專利名稱:顯影劑承載體及使用所述顯影劑承載體的顯影裝置和成像處理盒的制作方法
技術領域:
本發明涉及在對形成于電子照相感光體或靜電記錄感應體等圖像承載體上的潛像進行顯影的顯影裝置中使用的顯影劑承載體。另外,涉及使用上述顯影劑承載體的顯影裝置和成像處理盒。
背景技術:
過去,作為電子照相法已知有多種方法,但一般利用光導電性物質由多種裝置在靜電潛像保持體(感光鼓)上形成靜電潛像,然后,由顯影劑(調色劑)對所述靜電潛像進行顯影使其可視圖像化,根據需要將調色劑像轉印到紙等轉印材料后,由熱和壓力等將調色劑圖像定影到轉印材料上,獲得復寫物。
作為電子照相法的顯影方式,主要分成單成分顯影方式和二成分顯影方式。近年來,為了實現電子照相裝置的輕量·小型化等需要減小轉印裝置部分,所以,使用單成分顯影方式的顯影裝置較多得到使用。
單成分顯影方式由于不象二成分顯影方式那樣需要玻璃珠或鐵粉等載體粒子,所以,可使顯影裝置自身小型化和輕量化。另一方面,由于二成分顯影方式需要將顯影劑中的調色劑濃度保持為一定,所以,需要用于檢測調色劑濃度并補給必要量的調色劑的裝置。因此,在這里,顯影裝置也變大變重。在單成分顯影方式中,由于不需要這樣的裝置,仍然可使顯影裝置小而輕,所以較理想。
作為使用單成分顯影方式的顯影裝置,已知以下那樣的裝置。首先,在作為靜電潛像保持體的感光鼓表面形成靜電潛像,由顯影劑承載體(顯影套筒)與調色劑的摩擦和/或用于限制顯影套筒上的調色劑涂覆量的顯影劑層厚限制構件與調色劑的摩擦,對調色劑施加正或負的電荷。然后,將施加了電荷的調色劑薄薄地涂覆到顯影套筒上,輸送到感光鼓與顯影套筒相向的顯影區域,在顯影區域使調色劑飛到感光鼓表面的靜電潛像上附著,從而顯影,作為調色劑像使靜電潛像顯影。
然而,在使用這樣的單成分顯影方式的場合難以調整調色劑的帶電性,雖然對調色劑進行了很多改良,但也未完全解決調色劑帶電的不均勻性和帶電的耐久穩定性的問題。
特別是在顯影套筒反復進行回轉時,涂覆于顯影套筒上的調色劑的帶電量由于與顯影套筒的接觸而變得過高,調色劑由與顯影套筒表面的吸引力吸引而在顯影套筒表面上成為不動狀態,不從顯影套筒移動到感光鼓上的潛像,這即所謂的充電現象,這一現象特別是在低濕下易于發生。當這樣的充電現象發生時,上層的調色劑不易帶電,調色劑的顯影量下降,為此,產生線條圖像變細或全圖像的圖像濃度淡等問題。另外,由于充電使得未適當帶電的調色劑成為限制不良狀態,還發生流出到套筒上成為斑點狀、波狀不均勻部的所謂斑點現象。
另外,由于圖像部(調色劑消耗部)與非圖像部的調色劑層的形成狀態改變,帶電狀態不同,所以,例如在顯影套筒上一度對圖像濃度高的全圖像進行顯影的位置如在顯影套筒進行下一回轉時來到顯影位置對半色調圖像進行顯影,則易于產生在圖像上出現全圖像痕跡的所謂套筒重影現象。
另外,最近,為了實現電子照相裝置的數字化和更高畫質化,實現了調色劑的小粒徑化和微粒化。例如,為了提高析像度和文字清晰性、真實地再現潛像,一般使用重量平均粒徑約5~12μm的調色劑。另外,從生態學的角度考慮,以及為了裝置的進一步輕量化和小型化等,減少廢調色劑,實現以下那樣的調色劑轉印效率的提高。例如,通過使調色劑含有平均粒子直徑為0.1~3μm的轉印效率提高劑和BET比表面積50~300m2/g的疏水性二氧化硅粉末,從而減少調色劑的體積電阻,在感光鼓上形成轉印效率提高劑的薄膜層,從而提高轉印效率。另外,由機械沖擊力對調色劑自身進行球形化處理,提高轉印效率。
另外,為了實現快速復印時間的縮短和節電,存在降低調色劑的定影溫度的傾向。在這樣的狀況下,特別低溫低濕下的調色劑由于單元質量的電荷量增加而易于靜電附著到顯影套筒上,高溫高濕下的調色劑由于來自外部的物理力和使用易于流動化的材料的原因而易于變質,調色劑導致的套筒污染和套筒熔融粘著易于發生。
作為解決這種現象的方法,在日本特開平02-105181號公報、日本特開平03-036570號公報等提出了一種將顯影套筒用于顯影裝置的方法,所述顯影套筒在金屬基體上設置使結晶性石墨和碳等導電性微粉末分散到樹脂中構成的涂層。通過使用所述方法,上述現象大幅度減輕。
然而,在所述方法中,當大量添加上述粉末時,對防止充電和套筒重影的發生有效,但對調色劑適度帶電的能力不足,特別是在高溫高濕的環境下難以獲得足夠的圖像濃度。另外,在添加大量上述粉末時,涂層易于脆化而剝離,同時,表面形狀不均勻,在長時間使用后涂層的表面粗糙度和表面組成變化,不易發生調色劑的輸送不良或調色劑的帶電不均勻化。
另外,在使用分散上述結晶性石墨的涂層的場合,由于涂層表面因結晶性石墨的鱗片狀的構造而具有潤滑性,所以,對于防止充電和套筒重影的發生發揮充分的效果,但由于形狀為鱗片狀,所以,涂層的表面形狀不均勻,另外,由于結晶性石墨的硬度低,所以,在涂層表面結晶性石墨自身的摩損和脫離易于發生,在長久使用時涂層表面粗糙度和表面組成變化,易于發生調色劑的輸送不良和調色劑的帶電不均。
另一方面,當上述導電性微粉末在形成于顯影套筒的金屬基體上的涂層的添加量為少量的場合,結晶性石墨和碳等導電性微粉末的效果小,存在對充電和套筒重影的對策不充分的問題。
另外,在日本特開平03-200986號公報中提出了在金屬基體上設置導電性涂層的顯影套筒,所述導電性涂層在樹脂中分散結晶性石墨和碳等導電性微粉末及球狀粒子。在所述顯影套筒中,涂層的耐磨性在某種程度上提高,同時,涂層表面的形狀也均勻化,長久使用導致的表面粗糙度的變化也較少,所以,套筒上的調色劑涂覆穩定,可在某種程度上使調色劑的帶電均勻化,沒有套筒重影、圖像濃度、圖像濃度不均等問題,存在圖像穩定化的傾向。然而,即使在所述顯影套筒中,對調色劑的迅速而且均勻的帶電控制性和對調色劑的適度帶電賦予能力的穩定化不充分。另外,即使在耐磨性中,進一步長期的耐久性使用,也產生由于顯影套筒的涂層的球狀粒子或結晶性石墨磨損或脫落而導致的涂層表面的粗糙度變化和粗糙度不均勻化及由此帶來的涂層調色劑污染和調色劑熔融粘著等,這種情況下調色劑的帶電不穩定,成為圖像不良的原因。
另外,在日本特開平08-240981號公報中提出了這樣一種顯影套筒,所述顯影套筒通過在導電性涂層中均勻地分散低比重且導電性的球狀粒子而提高涂層的耐磨性,另外,使涂層表面的形狀均勻化而提高對調色劑的均勻帶電賦予性,而且,即使在涂層多少產生磨損時也可抑制調色劑污染和調色劑熔融粘著。然而,所述顯影套筒,在對調色劑迅速且均勻的帶電賦予性和對調色劑的適度帶電賦予能力方面也不完全。另外,在耐磨性方面,經過更長期的耐久使用,易于從涂層表面不存在導電性球狀粒子的部分磨損或脫落結晶性石墨等導電性粒子,從所述磨損和脫落的部分涂層的磨損被促進,發生調色劑污染和調色劑熔融粘著,調色劑的帶電變得不穩定,成為圖像不良的原因。
本發明就是鑒于上述問題而作出的,其目的在于提供一種即使在不同的環境條件下也不發生濃度下降、圖像濃度不均、套筒重影和灰霧等問題、可穩定地獲得均勻、沒有濃度不均、圖像濃度高的高質量圖像的顯影劑承載體及使用所述顯影劑承載體的顯影裝置和成像處理盒。
另外,本發明提供一種通過減輕在使用粒徑小的調色劑和球形的調色劑形成圖像的場合出現的、調色劑在顯影劑承載體表面的附著從而可控制調色劑的不均勻帶電并迅速地使調色劑適度帶電的顯影劑承載體及使用所述顯影劑承載體的顯影裝置和成像處理盒。
另外,本發明提供一種不易產生因反復轉印或耐久使用導致的顯影劑承載體表面的樹脂涂層的劣化、可獲得具有高耐久性、穩定畫質的顯影劑承載體及使用所述顯影劑承載體的顯影裝置和成像處理盒。
另外,本發明提供一種通過使得即使長期連續轉印也可迅速而且均勻地對顯影劑承載體上的調色劑適度帶電并不發生充電地長久施加穩定的電荷從而獲得沒有耐久使用中的圖像濃度下降、濃度不均及灰霧的、濃度均勻、高質量的圖像的顯影劑承載體及使用所述顯影劑承載體的顯影裝置和成像處理盒。
本發明的顯影劑承載體對用于使承載于靜電潛像承載體的靜電潛像可視化的顯影劑進行承載;所述顯影劑承載體至少具有基體和形成于所述基體表面的樹脂涂層,所述樹脂涂層至少含有(i)石墨化度p(002)為0.20~0.95而且壓痕硬度值HUT[68]為15~60的石墨化粒子或(ii)石墨化度p(002)為0.20~0.95而且按下式(1)獲得的圓形度的平均值即平均圓形度SF-1為0.64或0.64以上的石墨化粒子。
圓形度=(4×A)/{(ML)2×π} (1)(式中,ML為粒子投影像的勾股法(pythagorean theorem)最大長度,A為粒子投影像的面積)另外,本發明涉及使用上述顯影劑承載體的顯影裝置和成像處理盒。
圖1為示出本發明顯影劑承載體的一部分的剖面示意圖。
圖2為示出本發明顯影劑承載體的一部分的剖面示意圖。
圖3為示出本發明顯影劑承載體的一部分的剖面示意圖。
圖4為示出本發明顯影劑承載體的一部分的剖面示意圖。
圖5為示出使用磁性單成分顯影劑的場合的本發明顯影裝置一實施形式的示意圖。
圖6為示出本發明顯影裝置的另一實施形式的示意圖。
圖7為示出本發明顯影裝置的另一實施形式的示意圖。
圖8為示出使用非磁性單成分顯影劑的場合的本發明顯影裝置一實施形式的示意圖。
圖9為示出本發明圖像形成裝置的一例的示意構成圖。
圖10為示出本發明成像處理盒的一例的示意構成圖。
圖11為示出本發明圖像形成裝置的另一例的示意構成圖。
圖12為示出本發明顯影劑承載體一部分的示意圖。
圖13為示出本發明顯影劑承載體一部分的示意圖。
圖14為示出本發明顯影劑承載體一部分的示意圖。
圖15為示出本發明顯影劑承載體一部分的示意圖。
圖16為示出用于實施調色劑的制造方法的裝置系統的一具體例的示意圖。
圖17為在調色劑的粉碎工序中使用的一例的機械式粉碎機的示意剖面圖。
具體實施例方式
下面以優選實施形式為例詳細說明本發明。首先,說明本發明的顯影劑承載體。
首先,說明本發明的第1實施形式。
本發明的顯影劑承載體為對用于使承載于靜電潛像承載體的靜電潛像可視化的顯影劑進行承載的顯影劑承載體,至少具有基體和形成于所述基體表面的樹脂涂層。另外,本發明的顯影劑承載體在上述樹脂涂層至少含有石墨化度p(002)為0.20~0.95而且壓痕硬度值HUT[68]為15~60的石墨化粒子(i)或石墨化度p(002)為0.20~0.95而且按下式(1)獲得的圓形度的平均值即平均圓形度SF-1為0.64或0.64以上的石墨化粒子(ii)。
圓形度=(4×A)/{(ML)2×π} (1)(式中,ML為粒子投影像的勾股法最大長度,A為粒子投影像的面積)。
含有石墨化度p(002)為0.20~0.95而且壓痕硬度值HUT[68]為15~60的石墨化粒子(i)或石墨化度p(002)為0.20~0.95而且按上式(1)獲得的圓形度的平均值即平均圓形度SF-1為0.64或0.64以上的石墨化粒子(ii)的樹脂涂層可保持均勻的表面粗糙度,同時,即使在涂層表面磨損的場合表面粗糙度的變化也少。另外,這樣的樹脂涂層的潤滑性和均勻的導電性也優良,所以,可不易發生因顯影劑承載體的顯影劑導致的污染和顯影劑的熔融粘著。另外,當上述石墨化粒子(i)和(ii)含有于構成顯影劑承載體的樹脂涂層時,也具有提高對含于顯影劑中的調色劑迅速而且均勻的帶電賦予性的效果。
上述石墨化度p(002)被稱為弗蘭克林(Franklin)p值,為通過測定從石墨的X射線衍射圖獲得的點陣間距(1attice spacing)d(002)而使用下式求出的值。
d(002)=3.440-0.086(l-p(002)2)所述p(002)值示出碳的六方點陣平面(carbon hexagonalplanes)疊置中的無序部分的比例,p(002)值越小則結晶性越大。
上述石墨化粒子與在日本特開平02-105181號公報、特開平03-036570號公報等中用于顯影劑承載體表面的涂層中的、由焦油瀝青等將焦炭等骨料固化成形后在1000~1300℃左右焙燒并在2500~3000℃左右石墨化獲得的人造石墨或由天然石墨構成的結晶性的石墨相比,原材料和制造工序不同。用于本發明的石墨化粒子的石墨化度比公開于上述各公報的那樣的結晶性石墨稍低,但具有與上述結晶性石墨同樣高的導電性和潤滑性。另外,在本發明中使用的石墨化粒子與結晶性石墨的形狀為鱗片狀或針狀的場合不同,粒子的形狀大體為球狀,而且粒子自身的硬度較高,這是其特征。因此,由于具有上述那樣的特性的石墨化粒子在樹脂涂層中容易均勻地分散,所以,可使涂層表面具有均勻的表面粗糙度和耐磨性。此外,石墨化粒子自身的形狀不易變化,所以,即使產生脂涂層中的被覆樹脂成分等的削去或由其影響使粒子自身脫落,粒子也會再次從樹脂層中凸出或露出,可將樹脂涂層的表面形狀的變化抑制得較小。
另外,當在顯影劑承載體表面的樹脂涂層中含有上述石墨化粒子時,不會在涂層表面發生調色劑的充電,與使用過去的結晶性石墨的場合相比可提高對調色劑的迅速而且均勻的摩擦帶電賦予能力。
在本發明中使用的石墨化粒子的石墨化度p(002)為0.20~0.95。所述p(002)最好為0.25~0.75,為0.25~0.75時更理想。
在p(002)超過0.95時,樹脂涂層的耐磨性優良,但存在導電性和潤滑性下降、發生調色劑充電的情況,套筒重影、灰霧、圖像濃度等畫質易于惡化。另外,在顯影工序使用彈性刮片的場合,可能發生刮片傷痕,易于在圖像發生條紋和濃度不均等。另一方面,p(002)低于0.20時,石墨化粒子的耐磨性的惡化使涂層表面的耐磨性、樹脂涂層的機械強度和對調色劑的迅速均勻的帶電賦予性下降。
另外,用于本發明的石墨化粒子的特征在于壓痕硬度值HUT[68]為15~60。所述壓痕硬度值HUT[68]最好為20~55,為25~50時更理想。
當壓痕硬度值HUT[68]不到15時,存在樹脂涂層的耐磨性和機械強度及對調色劑的迅速而均勻的帶電賦予性下降的傾向。另一方面,當壓痕硬度值HUT[68]超過60時,樹脂涂層的耐磨性優良,但存在導電性或潤滑性下降、發生調色劑充電的情況,套筒重影、灰霧、圖像濃度等的畫質易于惡化。
本發明的壓痕硬度值HUT[68]是指,利用(株)Akashi制微小硬度計MZT-4,使用相對軸線的面角為68度的三角錐的金剛石壓頭,測定的壓痕硬度值為HUT[68],由下式(2)表達。
壓痕硬度值HUT[68]=K×F/(h2)2(2)(式中,K系數,F試驗荷重,h2壓頭的最大壓入深度)上述硬度值可由比其它硬度等更微小的荷重測定,并且,對于具有彈性、塑性的材料也可獲得含有彈性變形、塑性變形的硬度,所以,可很好地使用。本發明的壓痕硬度值(HUT)的具體測定方法在后面說明。
另外,用于本發明的石墨化粒子,由上述式(1)獲得的圓形度的平均值即平均圓形度SF-1最好為0.64或0.64以上,在0.66或0.66以上時更好,為0.68或0.68以上時最為理想。
當平均圓形度SF-1不到0.64時,石墨化粒子在樹脂涂層中的分散性下降,同時,發生樹脂涂層的表面粗糙度的不均勻化,從對調色劑的迅速而且均勻的帶電賦予和樹脂涂層的耐磨性和強度考慮不理想。
在本發明中,石墨化粒子的平均圓形度SF-1意味著由上述式(1)獲得的圓形度的平均值。
在本發明中,作為求出上述平均圓形度SF-1的具體的手法,將由光學系放大的石墨化粒子投影圖像輸入到圖像解析裝置,計算出各粒子的圓形度,將其平均,從而求出平均圓形度SF-1。
在本發明中,作為平均值可獲得可靠性,另外,限定于對樹脂涂層的特性的影響大的圓相當直徑2μm以上的粒子范圍測定圓形度。另外,為了獲得這些值的可靠性,測定粒子數在3000個左右以上,最好在5000個以上。本發明的平均圓形度SF-1的具體的測定方法在后面說明。
用于本發明的石墨化粒子的個數平均粒徑最好為0.5~25μm,為1~20μm時更好。
在石墨化粒子的個數平均粒徑不到0.5μm的場合,對提高在樹脂涂層表面施加均勻的粗糙度和潤滑性的效果和對調色劑的帶電賦予性能的效果小,對調色劑的迅速而且均勻的帶電不充分,同時,發生由涂層的磨損導致的調色劑的充電、調色劑污染、及調色劑熔融粘著,易于產生重影的惡化和圖像濃度下降,所以不理想。另外,在個數平均粒徑超過25μm的場合,涂層表面的粗糙度過大,不易充分地使調色劑帶電,同時,涂層的機械強度下降,所以不理想。
石墨化粒子的個數平均粒徑隨使用的原材料和制造方法不同而不同,但可通過由粉碎和分級控制石墨化之前的原材料的粒徑的方式和在石墨化后進一步分級進行控制。
作為獲得具有上述石墨化度p(002)和壓痕硬度值HUT[68]的石墨化粒子(i)和/或具有上述石墨化度p(002)和平均圓形度SF-1的石墨化粒子Z(ii)的方法,以下所示那樣的方法較理想,但不限定于這些方法。
作為用于本發明的特別理想的石墨化粒子的獲得方法,使用中間碳微球(meso-carbon microbeads)或疏松中間相瀝青(bulk mesophasepitch)等具有光學各向異性而且由單一相構成的粒子作為原材料進行石墨化對在提高所述石墨化粒子的石墨化度而且維持潤滑性的狀態下保持適度的硬度和大體球形的形狀較理想。
上述原材料的光學各向異性因芳香族分子的疊層產生,其有序性在石墨化處理中進一步發展,可獲得具有高度石墨化度的石墨化粒子。
作為獲得在本發明中使用的石墨化粒子的原材料,在使用上述疏松中間相瀝青的場合,使用在加熱下軟化熔融的疏松中間相瀝青對球狀、高石墨化度的石墨化粒子有利。
作為獲得上述疏松中間相瀝青的方法,典型的方法為例如從煤焦油瀝青等用溶劑分離提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理獲得疏松中間相瀝青的方法。另外,在上述方法中,也可在重質化處理后進行微粉碎,然后由苯或甲苯等除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青。
所述疏松中間相瀝青的喹啉可溶成分最好為95wt%以上。當不到95wt%時,粒子內部不易液相碳化,而是進行固相碳化,所以粒子保持破碎狀的狀態,不易獲得球狀粒子。
下面說明使如上述那樣獲得的疏松中間相瀝青石墨化的方法。首先,將上述疏松中間相瀝青微粉碎成2~25μm,在約200~350℃下在空氣中對其進行熱處理,從而進行輕度氧化處理。由所述氧化處理使疏松中間相瀝青僅表面不熔融,防止下一工序的石墨化焙燒時的熔融、熔融粘著。進行了所述氧化處理的疏松中間相瀝青的氧含有量最好為5~15wt%。當氧含有量不到5wt%時,熱處理時粒子間相互熔融粘著劇烈,所以不理想,當超過15wt%時,氧化到粒子內部,在形狀為破碎狀的狀態下進行石墨化,不易獲得球狀的粒子。
然后,在氮氣、氬氣等惰性氣氛下對進行了上述氧化處理的疏松中間相瀝青在約800~1200℃下進行一次焙燒而進行碳化,接著,在約2000~3500℃下進行二次焙燒,從而獲得所期望的石墨化粒子。
另外,作為獲得用于本發明的石墨化粒子的另一優選原材料即中間碳微球的方法,其代表性的方法如下所示。首先,按300~500℃的溫度對煤系重質油或石油系重質油進行熱處理,使其縮聚,生成粗中間碳微球。通過對獲得的反應生成物進行過濾、靜置沉降、離心分離等處理,從而在分離中間碳微球后,由苯、甲苯、二甲苯等溶劑進行清洗,并進行干燥。
當對獲得的中間碳微球進行石墨化時,首先,利用不破壞結束干燥后的中間碳微球程度的溫和力機械地使其進行一次分散對防止石墨化后的粒子的聚合和獲得均勻的粒度有利。
結束一次分散后的中間碳微球在惰性氣氛下在200~1500℃的溫度下進行一次焙燒,進行碳化。對于結束了一次焙燒的碳化物,也由不破壞碳化物的程度的溫和力機械地使碳化物分散對防止石墨化后的粒子的聚合和獲得均勻的粒度有利。
在惰性氣氛下在約2000~3500℃下對結束一次焙燒后的碳化物進行二次焙燒,從而獲得所期望的石墨化粒子。
對于從上述的任何原材料獲得的石墨化粒子,不論是使用哪一種制法的,由分級使粒度分布為某一程度均勻性對使樹脂涂層的表面形狀均勻有利。
另外,即使在使用任何原材料的石墨化粒子的生成方法中,進行石墨化時的焙燒溫度最好為2000~3500℃,為2300~3200℃時更好。
在石墨化時的焙燒溫度處于2000℃以下的場合,石墨化粒子的石墨化度不充分,存在導電性和潤滑性下降、發生調色劑充電的場合,套筒重影、灰霧、圖像濃度等畫質易于惡化。另外,在使用彈性刮片的場合,可能發生刮片傷痕,易于在圖像發生條紋和濃度不均等。另外,在焙燒溫度處于3500℃以上的場合,石墨化粒子的石墨化度可能過高,為此,石墨化粒子的硬度下降,石墨化粒子的耐磨性的惡化使樹脂涂層表面的耐磨性、樹脂涂層的機械強度和對調色劑的帶電賦予性易下降。
在本發明中,顯影劑承載體的樹脂涂層的摩擦系數μs最好為0.10≤μs≤0.35,為0.12≤μs≤0.30時更好。樹脂涂層的摩擦系數μs不到0.1時,顯影劑的輸送性下降,存在不能獲得足夠的圖像濃度的場合。當樹脂涂層的摩擦系數μ高于0.35時,易于發生調色劑的充電,在樹脂涂層表面上易于產生調色劑污染和調色劑熔融粘著,套筒重影、灰霧、圖像濃度等畫質易于惡化。
上述那樣的樹脂涂層的摩擦系數μs的范圍可通過將用于本發明中的石墨化粒子分散到被覆樹脂層中而獲得。
作為構成本發明的顯影劑承載體的樹脂涂層的被覆樹脂材料,可使用過去在顯影劑承載體的樹脂涂層中一般使用的公知的樹脂。例如,苯乙烯樹脂、乙烯系樹脂、聚醚砜樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯醚樹脂、聚酰胺樹脂、含氟樹脂、纖維素樹脂、丙烯酸系樹脂等熱塑性樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、醇酸樹脂、酚醛樹脂、蜜胺樹脂、聚氨酯樹脂、尿素樹脂、硅樹脂、聚酰亞胺樹脂等熱或光固化性樹脂。其中,硅樹脂、含氟樹脂那樣的具有脫模性的樹脂或聚醚砜樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯醚樹脂、聚酰胺樹脂、酚醛樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂之類機械性能優良的樹脂更優選。
在本發明中,顯影劑承載體的樹脂涂層的體積電阻為10-2~105Ω·cm,為10-2~104Ω·cm更好。當樹脂涂層的體積電阻超過105Ω·cm時,調色劑的充電易于發生,易于引起調色劑在樹脂涂層的污染。
在本發明中,為將樹脂涂層的體積電阻調整到上述的值,也可在樹脂涂層中與上述石墨化粒子并用地分散含有其它導電性微粒。
作為所述導電性微粒,個數平均粒徑最好在1μm以下,為0.01~0.8μm的場合更好。當導電性微粒的個數平均粒徑超過1μm時,難以將樹脂涂層的體積電阻控制得較低,易于發生由調色劑的充電導致的樹脂涂層的調色劑污染。
作為可在本發明中使用的導電性微粒,例如可列舉出爐黑、燈黑、熱裂炭黑、乙炔黑、槽法炭黑等炭黑,氧化鈦、氧化錫、氧化鋅、氧化鉬、鈦酸鉀、氧化銻、及氧化銦等金屬氧化物等,及鋁、銅、銀、鎳等金屬,石墨、金屬纖維、碳纖維等無機系充填劑等。
在構成本發明顯影劑承載體的樹脂涂層中進一步并用對所述樹脂涂層形成凹凸的球狀粒子并使其分散時,由于本發明的效果得到進一步促進,所以較理想。
球狀粒子可在顯影劑承載體的樹脂涂層表面保持均勻的表面粗糙度的同時提高耐磨性,另外即使在樹脂涂層表面磨損的場合,涂層的表面粗糙度的變化也較少,而且不易發生樹脂涂層表面的調色劑污染和調色劑熔融粘著。
用于本發明的球狀粒子的個數平均粒徑為1~30μm,最好為2~20μm。
球狀粒子的個數平均粒徑不到1μm時,在表面形成均勻的粗糙度的效果和提高耐磨性的效果小,對顯影劑的均勻帶電變得不充分,同時,發生樹脂涂層的磨損導致的調色劑的充電、調色劑污染、及調色劑熔融粘著,易于產生重影的惡化和圖像濃度下降,所以不理想。另外,在個數平均粒徑超過30μm的場合,涂層表面的粗糙度過大,不易充分地使調色劑帶電,同時,涂層的機械強度下降,所以不理想。
在本發明中使用的球狀粒子的真密度最好在3g/cm3以下,為2.7g/cm3以下時更好,為0.9~2.3g/cm3時最理想。即,在球狀粒子的真密度超過3g/cm3的場合,樹脂涂層中的球狀粒子的分散性不充分,所以,不易在樹脂涂層表面形成均勻的粗糙度,調色劑的均勻的帶電化和涂層的強度不充分,所以不理想。
在球狀粒子的真密度比0.9g/cm3小的場合,石墨化粒子在樹脂涂層中的分散性不充分,所以不理想。
本發明中使用的球狀粒子的球狀指粒子投影圖像的粒子的長徑/短徑的比為1.0~1.5左右的形狀,在本發明中,最好使用長徑/短徑的比為1.0~1.2的粒子。
在球狀粒子的長徑/短徑的比超過1.5的場合,球狀粒子在樹脂涂層中的分散性下降,同時,所述樹脂涂層表面粗糙度不均勻化,在調色劑的均勻帶電化和樹脂涂層的強度方面不理想。
作為這樣的在本發明中使用的球狀粒子,可使用公知的球狀粒子,不特別限定,但例如可列舉出球狀的樹脂粒子、球狀的金屬氧化物粒子、球狀的碳化物粒子等。
作為球狀的樹脂粒子,例如可使用由懸浮聚合、分散聚合法等獲得的粒子。球狀的樹脂粒子可在樹脂涂層按更少的添加量形成適當的表面粗糙度,易于使所述樹脂涂層的表面形狀均勻化,所以,即使在上述各球狀粒子中也適合使用。作為這樣的球狀樹脂粒子的材料,可列舉出聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯等丙烯酸系樹脂粒子,尼龍等聚酰胺系樹脂粒子,聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴系樹脂粒子,硅酮系樹脂粒子,酚醛系樹脂粒子,聚氨酯系樹脂粒子,苯乙烯系樹脂粒子,及苯胍胺粒子等。也可對由粉碎法獲得的樹脂粒子進行熱或物理的球形化處理后使用。
另外,也可使無機物附著或固著于上述球狀粒子的表面。作為這樣的無機物,可列舉出SiO2、SrTiO3、CeO2、CrO2、Ai2O3、ZnO、MgO等氧化物,Si3N4等氮化物,SiC等碳化物,及CbrO4、BaSO4、CaCO3等硫酸鹽或碳酸鹽等。這樣的無機物也可由偶聯劑處理。
由偶聯劑處理后的無機物特別是可很好地用于球狀粒子與被覆樹脂的密合性的目的或對球狀粒子施加疏水性等目的。作為這樣的偶聯劑,例如有硅烷偶聯劑、鈦偶聯劑、鋁酸鋯偶聯劑等。更為具體地說,作為硅烷偶聯劑,可列舉出六甲基二硅氮烷、三甲基硅烷、三甲基氯硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、烯丙基二甲基氯硅烷、烯丙基苯基二氯硅烷、芐基二甲基氯硅烷、溴甲基二甲基氯硅烷、α-氯乙基三氯硅烷、β-氯乙基三氯硅烷、氯甲基二甲基氯硅烷、三有機甲硅烷基硫醇、三甲基甲硅烷基硫醇、丙烯酸三有機甲硅烷基酯、乙烯基二甲基乙酸基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1,3-二苯基四甲基二硅氧烷、及每1分子具有2~12個硅氧烷單元并在位于末端的單元分別含有結合于1個硅原子的羥基的二甲基聚硅氧烷等。
通過這樣在球狀樹脂粒子表面附著或固著無機物進行處理,可提高在樹脂涂層中的分散性、涂層表面的均勻性、涂層的耐污染性、對調色劑的帶電賦予性、涂層的耐磨性等。
另外,本發明使用的球狀粒子最好具有導電性。這是因為,通過使球狀粒子具有導電性,不易在粒子表面積蓄電荷,可提高調色劑附著的減輕和調色劑的帶電賦予性。
在本發明中,作為球狀粒子的導電性,體積電阻值為106Ω·cm以下,最好為10-3~106Ω·cm的粒子。當球狀粒子的體積電阻超過106Ω·cm時,易于以露出到樹脂涂層表面的球狀粒子為核發生調色劑的污染和熔融粘著,同時,不易發生迅速而且均勻的帶電,所以不理想。
在用于本發明的樹脂涂層中可為了控制對調色劑的帶電賦予能力進一步添加帶電控制劑。作為帶電控制劑,例如可列舉出由苯胺黑和脂肪酸金屬鹽等獲得的改性物,三丁基芐基氨-1-羥基-4-萘磺酸鹽、四氟硼酸四丁銨等季氨鹽,及作為它們的類似物的锍鹽等 鹽和它們的色淀顏料(作為色淀化劑,有磷鎢酸、磷鉬酸、磷鎢鉬酸、鞣酸、月桂酸、沒食子酸、鐵氰化物、亞鐵氰化物)等,高級脂肪酸的金屬鹽,氧化丁基錫、氧化二辛基錫、氧化二環己基錫等氧化二有機錫,硼化二丁基錫、硼化二辛基錫、硼化二環己基錫等硼化二有機錫類,胍類,咪唑化合物,氟樹脂,聚酰胺樹脂,含氮丙烯酸系樹脂等。
下面,說明本發明的顯影劑承載體的構成。本發明的顯影劑承載體具有基體和形成于所述基體表面的樹脂涂層。
作為基體的形狀,有圓筒狀構件、圓柱狀構件、皮帶狀構件等。在使用與感光鼓非接觸的顯影方法的場合,最好使用金屬的圓筒狀構件,具體地說,最好使用金屬制的圓筒管。金屬制圓筒管主要適合使用不銹鋼、鋁、及其合金等非磁性管。
另外,作為使用直接接觸于感光鼓的顯影方法的場合的基體,最好使用在金屬制的芯軸具有含有聚氨酯、EPDM、硅酮等橡膠和彈性體的層構成的圓柱狀構件。另外,關于使用磁性顯影劑的顯影方法,為了在顯影劑承載體上對顯影劑進行磁性吸引并保持,在顯影劑承載體內配置磁鐵的磁性輥等。在所述場合,可將基體形成為圓筒狀并在其內部配置磁性輥。
下面說明本發明顯影劑承載體的樹脂涂層的構成。圖1~圖4為示出本發明的顯影劑承載體的一部分的示意剖面圖。在各圖1~圖4中,將樹脂涂層17層疊到由金屬圓筒管構成的基體16上,所述樹脂涂層17通過在被覆樹脂b中分散具有特定的石墨化度和硬度的石墨化粒子a而構成。
在圖1中,示出石墨化粒子a分散到被覆樹脂b中的樣子。石墨化粒子a有助于較小凹凸在樹脂涂層17表面的形成、導電施加性、相對調色劑的脫模性及對調色劑的帶電賦予性等。
在圖2中,示出石墨化粒子a在樹脂涂層17的表面形成較大的凹凸并在所述石墨化粒子a的基礎上將導電性微粒c添加到被覆樹脂b從而提高導電性的構成。所述導電性微粒c自身對實質的凹凸形成沒有太多作用。然而,不限于導電性微粒c,也含有由添加的別的固體粒子形成微小凹凸的形式。
在圖3中,示出為了在樹脂涂層17的表面形成較大的凹凸進一步將球狀粒子d添加到被覆樹脂b中的示意圖,此時,石墨化粒子a在樹脂涂層17的表面形成較小的凹凸。這樣的構成對用于顯影劑限制構件(通過調色劑)彈性地壓接到顯影劑承載體的類型的顯影裝置有利。即,由所述樹脂涂層7的表面的球狀粒子d限制彈性限制構件的壓接力,而且由石墨化粒子a形成較小的凹凸,從而起到調整調色劑與樹脂涂層的樹脂和石墨化粒子a的接觸帶電機會和調色劑相對樹脂涂層表面的脫模性的作用。
在圖4中,石墨化粒子a和球狀粒子d雙方有助于樹脂涂層17的表面凹凸形成。這樣的形式可能在這樣的場合實施,即,在所述場合,球狀粒子d除形成凹凸以外,還具有導電性帶電賦予性、及耐磨性等別的功能。
這樣,在本發明中,相應于顯影劑承載體要求的附加功能或顯影方式的不同,分別調整石墨化粒子、導電性微粒、及球狀粒子的粒徑,從而可形成上述那樣的各形式的樹脂涂層。
下面,說明構成樹脂涂層的各成分的構成比。所述構成比在本發明中為特別理想的范圍,但本發明不限于此。
作為分散到樹脂涂層的石墨化粒子的含有量,最好相對被覆樹脂100份質量為2~150份質量,在4~100份質量的范圍更好,更能發揮出顯影劑承載體的表面形狀的維持和對調色劑的帶電賦予效果。石墨化粒子的含有量在不到2份質量的場合石墨化粒子的添加效果較小,在超過150份質量的場合樹脂涂層的密合性變得過低,可能使耐磨性惡化。
可與上述石墨化粒子一起含于樹脂涂層中的導電性微粒的含有量相對被覆樹脂100份質量最好在40份質量以下,為2~35份質量的場合更好,在所述場合,由于不損害樹脂涂層要求的其它物理性質地將體積電阻調整到上述那樣的所期望的值,所以,較理想。
在導電性微粒的含有量超過40份質量的場合,可確認樹脂涂層的強度的下降,不理想。
在將球狀粒子與上述石墨化粒子并用地含于樹脂涂層中的場合,最好使球狀粒子的含有量相對被覆樹脂100份質量為2~120份質量,為2~80份質量更好,通過使其處于這樣的范圍,對樹脂涂層的表面粗糙度的維持和調色劑污染和調色劑飛散的防止這一點,可得到特別好的結果。球狀粒子的含有量不到2份質量的場合,球狀粒子的添加效果小,當超過120份質量時,調色劑的帶電性變得過低。
在本發明中,為了調整顯影劑承載體的帶電性,也可在上述樹脂涂層中與上述石墨化粒子等并用地含有帶電控制劑。在所述場合,帶電控制劑的含有量最好相對被覆樹脂100份質量為1~100份質量。在不到1份質量時,不能看到添加產生的帶電控制性的效果,當超過100份質量時,在樹脂涂層中發生分散不良,易于導致被膜強度的下降。
在本發明中,作為樹脂涂層表面的粗糙度,最好算術平均粗糙度(以下稱“Ra”)為0.3~3.5μm,為0.3~3.0μm時更理想。當樹脂涂層表面的Ra不到0.3μm時,在樹脂涂層表面不易形成用于充分進行顯影劑輸送的凹凸,顯影劑承載體上的顯影劑量不穩定,同時,存在樹脂涂層的耐磨性和耐調色劑污染性也不充分的場合。
在Ra超過3.5μm的場合,顯影劑承載體上的顯影劑輸送量過多地增加,不易對顯影劑均勻地帶電,同時,樹脂涂層的機械強度也可能下降。
樹脂涂層的層厚最好在25μm以下,在20μm以下時更好,為4~20μm時,最理想,這樣的范圍對獲得均勻的膜厚有利,但不特別限定于所述層厚。這些層厚與在樹脂涂層中使用的材料有關,但作為附著質量,如為4000~20000mg/m2左右則可獲得。
下面,說明具有上述那樣的本發明顯影劑承載體的本發明顯影裝置及具有所述顯影裝的圖像形成裝置及本發明的成像處理盒。圖5為示出作為顯影劑使用磁性單成分顯影劑的場合的、具有本發明顯影劑承載體的顯影裝置的一實施形式的示意圖。在圖5中,作為保持由公知的處理形成的靜電潛像的靜電潛像承載體的電子照相感光鼓(電子照相用感光體)1朝箭頭B方向回轉。
作為顯影劑承載體的顯影套筒8在與電子照相感光鼓1之間形成規定間隙相向地配置。所述顯影套筒8對由作為顯影劑容器的料斗3供給的含有磁性調色劑的單成分系顯影劑4進行承載,朝箭頭A方向回轉,在感光鼓1的表面將顯影劑4輸送到與顯影套筒8相向的最接近部即顯影區域D。如圖5所示那樣,在顯影套筒8內,為了磁性地將顯影劑4吸引并保持于顯影套筒8上,配置內裝磁鐵的磁性輥5。
在本發明的顯影裝置中使用的顯影套筒8具有被覆于作為基體的金屬圓筒管6上的樹脂涂層的導電性涂層7。在料斗3中設置用于攪拌顯影劑4的攪拌葉片10。符號12為示出顯影套筒8與磁性輥5處于非接觸狀態的間隙。
顯影劑4由磁性調色劑相互間和與顯影套筒8上的導電性樹脂涂層7的摩擦獲得可對感光鼓1上的靜電潛像進行顯影的摩擦帶電電荷。在圖5中,作為顯影劑層厚限制構件的強磁性金屬制磁性限制刮片2從顯影套筒8的表面隔開約50~500μm的間隙寬度與顯影套筒8相向地從料斗3垂下。磁性限制刮片2形成輸送到顯影區域D的顯影劑4的層,并限制所述層厚。來自磁性輥5的磁極N1的磁力線集中到磁性限制刮片2,從而在顯影套筒8上形成顯影劑4的薄層。在本發明中,也可使用非磁性刮片代替所述磁性限制刮片2。這樣,形成于顯影套筒8上的顯影劑4的薄層的厚度最好比顯影區域D的顯影套筒8與感光鼓1之間的最小間隙更薄。
本發明的顯影劑承載體在組裝到由以上那樣的顯影劑的薄層對靜電潛像進行顯影的方式的顯影裝置即非接觸型顯影裝置時特別有效,但對于在顯影區域D顯影劑層的厚度為顯影套筒8與感光鼓1之間的最小間隙以上的厚度的顯影裝置即接觸型顯影裝置也可適用本發明的顯影劑承載體。在以下的說明中,為了避免說明的繁雜,以上述那樣的非接觸型顯影裝置為例進行。
為了使具有承載于顯影套筒8的磁性調色劑的單成分系顯影劑4飛出,在上述顯影套筒8由作為偏壓裝置的顯影偏壓電源9施加顯影偏壓。當使用直流電壓作為所述顯影偏壓時,最好在顯影套筒8施加靜電潛像的圖像部(顯影劑4附著而可視化的區域)的電位與背景部電位的中間值的電壓。為了提高顯影的圖像的濃度或提高層次性,也可在顯影套筒8交替施加偏壓,在顯影區域D形成方向交替反轉的振動電場。在所述場合,最好在顯影套筒8施加重疊直流電壓成分的交替偏壓,所述直流成分具有上述顯影圖像部的電位與背景部電位的中間值。
在使調色劑附著到具有高電位部和低電位部的靜電潛像的高電位部而可視化的所謂正規顯影的場合,使用按與靜電潛像的極性相反的極性帶電的調色劑。在使調色劑附著到具有高電位部和低電位部的靜電潛像的低電位部而可視化的所謂反轉顯影的場合,使用按與靜電潛像的極性相同極性帶電的調色劑。高電位、低電位為絕對值的表現。在這些所有的場合,顯影劑4至少由與顯影套筒8的摩擦帶電。
圖6和圖7為分別示出本發明的顯影裝置的另一實施形式的構成示意圖。
在圖6和圖7所示顯影裝置中,作為限制顯影套筒8上的顯影劑4層厚的顯影劑層厚限制構件,使用由聚氨酯橡膠、硅橡膠等具有橡膠彈性的材料或磷青銅、不銹鋼等具有金屬彈性的材料的彈性板構成的彈性限制刮片(彈性限制構件)11。在圖6的顯影裝置中,所述彈性限制刮片11按順著顯影套筒8的回轉方向的方向壓接,在圖7的顯影裝置中,所述彈性限制刮片11按與顯影套筒8的回轉方向相反的方向壓接,這是其特征。在這些顯影裝置中,顯影劑層厚限制構件通過顯影劑層彈性地壓接于顯影套筒8。由此在顯影套筒上形成顯影劑的薄層,所以,可在顯影套筒8上形成比在圖5中說明的使用磁性限制刮片的場合更薄的顯影劑層。
在圖6和圖7的顯影裝置中,其它基本構成與圖5所示顯影裝置相同,相同的符號表示基本上相同的構件。
圖5~圖7不過是示意地例示出本發明的顯影裝置,當然顯影劑容器(料斗3)的形狀、攪拌葉片10的有無、磁極的配置等存在各種形式。當然,這些裝置也可在使用含有調色劑和載體的二成分系顯影劑的顯影中使用。
圖8為示出使用非磁性單成分顯影劑的場合的本發明的顯影裝置構成的一例示意圖。在圖8中,作為對由公知的處理形成的靜電潛像進行承載的圖像承載體的感光鼓1朝箭頭B方向回轉。作為顯影劑承載體的顯影套筒8由金屬制圓筒管(基體)6和形成于其表面的樹脂涂層7構成。為了使用非磁性單成分顯影劑,在金屬圓筒管6的內部未內設磁鐵。也可使用圓柱狀構件代替金屬制圓筒管。
在作為顯影劑容器的料斗3中設置用于攪拌非磁性單成分顯影劑4′的攪拌葉片10。
向顯影套筒8供給顯影劑4′,而且將用于剝取存在于顯影后的顯影套筒8的表面的顯影劑4′的作為顯影劑供給·剝取構件的輥13接觸于顯影套筒8。通過使供給·剝取輥13朝與顯影套筒8相同的方向回轉,使供給·剝取輥13的表面朝與顯影套筒8的表面相反的方向移動。這樣,將從料斗3供給的具有非磁性調色劑的單成分非磁性顯影劑供給到顯影套筒8。顯影套筒8承載單成分顯影劑4′,朝箭頭A方向回轉,從而在感光鼓1的表面將非磁性單成分顯影劑4′輸送到與顯影套筒8相向的區域即顯影區域D。承載于顯影套筒8的單成分顯影劑由通過顯影劑層壓接于顯影套筒8表面的顯影劑層厚限制構件11規定顯影劑層厚。非磁性單成分顯影劑4′由與顯影套筒8的摩擦獲得可對感光鼓1上的靜電潛像進行顯影的摩擦帶電電荷。
形成于顯影套筒8上的非磁性單成分顯影劑4′的薄層的厚度最好形成為比顯影部的顯影套筒8與感光鼓1之間的顯影區域D的最小間隙更小。對于由這樣的顯影劑層對靜電潛像進行顯影的非接觸型顯影裝置,本發明特別有效。然而,即使對于在顯影部顯影劑層的厚度成為顯影套筒8與感光鼓1之間的最小間隙以上的厚度的接觸型裝置,本發明也可適用。為了避免說明的煩雜,在以下的說明中,以非接觸型顯影裝置為例進行。
為了使承載于顯影套筒8的具有非磁性調色劑的非磁性單成分顯影劑4′飛出,在上述顯影套筒8由顯影偏壓電源9施加顯影偏壓。當使用直流電壓作為所述顯影偏壓時,最好在顯影套筒8施加靜電潛像的圖像部(非磁性顯影劑4′附著而可視化的區域)的電位與背景部電位之間值的電壓。為了提高顯影的圖像濃度或提高層次性,也可在顯影套筒8施加交替偏壓,在顯影部形成朝向交替反轉的振動電場。在所述場合,最好在顯影套筒8施加具有上述圖像部的電位與背景部電位之間值的重疊直流電壓成分的交替偏壓電壓。
在使顯影劑附著到具有高電位部和低電位部的靜電潛像的高電位部而可視化的所謂正顯影的場合,使用按與靜電潛像的極性相反極性帶電的顯影劑。在使調色劑附著到靜電潛像的低電位部而可視化的所謂反轉顯影的場合,使用按與靜電潛像的極性相同極性帶電的調色劑。高電位和低電位為絕對值的表現。總之,非磁性單成分顯影劑4′由與顯影套筒8的摩擦按用于對靜電潛像進行顯影的極性帶電。
作為顯影劑供給.剝取輥13,最好為樹脂、橡膠、海綿等彈性輥構件。作為剝取構件,也可使用皮帶構件或刷構件代替彈性輥。通過由顯影劑供給·剝取構件2將未顯影轉移到感光鼓1的顯影劑暫時從套筒表面剝取,從而防止套筒上發生不動的顯影劑,另外,使顯影劑的帶電均勻化。
在作為顯影劑供給·剝取構件使用由彈性輥構成的供給·剝取輥13的場合,供給·剝取輥13的周速在所述輥13表面相對顯影套筒8朝相反方向回轉的場合最好相對顯影套筒8的周速100%為20~120%,為30~100%時更好。
在供給·剝取輥13的周速不到20%的場合,顯影劑的供給不足,全圖像的跟蹤性下降,成為重影圖像的原因,在周速超過120%的場合,顯影劑的供給量變得過多,成為顯影劑層厚的限制不良和帶電量不足導致灰霧的原因,另外,由于易于使調色劑受傷,所以,易于成為由調色劑劣化導致的灰霧和調色劑熔融粘著的原因。
在供給·剝取輥13的表面的回轉方向為與顯影套筒的表面的回轉方向相同方向的場合,供給輥的周速相對套筒周速最好為100~300%,為101~200%時更好,這樣的范圍從上述調色劑的供給量考慮較理想。
對于供給·剝取輥13的表面的回轉方向,當朝與顯影套筒的表面的回轉方向相反方向回轉時對剝取性和供給性更有利。
供給·剝取輥13相對顯影套筒8的侵入量為0.5~2.5mm時對顯影劑的供給和剝取性有利。
在顯影劑供給·剝取輥13的侵入量不到0.5mm的場合,剝取量不足使重影易于發生,當侵入量超過2.5mm時,調色劑的損傷增大,易于成為調色劑劣化導致熔融粘著和灰霧的原因。
在圖8的顯影裝置中,作為限制顯影套筒8上的非磁性單成分顯影劑4′層厚的構件,使用聚氨酯橡膠、硅橡膠等具有橡膠彈性的材料或如磷青銅、不銹鋼那樣具有金屬彈性材料的彈性限制刮片11。通過按與顯影套筒8的回轉方向相反的姿勢將彈性限制刮片11壓接于所述顯影套筒8,可在顯影套筒8上形成更薄的顯影劑層。
作為所述彈性限制刮片11,為了獲得特別穩定的限制力和對調色劑的穩定的(負)帶電賦予性,最好使用在可獲得穩定的加壓力的磷青銅板表面粘貼聚酰胺彈性體(PAE)的構成。作為聚酰胺彈性體(PAE),例如可列舉出聚酰胺與聚醚的共聚物。
顯影劑層厚限制構件11相對顯影套筒8的接觸壓力為線壓5~50g/cm時可使顯影劑的限制穩定化,適當地調整顯影劑層厚,較理想。
在顯影劑層厚限制構件11的接觸壓力不到線壓5g/cm的場合,顯影劑的限制減弱,成為灰霧或調色劑泄漏的原因,當超過線壓50g/cm的場合,對調色劑的損傷增大,易于成為調色劑的劣化及對套筒和刮片熔融粘著的原因。
本發明的顯影劑承載體在適用于將顯影劑供給·剝取輥13和顯影劑層厚限制構件11壓接于這樣的顯影套筒8的裝置的場合特別有效。
即,在相對顯影套筒8壓接顯影劑供給·剝取輥13和顯影劑層厚限制構件11的場合,顯影套筒8的表面處于更易于由這些壓接的構件產生摩損和顯影劑的熔融粘著的使用環境,所以,可有效地體現本發明的具有多片耐久性優良的樹脂涂層的顯影劑承載體的效果。
下面,參照圖9說明使用在圖7中例示的本發明顯影裝置的圖像形成裝置的一例。首先,由作為一次帶電裝置的接觸(輥)帶電裝置119按負極性使作為靜電潛像承載體的感光鼓101的表面帶電,在感光鼓101上由利用作為潛像形成裝置的激光的曝光115的圖像掃描形成數字潛像(靜電潛像)。然后,通過設置了內包多極永久磁鐵105的作為顯影劑承載體的顯影套筒108的顯影裝置,用料斗103內的具有磁性調色劑的單成分系顯影劑104對上述數字潛像進行反轉顯影。如圖9所示那樣,在顯影區域D,感光鼓101的導電性基體接地,在顯影套筒108由偏壓施加裝置109施加交替偏壓、脈沖偏壓和/或直流偏壓。然后,當被記錄材料P輸送來到轉印部時,由作為轉印裝置的接觸(輥)轉印裝置113從被記錄材料P的背面(與感光鼓側相反面)用電壓施加裝置114帶電,從而由接觸轉印裝置113將形成于感光鼓101的表面上的顯影圖像(調色劑圖像)轉印到被記錄材料P上。然后,從感光鼓101分離的被記錄材料P被輸送到作為定影裝置的加熱加壓輥定影器117,由所述定影器117進行被記錄材料P上的調色劑圖像的定影處理。
殘留于轉印工序后的感光鼓101的單成分系顯影劑104由具有清潔刮片118a的清潔裝置118除去。在殘留的單成分系顯影劑104較少的場合,也可省略清潔工序。清潔后的感光鼓101根據需要由除電(erase)曝光116除電,再次反復進行從由作為一次帶電裝置的接觸(輥)帶電裝置119進行的帶電工序開始的上述工序。
在上述一連串的工序中,感光鼓(即靜電潛像承載體)101具有感光層和導電性基體,朝箭頭方向回轉。作為顯影劑承載體的非磁性圓筒的顯影套筒108在顯影區域D朝與感光鼓101的表面相同方向前進回轉。在顯影套筒108的內部不回轉地配置作為磁場發生裝置的多極永久磁性(磁性輥)105。顯影劑容器103內的單成分系顯影劑104涂覆到顯影套筒108上受到承載,而且由與顯影套筒108的表面的摩擦和/或磁性調色劑相互的摩擦例如施加負的摩擦電荷。另外,彈性推壓顯影套筒108地設置彈性限制刮片111,薄(30~300μm)而且均勻地限制顯影劑層的厚度,形成比顯影區域D的感光鼓101與顯影套筒108的間隙更薄的顯影劑層。通過調整顯影套筒108的回轉速度,使顯影套筒108的表面速度實質上與感光鼓101的表面的速度相等或與其接近。在顯影區域D,也可由偏壓施加裝置109將交流偏壓或脈沖偏壓作為顯影偏壓加到顯影套筒108。所述交流偏壓只要f為200~4,000Hz、Vpp為500~3,000V即可。
顯影區域D的顯影劑(磁性調色劑)由感光鼓101的表面的靜電力和交流偏壓或脈沖偏壓等顯影偏壓的作用轉移到靜電潛像側。
也可使用鐵等磁性刮片刮刀代替彈性限制刮片111。作為一次帶電裝置,使用上述那樣的作為接觸帶電裝置的帶電輥119進行了說明,但也可為帶電刮片、帶電刷等接觸帶電裝置,還可為非接觸的電暈帶電裝置。然而,從帶電產生的臭氧的發生較少這一點考慮,最好為接觸帶電裝置。另外,作為轉印裝置,使用上述那樣的轉印輥113等接觸轉印裝置進行了說明,但也可為非接觸的電暈轉印裝置。然而,從轉印產生的臭氧的發生較少這一點考慮,也最好為接觸轉印裝置。
圖10示出本發明的成像處理盒的一具體例。在以下的成像處理盒的說明中,對于具有與在圖9中說明的圖像形成裝置的構成構件同樣功能的結構使用與圖9相同的符號進行說明。本發明的成像處理盒至少將顯影裝置和靜電潛像承載體一體盒化,可在圖像形成裝置本體(例如復印機、激光打印機、傳真機)上自由裝卸裝。
在圖10所示實施形式中,例示出將顯影裝置120、鼓狀的靜電潛像承載體(感光鼓)101、具有清潔刮片118a的清潔裝置118、作為一次帶電裝置的接觸(輥)帶電裝置119一體化獲得的成像處理盒150。在本實施形式中,顯影裝置120具有顯影套筒108、彈性限制刮片111、顯影劑容器103、及收容于所述顯影劑容器103內的具有磁性調色劑的單成分系顯影劑104。在所述顯影裝置120中,實施顯影工序。即,使用顯影劑104由從偏壓施加裝置的顯影偏壓在感光鼓101與顯影套筒108之間形成規定的電場,進行顯影。為了適當地實施所述顯影工序,感光鼓101與顯影套筒108之間的距離非常重要。
在圖10中,說明了將顯影裝置120、靜電潛像承載體101、清潔裝置118、及一次帶電裝置119這樣4個構成要素一體地盒化的實施形式,但在本發明中,只要將顯影裝置和靜電潛像承載體中的至少2個構成要素一體盒化即可,可由顯影裝置、靜電潛像承載體、及清潔裝置這樣3個構成要素構成,也可由靜電裝置、靜電潛像承載體、及一次帶電裝置這樣3個構成要素構成,或增加其它的構成要素一體盒化。
下面,說明本發明的顯影裝置中使用的顯影劑。在本發明中使用的顯影劑可使用以調色劑為主成分的(不含有載體)的單成分系顯影劑,也可使用含有調色劑和載體的二成分系顯影劑。另外,在本發明使用的顯影劑為單成分系顯影劑的場合,可為調色劑為磁性調色劑的磁性單成分系顯影劑,也可為調色劑為非磁性調色劑的非磁性單成分系顯影劑。
調色劑為主要熔融混合粘結樹脂、脫模劑、帶電控制劑、著色劑等并在固化后粉碎、進行分級統一粒度分布的微粉體。作為用于調色劑的粘結樹脂,一般可使用公知的樹脂。
例如,可單獨或混合使用苯乙烯、α-甲基苯乙烯、p-氯苯乙烯等苯乙烯及其取代產物的均聚物,苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-二甲氨基乙基共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物、苯乙烯-馬來酸共聚物、苯乙烯-馬來酸酯共聚物等苯乙烯共聚物,聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚醋酸乙酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯丁醛、聚丙烯酸樹脂、松香、改性松香、萜烯樹脂、酚醛樹脂、脂肪族或脂環族烴樹脂、芳香族系石油樹脂、石蠟、巴西棕櫚蠟等。
另外,調色劑可含有顏料作為著色劑。例如,可適用炭黑、苯胺黑染料、燈黑、蘇丹黑SM、堅牢黃G、聯苯胺黃、顏料黃、Indo堅牢橙(indofast orange)、Irgazin red、帕拉紅、甲苯胺紅、胭脂紅FB、永固棗紅FRR、顏料紅R、立索爾紅2G、色淀紅C、若丹明FB、若丹明B色淀、甲基紫B色淀、銅酞花青蘭、顏色蘭、亮綠B、銅鈦花青綠、油黃GG、文旦(shaddock)堅牢黃CGG、Kayaset Y963、卡亞賽托YG、文旦(shaddock)堅牢橙RR、油猩紅、歐臘索爾褐色B、文旦(shaddock)堅牢猩紅CG、油粉紅OP等。
為了將調色劑用作磁性調色劑,也可在調色劑中含有磁性粉。作為這樣的磁性粉,使用置于磁場中受到磁化的物質,有鐵、鈷、鎳等強磁性金屬粉末或磁鐵礦、赤鐵礦、鐵氧體等合金或化合物。所述磁性粉的含有量可相對調色劑質量為15-70質量%。
為了提高調色劑定影時的脫模性和提高定影性,也可在調色劑中含有蠟類。作為這樣的蠟類,可列舉出石蠟及其衍生物、微晶石蠟及其衍生物、在費-托合成過程中得到的蠟及其衍生物、聚烯烴蠟及其衍生物、巴西棕櫚蠟及其衍生物等,衍生物也含有氧化物或與乙烯系單體的嵌段共聚物、接枝改性物。此外,也可利用乙醇、脂肪酸、酰胺、酯、酮、硬化蓖麻油及其衍生物、植物蠟、動物蠟、礦物蠟、礦脂等。
根據需要,也可在調色劑中含有帶電控制劑。在帶電控制劑中存在帶正電控制劑和帶負電控制劑。將調色劑控制成負帶電性的物質有下述物質。例如,有機金屬配位化合物、螯合物有效,單偶氮金屬配位化合物、乙酰丙酮金屬配位化合物、芳香族羥基羧酸、芳香族二羧酸的金屬配位化合物。此外,還有芳香族羥基羧酸、芳香族單和多羧酸及其金屬鹽、酸酐、酯類、雙酚等酚衍生物類等。
另外,作為使調色劑帶正電的物質,有以下這樣一些物質。由苯胺黑和脂肪酸金屬鹽等獲得的改性物,三丁基芐基氨-1-羥基-4-萘磺酸鹽、四氟硼酸四丁基銨等季銨鹽,及作為它們的類似物的锍鹽等鹽和它們的色淀顏料(作為色淀化劑,有磷鎢酸、磷鉬酸、磷鎢鉬酸、鞣酸、月桂酸、沒食子酸、鐵氰化物、亞鐵氰化物等)高級脂肪酸的金屬鹽,氧化二丁基錫、氧化二辛基錫、氧化二環己基錫等氧化二有機基錫,硼化二丁基錫、硼化二辛基錫、硼化二環己基錫等硼化二有機錫類,胍類化合物,咪唑化合物。
調色劑根據需要,按改善流動性等目的外加無機微粉體等微粉體后進行使用。作為這樣的微粉體,可使用二氧化硅微粉體、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鍺、氧化鋯等金屬氧化物,碳化硅、碳化鈦等碳化物、及氮化硅、氮化鍺等氮化物等的無機微粉體。
這些微粉體可由有機硅化合物、鈦偶聯劑等進行有機處理。例如,作為有機硅化合物,有六甲基二硅氮烷、三甲基硅烷、三甲基氯硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、烯丙基二甲基氯硅烷、烯丙基苯基二氯硅烷、芐基二甲基氯硅烷、溴甲基二甲基氯硅烷、α-氯乙基三氯硅烷、β-氯乙基三氯硅烷、氯甲基二甲基氯硅烷、三有機甲硅烷基硫醇、三甲基甲硅烷基硫醇、丙烯酸三有機甲硅烷基酯、乙烯基二甲基醋酸基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1,3-二苯基四甲基二硅氧烷、及每1分子中含有2-12個硅氧烷單元并在位于末端的單元分別含有結合于1個Si原子的羥基的二甲基聚硅氧烷等。
另外,使用由含有氮的硅烷偶聯劑對未處理的微粉體進行處理后獲得的微粉體,特別在正調色劑的場合有利。作為這樣的處理劑的例子,有氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、二丙基氨丙基三甲氧基硅烷、二丁基氨丙基三甲氧基硅烷、一丁基氨丙基三甲氧基硅烷、二辛基氨丙基三甲氧基硅烷、二丁基氨丙基二甲氧基硅烷、二丁基氨丙基一甲氧基硅烷、二甲基氨基苯基三甲氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基苯基胺、三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基芐基胺、三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基哌啶、三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基嗎啉、三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基咪唑等。
作為由上述硅烷偶聯劑處理微粉體的方法,例如有1)噴霧法、2)有機溶劑法、3)水溶液法等。一般情況下,在噴霧法進行的處理中,攪拌顏料并噴霧偶聯劑的水溶液或溶劑液,然后在120~130℃左右將水或溶劑除去干燥。另外,在由有機溶劑法進行的處理中,在含有少量的水和加水分解用催化劑的有機溶劑(乙醇、苯、鹵化烴等)中溶解偶聯劑,將顏料浸漬到其中后,由過濾或壓榨進行固液分離,在120~130℃下干燥。水溶液法在一定pH的水或水-溶劑中使0.5%左右的偶聯劑加水分解,浸漬顏料后,同時進行固液分離,并進行干燥。
作為其它有機處理,也可使用由硅油處理后的微粉體。作為優選的硅油,使用25℃下的粘度大體為0.5~10000mm2/sec的硅油,使用1~1000mm2/sec的硅油更好,例如可列舉出甲基氫化硅油、二甲基硅油、苯基甲基硅油、氯苯甲基硅油、烷基改性硅油、脂肪酸改性硅油、聚氧化烯改性硅油、氟改性硅油等。
另外,使用在支鏈具有氮原子的硅油處理上述微粉體特別是在正調色劑的場合有利。利用硅油的處理例如可如下進行。根據需要一邊加熱一邊劇烈攪動無機微粉體,在其上噴霧或氣化噴吹上述硅油或其溶液,或使無機微粉體形成為漿狀,一邊對其進行攪拌一邊使硅油或其溶液滴下從而可容易地進行處理。這些硅油可以使用其中的1種或2種以上的混合物,或并用經多重處理后使用。另外,也可與由硅烷偶聯劑進行的處理并用。
在上述那樣的本發明中使用的調色劑由各種方法實施球形化處理、表面平滑化處理時,轉印性良好,較理想。作為這些方法,可列舉出這樣的方法,即,使用具有攪拌葉片或刮片等、和襯套或外殼等的裝置,例如,當使調色劑通過刮片與襯套之間的微小間隙時,由機械力使表面平滑化或球形化。另外,還有在溫水中使調色劑懸浮而球形化的方法和使調色劑暴露于熱氣流中而球形化的方法等。
另外,作為制作球狀的調色劑的方法,有使作為調色劑粘結樹脂的單體為主成分的混合物懸浮于水中進行聚合而形成調色劑的方法。作為一般的方法,均勻地溶解或分解聚合性單體、著色劑、聚合引發劑、及根據需要選用的交聯劑、帶電控制劑、脫模劑等其它添加劑,形成單體組合物,之后,使用適當的攪拌機在含有分散穩定劑的連續相例如水相中使所述單體組合物分散成適度的粒徑,進一步使其進行聚合反應,獲得具有所期望粒徑的顯影劑。
另外,本發明使用的顯影劑也可混合調色劑和載體作為二成分顯影劑使用。作為載體材料,例如可列舉出鐵、鎳、鈷這樣的磁性體金屬和其合金或含有稀土類的合金類、赤鐵礦、磁鐵礦、錳-鋅鐵氧體、鎳-鋅系鐵氧體、錳-鎂系鐵氧體和鋰系鐵氧體等軟鐵氧體、銅-鋅系鐵氧體這樣的鐵系氧化物及其混合物、玻璃、碳化硅等的陶瓷粒子、樹脂粉體、含有磁性體的樹脂粉體等,通常使用平均粒徑為20~300μm左右的粒狀物。
這樣的載體雖也可直接將上述列舉的粒狀物作為載體粒子使用,但為了調整調色劑的摩擦帶電電荷或防止調色劑附著到載體,也可由硅樹脂、含氟樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂等涂覆劑適當地在粒子表面涂覆樹脂。
下面說明本發明的第2實施形式。
本實施形式的特征在于,構成顯影劑承載體的導電性涂層作為石墨化粒子具有上述石墨化粒子(ii),另外,具有石墨化度PB(002)在0.35以下而且所述石墨化度PB(002)比石墨化粒子的石墨化度P(002)低的鱗片狀或針狀石墨。下面,說明本發明顯影劑承載體的導電性涂層的構成。與第1實施形式相同的構成省略其說明。在圖12中示意地示出其一例,但在鋁圓筒狀基體56上的樹脂層54中分別分散在本發明中使用的、具有特定石墨化度和圓形度的石墨化粒子51和鱗片狀或針狀的石墨粒子52。在所述場合,石墨化粒子51和石墨粒子52有助于樹脂涂層54的表面凹凸的形成。通過并用具有潤滑性的石墨化粒子,雖然對耐磨性不利,但可防止調色劑成分的附著和熔融粘著。
在圖13中,石墨化粒子51和石墨粒子52在樹脂涂層54的表面形成較大的凹凸,在粘結樹脂中除了石墨化粒子51外還添加導電性微粒53,從而進一步提高導電性,導電性微粒53自身對實質的凹凸形成并不起到太多作用。然而,不限于導電性微粒53,由添加的別的固體粒子形成微小凹凸的形式也含有于本發明中。
圖14示出為了在樹脂涂層54的表面形成較大的凹凸而在粘結樹脂中添加球狀粒子55的模型,石墨化粒子51和石墨粒子52在樹脂涂層54的表面形成較小的凹凸。這樣的構成在用于將顯影劑限制構件(通過調色劑)彈性地壓接到顯影劑承載體的類型的場合有利。即,由所述樹脂涂層54的表面的球狀粒子55限制彈性限制構件的壓接力而且石墨化粒子51形成較小的凹凸,起到調整調色劑與涂層的樹脂和石墨化粒子51的接觸帶電機會和與調色劑的脫模性的作用。
在圖15中,石墨化粒子51和球狀粒子55雙方有助于樹脂涂層54的表面凹凸形成。這樣的形式例如可能在在這樣的場合實施,即,球狀粒子55除形成凹凸以外,還具有導電性、帶電賦予性和耐磨性等別的功能。
作為用于本實施形式的石墨化粒子,使用石墨化度P(002)為0.20~0.95而且按下式(1)獲得的圓形度的平均值即平均圓形度SF-1為0.64或0.64以上的石墨化粒子(ii)。
如上述那樣,石墨化粒子(ii)的添加是為了使顯影劑承載體的涂層表面保持均勻的表面粗糙度,同時,使得即使在涂層表面磨損的場合涂層的表面粗糙度的變化也少而且不易發生調色劑污染和調色劑熔融粘著。另外,所述石墨化粒子還具有提高對調色劑的帶電賦予性的效果。所述石墨化粒子(ii)與已經說明的那樣相同。
另外,與石墨化粒子的石墨化度P(002)并用的鱗片狀或針狀石墨的石墨化度PB(002)最好滿足PB(002)≤(002)的關系。在PB(002)>P(002)的場合,石墨化粒子的硬度下降對涂層表面的耐磨性產生損害,所以不理想。
作為在本發明中使用的鱗片狀或針狀石墨粒子,最好使用結晶性石墨。結晶性石墨大體分成天然石墨和人造石墨,天然石墨從地下產出,由長久的天然地熱和地下的高壓而形成石墨。人造石墨例如由焦油瀝青等將瀝青焦炭等固化成形后在1,000~1,300℃左右一次焙燒后,使其浸漬各種瀝青,裝入到石墨化爐中,在2,500~3,000℃左右的高溫進行處理,從而使碳的結晶成長,變成石墨。通過對這些石墨進行粉碎和分級,獲得所期望粒徑的石墨粒子。這些石墨的結晶構造屬于六方晶系和其它的菱形晶系,由于具有完全的層狀構造,這些石墨粒子的形狀成為鱗片狀或針狀。
在涂層中添加由結晶性石墨構成的鱗片狀或針狀石墨粒子,主要是為了使涂層具有導電性和潤滑性,從而減輕充電和套筒重影和調色劑熔融粘著。這些粒子自身雖然由于柔軟、易于剪斷而存在耐磨性差的問題,但在本發明中為了彌補這一點,并用了上述的石墨化度P(002)為0.20~0.95的石墨化粒子。
鱗片狀或針狀石墨粒子的石墨化度PB(002)最好為PB(002)0.35。當石墨化度PB(002)超過0.35時,存在其潤滑性和導電性下降的傾向,所以,易于發生調色劑的充電和調色劑在耐久的涂層的熔融粘著,套筒重影、灰霧和圖像濃度等畫質易于惡化。
本發明所用的鱗片狀或針狀石墨粒子具有潤滑性,但也可在此之外另行添加潤滑性粒子。作為所述潤滑性粒子,例如可列舉出二硫化鉬、氮化硼、云母、氟化石墨、銀-硒化鈮、氯化鈣-石墨、滑石、硬脂酸鋅等脂肪酸金屬鹽等。這些潤滑性粒子的個數平均粒徑最好為0.2~20μm,為1~15μm時更好。在潤滑性粒子的個數平均粒徑不到0.2μm的場合,難以獲得足夠的潤滑性,在個數粒徑超過20μm的場合,從樹脂涂層的耐磨性考慮不理想。
在本實施形式中,在構成顯影劑承載體的樹脂涂層中并用地分散上述第1實施形式中說明的那樣的其它導電性微粒和球狀粒子對進一步促進本發明的效果有利。特別在按圖14或圖15所示那樣的形式使用球狀粒子的場合,在這些粒子中特別優選使用導電性的粒子。這是因為,通過使粒子具有導電性,除其導電性外,不易在粒子表面積蓄電荷,可減輕調色劑的附著和提高調色劑的帶電賦予性。作為此時的粒子導電性,如已經說明的那樣,體積電阻值在106Ω·cm以下,為10-3~106Ω·cm更好。
另外,作為粒子的真密度,最好在3,000kg/cm3左右以下。即使具有導電性,在粒子的直密度過高的場合,用于形成相同粗糙度的添加量增加,與樹脂或樹脂組合物的真密度差增大,所以,制造時的粒子的分散狀態容易變得不均勻,因此,即使在形成的涂層中分散狀態也變得不均勻,不理想。另外,如粒子為球狀,則與壓接的顯影劑限制構件等的接觸面積減少,所以,可減輕由摩擦力導致的套筒回轉力矩的增加和調色劑的附著等,所以更理想。特別是在使用下述那樣的導電性球狀粒子的場合,可獲得更好的效果。
即,作為獲得特別理想的導電性球狀粒子的方法,例如可列舉出焙燒樹脂系球狀粒子或中間碳微球使其碳化和/或石墨化獲得的低密度而且良導電性的球狀碳粒子的方法。作為用于樹脂系球狀粒子的樹脂,例如可列舉出酚醛樹脂、萘樹脂、呋喃樹脂、二甲苯樹脂、二乙烯基苯聚合物、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、聚丙烯腈等。另外,中間碳微球通常可通過由大量的焦油、中油、喹啉那樣的溶劑清洗在對中瀝青加熱焙燒的過程中生成的球狀結晶而制造。
作為獲得更好的導電性球狀粒子的方法,可列舉出這樣的方法,即,由機械化學法將疏松中間相瀝青被覆到酚醛樹脂、萘樹脂、呋喃樹脂、二甲苯樹脂、二乙烯基苯聚合物、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、聚丙烯腈那樣的球狀樹脂粒子表面,在氧化性氣氛下對被覆的粒子進行熱處理后,在惰性氣氛下或真空下焙燒,使其碳化和/或石墨化,獲得導電性球狀碳粒子。對于由所述方法獲得的球狀碳粒子,在石墨化時獲得的球狀碳粒子的被覆部的結晶化發展,所以,導電性提高,更理想。
由上述方法獲得的導電性的球狀碳粒子在所有方法中都可通過改變焙燒條件控制獲得的球狀碳粒子的導電性,可在本發明中很好地使用。另外,由上述方法獲得的球狀碳粒子根據場合的不同,也可為了進一步提高導電性在導電性球狀粒子的真密度不過度變大的范圍內實施導電性金屬和/或金屬氧化物的電鍍。
在本實施形式中,樹脂涂層中也可具有更粗的粒子。粗粒子的個數平均粒徑最好在5~50μm。當粗粒子的個數平均粒徑在5μm以下時,在樹脂涂層上形成均勻凹凸的效果少,易于由樹脂涂層的磨損使輸送性下降,所以不理想。在個數平均粒徑超過50μm的場合,由于樹脂涂層表面的凹凸過大,所以,限制不充分,顯影劑的輸送變得不均勻,易于發生條紋和濃度不均等。另外,作用于顯影劑的摩擦力增強,易于發生對耐久使用時的顯影劑的劣化和調色劑樹脂涂層表面的污染,同時,樹脂涂層的機械強度也下降。
本發明的顯影劑承載體主要由作為基體的金屬圓筒管和對其進行卷繞被覆的樹脂層構成。金屬圓筒管主要適當地使用不銹鋼和鋁。
下面,說明構成樹脂涂層的各成分的構成比,這在本發明中為特別理想的范圍。作為含于樹脂涂層中的石墨化粒子/鱗片狀或針狀石墨粒子的比例,按質量比,在石墨化粒子/鱗片狀或針狀石墨粒子=1/10~10/1的范圍,可獲得良好的結果。在質量比不到1/10的場合,存在帶電賦予性下降的傾向,另外,可能使耐磨性惡化,所以不理想。當質量比超過10/1時,可能損害被膜的潤滑性,所以,長期使用時存在易于在樹脂涂層表面產生調色劑污染的傾向。
作為含有于樹脂涂層中的石墨化粒子的含有量,與鱗片狀或針狀石墨粒子的含有量平衡,但最好相對被覆樹脂100份質量在2~100份質量的范圍,在2~80份質量的范圍時更好,在這樣的范圍可獲得特別好的結果。在石墨化粒子的含有量不到2份質量的場合,石墨化粒子的添加效果小,不易形成必要的凸部。另一方面,在超過100份質量的場合,石墨化粒子與樹脂涂層的密合性變得過低,耐磨性可能惡化。
作為含有于樹脂涂層中的鱗片狀或針狀石墨粒子的含有量,與上述石墨化粒子的含有量平衡,但最好相對被覆樹脂100份質量在2~100份質量的范圍,在2~80份質量的范圍時更好,在這樣的范圍可獲得特別良好的結果。在鱗片狀或針狀石墨粒子的含有量不到2份質量的場合,潤滑性效果小,存在調色劑易于污染涂層表面的傾向。另一方面,在超過100份質量的場合,鱗片狀或針狀石墨粒子與樹脂涂層的密合性變得過低,耐磨性可能惡化。
作為在樹脂涂層中含有粗粒子的場合的含有量,最好相對被覆樹脂100份質量在2~120份質量的范圍,在2~80份質量的范圍時更好,在這樣的范圍可獲得特別良好的結果。在粗粒子的含有量不到2份質量的場合,粗粒子的添加效果小,不易形成必要的凸部,在超過120份質量的場合,粗粒子與樹脂涂層的密合性變得過低,耐磨性可能惡化。
作為在樹脂涂層中含有潤滑性粒子的場合的含有量,最好相對被覆樹脂100份質量在5~120份質量的范圍,在10~100份質量的范圍時更好,在這樣的范圍可獲得特別良好的結果。在潤滑性粒子的含有量超過120份質量的場合,可發現被膜強度下降,在不到5份質量并長期使用的場合,存在調色劑易于污染樹脂涂層表面的傾向。
作為在樹脂涂層含有導電性微粒的場合的含有量,最好相對被覆樹脂100份質量在40份質量以下,在2~35份質量的范圍時更好,在這樣的范圍可獲得特別良好的結果。即,在導電性微粒的含有量超過40份質量的場合,可發現被膜強度下降,不理想。
將上述各粒子分散到粘結材料溶液中時,使用一般公知的分散裝置,例如涂料搖動器、混砂機、超微磨碎機、精磨機(dynomoil1)、顆粒混合機等使用小球的分散機。作為在顯影劑承載體上形成樹脂涂層的方法可列舉出以下的方法。使導電性支承體相對噴槍的移動方向平行地垂直立起,使導電性支承體回轉。將所述導電性支承體與噴槍的噴嘴前端的距離保持一定,按一定速度使噴槍上升,同時,由空氣噴吹法將分散了上述材料的涂料涂覆到基體,獲得樹脂涂層。一般由空氣噴吹法穩定地使涂料微粒液滴化,從而可獲得分散良好的涂層。由高溫干燥機使其按150℃/30分鐘干燥固化,可獲得在表面具有樹脂涂層的顯影劑承載體。
在本發明中,顯影劑承載體的樹脂涂層的體積電阻在104Ω·cm以下,在103~10-2Ω·cm更好。當涂層的體積電阻超過104Ω·cm時,易于發生調色劑的充電,易于引起調色劑在樹脂涂層的污染。樹脂涂層的體積電阻在將100μm厚的PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)片上形成7~20μm的厚的涂層,在Rolester-AP(三菱油化公司制造)安裝4端子探頭進行測定。
上述那樣構成的樹脂涂層的層厚最好在25μm以下,在20μm以下時更好,在4~20μm時可獲得均勻的層厚,所以較理想,但并不特別限定于所述層厚。這些層厚根據基體的外徑和在樹脂涂層中使用的材料而改變,但作為附著重量如設為4,000~20,000mg/m2則可獲得。
下面說明本發明的物性測定方法。
(1)石墨化粒子的石墨化度p(002)石墨化度P(002)由Mac Science公司生產的強力型全自動X射線衍射裝置“MXP18”系統測定從石墨的X射線衍射譜獲得的點陣間距d(002),根據d(002)=3.440-0.086(1-p(002)2)求出。
點陣間距d(002)以CuKα作為X射線源,CuKβ射線由鎳濾光器除去。標準物質使用高純度硅,從C(002)和Si(111)衍射圖案的峰值位置算出。主要的測定條件如下。
X射線發生裝置18kw測角器臥式測角器單色光儀使用管電壓30.0kV管電流10.0mA測定法連續法掃描軸2θ/θ取樣間隔0.020deg掃描速度6,000deg/min發散狹縫0.50deg散射狹縫0.50deg受光狹縫0.30mm(2)石墨化粒子的壓痕硬度值HUT[68]利用(株)Akashi制微小硬度計MZT-4,使用相對軸芯的面角為68度的三角錐金剛石壓頭測定的壓痕硬度值為HUT[68],由下式(2)表示。
壓痕硬度值HUT[68]=K×F/(h2)2(2)(式中,K系數,F試驗荷重,h2壓頭的最大壓入深度)作為測定用的試樣,使用#2000的砂帶對顯影劑承載體的樹脂涂層表面打磨平滑,使樹脂涂層中的石墨化粒子露出,由此獲得試樣。
對于石墨化粒子的壓痕硬度值HUT[68],通過固定上述試樣進行打磨,將壓頭瞄準10μm以上大小的石墨化粒子進行測定,在10點以上測定同一試樣的不同的石墨化粒子,將其平均值作為壓痕硬度值HUT[68]求出。
主要的測定條件如下。
按測試模式A進行測定。測試模式A用于設定壓入到試樣的荷重進行測定,施加的荷重分成被稱為基準荷重F0的初始荷重和作為最終負荷荷重的試驗荷重F1這樣2個。測定時,在壓頭接觸于試樣后,對試樣施加基準荷重,壓頭由基準荷重的施加而壓入到試樣。將由基準荷重使壓頭壓入的點作為壓入深度的零點,對壓頭施加試驗荷重,按設定的保持時間保持試驗荷重,求出壓頭試驗荷重保持后的壓入深度h2(壓頭的最大壓入深度)。壓入深度值HUT[68]根據下式(3)求出。
壓入深度值HUT[68]=K×[(F1)0.5-(F0)0.5]2(h2)2(3)(式中,F1試驗荷重(mN),F0基準荷重(mN),h2壓頭的試驗荷重保持后的壓入深度(μm),K系數(K=2.972,使用三角錐壓頭、68°時的SI單元系的系數))另外,其它測定條件如下。
試驗荷重F149.0mN基準荷重F04.9mN壓入速度V1.00μm/sec保持時間T25sec荷重除去時間T35sec試驗荷重和壓頭的最大壓入深度在不受涂層表面的表面粗糙度的影響而且不受基底基體的影響程度的范圍較好,在本發明中,試驗荷重壓頭的最大壓入深度按1~2μm左右測定。
(3)摩擦系數μs將顯影劑承載體固定于水平場所,沿其長度方向使HEIDON制的Tribogear Muse(類型94i)的黃銅(硬鉻處理)滑塊接觸,進行測定。另外,摩擦系數μs的值通過適當改變顯影劑承載體表面的測定場所測定10點然后從其平均值求出。
(4)粒子的平均圓形度SF-1作為可有效地進行多個粒子的圓形度解析的具體測定裝置,使用多圖像分析儀(Beckman Coulter公司制)進行測定。
多圖像分析儀在利用電阻法的粒度分布測定裝置組合了由CCD攝像頭對粒子像進行攝像的功能和對攝像獲得的粒子圖像進行圖像解析的功能。詳細地說,根據粒子通過作為利用電阻法的粒度分布測定裝置的多分級機的小孔時的電阻變化檢測由超聲波等均勻分散于電解質溶液中的測定粒子,與此同步地使閃光放電管發光,由CCD攝像頭對粒子像進行攝影。將所述粒子像輸入到計算機,2進制化后,進行圖像解析。
由上述裝置,求出粒子投影像的勾股法最大長度ML、投影面積A,根據下述式(4)計算出關于2μm以上的3000個粒子的圓形度值,將其平均,從而求出平均圓形度SF-1。
圓形度=(4×A)/{(ML)2×π} (4)(5)調色劑的粒徑測定在電解質溶液100~150ml中添加0.1~5ml表面活性劑(烷基苯磺酸鹽),將2~20mg的測定試樣添加到其中。由超聲波分散器對懸浮了試樣的電解液進行1~3分鐘的分散處理,由Coulter計數式多分級機(Coulter公司制)使用對應于17μm或100μm等的適當的調色劑大小的小孔測定以體積為基準的粒徑0.3~40μm的粒度分布等。由計算機處理求出在所述條件下測定的個數平均粒徑、重量平均粒徑,并根據個數基準的粒度分布計算個數平均粒徑的1/2倍徑累積分布以下的累積比例,求出1/2倍徑累積分布以下的累積值。同樣,根據體積基準的粒度分布計算重量平均粒徑的2倍徑累積分布以上的累積比例,求出2倍徑累積分布以上的累積值。
(6)顯影劑承載體表面的算術平均粗糙度(Ra)的測定根據JISB0601的表面粗糙度,使用小坂研究所制Surfcorder SE-3400,作為測定條件,按截止0.8mm、評價長度4mm、進給速度0.5mm/s,對軸向3點×周向2點=6點分別進行測定,獲得其平均值。
(7)樹脂涂層的體積電阻的測定在100μm厚的PET片上形成7~20μm厚的涂層,使用依據ASTM規格(D-991-82)和日本橡膠協會標準規格SRIS(2301-1969)的、設置了導電性橡膠和塑料的體積電阻測定用的4端子構造的電極的電壓下降式數字電阻儀(川口電機制作所制)進行測定。測定環境為20~25℃、50~60RH%。
(8)粒徑1μm以上的導電性粒子的粒徑測定石墨化粒子等導電性粒子的粒徑使用激光衍射型粒度分布計的Coulter LS-130型粒度分布計(Coulter公司制)進行測定。作為測定方法,使用水系模塊,作為測定溶劑使用純水。由純水將粒度分布計的測定系內清洗約5分鐘,作為消泡劑在測定系內加入10~25mg的亞硫酸鈉,用作背景功能。
然后,在純水10ml中加入表面活性劑3~4滴,另外,加入5~25mg測定試樣。懸浮了試樣的水溶液由超聲波分散機進行約1~3分鐘分散處理獲得試樣液。所述試樣液慢慢地加入到上述測定裝置的測定系內,調整測定系內的試樣濃度,使裝置的畫面上的PIDS成為45~55%,進行測定,求出從個數分布計算出的個數平均粒徑。
(9)粒徑不到1μm的導電性粒子的粒徑測定使用電子顯微鏡,測定導電性粒子的粒徑。攝影倍率為6萬倍,但在困難的場合按低倍率攝影后放大成為6萬倍,印出照片。在照片上測量1次粒子的粒徑。此時,測定長軸和短軸,使平均值為粒徑。針對100個樣品對其進行測定,按50%值獲得平均粒徑。
(10)樹脂涂層的膜厚(削去量)的測定作為涂層的削去量(膜削去量)的測定,使用KEYENCE公司制的激光尺寸測定器。使用控制器LS-5500和傳感器頭LS-5040T,在安裝了套筒固定夾具和套筒輸送機構的裝置另行固定傳感器部,根據套筒的外徑尺寸平均值進行測定。測定相對套筒長度方向分割成30份,測定30個部位,進一步使套筒朝圓周方向轉動90°后再進行30個部位的測定,共進行60個部位的測定,獲得其平均值。預先測定表面涂層涂覆前的套筒的外徑,測定表面涂層形成后的外徑及耐久使用后的外徑,將其差值作為涂覆膜厚和削去量。
下面使用實施例和比較例詳細說明本發明和比較例。本實施例不對本發明作任何限定。實施例和比較例中的“%”和“份”只要未特別說明,則全部為質量基準。
(實施例1-1)作為石墨化粒子的原材料,從煤焦油瀝青用溶劑分級分離法提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理,然后由甲苯除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青。對所述疏松中間相瀝青進行微粉碎,在空氣中約300℃下對其進行氧化處理,然后,在氮氣氛下在1200℃進行一次焙燒而碳化。接著,在氮氣氛下在3000℃對其進行二次焙燒而石墨化,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為6.5μm的石墨化粒子A-1-1。表-1-1示出石墨化粒子A-1-1的物性。(表-1-1)顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性
·可熔酚醛樹脂溶液(含有50%甲醇)200份·石墨化粒子(A-1-1) 60份·甲醇 150份在上述材料中作為介質粒子加入直徑1mm的玻璃珠,由混砂機分散,并由甲醇將分散液的固相成分稀釋成30%,獲得涂覆液。
使用所述涂覆液,由噴霧法在外徑16mmφ、中心線平均粗糙度Ra=0.3μm的進行了磨削加工的鋁制圓筒管上形成樹脂涂層,接著由熱風干燥爐在150℃下加熱30分鐘,使樹脂涂層硬化,制作顯影劑承載體B-1-1。獲得的顯影劑承載體B-1-1的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2。
(表-1-2)顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性
將B-1-1的顯影劑承載體安裝到具有圖7的顯影裝置的圖9的圖像形成裝置(安裝有接觸輥帶電裝置、接觸輥轉印裝置)LBP1710(佳能制),供給單成分系顯影劑,同時進行1.5萬張的顯影劑承載體的耐久評價測試。作為單成分系顯影劑使用以下物質。
·苯乙烯-丙烯酸樹脂 100份·磁鐵礦 95份·二叔丁基水楊酸的鋁配位化合物2份·低分子量聚丙烯 4份由亨舍爾混合機對上述材料進行混合,由雙螺桿擠壓機進行熔融混合分散。混合物冷卻后,由錘式粉碎機進行粗粉碎,另外,由機械式粉碎機進行微粉碎后,使用氣流式分級機進行分級,獲得個數平均粒徑為6.0μm的微粉體(調色劑粒子)。在所述微粉體100份中外添加由硅烷偶聯劑處理后的疏水性膠體二氧化硅1.2份,作為磁性調色劑,使所述磁性調色劑為單成分系調色劑。
(評價)對下述列舉的評價項目進行耐久試驗,進行實施例和比較例的各顯影劑承載體的評價。
對于圖像濃度、灰霧、套筒重影、斑點、半色調均勻性等圖像評價、顯影劑承載體上的調色劑帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)、樹脂涂層的耐磨性,分別在20℃/60%的常溫常濕(N/N)環境、24℃/10%的常溫低濕(N/L)環境、30℃/80%的高溫高濕(H/H)環境進行耐久評價。
結果示于表-1-3和表-1-4中。圖像和耐久性都獲得了良好的結果。
(1-1)圖像濃度使用反射濃度計RD918(Macbeth制),按5點測定全打印時的全黑部的濃度,將其平均值作為圖像濃度。
(1-2)灰霧濃度測定形成圖像的記錄紙的全白部的反射率(D1),并測定與用于圖像形成的記錄紙相同規格的未使用的記錄紙的反射率(D2),按5點求出D1-D2的值,將其平均值作為灰霧濃度。反射率由TC-6DS(東京電色制)測定。
(1-3)套筒重影對全白部與全黑部相鄰的圖像進行顯影的顯影套筒的位置在顯影套筒的下一回轉時來到顯影位置,對半色調圖像進行顯影,用目測根據下述基準對出現于半色調圖像上的濃淡差進行評價。
A濃淡差完全看不到。
B可看到輕微的濃淡差。
C稍可看到濃淡差,但可實用。
D實用上成為問題的濃淡差在套筒1周出現。
E實用上成為問題的濃淡差在套筒2周以上出現。
(1-4)斑點(圖像不良)進行全黑、半色調、線條圖像等各種圖像的圖像形成,參考用目測觀察進行圖像形成時在顯影套筒上的調色劑的涂覆不良的結果,根據下述基準對評價結果進行評價。
A在圖像上和套筒上完全不能確認。
B在套筒上稍可確認,但在圖像上基本不能確認。
C在半色調圖像或全黑圖像的第1張、套筒周期的第1周可確認。
D在半色調圖像或全黑圖像可確認,但可實用。
E在全黑圖像全體可確認實用上成為問題的圖像不良。
F在全白圖像上也可確認實用上成為問題的圖像不良。
(1-5)半色調均勻性(白條紋、白帶)特別是對于在半色調中發生的、沿圖像形成行進方向延伸的線狀、帶狀的條紋,由目測對形成的圖像進行觀察,按下述基準進行評價。
A在圖像上和套筒上完全不能確認。
B仔細看時可輕微地確認,但粗看時基本上不能確認C在半色調下可輕微地確認,但在全黑下為沒有問題的程度。
D在半色調下可確認條紋,但在全黑下為可輕微確認的程度。
E在全黑圖像也可確認濃淡差,但可實用。
F在全黑圖像全體成為實用上成問題的濃淡差明顯。
G濃度低、條紋非常多的圖像。
(1-6)調色劑帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)由金屬圓筒管和圓筒過濾器吸引捕集承載于顯影套筒上的調色劑,根據此時通過金屬圓筒管積蓄于電容器的電荷量Q、捕集的調色劑質量M、吸引調色劑的面積S,計算單位質量的電荷量Q/M(mC/kg)和單位面積的調色劑質量M/S(dg/m2),分別作為調色劑帶電量(Q/M)、調色劑輸送量(M/S)。
(1-7)樹脂涂層的耐磨性測定耐久試驗前后的顯影劑承載體表面的算術平均粗糙度(Ra)和樹脂涂層的膜厚削去量。
(表-1-3)在LBP1710中的耐久評價結果(圖像濃度、灰霧、套筒重影、斑點、半色調均勻性)
(表-1-4)在LBP1710中的耐久評價結果(Q/M,M/S,耐磨性)
(實施例1-2和實施例1-3)除在實施例1-1中如表-1-1所示那樣改變二次焙燒溫度外,使用與石墨化粒子A-1-1的制造方法相同的方法獲得石墨化粒子A-1-2~A-1-3。獲得的各石墨化粒子A-1-2~A-1-3的物性示于表-1-1。除了將這些石墨化粒子A-1-2~A-1-3作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替A-1-1外,與實施例1-1同樣地制作顯影劑承載體B-1-2~B-1-3,進行與實施例1-1同樣的評價。這些顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2中,評價結果示于表-1-3和表-1-4中。
(實施例1-4)除了在實施例1-1中改變使用的原材料的疏松中間相瀝青的微粉碎條件和二次焙燒后的分級條件外,使用與石墨化粒子A-1-1的制造方法同樣的方法獲得個數平均粒徑3.3μm的石墨化粒子A-1-4。
獲得的石墨化粒子A-1-4的物性示于表-1-1。除了將石墨化粒子A-1-4作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替A-1-1外,與實施例1-1同樣地制作顯影劑承載體B-1-4,進行與實施例1-1同樣的評價。所述顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2中,評價結果示于表-1-3和表-1-4中。
(實施例1-5)作為石墨化粒子的原材料,對煤系重質油進行熱處理,對生成的的粗中間碳微球進行離心分離,由苯進行洗滌精制,干燥后,用超霧粉碎機進行機械分散,從而獲得中間碳微球。在氮氣氛下在1200℃對所述中間碳微球進行一次焙燒使其碳化,接著,由超霧粉碎機進行二次分散。在氮氣氛下在2800℃對獲得的分散物進行二次焙燒使其石墨化,并經分級獲得個數平均粒徑為6.7μm的石墨化粒子A-1-5。石墨化粒子A-1-5的物性示于表-1-1中。
除了在實施例1-1中作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用石墨化粒子A-1-5代替A-1-1外,與實施例1-1同樣地制作顯影劑承載體B-1-5,與實施例1-1同樣地進行評價。所述顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2,評價結果示于表-1-3和表-1-4。
(實施例1-6和實施例1-7)除了改變在實施例1-5中用于獲得石墨化粒子A-1-5的二次焙燒溫度外,使用同樣的方法獲得石墨化粒子A-1-6~A-1-7。獲得的石墨化粒子A-1-6~A-1-7的物性示于表-1-1。
除了將這些石墨化粒子A-1-6~A-1-7作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替A-1-1以外,與實施例1-1同樣地制作顯影劑承載體B-1-6~B-1-7,與實施例1-1同樣地進行評價。這些顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2,評價結果示于表-1-3和表-1-4。
(比較例1-1)作為石墨化粒子的原材料,使用焦炭和焦油瀝青的混合物,在焦油瀝青的軟化點以上的溫度對所述混合物進行混合,擠壓成形,在氮氣氛下在1000℃進行一次焙燒使其碳化,接著,使其含浸煤焦油瀝青,然后在氮氣氛下在2800℃進行二次焙燒使其石墨化,并經粉碎和分級獲得個數平均粒徑為6.7μm的石墨化粒子a-1-1。石墨化粒子a-1-1的物性示于表-1-1中。
除在實施例1-1中作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用石墨化粒子a-1-1代替A-1-1外,與實施例1-1同樣地制作顯影劑承載體C-1-1,與實施例1-1同樣地進行評價。所述顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2,評價結果示于表-1-3和表-1-4。
(比較例1-2)作為石墨化粒子的原材料,使用球狀的酚醛樹脂粒子,在氮氣氛下在2200℃進行焙燒并進一步分級,獲得個數平均粒徑為6.4μm的石墨化粒子a-1-2。石墨化粒子a-1-2的物性示于表-1-1中。
除在實施例1-1中作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用石墨化粒子a-1-2代替A-1-1外,與實施例1-1同樣地制作顯影劑承載體C-1-2,與實施例1-1同樣地進行評價。所述顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2,評價結果示于表-1-3和表-1-4。
(比較例1-3)除在實施例1-1中如表-1-1所示那樣改變二次焙燒溫度外,使用與石墨化粒子A-1-1的制造方法相同的方法獲得石墨化粒子a-1-3。獲得的石墨化粒子a-1-3的物性示于表-1-1中。除作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用所述石墨化粒子a-1-3代替A-1-1外,與實施例1-1同樣地制作顯影劑承載體C-1-3,與實施例1-1同樣地進行評價。所述顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2,評價結果示于表-1-3和表-1-4。
(比較例1-4)除在實施例1-5中如表-1-1所示那樣改變二次焙燒溫度外,使用與石墨化粒子A-1-5的制造方法相同的方法獲得石墨化粒子a-1-4。獲得的石墨化粒子a-1-4的物性示于表-1-1中。
除作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用所述石墨化粒子a-1-4代替A-1-1外,與實施例1-1同樣地制作顯影劑承載體C-1-4,與實施例1-1同樣地進行評價。所述顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2,評價結果示于表-1-3和表-1-4。
(實施例1-8)除了在實施例1-1中改變使用的原材料的疏松中間相瀝青的微粉碎條件和二次焙燒后的分級條件外,使用與石墨化粒子A-1-1的制造方法同樣的方法獲得個數平均粒徑13.2μm的石墨化粒子A-81-。
·可熔酚醛樹脂溶液(含有50%甲醇)200份·石墨化粒子(A-1-8) 45份·導電性炭黑 5份·球狀粒子a-1-7(在2200℃下焙燒酚醛樹脂粒子獲得的碳化粒子) 8份·甲醇 130份在上述材料中作為介質粒子加入直徑1mm的玻璃珠,由混砂機分散,并由甲醇將分散液的固相成分稀釋成33%,獲得涂覆液。
使用所述涂覆液,由噴霧法在外徑20mmφ、中心線平均粗糙度Ra=0.4μm的進行了磨削加工的鋁制圓筒管上形成樹脂涂層,接著由熱風干燥爐在150℃下加熱30分鐘,使樹脂涂層硬化,制作顯影劑承載體B-1-8。獲得的顯影劑承載體B-1-8的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2。
將顯影劑承載體B-1-8安裝到具有圖7的顯影裝置的圖9的圖像形成裝置(安裝有接觸輥帶電裝置、接觸輥轉印裝置)LBP1710(佳能制),供給單成分系顯影劑,同時進行3萬張的顯影劑承載體的耐久評價測試。作為單成分系顯影劑使用以下那樣的原料。
·聚酯樹脂100份·磁鐵礦 100份·二叔丁基水楊酸的鋁配位化合物1份·低分子量聚丙烯 5份由亨舍爾混合機對上述材料進行混合,由雙螺桿式的擠壓機進行熔融混合分散。混合物冷卻后,由錘式粉碎機進行粗粉碎,另外,由射流式粉碎機進行微粉碎后,使用氣流式分級機進行分級,獲得個數平均粒徑為5.8μm的微粉體(調色劑粒子)。
在所述微粉體100份中外添加由硅烷偶聯劑處理后的疏水性膠體二氧化硅1.2份,作為磁性調色劑,使所述磁性調色劑為單成分系調色劑。
(評價)對下述列舉的評價項目進行耐久試驗,進行實施例和比較例的各顯影劑承載體的評價。
對于圖像濃度、灰霧、套筒重影、斑點、半色調均勻性等圖像評價、顯影劑承載體上的調色劑帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)、樹脂涂層的耐磨性,按與實施例1-1的評價方法同樣的方法進行評價。另外,對于顯影劑承載體的樹脂涂層的耐污染性,由以下的方法進行評價。所有的評價項目都分別在20℃/60%的常溫常濕(N/N)環境、24℃/10%的常溫低濕(N/L)環境、32℃/80%的高溫高濕(H/H)環境進行耐久評價。結果示于表-1-5和表-1-6中。圖像和耐久性都獲得了良好的結果。
(樹脂涂層的耐污染性)
使用KEYENCE公司制的超深度形狀測定顯微鏡在約200倍下觀察耐久試驗后的顯影劑承載體表面,根據下述的基準對調色劑污染的程度進行評價。
A僅觀察到輕微的污染。
B稍觀察到污染。
C觀察到部分污染。
D觀察到顯著的污染。
(表-1-5)
(表-1-6)在LBP1710中的耐久評價結果(Q/M,M/S,耐磨性,耐污染性)
(實施例1-9)除了在實施例1-1中改變使用的原材料疏松中間相瀝青的微粉碎條件和二次焙燒后的分級條件外,使用與石墨化粒子A-1-1的制造方法同樣的方法獲得個數平均粒徑19.7μm的石墨化粒子A-1-9。
除了在實施例1-8中將石墨化粒子A-1-9作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替石墨化粒子A-1-8外,與實施例1-8同樣地制作顯影劑承載體B-1-9,進行與實施例1-8同樣的評價。所述顯影劑承載體B-1-9的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2中,評價結果示于表-1-5和表-1-6中。
(比較例1-5)作為石墨化粒子的原材料,使用焦炭和焦油瀝青的混合物,在焦油瀝青的軟化點以上的溫度對所述混合物進行混合,擠壓成形,在氮氣氛下在1000℃進行一次焙燒使其碳化。使其含浸煤焦油瀝青,然后在氮氣氛下在2800℃進行二次焙燒使其石墨化,并經粉碎和分級獲得個數平均粒徑為13.6μm的石墨化粒子a-1-5。石墨化粒子a-1-5的物性示于表-1-1中。
除在實施例1-8中作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用石墨化粒子a-1-5代替A-1-8外,與實施例1-8同樣地制作顯影劑承載體C-1-5,與實施例1-8同樣地進行評價。所述顯影劑承載體C-1-5的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2,評價結果示于表-1-5和表-1-6。
(比較例1-6)除在實施例1-8中如表-1-1所示那樣改變二次焙燒溫度外,使用與石墨化粒子A-1-8的制造方法相同的方法獲得石墨化粒子a-1-6。獲得的石墨化粒子a-1-6的物性示于表-1-1中。除作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用所述石墨化粒子a-1-6代替A-1-8外,與實施例1-8同樣地制作顯影劑承載體C-1-6,與實施例1-8同樣地進行評價。
所述顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2,評價結果示于表-1-5和表-1-6。
(實施例1-10)
·可熔酚醛樹脂溶液(含有50%甲醇) 200份·石墨化粒子(A-1-1) 36份·導電性炭黑 5份·甲醇 120份在上述材料中作為介質粒子加入直徑1mm的玻璃珠,由混砂機分散,并由甲醇將分散液的固相成分稀釋成35%,獲得涂覆液。
使用所述涂覆液,由噴霧法在外徑32mmφ、中心線平均粗糙度Ra=0.2μm的進行了磨削加工的鋁制圓筒管上形成樹脂涂層,接著由熱風干燥爐在150℃下加熱30分鐘,使樹脂涂層固化,制作顯影劑承載體B-1-10。獲得的顯影劑承載體B-1-10的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2。
B-1-10的顯影劑承載體安裝到具有圖5的顯影裝置的圖9的圖像形成裝置(安裝有電暈帶電裝置、電暈轉印裝置)IR8500(佳能制),供給單成分系顯影劑,同時進行80萬張的顯影劑承載體的耐久評價測試。作為單成分系顯影劑使用以下物質。
·苯乙烯-丙烯酸樹脂 100份·磁鐵礦 95份·二叔丁基水楊酸的鋁配位化合物2份·低分子量聚丙烯 4份由亨舍爾混合機對上述材料進行混合,由雙螺桿式的擠壓機進行熔融混合分散。混合物冷卻后,由錘式粉碎機進行粗粉碎,另外,由機械式粉碎機進行微粉碎后,使用氣流式分級機進行分級,獲得個數平均粒徑為6.3μm的微粉體(調色劑粒子)。
在所述微粉體100份中外添加由硅烷偶聯劑處理后的疏水性膠體二氧化硅1.2份和鈦酸鍶微粒3份作為磁性調色劑,使所述磁性調色劑為單成分系調色劑。
(評價)對下述列舉的評價項目進行耐久試驗,進行實施例和比較例的各顯影劑承載體的評價。
對于圖像濃度、灰霧、套筒重影、斑點、半色調均勻性等圖像評價、顯影劑承載體上的調色劑帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)、樹脂涂層的耐磨性、顯影劑承載體的樹脂涂層的耐污染性,按與實施例1-1的評價方法相同的方法進行評價。對于所有的評價項目,都分別在20℃/60%的常溫常濕(N/N)環境、24℃/10%的常溫低濕(N/L)環境、32℃/80%的高溫高濕(H/H)環境進行耐久評價。結果示于表-1-7和表-1-8中。圖像和耐久性都獲得了良好的結果。
(表-1-7)在IR8500中的耐久評價結果(圖像濃度、灰霧、套筒重影、斑點、半色調均勻性)
(表-1-8)在IR8500中的耐久評價結果(Q/M,M/S,耐磨性)
(實施例1-11和實施例1-12)除了在實施例1~10中將石墨化粒子A-1-2~A-1-4作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替A-1-1以外,使用與實施例1-10同樣的方法地制作顯影劑承載體B-1-11~B-1-13,與實施例1-10同樣地進行評價。這些顯影劑承載體B-1-11~B-1-13的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2,評價結果示于表-1-7和表-1-8。
(比較例1-7~比較例1-9)除了在實施例1-10中將石墨化粒子a-1-1~a-1-3作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替A-1-1以外,使用與實施例1-10同樣的方法地制作顯影劑承載體C-1-7~C-1-9,與實施例1-10同樣地進行評價。這些顯影劑承載體C-1-7~C-1-9的樹脂涂層的配方和物性示于表-1-2,評價結果示于表-1-7和表-1-8。
(實施例2-1)作為石墨化粒子的原材料,從煤焦油瀝青用溶劑分級分離法提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理,然后由甲苯除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青。對所述疏松中間相瀝青進行微粉碎,在空氣中在約300℃對其進行氧化處理,然后,在氮氣氛下在1200℃進行一次焙燒而碳化。接著,在氮氣氛下在3000℃對其進行二次焙燒而石墨化,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為5.6μm的石墨化粒子A-2-1。表-2-1示出石墨化粒子A-2-1的物性。
·可溶酚醛樹脂溶液(含有50%甲醇) 200份·石墨化粒子(A-2-1) 40份·導電性炭黑 4份·甲醇120份在上述材料中作為介質粒子加入直徑1mm的玻璃珠,由混砂機分散,并由甲醇將分散液的固相成分稀釋成35%,獲得涂覆液。
使用所述涂覆液,由噴霧法在外徑32mmφ、中心線平均粗糙度Ra=0.2μm的進行了磨削加工的鋁制圓筒管上形成樹脂涂層,接著由熱風干燥爐在150℃下加熱30分鐘,使樹脂涂層硬化,制作顯影劑承載體B-2-1。獲得的顯影劑承載體B-2-1的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2。
將顯影劑承載體B-2-1安裝到具有圖5的顯影裝置的圖9的圖像形成裝置(安裝有電暈帶電裝置、電暈轉印裝置)NP6085(佳能制),供給單成分系顯影劑,同時進行80萬片的顯影劑承載體的耐久評價測試。作為單成分系顯影劑使用以下原料。
·聚酯樹脂 100份·磁鐵礦95份·二叔丁基水楊酸的鋁配位化合物 2份·低分子量聚丙烯4份由一般的干式調色劑制法對上述材料進行混合、粉碎、及分級,獲得個數平均粒徑為6.1μm的微粉體(調色劑粒子)。在所述微粉體100份中外添加由硅烷偶聯劑處理后的疏水性膠體二氧化硅1.2份和鈦酸鍶微粒3份作為磁性調色劑,使所述磁性調色劑為單成分系顯影劑。
(評價)對下述列舉的評價項目進行耐久試驗,進行實施例和比較例的各顯影劑承載體的評價。
對于圖像濃度、灰霧、套筒重影、斑點、半色調均勻性等圖像評價、顯影劑承載體上的調色劑帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)、樹脂涂層的耐磨性,分別在20℃/60%的常溫常濕(N/N)環境、24℃/10%的常溫低濕(N/L)環境、30℃/80%的高溫高濕(H/H)環境進行耐久評價。
結果示于表-2-3和表-2-4中。圖像和耐久性都獲得了良好的結果。
(2-1)圖像濃度使用反射濃度計RD918(Macbeth制),按5點測定全打印時的全黑部的濃度,將其平均值作為圖像濃度。
(2-2)灰霧濃度測定形成圖像的記錄紙的全白部的反射率(D1),并測定與用于圖像形成的記錄紙相同規格的未使用的記錄紙的反射率(D2),按5點求出D1-D2的值,將其平均值作為灰霧濃度。反射率由TC-6DS(東京電色制)測定。
(2-3)套筒重影對全白部與全黑部相鄰的圖像進行顯影的顯影套筒的位置在顯影套筒的下一回轉時來到顯影位置,對半色調圖像進行顯影,用目測根據下述基準對出現于半色調圖像上的濃淡差進行評價。
A濃淡差完全看不到。
B可看到輕微的濃淡差。
C稍看到濃淡差,但可實用。
D實用上成為問題的濃淡差在套筒1周出現。
E實用上成為問題的濃淡差在套筒2周以上出現。
(2-4)斑點(圖像不良)進行全黑、半色調、線條圖像等各種圖像的圖像形成,參考用目測觀察形成的圖像的波狀不均勻、斑點(斑點狀不均勻)等圖像不良及圖像形成時在顯影套筒上的調色劑的涂覆不良的結果,根據下述基準對評價結果進行評價。
A在圖像上和套筒上都完全不能確認。
B在套筒上稍可確認,但在圖像上基本不能確認。
C在半色調圖像或全黑圖像的第1張、套筒周期的第1周可確認。
D在半色調圖像或全黑圖像可確認,但可實用。
E在全黑圖像全體可確認實用上成為問題的圖像不良。
F在全白圖像上也可確認實用上成為問題的圖像不良。
(2-5)半色調均勻性(白條紋、白帶)特別是對于在半色調中發生的、沿圖像形成行進方向延伸的線狀、帶狀的條紋,由目測對形成的圖像進行觀察,按下述基準進行評價。
A在圖像上和套筒上都完全不能確認。
B仔細看時可輕微地確認,但粗看時基本上不能確認C在半色調下可輕微地確認,但在全黑下為沒有問題的程度。
D在半色調下可確認條紋,但在全黑下為可輕微確認的程度。
E在全黑圖像也可確認濃淡差,但可實用。
F在全黑圖像全體成為實用上成問題的濃淡差明顯。
G濃度低、條紋非常多的圖像。
(2-6)調色劑帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)由金屬圓筒管和圓筒過濾器吸引捕集承載于顯影套筒上的調色劑,根據此時通過金屬圓筒管積蓄于電容器的電荷量Q、捕集的調色劑質量M、吸引調色劑的面積S,計算單元質量的電荷量Q/M(mC/kg)和單元面積的調色劑質量M/S(dg/m2),分別作為調色劑帶電量(Q/M)、調色劑輸送量(M/S)。
(2-7)樹脂涂層的耐磨性測定耐久試驗前后的顯影劑承載體表面的中心線平均粗糙度(Ra)和樹脂涂層的膜厚的削去量。
(實施例2-2和實施例2-3)除在實施例2-1中如表-2-1所示那樣改變石墨化粒子制造時的二次焙燒溫度外,使用與石墨化粒子A-2-1的制造方法相同的方法獲得石墨化粒子A-2-2~A-2-3。獲得的各石墨化粒子A-2-2~A-2-3的物性示于表-2-1。除了將這些石墨化粒子A-2-2~A-2-3作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替A-2-1外,與實施例2-1同樣地制作顯影劑承載體B-2-2~B-2-3,進行與實施例2-1同樣的評價。這些顯影劑承載體B-2-2、B-2-3的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2中,評價結果示于表-2-3和表-2-4中。
(實施例2-4)除了在實施例2-1中改變石墨化粒子制造時的疏松中間相瀝青的微粉碎條件和二次焙燒后的分級條件外,使用與石墨化粒子A-2-1的制造方法同樣的方法獲得個數平均粒徑2.5μm的石墨化粒子A-2-4。獲得的石墨化粒子A-2-4的物性示于表-2-1。除了將石墨化粒子A-2-4作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替A-2-1外,與實施例2-1同樣地制作顯影劑承載體B-2-4,進行與實施例2-1同樣的評價。所述顯影劑承載體B-2-4的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2中,評價結果示于表-2-3和表-2-4中。
(實施例2-5)作為石墨化粒子的原材料,對煤系重質油進行熱處理,對生成的的粗中間碳微球進行離心分離,由苯進行清洗精制,干燥后,由霧化設備進行機械分散,從而獲得中間碳微球。在氮氣氛下在1200℃對所述中間碳微球進行一次焙燒使其碳化,接著,由霧化設備進行二次分散。在氮氣氛下在2800℃對獲得的分散物進行二次焙燒使其石墨化,并經分級獲得個數平均粒徑為6.1μm的石墨化粒子A-2-5。石墨化粒子A-2-5的物性示于表-2-1中。
除了在實施例2-1中作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用石墨化粒子A-2-5代替A-2-1外,與實施例2-1同樣地制作顯影劑承載體B-2-5,與實施例2-1同樣地進行評價。所述顯影劑承載體B-2-5的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-3和表-2-4。
(實施例2-6和實施例2-7)除了改變在實施例2-5中用于石墨化粒子制造時的二次焙燒溫度外,使用與石墨化粒子A-2-5的制造方法同樣的方法獲得石墨化粒子A-2-6~A-2-7。獲得的石墨化粒子2-2-6~A-2-7的物性示于表-2-1。
除了將這些石墨化粒子A-2-6~A-2-7作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替A-2-1以外,與實施例2-1同樣地制作顯影劑承載體B-2-6~B-2-7,與實施例2-1同樣地進行評價。所述顯影劑承載體B-2-6、B-2-7的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-3和表-2-4。
(比較例2-1)作為石墨化粒子的原材料,使用焦炭和焦油瀝青的混合物,在焦油瀝青的軟化點以上的溫度對所述混合物進行混合,擠壓成形,在氮氣氛下在1000℃進行一次焙燒使其碳化。使獲得的碳化物含浸煤焦油瀝青,然后在氮氣氛下在2800℃進行二次焙燒使其石墨化,并經粉碎和分級獲得個數平均粒徑為6.1μm的石墨化粒子a-2-1。石墨化粒子a-2-1的物性示于表-2-1中。
除在實施例2-1中作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用石墨化粒子a-2-1代替A-2-1外,與實施例2-1同樣地制作顯影劑承載體C-2-1,與實施例2-1同樣地進行評價。所述顯影劑承載體C-2-1的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-3和表-2-4。
(比較例2-2)作為石墨化粒子的原材料,使用球狀的酚醛樹脂粒子,在氮氣氛下在2200℃進行焙燒使其石墨化,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為5.7μm的石墨化粒子a-2-2。石墨化粒子a-2-2的物性示于表-2-1中。
除在實施例2-1中作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用石墨化粒子a-2-2代替A-2-1外,與實施例2-1同樣地制作顯影劑承載體C-2-2,與實施例2-1同樣地進行評價。所述顯影劑承載體C-2-1的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-3和表-2-4。
(比較例2-3)除在實施例2-1中如表-2-1所示那樣改變石墨化粒子制造時的二次焙燒溫度外,使用與石墨化粒子A-2-1的制造方法相同的方法獲得石墨化粒子a-2-3。獲得的石墨化粒子a-2-3 的物性示于表-2-1中。除作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用所述石墨化粒子a-2-3代替A-2-1外,與實施例2-1同樣地制作顯影劑承載體C-2-3,與實施例2-1同樣地進行評價。所述顯影劑承載體C-2-3的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-3和表-2-4。
(比較例2-4和比較例2-5)除在實施例2-5中如表-2-1所示那樣改變石墨化粒子制造時的二次焙燒溫度外,使用與石墨化粒子A-2-5的制造方法相同的方法獲得的石墨化粒子a-2-4和a-2-5。獲得的石墨化粒子a-2-4、a-2-5的物性示于表-2-1中。除作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用這些石墨化粒子a-2-4、a-2-5代替A-2-1外,與實施例2-1同樣地制作顯影劑承載體C-2-4~C-2-5,與實施例2-1同樣地進行評價。所述顯影劑承載體C-2-4~C-2-5的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-3和表-2-4。
(表-2-1)在樹脂涂層中添加的粒子的物性
(表-2-2)顯影劑承載體的樹脂涂層的配方和物性
(表-2-3)在NP6085中的耐久評價結果(圖像濃度,灰霧,套筒重影,斑點,半色調均勻性)
(表-2-4)在NP6085中的耐久評價結果(Q/M,M/S,耐磨性)
(實施例2-8)除了在實施例2-1中改變石墨化粒子制造時的疏松中間相瀝青的微粉碎條件和原料二次焙燒后的分級條件外,使用與石墨化粒子A-2-1的制造方法同樣的方法獲得個數平均粒徑10.3μm的石墨化粒子A-2-8。獲得的石墨化粒子A-2-8的物性示于表2-1。
·聚氨酯樹脂溶液(含有50%甲苯) 200份·石墨化粒子(A-2-8)45份·導電性炭黑 5份·甲苯 160份在上述材料混合物中加入作為介質粒子的直徑1mm的玻璃珠,由砂磨機分散,并由甲苯將分散液的固含量稀釋成27%,獲得涂覆液。
使用該涂覆液,由噴涂法在外徑16mmφ、中心線平均粗糙度Ra=0.3μm的進行了磨削加工的鋁制圓筒管上形成樹脂涂層,接著由直接加熱干燥爐在150℃下加熱30分鐘,使樹脂涂層干燥并硬化,制作顯影劑承載體B-2-8。獲得的顯影劑承載體B-2-8的樹脂涂層的配方和物性示于表2-2。
將顯影劑承載體B-2-8安裝到具有圖7的顯影裝置的圖9的圖像形成裝置(安裝有接觸輥式帶電裝置、接觸輥式轉印裝置)LBP730(佳能制),供給單成分系顯影劑,進行復印2萬張的顯影劑承載體的耐久評價測試。作為單成分系顯影劑,使用含有以下成分的顯影劑。
·苯乙烯-丙烯酸樹脂100份·磁鐵礦 95份·二叔丁基水楊酸的鋁配位化合物 1.5份·低分子量聚丙烯 4.5份由常規干式調色劑制法對上述材料進行捏合、粉碎和分級,獲得個數平均粒徑為5.9μm的微粉體(調色劑粒子)。在該微粉體100份中外添加由硅烷偶聯劑處理后的疏水性膠體二氧化硅1.2份,得到磁性調色劑。將該磁性調色劑用作單成分系調色劑。
(評價)
對下述列舉的評價項目進行耐久試驗,進行實施例和比較例的各顯影劑承載體的評價。
對于圖像濃度、灰霧、套筒疊影、斑點、半色調均勻性等圖像質量評價、顯影劑承載體上的調色劑帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)、樹脂涂層的耐磨性,按與實施例2-1的評價方法同樣的方法進行評價。對于每一評價項目,分別在20℃/60%的常溫常濕(N/N)環境、24℃/10%的常溫低濕(N/L)環境、32℃/80%的高溫高濕(H/H)環境下進行耐久評價。
結果示于表-2-5和表-2-6中。圖像質量和耐久性都獲得了良好的結果。
(實施例2-9)除在實施例2-8中如表-2-1所示那樣改變石墨化粒子制造時的二次焙燒溫度外,使用與石墨化粒子A-2-8的制造方法相同的方法獲得石墨化粒子A-2-9。獲得的石墨化粒子A-2-9的物性示于表-2-1。除了用石墨化粒子A-2-9代替樹脂涂層中的石墨化粒子A-2-8外,與實施例2-8同樣地制作顯影劑承載體B-2-9,進行與實施例2-8同樣的評價。顯影劑承載體B-2-9的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2中,評價結果示于表-2-5和表-2-6中。
(比較例2-6)作為石墨化粒子的原材料,使用焦炭和焦油瀝青的混合物。在焦油瀝青的軟化點以上的溫度對該混合物進行捏合,擠出成形,在氮氣氛下、1000℃進行一次焙燒使其碳化。使獲得的碳化物含浸煤焦油瀝青,然后在氮氣氛下、2800℃進行二次焙燒使其石墨化,并經粉碎和分級獲得個數平均粒徑為11.5μm的石墨化粒子a-2-6。石墨化粒子a-2-6的物性示于表-2-1中。
除在實施例2-8中作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用石墨化粒子a-2-6代替A-2-8外,與實施例2-8同樣地制作顯影劑承載體C-2-6,與實施例2-8同樣地進行評價。該顯影劑承載體C-2-6的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-5和表-2-6。
(比較例2-7)除在實施例2-8中如表-2-1所示那樣改變石墨化粒子制造時的二次焙燒溫度外,使用與石墨化粒子A-2-8的制造方法相同的方法獲得石墨化粒子a-2-7。獲得的石墨化粒子a-2-7的物性示于表-2-1中。除作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用該石墨化粒子a-2-7代替A-2-8外,與實施例2-1同樣地制作顯影劑承載體C-2-7,與實施例2-8同樣地進行評價。該顯影劑承載體C-2-7的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-5和表-2-6。
(實施例2-10)除了在實施例2-1中改變石墨化粒子制造時的疏松中間相瀝青的微粉碎條件和原材料二次焙燒后的分級條件外,使用與石墨化粒子A-2-1的制造方法同樣的方法獲得個數平均粒徑19.7μm的石墨化粒子A-2-10。獲得的石墨化粒子A-2-10的物性示于表-2-1。
·聚氨酯樹脂溶液(含有50%甲苯) 200份·石墨化粒子(A-2-10)30份·導電性炭黑15份·甲醇 120份使用上述材料,按與實施例2-8同樣的方法獲得涂覆液,制作顯影劑承載體B-2-10,進行與實施例2-8同樣的評價。該顯影劑承載體B-2-10的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-5和表-2-6。
(比較例2-8)作為石墨化粒子的原材料,使用球狀的酚醛樹脂粒子,在氮氣氛下、2200℃進行焙燒,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為10.9μm的石墨化粒子a-2-8。石墨化粒子a-2-8的物性示于表-2-1中。除作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用石墨化粒子a-2-8代替A-2-8外,與實施例2-8同樣地制作顯影劑承載體C-2-8。對該顯影劑承載體C-2-8,與實施例2-8同樣地進行評價。該顯影劑承載體C-2-8的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-5和表-2-6。
(比較例2-9)作為石墨化粒子的原材料,使用焦炭和焦油瀝青的混合物,在焦油瀝青的軟化點以上的溫度對該混合物進行捏合,擠出成形,在氮氣氛下、1000℃進行一次焙燒使其碳化。使獲得的碳化物含浸煤焦油瀝青,然后在氮氣氛下、2800℃進行二次焙燒使其石墨化,并經粉碎和分級獲得個數平均粒徑為20.2μm的石墨化粒子a-2-9。石墨化粒子a-2-9的物性示于表-2-1中。
除作為樹脂涂層中的石墨化粒子使用石墨化粒子a-2-9代替A-2-10外,與實施例2-10同樣地制作顯影劑承載體C-2-9,該顯影劑承載體C-2-9按與實施例2-8同樣的方法進行評價。顯影劑承載體C-2-9的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-5和表-2-6。(表-2-5)在LBP730中的耐久評價結果(圖像濃度、灰霧、套筒疊影、斑點、半色調均勻性)
(表-2-6)在LBP730中的耐久評價結果(Q/M,M/S,耐磨性)
(實施例2-11)·可熔酚醛樹脂溶液(含有50%甲醇)200份·石墨化粒子(A-2-1) 45份·導電性炭黑5份·球狀粒子a-2-8(在2200℃焙燒酚醛樹脂粒子獲得的碳化粒子) 12份·甲醇 120份在上述材料的混合物中加入作為介質粒子的直徑1mm的玻璃珠,由砂磨機分散,并由甲醇將分散液的固含量稀釋成33%,獲得涂覆液。
使用該涂覆液,由噴涂法在外徑20mmφ、中心線平均粗糙度Ra=0.4μm的進行了磨削加工的鋁制圓筒管上形成樹脂涂層,接著由熱風干燥爐在150℃下加熱30分鐘,使樹脂涂層干燥并硬化,制作顯影劑承載體B-2-11。獲得的顯影劑承載體B-2-11的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2。
將顯影劑承載體B-2-11安裝到具有圖7的顯影裝置的圖9的圖像形成裝置(安裝有接觸輥式帶電裝置、接觸輥式轉印裝置)LBP950(佳能制),供給單成分系顯影劑,進行復印4萬張的顯影劑承載體的耐久評價測試。作為單成分系顯影劑,使用含有以下成分的顯影劑。
·苯乙烯-丙烯酸樹脂 100份·磁鐵礦100份·二叔丁基水楊酸的鋁配位化合物 1份·低分子量聚丙烯5份由常規干式調色劑制法對上述材料進行捏合、粉碎、及分級,獲得個數平均粒徑為6.3μm的微粉體(調色劑粒子)。在該微粉體100份中外添加由硅烷偶聯劑處理后的疏水性膠體二氧化硅1.2份,制備磁性調色劑,使用該磁性調色劑作為單成分系調色劑。
(評價)對下述列舉的評價項目進行耐久試驗,進行實施例和比較例的各顯影劑承載體的評價。
對于圖像濃度、灰霧、套筒疊影、斑點、半色調均勻性等圖像質量評價、顯影劑承載體上的調色劑帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)、樹脂涂層的耐磨性,按與實施例2-1的評價方法同樣的方法進行評價。另外,顯影劑承載體的樹脂涂層的耐污染性按以下的方法進行評價。所有的評價項目都分別在20℃/60%的常溫常濕(N/N)環境、24℃/10%的常溫低濕(N/L)環境、32℃/80%的高溫高濕(H/H)環境進行耐久評價。結果示于表-2-7和表-2-8中。圖像質量和耐久性都獲得了良好的結果。
(樹脂涂層的耐污染性)
使用KEYENCE公司制的彩色激光3D形狀測定顯微鏡在200倍下觀察耐久試驗后的顯影劑承載體表面,根據下述的基準對調色劑污染的程度進行評價。
A僅觀察到可忽略的輕微污染。
B稍觀察到污染。
C部分觀察到污染。
D觀察到顯著的污染。
(實施例2-12~實施例2-14)除在實施例2-11中分別使用石墨化粒子A-2-2、A-2-3、A-2-6作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替A-2-1外,按與實施例2-11同樣的方法制作顯影劑承載體B-2-12~B-2-14,進行與實施例2-11同樣的評價。這些顯影劑承載體B-2-12~B-2-14的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2中,評價結果示于表-2-7和表-2-8中。
(比較例2-10至比較例2-12)除了在實施例2-11中將石墨化粒子a-2-1、a-2-2和a-2-3作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替A-2-1以外,使用與實施例2-11同樣的方法地制作顯影劑承載體C-2-10~C-2-12,與實施例2-11同樣地進行評價。這些顯影劑承載體C-2-10~C-2-12的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-7和表-2-8。(表-2-7)在LBP950中的耐久評價結果(圖像濃度、灰霧、套筒疊影、斑點、半色調均勻性)
(表-2-8)在LBP950中的耐久評價結果(Q/M,M/S,耐磨性,耐污染性)
(實施例2-15)·MMA-DM(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)共聚物(共聚比=88/12,Mn=6800,Mw=16300,Mw/Mn=2.4,含醋酸乙酯50%)200份·石墨化粒子(A-2-1)28份·導電性炭黑 3.5份·球狀粒子a-2-2(在2200℃下焙燒酚醛樹脂粒子獲得的碳化粒子)9份·甲醇 120份在上述材料中作為介質粒子加入直徑1mm的玻璃珠,由砂磨機分散,并由甲醇將分散液的固含量稀釋成25%,獲得涂覆液。
使用該涂覆液,由噴涂法在外徑16mmφ、中心線平均粗糙度Ra=0.2μm的進行了磨削加工的鋁制圓筒管上形成樹脂涂層,接著由熱風干燥爐在150℃下加熱30分鐘,使樹脂涂層干燥并硬化,制作顯影劑承載體B-2-15。獲得的顯影劑承載體B-2-15的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2。
使用如圖11所示那樣對市場上出售的LBP2030(佳能制)改造后獲得的改造機如以下那樣對顯影劑承載體B-2-15進行評價。LBP-2030的改造機如圖11所示那樣,使用旋轉裝置84作為顯影裝置,該旋轉裝置84分別在黑色用顯影器84Bk、黃色顯影器84Y、紅色顯影器84M、及青色顯影器84C設置使用圖8所示非磁性單成分系顯影劑的非磁性單成分系顯影方式的顯影裝置,將一次轉印到中間轉印輥85上的由各彩色調色劑形成的多重調色劑圖像一起二次轉印到記錄材料P后,將轉印的多重調色劑圖像加熱定影到記錄材料P。
在這里,彈性限制構件11(參照圖8)通過用注塑成形在磷青銅薄板上設置肖式D硬度40度的聚酰胺聚醚彈性體而改造。
圖11所示定影器83也改造成以下構成。定影器的定影輥83a的芯軸由2種層涂覆鋁構成。在下層部使用高溫硫化硅橡膠(HTV硅橡膠)作為彈性層。彈性層的厚度為1mm,橡膠硬度為3°(JIS-A)。在上層部作為離模層通過噴涂使四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)形成。薄膜的厚為20μm。
定影器83的加壓輥83b也與定影輥83a同樣,為由下層硅橡膠彈性層、上層氟化樹脂脫模層覆蓋芯軸上的構造,采用相同的材料、厚度、物性值。
定影部的咬合寬度為9.5mm,定影壓力為2.00×105Pa,將準備時的定影輥的表面溫度設定為180℃。將定影油的涂覆機構除去。
中間轉印輥85使用在鋁圓筒的表面按5mm的厚度被覆NBR與表氯醇橡膠的混合物作為彈性層的結構。
在上述LBP-2030的改造機的青色顯影器84C充填下述青色調色劑,在以下的條件下進行2萬張的耐久試驗。
帶電條件從圖中未示出的電源在帶電輥82施加電壓,該電壓疊加-550V的直流電壓和為1150Hz的正弦波的、振幅2.2kVpp的交流電壓。通過在帶電輥82施加電壓,通過均勻充電,使電荷向相對絕緣體的感光鼓81移動。
顯影條件將激光E照射到均勻地帶電的感光鼓81上進行曝光,形成靜電潛像。曝光的部分的表面電位成為-180V地設定激光強度。
在圖11中的84C的青色顯影器施加通過疊加-330V的直流電壓與為2200Hz的正弦波的、振幅1.8kVpp的交流電壓獲得的電壓,在顯影套筒與感光鼓81之間形成交替電場,使調色劑飛出而進行顯影。
·一次轉印條件為了將由顯影器84C形成于感光鼓81上的調色劑圖像一次轉印到中間轉印體85,在鋁制輥85a施加+280V的直流電壓作為一次轉印偏壓。
·二次轉印條件為了將一次轉印到中間轉印體85上的調色劑圖像二次轉印到記錄材料P,在轉印裝置88施加+1950V的直流電壓作為二次轉印偏壓。
作為青色調色劑,如下所述進行制備。
在離子交換水800g中投入0.1M-Na3PO4水溶液430g,加熱到63℃后,使用克勒爾(Clear)混合機(艾姆(M)技術公司制),按16000rpm進行攪拌。之后,在其中緩慢地添加1.0M-CaCl2水溶液73g,獲得含磷酸鈣鹽的水系介質。
另一方面,(單體)苯乙烯 162g丙烯酸正丁酯 38g(著色劑)C.I.顏色蘭-153 10g(帶電控制劑)二叔丁基水楊酸的鋁配位化合物 2g(極性樹脂)飽和聚酯(酸值10,峰值分子量8500) 17g(脫模劑)酯系蠟(熔點65℃) 25g
將上述配方的混合物加熱到63℃,使用克勒爾混合機,按15000rpm均勻地溶解和分散。將聚合引發劑2,2′-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)7g溶解到其中,制成聚合性單體組合物。
在上述水系媒體中投入上述聚合性單體組合物,在63℃、N2氣氛下由克勒爾混合機在10000rpm下攪拌10分鐘,以對聚合性單體組合物進行造粒。此后,由板式攪拌葉進行攪拌,升溫到75℃,以引發聚合反應。反應10小時。聚合反應結束后,在80℃/減壓下餾去殘存單體,冷卻后,加入鹽酸,使磷酸鈣鹽溶解,之后,經過過濾、水洗、干燥、分級,獲得7.1μm的著色粒子(彩色調色劑粒子)。
相對獲得的著色粒子100份質量,外加入用六甲基二硅氮烷10份質量處理后的疏水性二氧化硅粉末(BET 290m2/g)1.2份質量,獲得青色調色劑。
(評價)對下述列舉的評價項目進行耐久試驗,進行實施例和比較例的各顯影劑承載體的評價。
對于圖像濃度、灰霧、半色調均勻性等圖像質量評價、顯影劑承載體上的調色劑帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)、樹脂涂層的耐磨性,進行評價試驗。每項評價試驗分別在20℃/60%的常溫常濕(N/N)環境、24℃/10%的常溫低濕(N/L)環境、30℃/80%的高溫高濕(H/H)環境進行耐久評價。結果示于表-2-9和表-2-10中。圖像質量和耐久性都獲得了良好的結果。
(2-1)圖像濃度使用反射濃度計RD918(馬克貝斯(Macbeth)制),按5點測定全打印時的全黑部的濃度,將其平均值作為圖像濃度。
(2-2)灰霧濃度測定形成圖像的記錄紙的全白部的反射率(D1),并測定與用于圖像形成的記錄紙相同規格的未使用的記錄紙的反射率(D2),按5點求出D1與D2之間的差,即D1-D2的值,將其平均值作為灰霧濃度。反射率由TC-6DS(東京電色制)測定。
(2-3)半色調均勻性(煙靄狀的濃淡差、白條紋、白帶)特別是對于在半色調中發生的、煙靄狀的濃淡差和沿圖像形成行進方向延伸的線狀、帶狀的條紋,由目測對形成的圖像進行觀察,按下述基準進行評價。
A均勻的圖像。
B仔細看時可輕微地確認濃淡差,但為粗看時基本上不能確認的程度。
C稍出現模糊狀的濃淡差,可確認條紋或帶狀的濃淡差,但為不用擔心的程度。
D在遠處用眼也可確認模糊狀的濃淡差或條紋或帶狀的濃淡差,但為可實用的程度。
E整體出現蛇皮狀的模糊或可明顯確認條紋的程度。
F圖像濃度低、條紋非常多的圖像程度。
(2-4)調色劑帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)由金屬圓筒管和圓筒過濾器吸附并捕集承載于顯影套筒上的調色劑,根據此時通過金屬圓筒管積蓄于電容器的電荷量Q、捕集的調色劑質量M、吸引調色劑的面積S,計算單位質量的電荷量Q/M(mC/kg)和單位面積的調色劑質量M/S(dg/m2),分別作為調色劑帶電量(Q/M)、調色劑輸送量(M/S)。
(2-5)樹脂涂層的耐磨性測定耐久試驗前后的顯影劑承載體表面的中心線平均粗糙度(Ra)和樹脂涂層的膜厚的削去量。
(2-6)樹脂涂層的耐污染性使用KEYENCE公司制的彩色激光3D形狀測定顯微鏡在約200倍下觀察耐久試驗后的顯影劑承載體表面,根據下述的基準對調色劑污染的程度進行評價。
A僅觀察到輕微的污染。
B稍觀察到污染。
C部分觀察到污染。
D觀察到顯著的污染。
(實施例2-16和實施例2-17)除了在實施例2-15中將石墨化粒子A-2-2和A-2-3分別作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替石墨化粒子A-2-1以外,使用與實施例2-15同樣的方法地制作顯影劑承載體B-2-16~B-2-17,與實施例2-15同樣地進行評價。這些顯影劑承載體B-2-16、B-2-17的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-9和表-2-10。
(比較例2-13至比較例2-15)除了在實施例2-15中將石墨化粒子a-2-1、a-2-2和a-2-3作為樹脂涂層中的石墨化粒子代替A-2-1以外,使用與實施例2-15同樣的方法地制作顯影劑承載體C-2-13~C-2-15,與實施例2-15同樣地進行評價。這些顯影劑承載體C-2-13~C-2-15的樹脂涂層的配方和物性示于表-2-2,評價結果示于表-2-9和表-2-10。表-2-9在LBP-2030改造機中的耐久評價結果(圖像濃度、灰霧、半色調均勻性)
(表-2-10)在LBP-2030改造機上的耐久評價結果(Q/M,M/S,耐磨性,耐污染性)
(調色劑制造例3-1)在4口燒瓶內投入二甲苯300份,一邊攪拌一邊由氮充分置換容器內后,升溫使其回流,在該回流下在4小時內滴加苯乙烯68.8份、丙烯酸正丁酯22份、馬來酸單丁酯9.2份、及過氧化二叔丁基1.8份的混合液,然后保持2小時,結束聚合,脫溶劑后獲得聚合物L1。進行該聚合物L1的GPC測定,得到峰值分子量為15,0000。
然后,在4口燒瓶內投入脫氣水180份和聚乙烯醇的2%水溶液20份后,加入苯乙烯74.9份、丙烯酸正丁酯20份、馬來酸單丁酯5.0份、及2,2-雙(4,4二叔丁基過氧基環己基)丙烷0.2份的混合液,進行攪拌,獲得懸浮液。用氮對燒瓶內進行充分置換后,升溫到90℃,開始聚合。在相同溫度保持24小時,完成聚合,獲得聚合物H1。此后,過濾分離聚合物H1,干燥后,進行GPC測定,結果為峰值分子量為800,000。按70∶30的質量比在二甲苯溶液中混合聚合物L1和聚合物H1,獲得粘結樹脂3-1。
預先均勻混合上述粘結樹脂100份、磁性氧化鐵(平均粒子直徑0.20μm,在795.8kA/m磁場的特性Hc9.2Ka/m磁場下的特性Hc9.2kA/m,σs82Am2/kg,σr11.5Am2/kg)90份,單偶氮金屬配位化合物(帶負電控制劑)3份,石蠟(熔點75℃,針入度(25℃)6.5mm,由GPC測定的數平均分子量(聚乙烯換算)390)3份,及聚丙烯蠟(熔點143℃,針入度(25℃)0.5mm,由GPC測定的數均分子量(聚乙烯換算)1010)3份,由加熱到130℃的雙螺桿擠出機對其進行熔融混合。冷卻獲得的混合物后,由錘式粉碎機進行粗粉碎,獲得作為調色劑制造用粉體原料的粉體原料3-A(粗粉碎物)。
由圖16所示裝置系統對粉體原料3-A進行粉碎和分級。機械式粉碎機301使用塔波(Turbo)工業(株)制塔波粉碎機T-250型,使圖17所示轉子314與定子310的間隔為1.5mm,使轉子314的周速為130m/s。
在本實施例中,由臺式第1定量供給機315按40kg/h的比例將由粗粉碎物組成的粉體原料供給機械式粉碎機301進行粉碎。由機械式粉碎機301粉碎后的粉體原料與來自排氣扇224的吸引空氣一道由旋風集料筒29捕集,導入至第2定量供給機。此時由機械式粉碎機301粉碎獲得的微粉碎品的重量平均直徑為6.6μm,粒徑為4.0μm以下的粒子為40.3個數%,而且粒徑為10.1μm或更大的粒子占2.9體積%,具有集中的粒度分布。
然后,由氣流式分級機將上述機械式粉碎機301粉碎獲得的微粉碎品中的粗粉體和微粉體除去,獲得分級品(中粉體)。相對該分級品100份,由亨舍爾(Henschel)混合機(FM-75型,三井三池化工機(株)制造)外添添加疏水性二氧化硅微粉體(BET120m2/g)1.0份,獲得作為評價用的單成分系磁性顯影劑的調色劑E-1。
(實施例3-1)由下述方法制作顯影套筒。首先,按下述配合比制作設于顯影套筒表面的樹脂涂層的涂覆液。
·可熔酚醛樹脂溶液(含有50%甲醇)400份質量·石墨化粒子A-3-1 40份質量·石墨粒子B-3-1 40份質量·導電性炭黑20份質量·導電性球狀粒子C-3-1 15份質量·異丙醇280份質量作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-1,即,從煤焦油瀝青用溶劑分離提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理,然后由甲苯除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青。對該疏松中間相瀝青粉末進行微粉碎,在空氣中、約300℃對其進行氧化處理,然后,在氮氣氛下、3000℃進行熱處理,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為3.84μm的石墨化粒子A-3-1。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-1的物性。關于鱗片狀或針狀石墨,使用表-3-2所示那樣的石墨B-3-1。
作為球狀粒子,使用這樣制成的球狀導電性碳粒子(球狀粒子C-3-1),即,在個數平均粒徑7.8μm的球狀酚醛樹脂粒子100份中使用Raikai砂磨機(自動研缽,石川工廠制造),均勻地涂覆個數平均粒徑為2μm以下的煤系疏松中間相瀝青粉末14份,在空氣中、280℃進行熱穩定化處理后,在氮氣氛下、2,000℃焙燒,從而石墨化,進一步分級后,獲得個數平均粒徑11.7μm的球狀粒子C-3-1。該球狀粒子C-3-1的真密度為1.48g/cm3,體積電阻為8.5×10-2Ω·cm,球狀粒子的長徑/短徑比為1.07。
使用玻璃珠由砂磨機分散上述材料。作為分散方法,由異丙醇的一部分稀釋可熔酚醛樹脂溶液(含有50%甲醇)。添加導電性碳黑、石墨化粒子A-3-1、石墨B-3-1,由將直徑1mm的玻璃珠作為介質粒子的砂磨機分散。在這里,將分散了的上述導電性球狀粒子C-3-1進一步添加到余留的異丙醇中,進一步由砂磨機分散,獲得涂覆液。
使用該涂覆液,由噴涂法在外徑20mmφ的鋁制圓筒管上形成導電性涂層,接著由熱風干燥爐在150℃下加熱30分鐘,使導電性涂層干燥并硬化,制作顯影劑承載體D-1。該顯影劑承載體D-1的導電性涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。
在顯影劑承載體D-1的評價中,使用市場上出售的激光打印機Laser jet HP9000(惠普公司制造),對顯影劑使用調色劑E-1進行評價。
(評價)對下述列舉的評價項目進行耐久試驗,進行實施例和比較例的各顯影劑承載體的評價。在表-3-4a和表-3-4b中,示出低溫低濕下的圖像濃度的耐久性、耐久灰霧、耐久疊影、耐磨性、耐污染性的評價結果。在表-3-5a和表-3-5b中示出常溫常濕下的圖像濃度的耐久性、耐久灰霧、耐久疊影、耐磨性、耐污染性的評價結果。另外,在表-3-6a和表-3-6b中示出高溫高濕下的圖像濃度的耐久性、文字清晰性的耐久性、耐久疊影、耐磨性、耐污染性的評價結果。
作為耐久試驗環境,在低溫低濕(L/L)下、常溫常濕(N/N)下、及高溫/高濕(H/H)下這樣3個耐久環境進行。具體地說,低溫低濕(L/L)為15℃/10%RH的環境,常溫常濕(N/N)為24℃/55%RH的環境,高溫/高濕(H/H)為32.5℃/85%RH的環境。
(評價方法)(3-1)圖像濃度使用反射濃度計RD918(馬克貝斯制),按5點測定全打印時的全黑部的濃度,將其平均值作為圖像濃度。
(3-2)疊影在圖像前端部(套筒回轉第1周)對全白部與全黑部相鄰的圖像進行顯影,主要由目測比較出現于第2周以后的半色調上的全白痕跡的濃度差,作為圖像濃度測定的考慮。評價結果由下述指標表示。
A濃淡差完全看不到。
B為在某些觀看角度稍可確認濃淡差的程度。
C由目測可看到濃淡差,但圖像的濃度差在0.01以內。
D邊緣可確認不明顯的程度的濃淡差,但為可實用的程度。
E濃淡差稍明顯,處于實用程度下限。
F濃淡差可明顯確認,可作為圖像濃度差確認。比實用程度差。
G濃淡差非常大,反射濃度計測定的濃度差為0.05或更大。
(3-3)灰霧測定全白圖像的反射率,并測定未使用的轉印紙的反射率,將它們的差值(全白圖像的反射率的最低值-未使用轉印紙的反射率的最高值)的值作為灰霧濃度,由該數值示出灰霧的程度。相對于灰霧濃度的灰霧的估計值如下。其中,反射率的測定隨機地進行10次測定。反射率由TC-6DS(東京電色制)測定。
1.5以下基本沒有。
1.5~2.5不注意看則看不到。
2.5~2.5逐漸變得可識別灰霧。
4.0在實用程度下限,隨便一看即可識別。
5.0或更大非常差。
(3-4)文字清晰性將在高溫高濕環境下(32.5℃,85%)印出的轉印紙上的文字放大約30倍,根據以下的評價基準進行評價。
A線條非常清晰,基本上沒有飛散。
B為稍飛散的程度,線條較清晰。
C飛散多一些,感覺到線條模糊。
D不到C的程度。
(3-5)涂層的耐磨性在耐久試驗前后測定顯影劑承載體表面的算術平均粗糙度(Ra)。
(3-6)樹脂涂層的耐污染性使用SEM觀察耐久試驗后的顯影劑承載體表面,根據下述的基準對調色劑污染的程度進行評價。
A觀察到輕微的污染。
B稍觀察到污染。
C部分觀察到污染。
D觀察到顯著的污染。
(實施例3-2)除將用于實施例3-1的涂覆液的石墨化粒子A-3-1的添加量從40份改變成10份、將石墨B-3-1的添加量從40份改變到70份以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體D-2。該顯影劑承載體D-2的導電性涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-2的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-3)除將用于實施例3-1的涂覆液的石墨化粒子A-3-1的添加量從40份改變成70份、將石墨B-3-1的添加量從40份改變到10份以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體D-3。該顯影劑承載體D-3的導電性涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-3的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-4)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-2,即,從煤焦油瀝青用溶劑分離提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理,然后由甲苯除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青,對該疏松中間相瀝青粉末進行微粉碎,在空氣中、約300℃對其進行氧化處理,然后,在氮氣氛下、3,200℃進行熱處理,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為3.65μm的石墨化粒子A-3-2。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-2的物性。
除了使用A-3-2代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體D-4。該顯影劑承載體D-4的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-4的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-5)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-3,即,從煤焦油瀝青用溶劑分離提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理,然后由甲苯除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青,對該疏松中間相瀝青粉末進行微粉碎,在空氣中、約300℃對其進行氧化處理,然后,在氮氣氛下、2,300℃進行熱處理,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為3.55μm的石墨化粒子A-3-3。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-3的物性。
除了使用A-3-3代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體D-5。該顯影劑承載體D-5的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-5的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-6)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-4,即,從煤焦油瀝青用溶劑分離提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理,然后由甲苯除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青,對該疏松中間相瀝青粉末進行微粉碎,在空氣中、約300℃對其進行氧化處理,然后,在氮氣氛下、2,000℃進行熱處理,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為3.71μm的石墨化粒子A-3-4。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-4的物性。
除了使用A-3-4代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體D-6。該顯影劑承載體D-6的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-6的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-7)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-5,即,從煤焦油瀝青用溶劑分離提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理,然后由甲苯除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青,對該疏松中間相瀝青粉末進行微粉碎,在空氣中、約300℃對其進行氧化處理,然后,在氮氣氛下、3,000℃進行熱處理,并進-步分級,獲得個數平均粒徑為9.62μm的石墨化粒子A-3-5。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-5的物性。
除了使用A-3-5代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1、將導電性球狀粒子C-3-1的加入量從20份改變為10份以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體D-7。該顯影劑承載體D-7的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-7的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-8)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-6,即,從煤焦油瀝青用溶劑分離提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理,然后由甲苯除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青,對該疏松中間相瀝青粉末進行微粉碎,在空氣中、約300℃對其進行氧化處理,然后,在氮氣氛下、2,300℃進行熱處理,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為21.5μm的A-3-6。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-6的物性。
除了使用A-3-6代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1、不添加導電性球狀粒子C-3-1以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體D-8。該顯影劑承載體D-8的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-8的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-9)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-7,即,從煤焦油瀝青用溶劑分離提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理,然后由甲苯除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青,對該疏松中間相瀝青粉末進行微粉碎,在空氣中、約300℃對其進行氧化處理,然后,在氮氣氛下、2,300℃進行熱處理,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為1.72μm的A-3-7。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-7的物性。
除了使用A-3-7代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體D-9。該顯影劑承載體D-9的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-9的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-10)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-8,即,對煤系重質油進行熱處理,對獲得的的中間碳微球進行清洗、干燥后,由噴霧磨進行機械分散,在氮氣氛下、1,200℃進行一次熱處理使其碳化,接著,由噴霧磨進行二次分散,然后在氮氣氛下、2,800℃進行熱處理,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為4.81μm的A-3-8。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-8的物性。
除了使用A-3-8代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體D-10。該顯影劑承載體D-10的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-10的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-11)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-9,即,對煤系重質油進行熱處理,對獲得的的中間碳微球進行清洗、干燥后,由噴霧磨進行機械分散,在氮氣氛下、1,200℃進行一次熱處理使其碳化,接著,由噴霧磨進行二次分散,然后在氮氣氛下、2,300℃進行熱處理,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為4.92μm的A-3-9。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-9的物性。
除了使用A-3-9代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體D-11。該顯影劑承載體D-11的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-11的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-12)除了將實施例3-1的涂覆液所用的石墨B-3-1改變成個數平均粒徑為4.12μm的石墨以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體D-12。石墨B-3-2的物性示于表3~2,該顯影劑承載體D-12的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-12的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-13)
除了使用A-3-2代替實施例3-12的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-12同樣地制作顯影劑承載體D-13。該顯影劑承載體D-13的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-13的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-14)除了使用A-3-4代替實施例3-12的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-12同樣地制作顯影劑承載體D-14。該顯影劑承載體D-14的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-14的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(比較例3-1)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-10,即,從煤焦油瀝青用溶劑分離提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理,然后由甲苯除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青,對該疏松中間相瀝青粉末進行微粉碎,在空氣中、約300℃對其進行氧化處理,然后,在氮氣氛下、1,500℃進行熱處理,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為3.91μm的A-3-10。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-10的物性。
除了使用A-3-10代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體d-1。該顯影劑承載體d-1的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用d-1的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(比較例3-2)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-11,即,從煤焦油瀝青用溶劑分離提取β-樹脂并對其進行加氫、重質化處理,然后由甲苯除去溶劑可溶成分,獲得疏松中間相瀝青,對該疏松中間相瀝青粉末進行微粉碎,在空氣中、約300℃對其進行氧化處理,然后,在氮氣氛下、3,500℃進行熱處理,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為3.85μm的A-3-11。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-11的物性。
除了使用A-3-11代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-11以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體d-2。該顯影劑承載體d-2的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用d-2的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(比較例3-3)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-12,即,對煤系重質油進行熱處理,對獲得的的中間碳微球進行清洗、干燥后,由噴霧磨進行機械分散,在氮氣氛下、1,200℃進行一次熱處理使其碳化,接著,由噴霧磨進行二次分散,然后在氮氣氛下、3,200℃進行熱處理,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為4.85μm的A-3-12。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-12的物性。
除了使用A-3-12代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體d-3。該顯影劑承載體d-3的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用d-3的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(比較例3-4)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-13,即,在氮氣氛下、2,200℃焙燒個數平均粒徑為6.40μm的球狀酚醛樹脂粒子,使其石墨化,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為5.30μm的A-3-13。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-13的物性。
除了使用A-3-13代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體d-4。該顯影劑承載體d-4的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用d-4的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(比較例3-5)作為石墨化粒子,使用這樣制成的石墨化粒子A-3-14,即,通過在2,600℃焙燒焦炭和焦油瀝青而使其石墨化,并進一步分級,獲得個數平均粒徑為5.52μm的A-3-14。表-3-1a和表-3-1b示出石墨化粒子A-3-14的物性。
除了使用A-3-14代替實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體d-5。該顯影劑承載體d-5的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用d-5的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(比較例3-6)除了不使用實施例3-1的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1、使用80份質量的石墨B-3-1以外,與實施例3-1同樣地制作顯影劑承載體d-6。該顯影劑承載體d-6的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用d-6的顯影劑承載體,供給調色劑E-1,與實施例3-1同樣地進行耐久評價試驗。
(調色劑制造例3-2)作為調色劑,使用下述原料。
·苯乙烯-丙烯酸樹脂100份質量·磁鐵礦 85份質量·正帶電控制劑(三苯基甲烷化合物) 2份質量·烴系蠟 3份質量由亨舍爾(Henschel)混合機對上述材料進行混合,由雙螺桿擠出機進行熔融捏合分散。混合物冷卻后,由使用射流的粉碎機進行微粉碎后,并使用氣流式分級機進行分級,獲得重量平均粒徑為7.5μm、并且具有4μm以下的粒子的個數比例為20.0%、10.1μm或更大的粒子的質量比例為12.0%的分布的分級品。然后,相對上述分級品100份質量由亨舍爾混合機外添混合疏水性膠體二氧化硅1.0份質量,形成評價用的作為單成分磁性調色劑的調色劑E-2。
(實施例3-15)·可熔酚醛樹脂溶液(含有50%甲醇)400份質量·石墨化粒子A-3-1 40份質量·石墨B-3-1 40份質量·導電性炭黑20份質量·導電性球狀粒子C-3-2 20份質量
·異丙醇200份質量作為球狀粒子,使用這樣制成的球狀導電性碳粒子(球狀粒子C-3-2),即,在個數平均粒徑5.51μm的球狀酚醛樹脂粒子100份質量中使用Raikai砂磨機(自動研缽,石川工廠制造),均勻地涂覆個數平均粒徑為1.5μm以下的煤系疏松中間相瀝青粉末14份質量,在空氣中、280℃進行熱穩定化處理后,在氮氣氛下、2,000℃焙燒,從而石墨化,進一步分級后,獲得個數平均粒徑5.0μm的球狀導電性碳粒子(球狀粒子C-3-2)。該球狀粒子C-3-2的真密度為1.50g/cm3,體積電阻為7.5×10-2Ω·cm,球狀粒子的長徑/短徑比為1.07。
使用玻璃珠由砂磨機分散上述材料。作為分散方法,由異丙醇的一部分稀釋可熔酚醛樹脂溶液(含有50%甲醇)。添加導電性碳黑、石墨化粒子A-3-1、石墨B-3-1,由將直徑1mm的玻璃珠作為介質粒子的砂磨機分散。在這里,進一步添加分散于余留的異丙醇中的上述導電性球狀粒子C-3-2,進一步由砂磨機分散,獲得涂覆液。
對鋁制圓筒管進行磨削加工,使得外徑為32mmφ,表面粗糙度Ra=0.2μm,起伏為5~10μm左右,準備在單側將顯影套筒用凸緣安裝到其上的工件。使工件立起到回轉臺,在罩住套筒端部的狀態下使其回轉,由噴槍在按一定速度下降的同時將涂覆液噴涂到工件。由通風式干燥機在150℃下干燥硬化30分鐘,形成樹脂表面涂層,獲得顯影劑承載體D-15。
在該顯影套筒安裝磁鐵,配合不銹鋼制凸緣。評價機使用將佳能公司制復印機GP605改造成70張機獲得的設備。一邊補給調色劑E-2,一邊實施直到20萬張的連續耐久試驗,進行評價。評價時將綜合的圖像評價和涂層的耐久性作為判斷基準。環境為24℃/10%的常溫低濕(N/L)環境、24℃/55%的常溫常濕(N/N)環境、30℃/80%的高溫高濕(H/H)。結果示于表-3-7a和表-3-7b。圖像質量和耐久性都獲得了良好的結果。
(評價)(3-1)圖像濃度使用反射濃度計RD918(馬克貝斯(Macbeth)制),對圖像比例5.5%的試驗圖上的5mmφ黑圓的復印圖像濃度進行反射濃度測定,對5個不同的點分別進行測定,取5點平均值作為圖像濃度。
(3-2)灰霧濃度測定適宜顯影條件下形成的全白圖像的反射率,并測定未使用的轉印紙的反射率,將(全白圖像的反射率的最低值-未使用轉印紙的反射率的最高值)的值作為灰霧濃度。反射率由TC-6DS(東京電色制)測定。在這里,當由目測判斷測定值的場合,1.5以下為基本上不能由目測確認的程度,約2.0~3.0為注意看時可看到的程度,4.0或更大時,為隨便看即可確認的程度。
(3-3)斑點(圖像不良)進行全黑、半色調、線條圖像等各種圖像的圖像形成,并參考此時用目測觀察顯影套筒上的波狀不均勻和斑點(斑點狀不均勻)等在套筒上的調色劑涂覆不良的結果,根據下述指標示出評價結果。
A完全看不到斑點。
B在半色調圖像上可看到輕微的斑點。
C在半色調圖像可看到一些斑點,但為實用程度下限。
D在全黑圖像上也可看到斑點,為不能實用的程度。
E在全黑圖像上也可看到明顯的斑點。
(3-4)套筒疊影在經過全白圖像后,使用在圖像的圖的套筒一周部分的白上放置全黑的粗文字或象形圖像、將余下部分作為半色調的圖像的圖,評價在半色調上發生怎樣程度的粗文字和象形圖像的疊影。
A濃淡差完全看不到。
B可看到輕微的濃淡差。
C稍可看到濃淡差,為實用程度下限。
D可看到濃淡差,為不能實用的程度。
E;可看到明顯的濃淡差(3-5)由調色劑產生的套筒污染和融著(耐污染和耐融著)
在各環境下形成國家進行評價后,拆下顯影套筒,由電場放射型-掃描型顯微鏡(FE-SEM)觀察套筒,按下述指標示出評價結果。
A完全看不到污染和融著。
B可看到輕微的污染和融著。
C可看到一些污染和融著,處于實用程度的下限。
D可看到污染和融著,為不可實用的程度。
E可看到顯著污染和融著。
(3-6)涂層的耐磨性在耐久試驗前后測定顯影劑承載體表面的算術平均粗糙度(Ra)。
(實施例3-16)除了使用A-3-2代替實施例3-15的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-15同樣地制作顯影劑承載體D-16。該顯影劑承載體D-16的導電性涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-16的顯影劑承載體,供給調色劑E-2,與實施例3-15同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-17)除了使用A-3-3代替實施例3-15的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-15同樣地制作顯影劑承載體D-17。該顯影劑承載體D-17的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-17的顯影劑承載體,供給調色劑E-2,與實施例3-15同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-18)除了使用A-3-4代替實施例3-15的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-15同樣地制作顯影劑承載體D-18。該顯影劑承載體D-18的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-18的顯影劑承載體,供給調色劑E-2,與實施例3-15同樣地進行耐久評價試驗。
(實施例3-19)除了使用A-3-9代替實施例3-15的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-15同樣地制作顯影劑承載體D-19。該顯影劑承載體D-19的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用D-19的顯影劑承載體,供給調色劑E-2,與實施例3-15同樣地進行耐久評價試驗。
(比較例3-7)除了使用A-3-10代替實施例3-15的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-15同樣地制作顯影劑承載體d-7。該顯影劑承載體d-7的導電性涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用d-7的顯影劑承載體,供給調色劑E-2,與實施例3-15同樣地進行耐久評價試驗。
(比較例3-8)除了使用A-3-11代替實施例3-15的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-15同樣地制作顯影劑承載體d-8。該顯影劑承載體d-8的導電性涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用d-8的顯影劑承載體,供給調色劑E-2,與實施例3-15同樣地進行耐久評價試驗。
(比較例3-9)除了使用A-3-12代替實施例3-15的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1以外,與實施例3-15同樣地制作顯影劑承載體d-9。該顯影劑承載體d-9的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用d-9的顯影劑承載體,供給調色劑E-2,與實施例3-15同樣地進行耐久評價試驗。
(比較例3-10)除了不使用實施例3-15的涂覆液所用的石墨化粒子A-3-1并且使用80份質量石墨B-3-1以外,與實施例3-15同樣地制作顯影劑承載體d-10。該顯影劑承載體d-10的導電涂層的物性示于表-3-3a至表-3-3d。使用d-10的顯影劑承載體,供給調色劑E-2,與實施例3-15同樣地進行耐久評價試驗。表-3-1a石墨化粒子的物性
表-3-1b石墨化粒子的物性
表-3-2石墨的物性
表-3-3a顯影劑承載體
表-3-3b顯影劑承載體
表-3-3c顯影劑承載體
表-3-3d顯影劑承載體
表-3-4aL/L環境下的評價結果
表-3-4bL/L環境下的評價結果
表-3-5aN/N環境下的評價結果
表-3-5bN/N環境下的評價結果
表-3-6aH/H環境下的評價結果
表-3-6bH/H環境下的評價結果
表-3-7a在GP605改造機中的評價結果
表-3-7b在GP605改造機中的評價結果
權利要求
1.一種顯影劑承載體,是用于承載使承載于靜電潛像承載體的靜電潛像可視化的顯影劑的顯影劑承載體,其特征在于所述顯影劑承載體至少具有基體和形成于所述基體表面的樹脂涂層,所述樹脂涂層至少含有石墨化度p(002)為0.20~0.95而且壓痕硬度值HUT[68]為15~60的石墨化粒子(i)或石墨化度p(002)為0.20~0.95而且按下式(1)獲得的圓形度的平均值即平均圓形度SF-1為0.64或0.64以上的石墨化粒子(ii)。圓形度=(4×A)/{(ML)2×π}(1)式中,ML為粒子投影像的勾股法最大長度,A為粒子投影像的面積。
2.根據權利要求1所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層含有石墨化度p(002)為0.20~0.95而且壓痕硬度值HUT[68]為15~60的石墨化粒子(i)。
3.根據權利要求2所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層的摩擦系數μs為0.10~0.35。
4.根據權利要求2所述的顯影劑承載體,其特征在于所述石墨化粒子(i)是通過對中間碳微球或疏松中間相瀝青粒子進行石墨化而獲得的。
5.根據權利要求2所述的顯影劑承載體,其特征在于所述石墨化粒子(i)的個數平均粒徑為0.5~25μm。
6.根據權利要求1所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層含有石墨化度p(002)為0.20~0.95而且按式(1)獲得的圓形度的平均值即平均圓形度SF-1為0.64或0.64以上的石墨化粒子(ii) 。
7.根據權利要求6所述的顯影劑承載體,其特征在于所述石墨化粒子(ii)是通過對中間碳微球或疏松中間相瀝青粒子進行石墨化而獲得的。
8.根據權利要求6所述的顯影劑承載體,其特征在于所述石墨化粒子(ii)的個數平均粒徑為0.5~25μm。
9.根據權利要求6所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層還含有導電性微粒。
10.根據權利要求6所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層還含有用于在所述樹脂涂層表面形成凹凸的、個數平均粒徑為1~30μm的球狀粒子。
11.根據權利要求6所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層還含有具有10-2~105Ω·cm的體積電阻的導電性涂層。
12.根據權利要求6所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層的算術平均粗糙度Ra為0.3~3.5μm。
13.根據權利要求6所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層還含有石墨化度PB(002)為0.35以下的鱗片狀或針狀石墨,所述石墨化粒子(ii)的石墨化度P(002)和所述鱗片狀或針狀石墨的石墨化度PB(002)滿足PB(002)P(002)的關系。
14.根據權利要求13所述的顯影劑承載體,其特征在于所述石墨化粒子(ii)是通過對中間碳微球或疏松中間相瀝青粒子進行石墨化而獲得的。
15.根據權利要求13所述的顯影劑承載體,其特征在于所述石墨化粒子(ii)的個數平均粒徑為0.5~25μm。
16.根據權利要求13所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層還含有導電性微粒。
17.根據權利要求13所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層還含有潤滑性粒子。
18.根據權利要求13所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層還含有用于在所述導電性涂層形成凹凸的球狀粒子。
19.根據權利要求13所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層具有10-2~105Ω·cm的體積電阻。
20.根據權利要求13所述的顯影劑承載體,其特征在于所述樹脂涂層具有0.3~3.5的中心線表面粗糙度Ra(μm)。
21.一種顯影裝置,具有收容顯影劑的顯影劑容器和以層狀承載收容于所述顯影劑容器內的顯影劑的顯影劑承載體,用于向與靜電潛像承載體相向的顯影區域輸送所述承載的顯影劑,由所述輸送的顯影劑對承載于靜電潛像承載體的靜電潛像進行顯影使其可視化;其特征在于所述顯影劑承載體至少具有基體和形成于所述基體表面的樹脂涂層;所述樹脂涂層至少含有石墨化度p(002)為0.20~0.95而且壓痕硬度值HUT[68]為15~60的石墨化粒子(i)或石墨化度p(002)為0.20~0.95而且按下式(1)獲得的圓形度的平均值即平均圓形度SF-1為0.64或0.64以上的石墨化粒子(ii)。圓形度=(4×A)/((ML)2×π}(1)式中,ML為粒子投影像的勾股法最大長度,A為粒子投影像的面積。
22.根據權利要求21所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層含有石墨化度p(002)為0.20~0.95而且壓痕硬度值HUT[68]為15~60的石墨化粒子(i)。
23.根據權利要求22所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層的摩擦系數μs為0.10~0.35。
24.根據權利要求22所述的顯影裝置,其特征在于所述石墨化粒子(i)是通過對中間碳微球或疏松中間相瀝青粒子進行石墨化而獲得的。
25.根據權利要求22所述的顯影裝置,其特征在于所述石墨化粒子(i)的個數平均粒徑為0.5~25μm。
26.根據權利要求21所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層含有石墨化度p(002)為0.20~0.95而且按下式(1)獲得的圓形度的平均值即平均圓形度SF-1為0.64或0.64以上的石墨化粒子(ii)。
27.根據權利要求26所述的顯影裝置,其特征在于所述石墨化粒子(ii)是通過對中間碳微球粒子或疏松中間相瀝青粒子進行石墨化而獲得的。
28.根據權利要求26所述的顯影裝置,其特征在于所述石墨化粒子(ii)的個數平均粒徑為0.5~25μm。
29.根據權利要求26所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層還含有導電性微粒。
30.根據權利要求26所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層還含有個數平均粒徑為1~30μm的球狀粒子。
31.根據權利要求26所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層還含有具有10-2~105Ω·cm的體積電阻的導電性涂層。
32.根據權利要求26所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層的算術平均粗糙度Ra為0.3~3.5μm。
33.根據權利要求26所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層還至少含有石墨化度PB(002)為0.35以下的鱗片狀或針狀石墨粒子,所述石墨化粒子(ii)的石墨化度P(002)和所述鱗片狀或針狀石墨的石墨化度PB(002)滿足PB(002)P(002)的關系。
34.根據權利要求33所述的顯影裝置,其特征在于所述石墨化粒子(ii)是通過對中間碳微球或疏松中間相瀝青粒子進行石墨化而獲得的。
35.根據權利要求33所述的顯影裝置,其特征在于所述石墨化粒子(ii)的個數平均粒徑為0.5~25μm。
36.根據權利要求33所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層還含有導電性微粒。
37.根據權利要求33所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層還含有潤滑性粒子。
38.根據權利要求33所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層還含有用于在所述導電性涂層形成凹凸的球狀粒子。
39.根據權利要求33所述的顯影裝置,其特征在于所述樹脂涂層還含有具有10-2~105Ω·cm的體積電阻的導電性涂層。
40.根據權利要求33所述的顯影裝置,其特征在于所述導電性涂層具有0.3~3.5的算術平均粗糙度Ra(μm)。
41.一種成像處理盒,可相對圖像形成裝置本體自由拆裝,所述圖像形成裝置本體至少一體地具有(I)用于保持靜電潛像的靜電潛像保持體和(II)在顯影區域由顯影劑對所述靜電潛像進行顯影形成圖像的顯影裝置;其特征在于顯影裝置具有收容顯影劑的顯影劑容器和用于在表面形成收容于所述顯影劑容器內的顯影劑的薄層對其進行承載而且將顯影劑輸送到顯影區域的顯影劑承載體;所述顯影劑承載體至少具有基體和形成于所述基體表面的樹脂涂層;所述樹脂涂層至少含有石墨化度p(002)為0.20~0.95而且壓痕硬度值HUT[68]為15~60的石墨化粒子(i)或石墨化度p(002)為0.20~0.95而且按下式(1)獲得的圓形度的平均值即平均圓形度SF-1為0.64或0.64以上的石墨化粒子(ii)。圓形度=(4×A)/{(ML)2×π}(1)式中,ML為粒子投影像的勾股法最大長度,A為粒子投影像的面積。
全文摘要
本發明的顯影劑承載體的特征在于至少具有基體和形成于所述基體表面的樹脂涂層,所述樹脂涂層至少含有石墨化度p(002)為0.20~0.95而且壓痕硬度值HUT[68]為15~60的石墨化粒子(i)或石墨化度p(002)為0.20~0.95而且平均圓形度SF-1為0.64或0.64以上的石墨化粒子(ii)。這樣,即使長期耐久使用,表面物理形狀和材料成分等也不改變,可長期穩定地使調色劑帶電,而且可防止調色劑污染和調色劑的充電的發生,形成良好的圖像。
文檔編號G03G15/08GK1456941SQ03128590
公開日2003年11月19日 申請日期2003年5月7日 優先權日2002年5月7日
發明者嵨村正良, 后關康秀, 明石恭尚, 藤島健司, 齊木一紀, 大竹智, 岡本直樹 申請人:佳能株式會社