充電部件、處理盒和圖像形成裝置的製作方法

2023-10-22 21:01:03 1

本發明涉及充電部件、處理盒和圖像形成裝置。

背景技術：

專利文獻1公開了一種充電部件，其包含軸、彈性橡膠層和表面層，其中，彈性橡膠層具有最大高度為12.4μm～28.3μm的凹凸部(irregularity)，表面層具有最大高度為1.5μm～7.9μm的凹凸部。

專利文獻2公開了一種充電部件，其包含導電性基體、導電性彈性層和表面層，其中，表面層具有源自細顆粒的凹凸部，表面層的十點表面粗糙度rz為10μm～20μm，輪廓凹凸部的平均間隔sm為10μm～20μm。

專利文獻3公開了一種充電輥，其包含芯條、導電性彈性體層和正表面層，其中，正表面層的外周面粗糙度以掃描白光幹涉儀測量的面積十點平均粗糙度計為1.5μm～8μm。

[專利文獻1]日本特開2015-45788號公報

[專利文獻2]日本特開2012-118449號公報

[專利文獻3]日本特開2007-225995號公報

技術實現要素：

本發明的一個目的是提供一種充電部件，與充電部件的外周面上的高度分布的最大頻度值的半值寬度超過3μm的情況相比，其可減少在感光體由僅施加dc電壓的充電部件進行接觸充電時微小色線的產生，並可減少在感光體由施加通過將ac電壓疊加到dc電壓而獲得電壓的充電部件進行接觸充電時白點的產生。

實現上述目的的具體措施的實例包括以下方面。

根據本發明的第一方面，提供了一種充電部件，其包含：

支持部件；

設置在所述支持部件上的導電性彈性層；和

設置在所述導電性彈性層上的正表面層，

其中，周期短於0.1mm的凹凸部和周期為0.1mm以上的凹凸部分布在所述充電部件的整個外周面上，並滿足以下條件(1)和(2)：

(1)所述周期短於0.1mm的凹凸部的平均高度為大於0μm且4μm以下；並且

(2)所述周期為0.1mm以上的凹凸部的平均高度為5μm～30μm，並且

其中，所述外周面上的高度分布的最大頻度值的半值寬度為1μm～3μm。

根據本發明的第二方面，在本發明第一方面的充電部件中，所述周期短於0.1mm的凹凸部的平均高度可以為0.5μm～3.5μm。

根據本發明的第三方面，在本發明第一方面的充電部件中，所述周期短於0.1mm的凹凸部的平均高度可以為1.0μm～3.0μm。

根據本發明的第四方面，在本發明第一方面的充電部件中，所述周期為0.1mm以上的凹凸部的平均高度可以為5μm～20μm。

根據本發明的第五方面，在本發明第一方面的充電部件中，所述周期為0.1mm以上的凹凸部的平均高度可以為6μm～10μm。

根據本發明的第六方面，在本發明第一方面的充電部件中，所述周期短於0.1mm的凹凸部的平均周期可以為5μm以上。

根據本發明的第七方面，在本發明第一方面的充電部件中，所述周期短於0.1mm的凹凸部的平均周期可以為50μm以下。

根據本發明的第八方面，在本發明第一方面的充電部件中，所述周期為0.1mm以上的凹凸部的平均周期可以為0.15mm以上。

根據本發明的第九方面，在本發明第一方面的充電部件中，所述周期為0.1mm以上的凹凸部的平均周期可以為0.45mm以下。

根據本發明的第十方面，在本發明第一方面的充電部件中，所述正表面層可以含有電子導電劑。

根據本發明的第十一方面，在本發明第一方面的充電部件中，所述電子導電劑可以為金屬氧化物。

根據本發明的第十二方面，提供了一種處理盒，其安裝在圖像形成裝置上或從圖像形成裝置拆卸下來，其包含：

電子照相感光體；和

包含第一～第十一方面中任一方面的充電部件的充電設備，所述充電設備向所述充電部件施加僅dc電壓或通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓，並且通過接觸充電法將所述電子照相感光體的正表面充電。

根據本發明的第十三方面，提供了一種圖像形成裝置，其包含：

電子照相感光體；

包含第一～第十一方面中任一方面的充電部件的充電設備，所述充電設備向所述充電部件施加僅dc電壓或通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓，並且通過接觸充電法將所述電子照相感光體的正表面充電；

潛像形成設備，所述潛像形成設備在經充電的所述電子照相感光體的正表面上形成潛像；

顯影設備，所述顯影設備使用含有色調劑的顯影劑將形成在所述電子照相感光體的正表面上的所述潛像顯影，並在所述電子照相感光體的正表面上形成色調劑圖像；和

轉印設備，所述轉印設備將形成在所述電子照相感光體的正表面上的色調劑圖像轉印到記錄介質。

第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十或第十一方面的發明提供了下述充電部件：與充電部件的外周面上的高度分布的最大頻度值的半值寬度超過3μm的情況相比，其減少了當感光體由僅施加dc電壓的充電部件進行接觸充電時微小色線的產生，並且其減少了當感光體由施加通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓的充電部件進行接觸充電時白點的產生。

第十二或第十三方面的發明提供了下述處理盒或圖像形成裝置：與充電部件的外周面上的高度分布的最大頻度值的半值寬度超過3μm的情況相比，其減少了當感光體由僅施加dc電壓的充電部件進行接觸充電時微小色線的產生，並且其減少了當感光體由施加通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓的充電部件進行接觸充電時白點的產生。

附圖說明

將基於以下附圖對本發明的示例性實施方式進行詳細說明，其中：

圖1是顯示示例性實施方式的充電部件的實例的示意性構造的圖示；

圖2a是示意性顯示分布在示例性實施方式的充電部件的外周面上的凹凸部的實例的圖示；

圖2b顯示用於獲得「外周面上的高度分布的最大頻度值的半值寬度」的近似曲線的實例；

圖3是顯示示例性實施方式的圖像形成裝置的實例的示意性構造的圖示；

圖4是顯示另一示例性實施方式的另一圖像形成裝置的實例的示意性構造的圖示；

圖5是顯示再一示例性實施方式的再一圖像形成裝置的實例的示意性構造的圖示；

圖6是顯示示例性實施方式的處理盒的實例的示意性構造的圖示。

具體實施方式

在下文中，將對本發明的示例性實施方式進行說明。對其的說明和實例作為示例性實施方式的實例提供，因此本發明的範圍並不限於此。

在本說明書中，「電子照相感光體」也簡稱為「感光體」。

在本說明書中，「微小色線」指的是出現在半色調圖像上的不合意的圖像，即，沿與記錄介質的輸送方向正交的方向延伸並且具有毫米量級長度的線性圖像。

充電部件

本示例性實施方式的充電部件包含支持部件、設置在所述支持部件上的導電性彈性層和設置在所述導電性彈性層上的正表面層。換言之，本示例性實施方式的充電部件至少包含層積在支持部件上的導電性彈性層和正表面層。

然後，周期短於0.1mm的凹凸部和周期為0.1mm以上的凹凸部分布在本示例性實施方式的充電部件的整個外周面上。而且，本示例性實施方式的充電部件滿足以下條件(1)和(2)。外周面上的高度分布模式的半值寬度為1μm～3μm。

(1)所述周期短於0.1mm的凹凸部的平均高度大於0μm且4μm以下。

(2)所述周期為0.1mm以上的凹凸部的平均高度為5μm～30μm。

本示例性實施方式的充電部件的形狀沒有具體限制。例如，本示例性實施方式的充電部件的形狀的實例包括圖1所示的輥狀，以及帶狀。

在下文中，將參照附圖對本示例性實施方式的充電部件的構造和充電部件外周面的幾何學諸量進行說明。

圖1是顯示示例性實施方式的充電部件的實例的圖示。圖1所示的充電部件208包含支持部件30(其為具有圓筒狀或柱狀的棒狀體(軸))、設置在支持部件30的外周面上的導電性彈性層31和設置在導電性彈性層31的外周面上的正表面層32。

圖2a是示意性顯示分布在示例性實施方式的充電部件的外周面上的凹凸部的實例的圖示。圖2a顯示了在充電部件208的正表面層32和導電性彈性層31沿支持部件30的厚度方向和軸向切割時觀察到的形狀。充電部件208的外周面由設置在導電性彈性層31上形成的起伏上的正表面層32成形。

在本示例性實施方式中，充電部件的外周面的表面紋理使用共聚焦雷射顯微鏡測量。作為測量條件，充電部件的旋轉方向(稱為「x方向」)上的測量周期為0.05μm，與充電部件的旋轉方向正交的方向(稱為「y方向」)上的測量周期為0.05μm，x和y方向上的測量範圍為至少400μm×600μm，高度方向(z方向)上的測量範圍為50μm。然後，當充電部件具有輥狀時，對測量數據使用輥的曲率進行表面修正並進行除去不正常值的噪聲修正，由修正後的修正數據得到充電部件的外周面的幾何學諸量。其詳細說明提供在實施例部分。

「外周面上的高度分布的最大頻度值的半值寬度」以修正數據中最低測量點為基準(高度0)，通過建立x和y方向上的所有測量點的高度的直方圖並對該直方圖進行曲線近似，以半值寬度(半值處的全寬)獲得。圖2b顯示了用於得到半值寬度的近似曲線的實例。

「周期短於0.1mm的凹凸部」的平均高度和「周期為0.1mm以上的凹凸部」的平均高度通過在修正數據的y方向上繪製斷面曲線(即，通過連接測量周期為0.05μm的高度形成的曲線，並稱為「y方向斷面曲線」)並分析該y方向斷面曲線得到。凹凸部的周期指的是兩個相鄰的凸部的峰之間的長度。

「周期短於0.1mm的凹凸部」的高度通過使用波長0.1mm為截止值除去長波長成分並建立「粗糙度曲線」而得到。測量由一條y方向斷面曲線建立的一條「粗糙度曲線」上的所有凸部的高度。此處，凸部的高度指的是從作為位於凸部的右側和左側處的凹部底部中較低者的凹部底部到凸部頂點的高度。然後，得到一條「粗糙度曲線」上的所有凸部的高度的平均值，進一步得到x方向上所有「粗糙度曲線」的平均值，於是其平均值為「周期短於0.1mm的凹凸部」的平均高度。

「周期為0.1mm以上的凹凸部」的高度通過使用波長0.1mm作為截止值除去短波長成分並建立「波紋度曲線」而得到。測量由一條y方向斷面曲線建立的一條「波紋度曲線」上的所有凸部的高度。此處，凸部的高度指的是從作為位於凸部的右側和左側處的凹部底部中較低者的凹部底部到凸部的高度。然後，得到一條「波紋度曲線」上的所有凸部的高度平均值，進一步得到x方向上的所有「波紋度曲線」的平均值，於是其平均值為「周期為0.1mm以上的凹凸部」的平均高度。

在本說明書中，「周期短於0.1mm的凹凸部」也稱為「粗糙度成分」，「周期為0.1mm以上的凹凸部」也稱為「波紋度成分」。

圖像形成裝置採用向充電部件僅施加dc電壓的充電方法，或向充電部件施加通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓的充電方法。在向充電部件僅施加dc電壓而感光體以接觸充電法充電的情況中，在一些情況下在圖像上產生不合意的微小色線。同時，在向充電部件施加通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓而感光體以接觸充電法充電的情況中，在一些情況下在圖像上產生不合意的白點。本示例性實施方式的充電部件減少微小色線和白點二者的產生。作為其較少產生的機理，推測可作以下說明。

在下文中，在感光體由僅施加dc電壓的充電部件進行接觸充電時產生的微小色線簡稱為微小色線。在感光體由施加通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓的充電部件進行接觸充電時產生的白點簡稱為白點。

據認為，微小色線由於感光體與充電部件之間的接觸後立即發生的放電現象(後放電)的低放電頻率而產生。在僅施加dc電壓的情況中，據認為後放電的放電頻率較低，在充電部件的外周面上不規則地形成未充分充電的區域。結果，與ac電壓疊加到dc電壓的情況相比，可能產生微小色線。當充電部件連續使用時，在充電部件的外周面上累積色調劑等。於是，據認為，當連續使用充電部件時，在充電部件的外周面上累積色調劑等，因此，後放電的放電頻率進一步降低，並使得微小色線更清楚可見。

同時，據認為，白點由於在ac電壓疊加到dc電壓時可能發生的局部強放電而產生。

在較高速度形成圖像的情況中和使用具有較小粒徑的色調劑形成圖像的情況中，微小色線和白點均可能產生並且更清楚可見。

為了減少微小色線的產生，有效的是凹凸部分布在充電部件的外周面上，從而增加感光體與充電部件之間的放電空間並促進後放電。不過，僅使凹凸部分布在充電部件的外周面上並不會導致微小色線產生的有效減少，也不會導致局部強放電發生的減少和白點產生的減少。

根據本示例性實施方式的充電部件，儘管機理並不完全清楚，但據認為「周期短於0.1mm的凹凸部」(粗糙度成分)和「周期為0.1mm以上的凹凸部」(波紋度成分)分布在充電部件的外周面上從而分別具有大於0μm且4μm以下和5μm～30μm的平均高度，並且排列有兩種凹凸部，從而在僅施加dc電壓時促進後放電，在ac電壓疊加到dc電壓時減少局部強放電的發生，然後使色調劑等不能附著到外周面，結果，減少了微小色線的產生和白點的產生。

粗糙度成分的平均高度優選大於0μm且4μm以下，更優選0.5μm～3.5μm，進而更優選1.0μm～3.0μm。

波紋度成分的平均高度優選為5μm～30μm，更優選5μm～20μm，進而更優選6μm～10μm。

在本示例性實施方式中，「外周面上的高度分布的最大頻度值的半值寬度」為1μm～3μm。寬於3μm的半值寬度意味著外周面上的凹凸部的高度的偏差。在此情況下，難以減少微小色線和白點。據認為，就外周面上的凹凸部的高度的較低偏差而言，更希望半值寬度較窄。不過，當半值寬度減小到窄於1μm時，分布在外周面上的凹凸部的高度降低，外周面變得接近平坦表面，難以減少微小色線和白點。此外，在導電性彈性層通過適合於量產的擠出成型製造的情況下，難以具有窄於1μm的半值寬度。

分布在充電部件的外周面上的「周期短於0.1mm的凹凸部」(粗糙度成分)的平均周期優選長於2μm，更優選長於3μm，進而更優選長於5μm，並且優選50μm以下，更優選20μm以下，進而更優選15μm以下。

分布在充電部件的外周面上的「周期為0.1mm以上的凹凸部」(波紋度成分)的平均周期優選為0.15mm以上，更優選0.20mm以上，進而更優選0.25mm以上，並且優選0.45mm以下，更優選0.35mm以下，進而更優選0.30mm以下。

下面對分布在充電部件的外周面上的粗糙度成分和波紋度成分的高度和周期的控制方法進行說明。

接下來，將對本示例性實施方式的充電部件的各構成要素進行說明。

支持部件

支持部件是充當充電部件的電極和支持體的導電性部件。支持部件可以為中空部件(圓筒部件)或可以為非中空部件。

支持部件的實例包括：由鐵(易切削鋼等)、銅、青銅、不鏽鋼、鋁或鎳等形成的金屬部件；使用鉻或鎳等進行過塗布加工的鐵部件；在樹脂或陶瓷部件的外周面上進行過鍍覆加工的部件；含有導電劑的樹脂或陶瓷部件等。

導電性彈性層

導電性彈性層是設置在支持部件的外周面上的層。導電性彈性層可以直接設置在支持部件的外周面上，或可以隔著粘合層設置在支持部件的外周面上。

導電性彈性層可以是單層，或可以是多層層積的層積體。導電性彈性層可以是發泡的導電性彈性層，可以是未發泡的導電性彈性層，或也可以通過層積發泡的導電性彈性層和未發泡的導電性彈性層而形成。

導電性彈性層的示例性實施方式含有彈性材料、導電劑和其他添加劑。

彈性材料的實例包括：例如，聚氨酯、丁腈橡膠、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠，乙烯-丙烯橡膠、乙烯-丙烯-二烯橡膠、表氯醇橡膠、表氯醇-環氧乙烷橡膠、表氯醇-環氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、氯丁橡膠、氯化聚異戊二烯、氫化聚丁二烯、丁基橡膠、矽酮橡膠、氟橡膠、天然橡膠和通過混合上述物質獲得的彈性材料。在彈性材料中，優選使用聚氨酯、矽酮橡膠、丁腈橡膠、表氯醇橡膠、表氯醇-環氧乙烷橡膠、表氯醇-環氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚橡膠、乙烯-丙烯-二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠和通過混合上述物質獲得的彈性材料。

導電劑的實例包括電子導電劑和離子導電劑。電子導電劑的實例包括：炭黑粉末，如爐黑、熱炭黑、槽法炭黑、科琴黑、乙炔黑、著色用炭黑；熱解碳；石墨；各種金屬或合金，如鋁、銅、鎳、不鏽鋼；各種金屬氧化物，如氧化錫、氧化銦、二氧化鈦、氧化錫-氧化銻固溶體、氧化錫-氧化銦固溶體；在絕緣材料的表面上進行過導電性加工的物質等。離子導電劑的實例包括：如四乙基銨、月桂基三甲基銨、苯基三烷基銨的高氯酸鹽或氯酸鹽；如鋰或鎂等鹼金屬或鹼土金屬的高氯酸鹽或氯酸鹽。作為導電劑，可以單獨使用其中一種，或可以使用其中兩種以上的組合。

合意的是，導電性彈性層的體積電阻率為103ωcm～1014ωcm。相對於100重量份的彈性材料，導電性彈性層中的電子導電劑含量優選為1重量份～30重量份，更優選15重量份～25重量份。相對於100重量份的彈性材料，導電性彈性層中的離子導電劑含量優選為0.1重量份～5重量份，更優選0.5重量份～3重量份。

導電性彈性層中的其他混配添加劑的實例包括：例如，軟化劑、增塑劑、硬化劑、硫化劑、硫化促進劑、硫化促進助劑、抗氧化劑、表面活性劑、偶聯劑和填料。

硫化促進劑的實例包括：噻唑系、福美雙(thiram)、亞磺醯胺、硫脲、二硫代氨基甲酸鹽系、胍系和醛-氨系等。作為硫化促進劑，可以單獨使用其中一種，或可以使用其中兩種以上的組合。

相對於100重量份的彈性材料，導電性彈性層中的硫化促進劑含量優選為1重量份～10重量份，更優選2重量份～6重量份。

硫化促進助劑的實例包括氧化鋅和硬脂酸等。作為硫化促進助劑，可以單獨使用其中一種，或可以使用其中兩種以上的組合。

相對於100重量份的彈性材料，導電性彈性層中的硫化促進助劑含量優選為1重量份～15重量份，更優選3重量份～10重量份。

導電性彈性層中含有的填料的實例包括碳酸鈣、二氧化矽和粘土礦物等。作為填料，可以單獨使用其中一種，或可以使用其中兩種以上的組合。

相對於100重量份的彈性材料，導電性彈性層中的填料含量優選為5重量份～100重量份，更優選10重量份～60重量份。

導電性彈性層中含有的顆粒物質(如炭黑等導電劑、如氧化鋅等硫化促進助劑或如碳酸鈣等填料等)的粒徑優選為至多10μm以下，粒徑更優選為2μm以下，並且粒徑優選為至少20nm以上，粒徑更優選為50nm以上。導電性彈性層中含有的顆粒物質的粒徑通過使用光學顯微鏡觀察導電性彈性層的截面得到。

導電性彈性層的層厚優選為1mm～10mm，更優選2mm～8mm，進而更優選3mm～6mm。導電性彈性層的層厚是通過使用光學顯微鏡觀察沿與旋轉方向正交的方向切割的充電部件截面並測量隨機十個點獲得平均值而得到的值。

導電性彈性層和支持部件之間插入的粘合層的實例為樹脂層，具體而言，由聚烯烴、丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、聚氨酯、丁腈橡膠、氯橡膠、氯乙烯樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、聚酯、酚醛樹脂或矽酮樹脂等形成的樹脂層。粘合層可以含有導電劑(例如，上述的電子導電劑或離子導電劑)。

在支持部件上形成導電性彈性層的方法的實例包括：例如，將棒狀支持部件和通過混合彈性材料、導電劑和其他添加劑獲得的導電性彈性層形成用組合物由擠出機擠出，在支持部件的外周面上形成導電性彈性層形成用組合物的層，然後將導電性彈性層形成用組合物的層加熱而進行交聯反應，從而形成導電性彈性層的方法；和將通過混合彈性材料、導電劑和其他添加劑獲得的導電性彈性層形成用組合物由擠出機擠出至具有環形帶狀的支持部件的外周面，在支持部件的外周面上形成導電性彈性層形成用組合物的層，然後將導電性彈性層形成用組合物的層加熱而進行交聯反應，從而形成導電性彈性層的方法。支持部件可以在其外周面上具有粘合層。

合意的是，分布在充電部件的外周面上的「周期為0.1mm以上的凹凸部」(波紋度成分)為主要源自導電性彈性層的凹凸部。當充電部件的外周面上形成波狀起伏並且波狀起伏源自導電性彈性層時，波狀起伏指示了充電部件與感光體接觸時的彈性，可良好地形成與感光體的咬合部，使得容易實現由感光體驅動的性質，獲得良好的高速適用性。

分布在導電性彈性層的外周面上的「周期為0.1mm以上的凹凸部」(波紋度成分)的平均高度優選為5μm～30μm。此外，導電性彈性層的外周面上的波紋度成分的平均周期，即分布在導電性彈性層的外周面上的「周期為0.1mm以上的凹凸部」(波紋度成分)的平均周期優選為0.15mm以上，更優選0.20mm以上，進而更優選0.25mm以上，並且優選為0.45mm以下，更優選0.35mm以下，進而更優選0.30mm以下。

例如通過以下(i)～(iii)控制導電性彈性層的外周面上的波紋度成分的高度和周期，以及充電部件的外周面上的波紋度成分的高度和周期。

(i)導電性彈性層形成用組合物中含有的硫化促進劑或硫化促進助劑的量：隨著硫化促進劑或硫化促進助劑的量增加，波紋度成分傾向於增加。

(ii)將導電性彈性層形成用組合物由擠出機擠出時得到的模口溫度：當模口溫度較高時，波紋度成分傾向於變得減少。優選的是模口溫度為40℃～90℃。

(iii)將導電性彈性層形成用組合物加熱而進行交聯反應時獲得的加熱溫度和加熱時長：當加熱溫度增加時，波紋度成分傾向於減少。當加熱時長增加時，波紋度成分傾向於減少。當使用爐加熱時，加熱溫度優選為120℃～180℃，加熱時長優選為20分鐘～90分鐘。

正表面層

例如，提供正表面層以減少色調劑等對充電部件的汙染。

正表面層的示例性實施方式包含粘合劑樹脂、顆粒和其他添加劑。合意的是，正表面層中含有的顆粒設置在粘合劑樹脂中。

正表面層的粘合劑樹脂的實例包括聚醯胺、聚醯亞胺、聚酯、聚乙烯、聚氨酯、酚醛樹脂、矽酮樹脂、丙烯酸系樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、乙烯-四氟乙烯共聚物、氟橡膠、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和纖維素等。作為粘合劑樹脂，可以單獨使用其中一種，或可以使用其中兩種以上的組合。

正表面層中含有的顆粒的實例為導電劑。合意的是，平均粒徑為3μm以下且體積電阻率為109ωcm以下的導電性顆粒作為正表面層中含有的導電劑。導電性顆粒的實例包括：金屬氧化物，如氧化錫、二氧化鈦或氧化鋅；以及炭黑等。作為導電性顆粒，就減少微小色線的產生而言，優選使用氧化錫，優選單獨使用氧化錫，或使用氧化錫和炭黑。

相對於100重量份的粘合劑樹脂，正表面層中的導電劑含量優選為10重量份～90重量份，更優選40重量份～70重量份。

正表面層可以含有導電劑顆粒以外的顆粒以控制充電部件的正表面的形狀。該顆粒的實例包括聚醯胺顆粒、氟樹脂顆粒和矽酮樹脂顆粒等，就減少微小色線的產生而言，優選使用聚醯胺顆粒。作為該顆粒，可以單獨使用其中一種，或可以使用其中兩種以上的組合。

相對於100重量份的粘合劑樹脂，正表面層中的顆粒含量優選為1重量份～20重量份，更優選2重量份～10重量份。

正表面層中含有的顆粒物質(導電劑或聚醯胺顆粒等)的粒徑優選為至多10μm以下，更優選7μm以下，並且優選至少1μm以上，更優選3μm以上。正表面層中含有的顆粒物質的粒徑通過使用光學顯微鏡觀察正表面層的截面得到。

在導電性彈性層上形成正表面層的方法的實例為：例如，將通過混合粘合劑樹脂、顆粒和其他添加劑獲得的正表面層形成用組合物塗布在導電性彈性層上，形成正表面層形成用組合物的層，然後將正表面層形成用組合物的層乾燥的方法。在導電性彈性層上塗布正表面層形成用組合物的方法包括例如浸塗、輥塗、刮塗、線棒塗布、噴塗、液橋塗布(beadcoating)、氣刀塗布和簾式塗布。

正表面層的層厚優選為3μm～20μm，更優選5μm～15μm。正表面層的層厚為通過使用光學顯微鏡觀察沿與旋轉方向正交的方向切割的充電部件截面並測量隨機百個點獲得平均值而得到的值。

合意的是，分布在充電部件的外周面上的「周期短於0.1mm的凹凸部」(粗糙度成分)為源自正表面層的凹凸部。與將「周期短於0.1mm的凹凸部」形成在導電性彈性層上然後使粗糙度成分分布在充電部件的外周面上的方法不同，在下述方法中可以分布有高度均勻的粗糙度成分：將「周期短於0.1mm的凹凸部」形成在正表面層上然後使粗糙度成分分布在充電部件的外周面上。

分布在正表面層的外周面上的「周期短於0.1mm的凹凸部」(粗糙度成分)的平均高度優選大於0μm且4μm以下。此外，在正表面層的外周面上的粗糙度成分的平均周期優選為2μm以上，更優選3μm以上，進而更優選5μm以上，並且優選為50μm以下，更優選20μm以下，進而更優選15μm以下。

在正表面層的外周面上的粗糙度成分的高度和周期以及在充電部件的外周面上的粗糙度成分的高度和周期例如使用正表面層形成用組合物中含有的顆粒物質的粒徑和量來控制。合意的是，由正表面層形成用組合物中含有的顆粒物質或顆粒物質的凝集物在正表面層的正表面上形成凹凸部。

充電設備、圖像形成裝置和處理盒

充電設備是包含本示例性實施方式的充電部件並通過接觸充電法將感光體的正表面充電的充電設備。充電設備是向充電部件僅施加dc電壓的充電設備或施加通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓的充電設備。

本示例性實施方式的圖像形成裝置包含感光體、充電設備、在經充電的感光體的正表面上形成潛像的潛像形成設備、使用含有色調劑的顯影劑將形成在感光體的正表面上的潛像顯影並在感光體的正表面上形成色調劑圖像的顯影設備和將形成在感光體的正表面上的色調劑圖像轉印到記錄介質的轉印設備。本示例性實施方式的圖像形成裝置可以還包含選自以下設備的至少一種設備：將色調劑圖像定影至記錄介質的定影設備；在轉印色調劑圖像之後和充電之前清潔感光體的正表面的清潔設備；或在轉印色調劑圖像之後和充電之前用光照射感光體的正表面並將感光體的正表面上的電荷除去的除電設備。

本示例性實施方式的圖像形成裝置可以為以下裝置中的任何一種：將形成在感光體的正表面上的色調劑圖像直接轉印至記錄介質的直接轉印型裝置，或將形成在感光體的正表面上的色調劑圖像一次轉印至中間轉印體的正表面、然後將轉印至中間轉印體的正表面的色調劑圖像二次轉印到記錄介質的正表面的中間轉印型裝置。

本示例性實施方式的處理盒是安裝在圖像形成裝置上或從圖像形成裝置拆卸下來而且至少包含感光體和本示例性實施方式的充電設備的盒。本示例性實施方式的處理盒可以還包含選自顯影設備、感光體清潔設備、感光體除電設備或轉印設備等的至少一種設備。

在下文中，將參照附圖對本示例性實施方式的充電設備、圖像形成裝置和處理盒的構造進行說明。

圖3是示意性顯示作為示例性實施方式的圖像形成裝置的實例的直接轉印型圖像形成裝置的圖示。圖4是示意性顯示作為示例性實施方式的圖像形成裝置的實例的中間轉印型圖像形成裝置的圖示。

圖3所示的圖像形成裝置200包含感光體207、將感光體207的正表面充電的充電設備208a、連接至充電設備208a的電源209、將感光體207的正表面曝光並形成潛像的曝光設備206、使用含有色調劑的顯影劑將感光體207上的潛像顯影的顯影設備211、將感光體207上的色調劑圖像轉印至記錄介質500的轉印設備212、將記錄介質500上的色調劑圖像定影的定影設備215、將感光體207上殘留的色調劑除去的清潔設備213和將感光體207的正表面上的電荷除去的除電設備214。

圖4所示的圖像形成裝置210包含感光體207、充電設備208a、電源209、曝光設備206、顯影設備211、將感光體207上的色調劑圖像轉印至記錄介質500的一次轉印部件212a和二次轉印部件212b、定影設備215和清潔設備213。類似於圖像形成裝置200，圖像形成裝置210可以包含除電設備。

充電設備208a是由輥狀充電部件形成、與感光體207的正表面接觸並將感光體207的正表面充電的接觸充電型充電設備。由電源209向充電設備208a施加僅dc電壓或通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓。

曝光設備206的實例為包含如半導體雷射器或發光二極體(led)等光源的光學系統設備。

顯影設備211是向感光體207供給色調劑的設備。顯影設備211使輥狀顯影劑保持部件接觸或靠近感光體207並使色調劑附著到感光體207上的潛像，從而形成色調劑圖像。

轉印設備212的實例包括例如電暈放電發生器和隔著記錄介質500壓接到感光體207a的導電輥。

一次轉印部件212a的實例為例如與感光體207接觸並旋轉的導電輥。二次轉印部件212b的實例為例如隔著記錄介質500壓接到一次轉印部件212a的導電輥。

定影設備215的實例為包含加熱輥和壓接到加熱輥的壓力輥的加熱-定影設備。

清潔設備213的實例為包含刮刀、刷或輥等作為清潔部件的設備。清潔刮刀的材料實例包括聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和矽酮橡膠等。

除電設備214為例如在轉印之後用光照射感光體207的正表面並將感光體207的殘留電位除去的設備。

圖5是顯示作為示例性實施方式的圖像形成裝置的其中4個圖像形成單元並列排列的串聯型或中間轉印型圖像形成裝置的示意性構造的圖示。

圖像形成裝置220在殼體400中包含對應於各顏色色調劑的4個圖像形成單元、具有雷射光源的曝光設備403、中間轉印帶409、二次轉印輥413、定影設備414和具有清潔刮刀416的清潔設備。

由於4個圖像形成單元具有相同的構造，因此將包含感光體401a的圖像形成單元的構造作為其代表進行說明。

充電輥402a、顯影設備404a、一次轉印輥410a和清潔刮刀415a沿感光體401a的旋轉方向依次設置在感光體401a周圍。一次轉印輥410a隔著中間轉印帶409壓接到感光體401a。色調劑盒405a中含有的色調劑供給到顯影設備404a。

充電輥402a是與感光體401a的正表面接觸並將感光體401a的正表面充電的接觸充電型充電設備。由電源向充電輥402a施加僅dc電壓或通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓。

中間轉印帶409由驅動輥406、張力輥407和背面輥408張緊，並通過輥的旋轉而行進。

二次轉印輥413設置為隔著中間轉印帶409壓接到背面輥408。

定影設備414為例如包含加熱輥和壓力輥的加熱-定影設備。

清潔刮刀416是除去殘留在中間轉印帶409上的色調劑的部件。清潔刮刀416設置在背面輥408的下遊並除去轉印後殘留在中間轉印帶409上的色調劑。

容納記錄介質500的託盤411設置在殼體400中。託盤411中的記錄介質500由輸送輥412輸送到中間轉印帶409與二次轉印輥413之間的接觸部，再輸送到定影設備414，並在記錄介質500上形成圖像。將形成有圖像的記錄介質500排出到殼體400的外部。

圖6是示意性顯示示例性實施方式的處理盒的實例的圖示。圖6所示的處理盒300安裝在包含例如曝光設備、轉印設備和定影設備的圖像形成裝置的主體上，或從該圖像形成裝置拆卸下來。

在處理盒300中，感光體207、充電設備208a、顯影設備211和清潔設備213由殼體301一體化。在殼體301中，提供有用於將處理盒安裝在圖像形成裝置上和從圖像形成裝置拆卸下來的安裝軌道302、曝光用開口303和除電曝光用開口304。

在處理盒300中包含的充電設備208a為由輥狀充電部件形成、與感光體207的正表面接觸並將感光體207的正表面充電的接觸充電型充電設備。當處理盒300安裝在圖像形成裝置上並形成圖像時，由電源向充電設備208a施加僅dc電壓或通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓。

顯影劑和色調劑

本示例性實施方式的圖像形成裝置中應用的顯影劑沒有具體限制。顯影劑可以是僅含有色調劑的單組分顯影劑，或可以是通過混合色調劑和載體獲得的雙組分顯影劑。

顯影劑中含有的色調劑沒有具體限制。色調劑含有例如粘合劑樹脂、著色劑和防粘劑。色調劑的粘合劑樹脂的實例包括聚酯和苯乙烯-丙烯酸系樹脂。

可以將外添劑外添到色調劑。色調劑的外添劑的實例為無機顆粒，如二氧化矽、鈦或氧化鋁。

製造色調劑顆粒，然後將外添劑外添到色調劑顆粒，從而製得色調劑。製造色調劑顆粒的方法的實例包括混煉粉碎法、凝集聚結法、懸浮聚合法和溶解懸浮法等。色調劑顆粒可以是具有單層結構的色調劑顆粒，或可以是具有由芯(芯顆粒)和被覆芯的塗層(殼層)構成的所謂的芯殼結構的色調劑顆粒。

色調劑顆粒的體積平均粒徑(d50v)優選為2μm～10μm，更優選4μm～8μm。

雙組分顯影劑中含有的載體沒有具體限制。載體的實例包括：例如，將樹脂塗布在由磁性粉末形成的芯的正表面上獲得的塗布載體；將磁性粉末分散並混合在基質樹脂中獲得的磁性粉末分散型載體；以及將樹脂浸漬在多孔磁性粉末中獲得的樹脂浸漬型載體。

雙組分顯影劑中的色調劑和載體的混合比(重量比)優選色調劑:載體為1:100～30:100，更優選3:100～20:100。

實施例

在下文中，將參照實施例對本發明的示例性實施方式進行詳細說明；不過，本發明的示例性實施方式根本不限於實施例。在以下說明中，除非另有說明，「份」和「％」是基於重量的單位。

充電輥的製備

實施例1

-導電性彈性層的形成-

將粘合劑(表氯醇-環氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚共聚物橡膠)塗布在由直徑為8mm的sum23l形成並在非電解鍍鎳後進行過六價鉻酸處理的軸的外周面上，然後形成厚度為5μm的粘合層。將通過由2.5l混煉機混煉以下材料獲得的組合物和具有粘合層的軸由包含十字頭模口的擠出機(設置為90℃的模口溫度)擠出，在軸的外周面上形成該組合物的層，然後使用空氣加熱爐將該層在160℃加熱70分鐘，從而獲得導電性彈性層輥(平均直徑為12mm)。

-正表面層的形成-

將通過混合以下材料、用甲醇稀釋和在珠磨機中進行分散處理獲得的分散液通過浸塗而塗布在導電性彈性層輥的外周面上，然後在160℃加熱30分鐘，從而獲得具有平均層厚為10μm的正表面層的充電輥。

實施例2～8

除了將形成導電性彈性層的條件和正表面層形成用組合物的組成如表1所示改變以外，按照與實施例1相同的方式獲得充電輥。

實施例9

除了在形成平均直徑為15mm的導電性彈性層輥之後通過磨光將平均直徑減小到12mm和將正表面層形成用組合物的組成如表1所示改變以外，按照與實施例1相同的方式獲得充電輥。

比較例1

除了使用相同的組合物形成導電性彈性層但導電性彈性層使用模具通過注射成型製備以外，按照與實施例1相同的方式獲得充電輥。

比較例2～4

除了將形成導電性彈性層的條件和正表面層形成用組合物的組成如表1所示改變以外，按照與實施例1相同的方式獲得充電輥。在比較例2中，將聚醯胺顆粒改變為以下材料。

·聚醯胺顆粒(平均粒徑為10μm的orgasol2002exdnat1，arkemagroup)

評價

外周面的正表面形狀

充電輥的外周面的表面紋理使用共聚焦雷射顯微鏡(物鏡放大率為20倍的vk-8500，keyencecorporation)以x和y方向上的測量周期為0.05μm、x和y方向上的測量範圍為490μm×690μm和z方向上的測量範圍為50μm的條件進行測量。對測量數據進行使用充電輥的曲率的表面修正和噪聲修正。在9個測量點(x方向上3個點×y方向上3個點)中檢測到具有特別高或低的值(超過其他8個點的中值的300％或小20％)的一個點的情況中，通過將其他8個點的中值分配給該特定點來進行噪聲修正。由修正的數據獲得高度分布的最大頻度值的半值寬度、粗糙度成分的平均高度和波紋度成分的平均高度。

微小色線

在包含向充電輥僅施加dc電壓的接觸充電型充電設備的docucentre-ivc2260的改裝裝置中，加入實施例和比較例各自的充電輥，在高溫高溼度環境(28℃和85％rh)下在5,000頁a4紙上印刷整個表面的圖像濃度為30％的半色調圖像。目視觀察最後的紙上的印刷圖像，如下進行分類。g0和g1在允許的範圍內。

g0：未認出微小色線。

g1：產生1～3條微小色線。

g2：產生4～10條微小色線。

g3：產生11～20條微小色線。

g4：產生21條以上微小色線。

白點

在包含向充電輥施加通過將ac電壓疊加到dc電壓獲得的電壓的接觸充電型充電設備的docucentre-ivc2260的改裝裝置中，加入實施例和比較例各自的充電輥，在低溫低溼度環境(10℃和15％rh)下在1頁a3紙上印刷整個表面的圖像濃度為60％的半色調圖像。目視觀察印刷圖像，如下進行分類。g0和g1在允許的範圍內。

g0：未認出白點。

g1：產生1～10個白點。

g2：產生11～25個白點。

g3：產生26～50個白點。

g4：產生51個以上白點。

提供本發明的示例性實施方式的前述說明是出於描述和說明的目的。其並非意圖窮盡或將本發明限制為所披露的精確形式。顯然，許多修改和變化對於本領域技術人員而言將是顯而易見的。選擇並描述這些實施方式是為了最好地解釋本發明的原理及其實際應用，從而使得本領域其他技術人員能夠理解適用於設想的特定用途的針對各種實施方式並具有各種修改的本發明。本發明的範圍應由所附權利要求及其等同物所限定。