本發(fā)明涉及一種充電元件、處理盒以及圖像形成裝置。

背景技術：

在電子照相圖像形成裝置中，使用充電裝置等對圖像承載體(例如感光體)的表面進行充電，接著使用根據(jù)圖像信號調(diào)制的激光束等進行照射以形成靜電潛像，對該靜電潛像使用充電的調(diào)色劑進行顯影以形成調(diào)色劑圖像。調(diào)色劑圖像直接或通過中間轉(zhuǎn)印體轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上以形成期望的圖像。

該圖像形成裝置中包括的充電裝置的已知示例包括諸如電暈管和格柵電暈管的非接觸式充電裝置，這些非接觸式充電裝置利用對普通金屬絲施加高電壓而產(chǎn)生的電暈放電來進行充電。另一方面，已廣泛使用包括充電輥的接觸式充電裝置代替這些非接觸式充電裝置，因為，例如接觸式充電裝置通常需要較低的電壓并且產(chǎn)生的臭氧比非接觸式充電裝置少。

日本專利文獻特開2010-197936號公報公開了一種充電元件，該充電元件包括導電基底和導電表面層。所述表面層包括粘合劑樹脂和分散于粘結(jié)劑樹脂中的復合顆粒。充電元件的表面具有由復合顆粒形成的凸起。該復合顆粒具有1μm以上且30μm以下的平均直徑并且每個復合顆粒包括覆蓋有導電材料的芯。所述芯包括包含由環(huán)氧乙烷衍生的單元的聚合物。由環(huán)氧乙烷衍生的單元在聚合物中的含量為20質(zhì)量％以上且100質(zhì)量％以下。導電材料包括選自炭黑、導電聚合物、金屬氧化物和金屬中的至少一種。

日本專利文獻特開2010-102016號公報公開了一種充電元件，該充電元件包括導電基底和設置在導電基底上的表面層。表面層包括粘結(jié)劑用樹脂、石墨顆粒和選自鈦酸鈣顆粒、鈦酸鋇顆粒和鈦酸鍶顆粒的鐵電顆粒。充電元件的表面具有由石墨顆粒形成的凸起(即，石墨凸起)和由鐵電顆粒形成的凸起(即，鐵電凸起)。鐵電凸起低于由與其相鄰的三個石墨凸起的頂點形成的平面的數(shù)目是鐵電凸起的總數(shù)的80％以上。

日本專利文獻特開2009-175427號公報公開了一種充電輥，該充電輥包括：軸；電阻調(diào)節(jié)層，其設置在所述軸的外周上或所述軸的外周的上方，所述軸的外周和所述電阻調(diào)整層之間設有另一層；以及保護層，其設置在電阻調(diào)節(jié)層的外周上。保護層包括包含(a)粘合劑聚合物、(b)具有比表面積9m²/g以上的多孔顆粒、和(c)導電劑的組合物。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有如下充電特性的充電元件，該充電元件與包括包含不含有金屬的無機導電劑的表面層的充電元件的充電特性或者包括包含不含有能夠與金屬配位的配位原子或具有大于400的分子量的有機導電劑的表面層的充電元件的充電特性相比，不太可能隨著時間變得更加不均勻。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種充電元件，該充電元件包括導電基底以及配置于所述導電基體上的表面層。所述表面層包括含有金屬的無機導電劑以及有機導電劑。所述有機導電劑含有能夠與所述金屬配位的配位原子，并且具有400以下的分子量。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，所述無機導電劑含有金屬氧化物顆粒。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，所述有機導電劑含有選自蒽醌顆粒和蒽醌衍生物顆粒中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，所述蒽醌衍生物顆粒是由通式(1)表示的化合物顆粒，

其中，n1和n2各自獨立地表示0至3的整數(shù)且不同時變?yōu)?；m1和m2各自獨立地表示0或1的整數(shù)；并且r¹和r²各自獨立地表示1-10個碳原子的烷基、具有1-10個碳原子的烷氧基、或羧基。

根據(jù)本發(fā)明的第五方面，所述蒽醌和所述蒽醌衍生物是選自蒽醌、茜素、醌茜以及醌茜素中的至少一種化合物。

根據(jù)本發(fā)明的第六方面，所述表面層進一步包括填料。

根據(jù)本發(fā)明的第七方面，所述無機導電劑與所述有機導電劑之間的摩爾比(無機導電劑:有機導電劑)為20:1至100:1。

根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種處理盒，可拆卸地安裝到圖像形成裝置上。所述處理盒包括圖像承載體和充電單元，所述充電單元包括上述的充電元件。所述充電單元通過使所述充電元件接觸所述圖像承載體的表面來對所述圖像承載體的所述表面進行充電。

根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種圖像形成裝置，其包括：圖像承載體；充電單元，其包括上述的充電元件，所述充電單元通過使所述充電元件接觸所述圖像承載體的表面來對圖像承載體的表面進行充電；潛像形成單元，其在所述圖像承載體的已充電表面上形成潛像；顯影單元，其使用調(diào)色劑對形成在所述圖像承載體的所述表面上的潛像進行顯影以形成調(diào)色劑圖像；以及轉(zhuǎn)印單元，其將形成在所述圖像承載體的所述表面上的所述調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上。

根據(jù)本發(fā)明的第一至第七方面的充電元件與包括包含不含有金屬的無機導電劑的表面層的充電元件的充電特性或者包括包含不含有能夠與金屬配位的配位原子或具有大于400的分子量的有機導電劑的表面層的充電元件的充電特性相比，不太可能隨著時間變得更加不均勻。

根據(jù)本發(fā)明的第八方面的處理盒和根據(jù)本發(fā)明的第九方面的圖像形成裝置與包括包含不含有金屬的無機導電劑的表面層的充電元件或者包括包含不含有能夠與金屬配位的配位原子或具有大于400的分子量的有機導電劑的表面層的充電元件的處理盒和圖像形成裝置相比，可以減少由于充電元件的充電特性的不一致性隨著時間增加所引起的圖像缺陷的發(fā)生。

附圖說明

將基于下列附圖詳細說明本發(fā)明的示例性實施例，其中：

圖1是根據(jù)示例性實施例的充電元件的示例的示意性透視圖；

圖2是根據(jù)示例性實施例的充電元件的示例的示意性橫截面圖；

圖3是根據(jù)示例性實施例的充電裝置的示例的示意性透視圖；

圖4是示出根據(jù)示例性實施例的圖像形成裝置的示例的示意圖；以及

圖5是示出根據(jù)示例性實施例的處理盒的示例的示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖與示例性實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

具有基本相同的功能的元件在附圖中用相同的參考號表示?？梢允÷赃@些元件的重復性描述和參考號。

充電元件

根據(jù)示例性實施例的充電元件包括導電基底以及配置于導電基體上的表面層。表面層包括含有金屬的無機導電劑以及含有能夠與金屬配位的配位原子并具有400以下的分子量的有機導電劑。這里使用的術語“能夠與金屬配位的有機導電劑”指一種化合物，該化合物包括具有未共用電子對的配位原子并且能夠通過使金屬與配位原子結(jié)合形成配位鍵來形成絡合物。

充電元件，其包括導電基底以及配置于導電基體上的表面層，該表面層包括導電劑，已作為對諸如感光體的主體進行充電的單元使用。

然而，對該充電元件重復施加電壓以對待充電的主體進行充電可能會使充電元件的表面的電阻不均勻地增加。也就是說，充電元件的表面的電阻的不一致性可能會隨著時間而增加。這樣，增加了充電元件的充電性能的不一致性。

充電元件的充電性能的不一致性被認為通過以下機制增加。重復使用充電元件導致表面層擴張和收縮。這樣，導致表面層中包括的導電劑遷移，從而破壞了導電通路。

如果使用具有不一致的充電性能的充電元件對待充電的主體進行充電，則主體可能會充電不一致。特別地，例如，在使用該充電元件對圖像形成裝置中包括的感光體進行充電的情況下，感光體可能充電不一致，并且由于感光體中電荷的不一致可能出現(xiàn)諸如不一致的濃度、色斑、白斑和條紋的圖像缺陷。

為限制導電劑的遷移，提出了一種技術，其中導電劑顆粒的表面覆蓋有具有龐大硅氧烷樹狀大分子結(jié)構(gòu)的化合物。然而，該技術在限制導電劑的遷移的同時可能會降低充電元件的導電性。

為解決此問題，根據(jù)本示例性實施例的充電元件包括表面層，該表面層包括兩種導電劑，即含有金屬的無機導電劑以及含有能夠與金屬配位的配位原子并具有400以下的分子量的有機導電劑。這樣，可以降低兩種導電劑，即無機導電劑和有機導電劑在表面層內(nèi)遷移的可能性，從而減少了導電通路的破壞。由此，可以限制充電元件的表面的電阻的不一致性隨著時間的增加，即可以限制充電元件的充電性能的不一致性隨著時間的增加。

雖然原因尚不清楚，但認為具有如下原因。

在本示例性實施例中，如上所述，無機導電劑含有金屬，并且有機導電劑含有能夠與金屬配位的配位原子。因此，在表面層中，認為有機導電劑的配位原子(例如具有未共用電子對的氧原子(＝o))與無機導電劑中含有的金屬結(jié)合以形成配位鍵，從而形成絡合物。

在根據(jù)本示例性實施例的充電元件中，認為配位鍵的形成限制了充電元件的充電性能的不一致性的增加。具體地，配位鍵的形成增加了表面層中包括的無機導電劑和有機導電劑之間的結(jié)合力。這樣，即使在表面層由于充電元件的重復使用而擴張和收縮的情況下，也降低了無機導電劑和有機導電劑一起遷移的可能性，從而減少了導電通路的破壞。

另外，在本示例性實施例中，考慮到有機導電劑的分子結(jié)構(gòu)的龐大性，將有機導電劑的分子量限制為400以下。因此，有機導電劑具有能夠與無機導電劑中含有的金屬配位的分子結(jié)構(gòu)。換句話說，這樣增加了有機導電劑中含有的配位原子與無機導電劑中含有的金屬彼此結(jié)合以形成配位鍵的可能性。

另外，在本示例性實施例中，表面層包括兩種導電劑，即無機導電劑和有機導電劑。這樣，與表面層僅包括無機導電劑的情況相比，可以容易地維持表面層的導電性基本均勻。換句話說，可以容易地維持表面層的導電性。

基于上述原因，根據(jù)示例性實施例的充電元件可以具有不太可能隨著時間而變得更不均勻的充電性能。限制充電元件的充電性能的不一致性隨著時間的增加可以增加充電元件的使用壽命。

另外，包括根據(jù)示例性實施例的充電元件的圖像形成裝置可以減少由于充電元件的充電性能的不一致性的增加而可能導致的諸如不一致的濃度、色斑、白斑和條紋的圖像缺陷的產(chǎn)生。

盡管充電元件的充電性能的不一致性尤其可能在低溫、低濕環(huán)境(例如10℃和15％rh)下發(fā)生，根據(jù)示例性實施例的充電元件的充電性能即使在低溫、低濕環(huán)境下也不太可能隨著時間而變得更不均勻。

因此，即使在低溫、低濕環(huán)境下形成圖像的情況下，包括根據(jù)示例性實施例的充電元件的圖像形成裝置也可以減少由于充電元件的充電性能的不一致性的增加而可能導致的諸如不一致的濃度、色斑、白斑和條紋的圖像缺陷的產(chǎn)生。

根據(jù)本示例性實施例的充電元件可以作為通過接觸主體來對主體進行充電的充電元件。例如，充電元件可以作為圖像形成裝置中包括的充電元件。具體地，例如，根據(jù)本示例性實施例的充電元件可以作為對諸如感光體的圖像承載體進行充電的充電元件或者作為將調(diào)色劑從圖像承載體轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上的轉(zhuǎn)印元件。

這里使用的術語“導電”指在20℃下具有1×10¹⁴ωcm的體積電阻率。

圖1是根據(jù)本示例性實施例的充電元件的示意性透視圖。圖2是根據(jù)本示例性實施例的充電元件沿圖1中的ii-ii線截取的示意性橫截面圖。

例如，如圖1和圖2所示，根據(jù)本示例性實施例的充電元件121是輥狀元件，其包括中空或?qū)嵭膱A筒導電基底30(即軸)、配置于導電基底30的外周表面上的彈性層31、以及配置于彈性層31的外周表面上的表面層32。

根據(jù)本示例性實施例的充電元件121的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)。例如，可以省略彈性層31。中間層(例如粘接層)可以可選地設置在彈性層31和導電基底30之間。電阻調(diào)節(jié)層或遷移防止層可以可選地設置在彈性層31和表面層32之間。根據(jù)本示例性實施例的充電元件121可以僅由導電基底30和表面層32構(gòu)成。

盡管具有輥狀形狀的充電元件121在本示例性實施例中作為示例描述，充電元件121的形狀不限于輥狀形狀。充電元件121可以具有諸如輥狀形狀、刷狀形狀、帶(管)狀形狀或刮板狀形狀的任何形狀。特別地，在這些形狀中，根據(jù)本示例性實施例的充電元件121可以具有輥狀形狀。換句話說，充電元件可以是充電輥。

下面對根據(jù)本示例性實施例的充電元件121的各部件作進一步詳細說明。

導電基底

導電基底30由導電材料組成。導電材料的示例包括諸如鋁、銅合金和不銹鋼的金屬和合金；鍍有鉻、鎳等的鐵；以及導電樹脂。

導電基底30作為充電元件121(例如充電輥)的電極和基底。導電基底30由諸如鐵(例如易切削鋼)、銅、黃銅、不銹鋼、鋁或鎳的金屬組成。

導電基底30是導電桿狀元件。導電桿狀元件可以通過電鍍由樹脂、陶瓷等組成的元件的外周表面或者通過將導電劑分散到由樹脂、陶瓷等組成的元件中來制備。

導電基底30可以是中空元件(即管狀元件)或非中空元件。

彈性層

彈性層31可以可選地配置于導電基底30的外周表面上。

例如，彈性層31包括彈性材料、導電劑以及，必要時，其他添加劑。

彈性材料的示例包括異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、氯醚橡膠、丁基橡膠、聚氨酯、硅橡膠、氟橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、環(huán)氧氯丙烷-環(huán)氧乙烷共聚物橡膠、環(huán)氧氯丙烷-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚共聚物橡膠、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡膠(epdm)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡膠(nbr)、天然橡膠以及它們的橡膠共混物。特別地，可以使用聚氨酯、硅橡膠、epdm、環(huán)氧氯丙烷-環(huán)氧乙烷共聚物橡膠、環(huán)氧氯丙烷-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚共聚物橡膠、nbr以及它們的橡膠共混物。這些彈性材料可以發(fā)泡，但不是必須發(fā)泡。

彈性層31可以包括導電劑以提高彈性層31的導電性。導電劑的示例包括電子導電劑以及離子導電劑。電子導電劑的示例包括諸如科琴黑或乙炔黑的炭黑的粉末；熱解碳和石墨的粉末；諸如鋁、銅、鎳和不銹鋼的各種導電金屬和合金的粉末；諸如氧化錫、氧化銦、氧化鈦、氧化錫-氧化銻固溶體和氧化錫-氧化銦固溶體的各種導電金屬氧化物的粉末；以及其顆粒表面經(jīng)處理后具有導電性的絕熱材料的粉末。離子導電劑的示例包括四乙基銨、十二烷基三甲基銨等的高氯酸鹽和氯酸鹽；以及諸如鋰和鎂的堿金屬和堿土金屬的高氯酸鹽和氯酸鹽。

這些導電劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。

炭黑的具體示例包括由歐勵隆工程炭公司(orionengineeredcarbons)生產(chǎn)的“specialblack350”、“specialblack100”、“specialblack250”、“specialblack5”、“specialblack4”、“specialblack4a”、“specialblack550”、“specialblack6”、“colorblackfw200”、“colorblackfw2”和“colorblackfw2v”；以及由卡博特公司(cabotcorporation)生產(chǎn)的“monarch1000”、“monarch1300”、“monarch1400”、“mogul-l”和“regal400r”。

這些導電劑可以具有1nm以上且200nm以下的平均粒徑。導電劑的平均粒徑通過使用電子顯微鏡對取自彈性層31的樣品進行觀察，測量導電劑的100個顆粒的直徑(最大直徑)，并取其平均值確定。例如，平均粒徑的測量可以采用由希森美康公司(sysmexcorporation)生產(chǎn)的“zetasizernanozs”進行。

導電劑在彈性層31中的含量不受限制。在以上電子導電劑作為導電劑的情況下，導電劑在彈性層31中的含量相對于100重量份的彈性材料理想為1重量份以上且30重量份以下，更理想為15重量份以上且25重量份以下。在以上離子導電劑作為導電劑的情況下，導電劑在彈性層31中的含量相對于100重量份的彈性材料理想為0.1重量份以上且5.0重量份以下，更理想為0.5重量份以上且3.0重量份以下。

可以添加到彈性層31中的其他添加劑的示例包括通常添加到彈性層中的柔軟劑、增塑劑、固化劑、硫化劑、硫化促進劑、抗氧化劑、表面活性劑、偶聯(lián)劑、填料(例如二氧化硅或碳酸鈣)以及發(fā)泡劑。

將導電劑、彈性材料以及其他組分(即諸如必要時添加的硫化劑和發(fā)泡劑的組分)混合在一起以形成彈性層31的方法和順序不受限制。例如，通常，使用平底玻璃杯、v型混碎機等將以上所有組分混合在一起，并且使用擠出機將產(chǎn)生的混合物熔融混合并擠壓成型。在另一種情況下，使用加壓成型機將混合物成型，接著對成形材料進行研磨。

彈性層31的厚度理想為1mm以上且10mm以下，更理想為2mm以上且5mm以下。

彈性層31的體積電阻率可以是10³ωcm以上且10¹⁴ωcm以下。

表面層

例如，表面層32包括樹脂(即聚合物)、含有金屬的無機導電劑(以下稱為“特定無機導電劑”)以及含有可以與金屬配位的配位原子并且具有400以下的分子量的有機導電劑(以下稱為“特定有機導電劑”)。表面層32可以可選地包括填料、其他添加劑等。

特定無機導電劑

特定無機導電劑含有金屬。在表面層32中，金屬可以與特定有機導電劑中含有的配位原子結(jié)合以形成配位鍵。

特定無機導電劑的示例包括金屬、金屬氧化物以及金屬氯化物的顆粒。

金屬的示例包括zn、sn、ti、al、cu、ni、pd、cr、mn、fe、co、in、mg、ca、bi、zr以及這些元素的合金。

金屬氧化物的示例包括含有以上元素的氧化物，例如zno、sno2和tio2。金屬氯化物的示例包括含有以上元素的氯化物，例如sncl2、cucl2和nicl2。

特別地，金屬氧化物顆粒可以作為特定無機導電劑以限制充電元件121的充電性能的不一致性隨著時間的增加，并獲得目標電阻。以上特定無機導電劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。

特定無機導電劑的平均粒徑優(yōu)選為25nm以上且200nm以下，更優(yōu)選為50nm以上且100nm以下以增加特定無機導電劑中含有的金屬與特定有機導電劑中含有的配位原子彼此結(jié)合以形成配位鍵的可能性。

特定無機導電劑的平均粒徑通過使用電子顯微鏡對取自表面層32的樣品進行觀察，測量特定無機導電劑的100個顆粒的直徑(最大直徑)，并取其平均值確定。例如，為確定特定無機導電劑的平均粒徑，可以使用由希森美康公司生產(chǎn)的“zetasizernanozs”。

特定無機導電劑在表面層32中的含量優(yōu)選為特定無機導電劑的數(shù)量相對于表面層32中含有的100重量份的樹脂為5重量份以上且50重量份以下，更優(yōu)選為特定無機導電劑的數(shù)量相對于表面層32中含有的100重量份的樹脂為12重量份以上且25重量份以下以增加特定無機導電劑中含有的金屬與特定有機導電劑中含有的配位原子彼此結(jié)合以形成配位鍵的可能性并獲得目標電阻。

特定有機導電劑

特定有機導電劑包括能夠與金屬結(jié)合的配位原子。

例如，具有未共用電子對的配位原子是選自氧原子、氮原子、硫原子、磷原子等中的至少一種。

由于表面層32中的特定有機導電劑包括能夠與金屬配位的配位原子，特定有機導電劑中包括的配位原子和金屬被認為彼此結(jié)合以形成配位鍵。

特定有機導電劑可以包括一種配位原子或者兩種以上的配位原子。特定有機導電劑可以是單齒配體或多齒配體。

特定有機導電劑具有400以下的分子量。這樣，降低了特定有機導電劑具有龐大分子結(jié)構(gòu)的可能性并增加了特定有機導電劑中含有的配位原子與特定無機導電劑中含有的金屬彼此結(jié)合以形成配位鍵的可能性。

特定有機導電劑的示例包括蒽醌、苯醌、香豆素、花青素、黃酮、氧雜蒽和苯并噁嗪的顆粒；以及這些化合物的衍生物的顆粒。特別地，在以上特定有機導電劑中，可以使用蒽醌顆粒和蒽醌衍生物顆粒以限制充電元件121的充電性能的不一致性隨著時間的增加。以上特定有機導電劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。

例如，蒽醌衍生物顆粒可以是由以下通式(1)表示的化合物顆粒。這里使用的術語“蒽醌衍生物”指包括蒽醌骨架的化合物。

在通式(1)中，n1和n2各自獨立地表示0至3的整數(shù)；n1和n2中的至少一個各自獨立地表示1至3的整數(shù)，也就是說，n1和n2不同時變?yōu)?；m1和m2各自獨立地表示0或1的整數(shù)；并且r¹和r²各自獨立地表示具有1-10個碳原子的烷基、具有1-10個碳原子的烷氧基、或者羰基。

通式(1)中由r¹和r²表示的具有1-10個碳原子的烷基可以是直鏈或支鏈。烷基的示例包括甲基、乙基、丙基以及異丙基。具有1-10個碳原子的烷基優(yōu)選為具有1-8個碳原子的烷基，更優(yōu)選為具有1-6個碳原子的烷基。

通式(1)中由r¹和r²表示的具有1-10個碳原子的烷氧基可以是直鏈或支鏈。烷氧基的示例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基以及異丙氧基。具有1-10個碳原子的烷氧基優(yōu)選為具有1-8個碳原子的烷氧基，更優(yōu)選為具有1-6個碳原子的烷氧基。

蒽醌衍生物的具體示例包括但不限于以下化合物。注意，化合物1-1為蒽醌。

在以下化合物中，優(yōu)選使用化合物1-1至1-12，更優(yōu)選使用化合物1-1(蒽醌)、化合物1-3(茜素)、化合物1-4(醌茜)以及化合物1-12(醌茜素)以限制充電元件的充電性能的不一致性隨著時間的增加。在以下結(jié)構(gòu)式中，“-ome”表示甲氧基，“-oet”表示乙氧基，并且“-obu”表示丁氧基。

特定有機導電劑的平均粒徑可以是50nm以下以增加特定無機導電劑中含有的金屬與特定有機導電劑中含有的配位原子彼此結(jié)合以形成配位鍵的可能性。

特定有機導電劑的平均粒徑的確定方式與特定無機導電劑的平均粒徑的測量過程中的確定方式相同。

特定有機導電劑在表面層32中的含量可以是特定有機導電劑的數(shù)量相對于表面層32中包括的100重量份的樹脂為0.5重量份以上且2重量份以下以增加特定無機導電劑中含有的金屬與特定有機導電劑中含有的配位原子彼此結(jié)合以形成配位鍵的可能性并獲得目標電阻。

表面層32中包括的特定無機導電劑與特定有機導電劑之間的摩爾比(特定無機導電劑:特定有機導電劑)可以是20:1至100:1。

限制特定無機導電劑與特定有機導電劑之間的摩爾比在以上范圍以內(nèi)增加了特定無機導電劑中含有的金屬與特定有機導電劑中含有的配位原子(例如具有未共用電子對的氧原子(＝o))彼此結(jié)合以形成配位鍵的可能性。這樣，即使在表面層由于充電元件121的重復使用而擴張和收縮的情況下，也降低了無機導電劑和有機導電劑一起遷移的可能性，從而減少了導電通路的破壞。因此，可以限制充電元件的充電性能的不一致性隨著時間的增加。

其他導電劑

與以上特定無機導電劑和以上特定有機導電劑一起，可以可選地在表面層32中添加除特定無機導電劑或特定有機導電劑以外的不降低本示例性實施例的效果的導電劑。

可以添加到表面層32中的其他導電劑的示例與可以添加到彈性層31中的導電劑(不包括以上特定無機導電劑和以上特定有機導電劑)的上述示例相同。

填料

表面層32可以可選地包括填料。在表面層32中添加填料增加了將表面層32的電氣特性和表面粗糙度控制在適當范圍以內(nèi)的容易度，因此進一步限制了充電元件121的充電性能的不一致性隨著時間的增加。另外，可以降低充電元件的表面被沉積在充電元件的表面的物質(zhì)(例如調(diào)色劑顆粒和外部添加劑顆粒)污染的可能性。

導電顆粒(不包括以上特定無機導電劑的顆粒和以上特定有機導電劑的顆粒)以及非導電顆粒均可以作為填料。特別地，非導電顆?？梢宰鳛樘盍?。

非導電顆粒的示例包括諸如聚酰胺樹脂顆粒、聚酰亞胺樹脂顆粒、甲基丙烯酸樹脂顆粒、聚苯乙烯樹脂顆粒、氟樹脂顆粒和有機硅樹脂顆粒的樹脂顆粒；諸如粘土顆粒、高嶺土顆粒、滑石顆粒、二氧化硅顆粒和氧化鋁顆粒的無機顆粒；以及陶瓷顆粒。以上填料可以單獨使用或者兩種以上組合使用。

構(gòu)成填料顆粒的樹脂可以與下面描述的樹脂(即聚合物)相同。這里使用的術語“非導電”指在20℃下具有10¹⁴ωcm以上的體積電阻率。

填料的數(shù)量相對于表面層32中包括的100重量份的樹脂(即聚合物)優(yōu)選為但不限于1重量份以上且100重量份以下，更優(yōu)選為5重量份以上且60重量份以下。

由填料形成的表面層32的表面粗糙度rz優(yōu)選為2μm以上且15μm以下，更優(yōu)選為3μm以上且10μm以下以限制充電元件的充電性能的不一致性的增加。

在本示例性實施例中，表面粗糙度rz為jisb0601(1994)中規(guī)定的十點平均表面粗糙度rz。為測量表面粗糙度rz，在切斷長度為0.8mm、測量長度為4.0mm、橫移速度為0.3mm/sec的條件下，使用由東京精密電子公司(tokyoseimitsuco.)生產(chǎn)的表面粗糙度測量儀“surfcom1400”在待測量物體中的三個點(例如，當待測量物體具有輥狀形狀時，沿軸向距離物體的兩端20mm的點以及物體的中心)進行測量，并取其平均值。

樹脂

表面層32可以可選地包括樹脂(即聚合物)。

表面層32可以包括的樹脂(即聚合物)的示例包括但不限于聚酰胺、聚氨酯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯共聚物、聚酯、聚酰亞胺、硅樹脂、丙烯酸樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、乙烯-四氟乙烯共聚物、三聚氰胺樹脂、氟橡膠、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚乙烯醇、纖維素、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物以及尼龍共聚物。

以上樹脂可以單獨使用，兩種以上組合使用，或者以共聚物的形式使用。當使用可交聯(lián)樹脂時，它們可以以交聯(lián)產(chǎn)物的形式使用。樹脂(即聚合物)的數(shù)均分子量優(yōu)選為1000以上且100000以下，更優(yōu)選為10000以上且50000以下。

可以添加到表面層32中的其他添加劑的示例包括以下表面層中通常包括的材料：固化劑、硫化劑、硫化促進劑、抗氧劑、分散劑、表面活性劑以及偶聯(lián)劑。

例如，表面層32通過以下方式形成：將樹脂、特定無機導電劑和特定有機導電劑分散到溶劑中以制備涂布液；將涂布液涂敷到導電基底30的表面或彈性層31的外周表面；并干燥得到的涂膜。為將涂布液涂敷到導電基底30等的表面，可以采用刮刀涂布、邁耶棒涂布、噴涂、浸漬涂布、玻璃珠涂布、氣刀涂布、簾式涂布等。

涂布液中包括的溶劑不限于并可以選自以下常用溶劑：諸如甲醇、乙醇、丙醇和正丁醇的醇類溶劑；諸如丙酮和甲基乙基酮的酮類溶劑；以及諸如二乙醚和二氧六環(huán)的醚類溶劑。

例如，表面層32的厚度可以是0.01μm以上且1000μm以下，理想為2μm以上且25μm以下以限制充電元件121的充電性能的不一致性隨著時間的增加。

表面層32的體積電阻率可以是10³ωcm以上且10¹⁴ωcm以下以通過使充電元件接觸主體來對待充電的主體(例如感光體)進行充電。

當對充電元件施加100v的電壓時，充電元件的表面的電阻優(yōu)選為1×10³ω以上且1×10¹⁴ω以下，更優(yōu)選為1×10⁶ω以上且1×10⁹ω以下。如果充電元件的表面的電阻低于1×10³ω，電流泄漏(即泄漏(leakage))可能會增加。如果充電元件的表面的電阻高于1×10¹⁴ω，電荷的累積(即充電增加(chargingup))可能會增加。

例如，充電元件的表面的電阻通過以下方式測量。

使具有輥狀形狀的電極接觸充電元件的表面，并在充電元件的導電基底與輥狀電極之間施加100v的電壓。接著，旋轉(zhuǎn)充電元件，并且通過充電元件的旋轉(zhuǎn)來帶動電極旋轉(zhuǎn)。在該狀態(tài)下，測量充電元件的導電基底與輥狀電極之間的電流和電壓的量以確定周向上充電元件的表面的電阻。

充電裝置

下面對根據(jù)示例性實施例的充電裝置進行說明。

根據(jù)本示例性實施例的充電裝置包括根據(jù)上述示例性實施例的充電元件。

圖3是根據(jù)本示例性實施例的充電裝置的示例的示意性透視圖。例如，本示例性實施例的充電裝置12包括充電元件121以及清潔元件122，該充電元件121以及清潔元件122彼此接觸以如圖3所示凹陷一定的量。充電元件121的兩端以及清潔元件122的基底122a在軸向上由一對導電軸承123可旋轉(zhuǎn)地保持。其中一個導電軸承123連接到電源124上。

根據(jù)本示例性實施例的充電裝置的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)。例如，可以省略清潔元件122。

清潔元件122清潔充電元件121的表面，并具有輥狀形狀等。例如，充電元件122包括中空或?qū)嵭膱A筒基底122a以及配置于基底122a的外周表面上的彈性層122b。

基底122a是導電棒狀元件，其由諸如鐵(例如易切削鋼)、銅、黃銅、不銹鋼、鋁或鎳的金屬組成。例如，基底122a可以通過電鍍由樹脂、陶瓷等組成的元件的外周表面或者通過將導電劑分散到由樹脂、陶瓷等組成的元件中來制備?；?22a可以是中空元件(即管狀元件)或非中空元件。

彈性層122b可以由具有其內(nèi)部和表面包括空腔和不規(guī)則(以下稱為“網(wǎng)格”)的三維多孔結(jié)構(gòu)的泡沫組成，并且可以具有彈性。彈性層122b包括可發(fā)泡樹脂材料或橡膠材料，例如聚氨酯、聚乙烯、聚酰胺、烯烴、三聚氰胺、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯共聚物橡膠(nbr)、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡膠(epdm)、天然橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、氯丁橡膠、硅膠或腈。

在這些可發(fā)泡樹脂材料和橡膠材料中，特別地，可以使用具有高撕裂和拉伸強度的聚氨酯以使得可以使用被充電元件121旋轉(zhuǎn)并與充電元件121摩擦的清潔元件122有效地去除調(diào)色劑顆粒和外部添加劑顆粒，從而降低充電元件121的表面被摩擦，進而導致充電元件121被清潔元件122劃傷的可能性，可以長期性地減少破壞和斷裂的發(fā)生。

聚氨酯的類型不受限制，并且其示例包括通過使多元醇(例如聚酯多元醇、聚醚多元醇或丙烯酸多元醇)與異氰酸酯(例如2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、聯(lián)甲苯胺二異氰酸酯、或1,6-六亞甲基二異氰酸酯)反應產(chǎn)生的聚氨酯。還可以使用通過使以上多元醇與以上異氰酸酯在擴鏈劑(例如1,4-丁二醇或三羥甲基丙烷)的存在下產(chǎn)生的聚氨酯。通常，使用諸如水或偶氮化合物(例如偶氮二甲酰胺或偶氮二異丁腈)的發(fā)泡劑對聚氨酯進行發(fā)泡。

彈性層122b中每25mm的網(wǎng)格數(shù)量理想為20/25mm以上且80/25mm以下，進一步理想為30/25mm以上且80/25mm以下，特別理想為30/25mm以上且50/25mm以下。

彈性層122b的硬度理想為100n以上且500n以下，進一步理想為100n以上且400n以下，特別理想為150n以上且400n以下。

導電軸承123一體地保持充電元件121和清潔元件122，使得這些元件可以旋轉(zhuǎn)并且在這些元件的軸線之間保持一定的距離。導電軸承123可以由任何導電材料組成，并且導電軸承123的形式不受限制?？梢允褂脤щ娸S承、導電滑動軸承等。

電源124向?qū)щ娸S承123施加電壓，從而將充電元件121和清潔元件122充電至相同的極性。電源124可以是現(xiàn)有技術中已知的任何高壓電源。

在根據(jù)本示例性實施例的充電裝置12中，例如，可以使用電源124通過對導電軸承123施加電壓將充電元件121和清潔元件122充電至相同的極性。這樣，降低了可能附著到圖像承載體的表面上的雜質(zhì)(例如調(diào)色劑顆?；蛲獠刻砑觿╊w粒)在清潔元件122和充電元件121的表面累積的可能性，并且使得雜質(zhì)能夠轉(zhuǎn)移到圖像承載體上并接著被圖像承載體的清潔裝置收集。因此，可以長期減少充電元件121和清潔元件122上污染物的累積，使得能夠維持充電元件的充電性能。

圖像形成裝置和處理盒

根據(jù)本示例性實施例的圖像形成裝置包括：圖像承載體；充電單元(即根據(jù)上述示例性實施例的充電裝置)，其包括根據(jù)上述示例性實施例的充電元件，該充電元件通過使充電元件與圖像承載體接觸來對圖像承載體的表面進行充電；潛像形成單元，其在圖像承載體的已充電表面上形成潛像；顯影單元，其使用調(diào)色劑對形成在圖像承載體的表面上的潛像進行顯影以形成調(diào)色劑圖像；以及轉(zhuǎn)印單元，其將形成在圖像承載體的表面上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上。

根據(jù)本示例性實施例的處理盒可拆卸地安裝到上述圖像形成裝置上，并且包括：圖像承載體以及充電單元(即根據(jù)上述示例性實施例的充電裝置)，該充電單元包括根據(jù)上述示例性實施例的充電元件，該充電元件通過使充電元件與圖像承載體接觸來對圖像承載體的表面進行充電。根據(jù)本示例性實施例的處理盒可以可選地包括選自以下單元中的至少一種單元：顯影單元，其使用調(diào)色劑對形成在圖像承載體的表面上的潛像進行顯影以形成調(diào)色劑圖像；轉(zhuǎn)印單元，其將形成在圖像承載體的表面上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上；以及清潔單元，其去除圖像承載體的表面(其上調(diào)色劑圖像已被轉(zhuǎn)印)上殘留的調(diào)色劑。

下面參照附圖對根據(jù)本示例性實施例的圖像形成裝置和處理盒進行說明。圖4示例性地示出根據(jù)本示例性實施例的圖像形成裝置的示例。圖5示例性地示出根據(jù)本示例性實施例的處理盒。

根據(jù)本示例性實施例的圖像形成裝置101包括：圖像承載體10；以及充電裝置12，其對圖像承載體進行充電；曝光裝置14，其使已經(jīng)由充電裝置12充電的圖像承載體10曝光以形成潛像；顯影裝置16，其使用調(diào)色劑對由曝光裝置14形成的潛像進行顯影以形成調(diào)色劑圖像；轉(zhuǎn)印裝置18，其將由顯影裝置16形成的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)p上；以及清潔裝置20，其去除圖像承載體10的表面(其上調(diào)色劑圖像已被轉(zhuǎn)印)上殘留的調(diào)色劑，如圖4所示，這些裝置設置在圖像承載體10的附近。圖像形成裝置101進一步包括：定影裝置22，其對已由轉(zhuǎn)印裝置18轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)p上的調(diào)色劑圖像進行定影。

根據(jù)本示例性實施例的圖像形成裝置101中包括的充電裝置12是根據(jù)上述示例性實施例的充電裝置，其包括，例如：充電元件121；清潔元件122，其設置成與充電元件121接觸；一對導電軸承123，其在軸向上可旋轉(zhuǎn)地保持充電元件121的兩端和清潔元件122的兩端；以及電源124，如圖3所示，其連接到其中一個導電軸承123上。

根據(jù)本示例性實施例的圖像形成裝置101的各部件，除充電裝置12(即充電元件121)以外，可以是電子照相圖像形成裝置的常用部件。下面對各個部件的示例進行說明。

圖像承載體10的類型不受限制，并且可以使用現(xiàn)有技術中已知的任何感光體。在圖像承載體10是有機感光體的情況下，有機感光體中包括的感光層可以是“功能分離型”感光層，其包括電荷產(chǎn)生層和電荷傳輸層，或者同時作為電荷產(chǎn)生層和電荷傳輸層的“功能一體型”感光層。圖像承載體10可以包括具有電子傳輸能力和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的保護層，該保護層覆蓋圖像承載體10的表面層。還可以使用包括硅氧烷樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、胍胺樹脂或丙烯酸樹脂并作為保護層的交聯(lián)部件的感光體。

例如，曝光裝置14可以是激光光學系統(tǒng)或led陣列。

例如，顯影裝置16是通過使顯影劑保持元件接觸或接近圖像承載體10而使調(diào)色劑附著到形成在圖像承載體10的表面上的潛像以形成調(diào)色劑圖像的顯影裝置，所述顯影劑保持元件包括在其表面形成的顯影劑層。當使用顯影裝置16對潛像進行顯影時，可以采用現(xiàn)有技術中已知的使用雙組份顯影劑的顯影方法。使用雙組份顯影劑的顯影方法的示例包括級聯(lián)方法和磁刷方法。

轉(zhuǎn)印裝置18可以采用諸如電暈管的非接觸式轉(zhuǎn)印方法，或者使用通過記錄介質(zhì)p接觸圖像承載體10的導電轉(zhuǎn)印輥將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)p上的接觸轉(zhuǎn)印方法。

例如，清潔裝置20是通過使清潔刮刀等直接接觸圖像承載體10的表面來去除附著到圖像承載體10的表面上的調(diào)色劑顆粒、紙粉顆粒和粉塵顆粒的部件。除清潔刮刀以外的清潔裝置20的示例包括清潔刷以及清潔輥。

定影裝置22可以是包括加熱輥的熱定影裝置。例如，熱定影裝置包括定影輥以及設置成在預定接觸壓力下與定影輥壓力接觸的加壓輥或加壓帶。定影輥包括：中空圓筒芯棒；用于加熱的加熱燈，其配置于芯棒中；以及“防粘層”，即配置于芯棒的外周表面上的耐熱樹脂涂布層或耐熱橡膠涂布層。加壓輥包括中空圓筒芯棒以及配置于芯棒的外周表面上的耐熱彈性主體層。加壓帶包括帶狀基底以及配置于基底的表面上的耐熱彈性主體層。例如，未定影的調(diào)色劑圖像通過將其上轉(zhuǎn)印有未定影的調(diào)色劑圖像的記錄介質(zhì)p插入定影輥與加壓輥之間或者定影輥與加壓帶之間的間隙并接著通過加熱使調(diào)色劑中包括的粘合劑樹脂、添加劑等融化而被定影。

根據(jù)本示例性實施例的圖像形成裝置101的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)。例如，根據(jù)本示例性實施例的圖像形成裝置可以是包括中間轉(zhuǎn)印體的中間轉(zhuǎn)印圖像形成裝置或者包括多個平行設置并形成不同顏色的調(diào)色劑圖像的圖像形成單元的“串聯(lián)”圖像形成裝置。

如圖5所示，根據(jù)本示例性實施例的處理盒是使用外殼24一體地保持圖像承載體10、通過使充電元件121接觸圖像承載體10的表面來對圖像承載體10的表面進行充電的充電裝置12、使用調(diào)色劑對由曝光裝置14形成的潛像進行顯影以形成調(diào)色劑圖像的顯影裝置16、以及去除圖像承載體10的表面(其上調(diào)色劑圖像已被轉(zhuǎn)印)上殘留的調(diào)色劑的清潔裝置20的處理盒102，這些裝置包括在圖4所示的上述圖像形成裝置中，其中外殼24包括：開口24a，圖像承載體通過該開口曝光；開口24b，圖像承載體通過該開口曝光以消除靜電；以及安裝軌道24c。處理盒102可裝卸地安裝到圖4所示的上述圖像形成裝置101上。

示例

下面參照示例對上述示例性實施例作進一步詳細說明。然而，上述示例性實施例不限于以下示例。在示例中，“份”也指“重量份”，除非另有規(guī)定。

感光體的制備

底涂層的形成

在攪拌下，將100份由日本帝國化工(taycacorporation)生產(chǎn)的氧化鋅顆粒(平均直徑：70nm，比表面積：15m²/g)與500份四氫呋喃混合。在產(chǎn)生的混合物中，添加1.25份由信越化學工業(yè)公司(shin-etsuchemicalco.,ltd.)生產(chǎn)的硅烷偶聯(lián)劑“kbm603”。將產(chǎn)生的混合物攪拌2小時。在減壓下對混合物進行蒸餾以去除四氫呋喃，接著在120℃下加熱3小時以進行老化。由此，制備了表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的氧化鋅顆粒。

將60份表面處理過的氧化鋅顆粒、0.6份茜素、13.5份固化劑(即由住友化拜耳氨酯公司(sumitomobayerurethaneco.,ltd.)生產(chǎn)的封端異氰酸酯“sumidur3175”)、15份縮丁醛樹脂“s-lecbm-1”(由積水化學工業(yè)公司(sekisuichemicalco.,ltd.)生產(chǎn))、以及85份甲基乙基酮混合在一起。將產(chǎn)生的混合液與25份甲基乙基酮進行混合。使用直徑為1mm的玻璃珠用砂磨機將產(chǎn)生的混合物分散2小時。在產(chǎn)生的分散液中，添加0.005份作為催化劑的二月桂酸二辛基錫和4.0份由邁圖高新材料公司(momentiveperformancematerialsinc.)生產(chǎn)的硅樹脂顆?！皌ospearl145”。由此，制備了底涂層形成液。

通過浸漬涂布將該涂布液涂敷到鋁基底的表面上。在170℃下，將產(chǎn)生的鋁基底干燥40分鐘以固化沉積的涂布液。由此，在鋁基底上形成厚度為25μm的底涂層。

電荷產(chǎn)生層的形成

通過以下方式在底涂層上形成具有多層結(jié)構(gòu)且由電荷產(chǎn)生層和電荷傳輸層構(gòu)成的感光層。

將作為電荷產(chǎn)生材料的羥基鎵酞菁(15份，至少在通過cukα輻射形成的x射線衍射光譜中的7.3°、16.0°、24.9°和28.0°的布拉格角(2θ±0.2°)具有衍射峰)、10份由nuc公司(nuccorporation)生產(chǎn)的作為粘合劑樹脂的氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物“vmch”、和200份醋酸正丁酯混合到一起，并使用直徑為1mm的玻璃珠用砂磨機將產(chǎn)生的混合物分散4小時。在產(chǎn)生的分散液中，添加175份醋酸正丁酯和180份甲基乙基甲酮。攪拌產(chǎn)生的混合物以形成電荷產(chǎn)生層形成液。

通過浸漬涂布將電荷產(chǎn)生層形成液涂敷到底涂層的表面上。在常溫下(22℃)，干燥沉積的涂布液以形成厚度為0.2μm的電荷產(chǎn)生層。

電荷傳輸層的形成

在攪拌下，將1份四氟乙烯樹脂顆粒、0.02份含氟接枝聚合物、5份四氫呋喃以及2份甲苯充分混合在一起以制備四氟乙烯樹脂顆粒的懸浮液。

在10份甲苯中，溶解4份作為電荷傳輸材料的n,n'-二苯基-n,n'-雙(3-甲基苯基)-[1,1']聯(lián)苯-4,4'-二胺、6份雙酚z型聚碳酸酯樹脂(粘度平均分子量：40000)以及23份四氫呋喃。在攪拌下，將產(chǎn)生的溶液與四氟乙烯樹脂顆粒的懸浮液混合。對產(chǎn)生的混合物進行6次分散處理，其中使用由奈歐麥勒公司(nanomizerinc.)生產(chǎn)的配備穿透式腔室的高壓均質(zhì)器“l(fā)a-33s”將壓力增至400kgf/cm²(3.92×10^-1pa),該穿透式腔室內(nèi)形成有窄通道。由此，形成四氟乙烯樹脂顆粒的分散液。將分散液進一步與0.2份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合以制備電荷傳輸層形成液。將該涂布液涂敷到電荷產(chǎn)生層的表面上，并在115℃下將產(chǎn)生的涂布液干燥40分鐘以形成厚度為22μm的電荷傳輸層。

通過上述方式制備包括依次層疊在彼此頂部的底涂層、電荷產(chǎn)生層以及電荷傳輸層的感光體。

示例1

充電輥1的制備

橡膠組合物的制備

使用2.5升捏和機捏和以下材料的混合物以形成橡膠組合物。

橡膠材料：100份

(由瑞翁公司(zeoncorporation)生產(chǎn)的環(huán)氧氯丙烷-環(huán)氧乙烷烯丙基縮水甘油醚共聚物橡膠“hydrint3106”)

·由三菱化學公司(mitsubishichemicalcorporation)生產(chǎn)的導電劑“炭黑#3030b”：5份

·由lionspecialtychemicalsco.,ltd.生產(chǎn)的離子導電劑(芐基三甲基氯化銨，“bteac”)：1份

·硫化劑(由大內(nèi)新興化學工業(yè)公司(ouchishinkochemicalindustrialco.,ltd.)生產(chǎn)的有機硫，4,4'-二硫代二嗎啉“balnocr”)：1.5份

·硫化促進劑a(由大內(nèi)新興化學工業(yè)公司生產(chǎn)的噻唑硫化促進劑、二硫化二-2-苯并噻唑“noccelerdm-p”)：1.5份

·硫化促進劑b(由大內(nèi)新興化學工業(yè)公司生產(chǎn)的秋蘭姆硫化促進劑、二硫化四乙基秋蘭姆“noccelertet-g”)：1.8份

·硫化助劑(由正同化學工業(yè)公司(seidochemicalindustryco.,ltd.)生產(chǎn)的氧化鋅“氧化鋅i”)：3份·硬脂酸：1.0份

·重質(zhì)碳酸鈣：40份

彈性輥的制備

導電基底通過以下方式制備：通過化學鍍鎳在直徑為8mm的sum23l棒的表面沉積厚度為5μm的鎳膜，并使用六價鉻酸處理產(chǎn)生的sum23l棒。

在使用單螺桿橡膠擠出機(筒內(nèi)徑：60mm，l/d：20，其中l(wèi)和d分別表示單螺桿橡膠擠出機的螺桿的長度和直徑)以25rpm的螺桿速度下擠出橡膠組合物的同時，導電基底持續(xù)通過十字頭以被橡膠組合物所覆蓋。擠出機的溫度條件設定為：筒部分、螺桿部分、頭部以及模具部分的溫度均為80℃。在溫度為165℃的空氣加熱爐中，將產(chǎn)生的未硫化橡膠輥，其包括導電基底和沉積在導電基底上的橡膠組合物，硫化70分鐘以形成直徑為12mm的彈性輥。

表面層的制備

使用玻璃珠研磨機分散以下材料的混合物以形成表面層形成分散液。用甲醇稀釋表面層形成分散液，接著通過浸漬涂布將稀釋的表面層形成分散液涂敷到彈性輥的表面上。在160℃下，干燥產(chǎn)生的涂膜30分鐘。由此，制備厚度為10μm的表面層。

通過上述方式制備包括表面層的充電輥1(即充電元件)。

·聚合物1(由長瀨產(chǎn)業(yè)公司(nagasechemtexcorporation)生產(chǎn)的n-甲氧基甲基尼龍“f30k”)：100份

·聚合物2(由積水化學工業(yè)公司生產(chǎn)的聚乙烯醇縮丁醛樹脂“s-lecbl-1”)：10份

·無機導電劑(由白水科技公司(hakusuitechco.,ltd.)生產(chǎn)的氧化鋅“pazetab”)：20份

·有機導電劑(由東京精密電子公司生產(chǎn)的茜素)：1份

·填料(由阿爾克瑪(alkema)公司生產(chǎn)的聚酰胺樹脂“orgasol2001dnat1”)：20份

·催化劑“nacure4167”(由楠本化成公司生產(chǎn)(kusumotochemicals,ltd.))：4份

·溶劑1(甲醇)：700份

·溶劑2(丁醇)：200份

示例2至示例21以及比較示例1至10

在示例2至示例21以及比較示例1至10中，充電輥按照示例1中充電輥1的制備方式進行制備，只是表面層形成分散液中包括的無機導電劑的類型和含量以及有機導電劑的類型和含量分別按照表1和表2所述進行更改。

評價

通過以下方式，分別對示例1至示例21以及比較示例1至10中制備的充電輥進行有關圖像質(zhì)量、充電性能的不一致性以及導電劑的遷移進行評價。表1和表2對結(jié)果進行了概括。

圖像質(zhì)量評價

以上制備的感光體與示例1至示例21以及比較示例1至10中制備的各充電輥安裝到由富士施樂公司(fujixeroxco.ltd.)生產(chǎn)的彩色復印機“docucentre-ivc2260”中包括的鼓盒上。充電裝置是接觸式充電裝置。

使用彩色復印機，在低溫、低濕環(huán)境(10℃和15％rh)下，在20000張a3紙的整個表面上分別形成圖像密度為50％和30％的中間色調(diào)圖像以及圖像密度為0％的白紙圖像。針對每張中間色調(diào)圖像(圖像密度：50％和30％)和白紙圖像(圖像密度：0％)，根據(jù)以下標準對第一張紙(即初始紙張)和第20000張紙上形成的圖像進行評價。

由于第一張紙上形成的所有圖像被評價為“a”，表1和表2僅描述了第20000張紙上形成的圖像的評價結(jié)果。

評價標準

a：不存在諸如不一致的濃度、色斑、白斑和條紋的圖像缺陷。

b：局部存在輕微的諸如不一致的濃度、色斑、白斑和條紋的圖像缺陷。

c：存在輕微的諸如不一致的濃度、色斑、白斑和條紋的圖像缺陷。

d：存在諸如不一致的濃度、色斑、白斑和條紋的圖像缺陷。

充電性能的不一致性的評價

各充電輥的充電性能的不一致性通過在測量圖像質(zhì)量評價之前和之后充電輥的表面的電阻進行評價。

具體地，使尚未接受圖像質(zhì)量評價的各充電輥在以下三個點接觸輥電極：沿軸向距離充電輥的兩端20mm的點以及中心點。在充電輥的導電基底與各輥電極之間施加100v的電壓。當充電輥旋轉(zhuǎn)一周時，測量導電基底與各輥電極之間流過的電流的最大量和最小量。根據(jù)電流的最大量和最小量以及施加的電壓量來確定充電輥的表面的最大電阻和最小電阻。根據(jù)測得的電阻計算最大電阻與最小電阻之間的差距。以下，該差距稱為“初始電阻差距”。

接著，通過上述方法在以上三個點測量已接受圖像質(zhì)量評價的各充電輥的表面的電阻，并計算最大電阻與最小電阻之間的差距。以下，該差距稱為“打印后電阻差距”。參照以下標準，在初始電阻差距與打印后電阻差距之間的差的基礎上評價各充電輥的充電性能的不一致性。

評價標準

a：|初始電阻差距-打印后電阻差距|≤1×10^0.3ω

b：1×10^0.3ω<|初始電阻差距-打印后電阻差距|≤1×10^0.5ω

c：1×10^0.5ω<|初始電阻差距-打印后電阻差距|

導電劑的遷移的評價

在圖像質(zhì)量評價之前和之后，通過使用由日立制作所(hitachi,ltd.)生產(chǎn)的掃描電子顯微鏡(sem)“s-4700”觀察各充電輥的表面層中包含的導電劑來對無機導電劑的遷移進行評價。在該評價中，僅對無機導電劑進行觀察，因為無機導電劑比有機導電劑更有可能隨著時間而遷移。

具體地，在以下三個點觀察表面層中的無機導電劑的位置：沿軸向距離充電輥的兩端20mm的點以及中心點。

在以上各個點上，將圖像質(zhì)量評價之前無機導電劑的位置與圖像質(zhì)量評價之后無機導電劑的位置進行相互比較。根據(jù)以下標準，對無機導電劑的遷移距離最大的點進行評價。

評價標準

a：無機導電劑的遷移距離為0.5μm以下。

b：無機導電劑的遷移距離大于0.5μm且1μm以下。

c：無機導電劑的遷移距離大于1μm且2μm以下。

d：無機導電劑的遷移距離大于2μm。

表1和表2的注釋

·術語“無機導電劑/有機導電劑[摩爾比]”指表面層中包括的無機導電劑的摩爾數(shù)與表面層中包括的有機導電劑的摩爾數(shù)之間的比。

·縮寫詞“cb”表示“炭黑”。

·“充電性能的不一致性評價”中的術語“初始-打印后”指初始電阻差距與打印后電阻差距之間的差的絕對值。

表1和表2中描述的結(jié)果證實，與比較示例中制備的充電輥相比，示例中制備的各充電輥的充電性能的不一致性隨著時間的增加受到限制。

還證實，與比較示例中制備的充電輥相比，示例中制備的各充電輥的表面層中的無機導電劑的遷移隨著時間的發(fā)生收到限制。

進一步證實，由包括示例中制備的任何一個充電輥的圖像形成裝置形成的圖像中，即使在低溫、低濕環(huán)境(10℃和15％rh)下，也減少了圖像缺陷的出現(xiàn)。

為了進行圖示和說明，以上對本發(fā)明的示例性實施例進行了描述。其目的并不在于全面詳盡地描述本發(fā)明或?qū)⒈景l(fā)明限定于所公開的具體形式。很顯然，對本技術領域的技術人員而言，可以做出許多修改以及變形。本實施例的選擇和描述，其目的在于以最佳方式解釋本發(fā)明的原理及其實際應用，從而使得本技術領域的其他熟練技術人員能夠理解本發(fā)明的各種實施例，并做出適合特定用途的各種變形。本發(fā)明的范圍由與本說明書一起提交的權利要求書及其等同物限定。