi多邊形的各自的面積定義為 Si。和作為各Voronoi多邊形的母點的纖維在該截面中的各自的截面積定義為&。即,當對于 表面層中的各纖維使Voronoi多邊形的面積最優化時,產生對異常放電的細分化效果,因 此,異常放電和微弱放電可以進一步被抑制,并且感光鼓表面上的帶電電位變得不依賴于 纖維的圖案。因此,獲得良好的圖像。
[0063] 具體地,當作為面積比k的較大的10%的算術平均值的kul()的值為160以下時,抑制 大于異常放電的尺寸(約200-700μπι)的孔的產生,因此,容易抑制異常放電。同時,當k ul()的 值為40以上時,帶電不良或圖像上纖維圖案的直接輸出幾乎不發生。由于該原因,kul()的值 優選為40以上且160以下。k_的值更優選為60以上且160以下。將k ul()的值設定為60以上且 160以下充分改進對異常放電的細分化效果。
[0064][網絡狀結構體的層厚度]
[0065]如上所述,重要的是,從抑制異常放電的觀點,根據本發明的網絡狀結構體的層存 在于導電性構件與感光構件之間的放電空間內。因此,除了網目間距離以外,網絡狀結構體 的層的平均厚度t1優選為ΙΟμπι以上且200μπι以下。當平均厚度t 1為ΙΟμπι以上時,獲得對放電 的微細化效果和對放電的穩定化效果。同時,將平均厚度t1設定為200μπι以下即使當像本發 明一樣網絡狀結構體的層包含非導電性纖維時也可以防止由于導電性構件的絕緣化引起 的帶電不良。從進一步改進對放電的穩定化效果的觀點,平均厚度t 1更優選為30μπι以上且 120μπι以下,特別優選30μπι以上且90μπι以下。
[0066]應當注意的是,本文使用的厚度指沿與導電性支承體的表面垂直的方向測量的網 絡狀結構體的層的厚度,并且指不與任何其它構件接觸的狀態下的層的厚度。厚度可以通 過以下來測量:從根據本發明的導電性構件中切出包含導電性支承體和網絡狀結構體的層 的切片;并且進行X射線CT測量。另外,平均厚度t 1為在通過將導電性構件沿其長度方向分 割為5等份,并且在各份中選擇5個任意部位獲得的總計25個纖維截面中測量的厚度的平均 值。
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