專利名稱：充電部件、處理盒和電子照相裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充電部件、和具有該充電部件的處理盒及電子照相裝置。
背景技術(shù)：
使用電子照相系統(tǒng)的圖像形成裝置(稱為電子照相裝置)，通常具有電子照相感光部件、充電裝置、曝光裝置、顯影裝置和轉(zhuǎn)印裝置。
在充電裝置中，主要使用如下系統(tǒng)在該系統(tǒng)中，將電壓(僅DC電壓或通過將AC電壓疊加在DC電壓上產(chǎn)生的電壓)施加至與電子照相感光部件表面接觸或接近的充電部件，由此使該電子照相感光部件表面靜電充電。
當(dāng)將通過AC電壓疊加在DC電壓上產(chǎn)生的電壓用作施于充電部件上的電壓時，AC電源是必要的，而AC電源需要大型電子照相裝置或帶來成本升高，如此可能導(dǎo)致更大的功率消耗，并且由于使用交流電可能產(chǎn)生更多量的臭氧，這樣造成充電部件或電子照相感光部件的耐久性(運轉(zhuǎn)性能)降低。因此，優(yōu)選施于充電部件的電壓僅為DC電壓。
此外，考慮到穩(wěn)定充電、降低臭氧產(chǎn)生或?qū)崿F(xiàn)低成本，優(yōu)選使用接觸型充電系統(tǒng)。
對于這種接觸型充電部件，該充電部件借助彈簧或其類似物的壓力與電子照相感光部件保持接觸，并跟著后者的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。在很多情況下，使充電部件保持與要充電的部件接觸的力是恒定的。
在產(chǎn)品如電子照相裝置和所稱處理盒(電子照相裝置的主要部件整體固定于該處理盒中)被制造之后、但在用戶第一次使用前，充電部件和要充電的部件可能將被放置數(shù)周至數(shù)年這樣長的時間，此時前者借助彈簧或其類似物的壓力保持與后者接觸。還存在這樣一種可能性當(dāng)用戶不使用該電子照相裝置時，當(dāng)然將其長期放置，此時充電部件和要充電的部件保持相互接觸。當(dāng)如此長時間放置時，充電部件在該充電部件與要充電的部件之間的接觸位置保持變形狀態(tài)，并且不能回復(fù)原來的形狀，由此因壓縮形變，即所謂的C-set變形(以下稱為“C-set”)引起變形或變形下陷。
近年來，要求電子照相裝置達(dá)到更高的處理速度、圖像質(zhì)量和運轉(zhuǎn)性能。本發(fā)明人的研究顯示，這些要求造成接觸區(qū)(C-set區(qū)域)更顯著地影響圖像。當(dāng)例如復(fù)制半色調(diào)圖像時，該C-set區(qū)域可能在縱向以水平黑線和/或水平白線(C-set圖像)出現(xiàn)。已知這是由于充電部件的不均勻充電造成的。還顯示，上述C-set圖像在施于充電部件的電壓僅為DC電壓時特別容易出現(xiàn)。
作為解決該C-set問題的對策，例如日本專利申請?zhí)亻_No.H10-48913(專利文獻(xiàn)1)公開了一種加入了乙烯與丙烯共聚物的彈性層，該共聚物包含以二烯烴組分作為共聚物組分，該二烯烴組分的碘值為23至32，由此可排除C-set。然而，根據(jù)本發(fā)明人的研究，他們已經(jīng)開始了解在專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)在更嚴(yán)格的條件下，例如在施于充電部件的電壓僅為DC電壓這樣的條件下不能充分排除該C-set。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種充電部件，該充電部件即使在一種電子照相裝置中使用時也有助于沒有圖像缺陷(特別是C-set圖像)的優(yōu)良圖像復(fù)制，其中，所述電子照相裝置處于難以解決C-set技術(shù)問題的狀態(tài)下，例如在施于充電部件的電壓僅為DC電壓的電子照相裝置中；同時還提供一種處理盒和一種電子照相裝置，它們都具有該充電部件。
本發(fā)明涉及一種充電部件，它包括支撐體和在該支撐體上形成的至少一層覆蓋層，其中該覆蓋層具有一處于充電部件最外表面上的最外層，該最外層包含i)包括涂有炭黑的第一金屬氧化物粒子的復(fù)合粒子、ii)第二金屬氧化物粒子和iii)粘合劑。
本發(fā)明還提供一種充電部件，該充電部件包括支撐體和設(shè)置在該支撐體上的至少一層覆蓋層，其中該覆蓋層具有一處于充電部件最外表面上的最外層；該最外層由基質(zhì)形成，該基質(zhì)包括粘合劑、并具有多個第一片段(segment)和多個第二片段；第一片段與第二片段相比，與粘合劑具有更高的親和力；第一片段被第二片段彼此分離；并且第一片段包括復(fù)合粒子，該復(fù)合粒子含有涂有炭黑的第一金屬氧化物粒子；和第二片段包括第二金屬氧化物粒子。
本發(fā)明還提供一種處理盒和一種電子照相裝置，它們都具有上述充電部件。


圖1為顯示設(shè)有處理盒的電子照相裝置的一個例子的結(jié)構(gòu)示意圖，該處理盒具有一電子照相感光部件和本發(fā)明的充電部件。
圖2為顯示在實施例和比較例中應(yīng)用的電子照相裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為顯示復(fù)合粒子的一個例子的截面示意圖。
圖4為顯示復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子在最外層中存在狀態(tài)的一個例子的截面示意圖。
圖5為顯示輥狀充電部件的層結(jié)構(gòu)的一個例子的視圖。
圖6為顯示輥狀充電部件的層結(jié)構(gòu)的另一例子的視圖。
圖7為顯示輥狀充電部件的層結(jié)構(gòu)的又一例子的視圖。
圖8為顯示輥狀充電部件的層結(jié)構(gòu)的再一例子的視圖。
圖9為顯示充電部件的層結(jié)構(gòu)的一個例子的視圖。
圖10為顯示充電部件的層結(jié)構(gòu)的另一例子的視圖。
圖11為顯示帶狀充電部件的層結(jié)構(gòu)的一個例子的視圖。
圖12為顯示帶狀充電部件的層結(jié)構(gòu)的另一例子的視圖。
圖13為表示帕邢(Paschen)定律的圖表。
具體實施例方式
本發(fā)明人對以上討論的問題進(jìn)行了很多研究。結(jié)果，作為一種防止C-set圖像發(fā)生的方法，他們發(fā)現(xiàn)了充電部件的結(jié)構(gòu)能同時達(dá)到兩點，即減輕造成C-set圖像的C-set變形程度，以及即使其存在時也使C-set區(qū)域在圖像上看不出來。由此他們完成了本發(fā)明。
當(dāng)將炭黑加入到橡膠、樹脂、彈性體或其類似物中時，已知炭黑使它們導(dǎo)電并且使其增強。對于本發(fā)明，當(dāng)將涂有炭黑的復(fù)合粒子加入最外層時，在最外層中應(yīng)用的炭黑與材料如橡膠或樹脂相互牢固結(jié)合，并且可提高強度。然而，根據(jù)本發(fā)明人進(jìn)行的研究，若最外層僅包括炭黑，則增強效果依其用量會變得太大，這樣充電部件表面可具有如此高的硬度，以至于造成麻煩，結(jié)果充電部件與電子照相感光部件不能完美接觸或不能合適地被旋轉(zhuǎn)和滑動。此外，殘留在電子照相感光部件上而未被轉(zhuǎn)移到紙或其類似物上的任何污染組分趨于被充電部件壓碎，這樣污染物粘附于充電部件表面，導(dǎo)致充電部件的耐久性降低。這些麻煩也可能會發(fā)生。另一方面，若加入少量炭黑以降低增強效果，則難以提供具有所需導(dǎo)電性的表面層。換言之，尚未能夠發(fā)現(xiàn)同時滿足表面層中較高程度的增強效果和導(dǎo)電性的炭黑加入量。
考慮到這些實驗結(jié)果，本發(fā)明人進(jìn)一步進(jìn)行了大量研究。結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)，充電部件的最外層可以這樣構(gòu)成由包括涂有炭黑的第一金屬氧化物粒子的復(fù)合粒子形成的第一片段和由第二金屬氧化物粒子形成的第二片段存在于包括粘合劑的基質(zhì)中，由此以高水平同時實現(xiàn)在對最外層施加外力時最外層的柔性變形性能和除去外力時最外層的恢復(fù)性能。因此，他們已完成了本發(fā)明。還不清楚為什么通過上述構(gòu)成可高程度地實現(xiàn)柔性變形性能和恢復(fù)性能，但在下面進(jìn)行推測。
換言之，圖4為示意性圖解說明根據(jù)本發(fā)明的最外層400的橫截面的視圖。在圖4中，附圖標(biāo)記401表示粘合劑作為基質(zhì)；403表示由復(fù)合粒子形成的第一片段，該復(fù)合粒子由涂有炭黑303的第一金屬氧化物粒子301組成，如圖3所示；405表示由第二金屬氧化物粒子形成的第二片段。接著，第一片段403通過炭黑303使第一金屬氧化物粒子與周圍的粘合劑化學(xué)結(jié)合。這樣，第一片段在最外層中的位置充分固定。另一方面，第二片段405幾乎不具有與粘合劑結(jié)合的性能，因此它在最外層中的位置相當(dāng)自由。因此，當(dāng)外力施于最外層時，第二片段405(因其與粘合劑的低親和力，其位置不確定地固定于粘合劑)可因施加于最外層的外力而自由變化其在最外層中的位置，從而吸收外力。另一方面，第一片段403(其相對位置對于粘合劑是固定的)在從最外層中除去外力時給最外層帶來恢復(fù)性能。
基于上述理由，認(rèn)為充電部件表面保持低硬度并且同時緩解C-set變形程度。
本發(fā)明中最外層的橫截面可在薄片的TEM(透射電子顯微鏡)照片上觀察，該薄片通過如下方法制備用丙烯酸樹脂固定充電部件的切片(包括最外層)，然后用切片機切割該固定切片。
此外，在其最外層中包含與根據(jù)本發(fā)明復(fù)合粒子類似的粒子的充電部件公開于日本專利申請?zhí)亻_No.2003-162106和No.2004-126064中。具體地，日本專利申請?zhí)亻_No.2003-162106提出了一種含復(fù)合粒子的導(dǎo)電輥，所述復(fù)合粒子包括涂有導(dǎo)電炭黑的有機聚合物材料基材粒子。該文獻(xiàn)中描述了加入導(dǎo)電粒子，該導(dǎo)電粒子包括其上設(shè)有炭黑的基材粒子，其基材粒子由有機高聚物如聚乙烯樹脂或丙烯酸類樹脂形成，并具有比炭黑大的粒徑；還描述了炭黑以如此方式保持在巨大的粒子上，即防止炭黑本身附聚，并且在這樣的結(jié)構(gòu)中，基材粒子以珠粒形式相互接觸，由此形成網(wǎng)狀物，其中炭黑在導(dǎo)電層中不均勻分散，并且可加入很少量來達(dá)到高導(dǎo)電性。然而，鑒于如上面目本專利申請?zhí)亻_No.2003-162106中公開的炭黑保持不均勻分散的狀態(tài)，認(rèn)為并沒有獲得本發(fā)明針對的上述最外層結(jié)構(gòu)。
另一日本專利申請?zhí)亻_No.2004-126064還提出了一種包含復(fù)合粒子的導(dǎo)電部件，所述復(fù)合粒子由表面覆蓋有電子傳導(dǎo)性的表面層的無機氧化物粒子組成。然而，未公開如本發(fā)明加入的第二金屬氧化物粒子，和由此帶來的操作和效果，因此認(rèn)為未獲得本發(fā)明的最外層結(jié)構(gòu)。
下面更詳細(xì)地描述本發(fā)明充電部件的實施方案。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的充電部件為在支撐體上具有覆蓋層的充電部件，并且該充電部件具有一最外層，該最外層包含i)包括涂有炭黑的第一金屬氧化物粒子的復(fù)合粒子、ii)第二金屬氧化物粒子和iii)粘合劑。
(a)關(guān)于復(fù)合粒子本發(fā)明的復(fù)合粒子為包括涂有炭黑的第一金屬氧化物粒子的粒子，如圖3所示。
充電部件使電子照相感光部件表面充電是指自充電部件至電子照相感光部件表面發(fā)生放電，由此引起電荷轉(zhuǎn)移。若點Y定義為在該點，途徑充電部件表面上特定點X的充電部件半徑的延長線與電子照相感光部件的表面相交，則當(dāng)點X與點Y之間的電勢差Vxy超過帕邢放電極限電壓(放電起始電壓)Vpa時發(fā)生放電，電荷ΔQ轉(zhuǎn)移至電子照相感光部件表面，反電荷-ΔQ轉(zhuǎn)移至充電部件表面。ΔQ總和與電子照相感光部件表面累積的電荷Q相符，電子照相感光部件表面的電勢V可由關(guān)系式V＝Q/C(C為在電子照相感光部件支撐體上形成的層的靜電容)計算。這里，電荷(釋放的電荷密度)ΔQ可由數(shù)學(xué)表達(dá)式(1)計算ΔQ＝{(Vxh-Vpa)×(D+G)}/(D×G) (1)數(shù)學(xué)表達(dá)式(1)中的字母符號D為D＝∑di/εi＝dc/εc+dp/εp，其中dc為充電部件支撐體上形成的層(一層或兩層或多層)厚度總和(總層厚度)(m)，dp為電子照相感光部件支撐體上形成的層(一層或兩層或多層)厚度總和(總層厚度)(m)，εc為充電部件支撐體上形成的層的介電常數(shù)，εp為在電子照相感光部件支撐體上形成的層的介電常數(shù)，G為點X與點Y之間的距離(間隔(m)，Vxy為點X與點Y之間的電勢差(V)，Vpa為來源于數(shù)學(xué)表達(dá)式(2)和圖13示出的帕邢定律的放電起始電壓(V)。
Vpa＝7.5×G(0＜G≤4.8(μm))；＝360(4.8＜G≤7.7(μm))；和＝312+6.2×G(7.7＜G(μm)) (2)根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式(1)，因放電轉(zhuǎn)移的電荷ΔQ取決于G，即充電部件與電子照相感光部件之間的間隔。更具體地，認(rèn)為在C-set區(qū)域的變形不可避免地在正常充電部件表面區(qū)域與C-set變形區(qū)域之間產(chǎn)生間隔差，由此產(chǎn)生ΔQ差，并因此可能出現(xiàn)C-set圖像(水平黑線和/或水平白線)。
這里，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式(1)，應(yīng)理解，若D降低，則相對于間隔距離G變化的ΔQ變化可降低。換言之，對于充電部件，若提高支撐體上形成的層的介電常數(shù)，則可能使圖像上的C-set區(qū)域不可見。
因此，本發(fā)明在復(fù)合粒子中使用金屬氧化物粒子(第一金屬氧化物粒子)I，以獲得提高最外層的介電常數(shù)的效果。
還已知介電常數(shù)根據(jù)層中導(dǎo)電部分的分布而劇烈變化。本發(fā)明人進(jìn)行的研究顯示，若最外層具有如上所述的片段的結(jié)構(gòu)，則可以提高其介電常數(shù)。為進(jìn)行這種結(jié)構(gòu)控制，除了復(fù)合粒子外，必須在最外層中進(jìn)一步加入第二種粒子。作為這些粒子，特別優(yōu)選使用在橡膠、樹脂、彈性體等中具有優(yōu)異分散性的金屬氧化物粒子。
復(fù)合粒子可優(yōu)選具有平均粒徑從1nm至1,000nm，更優(yōu)選從5nm至500nm。在此范圍內(nèi)，在上述結(jié)構(gòu)中最外層的增強效果充分發(fā)生。同樣也容易防止復(fù)合粒子在最外層中的分散性因復(fù)合粒子附聚而降低。
該復(fù)合粒子可以為球形、顆粒形、多角形、針形、類似紡錘形、米粒形、薄片形、鱗形和類似板形中的任何形狀。為改進(jìn)C-set性能優(yōu)選球形或顆粒形。
第一金屬氧化物粒子可為金屬氧化物或復(fù)合金屬氧化物粒子，可具體包括氧化鋅、氧化錫、氧化銦、氧化鈦(如二氧化鈦或一氧化鈦)、氧化鐵、二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鋇和鋯酸鈣粒子。它們可更優(yōu)選是二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化鎂、氧化鐵、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鋇和鋯酸鈣粒子。
復(fù)合粒子的形狀極大取決于第一金屬氧化物粒子的粒徑和形狀。相應(yīng)地，第一金屬氧化物粒子也可優(yōu)選具有平均粒徑從1nm至1.000nm，更優(yōu)選從5nm至500nm。
第一金屬氧化物粒子可以為球形、顆粒形、多角形、針形、類似紡錘形、米粒形、薄片形、鱗形和類似板形中的任何形狀。為改進(jìn)C-set性能優(yōu)選球形或顆粒形。
對于用于涂布第一金屬氧化物粒子的炭黑，優(yōu)選使用爐黑、導(dǎo)電炭黑KETJEN BLACK和槽法炭黑。
更具體地，可包括顆粒狀乙炔黑，購自日本電氣化學(xué)工業(yè)株式會社(Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha)；HS-500、ASAHI THERMAL FT和ASAHI THERMAL MT，購自AsahiCarbon Co.，Ltd.；導(dǎo)電炭黑KETJEN BLACK，購自Lion AkzoCo.，Ltd.；VULCAN XC-72、REGAL 400R和MONARCH1300，購自卡博特公司(Cabot Corporation)；和COLOR BLACKFW200、SPECIAL BLACK 4、PRINTEX 150T、PRINTEX 140T和PRINTEX U，購自德固薩日本有限公司(Degussa JapanLtd.)。上述炭黑可單獨使用或組合使用。
第一金屬氧化物粒子可優(yōu)選為已用表面處理劑進(jìn)行表面處理的粒子。如此可使炭黑更牢固地粘附于第一金屬氧化物粒子表面。這樣，可防止炭黑，例如在復(fù)合粒子分散于橡膠、樹脂、彈性體或其類似物中時，被釋放出來，可進(jìn)一步達(dá)到改善C-set性能的效果。
對于表面處理劑，可使用一種或兩種或多種有機硅化合物，如烷氧基硅烷、氟烷基硅烷和聚硅氧烷，硅烷類、鈦酸酯類、鋁酸酯類和鋯酸酯類的各種偶聯(lián)劑，以及低聚或聚合化合物。更優(yōu)選使用有機硅化合物如烷氧基硅烷和聚硅氧烷，以及硅烷類、鈦酸酯類、鋁酸酯類和鋯酸酯類的各種偶聯(lián)劑，進(jìn)一步更優(yōu)選使用有機硅化合物。
這些有機硅化合物可例如下式(1)表示的烷氧基硅烷、由該烷氧基硅烷生產(chǎn)的有機硅烷化合物、下式(2)表示的聚硅氧烷、下式(3)表示的改性聚硅氧烷、下式(4)表示的末端改性聚硅氧烷、下式(5)表示的氟烷基硅烷和上述任何的混合物。
Ra-Si-X4-a(1)a1至3的整數(shù)X-OCH3，-OC2H5，-ClR-C6H5， R1，R2，R3-CmH2m+1，-C6H5m0至18的整數(shù)烷氧基硅烷可具體包括甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷和癸基三甲氧基硅烷。
考慮到炭黑與第一金屬氧化物粒子的粘合強度，更優(yōu)選使用烷氧基硅烷如甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷，或由該烷氧基硅烷生產(chǎn)的有機硅化合物。
R1-H，-CH3v15～450
R3，R6，R7 (R3、R6和R7可以相同或不同。)R4，R3 R5OH，COOH，-CH＝CH2，-C＝CH3， l1～15m，n0～15w1～50x1～300p1～10q1～10 R9，R10-OH，R12OH，R13COOH，(R9和R10可以相同或不同。)R11-CH3，-C6H5R12，R13 p1～15y1～200z0～100
聚硅氧烷可包括具有甲基氫硅氧烷單元的聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷和在末端用羧酸改性的末端羧酸改性聚硅氧烷。
氟烷基硅烷可具體包括三氟丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基甲基二甲氧基硅烷、三氟丙基乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷和十七氟癸基三乙氧基硅烷。
R14-CH3，-C2H5m0～15n1～3對于偶聯(lián)劑，硅烷類偶聯(lián)劑可以包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-7-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷。
鈦酸酯偶聯(lián)劑可包括異丙基三硬脂酰基鈦酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酯)鈦酸酯、異丙基三(N-氨乙基氨乙基)鈦酸酯、四辛基雙(二-十三烷基磷酸酯)鈦酸酯、四(2，2-二烯丙氧基甲基-1-丁基)雙(二-十三烷基)磷酸酯鈦酸酯、雙(二辛基焦磷酸酯)羥乙酸酯鈦酸酯和雙(二辛基焦磷酸酯)亞乙基鈦酸酯。
鋁酸酯類偶聯(lián)劑可包括乙酰烷氧基鋁二異丙基酯、二異丙氧基單乙基鋁乙酰乙酸酯、三乙基鋁乙酰乙酸酯和三乙?；X丙酮酸酯(acetonate)。
鋯酸酯類偶聯(lián)劑可包括四乙?；啽狨?、二丁氧基雙乙?；啽狨ァ⑺囊一喴阴Ｒ宜狨?、三丁氧基單乙基鋯乙酰乙酸酯和三丁氧基乙?；啽狨ァ?br> 對于低聚物，優(yōu)選具有分子量從300或更高至低于10,000的那些。對于聚合化合物，優(yōu)選具有分子量從10,000或更高至約100,000的那些?？紤]到在第一金屬氧化物粒子上的均勻涂布處理，優(yōu)選為液體、或可溶于水或各種溶劑的低聚或聚合化合物。
表面處理劑的涂布量(覆蓋率)可優(yōu)選為0.01％至15.0％重量，按第一金屬氧化物粒子的重量計。若涂布量低于0.01％重量，則將難以使炭黑粘附于第一金屬氧化物粒子上。若涂布量高于15.0％重量，則炭黑可牢固地以足夠的量與第一金屬氧化物粒子粘附，因此，以高于此量的涂布量涂布第一金屬氧化物粒子沒有意義。涂布量更優(yōu)選可為從0.02％至12.5％重量，最優(yōu)選從0.03％至10.0％重量。
本發(fā)明中的復(fù)合粒子的體積電阻率可任意控制至用于粘附第一金屬氧化物粒子的炭黑的體積電阻率和第一金屬氧化物粒子的體積電阻率之間的中間值。該值具體可為1.0×10至1.0×108Ωcm，優(yōu)選5.0×10至5.0×107Ωcm。
與第一金屬氧化物粒子粘附的炭黑量可為1至500重量份，按100重量份第一金屬氧化物粒子計。若炭黑量低于1重量份，則所得復(fù)合粒子難以具有低電阻。若炭黑量高于500重量份，則可明顯呈現(xiàn)降低電阻的效果，因此粘附的炭黑量超過500重量份沒有意義。
該復(fù)合粒子可通過將第一金屬氧化物粒子與炭黑混合獲得?？赏ㄟ^首先表面處理第一金屬氧化物粒子，然后將該已表面處理的第一金屬氧化物粒子和炭黑混合，將炭黑粘附至第一金屬氧化物粒子。
第一金屬氧化物粒子的表面處理可通過機械混合，并攪拌第一金屬氧化物粒子和表面處理劑或表面處理劑的溶液進(jìn)行；或通過機械混合，并攪拌第一金屬氧化物粒子和表面處理劑或表面處理劑的溶液，同時將后者噴涂于前者上來進(jìn)行。
此外，當(dāng)烷氧基硅烷或氟烷基硅烷用作表面處理劑時，部分烷氧基硅烷或氟烷基硅烷可通過進(jìn)行涂布步驟，用作由烷氧基硅烷形成的有機硅烷化合物或由氟烷基硅烷形成的含氟有機硅烷化合物。同樣在此情況下，炭黑的后續(xù)粘合絕不受影響。為使表面處理劑均勻涂布第一金屬氧化物粒子表面，優(yōu)選預(yù)先借助研磨機使第一金屬氧化物粒子的附聚物碎裂。
作為用于混合并攪拌第一金屬氧化物粒子與炭黑、表面處理過的第一金屬氧化物粒子與炭黑，和第一金屬氧化物粒子與表面處理劑的機械，優(yōu)選能夠?qū)Ψ勰邮┘蛹羟辛Φ难b置。特別地，適于使用能夠同時進(jìn)行剪切、刮抹和擠壓的裝置，作為該裝置的例子，可列舉輪型捏合機、球型捏合機、葉片型捏合機和輥型捏合機。輪型捏合機更有效地適用。此外，在混合和攪拌后，可任選地進(jìn)行干燥或熱處理。
此外，對于第一金屬氧化物粒子的表面處理，可利用一種方法，在該方法中，第一金屬氧化物粒子和表面處理劑混合并分散于適當(dāng)?shù)娜軇┲?，以使表面處理劑粘附至粒子表面。作為用于這種分散的裝置，可使用通常已知的流體分散裝置如球磨機、沙磨機、涂料混合器、Daino磨機和珠磨機。接著，從所得流體分散體中除去溶劑以使表面處理劑粘附至粒子表面。然后，可任選地進(jìn)一步進(jìn)行熱處理。此外，可將加速反應(yīng)的催化劑加入該流體混合物中。進(jìn)一步的，可任選地將已進(jìn)行表面處理的粒子進(jìn)行粉碎。
該第一金屬氧化物粒子可為粒子表面已預(yù)先涂布中間涂料的粒子，所述中間涂料由選自鋁的氫氧化物、鋁的氧化物、硅的氫氧化物和硅的氧化物中的至少一種組成。這是因為存在這樣的情況，即第一金屬氧化物粒子與炭黑之間的粘合力由此更強。
這種中間涂料的涂布量(覆蓋率)可優(yōu)選為0.01％至20％重量。若該涂布量低于0.01％重量，則在某些情況下不能獲得改進(jìn)炭黑粘合力的效果。即使該涂布量超過20％重量，也不能獲得進(jìn)一步改進(jìn)炭黑粘合力的效果，因此高于此量的涂布量沒有意義。
(b)關(guān)于第二金屬氧化物粒子下面描述第二金屬氧化物粒子。與第一金屬氧化物粒子相同的金屬氧化物粒子可用作第二金屬氧化物粒子。
第二金屬氧化物粒子可優(yōu)選具有平均粒徑1nm至1,000nm，更優(yōu)選5nm至500nm。在此范圍內(nèi)，可充分帶來因上述結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的最外層增強效果。此外，可防止第二金屬氧化物粒子附聚，并且可適當(dāng)控制其在最外層的粘合劑中的分散性。
該第二金屬氧化物粒子可優(yōu)選為已進(jìn)行表面處理的那些。該表面處理除包括與上述用于第一金屬氧化物粒子的相同的表面處理外，還包括用脂肪酸或脂肪酸金屬鹽進(jìn)行的表面處理。
對于脂肪酸，可使用任何飽和或不飽和脂肪酸，優(yōu)選具有12至22個碳原子的那些。對于脂肪酸金屬鹽，可使用飽和或不飽和脂肪酸與金屬的鹽，可包括具有12至22個碳原子的脂肪酸與堿土金屬如鎂、鈣、鍶和鋇，堿金屬如鋰、鈉和鉀，或金屬如鋅、鋁、銅、鐵、鉛和錫的鹽。
本發(fā)明中的金屬氧化物粒子的表面處理優(yōu)選為用有機硅化合物如烷氧基硅烷或聚硅氧烷進(jìn)行的表面處理。這是因為此化合物合適地與金屬氧化物粒子表面粘附，并且同時有效改進(jìn)金屬氧化物粒子在橡膠、樹脂、彈性體或其類似物中的分散性。此外，通過使用與用于復(fù)合粒子中的表面處理劑類似的化合物，可使第二金屬氧化物粒子容易分散存在于復(fù)合粒子中。
該表面處理劑的涂布量(覆蓋率)可優(yōu)選為0.01％至15.0％重量。在此范圍內(nèi)，它可提供具有足夠分散性的第二金屬氧化物粒子。該涂布量更優(yōu)選可為0.02％至12.5％重量，最優(yōu)選0.03％至10.0％重量。
第二金屬氧化物粒子優(yōu)選具有介電常數(shù)30或更大。這是因為如上所述提高最外層的介電常數(shù)是優(yōu)選的。因此，第二金屬氧化物粒子更優(yōu)選選自氧化鈦、鈦酸鍶、鈦酸鈣和鈦酸鋇粒子。
第二金屬氧化物粒子可按照與上述用于第一金屬氧化物粒子的那些相同的方法進(jìn)行表面處理。
在這些方法中，特別優(yōu)選在溶劑中進(jìn)行有效混合和分散的方法。該方法能夠使將被強化和均勻處理的第二金屬氧化物粒子表面得到強化且均勻的處理，并可大大改進(jìn)第二金屬氧化物粒子的分散性，使其容易獲得本發(fā)明針對的上述最外層結(jié)構(gòu)。
第一和第二金屬氧化物粒子中的任何一種或兩種可優(yōu)選為絕緣粒子。這里絕緣粒子是指具有體積電阻率高于1×108Ωcm的粒子。由于金屬氧化物粒子絕緣，因此可控制基于炭黑的導(dǎo)電路徑，從而可在最外層結(jié)構(gòu)中建立較高的介電常數(shù)，這是本發(fā)明的目的所在。
最外層中的復(fù)合粒子與第二金屬氧化物粒子的重量比(復(fù)合粒子/第二金屬氧化物粒子)可優(yōu)選為0.01至100，更優(yōu)選0.1至50，進(jìn)一步更優(yōu)選0.2至15，特別優(yōu)選為0.2至3.9。在此范圍內(nèi)，容易獲得本發(fā)明針對的最外層結(jié)構(gòu)，并且可帶來防止C-set圖像的較高效果。
最外層中復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子的總重量相對于最外層粘合劑的比例可優(yōu)選為5％至200％重量，更優(yōu)選10％至150％重量。在此范圍內(nèi)，容易獲得本發(fā)明針對的最外層結(jié)構(gòu)，并且可帶來防止C-set圖像的較高效果。
(c)關(guān)于充電部件(c-1)層結(jié)構(gòu)
本發(fā)明的充電部件包含支撐體和設(shè)置于其上的至少一層覆蓋層。
作為覆蓋層，可使用通常已知的并具有各種結(jié)構(gòu)的任何層，包括由例如用作粘合劑材料的樹脂、橡膠(天然橡膠，該天然橡膠可進(jìn)行硫化處理，或合成橡膠)和彈性體如熱塑性彈性體形成的層。
該樹脂可包括氟樹脂、聚酰胺樹脂、丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹脂、丁醛樹脂、苯乙烯-乙烯丁烯-烯烴共聚物(SEBC)和烯烴-乙烯丁烯-烯烴共聚物(CEBC)。
合成橡膠可包括乙烯-丙烯-二烯烴共聚物(EPDM)、苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠(SBR)、硅橡膠、聚氨酯橡膠、異戊二烯橡膠(IR)、丁基橡膠(BR)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡膠(NBR)、氯丁橡膠(CR)、丙烯酸橡膠和表氯醇橡膠。
熱塑性彈性體可包括聚烯烴類熱塑性彈性體、聚氨酯類熱塑性彈性體、聚苯乙烯類熱塑性彈性體、氟橡膠類熱塑性彈性體、聚酯類熱塑性彈性體、聚酰胺類熱塑性彈性體、聚丁二烯類熱塑性彈性體、乙烯乙酸乙烯酯類熱塑性彈性體、聚氯乙烯類熱塑性彈性體和氯化聚乙烯類熱塑性彈性體。
上述任何一種可單獨使用或以混合物或共聚物形式使用。
在本發(fā)明的的充電部件中，可在支撐體上設(shè)置兩層或多層覆蓋層。
作為充電部件的支撐體，它可至少具有導(dǎo)電性(導(dǎo)電支撐體)。例如，可使用由金屬制成(或合金制成)的支撐體，所述金屬的例子是鐵、銅、不銹鋼、鋁或鎳。此外，為提供抗刮傷性，可對這些支撐體的表面進(jìn)行電鍍或類似處理，只要不損害其導(dǎo)電性即可。
當(dāng)充電部件在處于與電子照相感光部件接觸的狀態(tài)下使用時，可優(yōu)選在起到最外層作用的覆蓋層(以下又稱為“表面覆蓋層”)與支撐體之間設(shè)置具有導(dǎo)電性和彈性的覆蓋層(以下又稱為“彈性覆蓋層”)，考慮到向該電子照相感光部件改善供電，以及在電子照相感光部件與充電部件之間建立均勻的緊密接觸。
充電部件的層結(jié)構(gòu)的例子如圖5至12所示。
如圖5所示的充電部件為輥形充電部件，其為單層結(jié)構(gòu)，具有支撐體a和在支撐體a上形成的表面覆蓋層c。
如圖6所示的充電部件為輥形充電部件，其為雙層結(jié)構(gòu)，具有支撐體a、在支撐體a上形成的彈性覆蓋層b，和在彈性覆蓋層b上形成的表面覆蓋層c。
如圖7所示的充電部件為輥形充電部件，其為三層結(jié)構(gòu)，即在圖6所示的充電部件的彈性覆蓋層b與表面覆蓋層c之間設(shè)置電阻層(一種覆蓋層)d。
如圖8所示的充電部件為輥形充電部件，其為四層結(jié)構(gòu)，即在圖7所示的充電部件的電阻層d與表面覆蓋層c之間設(shè)置第二電阻層(一種覆蓋層)。
此外，本發(fā)明的充電部件可優(yōu)選為輥形，但可具有各種形狀，如在圖9至12中示例的片狀、帶狀、薄膜狀和板狀，這些形狀可各自具有上述的層結(jié)構(gòu)。下面將輥狀充電部件稱為“充電輥”。
輥狀充電部件，即充電輥可成型為所謂冠狀，在該形狀中，輥在縱向的中間處最厚、而在縱向接近兩端處較薄?？紤]到在充電輥與電子照相感光部件之間建立均勻緊密接觸，這種形狀是優(yōu)選的。充電輥通常在給定壓力施加于支撐體兩端的狀態(tài)下與電子照相感光部件接觸，其中壓力在縱向的中間處小，而在縱向接近兩端處變大。因此，在與中間位置對應(yīng)的圖像與兩端位置對應(yīng)的圖像之間可能會出現(xiàn)密度不均勻。形成冠狀以防止這種密度不均勻性。對于冠形的標(biāo)準(zhǔn)，中間部分處的外徑與距離中間部分90mm處的外徑的差值優(yōu)選為30μm至200μm。如該差值小于30μm，則容易出現(xiàn)輥在末端部分而非中間部分接觸的狀態(tài)。若差值大于200μm，相反則容易出現(xiàn)輥在中間部分而非末端部分接觸的狀態(tài)。
當(dāng)充電部件在處于與電子照相感光部件或其它部件接觸的狀態(tài)下使用時，在表面覆蓋層中可優(yōu)選使用具有高脫膜性能的材料，這樣充電部件不會污染電子照相感光部件和其它部件。為此，樹脂可優(yōu)選用作表面覆蓋層的粘合材料。
(c-2)關(guān)于其它粒子，最外層可包含在本發(fā)明中，除了上述復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子外，表面覆蓋層(最外層)還可在這樣的程度上包含其它另外的粒子，即只要不損害本發(fā)明帶來的效果即可。
可加入表面覆蓋層中的其它粒子可粗略分為導(dǎo)電粒子和絕緣粒子。在本發(fā)明中，導(dǎo)電粒子是指具有體積電阻率1×108Ωcm或更低的粒子，“絕緣粒子”是指具有體積電阻率大于1×108Ωcm的粒子。
導(dǎo)電粒子可包括例如炭黑、氧化錫、氧化鈦、氧化鋅、硫酸鋇、銅、鋁或鎳粒子。
絕緣粒子可包括例如高分子化合物粒子，例如樹脂如聚酰胺樹脂、硅樹脂、氟樹脂、丙烯酸類或甲基丙烯酸類樹脂、苯乙烯樹脂、苯酚樹脂、聚酯樹脂、三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂、烯烴樹脂、環(huán)氧樹脂和這些樹脂的共聚物、改性產(chǎn)品或衍生物的粒子；橡膠如乙烯-丙烯-二烯烴共聚物(EPDM)、苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠(SBR)、硅橡膠、聚氨酯橡膠、異丁烯橡膠(IR)、丁基橡膠(BR)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡膠(NBR)、氯丁橡膠(CR)和表氯醇橡膠粒子；以及熱塑性彈性體如聚烯烴類熱塑性彈性體、聚氨酯類熱塑性彈性體、聚苯乙烯類熱塑性彈性體、氟橡膠類熱塑性彈性體、聚酯類熱塑性彈性體、聚酰胺類熱塑性彈性體、聚丁二烯類熱塑性彈性體、乙烯乙酸乙烯酯類熱塑性彈性體、聚氯乙烯類熱塑性彈性體和氯化聚乙烯類熱塑性彈性體粒子。
其它絕緣粒子可包括硫酸鋇、二硫化鉬、碳酸鈣、碳酸鎂、白云石、滑石、高嶺土、云母、氫氧化鋁、氫氧化鎂、沸石、硅灰石、硅藻土、玻璃珠、膨潤土、蒙脫石、石棉、中空玻璃球、石墨、稻殼、有機金屬化合物和有機金屬鹽粒子。也可使用鐵氧化物如鐵酸鹽、磁鐵礦和赤鐵礦粒子。對于鐵酸鹽，它可包括例如。也可使用鐵氧化物粒子如鐵酸鹽、磁鐵礦和赤鐵礦粒子。對于鐵酸鹽，它可包括例如《電子材料系列，鐵酸鹽》“ElectronicMaterial Series，F(xiàn)errite”(Maruzen Co.，Ltd.，1997年9月10日出版，第五版)中描述的鐵酸鹽。具體地，可例舉MnFe2O4、Fe2O4、ZnFe2O4、MgFe2O4和γ-Fe2O4?；钚蕴靠砂ā缎掳妫钚蕴?原理與應(yīng)用》“New Edition，Activated Carbon-Basisand Application”(Kodansha Ltd.，1992年10月20日出版，第二版)中描述的活性炭。具體地，可例舉木材活性炭、椰子殼活性炭和煤活性炭。
這些粒子中的任何一種可單獨或組合使用，并可以是已進(jìn)行表面處理、改性、引入官能團(tuán)或分子鏈、或涂布的粒子。為改進(jìn)粒子的分散性，可優(yōu)選將粒子進(jìn)行表面處理。在此情況下，對于粒子表面處理，可使用已針對上述第一金屬氧化物粒子和/或第二金屬氧化物粒子描述的表面處理方法。
(c-3)關(guān)于最外層的物理性能表面覆蓋層(最外層)可優(yōu)選在23℃/50％RH環(huán)境中具有體積電阻率102Ωcm或更大至1016Ωcm。若表面層具有高于上述范圍的體積電阻率，則會發(fā)生這樣的麻煩充電部件所要求的充電能力可能會降低，由此容易引起C-set圖像更明顯，或進(jìn)行均勻充電(充電均勻性)的能力會降低。另一方面，若表面層具有低于上述范圍的體積電阻率，則難以預(yù)防因電子照相感光部件(要充電的部件)表面的針孔或刮傷造成的泄漏。
為改進(jìn)充電部件表面的脫模性能，還可在表面覆蓋層中加入脫模劑。在表面覆蓋層中加入脫模劑可減少污垢與充電部件表面的任何粘附，并因此改進(jìn)充電部件的耐久性(運轉(zhuǎn)性能)。如此加入可使充電部件與電子照相感光部件之間的相對運動平穩(wěn)，并因此減少不規(guī)則運動如粘住滑移，這樣可防止出現(xiàn)充電部件表面的不規(guī)則磨損、噪聲(異常聲音)等。此外，當(dāng)加入表面覆蓋層中的脫模劑為液體時，它在表面覆蓋層形成時還起到均染劑的作用。
很多脫模劑為利用低表面能的那些和利用滑動性能的那些，并且其狀態(tài)為液體或固體。對于在固態(tài)具有滑動性能的那些(固體潤滑劑)，可使用如下物質(zhì)例如在固體潤滑劑手冊(SolidLubricant Handbook)(出版者K.K.Saiwai Shobo Co.，1982年3月15日出版，第二版)中描述的物質(zhì)，它們具體為金屬氧化物如石墨、氟化石墨、二硫化鉬、二硫化鎢、氮化硼和一氧化鉛。
在其分子中含硅或氟的化合物可以油形式或固體形式使用(脫模樹脂或粉末，或其中已引入具有脫模性能的部分的聚合物)。該脫模劑可進(jìn)一步包括蠟和高級脂肪酸(包括其鹽或酯和其它衍生物)。
(c-4)關(guān)于彈性層彈性層，如上所述，為具有導(dǎo)電性和彈性的覆蓋層。
為提供具有彈性的彈性覆蓋層，優(yōu)選將彈性體如橡膠或熱塑性彈性體用作粘合材料。特別考慮到確保充電部件與電子照相感光部件之間足夠的輥縫(nip)，更優(yōu)選使用橡膠，特別是合成橡膠。
在合成橡膠中，考慮到電阻均勻性，優(yōu)選使用極性橡膠。極性橡膠可包括NBR和表氯醇橡膠。特別地，考慮到容易控制彈性覆蓋層的電阻和硬度，更優(yōu)選使用包含表氯醇橡膠作為主要組分的橡膠。
對于表氯醇橡膠，已知在GECO(環(huán)氧乙烷(以下稱為“EO”)-表氯醇(以下稱為“EP”)-烯丙基縮水甘油醚(以下稱為“AGE”)共聚物)或ECO(環(huán)氧乙烷-表氯醇共聚物)中，可改變EO的共聚比例來控制體積電阻率。
在本發(fā)明中，彈性覆蓋層也可優(yōu)選在23℃/50％RH環(huán)境下具有102Ωcm至108Ωcm的體積電阻率。若彈性覆蓋層具有大于108Ωcm的體積電阻率，則會發(fā)生這樣的問題充電部件所要求的充電能力可能會降低，由此容易引起C-set圖像更明顯。另一方面，若彈性覆蓋層具有低于102Ωcm的體積電阻率，則整個充電部件可能具有過低的電阻，而難以預(yù)防因電子照相感光部件(要充電的部件)表面的針孔或刮傷造成的泄漏。
為使彈性覆蓋層的體積電阻率保持在上述范圍內(nèi)，表氯醇橡膠中的環(huán)氧乙烷單元的含量可優(yōu)選為55至85mol％。若該含量低于55mol％，則不能達(dá)到上述體積電阻率。另一方面，若該含量高于85mol％，則不僅會發(fā)生彈性覆蓋層可能具有更大的C-set變形程度這樣的問題，而且會引起聚合物趨于結(jié)晶來增加彈性覆蓋層的電阻的問題。
為控制硬度等，可將添加劑(如軟化油和增塑劑)加入彈性覆蓋層中。
該彈性覆蓋層還可用作充電部件的表面層，即表面覆蓋層。然而，當(dāng)添加劑如軟化油和增塑劑用于該彈性覆蓋層中時，則優(yōu)選該彈性覆蓋層不為充電部件的表面層，以防止添加劑滲出到充電部件表面上。
彈性覆蓋層的導(dǎo)電性(體積電阻率)可通過在上述粘合材料中適當(dāng)添加導(dǎo)電劑如炭黑、導(dǎo)電金屬氧化物、堿金屬鹽或銨鹽來控制。
在使用表氯醇橡膠組分的情況下，特別優(yōu)選使用銨鹽。然而，當(dāng)使用表氯醇橡膠組分時，如上所述，體積電阻率受環(huán)氧乙烷單元的含量影響很大。
當(dāng)添加劑用于彈性覆蓋層中時，考慮到穩(wěn)定防止添加劑滲出，還可在彈性覆蓋層與表面層之間設(shè)置一層、兩層或多層電阻層(一種覆蓋層)。該電阻層可優(yōu)選具有體積電阻率102Ωcm或更大至1016Ωcm。若電阻層具有高于此范圍的體積電阻率，則會發(fā)生這樣的問題充電裝置所要求的充電能力可能會降低，趨于引起C-set圖像更明顯，或進(jìn)行均勻充電(充電均勻性)的能力可能會降低。另一方面，若電阻層具有低于上述范圍的體積電阻率，則難以預(yù)防因電子照相感光部件(要充電的部件)表面的針孔或刮傷造成的泄漏。為按照此方式控制電阻層的體積電阻率，可將一種、兩種或多種導(dǎo)電粒子加入電阻層中。
除了上述各種材料外，具有各種功能的材料也可適當(dāng)加入表面覆蓋層、彈性覆蓋層和電阻層中。這些材料可包括例如抗氧劑如2-巰基苯并咪唑，和潤滑劑如硬脂酸和硬脂酸鋅。
表面覆蓋層、彈性覆蓋層和電阻層的表面還可進(jìn)行表面處理。該表面處理可包括例如使用紫外線或電子射線進(jìn)行表面工作處理，以及將化合物粘附于和/或浸入表面的表面改性處理。
上述表面覆蓋層、彈性覆蓋層和電阻層可通過如下方法形成將預(yù)制的有給定厚度的片狀或管狀層施于支撐體或下層上，或在支撐體或下層上覆蓋預(yù)制的有給定厚度的片狀或管狀層，或進(jìn)行涂布如靜電噴涂或浸涂。也可使用通過擠壓粗略形成層，然后通過研磨或拋光進(jìn)行形狀調(diào)節(jié)的方法，或者還可使用將材料固化并模塑為給定形狀的方法。
當(dāng)這些層通過涂布形成時，任何溶劑將滿足用于涂料溶液的溶劑，只要該溶劑能夠溶解粘合材料即可。例如，該溶劑可包括醇如甲醇、乙醇和異丙醇；酮如丙酮、甲基乙基酮和環(huán)己酮；酰胺如N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺；亞砜如二甲亞砜；醚如四氫呋喃、二氧雜環(huán)乙烷和乙二醇單甲基醚；酯如乙酸甲酯和乙酸乙酯；脂族鹵代烴如氯仿、氯乙烯、二氯乙烯、四氯化碳和三氯乙烯；以及芳香化合物如苯、甲苯、二甲苯、石油醚、氯苯和二氯苯。
對于在覆蓋層材料中分散粒子的方法，可使用已知方法。例如，可將覆蓋層材料和粒子借助螺條混合機、諾塔混合器、亨舍爾(Henschel)混合器、超級混合機或其類似物混合，或可借助班拍里混煉機、壓力捏合機或其類似物混合。
當(dāng)這些層通過涂布形成時，可將溶劑、覆蓋層材料和粒子混合，并用通常已知的流體分散裝置如前述球磨機、沙磨機、涂料混合器、Daino磨機和珠磨機分散。
測量物理性能的方法測量顯微硬度(microhardness)本發(fā)明的充電部件表面的顯微硬度用顯微硬度測量儀MD-1型(由Koubunshi Keiki Co.，Ltd.制造)，按照峰值保持模式在23℃/55％RH環(huán)境中測量。更具體地，將充電部件放置于帶有防止?jié)L動的塊的金屬板上。將測量終端精確地從垂直于金屬板的方向向充電部件中心壓充電部件表面，5秒鐘后，讀取數(shù)值。在離兩個橡膠末端和充電部件中心位置沿周邊方向30mm至40mm的3個點，即總共9個點，進(jìn)行相同測量。將這些測量值的平均值作為顯微硬度。
測量平均粒徑對于本發(fā)明的粒子的平均粒徑，僅觀察已除去次級附聚粒子的初級粒子，在透射電子顯微鏡(TEM)上對100顆這樣的粒子進(jìn)行觀察，并測定其投影面積。計算所獲得投影面積的等圓直徑(circle-equivalent diameters)，由此得到平均體積粒子直徑，將其作為平均粒徑。
測量體積電阻率本發(fā)明中，各表面覆蓋層、彈性覆蓋層和電阻層的體積電阻率在23℃/50％RH的環(huán)境中，用電阻測量儀HIRESTA-UP(由三菱化學(xué)株式會社Mitsubishi Chemical Corporation制造)，對測量目標(biāo)樣品施加250V電壓30秒下測量。為測量覆蓋層為固體(如橡膠、樹脂或其類似物)的體積電阻率，在固體材料上形成厚度2mm的層，由此制備測量目標(biāo)樣品。為測量通過涂布涂料溶液形成的覆蓋層的體積電阻率，將鋁片用該涂料溶液涂布，并將形成的涂層用作測量目標(biāo)樣品。
在本發(fā)明中，若粒子處于絕緣區(qū)，則粒子的體積電阻率在23℃/50％RH環(huán)境中通過周電阻測量儀HIRESTA-UP(由三菱化學(xué)株式會社制造)并對測量的目標(biāo)樣品施加適合測量目標(biāo)樣品的電阻的電壓(取決于要測量的電阻落入的區(qū)域，合適的電壓不同)來測量。粒子在導(dǎo)電區(qū)的體積電阻率在23℃/50％RH環(huán)境中通過用電阻測量儀LORESTA-GP(由Mitsubishi ChemicalCorporation制造)在對要測量的目標(biāo)樣品施加10V電壓下測量。
優(yōu)選的是，考慮待測體積電阻率的粒子的密度而適當(dāng)調(diào)節(jié)測量目標(biāo)樣品的量。例如，當(dāng)測量炭黑的體積電阻率時，使用0.5g炭黑，并通過施加10.1MPa(102kgf/cm2)的壓力對其進(jìn)行壓制，由此制備測量目標(biāo)樣品。
圖1中簡略示出了設(shè)置有處理盒的電子照相裝置的一個例子的結(jié)構(gòu)，所述處理盒具有電子照相感光部件和本發(fā)明充電部件。
在圖1中，附圖標(biāo)記1表示圓柱型電子照相感光部件，它按箭頭方向以給定圓周速度圍繞軸2被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電子照相感光部件1的表面通過充電裝置(在圖1中為輥形充電部件，即充電輥)3均勻地靜電充電為正或負(fù)的給定電勢。然后將如此充電的電子照相感光部件暴露在曝光光線(成像曝光光線)4L下，4L發(fā)射自一個曝光裝置(未示出)，該裝置用于狹縫曝光或激光束掃描曝光。按照這種方式，對應(yīng)預(yù)定圖像的靜電潛像成功地在該電子照相感光部件1的表面上形成。
這樣在電子照相感光部件1的表面上形成的靜電潛像，由顯影裝置5的顯影器中含有的調(diào)色劑顯影為調(diào)色劑圖像，該顯影裝置5的顯影劑中含有調(diào)色劑。然后，如此形成并保持在電子照相感光部件1表面上的調(diào)色圖像借助轉(zhuǎn)印裝置(如轉(zhuǎn)印輥)6發(fā)出的轉(zhuǎn)印偏壓(transfer bias)成功轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料(如紙)P上，該轉(zhuǎn)印材料自轉(zhuǎn)印材料加料裝置(未示出)按照與電子照相感光部件1同步旋轉(zhuǎn)的方式加至電子照相感光部件1與轉(zhuǎn)印裝置6之間的部分(接觸區(qū))。
已轉(zhuǎn)印有調(diào)色劑圖像的轉(zhuǎn)印材料P自電子照相感光部件表面分離，導(dǎo)入定影裝置8中使該調(diào)色劑圖像定影，然后作為形成圖像的材料(印刷物或復(fù)印件)從該裝置中輸出。
已轉(zhuǎn)印有調(diào)色劑圖像的電子照相感光部件1的表面，在轉(zhuǎn)印之后，通過清潔裝置(例如清潔葉片)7除去殘留的顯影劑(調(diào)色劑)。這樣電子照相感光部件的表面得以清潔，然后重復(fù)用于圖像形成。此外，在電子照相感光部件表面已被清潔裝置7清潔后，在利用充電部件3對電子照相感光部件1的表面充電之前，可利用預(yù)曝光對該表面進(jìn)行電荷消除。
該裝置可由多個部件的組合構(gòu)成，這些部件裝配在外殼中，并且從部件例如上述電子照相感光部件1、充電部件3、顯影裝置5、轉(zhuǎn)印裝置6和清潔裝置7中有選擇地整體連接為處理盒，這樣，該處理盒可拆卸地安裝于電子照相裝置如復(fù)印機或激光束打印機的主體。在圖1中，電子照相感光部件1、主充電裝置3、顯影裝置5和清潔裝置7被整體支撐于卡盒內(nèi)，由此形成處理盒9，它通過導(dǎo)向裝置10如裝配在電子照相裝置主體內(nèi)的軌道可拆卸地安裝至該裝置的主體上。
作為電子照相感光部件1，可使用包括例如圓柱形支撐體(導(dǎo)電支撐體)和在該支撐體上形成的包含無機感光材料和/或有機感光材料的感光層的電子照相感光部件。該電子照相感光部件1可進(jìn)一步具有電荷注入層，該層用于將電子照相感光部件表面充電至給定極性和電勢。
顯影裝置3可使用的顯影系統(tǒng)可包括例如跳躍式顯影系統(tǒng)、接觸式顯影系統(tǒng)和磁刷系統(tǒng)。對于復(fù)制彩色圖像(全色圖像)的電子照相裝置，為防止調(diào)色劑散布，特別優(yōu)選接觸式顯影系統(tǒng)。
實施例下面通過所給的實施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而應(yīng)注意本發(fā)明不受這些實施例限制。
實施例1生產(chǎn)復(fù)合粒子在輪碾機轉(zhuǎn)動下，向作為第一金屬氧化物粒子的7.0kg二氧化硅粒子(平均粒徑17nm；體積電阻率1.8×1012Ωcm)中加入140g甲基氫聚硅氧烷，并在單位長度荷載588N/cm(60kg/cm)下混合和攪拌30分鐘。這里，攪拌在速度22rpm下進(jìn)行。
然后，在輪碾機轉(zhuǎn)動下，在10分鐘內(nèi)加入7.0kg炭黑粒子(平均粒徑15nm；體積電阻率2.0×102Ωcm)，并在單位長度荷載588N/cm(60kg/cm)下進(jìn)一步混合和攪拌60分鐘，以使炭黑與甲基氫聚硅氧烷涂層粘附，接著借助干燥器在80℃下干燥60分鐘，由此生產(chǎn)復(fù)合粒子。此外，這里攪拌在速度22rpm下進(jìn)行。
得到的復(fù)合粒子具有平均粒徑15nm和體積電阻率1.8×102Ωcm。
生產(chǎn)第二金屬氧化物粒子將1,000g金紅石型氧化鈦粒子(平均粒徑15nm；體積電阻率5.2×1010Ωcm)、110g異丁基三甲氧基硅烷作為表面處理劑，和3000g甲苯作為溶劑混合制備漿料。
將該漿料借助攪拌器混合30分鐘，然后加入Visco磨中，該磨的80％有效內(nèi)體積被平均粒徑0.8mm的玻璃珠填充，由此在溫度35±5℃下進(jìn)行濕破碎。
將通過濕破碎獲得的漿料用捏合機在減壓下蒸餾(浴溫110℃；產(chǎn)品溫度30至60℃；減壓度約100托)以除去甲苯，然后在120℃下烘烤表面處理劑2小時。將該已進(jìn)行烘烤的粒子冷卻至室溫，然后用針盤式磨粉機磨粉。
生產(chǎn)充電部件將直徑6mm和長度252.5mm的不銹鋼心軸用作支撐體(導(dǎo)電支撐體)。將心軸用可熱固化的粘合劑(METALOC U-20，購自株式會社東洋化學(xué)研究所Toyokagaku Kenkyusho Co.，Ltd.)涂布，然后干燥。
接著，將100重量份表氯醇橡膠三元聚合物(環(huán)氧乙烷(EO)/表氯醇(EP)/烯丙基縮水甘油醚(AGE)＝73mol％/23mol％/4mol％)、45重量份碳酸鈣、8重量份脂族聚酯型增塑劑、1份硬脂酸鋅、0.5重量份2-巰基苯并咪唑(MB)(一種抗氧劑)、5重量份氧化鋅、2重量份下式表示的季銨鹽 和5重量份炭黑(平均粒徑50nm；體積電阻率0.1Ωcm)借助控制在50℃的密閉混合器捏合10分鐘，由此制備原料配混料。
向該原料配混料中，按表氯醇橡膠三元聚合物的重量計，加入1％重量硫(硫化劑)、1％重量二苯并噻唑硫化物(DM)(一種硫化加速劑)和0.5％重量四甲基秋蘭姆單硫化物(TS)，并借助冷卻至20℃的雙輥研磨機捏合10分鐘，由此制備用于彈性覆蓋層的配混料。
然后，用擠壓機將上述用于彈性層的配混料擠出到涂布粘合劑的支撐體上，并如此成型使其具有外徑約10mm的輥形，接著在160℃下在電烘箱中進(jìn)行硫化和粘合劑固化1小時。然后將該橡膠層的兩端切穿，接著進(jìn)行表面研磨工作，使其具有外徑8.5mm的輥形。如此，在支撐體上形成彈性覆蓋層。這里冠的標(biāo)準(zhǔn)(中間部分的外徑與離開中間部分90mm位置處的外徑之差)設(shè)定為110μm。
隨后，向己內(nèi)酯改性的丙烯酰基多元醇溶液(商品名PLACCEL DC2016，購自日本大賽璐化學(xué)工業(yè)株式會社DaicelChemical Industries，Ltd.)中加入甲基異丁基酮，以將溶液的固體含量調(diào)節(jié)至20％重量。
向500重量份所得溶液中，進(jìn)一步加入下列物質(zhì)以制備流體混合物。
(按重量計)上述復(fù)合粒子 30份上述第二金屬氧化物粒子 25份改性二甲基硅油 0.08份(商品名SH28PA，購自東麗道康寧硅膠有限公司DowCorning Toray Silicone Co.，Ltd.)各自用丁酮肟封閉的亞己基二異氰酸酯(HDI)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)的1∶1混合物98.84份這里加入HDI和IPDI的混合物，以使NCO/OH＝1.0。對于HDI和IPDI，使用HDI(商品名DURANATE TPA-B80E，購自旭化成工業(yè)公司Asahi Chemical Industry Co.Ltd.)和IPDI(商品名BESTANATO B1370，購自德固薩股份有限公司Degussa-Hulls AG)。
在450ml玻璃瓶中，將280g上述液體混合物和200g作為分散介質(zhì)的平均粒徑0.8mm的玻璃珠混合，接著用涂料振搖分散器分散12小時，由此制備液體分散體(一種表面覆蓋層涂布液體)。
將彈性覆蓋層用該表面覆蓋層涂布液體浸涂一次，接著在常溫下空氣干燥30分鐘或更長時間，隨后用設(shè)在80℃的循環(huán)熱空氣干燥器干燥1小時，并用設(shè)在160℃的循環(huán)熱空氣干燥器進(jìn)一步干燥1小時，由此在彈性覆蓋層上形成表面覆蓋層。這里，浸涂浸泡時間為9秒，浸涂提升速率按這樣設(shè)定，即初始速率為20mm/秒，最終速率為2mm/秒，其中在20mm/秒降至2mm/秒的過程中，速率隨時間線性變化。
這樣生產(chǎn)出充電輥，該充電輥按順序在支撐體上具有彈性覆蓋層和表面覆蓋層(最外層)。
本實施例中充電部件表面的顯微硬度通過前述方法測量。結(jié)果在表3中給出。
<評價C-set>
將生產(chǎn)的充電部件與電子照相感光鼓接觸，并在40℃/95％RH的環(huán)境中放置一個月。本實施例中使用的感光鼓直徑為24mm。用彈簧壓力將該充電部件壓向感光鼓，總壓力為1kgw，每端的壓力為0.5kgw。
在40℃/95％RH的環(huán)境中放置一個月后，將該充電部件在保持與感光鼓接觸的狀態(tài)下從上述環(huán)境中取出，然后在23℃/50％RH的環(huán)境中放置6小時。隨后，將與感光鼓接觸的充電部件裝入如圖2構(gòu)造的電子照相裝置中(僅將DC電壓施于充電部件)，于該電子照相裝置中在23℃/50％RH環(huán)境下復(fù)制半色調(diào)圖像，由此評價復(fù)制的圖像。
40℃/95％RH的環(huán)境其溫度和濕度都高于電子照相儀器通常使用的環(huán)境，并且充電部件以大的程度變形。因此，若在此條件下無C-set圖像出現(xiàn)，則可認(rèn)為在長時間內(nèi)不發(fā)生C-set相關(guān)的問題。
此外，將經(jīng)充電部件充電后的電子照相感光部件的表面電勢(暗區(qū)電勢)控制至-400V。而且將處理速度設(shè)定為94mm/秒。
復(fù)制圖像的評價結(jié)果在表3中給出。在表3中，圖像評價按如下分級等級1非常好。
等級2好。
等級3在半色調(diào)圖像中能輕微看到線狀圖像缺陷。
等級4線狀圖像缺陷明顯。
下面描述如圖2所示構(gòu)造的電子照相裝置。
附圖標(biāo)記151表示圓柱形電子照相感光部件，在本實施例中其直徑為24mm。該電子照相感光部件151按箭頭方向以給定處理速度(94mm/秒)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
附圖標(biāo)記153表示充電輥。S1表示僅向充電輥供給DC電壓的電源。充電輥153以給定壓力(彈簧壓力)保持與電子照相感光部件151接觸，并跟著電子照相感光部件151旋轉(zhuǎn)的方向驅(qū)動旋轉(zhuǎn)(通過總壓1kgw、每端壓力0.5kgw的彈簧壓力保持接觸)。向該充電輥153，僅施加來自電源S1的DC電壓-1,000V，這樣對電子照相感光部件151的表面充電(接觸充電)至-400V。
附圖標(biāo)記154表示作為曝光裝置的激光束掃描器。將通過充電輥153充電至-400V(暗區(qū)電勢)的電子照相感光部件151表面，借助激光束掃描器154，用對應(yīng)于預(yù)定圖像信息的曝光(成像曝光)光線154L照射，通過將電子照相感光部件表面的-400V電勢選擇性地衰減至-150V(光區(qū)電勢)，從而在電子照相感光部件151的表面上形成靜電潛像。
附圖標(biāo)記155表示顯影組件(顯影裝置)。該顯影裝置155具有調(diào)色劑運送部件155a，它設(shè)置在裝調(diào)色劑(顯影劑)的顯影劑容器開口處并攜帶和運送調(diào)色劑；攪拌部件155b，它攪拌裝在調(diào)色劑容器中的調(diào)色劑；和調(diào)色劑控制部件155c，它控制保持在調(diào)色劑運送部件155a上的調(diào)色劑的量(即調(diào)色劑層厚)。在顯影組件155中，將保持充電至-350V(顯影偏壓)的調(diào)色劑(負(fù)調(diào)色劑)選擇性地附著至在電子照相感光部件151的表面上形成的靜電潛像的光區(qū)電勢區(qū)域，以使靜電潛像作為調(diào)色劑圖像可觀察到。調(diào)色劑運送部件155a與電子照相感光部件151接觸，或通過運送的調(diào)色劑與電子照相感光部件151接觸。即它使用接觸式顯影系統(tǒng)。因此，考慮到確保接觸穩(wěn)定性，將調(diào)色劑運送部件155a制成賦有導(dǎo)電性的顯影輥，它包括支撐體(導(dǎo)電支撐體)，其上設(shè)有彈性覆蓋層(由橡膠制成)。當(dāng)然，在彈性覆蓋層中，可將泡沫用作彈性材料，或可在彈性覆蓋層上設(shè)置另外一層，或可將彈性覆蓋層進(jìn)行表面處理如使用紫外線或電子射線的表面工作處理，以及將化合物粘附于和/或浸入表面的表面改性處理。
附圖標(biāo)記156表示作為轉(zhuǎn)印裝置的轉(zhuǎn)印輥。該轉(zhuǎn)印輥156具有支撐體(導(dǎo)電支撐體)，該支撐體涂布有控制為中等電阻的彈性樹脂層。轉(zhuǎn)印輥156在給定壓力下保持與電子照相感光部件151接觸，以在它們之間形成轉(zhuǎn)印輥縫，而且轉(zhuǎn)印輥跟隨電子照相感光部件151旋轉(zhuǎn)的方向旋轉(zhuǎn)，其圓周速度基本上等于電子照相感光部件151的旋轉(zhuǎn)圓周速度。同時，自電源S2施加極性與調(diào)色劑電荷極性相反的轉(zhuǎn)印電壓。轉(zhuǎn)印材料P在給定時間內(nèi)從送紙機械裝置部分(未顯示)送入到轉(zhuǎn)印輥縫，并在其背面借助施加有轉(zhuǎn)印電壓的轉(zhuǎn)印輥156充上與調(diào)色劑電荷極性相反的電荷，由此電子照相感光部件151表面上的調(diào)色劑圖像在轉(zhuǎn)印輥縫處靜電轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印材料P的表面(面對電子照相感光部件151的一側(cè))。
已在轉(zhuǎn)印輥縫轉(zhuǎn)印有調(diào)色劑圖像的轉(zhuǎn)印材料P從電子照相感光部件151表面分離，并被導(dǎo)入定影裝置(未顯示)內(nèi)，調(diào)色劑圖像在該定影裝置中定影。然后圖像已定影的轉(zhuǎn)印材料作為圖像已成形的材料輸出。在雙面圖像形成模式或多個圖像形成模式的情況下，該圖像已成形的材料導(dǎo)入再循環(huán)傳輸機械(未顯示)，隨即再次導(dǎo)入轉(zhuǎn)印輥縫。
電子照相感光部件151表面上的轉(zhuǎn)印殘留調(diào)色劑由清潔葉片(未顯示)收集。然后，該電子照相感光部件151的表面再次由充電輥153靜電充電，隨后圖像重復(fù)形成。
<測量C-set變形程度>
按如上所述復(fù)制圖像，同時測量充電部件的C-set變形程度。
當(dāng)充電部件為輥形充電部件(充電輥)時，假定支撐體(導(dǎo)電支撐體)為軸，測量輥的半徑，并將接觸部位的最大變形部分與非接觸部分的半徑差作為C-set變形程度。在測量中，使用東京光電子工業(yè)株式會社Tokyo Opto-Electronics Co.，Ltd.制造的全自動輥測量儀，測量時將充電部件每次旋轉(zhuǎn)1°，來進(jìn)行360°測量。將接觸部位的半徑最小值與非接觸部位的半徑之差作為C-set變形程度。此測量在3個位置進(jìn)行即輥縱向的中間部分和離開中間部分90mm的兩個位置。將最大變形程度作為充電部件的變形程度。
當(dāng)充電部件為片形、帶形或板形時，該測量用株式會社小坂研究所Kosaka Laboratory Ltd.制造的表面粗糙度測量儀SE-3400進(jìn)行。具體而言，測量在8mm長度上進(jìn)行，這樣能夠用該測量儀在與JIS B 0601表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)中測量十點平均表面粗糙度相同的條件下測量接觸部分，并將接觸部位的最大變形部分與非接觸部分之間的差值作為C-set變形程度。該測量在3點進(jìn)行即充電部件縱向的中間部分和離開中間部分90mm的兩個位置。將最大變形程度作為充電部件的變形程度。
C-set變形程度的測量結(jié)果在表3中給出。
實施例2至11按與實施例1相同的方式生產(chǎn)復(fù)合粒子，不同的是改變第一金屬氧化物粒子、要加入的用于表面處理劑的材料和其量以及要加入的炭黑的類型和量，如表1所示。復(fù)合粒子的平均粒徑和體積電阻率在表1中給出。
第二金屬氧化物粒子按與實施例1相同的方式制備，不同的是如表2所示改變用于該金屬氧化物粒子的表面處理劑的量。
按與實施例1相同的方式生產(chǎn)充電部件，不同的是按表3所示改變用于形成表面覆蓋層(最外層)的復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子的重量份。對于復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子，使用通過上述方法生產(chǎn)的那些粒子。
對于如此生產(chǎn)的充電部件，按與實施例1相同的方式進(jìn)行充電部件表面的顯微硬度測量、C-set變形程度測量和C-set圖像評價。結(jié)果在表3中給出。
實施例12按照如下方式生產(chǎn)第一金屬氧化物粒子。
用20kg金紅石型氧化鈦粒子(平均粒徑50nm)和150L水制備含氧化鈦粒子的漿料。用氫氧化鈉水溶液將該含氧化鈦粒子的漿料的pH值調(diào)至10.5。接著向所得漿料中加水來調(diào)節(jié)漿料濃度至98g/L。然后將150L該漿料加熱至60℃，并在漿料中加入5,444mL(相當(dāng)于0.5％重量，按氧化鈦粒子計)1.0mol/L NaAlO2溶液。放置30分鐘后，用乙酸將pH值調(diào)至7.5。將該漿料在此狀態(tài)下放置30分鐘，接著過濾、用水洗滌、干燥，然后粉碎，由此制備表面涂有鋁的氫氧化物的金紅石型氧化鈦粒子。這些粒子的體積電阻率為1.1×1010Ωcm。
按與實施例1相同的方式生產(chǎn)復(fù)合粒子，不同的是將上述粒子用作第一金屬氧化物粒子，以及改變要加入的表面處理劑的材料和其量以及要加入的炭黑的類型和量，如表1所示。所生產(chǎn)的復(fù)合粒子的平均粒徑和體積電阻率在表1中給出。
第二金屬氧化物粒子按與實施例1相同的方式制備。
按與實施例1相同的方式生產(chǎn)充電部件，不同的是按表3所示改變用于形成表面覆蓋層(最外層)的復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子的重量份。對于復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子，使用通過上述方法生產(chǎn)的那些粒子。
對于如此生產(chǎn)的充電部件，按與實施例1相同的方式進(jìn)行充電部件表面的顯微硬度測量、C-set變形程度測量和C-set圖像評價。結(jié)果在表3中給出。
實施例13按與實施例1相同的方式生產(chǎn)復(fù)合粒子，不同的是改變第一金屬氧化物粒子及要加入的炭黑的類型和量，如表1所示。本實施例中，第一金屬氧化物粒子未經(jīng)表面處理。復(fù)合粒子的平均粒徑和體積電阻率在表1中給出。
第二金屬氧化物粒子用表2中給出的材料生產(chǎn)，并且不進(jìn)行表面處理。
按與實施例1相同的方式生產(chǎn)充電部件，不同的是按表3所示改變用于形成表面覆蓋層(最外層)的復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子的重量份。對于復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子，使用通過上述方法生產(chǎn)的那些粒子。
對于如此生產(chǎn)的充電部件，按與實施例1相同的方式進(jìn)行充電部件表面的顯微硬度測量、C-set變形程度測量和C-set圖像評價。結(jié)果在表3中給出。
實施例14至19和21按與實施例1相同的方式生產(chǎn)復(fù)合粒子，不同的是改變第一金屬氧化物粒子、要加入的用于表面處理劑的材料和其量以及要加入的炭黑的類型和量，如表1所示。復(fù)合粒子的平均粒徑和體積電阻率在表1中給出。
第二金屬氧化物粒子按與實施例1相同的方式制備，不同的是如表2所示改變用于金屬氧化物粒子的材料以及要加入的用于表面處理劑的材料和量。
按與實施例1相同的方式生產(chǎn)充電部件，不同的是按表3所示改變用于形成表面覆蓋層(最外層)的復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子的重量份。對于復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子，使用通過上述方法生產(chǎn)的那些粒子。
對于如此生產(chǎn)的充電部件，按與實施例1相同的方式進(jìn)行充電部件表面的顯微硬度測量、C-set變形程度測量和C-set圖像評價。結(jié)果在表3中給出。
實施例20按與實施例19相同的方式生產(chǎn)充電部件，不同的是在第二金屬氧化物粒子的表面處理中，將100g異丁基三甲氧基硅烷和100g甲基氫聚硅氧烷用作表面處理劑。
對于如此生產(chǎn)的充電部件，按與實施例1相同的方式進(jìn)行充電部件表面的顯微硬度測量、C-set變形程度測量和C-set圖像評價。結(jié)果在表3中給出。
實施例22按與實施例21相同的方式生產(chǎn)充電部件，不同的是第二金屬氧化物粒子未經(jīng)表面處理。
對于如此生產(chǎn)的充電部件，按與實施例1相同的方式進(jìn)行充電部件表面的顯微硬度測量、C-set變形程度測量和C-set圖像評價。結(jié)果在表3中給出。
實施例23和24按與實施例2相同的方式生產(chǎn)充電部件，不同的是如表3所示改變用于形成彈性覆蓋層的表氯醇橡膠三元聚合物中的環(huán)氧乙烷(EO)/表氯醇(EP)/烯丙基縮水甘油醚(AGE)的比例。
對于如此生產(chǎn)的充電部件，按與實施例1相同的方式進(jìn)行充電部件表面的顯微硬度測量、C-set變形程度測量和C-set圖像評價。結(jié)果在表3中給出。
實施例25按與實施例1相同的方式生產(chǎn)充電部件，不同的是在制備表面覆蓋層(最外層)涂布溶液中進(jìn)一步加入50重量份交聯(lián)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子(平均粒徑5.0μm(5,000nm)；體積電阻率1.0×1015Ωcm)。
對于如此生產(chǎn)的充電部件，按與實施例1相同的方式進(jìn)行充電部件表面的顯微硬度測量、C-set變形程度測量和C-set圖像評價。結(jié)果在表3中給出。
比較例1按與實施例1相同的方式生產(chǎn)充電部件，不同的是不使用復(fù)合粒子和第二金屬氧化物粒子，并在制備表面覆蓋層(最外層)涂布溶液時使用30重量份炭黑(平均粒徑20nm；體積電阻率100Ωcm)。
對于如此生產(chǎn)的充電部件，按與實施例1相同的方式進(jìn)行充電部件表面的顯微硬度測量、C-set變形程度測量和C-set圖像評價。結(jié)果在表3中給出。
比較例2按與比較例1相同的方式生產(chǎn)充電部件，不同的是在制備表面覆蓋層(最外層)涂布溶液時進(jìn)一步加入10重量份經(jīng)表面處理的二氧化硅粒子作為第二金屬氧化物粒子。
上述第二金屬氧化物粒子按與實施例1相同的方式制備，不同的是如表2所示改變用于金屬氧化物粒子的材料以及要加入的表面處理劑的材料和量。
對于如此生產(chǎn)的充電部件，按與實施例1相同的方式進(jìn)行充電部件表面的顯微硬度測量、C-set變形程度測量和C-set圖像評價。結(jié)果在表3中給出。
比較例3按與實施例14相同的方式生產(chǎn)充電部件，不同的是不使用第二金屬氧化物粒子。
對于如此生產(chǎn)的充電部件，按與實施例1相同的方式進(jìn)行充電部件表面的顯微硬度測量、C-set變形程度測量和C-set圖像評價。結(jié)果在表3中給出。
表1

表1(續(xù))

表2

表2(續(xù))

表3

表3(續(xù))

根據(jù)本發(fā)明，可提供一種充電部件，該充電部件即使在施于充電部件的電壓僅為DC電壓的電子照相裝置中使用時，也能夠有助于復(fù)制無圖像缺陷(特別是C-set圖像)的優(yōu)良圖像。還可提供具有該充電部件的處理盒和電子照相裝置。
本申請要求如下日本專利申請的優(yōu)先權(quán)2004年8月5日提交的No.2004-229504和2005年5月27日提交的No.2005-154894，這兩個申請的內(nèi)容包含于此，以供參考。
權(quán)利要求
1.一種充電部件，它包括支撐體和設(shè)置在該支撐體上的至少一層覆蓋層，其中所述覆蓋層具有一處于充電部件最外表面上的最外層；該最外層包含包括涂有炭黑的第一金屬氧化物粒子的復(fù)合粒子、第二金屬氧化物粒子和粘合劑。
2.一種充電部件，包括支撐體和設(shè)置在該支撐體上的至少一層覆蓋層，其中所述覆蓋層包括一處于充電部件最外表面上的最外層；該最外層由基質(zhì)形成，該基質(zhì)包括粘合劑、并具有多個第一片段和多個第二片段；所述第一片段與所述第二片段相比，具有與粘合劑更高的親和力；所述第一片段被所述第二片段彼此分離，并且所述第一片段包括含涂有炭黑的第一金屬氧化物粒子的復(fù)合粒子；以及所述第二片段包括第二金屬氧化物粒子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的充電部件，其中，所述第一金屬氧化物粒子為選自由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化鎂、氧化鐵、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鋇和鋯酸鈣組成的集合的金屬氧化物粒子，所述第二金屬氧化物粒子為選自由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化鎂、氧化鐵、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鋇和鋯酸鈣組成的集合的金屬氧化物粒子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的充電部件，其中，所述第二金屬氧化物粒子具有介電常數(shù)30或更大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的充電部件，其中，所述第二金屬氧化物粒子為選自由氧化鈦、鈦酸鍶、鈦酸鈣和鈦酸鋇組成的集合的金屬氧化物粒子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的充電部件，其中，所述第二金屬氧化物粒子具有平均粒徑1nm至1,000nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的充電部件，其中，所述復(fù)合粒子具有平均粒徑1nm至1,000nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的充電部件，其中，所述第一金屬氧化物粒子和所述第二金屬氧化物粒子的至少一種已進(jìn)行過表面處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的充電部件，其中，所述表面處理用有機硅化合物進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的充電部件，其中，所述第一金屬氧化物粒子和所述第二金屬氧化物粒子的至少一種為絕緣金屬氧化物粒子。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的充電部件，其中，所述復(fù)合粒子與所述第二金屬氧化物粒子的重量比值為0.2至15。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的充電部件，其中，所述覆蓋層包括至少兩層，該兩層包括所述最外層和設(shè)置在所述支撐體與所述最外層之間的導(dǎo)電彈性層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的充電部件，其中，所述導(dǎo)電彈性層包含表氯醇橡膠作為主要組分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的充電部件，其中，所述表氯醇橡膠具有含量為55mol％至85mol％的環(huán)氧乙烷單元。
15.一種處理盒，包括被整體支撐的電子照相感光部件和充電部件，并且所述處理盒可拆卸地安裝于電子照相裝置的主體；所述充電部件包括支撐體和設(shè)置在該支撐體上的至少一層覆蓋層；所述充電部件的所述覆蓋層包括處于充電部件最外表面上的最外層；該最外層包含i)包括涂有炭黑的第一金屬氧化物粒子的復(fù)合粒子、ii)第二金屬氧化物粒子和iii)粘合劑。
16.一種電子照相裝置，其包括電子照相感光部件、充電裝置、曝光裝置、顯影裝置和轉(zhuǎn)印裝置；所述充電部件包括支撐體和設(shè)置在該支撐體上的至少一層覆蓋層；所述充電部件的所述覆蓋層包括處于充電部件最外表面上的最外層；該最外層包含包括涂有炭黑的第一金屬氧化物粒子的復(fù)合粒子、第二金屬氧化物粒子和粘合劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子照相裝置，其進(jìn)一步包括用于僅將直流電壓施于所述充電部件的電壓施加裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種充電部件，它具有支撐體和設(shè)置在該支撐體上的至少一層覆蓋層。設(shè)置于充電部件最外表面上的覆蓋層的最外層包含由涂有炭黑的第一金屬氧化物粒子構(gòu)成的復(fù)合粒子、第二金屬氧化物粒子和粘合劑。
文檔編號B32B33/00GK1743970SQ200510087718
公開日2006年3月8日 申請日期2005年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者谷口智士, 原田昌明, 高木英行, 大高利博, 澤田彌齊 申請人:佳能株式會社, 佳能化成株式會社