充電構件、電子照相設備和處理盒的製作方法

2023-08-03 15:09:41 1

充電構件、電子照相設備和處理盒的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種充電構件，其在防止調色劑和添加劑附著至充電構件的彈性層的表面並且防止彈性層的接觸部分永久變形的同時能夠使被充電體穩定地充電。所述充電構件具有芯棒和導電性彈性層。彈性層的通用硬度從彈性層的表面朝向深度方向減小。沿充電構件的長度方向在中央部與在兩端部彈性層的通用硬度之間的關係為，在彈性層的表面處，兩端部的通用硬度比中央部的通用硬度高，並且在從彈性層的表面的t(μm)的深度處，中央部的通用硬度比兩端部的通用硬度高。
【專利說明】充電構件、電子照相設備和處理盒

【技術領域】
[0001] 本發明涉及用於電子照相設備的充電構件、電子照相設備和處理盒。

【背景技術】
[0002] 在電子照相設備中，採用接觸充電方式作為使如感光構件或介電構件等圖像承載 構件的表面進行充電處理的方法。作為用於接觸充電方式的充電構件，為了確保與被充電 體的均一的輥隙寬度（緊密接觸寬度）和防止被充電體損傷，已使用具有包含橡膠或熱塑 性彈性體的彈性層的彈性輥。通常通過將預定力施加至該彈性輥的兩端部的軸使彈性輥與 圖像承載構件壓接。因此，存在沿彈性輥的長度方向端部的輥隙壓力比中央部的輥隙壓力 高的傾向。因此，在將此類彈性輥作為充電構件施用於電子照相設備的情況下，經由長時間 形成電子照相圖像，汙物容易累積在沿彈性輥的長度方向的中央部。此外，在一些情況下汙 物導致電子照相圖像的條紋狀不均勻。
[0003] 同時，專利文獻1提出以下問題。S卩，當彈性輥抵接圖像承載構件時，沿彈性輥的 長度方向的輥隙寬度變得不均勻，因此輥隙壓力發生分布，導致調色劑汙物和圖像不均勻。 此外，專利文獻1描述可通過沿彈性輥的推力方向在不同處理水平下改性彈性輥的外周面 即彈性層的表面來解決上述問題。專利文獻1提出紫外線照射和電子束照射作為彈性層的 表面改性方法的具體實例。
[0004] 引f列表
[0005] 專利f獻
[0006] 專利文獻1 :日本專利申請特開2006-119451


【發明內容】

[0007] 發明要解決的問是頁
[0008] 根據本發明的發明人進行的研究，如專利文獻1中所述的方法不能充分改進沿抵 接被充電體的彈性輥的推力方向的輥隙壓力不均勻。
[0009] 鑑於上述，本發明的目的是提供一種充電構件，該充電構件即使當通過將載荷施 加至芯軸的兩端使其與被充電體壓接時，也幾乎不發生沿長度方向的輥隙壓力不均勻，並 且即使當長期使用時，其表面也幾乎不進行由於沿長度方向的輥隙壓力不均勻引起的汙物 的累積。
[0010] 此外，本發明的目的是提供能夠穩定地提供高品質電子照相圖像的電子照相設備 和處理盒。
[0011] 用於解決問題的方案
[0012] 根據本發明的一方面，提供一種充電構件，其包括：芯軸；和導電性彈性層，其中： 彈性層具有從其表面朝向深度方向減小的通用硬度；並且在沿充電構件的長度方向的中央 部和兩端部的彈性層的通用硬度滿足以下關係：關於彈性層的表面，在兩端部的通用硬度 比中央部的通用硬度高；並且關於從彈性層的表面具有t μ m的深度的位置，中央部的通用 硬度比兩端部的通用硬度高。
[0013] 根據本發明的另一方面，提供一種電子照相設備，其包括：上述充電構件；和與充 電構件接觸配置的電子照相感光構件。
[0014] 根據本發明的又一方面，提供一種處理盒，其包括：上述充電構件；和電子照相感 光構件，其中處理盒可拆卸地安裝至電子照相設備的主體。
[0015] 發明的效果
[0016] 根據本發明，提供一種充電構件，該充電構件即使當通過將載荷施加至芯軸的兩 端使其與被充電體壓接時，也幾乎不發生沿長度方向的輥隙壓力不均勻，並且即使當長期 使用時，在沿長度方向的彈性層的中央部也幾乎不進行汙物的累積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為根據本發明的充電輥的截面圖。
[0018] 圖2為用於根據本發明的充電輥的製造的電子束照射設備的說明圖。
[0019] 圖3為用於根據本發明的充電輥的製造的掃描型電子束照射源的示意圖。
[0020] 圖4為用於根據本發明的充電輥的製造的區域型電子束照射源的示意圖。
[0021] 圖5為示出根據實施例1的充電構件的通用硬度分布的圖。
[0022] 圖6為示出根據實施例5的充電構件的通用硬度分布的圖。
[0023] 圖7為包括根據本發明的充電構件的電子照相設備的說明圖。
[0024] 圖8為根據本發明的處理盒的說明圖。

【具體實施方式】
[0025] 本發明的發明人鑑於上述目的進行了廣泛的研究。結果，本發明人發現可通過以 下充電構件令人滿意地實現該目的，所述充電構件包括芯軸和導電性彈性層，其中彈性層 具有從其表面朝向深度方向減小的通用硬度，並且在沿充電構件的長度方向的中央部和兩 端部的彈性層的通用硬度滿足以下關係：在彈性層的表面中，在兩端部的通用硬度比在中 央部的通用硬度高；並且在從彈性層的表面具有t ( μ m)的深度的位置處，在中央部的通用 硬度比兩端部的通用硬度高。
[0026] 〈充電構件〉
[0027] 以下，參考圖1描述根據本發明的具有輥形狀的充電構件（以下，稱為"充電輥")。 根據本發明的充電輥10包括芯軸11和在芯軸11上的導電性彈性層12。
[0028] 〈芯軸〉
[0029] 作為芯軸11，可使用包含如鍍有鎳或鉻的SUM材料等鋼材料的不鏽鋼棒、磷青銅 棒、錯棒、耐熱樹脂棒等。
[0030] 〈彈性層〉
[0031] 形成導電性彈性層的材料為聚合物和添加劑的混合物。聚合物沒有特別地限制， 只要其為表現橡膠彈性的材料即可。橡膠材料的具體實例包括：通過將交聯劑配混至原料 橡膠中而獲得的熱固性橡膠材料，原料橡膠如天然橡膠（NR)、異戊二烯橡膠（IR)、丁二烯 橡膠（BR)、苯乙烯-丁二烯橡膠（SBR)、異丁烯-異戊二烯橡膠（IIR)、乙烯-丙烯-二烯三 元共聚物橡膠（EPDM)、表氯醇均聚物（CHC)、表氯醇-環氧乙烷共聚物（CHR)、表氯醇-環 氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三聚物（CHR-AGE)、丁腈橡膠（NBR)、氫化NBR(H-NBR)、氯丁橡 膠（CR)和丙烯酸類橡膠（ACM，ANM);以及熱塑性彈性體如聚烯烴系熱塑性彈性體、聚苯乙 烯系熱塑性彈性體、聚酯系熱塑性彈性體、聚氨酯系熱塑性彈性體、聚醯胺系熱塑性彈性體 和聚氯乙烯系熱塑性彈性體。此外，可使用這些聚合物的共混混合物。
[0032] 此外，為了調節彈性層的電阻值的目的將導電劑添加至聚合物中。導電劑的實例 包括：如炭黑和石墨等碳材料；如氧化鈦和氧化錫等氧化物；如Cu和Ag等金屬；如通過用 氧化物或金屬塗布顆粒表面而導電化的導電顆粒等電子導電劑；如高氯酸鋰、高氯酸鈉和 高氯酸鈣等無機離子物質；如月桂基三甲基氯化銨、硬脂基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基 氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、三辛基丙基溴化銨和改性的脂肪 族二甲基乙基銨乙基硫酸鹽（dimethylethylammonium ethosulfate)等陽離子表面活性 齊Ll ;如月桂基甜菜喊、硬脂基甜菜喊和-甲基燒基月桂基甜菜喊等兩性表面活性劑；如1? 氯酸四乙銨（tetraethylammonium perchlorate)、高氯酸四丁銨和高氯酸三甲基十八燒基 銨等季銨鹽；以及如包括三氟甲磺酸鋰的有機酸鋰鹽等離子導電劑。此外，為了調節彈性層 的表面粗糙度的目的，可以將球狀顆粒添加至聚合物中。球狀顆粒可以為任意的有機顆粒 和無機顆粒。
[0033] 可根據需要將一般用作橡膠的配合劑的填料、加工助劑、抗氧化劑、交聯助劑、交 聯促進劑、交聯促進助劑、交聯延遲劑、和分散劑等添加至聚合物中。這些材料的混合方法 可通過以下示例：使用如班伯裡密煉機或加壓式捏合機等密閉型混合機的混合方法，和使 用如開煉機等開放型混合機的混合方法。
[0034] 具有用作設置在芯軸上的彈性層的橡膠層的橡膠輥的成型方法可通過以下示例， 但不限於此：注射成型法、擠出成型法、傳遞成型法和壓製成型法。例如，注射成型法包括組 裝兩個圓筒狀模具並且以其中軸狀芯軸與圓筒狀模具保持同心的狀態注入橡膠材料，接著 加熱，由此使橡膠材料固化以成型為橡膠輥。此外，擠出成型法包括將橡膠材料擠出為管狀 並且用管狀橡膠材料覆蓋芯軸以成型為橡膠輥，或一體擠出芯軸和橡膠材料以成型為具有 圓筒狀的橡膠輥。這些成型方法中，包括一體擠出芯軸和橡膠材料以成型為橡膠輥的十字 頭擠出成型法是最優選的，因為連續生產容易、步驟數少，由此該方法適合低成本製造。
[0035] 可採用如熱風爐、硫化罐、熱板、遠和近紅外線以及感應加熱等任意方法作為通過 加熱而使橡膠輥硫化的方法。此外，可採用與任意上述方法組合的包括在使橡膠輥旋轉的 同時使橡膠輥壓向加熱狀態下的圓筒狀或平面狀構件的方法。橡膠輥優選在140°C以上且 220°C以下的範圍內的溫度下加熱10分鐘以上且120分鐘以下的時間，從而使橡膠輥硫化。
[0036] 應當注意的是，研磨的橡膠輥表面的研磨方法可通過以下示例，但不限於此：包括 通過磨石的移動進行研磨的所謂的橫向方式，和包括每次通過使用具有較大寬度的磨石而 磨石沒有任何移動進行研磨的切入方式。由於切入方式具有可以一次研削橡膠輥的全寬度 的優勢，從而與橫向方式相比能夠縮短加工時間，所以切入方式是更優選的。
[0037] 在這種情況下，充電輥在一些情況下以以下方式進行充電處理。即，通過將幾百克 的載荷施加至芯軸的各兩端使充電輥與被充電體接觸，並且同時使被充電體旋轉，使充電 輥從動旋轉。當如上所述使充電輥與被充電體接觸時，用作充電輥的彈性層的橡膠層的厚 度優選為〇. 5mm以上且3. 5mm以下。將橡膠層的厚度控制至0. 5mm以上使得作為彈性構件 的效果增大，由此能夠確保均一的輥隙寬度。此外，還可抑制由於芯軸與被充電體的緊密接 觸引起的洩漏放電。將橡膠層的厚度控制至3. 5mm以下可抑制電子照相設備的大型化和使 被充電體旋轉的扭矩的增大。此外，將橡膠層的厚度控制至1. Omm以上且3. Omm以下可抑 制由於輥隙寬度的增加和輥隙寬度的壓力分布的上升引起的橡膠層的抵接部分的壓縮永 久變形。
[0038] 此外，當使充電輥與被充電體接觸時，充電輥優選具有沿長度方向兩端部的外徑 比中央部的外徑小的凸起狀。凸起量優選為60 μ m以上且220 μ m以下。將凸起量控制至 60 μ m以上且220 μ m以下能夠確保均一的輥隙寬度並且可抑制橡膠層的抵接部分的壓縮 永久變形。在這方面，凸起量為充電構件的中央部的外徑D2與從中央部朝向兩端方向各自 90mm的位置的外徑D1和D3的差，並且為從以下等式（1)計算的值。
[0039] 凸起量 C = D2- (D1+D3) /2......(1)
[0040] 可通過包括研磨橡膠輥的表面的研磨調節充電輥的橡膠層的厚度和凸起量。
[0041] 此外，根據本發明的彈性層具有藉助存在於與面向芯軸的彈性層側相對側的表面 (以下，稱為"表面"）側的固化區域13從其表面朝向深度方向減小的通用硬度值。此外， 關於沿彈性層的長度方向的中央部和兩端部（例如，從中央部朝向兩端方向各自90mm的位 置）的通用硬度值：在彈性層的表面中，兩端部的值比中央部的值高；而在從彈性層的表面 具有t μ m的深度的位置，中央部的值比兩端部的值高。
[0042] 在使其中如上所述在彈性層的表面沿彈性層的長度方向的中央部和兩端部的通 用硬度之間的關係與在從彈性層的表面具有t μ m的深度的位置相反的充電構件通過將載 荷施加至芯軸的兩端與被充電體壓接的情況下，可將沿充電構件的長度方向的輥隙壓力不 均勻抑制至小值。
[0043] 結果，根據本發明的充電構件即使當長期使用時也幾乎不引起由於輥隙壓力不均 勻導致的充電構件表面的如調色劑等汙物的局部累積，其有助於高品質電子照相圖像的穩 定形成。
[0044] 同時，對應於沿彈性層的長度方向的中央部與兩端部的通用硬度之間的關係變得 與彈性層的表面相反的位置t μ m的深度的值其測量值優選為5 μ m以上且50 μ m以下。將 深度t的值控制至5 μ m以上且50 μ m以下可更確定地使沿充電構件的長度方向與被充電 體的輥隙壓力的分布均一化。
[0045] 僅通過如專利文獻1的實施例中所述的用與沿彈性層的長度方向的中央部相比 兩端部劑量更高的電子束照射橡膠混合物的層不能生產根據本發明的彈性層。即，為了獲 得根據本發明的彈性層，要求電子束穿透與沿作為橡膠混合物的層的彈性層的長度方向的 兩端部相比在中央部具有更大深度的部分。
[0046] 具體地，可通過根據以下項目（1)、（2)或（3)所述的方法使橡膠層進行表面處理 形成根據本發明的彈性層：
[0047] (1)包括經由使用通過電子束照射的橡膠層表面的固化處理，沿充電構件的長度 方向以從中央部作為中心朝向兩端部以扇狀用電子束進行掃描和照射的方法；
[0048] (2)包括在改變沿充電構件的長度方向的中央部和兩端部的加速電壓使得分別增 大和減小的同時用電子束進行照射的方法；或
[0049] (3)包括在部分掩蔽充電構件的長度方向的同時用具有不同加速電壓的電子束進 行照射的方法。
[0050] 使用電子束照射的彈性層表面的固化處理方法可僅在三個步驟，即充電構件成型 步驟、研磨步驟和電子束照射步驟中來完成，並且不需要表面層塗布和固化步驟，其能夠以 少的步驟數製造。
[0051] (電子束照射設備）
[0052] 此處，圖2示出一般的電子束照射設備的示意圖。用於本發明的電子束照射設備 為在使橡膠輥旋轉的同時能夠用電子束照射橡膠輥的表面的設備。如圖2所示，該設備包 括電子束產生部21、照射室22和照射口 23。
[0053] 電子束產生部21具有用於使從電子源（電子槍）24產生的電子束在真空空間（加 速空間）加速的加速管25。此外，用真空泵（未示出）等使電子束產生部的內部保持在 KT3-l(T6Pa的真空以防止電子與氣體分子碰撞從而損失能量。
[0054] 當通過經電源（未示出）施加有電流而加熱絲極26時，絲極26放出熱電子，並且 有效取出熱電子作為電子束。然後，用加速電壓使電子束在加速管25內的加速空間中加 速。然後，電子束透過照射口箔27從而照射在照射口 23的下方的照射室22內輸送的橡膠 輥28。
[0055] 如該實施方案中所述，當用電子束照射橡膠輥28時，將照射室22的內部設定為氮 氣氣氛。此外，用輥旋轉用構件29使橡膠輥28旋轉並且通過照射室內的輸送單元從圖2 的左側向右側移動。應當注意的是，通過鉛遮蔽或不鏽鋼遮蔽（未示出）圍繞電子束產生 部21和照射室22以防止用電子束照射時二次產生的X射線漏出至外部。
[0056] 照射口箔27由金屬箔形成並且將電子束產生部內的真空氣氛與照射室內的氮氣 氣氛分離。此外，經由照射口箔27將電子束取出至照射室內。因此，設置在電子束產生部 21與照射室22之間的邊界的照射口箔27期望不具有針孔，具有足以維持電子束產生部內 的真空氣氛的機械強度，並且使電子束容易地透過。因此，照射口箔27期望為具有小比重 和薄厚度的金屬箔，並且通常使用鋁箔、鈦箔、鈹箔、或碳膜等。例如，使用具有約5 μ m以上 且約30 μ m以下的厚度的薄膜的箔。用電子束固化處理的條件取決於電子束的加速電壓和 劑量。加速電壓影響固化處理深度。本發明的加速電壓的條件優選為作為低能量區域的 40-300kV的範圍。在40kV以上，可獲得具有獲得本發明效果的充分的厚度的固化區域。此 夕卜，將加速電壓控制至300kV以下可抑制電子束照射設備的大型化和設備成本的提高。加 速電壓更優選為70-150kV的範圍。
[0057] 通過以下等式（2)定義電子束照射中電子束的劑量。
[0058] D = (K · I)/V......(2)
[0059] 在等式中，D表示劑量（kGy), K表示設備常數，I表示電子電流（mA)，和V表示處 理速度（m/min)。設備常數K為表示各設備的效率的常數，並且為設備的性能的指標。在恆 定的加速電壓條件下在改變電子電流和處理速度的同時可通過測量劑量來測定設備常數 K。如下所述測量電子束的劑量。將劑量測定用膜貼付至輥的表面，用電子束實際照射輥的 表面，並且用膜劑量計使劑量測定用膜進行劑量的測量。使用的劑量測定用膜和膜劑量計 可以分別為 FWT-60 和 FWT_92D(各自由 Far West Technology，Inc.製造）。
[0060] 本發明中電子束的劑量優選落在30-3, OOOkGy的範圍內。將劑量控制至30kGy以 上可容易地提供足以獲得本發明的效果的表面硬度。此外，將劑量控制至3, OOOkV以下可 抑制由於電子束照射設備的大型化或處理時間的增大引起的製造成本的提高。電子束的劑 量更優選落在200-2, OOOkGy的範圍內。
[0061] (掃描型電子束照射源）
[0062] 然後，詳細描述可用於本發明的掃描型電子束照射源。如圖3所示，掃描型電子束 照射源包括電子槍31、電子束產生部的容器32和照射口 33。掃描型電子束照射源為使從 電子槍31發出的電子束沿預定方向以高速偏轉，從而從照射口 33以扇狀進行電子束掃描 和照射的設備。
[0063] 電子槍31具有用於發出電子束的絲極34。通過沿從絲極34發出的電子束的射 出軸配置的電磁線圈36圍繞電子束通過孔35。電磁線圈36的中心與電子束通過孔35的 中心軸重合。藉助電磁線圈36,穿過電子束通過孔35的電子束向照射口 33集中。此外， 真空泵（未示出）與電子束產生部的容器32的側部連接，並且使電子束產生部的內部保持 KT3-l(T6Pa的真空以防止電子通過與氣體分子碰撞而損失能量。
[0064] 此外，電子束產生部的容器32設置有偏轉線圈37。穿過電子束通過孔35的電子 束通過偏轉線圈37以扇狀偏轉。偏轉線圈37基於從交流電源（未示出）提供的頻率和電 流的值，如圖3所示從左向右以高速使電子束偏轉。偏轉的電子束的頻率優選設定為使得 不發生電子束照射不均勻的100Hz以上。
[0065] 通過偏轉線圈37以扇狀偏轉的電子束透過設置在照射口 33上的照射窗38從而 照射掃描型電子束照射源外部的橡膠輥39的表面。此外，電子束的照射窗38由例如厚度 為約幾 μ m-10 μ m的鈦箔或鈹箔形成。
[0066] 可通過經由使用掃描型電子束照射源進行橡膠層的表面處理來獲得其中沿長度 方向的中央部和兩端部在表面中與從表面具有tym的深度的位置的通用硬度之間的關係 為彼此相反的根據本發明的彈性層。
[0067] 具體地，如圖3所示，從沿橡膠輥的長度方向的中央部作為中心朝向橡膠輥的橡 膠層的兩端部以扇狀對稱地進行電子束照射。由此，用其照射沿橡膠層的長度方向的中央 部和兩端的電子束即使在相同的加速電壓下也具有不同的橡膠層的入射角。因此，電子束 沿橡膠層的深度方向具有不同的穿透程度。結果，電子束穿透沿橡膠層的長度方向中央部 比兩端部具有更大的深度的部分。
[0068] 由此，可提供根據本發明的充電構件，其中彈性層具有從其表面朝向深度方向減 小的通用硬度值，並且關於沿彈性層的長度方向的中央部和兩端部的通用硬度值：在彈性 層的表面中，兩端部的值比中央部的值高；並且在從彈性層的表面具有tym的深度的位 置，中央部的值比兩端部的值高。還可通過在經由使用掃描型電子束照射源控制沿橡膠輥 的長度方向的中央部和兩端部的加速電壓使得增大和減小的同時以扇狀進行電子束照射 來提供根據本發明的充電構件。
[0069](區域型電子束照射源）
[0070] 然後，詳細描述可用於本發明的區域型電子束照射源。如圖4所示，區域型電子束 照射源包括電子槍41、電子束產生部的容器42和照射口 43。區域型電子束照射源為使從 電子槍41發出的電子束通過真空空間（加速空間）的加速管44加速並且用電子束從照射 口 43以線狀照射預定區域的設備。
[0071] 電子槍41具有多個用於發出電子束的絲極45。通過真空空間（加速空間）的加 速管44使從多個絲極45發出的電子束加速從而輸出至照射口 43。此外，真空泵（未示 出）與電子束產生部的容器42的側部連接，並且使電子束產生部的內部和加速管44保持 在KT3-l(T6Pa的真空以防止電子通過與氣體分子碰撞而損失能量。
[0072] 從多個絲極45發出的線狀電子束透過設置在照射口 43的照射窗46從而照射區 域型電子束照射源外部的橡膠輥47的表面。此外，電子束的照射窗46由例如厚度為約幾 μ m-10 μ m的鈦箔或鈹箔形成。
[0073] 區域型電子束照射源的使用能夠控制沿橡膠層的深度方向的通用硬度。具體地， 如下所述可實現該控制。如圖4所示，除了僅沿橡膠輥的長度方向的各自具有預定寬度的 兩端部（例如，各自具有l〇mm的寬度）以外，將掩模48設置在橡膠輥的表面，並且在該狀 態下，以低加速電壓進行電子束照射。然後，非掩模部朝向中央部的方向順次移動預定寬 度，從而在橡膠輥的表面設置掩模48。每次移動非掩模部，加速電壓逐漸提高，並且以所述 加速電壓重複進行照射。經由所述掩模操作，可以用低加速電壓下的電子束照射橡膠輥的 兩端部，並且可以用高加速電壓下的電子束照射橡膠輥的中央部。因此，可改變電子束中央 部和兩端部從橡膠層的表面朝向深度方向的穿透距離。此外，橡膠輥的表面上的掩模48還 防止電子束透過，並且例如將厚度為約50 μ m以上的由不鏽鋼製成的片用作掩模。
[0074] 因此，可提供根據本發明的充電構件，其特徵在於彈性層具有從其表面朝向深度 方向減小的通用硬度值，並且關於沿彈性層的長度方向的中央部和兩端部的通用硬度值： 在彈性層的表面中，兩端部的值比中央部的值高；並且在從彈性層的表面具有預定深度以 上的位置，中央部的值比兩端部的值高。
[0075] 在這種情況下，用電子束固化處理的水平和固化處理深度隨著電子束的劑量和加 速電壓而變化。此外，通常已知電子束的穿透深度還隨著被照射物的密度而變化。實際的 彈性層的硬度分布和固化處理深度的確認方法通過使用通用硬度計的表面硬度的測量方 法來示例。
[0076] 通用硬度為通過將壓頭按壓至測量對象中同時施加載荷求得的物理性質值，並且 通過（試驗載荷V(試驗載荷下壓頭的表面積）（N/mm 2)求得。通用硬度可以用例如如超 微硬度計（商品名：H-100V，由Fischer製造）等硬度測量設備來測量。
[0077] 在測量設備中，將如四角錐的壓頭在施加預定的、比較小的試驗載荷的同時壓入 被測量物中。在當達到預定壓入深度時的時間點，從壓入深度求得與被測量物接觸的壓頭 的表面積，並且從上述表達式求得通用硬度。換言之，當在恆定載荷測量條件下將壓頭壓入 被測量物中時，將此時的應力與壓入壓頭的深度的比值定義為通用硬度。
[0078] 圖5示出通過包括經由使用上述掃描型電子束照射源從橡膠輥的中央部作為中 心朝向兩端部以扇狀進行電子束掃描和照射的方法製作的充電輥的通用硬度分布的測量 例1。圖6示出通過包括在經由使用上述區域型電子束照射源部分掩蔽橡膠輥的同時用低 加速電壓下的電子束照射橡膠輥的兩端部並且用高加速電壓下的電子束照射中央部的方 法製作的充電輥的通用硬度分布的測量例2。在各圖中，橫軸表示壓入深度（μπι)，即從彈 性層的表面的深度，並且縱軸表示通用硬度（N/mm 2)。
[0079] 在這種情況下，根據本發明的充電輥的彈性層具有從其表面朝向深度方向減小的 通用硬度值，並且關於沿充電輥的彈性層的長度方向的中央部和兩端部的通用硬度值：在 彈性層的表面中，兩端部的值比中央部的值高；並且在從彈性層的表面具有tym的深度的 位置，中央部的值比兩端部的值高。在這種情況下，t的值優選為5 μ m-50 μ m。
[0080] 認為本發明的充電輥可確保被充電體與充電輥之間的均一的輥隙寬度並且可使 輥隙寬度內的壓力分布均一。本發明的充電輥可抑制由於調色劑或外部添加劑附著至彈性 層的表面引起的圖像缺陷和由於彈性層抵接部分的壓縮永久變形引起的圖像缺陷。
[0081] 上述本發明的實施方案中提及的充電輥通過將500g的載荷施加至芯軸的各兩 端，並且同時使與充電輥接觸的由金屬製成的鼓旋轉、使充電輥從動旋轉來測量其電阻值。 在將200V的電壓施加至芯軸和由金屬製成的鼓的情況下，將充電橡膠輥的電阻值調節至 10 3-108 Ω。此外，將本發明的實施方案中提及的充電輥用作如LBP、複印機和傳真等圖像形 成設備的電子照相用構件。
[0082] 〈電子照相設備〉
[0083] 圖7示出根據本發明的電子照相設備的截面圖。電子照相設備包括，作為圖像承 載構件、具有鼓形狀的電子照相感光構件（感光鼓）71。電子照相感光構件71通過圖中箭 頭所示的順時針以預定圓周速度（處理速度）旋轉驅動。將根據本發明的充電輥用作充電 輥72。
[0084] 充電單元由充電輥72和用於將充電偏壓施加至充電輥72的充電偏壓施加電源S1 構成。通過將載荷施加至充電輥72芯軸的兩端部使充電輥72的彈性層與電子照相感光構 件71的表面壓接。在該實例中，充電輥隨著電子照相感光構件71的旋轉而從動旋轉驅動。 將預定直流電壓（該實例中設定為-1，200V)從充電偏壓施加電源S1施加至充電輥72,並 且將電子照相感光構件71的表面均勻地進行充電處理（DC充電）使得具有預定極性和預 定電位（該實例中將暗區電位設定為-600V)。除了 DC充電以外，可採用如AC/DC疊加充電 或注入充電等已知的充電方法。
[0085] 當進行充電處理的電子照相感光構件71的表面通過曝光單元73進行對應於目標 圖像信息的圖像曝光時，帶電錶面的曝光亮區的電位（該實例中將亮區電位設定為-350V) 選擇地降低（衰減），並且靜電潛像形成於電子照相感光構件71上。
[0086] 作為顯影單元74,例如，該實例中的顯影單元74由以下構成：用於承載和輸送調 色劑的調色劑承載構件74a，該調色劑承載構件設置有用於貯存調色劑的顯影劑容器的開 口部；用於攪拌貯存的調色劑的攪拌構件74b ;和用於調節通過調色劑承載構件74a承載的 調色劑的量（調色劑層厚度）的調色劑調節構件74c。顯影單元74選擇地使調色劑（負 極性調色劑）帶電，使得與電子照相感光構件71的帶電極性的極性相同（該實例中將顯影 偏壓設定為-350V)，以附著至電子照相感光構件71的表面上的靜電潛像的曝光亮區，從而 使靜電潛像可視化為調色劑圖像。顯影方式沒有特別地限制，並且可採用所有的現有方法。 現有方法的實例包括跳躍顯影方式、接觸顯影方式和磁刷方式。特別是，在輸出彩色圖像的 電子照相設備中，為了例如緩解調色劑飛散的目的優選接觸顯影方式的顯影輥。
[0087] 轉印輥75可用作轉印單元。使轉印輥75以預定按壓力與電子照相感光構件71 接觸從而形成轉印輥隙部，並且沿相對於電子照相感光構件71的旋轉為向前方向以與電 子照相感光構件71的旋轉圓周速度大體相同的圓周速度旋轉。此外，從轉印偏壓施加電源 S2施加與調色劑的帶電極性相反的極性的轉印電壓。將轉印材料P在預定時刻從給紙機構 部（未示出）供給至轉印輥隙部，並且通過已對其施加轉印電壓的轉印輥75使轉印材料P 的背面以與調色劑的帶電極性相反的極性帶電。結果，在轉印輥隙部，將存在於電子照相感 光構件71的表面的調色劑圖像靜電轉印至轉印材料P的上表面側。
[0088] 在轉印輥隙部已將調色劑圖像轉印至其上的轉印材料P與電子照相感光構件71 分離，並且引入至使調色劑圖像定影的調色劑圖像定影單元（未示出）從而作為圖像形成 物輸出。
[0089] 通過例如刮板型等清潔單元76從電子照相感光構件71的表面上收集如轉印殘留 調色劑等電子照相感光構件71上的殘留物。
[0090] 此外，作為電子照相設備，其中一體化支承上述被充電體（電子照相感光構件）、 充電構件、顯影構件、清潔構件、調色劑、調色劑容器、廢調色劑容器等中的多個構件的處理 盒可以可拆卸地安裝至如複印機或雷射束印表機等電子照相設備的主體。處理盒的採用具 有例如可一次替換嚴重劣化的構件，並且可在防止調色劑飛散的同時補充調色劑以及回收 廢調色劑等優勢。
[0091] 〈處理盒〉
[0092] 本發明的處理盒只是包括一體化地支承充電構件和電子照相感光構件的處理盒， 其中處理盒可拆卸地安裝至電子照相設備的主體。作為其實例，如圖8所示，可給出以下處 理盒，其包括電子照相感光構件84,具有充電輥85的充電構件，設置有顯影輥86、調色劑供 給輥87和顯影刮板88的顯影構件，由清潔刮板89和廢調色劑容器90構成的清潔構件等， 一體化支承這些構件，其中處理盒可拆卸地安裝至電子照相設備的主體。
[0093] 實施例
[0094] 以下，通過實施例和比較例更具體地描述本發明。
[0095](實施例1)
[0096] 〈1.橡膠輥的生產〉
[0097] 用6升加壓式捏合機將以下表1所示的5種材料（組分1)混合15分鐘。向其進 一步添加兩種材料（組分2)，並且用開煉機將混合物捏合15分鐘，從而製備未硫化橡膠組 合物。
[0098] 表 1
[0099]

【權利要求】
1. 一種充電構件，其包括： 芯軸；和導電性彈性層， 其特徵在於， 所述彈性層具有從其表面朝向深度方向減小的通用硬度；和 在沿所述充電構件的長度方向的中央部和兩端部，所述彈性層的通用硬度滿足以下關 系： 關於所述彈性層的表面，所述兩端部的通用硬度比所述中央部的通用硬度高；和 關於從所述彈性層的表面具有t μ m的深度的位置，所述中央部的通用硬度比所述兩 端部的通用硬度高。
2. 根據權利要求1所述的充電構件，其中所述彈性層的厚度為0. 5mm以上且3. 5mm以 下。
3. 根據權利要求1或2所述的充電構件，其中所述深度t為5 μ m以上且50 μ m以下。
4. 根據權利要求1-3任一項所述的充電構件，其中所述充電構件的凸起量為60μπι以 上且220μπι以下，條件是所述凸起量為：當將沿所述充電構件的長度方向的中央部的外徑 定義為以μ m計的D2和所述兩端部即從所述中央部朝向兩端方向各自90mm的位置的外徑 分別定義為以μ m計的D1和以μ m計的D3時，從以下等式（1)計算的值： 凸起量 C = D2-(Dl+D3)/2.......(1)。
5. 根據權利要求1-4任一項所述的充電構件，其中所述彈性層包含橡膠。
6. 根據權利要求5所述的充電構件，其中所述橡膠為苯乙烯-丁二烯橡膠或丁腈橡膠。
7. 根據權利要求1-6任一項所述的充電構件，其中所述彈性層進一步包含導電劑。
8. 根據權利要求1-7任一項所述的充電構件，其中所述充電構件的所述彈性層具有沿 所述充電構件的長度方向所述兩端部的外徑比所述中央部的外徑小的凸起狀。
9. 一種電子照相設備，其特徵在於，其包括：根據權利要求1-8任一項所述的充電構 件；和與所述充電構件接觸配置的電子照相感光構件。
10. -種處理盒，其特徵在於，其包括：根據權利要求1-8任一項所述的充電構件；和電 子照相感光構件，其中所述處理盒可拆卸地安裝至電子照相設備的主體。
【文檔編號】F16C13/00GK104145220SQ201280070366
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2012年10月4日 優先權日:2012年2月24日
【發明者】鈴木敏郎, 永田之則, 原田昌明 申請人:佳能株式會社