CN103502896A

CN103502896A - 充电构件、充电构件的制造方法、电子照相设备和处理盒

Info

Publication number: CN103502896A
Application number: CN201280020838.6A
Authority: CN
Inventors: 儿玉真隆; 黑田纪明; 铃村典子; 友水雄也; 益启贵
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2032-04-24
Also published as: KR20140011395A; CN103502896B; EP2703902B1; KR101518661B1; JP5943696B2; EP2703902A1; US20130064571A1; WO2012147983A1; EP2703902A4; JP2012237994A

Abstract

本发明提供几乎不发生清洁不良的充电构件，结果，抑制由电子照相设备产生的图像中纵条纹的形成。所述充电构件包含支承体、弹性层和表面层。所述表面层包含具有选自Si-O-M键和Si-O-Ta键的至少一种键、选自M-O-Ge键和Ta-O-Ge键的至少一种键以及Si-O-Ge键的高分子化合物。M为选自由Ti、Zr和Hf组成的组的元素。该高分子化合物具有由式(1)和(2)表示的结构单元以及由式(3)和/或(4)表示的结构单元。所述充电构件具有从它的表面延伸到所述弹性层的龟裂，并且该龟裂的边缘凸起。结果，使充电构件的表面粗糙。式(1)、式(2)Ge04/2、式(3)MO4/2、式(4)Ta05/2。

Description

充电构件、充电构件的制造方法、电子照相设备和处理盒

技术领域

本发明涉及在电子照相设备等中使用的充电构件、所述充电构件的制造方法、电子照相设备和处理盒。

背景技术

电子照相用构件如与感光构件的表面接触以对所述表面充电的充电构件、用于将在感光构件的表面上形成的静电潜像形成为调色剂图像的显影构件和将粘附到感光构件的调色剂除去的清洁构件已用于电子照相设备中。

作为充电构件，从充分确保与感光构件抵接辊隙的观点考虑，可用具有支承体和在支承体的外周上设置的弹性层(导电性弹性层)的充电构件。通常，弹性层(导电性弹性层)常常含有相对大量的低分子量组分。为了抑制低分子量组分的渗出，在弹性层的外周上设置表面层。

专利文献1中公开了以下技术。用通过使用通过向粘结剂中加入颗粒获得的表面层形成用涂布剂形成的表面层来形成凹凸形状，然后用所述形状抑制由于来自充电构件的异常放电造成的微细的横条纹状图像不良(带电横条纹)。然而，加入各种颗粒的涂布剂涉及由于例如由颗粒的聚集造成的颗粒沉降引起的贮存稳定性方面的问题。

此外，专利文献2公开了为了避免涉及涂布剂的贮存稳定性的问题，使不添加颗粒的绝缘性表面层薄膜化的技术。

此外，发生由于从充电构件赋予至感光构件的不充分电荷引起的带电横条纹。鉴于上述情况，专利文献2能够如下所述赋予足够的电荷至感光构件。通过提高表面层的电阻值并使所述层薄膜化，增加表面层的电容量，此外，通过降低弹性层的电阻值，增加要赋予至充电构件的表面层的电荷量。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开2005-345801

专利文献2：日本专利申请特开2009-086263

发明内容

发明要解决的问题

然而，对根据专利文献2的充电构件进行的研究显示，在电子照相设备中可能发生由清洁不良导致的纵条纹图像。纵条纹图像是当在清洁步骤中转印残余的废调色剂通过清洁构件溢出时出现的图像。认为由于如下发生废调色剂的溢出：由于打印数量的增加造成的在弹性刮板和感光构件之间的摩擦系数逐步增加，导致在作为清洁构件的弹性刮板中发生颤痕(chatter mark)。此外，研究显示，充电构件有助于摩擦系数的增加。

充电构件借助于在与感光构件的接触辊隙附近的间隙处发生的放电使感光构件的表面充电，结果产生电晕放电产物如O₃和NO_x，虽然它的量是轻微的。推测充电构件使如电晕放电产物和照相感光构件表面上的磨耗粉等的物质与感光构件的表面压接，从而使所述物质固着至所述表面，由此提高感光构件和清洁构件之间的摩擦系数。此外，在专利文献2中描述的充电构件中已经显著出现这样的感光构件表面的摩擦系数增加。上述可能的原因如下所述。由于专利文献2中所述的充电构件具有低的表面硬度，充电构件和感光构件之间的接触面积增大，这便于摩擦上升物质固着至感光构件表面。

鉴于上述情况，本发明旨在提供一种几乎不引起清洁不良的充电构件和充电构件的制造方法。

另外，本发明旨在提供能够稳定地形成高品质电子照相图像的电子照相设备和处理盒。

用于解决问题的方案

根据本发明的一方面，提供一种充电构件，其包含：支承体、弹性层和表面层，其中：所述表面层包含具有选自Si-O-M键和Si-O-Ta键的至少一种键、选自M-O-Ge键和Ta-O-Ge键的至少一种键以及Si-O-Ge键的高分子化合物；所述高分子化合物具有由下式(1)所示的结构单元，由下式(2)表示的结构单元，和选自由下式(3)表示的结构单元和由下式(4)表示的结构单元的至少一种结构单元；并且所述充电构件具有从其表面延伸到所述弹性层的龟裂，并且所述龟裂有凸状隆起的边缘，由此使所述充电构件的表面粗糙，条件是M表示选自由Ti、Zr和Hf组成的组的任意元素：

式(1)

在式(1)中，R₁和R₂各自独立地表示下式(5)至(8)中的任何一个：

式(5)

式(6)

式(7)

式(8)

在式(5)至(8)中，R₃至R₇、R₁₀至R₁₄、R₁₉、R₂₀、R₂₅和R₂₆各自独立地表示氢原子、具有1个以上且4个以下碳原子的烷基、羟基、羧基或者氨基，R₈、R₉、R₁₅至R₁₈、R₂₃、R₂₄和R₂₉至R₃₂各自独立地表示氢原子或者具有1个以上且4个以下碳原子的烷基，R₂₁、R₂₂、R₂₇和R₂₈各自独立地表示氢原子、具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基或者具有1个以上且4个以下碳原子的烷基，n、m、l、q、s和t各自独立地表示1以上且8以下的整数，p和r各自独立地表示4以上且12以下的整数，x和y各自独立地表示0或者1，并且*和**分别表示键合到式(1)中的硅原子和氧原子的位置：

式(2)

Ge04/2

式(3)

MO4/2

式(4)

TaOs/2

在式(3)中，M表示选自由Ti、Zr和Hf组成的组的任意元素。

根据本发明的另一方面，提供一种上述充电构件的制造方法，所述方法包含以下步骤：(ⅰ)在所述支承体的外周上配置的所述弹性层的外周上，形成含有从由式(13)表示的可水解化合物、选自由式(14)至(17)表示的可水解化合物的至少一种以及由式(18)表示的可水解化合物合成的水解缩合物的涂布剂的涂膜；并且(ⅱ)使所述水解缩合物的环氧基开裂以交联所述水解缩合物，从而制备所述高分子化合物，其中在步骤(ii)中，所述涂膜固化并收缩以制造具有所述龟裂的表面层。

式(13)

R₃₃-Si(OR₃₄)(OR₃₅)(OR₃₆)

式(14)

Ti(OR₃₇)(OR₃₈)(OR₃₉)(OR₄₀)

式(15)

zr(OR_4I)(OR₄₂)(OR₄₃)(OR₄₄)

式(16)

Hf(OR₄₅)(OR₄₆)(OR₄₇)(OR₄₈)

式(17)

Ta(OR₄₉)(OR₅₀)(OR₅,)(OR₅₂)(OR₅₃)

式(18)

Ge(OR₅₄)(OR₅₅)(OR₅₆)(OR₅₇)

在式(13)中，R₃₃表示各自具有环氧基的式(19)至(22)中的任一个，并且R₃₄至R₃₆各自独立地表示具有1个以上且4个以下碳原子的烷基，并且在式(14)至(18)中，R₃₇至R₅₇各自独立地表示具有1个以上且9个以下碳原子的烷基：

式(19)

式(20)

式(21)

式(22)

在式(19)至(22)中，R₅₈至R₆₀、R₆₃至R₆₅、R₇₀、R₇₁、R₇₆和R₇₇各自独立地表示氢原子、具有1个以上且4个以下碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基，R₆₁、R₆₂、R₆₆至R₆₉、R₇₄、R₇₅和R₈₀至R₈₃各自独立地表示氢原子或者具有1个以上且4个以下碳原子的烷基，R₇₂、R₇₃、R₇₈和R₇₉各自独立地表示氢原子、具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基或具有1个以上且4个以下碳原子的烷基，n'、m'、l'、q'、s'和t'各自独立地表示1以上且8以下的整数，p'和r'各自独立地表示4以上且12以下的整数，并且*表示键合到式(13)中的硅原子的位置。

根据本发明的另一方面，提供一种上述充电构件的制造方法，所述方法包含以下步骤：ⅰ)在所述支承体的外周上配置的所述弹性层的外周上，形成含有从由式(13)表示的可水解化合物、由式(23)表示的可水解化合物、选自由式(14)至(17)表示的可水解化合物的至少一种以及由式(18)表示的可水解化合物合成的水解缩合物的涂布剂的涂膜；并且(ⅱ)使所述水解缩合物的环氧基开裂以交联所述水解缩合物，从而制备所述高分子化合物，其中在步骤(ii)中，所述涂膜固化并收缩以制造具有所述龟裂的表面层：

式(23)

R₈₄-Si(OR₈₅)(OR₈₆)(OR₈₇)

在式(23)中，R₈₄表示烷基或芳基，并且R₈₅至R₈₇各自独立地表示烃基。

根据本发明的再一方面，提供一种电子照相设备，其包含：电子照相感光构件，和配置为能够使所述电子照相感光构件充电的上述充电构件。

根据本发明的又一方面，提供一种处理盒，其包含：电子照相感光构件，和用于使所述电子照相感光构件充电的上述充电构件，其中所述处理盒是可拆卸地安装到电子照相设备的主体上。

发明的效果

根据本发明，提供难以造成清洁不良的充电构件。

此外，根据本发明，提供能够稳定地形成高品质电子照相图像的电子照相设备和处理盒。

附图说明

图1是说明根据本发明的充电构件的表面中的龟裂状态的示意性截面图。

图2是说明根据本发明的充电构件的构造实例的示意图。

图3是说明根据本发明的电子照相设备的构造实例的示意图。

图4是说明在根据本发明的充电构件的表面中存在的龟裂的截面形状的实例的图。

图5是说明要在根据本发明充电构件的表面层中使用的材料的粒径分布和弹性模量之间的关系的实例的图。

图6显示根据本发明的缩合物的固化产物的²⁹Si-NMR光谱的实例。

图7显示根据本发明的缩合物的固化产物的¹³C-NMR光谱的实例。

具体实施方式

<充电构件>

根据本发明的充电构件具有支承体、在所述支承体的外周上形成的弹性层和在所述弹性层的外周上形成的表面层，并且使所述充电构件的表面粗糙。也就是说，充电构件具有从它的表面延伸至所述弹性层的龟裂，并且所述龟裂具有凸状隆起的边缘，由此使所述充电构件的表面粗糙化。

图1说明使充电构件的表面粗糙化的实例。如图1所示，充电构件具有从表面层103的表面延伸到弹性层102的龟裂部104，并建立了这样的形状：表面层和弹性层都在龟裂部的边缘部105隆起。当充电构件抵接在感光构件上时，边缘部105作为与感光构件接触的点，因此可以减少与感光构件的接触面积。从前述推测根据本发明的充电构件抑制摩擦上升物质在感光构件表面的压力接触和固着，从而抑制纵条纹图像。

根据本发明的充电构件的最简单构造是这样的结构：在支承体的外周上设置两层，即，弹性层(导电性弹性层)和表面层。在支承体和弹性层之间或者在弹性层和表面层之间可以设置一层或两层以上的其它层。在说明作为充电构件代表例的辊状充电辊的截面的图2中，支承体由附图标记101表示，弹性层由附图标记102表示，并且表面层由附图标记103表示。

图4说明根据本发明的充电构件的表面形状的实例。如图4所示，龟裂存在于充电构件的表面中。图4的上部是当从上方观察时的表面层的图。图4的下部是说明在图4的上部中由虚线部表示的位置处沿厚度方向截面的凹凸状态的图。此时表面层的厚度为2μm。龟裂形状的观察表明，测量大于2μm的龟裂沿表面的厚度方向发生并且龟裂扩展直到弹性层。

(支承体)

充电构件的支承体仅须具有导电性(导电性支承体)，并且例如，可以使用由铁、铜、不锈钢、铝、铝合金或镍等金属(合金)制成的支承体。此外，为了赋予耐划痕性的目的，此类支承体的表面可在不损害其导电性的范围内进行表面处理如镀敷处理。

(弹性层)

在常规充电构件的弹性层(导电性弹性层)中使用的一种或两种或更多种弹性体如橡胶可以用于形成所述弹性层。橡胶的例子包括聚氨酯橡胶、硅橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、乙丙橡胶、聚降冰片烯橡胶、丙烯腈橡胶、表氯醇橡胶和烷基醚橡胶。

此外，通过适当地使用导电剂，可以将弹性层的导电性设置为预定值。通过适当地选择导电剂的种类和使用量可以调节弹性层的电阻值，并且电阻值合适地落入10²至10⁸Ω的范围内，更合适地10³至10⁶Ω的范围内。

此外，作为用于弹性层的导电剂，可以各自使用导电性碳如科琴黑EC、乙炔黑、用于橡胶的碳、用于已进行氧化处理的(彩色)墨的碳和热解碳。用于橡胶的碳的例子包括：超耐磨炉黑(Super Abrasion Furnace)(SAF：超强耐磨耗性)、中等超耐磨炉黑(Intermediate Super Abrasion Furnace)(ISAF：中等超耐磨耗性)、高耐磨炉黑(High Abrasion Furnace)(HAF：高耐磨耗性)、快速挤出炉黑(Fast Extruding Furnace)(FEF：良好的挤出性)、通用炉黑(GeneralPurpose Furnace)(GPF：通用性)、半补强炉黑(Semi Reinforcing Furnace)(SRF：半补强性)、细热裂黑(Fine Thermal)(FT：细颗粒热分解)、中等热裂黑(MediumThermal)(MT：中颗粒热分解)。

此外，石墨如天然石墨和人造石墨各自可以用作弹性层用导电剂。

向弹性层中可以加入无机或有机填料或交联剂。填料的例子包括二氧化硅(白炭)、碳酸钙、碳酸镁、粘土、滑石、沸石、氧化铝、硫酸钡和硫酸铝。交联剂的实例包括硫磺、过氧化物、交联助剂、交联促进剂、交联促进助剂和交联延迟剂。

从抑制当充电构件和作为被充电体的感光构件相互抵接时充电构件变形的观点考虑，弹性层的MD-1硬度优选为50°以上且85°以下，特别优选60°以上且80°以下。只要MD-1硬度落入所述范围内，通过利用表面层用涂膜的固化和收缩，可以额外容易的方式控制弹性层的龟裂深度。另外，当MD-1硬度超过85°时，当充电构件和感光构件彼此抵接时的抵接压力如此之高，以致于在长期使用充电构件期间，易于发生由于其对感光构件的压靠引起的调色剂或外部添加剂等的固着。

弹性层的表面粗糙度(Rz)通过表面层用涂膜的固化和收缩对龟裂的形成也具有影响。表面粗糙度的控制是通过研磨工序完成的。此外，可根据如上所述的弹性层的硬度来控制表面粗糙度。可选择地，表面粗糙度可以根据研磨条件(如磨石的旋转数、工件(work)的旋转数、切割速度和研磨时间)和磨石的种类来控制。通常，当在相同的条件下研磨弹性层时，具有较小MD-1硬度的弹性层倾向于显示较大的Rz，相反，具有较大MD-1硬度的弹性层倾向于显示较小的Rz。

表面粗糙度Rz优选为3.0μm以上且12.0μm以下，更优选为5.0μm以上且10.0μm以下。将表面粗糙度Rz设置在所述范围内使得通过表面层用涂膜的固化和收缩能够额外稳定地形成龟裂。

弹性层由用密闭型混合机等混合的弹性体原料通过已知的方法例如挤出成型、注射成型和压缩成型在支承体的外周上形成。应当注意，将弹性层根据需要通过粘合剂接合到支承体的外周。根据需要对由此形成的弹性层进行硫化处理。当硫化温度迅速升高时，挥发性副产物如通过硫化反应产生的硫化促进剂气化成为形成空隙的原因。因此，优选采用下列方法。将加热区域分为两个区域。通过将第一区域保持在该区域中的温度低于所述硫化温度的状态，将气体组分充分地除去。之后，在第二区域中进行硫化。

(表面层)

表面层含有具有Si-O-M键和Si-O-Ta键的至少一种键、M-O-Ge键和Ta-O-Ge键的至少一种键以及Si-O-Ge键的高分子化合物。

此外，所述高分子化合物具有由下式(1)和式(2)表示的结构单元，和选自由式(3)和式(4)表示的结构单元的至少一种结构单元。应当注意，M表示选自由Ti、Zr和Hf组成的组的任意元素。

式(1)

在式(1)中，R₁和R₂各自独立地表示下式(5)至(8)中的任何一个。

式(5)

式(6)

式(7)

式(8)

式(2)

Ge04/2

式(3)

MO4/2

式(4)

TaOs/2

在式(3)中，M表示选自由Ti、Zr和Hf组成的组的任意元素。

在所述高分子化合物中，优选式(1)中的R₁和R₂各自独立地表示下式(9)至(12)中的任一个。在这种情况下，有机链的存在使得可以控制表面层的弹性模量。此外，优选所述有机链的结构中具有醚部位，因为与弹性层的粘合性增强。

式(9)

式(10)

式(11)

式(12)

在式(9)至(12)中，N、M、L、Q、S和T各自独立地表示1以上且8以下的整数，x'和y'各自独立地表示0或1，并且*和**分别表示键合到式(1)中的硅原子和氧原子的位置。

在所述高分子化合物中M、Ta和Ge原子数的总和与硅原子数的比“(M+Ta+Ge)/Si”优选为0.10以上且12.50以下，更优选0.50以上且10.00以下。只要该比是0.10以上且12.50以下，可以使得表面层的弹性高。此外，通过将M或者Ta和Ge原子数的比调节在所述范围内，可以在表面层的弹性模量的增加和它的挠性之间建立平衡。当M或者Ta的百分比增加时，表面层具有高的弹性模量，因此可以额外降低与感光构件的接触面积。此外，Ge的引入改进它的韧性。因此，抑制了通过由反复与感光构件抵接和反复旋转而施加到所述层的应力产生的表面层强度的降低，因此甚至在长期使用期间也可以控制与所述感光构件的接触面积。

优选所述高分子化合物包括具有由式(13)表示的结构的可水解化合物、选自具有由式(14)至(17)表示的结构的可水解化合物的至少一种以及由式(18)表示的可水解化合物的交联产物。此类交联产物使得可以在它生产时通过所述交联产物的固化和收缩在表面层中产生龟裂。此外，充电构件的表面的材料组成可以由不含任何填料或者颗粒的单一体系构成。此外，可以降低所述表面层的厚度。

式(13)

R₃₃-Si(OR₃₄)(OR₃₅)(OR₃₆)

式(14)

Ti(OR₃₇)(OR₃₈)(OR₃₉)(OR₄₀)

式(15)

zr(OR_4I)(OR₄₂)(OR₄₃)(OR₄₄)

式(16)

Hf(OR₄₅)(OR₄₆)(OR₄₇)(OR₄₈)

式(17)

Ta(OR₄₉)(OR₅₀)(OR₅,)(OR₅₂)(OR₅₃)

式(18)

Ge(OR₅₄)(OR₅₅)(OR₅₆)(OR₅₇)

在式(13)中，R₃₃表示各自具有环氧基的式(19)至(22)中的任一个，并且R₃₄至R₃₆各自独立地表示具有1个以上且4个以下碳原子数的烷基，在式(14)至(18)中，R₃₇至R₅₇各自独立地表示具有1个以上且9个以下碳原子的烷基：

式(19)

式(20)

式(21)

式(22)

具有由式(14)表示的结构的可水解钛化合物的具体例子如下：甲氧基钛，乙氧基钛、正丙氧基钛、异丙氧基钛、正丁氧基钛、叔丁氧基钛、异丁氧基钛、正壬氧基钛和2-乙基己氧基钛。

具有由式(15)表示的结构的可水解锆化合物的具体例子如下：甲氧基锆、乙氧基锆、正丙氧基锆、异丙氧基锆、正丁氧基锆、叔丁氧基锆和2-乙基己氧基锆。

具有由式(16)表示的结构的可水解铪化合物的具体例子如下：甲氧基铪、乙氧基铪、正丙氧基铪、异丙氧基铪、正丁氧基铪、叔丁氧基铪和2-乙基己氧基铪。

具有由式(17)表示的结构的可水解钽化合物的具体例子如下：甲氧基钽、乙氧基钽、正丙氧基钽、异丙氧基钽、正丁氧基钽、叔丁氧基钽和2-乙基己氧基钽。

具有由式(18)表示的结构的可水解锗化合物的具体例子如下：甲氧基锗、乙氧基锗、异丙氧基锗和正丁氧基锗。

具有由式(19)表示的结构的可水解硅烷化合物的具体例子如下：4-(1,2-环氧丁基)三甲氧基硅烷、4-(1,2-环氧丁基)三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三甲氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、8-环氧乙烷-2-基辛基三甲氧基硅烷和8-环氧乙烷-2-基辛基三乙氧基硅烷。

具有由通式(20)表示的结构的可水解硅烷化合物的具体例子如下：环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷。

具有由通式(21)表示的结构的可水解硅烷化合物的具体例子如下：2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷和2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷。

具有由通式(22)表示的结构的可水解硅烷化合物的具体例子如下：3-(3,4-环氧环己基)甲基氧基丙基三甲氧基硅烷和3-(3,4-环氧环己基)甲基氧基丙基三乙氧基硅烷。

此外，优选所述高分子化合物包括具有由式(13)表示的结构的可水解化合物、选自具有由式(14)至(17)表示的结构的可水解化合物的至少一种、由式(18)表示的可水解化合物以及具有由下式(23)表示的结构的可水解化合物的交联产物。

式(23)

R₈₄-Si(OR₈₅)(OR₈₆)(OR₈₇)

具有由式(23)表示的结构的可水解硅烷化合物的具体例子如下：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙基三丙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丙基三丙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、己基三丙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、癸基三丙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和苯基三丙氧基硅烷。

当组合使用具有由式(23)表示的结构的可水解硅烷化合物时，优选组合R₈₄代表具有6个以上且10个以下碳原子的直链烷基的可水解硅烷化合物和R₈₄表示苯基的可水解硅烷化合物。在这种情况下，即使当由于水解和缩合反应而导致单体结构改变时，与溶剂的相容性也良好。

金属元素M代表选自由Ti、Zr和Hf组成的组中的任意元素。金属烷氧化物的金属原子的种类与充电构件的表面被粗糙化的程度之间的比较表明，所述程度按以下顺序趋于增大：Ti<Zr<Hf<Ta。此外，金属烷氧化物的金属原子的种类与表面层的弹性模量之间的比较表明，弹性模量按以下顺序趋于增加：Ti<Zr<Hf<Ta。尽管前述的原因尚未阐明，推测金属烷氧化物之间的反应速率的差或者金属原子的价数反映了该趋势。例如，由各金属烷氧化物和Si烷氧化物的水解缩合物形成的细颗粒与它们的膜物理性质之间的比较表明，如图5所示，在合成期间要产生的细颗粒尺寸根据金属物种变化，并按以下顺序趋于增加：Hf<Ta<Zr<Ti。

推测这是因为细颗粒的尺寸决定涂膜固化过程期间膜(表面层)的致密性，而致密性直接影响所述膜的弹性模量。换句话说，以下是可以想到的。随着膜变得越致密，涂膜固化和收缩的程度增大，并且所述程度是大还是小直接代表对表面开裂(换句话说，固化和收缩)的影响，由此影响龟裂的边缘部凸状隆起的方式。

此外，Ta细颗粒由五价烷氧化物制备，因此固化和收缩的反应点的数目大于Ti、Zr和Hf的四价烷氧化物的那些。因此，可以想到，膜的致密性高，因此弹性模量增加。同时，Ge细颗粒具有比Ti等的细颗粒更大的尺寸，因此可以对表面层赋予中等挠性。

因此，通过含有Ti、Zr、Hf和Ta细颗粒的至少一种以及Ge细颗粒的涂膜的固化和收缩得到的表面层使得充电构件的表面粗糙化，并抑制由通过反复与感光构件抵接和反复旋转而施加到所述层的应力产生的表面层的强度降低。可以想到的是，作为上述情况的结果，甚至在长期使用期间也可以控制与感光构件的接触面积。

从抑制低分子量组分从弹性层渗出和促进由表面层中的龟裂产生的表面粗糙化的观点出发，表面层的厚度优选为0.10-2.50μm，特别优选为0.15-2.00μm。

本发明的充电构件具有从它的表面延伸到弹性层的龟裂，所述龟裂由所述涂膜的固化和收缩产生，并且龟裂的边缘部凸状隆起以使充电构件的表面粗糙。

充电构件的表面粗糙度Rz和Ry是反映龟裂的大小的值。从实现抑制由于充电构件导致对感光构件的表面的固着和感光构件的均匀带电之间的相容性的观点出发，充电构件的表面粗糙度Rz优选5μm以上且25μm以下。表面粗糙度更优选为7μm以上且22μm以下，还更优选为10μm以上且20μm以下。

此外，从在交联反应期间改进交联效率的观点出发，优选使作为光聚合引发剂的阳离子聚合引发剂共存。例如，环氧基对用活性能量射线活化的路易斯酸的鎓盐显示出高反应性。因此，当阳离子可聚合基团为环氧基时，优选使用路易斯酸的鎓盐作为阳离子聚合引发剂。

阳离子聚合引发剂的其它实例包括硼酸盐，具有酰亚胺结构的化合物，具有三嗪结构的化合物，偶氮化合物和过氧化物。

在各种阳离子聚合引发剂中，从感光度、稳定性和反应性的观点出发，优选芳香族锍盐和芳香族碘鎓盐。特别优选双(4-叔丁基苯基)碘鎓盐、具有由下述化学式(24)表示的结构的化合物(商品名：Adekaoptomer SP150，由ADEKA CORPORATION制造)或具有由下列化学式(25)表示的结构的化合物(商品名：IRGACURE261，由Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)。

式(24)

式(25)

此外，作为光聚合引发剂的阳离子聚合引发剂优选以1.0-3.0质量份的量加入，相对于100质量份的水解缩合物。只要添加量落入所述范围内，固化特性和光聚合引发剂的溶解性都良好。

(充电构件的制造方法)

本发明的充电构件的制造方法的实例在下面给出。本发明的充电构件的制造方法例1是涉及使用由式(13)表示的化合物、由式(14)至(17)表示的化合物中的至少一种和由式(18)表示的化合物的制造方法。此外，本发明的充电构件的制造方法例2是涉及使用由式(13)表示的化合物、由式(23)表示的化合物、选自由式(14)至(17)表示的化合物的至少一种和由式(18)表示的化合物的制造方法。

制造方法例1包括以下步骤：(ⅰ)在支承体的外周上配置的弹性层的外周上，形成含有由式(13)表示的可水解化合物、选自由式(14)至(17)表示的可水解化合物的至少一种以及由式(18)表示的可水解化合物合成的水解缩合物的涂布剂的涂膜；以及(ⅱ)使所述水解缩合物的环氧基开裂以交联所述水解缩合物，从而制备高分子化合物。在步骤(ii)中，所述涂膜固化并收缩以制造具有龟裂的表面层。应当注意，在制造方法例2的情况下，在步骤(i)中使用由通式(13)和(23)表示的可水解化合物的混合物代替由通式(13)表示的可水解化合物。

在步骤(i)中，缩合物中间体通过以下获得：向可水解硅烷化合物加入水和醇；通过加热回流进行水解和缩合(第一阶段反应)。最终缩合物通过以下获得：向所得的缩合物中间体(液体)中加入选自具有由式(14)至(17)表示的结构的可水解化合物的至少一种和由式(18)表示的可水解化合物；并进行水解和缩合(第二阶段反应)。

因为下列原因进行如上所述的两个阶段的合成反应。由式(13)表示的可水解化合物或者由式(13)和式(23)表示的可水解化合物的组合的反应速率与由式(14)至(18)任一个表示的可水解化合物的反应速率彼此不同。由式(14)至(18)中任一个表示的化合物的反应速率极其高。只要比“(M+Ta+Ge)/Si”为约0.10至0.30，则甚至当反应没有分为两个阶段时水解和缩合反应也可以顺利进行。然而，当比“(M+Ta+Ge)/Si”超过0.30时，由于反应速率的差异引起仅仅由式(14)至(18)任一个表示的可水解化合物选择性地反应，因此容易出现白浊和沉淀。因此，优选如上所述进行两阶段的合成反应。

接着，将光聚合引发剂加入到由两阶段反应得到的缩合物(液体)。之后，进行步骤(ii)。由此，可以形成根据本发明的表面层。

在步骤(i)中，当制备缩合物中间体时水的添加量相对于可水解硅烷化合物的比例WR(摩尔比)优选为0.3以上且6.0以下。

(数学式(1))

WR=水/{可水解化合物(13)+可水解化合物(23)}

WR的值更优选为1.2以上且3.0以下。只要水的添加量落入所述范围内，就可以容易地控制合成时缩合的程度。也可以容易地控制缩合速率，其在稳定涂布剂的寿命方面是有效的。

此外，作为制备表面层形成用涂料的醇，优选使用单独的伯醇，伯醇和仲醇的混合物，或伯醇和叔醇的混合物。特别优选乙醇，甲醇/2-丁醇的组合、或乙醇/2-丁醇的组合。

接着，将所得表面层形成用涂料的粘度调整到适当的粘度，然后将所述涂料施涂到具有在支承体的外周上形成的弹性层的构件的外周上。当制备表面层形成用涂料时，为了改善它的涂布性，可以使用已经考虑挥发性的适当的溶剂以及在合成中使用的溶剂。适当的溶剂的例子包括2-丁醇、乙酸乙酯、甲乙酮以及它们的混合物。

此外，在将所述表面层形成用涂料施涂到弹性层上时，可以采用辊式涂布机的涂布、浸渍涂布或环涂布等。特别地，在环涂布的情况下，可以在短时间之内施涂涂料，并且沿各圆周方向和长度方向表面层的厚度均匀性高。此外，可以减少表面层形成用涂料的使用量。因此，从减轻环境负荷的观点出发，优选环涂布。

接着，通过用活性能量射线照射涂膜，使施涂到弹性层上的表面层形成用涂料的涂膜中的阳离子可聚合基团例如环氧基开裂。由此，涂膜中的缩合物彼此交联以使涂膜固化。由此，形成根据本发明的表面层。

作为活性能量射线，优选使用紫外线。当用紫外线进行交联反应时，可以抑制由于热史导致的弹性层的劣化，并因此可以抑制弹性层的电特性的降低。

对于用紫外线照射，可以使用高压汞灯、金属卤化物灯、低压汞灯或准分子UV灯等。其中，优选使用富含波长为150-480nmUV光的紫外线源。应当注意，紫外线的累积光量定义如下。

紫外线累积光量(mJ/cm²)=紫外线强度(mW/cm²)×照射时间(s)

根据照射时间、灯输出和灯与被照射体之间的距离可以调整紫外线累积光量。此外，在照射时间内累积光量可设置有梯度。

当使用低压汞灯时，可以用由USHIO INC.制造的紫外线累积光量计“UIT-150-A”或“UVD-S254”测量紫外线的累积光量。当使用受激准分子UV灯时，可以用USHIO INC.制造的紫外线累积光量计“UIT-150-A”或“VUV-S172”测量紫外线的累积光量。

<电子照相设备和处理盒>

图3说明包括具有本发明的充电构件的处理盒的电子照相设备的示意性结构的实例。电子照相设备具有圆筒状感光构件1，其围绕轴2以预定的圆周速度沿箭头所指方向旋转驱动。要旋转驱动的感光构件可以具有支承体和形成在支承体上的感光层、电荷注入层和表面层等。

要旋转驱动的感光构件的表面被充电构件3均匀地充电到正或负的预定电位。接着，所述表面接收从曝光单元(未示出)如狭缝曝光和激光束扫描曝光输出的曝光光(图像曝光光)4，从而可以形成相应于目标图像的静电潜像。

当通过充电构件对感光构件的表面充电时，从电压施加单元(未示出)将直流电压或者通过将交流电压叠加在直流电压上得到的电压施加到充电构件上。

将在感光构件的表面上形成的静电潜像各自供给来自为显影单元5设置的显影辊的显影剂，然后进行反转显影或正规显影，以变成调色剂图像。接着，将感光构件的表面上的调色剂图像通过施加到转印辊6的转移偏压顺次地转印到与感光构件的旋转同步地输送到感光构件和转印辊之间的间隙的例如纸的转印材料P上。转印到转印材料P上的调色剂图像被定影单元8定影到转印材料P上。另外，通过清洁单元7如清洁刮板除去在调色剂图像转印到转印材料P上之后在感光构件表面上的转印残余显影剂(调色剂)，从而可以清洁表面。另外，通过来自预曝光单元的预曝光光对表面进行除电处理，然后重复用于图像形成。当充电单元为接触充电单元时，预曝光光不是必需的。

将感光构件、充电构件、显影单元和清洁单元一体化以形成处理盒9，其用引导单元10例如电子照相设备的主体的轨道可拆卸地安装至电子照相设备的主体。适当选自由除了上述构件之外的转印单元等的单元形成的盒也可以可拆卸地安装至电子照相设备的主体。

实施例

在下文中，通过实施例更详细地描述本发明。

(1)导电性弹性辊的形成和评价

(导电性弹性辊-1的制造)

将表1中所示量的组分(1)在6-L捏合机中混炼20分钟。接着，将在表1中所示量的组件(2)加入到混合物中，然后用开炼辊将整体再混炼另外的八分钟。由此，得到未硫化橡胶组合物。

表1

接着，将含有金属和橡胶的热固性粘合剂(商品名：METALOC N-33，由TOYO KAGAKU KENKYUSHO CO.,LTD.制造)施涂到各自相对于由具有6mm直径和252mm长度的钢制成的圆柱形支承体(具有镀镍表面)的圆柱面沿轴向的中央的两侧上延伸达至115.5mm的区域(具有沿轴向总宽度为231mm的区域)。将所得物在80℃下干燥30分钟，然后进一步在120℃下干燥1小时。

接着，将未硫化橡胶组合物用十字头挤出机同轴挤出成外径为8.75至8.90mm的圆筒状至具有粘合剂层的支承体上，然后切断其端部。由此，制得在所述支承体的外周上形成的未硫化橡胶组合物的层(长度：252mm)。作为挤出机，使用筒体直径为70mm且L/D为20的挤出机。关于挤出时的温度条件，头部的温度设定为90℃，筒体温度设定为90℃，并且螺杆的温度设定至90℃。

接着，用具有设置为不同温度的两个区域的连续加热炉对该未硫化橡胶组合物的层进行硫化。将所述层在30分钟内通过温度设定为80℃的第一区域，然后在30分钟内通过温度设置为160℃的第二区域。由此，得到弹性层。

接着，切断弹性层的两端，从而弹性层沿轴向的宽度为232mm。之后，用旋转磨石研磨弹性层的部分的表面。由此，得到具有端部直径为8.26mm且中央部直径为8.5mm的冠状的导电性弹性辊-1。

(评价1：导电性弹性辊的评价)

评价导电性弹性辊1的表面的十点平均粗糙度(Rz)、最大高度(Ry)和硬度(MD-1)。结果示于表2中。根据JIS B0601(1994)测定十点平均粗糙度(Rz)和最大高度(Ry)。采用下列条件测量：评价长度为8.0mm，截止值(cutoff value)为0.8mm，进给速度为0.5mm/s，和滤波器特性为2CR。

(导电性弹性辊-2和3的制造)

除了改变研磨弹性层的条件以使Rz和Ry取示于表2中的值之外，以与在导电性弹性辊-1中相同的方式制造弹性辊-2和3。将所得的导电性弹性辊进行评价(1)。由此，确认Rz和Ry采用预定值。

(导电性弹性辊-4的制造)

除了将表1中所示的组分(1)改变为表1中所示的组成(3)之外，以与在导电性弹性辊-1中相同的方式制造导电性弹性辊-4，然后对所述辊进行评价(1)。

(导电性弹性辊-5的制造)

除了将表1所示的组分(1)改变为表1中所示的组分(4)之外，以与在导电性弹性辊-1中相同的方式制造导电性弹性辊-5，然后对所述辊进行评价(1)。

表2示出导电性弹性辊-1至5的评价(1)的结果。

表2

(实施例1)

<缩合物中间体-1的制备>

(第一阶段反应)

表6显示在缩合物的合成中使用的原料列表。将作为具有环氧基的可水解硅烷化合物的11.56克(0.049mol)的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(EP-1)(商品名：KBM-403，由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)和62.11g(0.301mol)己基三甲氧基硅烷(He)(商品名：KBM-3063，由Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制造)装入300-ml的茄形烧瓶中。接着，将91.87g乙醇(EtOH)(KISHIDA CHEMICAL Co.,Ltd.，特级)加入到茄形烧瓶中。

另外，将橄榄球型搅拌棒(具有45mm的总长度和20mm的直径)装入到烧瓶中，然后通过在室温下和500rpm/分钟的转数下在搅拌器上将内容物搅拌混合。另外，将搅拌器的转数改变为900rpm，然后向烧瓶中逐滴添加11.34g离子交换水(pH=5.5)。合成时的固成分为28.00质量％。

将设定为120℃的油浴设置在具有温度失控防止机构的搅拌器上。将烧瓶置于油浴中，然后将转数设置为750rpm。使该烧瓶中内容物的温度在20分钟内达到120℃，然后通过加热回流20小时进行第一阶段反应。由此，得到缩合物中间体-1。

<缩合物1-1的制备>

将167.39克的缩合物中间体-1装入300-ml的茄形烧瓶中。另外，向所述300-ml的茄形烧瓶中装入4.25g的异丙氧基钛(Ti-1)(由Kojundo ChemicalLaboratory Co.,Ltd.制造)和4.62g的乙氧基锗(由Gelest,Inc.制造)，然后将混合物在室温下搅拌3小时。由此，合成缩合物1-1。

<表面层形成用涂料1-1的制备>

用缩合物1-1通过以下步骤制备表面层形成用涂料1-1。首先，测量由铝制成的量杯的质量(A)。通过使用所述量杯用精密天平称量缩合物1-1。将此时的值定义为质量(B)。接着，将装有缩合物1-1的量杯放置在200℃温度下的烘箱中30分钟。由此，使缩合物1-1的水分蒸发。之后，用精密天平测量量杯的质量。将此时的值定义为质量(C)。用质量(A)至(C)从下述(数学式(2))计算缩合物1-1的固成分。

(数学式(2))

固成分(质量％)=((C-A)/B)×100

接着，制备作为光阳离子聚合引发剂的芳香族锍盐(商品名：Adekaoptomer SP-150，由ADEKA CORPORATION制造)的溶液，使得其在乙醇中的浓度为10质量％。

此外，向缩合物1-1中加入乙醇以使所述固成分浓度调整为7.2质量％。向所得物中加入通过用乙醇稀释所述光阳离子聚合引发剂制备的溶液，使得所述光阳离子聚合引发剂的溶液的量为3.0质量份，相对于100质量份的缩合物1-1的固成分。将所得物定义为表面层形成用涂料1-1。

<评价(2)：表面层形成用涂料1-1的稳定性评价>

将表面层形成用涂料1-1装入透明的烧杯中，然后静置。目视观察涂料的白浊或沉淀的状态，并基于下表3中所示的标准进行评价。

表3

等级	标准
		A	建立了即使在静置1个月之后也没有发生白浊和沉淀的状态。
B	建立了在经过大约2周之后涂料变得白浊的状态。
		C	建立了在经过大约1周之后涂料变得白浊的状态。
D	建立了在合成时发生白浊和沉淀的状态。

<评价(3)：缩合物1-1的固化膜的化学结构评价>

通过以下方法确定缩合物1-1的固化膜中是否存在由式(1)表示的结构。

首先，通过旋涂将表面层形成用涂料1-1施涂到厚度为100μm的铝制片材的脱脂表面上。使用1H-D7(商品名，由MIKASA CO.,LTD.制造)作为旋涂装置。在旋转数为300rpm和旋转时间为2秒的条件下进行旋涂。

将表面层形成用涂料1-1的涂膜干燥。之后，用波长为254nm的紫外线照射所述涂膜。由此，将涂膜固化。将照射涂膜的紫外线的累积光量设定为9,000mJ/cm²。应当注意，在用紫外线照射中使用低压汞灯(由HARISONTOSHIBA LIGHTING Corporation制造)。

接着，将所述固化膜从铝制片材剥离，然后用由玛瑙制成的研钵粉碎。由此，制备NMR测试用试样。用核磁共振装置(商品名：JMN-EX400，由JEOLLtd.制造)测量样品的²⁹Si-NMR光谱和¹³C-NMR光谱。

图6显示²⁹Si-NMR光谱。在图中，还显示了通过将所述谱进行波形分离得到的峰。在-64ppm至-74ppm附近的峰显示了T³组分。这里，术语“T³组分”指的是其中具有一个键键合到有机官能基团的Si具有三个经由O键合到其他原子(Si、B)的键的状态，换句话说，-SiO3/2的状态。从图6确认，具有包括环氧基的有机链的可水解硅烷化合物缩合，因此存在-SiO3/2的状态下的一定物种。

另外，图7显示¹³C-NMR光谱。在开环之前各自显示环氧基的峰在约44ppm和51ppm处出现，而在开环聚合之后的峰在约69ppm和72ppm处出现。从图7确认，未开环的环氧基聚合而几乎没有残留。

从前述²⁹Si-NMR测量和¹³C-NMR测量确定，在缩合物1-1的固化膜中存在由式(1)表示的结构。

<评价(4)：缩合物1-1的固化膜的弹性模量>

通过以下方法制备用于弹性模量测量的样品。即，用旋涂装置(1H-D7,(MIKASA CO.,LTD.))在旋转数为300rpm下经2秒使表面层形成用涂料1-1在厚度为100μm的铝制片材上形成膜。当在表面层形成用涂料1-1中的固成分浓度为约7质量％时，可以通过该方法形成厚度为约5.0μm的涂膜。应该注意，为使固化膜的厚度具有足以进行后面将要描述的物理特性测试的厚度，旋涂可以进行多次。

干燥之后，通过用波长为254nm的紫外线以致其累积光量为9,000mJ/cm²进行照射，使所述涂膜固化。由此，制备用于膜物理性质测量的样品。应当注意，在用紫外线照射时使用低压汞灯(由HARISON TOSHIBA LIGHTINGCorporation制造)。

将当压头以0.5μm/7s从样品的表面进入时用表面薄膜物理性质测试仪(商品名：FISCHER SCOPE H100V，由Fischer Instruments K.K.制造)测量的值定义为缩合物1-1的固化膜的弹性模量。

<充电辊1-1的制造和评价>

通过环施涂(排出量：0.120ml/s，环部分的速度：85mm/s，总排出量：0.130ml)将表面层形成用涂料1-1施涂到导电性弹性辊-1的导电性弹性层的周面。通过用波长为254nm的紫外线以致累积光量为9,000mJ/cm²进行照射，使得所得物固化(通过交联反应固化)。由此，形成表面层。在用紫外线照射时使用低压汞灯(由HARISON TOSHIBA LIGHTING Corporation制造)。由此，得到充电辊1-1。

<评价(5)：表面层形成用涂料1-1的涂布性评价>

通过表4中的下列标准目视确定充电辊1-1的表面的外观，以评价表面层形成用涂料1-1的涂布性。

表4

等级	标准
		A	充电辊的表面完全没有任何涂布不良。
B	在充电辊的部分表面发生涂布不良。
		C	在充电辊的表面的整个区域发生涂布不良。

<评价(6)：表面层的厚度>

如下所述测量表面层的厚度。即，如下所述测量表面层的厚度。在充电辊的轴向上的中央部的圆周方向上的四个点取样，然后以5kV至20kV的加速电压和10,000的倍率用扫描型电子显微镜(商品名：HD-2000，由Hitachi,Ltd.制造)观察表面层的深度方向的截面，然后测量。

<评价(7)：充电辊的表面中的龟裂评价>

用彩色3D激光显微镜(商品名：VK-8700，由KEYENCE CORPORATION制造)在倍率为1,000(物镜：×50)下观察充电辊的表面。用分析软件VK分析仪评价表面粗糙度(Rz和Ry)。

<评价(8)：Si-O-Ti键、Si-O-Ge键和Ti-O-Ge键的确认>

用ESCA(商品名：Quantum2000，ULVAC-PHI,Inc.)确认在充电辊的表面层中的Si-O-Ti键等的存在。即，用X-射线照射充电辊的表面，然后评价表面层中的键合模式。从检测到的O1s光谱确认，在充电辊的表面层中存在Si-O-Ti键、Si-O-Ge键和Ti-O-Ge键。

<评价(9)：图像评价>

作为电子照相设备，准备激光束打印机(商品名：HP LaserJet P1505Printer，由Hewlett-Packard Company制造)。激光束打印机沿其纵向方向可输出A4尺寸的纸张。另外，激光打印机具有23张/分钟的打印速度和600dpi的图像分辨率。将充电辊1-1引入到激光束打印机的处理盒(商品名：“HP36A(CB436A)”，由Hewlett-Packard Company制造)中，然后将该处理盒安装在激光束打印机上。

用激光束打印机在常温常湿环境下(具有25℃的温度和55％RH的湿度)在1,000张纸上形成在A4尺寸的纸张上以1％的打印率打印具有4点大小的字母“E”的文字的图像。应当注意，根据所谓的间歇模式进行电子照相图像的形成，在该模式下，每输出一张图像，电子照相感光构件的旋转停止7秒。目视观察由此得到的第1,000张电子照相图像并通过以下表5中所示的标准评价。

表5

等级	评价标准
		A	没有出现纵条纹图像。
B	出现极其轻微的纵条纹图像。
		C	出现在实际使用中不造成问题的程度的纵条纹图像。
D	纵条纹图像显著。

(实施例1-2至实施例1-36)

<缩合物中间体-2至7的制备>

除了采用以下表6中所示的组成之外，以与根据实施例1的缩合物中间体-1中相同的方式制备缩合物中间体-2至7。应该指出，表6中的符号“EP-1”至“EP-4”、“He”和“Ph”表示在表7中所示的化合物。

表6

表7

<缩合物1-2至1-31的制备>

除了采用以下表8-1中所示的组成之外，以与根据实施例1的缩合物1-1中相同的方式各自合成缩合物1-2至1-31。

表8-1

<表面层形成用涂料1-2到1-31的制备>

除了使用缩合物1-2至1-31之外，以与表面层形成用涂料1-1中相同的方式制备表面层形成用涂料1-2至1-31。对这些涂料进行评价(2)至(4)。

表8-2显示表面层形成用涂料1-1到1-31的评价(2)至(4)的结果。

表8-2

<充电辊1-2至1-30的制造>

除了使用表面层形成用涂料1-2至1-30之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊1-2至1-30，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

<充电辊1-31和1-32的制造>

除了使用表面层形成用涂料1-31，并将表面层的厚度设置为2.00μm或0.50μm之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊1-31和1-32，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

<充电辊1-33至1-36的制造>

除了使用导电性弹性辊-2、3、4或5之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊1-33至1-36，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

表8-3显示根据实施例1-1至1-36的充电辊1-1至1-36的评价(5)至(9)的结果。

表8-3

(实施例2-1至2-36)

<缩合物2-1至2-31的制备>

除了采用以下表9-1中显示的组成之外，以与根据实施例1的缩合物1-1中相同的方式各自合成缩合物2-1至2-31。

表9-1

<表面层形成用涂料2-1至2-31的制备>

除了使用缩合物2-1至2-31之外，以与表面层形成用涂料1-1中相同的方式制备表面层形成用涂料2-1至2-31。对这些涂料进行评价(2)至(4)。

表9-2显示表面层形成用涂料2-1至2-31的评价(2)至(4)的结果。

表9-2

<充电辊2-1至2-30的制造>

除了使用表面层形成用涂料2-1至2-30之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊2-1至2-30，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

<充电辊2-31和2-32的制造>

除了使用表面层形成用涂料2-31，并将表面层的厚度设置为2.00μm或0.50μm之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊2-31和2-32，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

<充电辊2-33至2-36>

除了使用导电性弹性辊-2、3、4或5之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊2-33至2-36，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

表9-3显示根据实施例2-1至2-36的充电辊2-1至2-36的评价(5)至(9)的结果。

表9-3

(实施例3-1至3-36)

<缩合物3-1至3-31的制备>

除了采用以下表10-1中所示的组成之外，以与根据实施例1的缩合物1-1中相同的方式各自合成缩合物3-1至3-31。

表10-1

<表面层形成用涂料3-1至3-31的制备>

除了使用缩合物3-1至3-31之外，以与表面层形成用涂料1-1中相同的方式制备表面层形成用涂料3-1至3-31。对这些涂料进行评价(2)至(4)。

表10-2显示表面层形成用涂料3-1至3-31的评价(2)至(4)的结果。

表10-2

<充电辊3-1至3-30的制造>

除了使用表面层形成用涂料3-1至3-30之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊3-1至3-30，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

<充电辊3-31和3-32的制造>

除了使用表面层形成用涂料3-31，并将表面层的厚度设置为2.00μm或0.50μm之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊3-31和3-32，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

<充电辊3-33至3-36的制造>

除了使用导电性弹性辊-2、3、4或5之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊3-33至3-36，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

表10-3显示根据实施例3-1至3-36的充电辊3-1至3-36的评价(5)至(9)的结果。

表10-3

(实施例4-1至4-36)

<缩合物4-1至4-31的制备>

除了采用以下表11-1中所示的组成之外，按照在根据实施例1的缩合物1-1中相同的方式各自合成缩合物4-1至4-31。

表11-1

<表面层形成用涂料4-1至4-31的制备>

除了使用缩合物4-1至4-31之外，以与表面层形成用涂料1-1中相同的方式制备表面层形成用涂料4-1至4-31。对这些涂料进行评价(2)至(4)。

表11-2显示表面层形成用涂料4-1至4-31的评价(2)至(4)的结果。

表11-2

<充电辊4-1至4-30的制造>

除了使用表面层形成用涂料4-1至4-30之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊4-1至4-30，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

<充电辊4-31和4-32的制造>

除了使用表面层形成用涂料4-31，并将表面层的厚度设置为2.00μm或0.50μm之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊4-31和4-32，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

<充电辊4-33至4-36>

除了使用导电性弹性辊-2、3、4或5之外，以与充电辊1-1中相同的方式制造充电辊4-33至4-36，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。

表11-3显示根据实施例4-1至4-36的充电辊2-1至2-36的评价(5)至(9)的结果。

表11-3

(比较例1)

<表面层形成用涂料C-1的制备和评价>

除了将缩合物1-1改变为缩合物中间体4之外，以与表面层形成用涂料1-1中相同的方式制备表面层形成用涂料C-1。对涂料进行评价(2)至(4)。表12-1显示结果。

表12-1

<充电辊C-1至C-3的制造和评价>

此外，除了使用表面层形成用涂料C-1之外，以与在充电辊1-1中相同的方式制造表面层的厚度分别为0.5μm、1.00μm和2.00μm的充电辊C-1至C-3，然后对充电辊进行评价(5)至(9)。表12-2显示了评价结果。

表12-2

(比较例2-6)

除了采用以下表13中所示的组成之外，以与根据实施例1的缩合物中间体-1中相同的方式各自制备缩合物C-2至C-6。在所有的缩合物中，在制备缩合物期间发生白浊或沉淀。

除了使用由此得到的各个缩合物之外，试图以与表面层形成用涂料1-1中相同的方式制备表面层形成用涂料C-2至C-6。然而，由于在任何这样的缩合物中发生白浊或沉淀，所以不能制备表面层形成用涂料。

应该指出，表13中的符号“Ti-1”、“Zr-1”、“Hf-1”、“Ta-1”和“Ge”表示表7中所示的化合物。

表13

本申请要求2011年4月28日提交的日本专利申请2011-101519的优先权，并包括其内容作为本申请的一部分以作参考。

附图标记说明

101 支承体

102 弹性层

103 表面层

104 龟裂部

1 感光构件

2 轴

3 充电构件

4 图像曝光装置

5 显影装置

6 转印装置

7 清洁装置

8 定影装置

9 处理盒

10 导向装置

P 转印材料

Claims

1.一种充电构件，其包含：

支承体，

弹性层，和

表面层，

其中：

所述表面层包含具有如下键的高分子化合物：

选自Si-O-M键和Si-O-Ta键的至少一种键，

选自M-O-Ge键和Ta-O-Ge键的至少一种键，和

Si-O-Ge键；

所述高分子化合物具有

由下式(1)表示的结构单元，

由下式(2)表示的结构单元，和

选自由下式(3)表示的结构单元和由下式(4)表示的结构单元的至少一种结构单元，并且

所述充电构件具有从其表面延伸到所述弹性层的龟裂，并且所述龟裂具有凸状隆起的边缘，由此使所述充电构件的表面粗糙，

条件是M表示选自由Ti、Zr和Hf组成的组的任意元素：

式(1)

式(5)

式(6)

式(7)

式(8)

式(2)

Ge04/2

式(3)

MO4/2

式(4)

Ta05/2

在式(3)中，M表示选自由Ti、Zr和Hf组成的组的任意元素。

2.根据权利要求1所述的充电构件，其中在所述高分子化合物中，式(1)中的R₁和R₂各自独立地表示下式(9)至(12)中的任一个：

式(9)

式(10)

式(11)

式(12)

3.根据权利要求1或2所述的充电构件，其中所述高分子化合物中M、Ta和Ge原子数的总和与硅原子数的比“(M+Ta+Ge)/Si”为0.10以上且12.50以下。

4.根据权利要求1至3任一项所述的充电构件，其中所述高分子化合物包含具有由式(13)表示的结构的可水解化合物、选自具有由式(14)至(17)表示的结构的可水解化合物的至少一种以及由式(18)表示的可水解化合物的水解缩合物的交联产物：

式(13)

R₃₃-Si(OR₃₄)(OR₃₅)(OR₃₆)

式(14)

Ti(OR₃₇)(OR₃₈)(OR₃₉)(OR₄₀)

式(15)

zr(OR_4I)(OR₄₂)(OR₄₃)(OR₄₄)

式(16)

Hf(OR₄₅)(OR₄₆)(OR₄₇)(OR₄₈)

式(17)

Ta(OR₄₉)(OR₅₀)(OR₅,)(OR₅₂)(OR₅₃)

式(18)

Ge(OR₅₄)(OR₅₅)(OR₅₆)(OR₅₇)

在式(13)中，R₃₃表示各自具有环氧基的式(19)至(22)的任一个，并且R₃₄至R₃₆各自独立地表示具有1个以上且4个以下碳原子的烷基，在式(14)至(18)中，R₃₇至R₅₇各自独立地表示具有1个以上且9个以下碳原子的烷基：

式(19)

式(20)

式(21)

式(22)

5.根据权利要求1至4任一项所述的充电构件，其中所述高分子化合物包含具有由式(13)表示的结构的可水解化合物、选自具有由式(14)至(17)表示的结构的可水解化合物的至少一种、由式(18)表示的可水解化合物以及具有由下式(23)表示的结构的可水解化合物的交联产物：

式(23)

R₈₄-Si(OR₈₅)(OR₈₆)(OR₈₇)

6.一种根据权利要求4所述的充电构件的制造方法，该方法包括以下步骤：

(ⅰ)在所述支承体的外周上配置的所述弹性层的外周上，形成含有从由式(13)表示的可水解化合物、选自由式(14)至(17)表示的可水解化合物的至少一种以及由式(18)表示的可水解化合物合成的水解缩合物的涂布剂的涂膜；并且

(ⅱ)使所述水解缩合物的环氧基开裂以交联所述水解缩合物，从而制备所述高分子化合物，

其中在步骤(ii)中，所述涂膜固化并收缩以制造具有所述龟裂的表面层。

7.一种根据权利要求5所述的充电构件的制造方法，该方法包括以下步骤：

(ⅰ)在所述支承体的外周上配置的所述弹性层的外周上，形成含有从由式(13)表示的可水解化合物、由式(23)表示的可水解化合物、选自由式(14)至(17)表示的可水解化合物的至少一种以及由式(18)表示的可水解化合物合成的水解缩合物的涂布剂的涂膜；并且

8.一种电子照相设备，其包含：

电子照相感光构件；和

配置为能够使所述电子照相感光构件充电的根据权利要求1-5任一项所述的充电构件。

9.一种处理盒，其包含：

电子照相感光构件；和

用于使所述电子照相感光构件充电的根据权利要求1-5任一项所述的充电构件，其中

所述处理盒可拆卸地安装到电子照相设备的主体上。