CN101669073B - 显影辊、生产显影辊的方法、处理盒和图像形成设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显影辊，其包括金属芯轴、覆盖该金属芯轴且包含硅橡胶和用作导电剂的炭黑两者的导电性弹性层，以及表面层，所述显影辊抑制重影图像的发生，即，所述显影辊包括导电性轴芯体、围绕该轴芯体形成的具有0.5mm至6.0mm厚度的导电性弹性层和表面层，其中所述弹性层包含炭黑和用作炭黑用粘结剂的硅橡胶两者，炭黑含量基于弹性层的质量为7至17质量％，在所述弹性层中包含的炭黑为如下炭黑：在粒径数量分布中显示至少两个峰，该粒径数量分布的最小直径峰中心落入10nm至40nm的范围内，其中所述弹性层具有1.01g/cm3至1.07g/cm3的密度，和，当X表示弹性层表面周围碳与硅(C/Si)比，Y表示距弹性层表面100μm深度处C/Si比，和Z表示距弹性层表面200μm深度处C/Si比时，X、Y和Z满足特定关系。

Description

显影辊、生产显影辊的方法、处理盒和图像形成设备
技术领域
本发明涉及用于图像形成设备如打印机和复印机以及用于电子照相处理盒的显影辊，生产该显影辊的方法，和具有该显影辊的电子照相处理盒及图像形成设备。
背景技术
通常，显影辊主要由良好导电性金属制成的轴芯体和在轴芯体周面上覆盖轴芯体的导电性弹性层构成(参见日本专利申请特开2002-147437)。
关于导电性弹性层，广泛使用其中将导电剂如炭黑分散于硅橡胶中的那些(参见日本专利申请特开2001-227350)。该日本专利申请特开2001-227530提出如下问题：当此类导电性弹性层通过注模法形成时，导电剂可能不期望地不均匀分布于轴芯体侧上，从而导致导电性不均一。然后，为解决该问题，其公开了使用与具有特定DBP吸油量的炭黑混合的具有特定比重的液体硅橡胶，以形成导电性弹性层，从而获得具有均匀体积电阻率的导电性弹性。
目前，关于显影辊的结构，上述日本专利申请特开2002-147437提出，为防止表面污染，在导电性弹性层上进一步设置表面层的结构。
认识到为了有效防止显影辊表面污染，必然要使用覆盖导电性弹性层的表面层，本发明人已经推进了能够提供高级电子照相图像的显影辊的开发。在此过程中，他们意识到，当使用具有导电性弹性层和在该弹性层上形成的表面层的显影辊形成电子照相图像时，可能出现由该显影辊导致的重影图像，在所述导电性弹性层中已均匀地分散炭黑，从而使该层具有均匀的体积电阻率。重影图像是指当预先打印的再现图像残留在显影辊上，并以与显影辊旋转周期同步的方式作为偶然图像在预期图像上叠加形成时，形成的图像。然后，已经发现重影图像在构成为具有在其上叠加的导电性弹性层和表面层的显影辊上显著地发生，由此本发明人推测由于表面层的存在，导致重影图像出现。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供显影辊以及生产该显影辊的方法，所述显影辊具有轴芯体、覆盖轴芯体并包含硅橡胶和作为导电剂的炭黑的导电性弹性层以及表面层，所述显影辊还能够防止发生重影图像。
本发明的另一个目的在于提供能够提供已经减少重影图像(沿显影辊旋转周期的残像)的良好电子照相图像的电子照相处理盒和图像形成设备。
基于上述目的，本发明人对具有在其上设置的导电性弹性层和表面层的显影辊进一步进行了大量研究。结果，他们推测重影图像基于下述机理发生。即，导电层与表面层之间的界面起到非常弱的电阻层的作用，在那里电荷停滞，并作为残余电荷存在。该残余电荷导致显影辊表面上产生的显影区域与非显影区域之间的电势差，由此可能在预期的图像上形成残像，从而可能发生重影图像。
在该推测下，他们对如何构造能够防止电荷在导电性弹性层与表面层之间的界面处停滞的显影辊进行了大量研究，并已经发现，通过使在越接近于界面附近的部分，在弹性层中炭黑与硅橡胶的比例越高，能够很好地实现上述目的。如此，他们已经完成本发明。
更具体地说，根据本发明的显影辊是具有导电性轴芯体、围绕该轴芯体形成的厚度为0.5mm至6.0mm的导电性弹性层和表面层的显影辊，其特征在于，所述弹性层包含炭黑和用作炭黑用粘结剂的硅橡胶，炭黑含量基于弹性层的质量为7质量％至17质量％，弹性层中的炭黑在其粒径数量分布中具有至少两个峰，在该粒径数量分布中最小直径峰中心在10nm至40nm的范围内，所述弹性层具有1.01g/cm3至1.07g/cm3范围内的密度，当弹性层表面附近碳原子与硅原子的比(C/Si)由X表示，在距弹性层表面100μm深度处碳原子与硅原子的比由Y表示，和在距弹性层表面200μm深度处碳原子与硅原子的比由Z表示时，X、Y和Z满足以下表达式(1)和(2)的关系：
1.50≥X/Y≥1.10           (1)；和
1.10≥Y/Z≥1.02           (2)。
根据本发明的结构，将所述显影辊构成为使电流可容易地在导电性弹性层表面附近流动，这使得在其中表面层形成该导电性弹性层上的多层结构的显影辊中，能够有效防止发生由弹性层与表面层之间的界面导致的重影图像。
如上所述，根据本发明，在具有导电性弹性层和在弹性层上设置的表面层的多层结构的显影辊中，能够有效防止发生推测由显影辊的多层结构导致的重影图像。还能够防止由于例如因为设置表面层的事实导致显影剂在其表面凝集造成的显影辊被污染。
此外，使用该显影辊，能够提供图像形成设备和可用于该图像形成设备的电子照相处理盒，其可稳定地形成使重影图像减少的高级电子照相图像。
参考附图，从以下示例性实施方案的描述，本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1为示意性示出本实施方案中的涂布设备的截面图。
图2为示意性示出本发明图像形成设备的结构图。
图3示出了如何测定本发明中炭黑的粒径。
图4示出了如何测定本发明中炭黑的粒径。
图5为示出本发明中炭黑粒径分布的图。
图6A和6B示出了如何辨别由本发明中炭黑的粒径分布确定的峰。
图7A和7B示出了本发明中弹性层上的测量位置。
图8A和8B示出了如何确定本发明中炭黑的比例。
图9A和9B示出了本发明中弹性层上的测量位置。
具体实施方式
以下详细描述根据本发明的显影辊、生产该显影辊的方法、通过该生产方法生产的显影辊和具有该显影辊的电子照相处理盒和图像形成设备等。
根据本发明的显影辊具有导电性轴芯体、围绕导电性轴芯体形成的厚度为0.5mm至6.0mm的导电性弹性层和表面层。
所述弹性层包含炭黑和用作炭黑用粘结剂的硅橡胶。基于弹性层的质量，所述炭黑的含量为7质量％至17质量％。
弹性层中的炭黑在其粒径数量分布中具有至少两个峰，在粒径数量分布中的最小直径峰中心在10nm至40nm的范围内。
弹性层具有在1.01g/cm3至1.07g/cm3范围内的密度。
此外，当弹性层表面附近碳原子与硅原子的比(C/Si)由X表示，在距弹性层表面100μm深度处碳原子与硅原子的比由Y表示，和在距弹性层表面200μm深度处碳原子与硅原子的比由Z表示时，X、Y和Z满足以下表达式(1)和(2)的关系：
1.50≥X/Y≥1.10          (1)；和
1.10≥Y/Z≥1.02          (2)。
所述字母符号X、Y和Z分别表示在三个位置处，即，弹性层表面附近，距弹性层表面100μm深度处，和距弹性层表面200μm深度处，碳原子与硅原子的存在比。那么，“X、Y和Z满足表达式(1)和(2)的关系”的含义为在弹性层的截面形状中，在越接近于表面的部分，弹性层中碳原子与硅原子的存在比变得越高。这使得显影辊在其表面附近具有相对高的导电性，以带来使得在弹性层与表面层之间的界面处较少残留电荷的效果。X/Y的值可优选为1.20以上至1.40以下。Y/Z的值可优选为1.05以上至1.20以下。
如果X/Y的值低于1.10，或Y/Z的值低于1.02，则难于减少重影图像发生。这被认为是由于以下事实：在弹性层表面流动的电流过低，使得显影辊易于受到保持极弱电阻的界面影响。
如果X/Y的值大于1.50，或Y/Z的值大于1.10，则电流可能不期望地泄漏至感光鼓侧。这被认为是由于弹性层表面的表面电阻变得过低导致的。
关于硅橡胶：
使用所述硅橡胶作为构成弹性层的粘结剂。这是因为弹性层可具有适当低的硬度和良好的变形恢复力。
作为硅橡胶用原料，优选使用加成反应交联的液体硅橡胶(以下还称作“液体硅橡胶”)。所述液体硅橡胶为包含例如具有链烯基的有机聚硅氧烷(液体A)和有机氢聚硅氧烷(液体B)的组合物，并可进一步适当地包含催化剂和任何其它添加剂。所述有机聚硅氧烷为硅橡胶原料的基础聚合物，并可优选具有但不限于10,000以上至1,000,000以下的重均分子量，更优选50,000以上至700,000以下的重均分子量的分子量。
有机聚硅氧烷的链烯基为能够与有机氢聚硅氧烷的活性氢反应的部分。所述链烯基可包括作为其优选的具体例子的与活性氢具有高反应性的乙烯基和烯丙基。特别地，更优选乙烯基。有机氢聚硅氧烷用作在固化步骤中加成反应的交联剂，并可以是在一个分子中具有两个以上键合至硅原子的氢原子，优选3个以上的氢原子的聚合物，以优选进行固化反应。
对有机氢聚硅氧烷的平均分子量没有特别限制。其可优选具有约1,000至10,000的重均分子量。为有利地进行固化反应，其可优选为具有1,000以上至5000以下的重均分子量的具有相对低分子量的聚合物。
液体硅橡胶可优选包含作为有机氢聚硅氧烷的交联催化剂的已知铂系催化剂。例如，其可包括铂本身、铂化合物、氯铂酸、氯铂酸的醇化合物或醚化合物，以及与水合物的铂配合物。还可将在氢化硅烷化反应中能够显示催化作用的过渡金属化合物用作交联催化剂。交联催化剂可以铂原子或过渡金属原子计，以1ppm以上至2,000ppm以下的量添加，基于所述有机聚硅氧烷。
根据本发明的弹性层，可通过其中使得导电炭黑相对于作为粘结剂树脂的硅橡胶，以朝向表面侧升高的比例存在的弹性层实现，所述弹性层使得其中存在的碳原子与硅原子的比例沿其厚度方向变化来构成。
更具体地，使所述炭黑以以下方式不均匀地分布：当其越接近于由炭黑和硅橡胶构成的单层弹性层表面侧时，炭黑密集地存在。这使得弹性层能够满足表达式(1)和(2)的关系。
要求为了获得该弹性层而作为原料使用的液体硅橡胶与具有不同粒径的炭黑混合，从而使粒径数量分布中的峰可以至少两个峰的形式分开形成。
这里，粒径数量分布是指通过炭黑粒径测量方法获得的炭黑的一次粒径分布。
如果一次粒径(以下称作“粒径”)的峰为一个，并进一步地所述峰中心存在于粒径数量分布中的小粒径区域，则炭黑可具有一定的强聚集性，因而该炭黑难以存在于成形时被施加剪切的弹性层表面附近。即，弹性层中的炭黑当其越接近于弹性层表面附近时，浓度趋于低。此外，当仅使用具有大粒径的炭黑时，则炭黑难以形成它们的相互关联的网络，因此需要将炭黑过量混合。因此，在弹性层中所得炭黑可不利地影响弹性层的物理性质如压缩永久变形和抗冲击性。
然而，弹性层可使用液体硅橡胶形成，所述液体硅橡胶与炭黑如此混合，以致炭黑粒径数量分布中的峰可以至少两个峰的形式分开形成，从而可使得弹性层中所得炭黑较大量存在于得到的弹性层的表面附近。
其任何详细机理尚不清楚，但可如下推测。即，当通过成形形成弹性层时，包含在液体硅橡胶中的具有弱聚集性的炭黑借助于施加至该液体硅橡胶的剪切力在液体硅橡胶中对流。与此同时，包含在液体硅橡胶中的具有强聚集性的炭黑由于具有弱聚集性的炭黑存在而变得具有减弱的聚集力，以防止不均匀地分布于要成为弹性层的层内部。一些具有弱聚集性的炭黑可被吸引在具有强聚集性的炭黑中，因此可存在具有较大结构的那些，并且它们可借助于从弹性层内部至外部发生的对流，流动至要成为弹性层的层表面附近。结果，当越接近于弹性层表面附近时，弹性层中所得炭黑保持越高的浓度。
关于要混合于液体硅橡胶中的炭黑，将其如此混合，以使得在粒径数量分布的峰中，位于最小粒径侧的峰中心(以下也称作“最小直径峰中心”)可在10nm至40nm的范围内。如果最小直径峰中心低于10nm，则当它们相对于聚合物的比例小时，炭黑可强烈聚集，以致它们难以均匀地分散于液体硅橡胶中。另一方面，如果最小直径峰中心大于40nm，则炭黑可能弱地聚集，以致趋于良好地分散于液体硅橡胶中，但可能较少提供炭黑网络，趋于使得电流流动困难。这里，可提供10nm至40nm最小直径峰中心的炭黑对于适当地形成炭黑网络是必要的。在用于液体硅橡胶的炭黑中，对具有较大粒径的炭黑的粒径没有特别限制。其可以是如下所述的粒径：具有较大粒径的炭黑与具有较小粒径的炭黑一起使用，以在粒径数量分布中形成分离的峰。
在粒径数量分布中，位于比最小直径峰更大的粒径侧的峰的中心，可优选位于距最小直径峰至少40nm，或更大距离的位置。这更成功地使得如上所述的使炭黑与硅橡胶的存在比沿弹性层厚度方向上不均匀。
当在从炭黑粒径分布直方图求得的两种或多种粒径中，将最小直径峰表示为峰A时，峰A的峰数量比可优选为25％以上至70％以下。只要该比例大于25％，提供导电性的如上所述具有较小粒径的炭黑可为适宜的量，以获得作为显影辊要求的电性质。只要该比例小于70％，具有强聚集性的炭黑为使得弹性层表面附近炭黑浓度不低的适宜量，这是优选的。
炭黑可包括以下类型的那些：
SAF(超耐磨炉黑)(Super Abrasion Furnace)
ISAF(中超耐磨炉黑)(Intermediate Super Abrasion Furnace)
HAF(高耐磨炉黑)(High Abrasion Furnace)
MAF(中耐磨炉黑)(Medium Abrasion Furnace)
FEF(快压出炉黑)(Fast Extruding Furnace)
GPF(通用炉黑)(General Purpose Furnace)
SRF(半补强炉黑)(Semi Reinforcing Furnace)
FT(细粒子热裂)(Fine Thermal)；和
MT(中粒子热裂)(Medium Thermal)。
它们可进一步包括通用炭黑如已进行氧化处理的酸性炭黑和热分解炭黑。
基于液体硅橡胶的质量，要混合于液体硅橡胶的炭黑可为总计7质量％以上至17质量％以下的量。这使得弹性层具有103Ωcm以上至108Ωcm以下的体积电阻率，其对弹性层是必要的。
由硅橡胶成形产品构成的弹性层可具有1.01g/cm3以上至1.07g/cm3以下范围内的密度。常规硅氧烷聚合物具有约0.98g/cm3的密度。因而，如果弹性层具有小于1.01g/cm3的密度，则填料在硅氧烷聚合物中的填充率小。从而，即使当使用具有特别强导电性的炭黑时，也不能形成足够的炭黑网络，以致在一些情况下弹性层不能提供期望的体积电阻率。
另一方面，如果弹性层具有大于1.07g/cm3的密度，则密度差异极大的填料大量混合，这使得炭黑(在弹性层中)在轴芯体附近保持不良分散，使之难以获得显影辊要求的电性质。
在引入硅橡胶的全部填料中，炭黑可优选为95％以上至100％以下的面积当量比。这是因为可使得炭黑在硅橡胶中的分散状态较少或完全不受任何其它填料的影响。
弹性层可优选具有0.5mm以上至6.0mm以下的厚度，以提供显影辊要求的性质。其更优选具有2.0mm以上至3.0mm以下的厚度。这是因为可使得施加至显影剂或与弹性层接触的其它构件的应力变小，并可使得显影盒小型化。
如何生产显影辊：
以下描述如何生产根据本发明的显影辊。
首先，将炭黑混合在液体硅橡胶中，以制备液体硅橡胶组合物。所述炭黑以如下方式混合在液体硅橡胶中：炭黑在其粒径数量分布中具有至少两个峰，和在粒径数量分布中最小直径峰中心可位于10nm以上至40nm以下处。
液体硅橡胶组合物可任选适当地与各种添加剂如非导电性填料和增塑剂在其中混合，只要不破坏本发明的效果即可。所述非导电性填料可包括二氧化硅、石英、氧化钛、碳酸钙、锌和氧化铝。所述增塑剂可包括聚二甲基硅氧烷油、二苯基硅烷二醇、三甲基硅烷醇、邻苯二甲酸衍生物和己二酸衍生物。液体硅橡胶组合物还可与耐热剂、阻燃剂、抗氧剂、交联促进剂、交联阻滞剂、交联助剂和触变剂适宜地混合。
然后，导电性轴芯体在其外周侧以与轴芯体同心的形式设置有环型涂布头。将轴芯体沿其轴向相对于涂布头移动，其中从涂布头向轴芯体外周面供给液体硅橡胶组合物。此时，优选将液体硅橡胶组合物设置为具有20Pa以上至600Pa以下的屈服应力。
其屈服应力更优选在100Pa以上至400Pa以下的范围内。
屈服应力(常称作屈服点)是指当应力不高于其时，样品表现为固体的极限应力。所述样品像弹簧一样弹性变形，但在除去应力时，则不再变形。在不高于屈服应力的点处，施加的应力与变形保持成比例的关系。在超过屈服应力的点处，由聚集填料形成的三维结构发生结构破坏，样品开始流动。由于施加的应力，其不停地持续变形，即使除去应力后也无法恢复到其原始形状。其显示了该特征。
只要液体硅橡胶组合物具有在20Pa以上至600Pa以下范围内的屈服应力，可保持涂层厚度的尺寸精度，同时可在最佳条件下与涂层表面的平滑性平衡。
所述轴芯体是用作电极和支撑构件的构件。轴芯体可由金属或合金制成，所述金属或合金例如为铁、铝、铜合金或不锈钢，其可电镀有铬或镍。关于其形状，其可优选具有圆柱形或使其中心呈中空的圆筒形。所述轴芯体可具有适当确定的任意外径，并在通常情况下，可优选具有在4mm以上至20mm以下范围内的外径。
使用环型涂布头的成形机示意性地示于图1。图1所示成形机具有底座1，基本垂直地安装在其上的柱2，和底座1与柱2顶部间基本垂直安装的精密滚珠丝杠(precision ball thread)3。附图标记14表示线形导轨，两个线形导轨14平行于精密滚珠丝杠3安装在柱2上。LM(线形移动)导轨4与线形导轨14和精密滚珠丝杠3连接，从而当由伺服电动机5经滑轮6向其传递旋转移动时，可升降移动。向柱2施涂硅橡胶组合物的未固化产物至轴芯体102周面的环形涂布头8安装在轴芯体102的外周侧上。
支架7进一步安装在LM导轨4上，轴芯体下部保持轴9基本垂直地安装于下侧支架7上，所述下侧支架7保持并固定轴芯体102。在其相反侧保持辊形轴芯体102的轴芯体上部保持轴10同样安装在上部支架7的轴上。轴芯体上部保持轴10与轴芯体下部保持轴9相对并基本同心地设置，以保持它们之间的轴芯体。环形涂布头8进一步在其轴上通过轴芯体下部保持轴9和轴芯体上部保持轴10，以其平行于这些轴9和10的移动方向的方式被支撑。
当轴芯体下部保持轴9和轴芯体上部保持轴10升降移动时，将在涂布头8内侧开口的环状狭缝中形成的喷射口的轴与轴芯体下部保持轴9和轴芯体上部保持轴10的轴控制为基本上相互同心。当将它们以此方式装配时，可将在环状狭缝中形成的涂布头8的喷射口的轴基本上同心地装配在轴芯体的轴上。如此，在环形涂布头8的内周面与轴芯体102的外周面之间形成均匀空间。
将通过供给液体硅橡胶组合物的供给口11，经用于输送液体硅橡胶组合物的配管12连接至材料供给阀13。材料供给阀13在其上游侧设置有材料混合器、材料供给泵、材料定量喷射单元和材料罐等，使得能够以定量(每单位时间的量恒定)喷射液体硅橡胶组合物。将液体硅橡胶组合物借助于材料定量喷出单元从材料罐定量称出，并通过材料混合器混合。此后，将已经混合的液体硅橡胶组合物借助于材料供给泵通过材料供给阀13经配管12传送至供给口11。
此外，液体硅橡胶组合物通过环形涂布头8中设置的液体硅橡胶组合物流路，并由环形涂布头的喷嘴喷出。为使得液体硅橡胶组合物具有恒定的壁厚度，将由环形涂布头喷嘴的喷射量和由材料供料泵的供给量设定为恒定，其中轴芯体保持轴沿垂直方向(轴芯体的轴向)升降移动。如此，轴芯体沿轴向相对于环形涂布头8移动，使得在轴芯体周面上形成由液体硅橡胶组合物组成的圆筒形(辊形)未固化产物的层101。此时，轴芯体与环形涂布头之间的间隙可优选设定为对应于期望弹性层的层厚度。
在接下来的步骤中，将围绕轴芯体形成的未固化液体硅橡胶组合物的层101通过红外加热进行的热处理来固化，从而形成弹性层。未固化液体硅橡胶组合物的表面具有粘性。从而，作为热处理的方法，优选红外加热，其是非接触的，仅需要简单设备，并使得未固化硅橡胶组合物层能够沿其长度方向均匀地热处理。在该热处理中，可将红外加热单元设置为固定的，和可使设置有由液体硅橡胶组合物形成的圆筒形(辊形)未固化产物层的轴芯体沿其周向旋转，从而沿其周向均匀进行热处理。依赖于要使用的液体硅橡胶组合物，所述热处理可在100℃以上至250℃以下的温度下进行，在该温度下开始固化反应。
这里，为了例如稳定固化后形成的弹性层的物理性质，和除去残留在弹性层中的任何反应残余物和未反应低分子量物质的目的，可使已经进行红外加热的弹性层进一步进行通过热处理等进行的二次固化。
基于耐磨耗性、调色剂充电性和脱模性的观点，可使如此形成的弹性层进一步在其外周面上设置表面层。用于形成表面层的材料可包括各种聚酰胺、氟树脂、氢化苯乙烯-丁烯树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、酰亚胺树脂和烯烃树脂。任一种这些材料可单独使用，或可以两种或多种混合物形式使用。必要时，可向这些材料中添加各种添加剂。
构成表面层的这些材料可通过使用常规已知的利用珠粒的分散机如砂磨机、油漆摇动器、Daino研磨机和球磨机分散。用于表面层形成的所得分散体可通过喷涂或浸涂涂布在弹性层表面上。基于防止任何低分子量组分挤出而污染感光鼓的观点，所述表面层可优选5μm以上的厚度。基于防止弹性层过硬引起熔融粘附的观点，其还优选厚度为50μm以下。其更加优选厚度为10μm以上至30μm以下。
本发明的显影辊在以下状态下保持其上的显影剂：其面向用作其上保持静电潜像的图像承载构件的感光鼓(以下也称作“感光构件”)，或与之接触或压接。然后，显影辊具有向感光鼓提供作为显影剂的调色剂，以使得潜像作为显影剂图像可视化的功能。此外，本发明的电子照相处理盒和图像形成设备具有该显影辊。
安装本发明显影辊的通常可得的处理盒和图像形成设备的实例作为示意图示于图2中。以下参考图2对其进行描述。
本发明的图像形成设备具有以串联形式设置的分别形成黄色、青色、品红色和黑色图像的四个图像形成单元212a至212d。这四个图像形成单元212a至212d基本结构相同。在各单元之间，在感光构件205、充电组件206、图像形成曝光装置207(图中所示的写入光束)、显影组件208、清洁组件209和图像转印组件210(图中所示的转印辊)规格(specification)等的方面，依赖于各颜色调色剂的性质，调节的内容存在一些不同。
在各单元中，将感光构件205、充电组件206、显影组件208和清洁组件209一体化装配，从而形成可拆卸安装的处理盒。作为根据本发明的处理盒，由显影组件208构成的显影盒类型是可得的。显影组件208设置有其中容纳单组分调色剂的显影剂容器214，和位于显影剂容器214内沿长度方向延伸的开口处且与感光构件205相对设置的显影辊201，并装配为使保持在感光构件205上的静电潜像显影，以使其可视化。
还设置调色剂供给辊215，其将单组分调色剂213供给至显影辊201，同时刮擦显影辊201除去残留在显影辊201上而未用于显影的单组分调色剂213。进一步设置显影剂刮板216，其控制显影辊201上保持的单组分调色剂213的水平，同时使所述调色剂摩擦充电。
将感光构件205的表面通过充电组件206均匀充电至规定极性和电势，图像信息以光束形式从图像形成曝光装置207中发射，用该装置照射如此充电的感光构件205表面，从而形成静电潜像。然后，在如此形成的静电潜像上，从具有本发明显影辊201的显影组件208供给单组分调色剂213，如此在感光构件205的表面上形成调色剂图像。当旋转该感光构件205时，如此形成的调色剂图像移动至与图像转印组件210相对的部分，其中将所述调色剂图像转印至已经与感光构件的旋转同步供给至这里的转印材料211(如纸张)上。如该图所示，四个图像形成单元212a至212d串联联动运转，在一张转印材料211上叠加形成规定颜色的图像。
如此，将转印材料211设定为与各图像形成单元的图像形成同步。即，将其图像形成设定为与转印材料211的插入同步。基于该目的，将输送转印材料211的转印输送带217以使其保持在感光构件205与图像转印组件210之间的方式，放置在对于转印输送带217的驱动辊218、张紧辊219和从动辊220之上。然后，将转印材料211通过吸取辊221的作用，以保持静电吸引至转印输送带217的形式输送。附图标记222表示用于供给转印材料211的供给辊。
将已经转印调色剂图像至其的转印材料211通过剥离组件223的作用从转印输送带217剥离，然后传送至定影组件224，在此将调色剂图像定影在转印材料211上，从而完成打印。同时，将从其上已转印调色剂图像至转印材料211的感光构件205进一步旋转，当通过清洁组件209清洁感光构件205的表面时，任选地通过除电组件(未示出)除电。此后，将感光构件205用于接下来的图像形成。
在图2中，附图标记225和226分别表示用于吸取辊221和用于图像转印组件210的偏压电源。
此处已描述采用串联型设备的情况的设备，在所述串联型设备中各色调色剂图像直接转印至转印材料。然而，根据以下三个实施方案的图像形成设备同样也落入根据本发明的图像形成设备的范围内，只要其具有根据本发明的显影辊即可。
1)黑-白单色图像形成设备。
2)首先将各色调色剂图像叠加在转印辊或转印带上，然后将全部图像一次转印至转印材料上的图像形成设备。
3)将用于各颜色的显影单元配置在转子上，或串联地配置在感光构件上的图像形成设备。
另外，可不将感光构件、充电组件和显影组件等设置在处理盒内，而直接设置在图像形成设备中。
实施例
以下将通过提供实施例更加详细地描述本发明。然而，这些实施例绝不限制本发明。首先描述实施例中进行的各种评价和测量方法。下文中，“份”是指“质量份”。
炭黑粒径的测量：
炭黑(CB)的粒径可以表示为通过如下方法求得的值。即，从通过如图9A所示的将辊沿其长度方向分成四等分得到的三部分的辊中选取样品。具体地说，将锋利刀具从辊的一侧垂直切入辊，直至其达到轴芯体，其中，在各所述三个部分中，将辊切成约数毫米厚度的圆形切片，选取可观察到切割面的样品。从切割面最厚的层中制备超薄切片，以将它们用作观察用样品。在制备超薄切片时，使用冷冻切片系统(商品名：Leica EM FCS；由Leica Mikrosysteme GmbH制造)。作为为此的刀具，使用金刚石刀(商品名：CRYODRY 35°；由Diatome Co.制造)，并将样品与刀具冷却至-120℃至-50℃的温度，其中制备约50nm厚度的超薄切片。将如此制备的三个观察用样品在透射电子显微镜上分别在其三个位置(表面附近，弹性层与轴芯体间的部分，和轴芯体附近)处观察。直接观察在140,000放大率下进行。将其上已经拍摄照片的膜以放大两倍的尺寸显影，从而最终得到放大280,000倍的摄影图像。
从得到的摄影图像上，任意选取20,000个炭黑颗粒，并测量每个炭黑颗粒的粒径。这里，当任意选取的炭黑颗粒与邻近的炭黑颗粒很大程度上重叠时，这类炭黑颗粒的粒径无法测量，选取其它颗粒。即，不将由于它们的聚集导致自身轮廓无法辨认的颗粒用于粒径计算。参考图3描述如何判断颗粒与邻近的炭黑颗粒重叠的程度大小。
如图3所示，中间的炭黑颗粒Y与两个邻接的炭黑颗粒X和Y相接触，因而颗粒Y的任何精确轮廓均不清楚。然而，炭黑是易于形成聚集体(结构体)的物质，如图3所示其颗粒大部分相互重叠。如图4所示，将颗粒Y与X的轮廓线交叉的两个点(表示为点A和点B)用直线连接。关于颗粒Y和Z，也同样确定点C和点D，并用直线连接。如此，形成由直线A-B、曲线B-C、直线C-D和曲线D-A连接的封闭平面。当直线段A-B的长度与直线段C-D的长度之和为曲线A-D的长度与曲线B-C的长度之和的40％以下，同时曲线B-C的长度为线A-B-C-D-A的长度的50％以上时，将颗粒判定为与其邻近的炭黑颗粒重叠程度小。然后，计算由曲线A-D上任何一点与将曲线B-C分割成三等分的两点，总计三点，形成的圆的直径。将由此算出的直径(单位：nm)在第一个小数位处四舍五入，使之成为整数，将求得的值定义为颗粒Y的粒径。
关于颗粒X，当曲线A-B的长度为直线A-B的长度和曲线A-B的长度之和的70％以上时，将颗粒判定为与其邻近的炭黑颗粒重叠程度小。然后计算由点A、点B和将曲线A-B分割成两等分的点，总计三个点，形成的圆的直径。将由此算出的直径在第一个小数位处四舍五入，使之成为整数，将求得的值定义为颗粒X的粒径。
关于颗粒Z，同样当曲线C-D的长度为直线C-D的长度和曲线C-D的长度之和的70％以上时，将颗粒判定为与其邻近的炭黑颗粒重叠程度小。然后，计算由点C、点D和将曲线C-D分割成两等分的点，总计三个点，形成的圆的直径。将由此算出的直径在第一个小数位处四舍五入，使之成为整数，将求得的值定义为颗粒Z的粒径。
根据上述步骤，确定上述任意选出的20,000个颗粒的每一个的直径。
如何确定粒径数量分布峰：
从20,000个颗粒确定的粒径示于直方图中。如图5所示，在得到的直方图中的峰中最小直径峰(图中左侧第一个峰)表示为峰A。在此点处，最高位置(数值最大的部分)称作峰中心。然后，在峰A的峰中心处的颗粒数量与得到的峰的颗粒数量的比例，成为峰A的峰数量比。如何区分峰的数量也示于图6A和6B中。在直方图曲线上划出切线，将它们的斜率由正变为负的部分称作一个峰(图6A)。例如，在肩峰的情况下，除非发现切线的斜率由正变为负，否则不能作为峰(图6B)。图6A显示了称作双峰的情况，图6B显示了不能称作双峰的情况。直方图的组距(classwidth)设置成E24序列的等比数列(1.1的倍数)，组中点(classmark)设置为40。
密度的测量：
从显影辊的弹性层中切出样品，并用固体密度测量仪(商品名：SGM-200；由Shimadzu Corporation制造)测量它们的密度。将约3cc样品用于每次测量，并取出用于进行的三次测量的9cc样品，其中进行的三次测量中的平均值作为弹性层的密度。
炭黑量的测量：
从弹性层中在通过将所述辊沿其长度方向分割成四等分得到的三个部分处，以及进一步地沿其深度方向的三个点(表面附近，弹性层表面与轴芯体之间的部分，和轴芯体附近)处，总计九个点处，作为试样收集10mg各种样品。通过使用Rigaku DenkiK.K.制造的ThermoPlus2 TG8120，根据JIS K 6227：1998测量在各样品中炭黑的水平，并使用得到的平均值作为测得的数据。关于测量条件，氮气在200ml/min下流动，在此期间将样品在50℃下保持5分钟，此后以50℃/min的速率加热至800℃，以使得所有有机组分热分解。基于此时产生的重量损失，得到了关于橡胶组分中有机组分(聚合物)的比例的信息。此外，将样品以50℃/min的速率冷却至300℃，此时保持5分钟使之稳定。接着，将氮气替换成空气，其在200ml/min下流动，在此期间同样将样品以50℃/min的速率加热至900℃。基于在此过程中产生的失重，得到橡胶组分中炭黑重量的信息。从全体组成物质的比例关系，求得炭黑含量(质量％)。
C/Si元素比的测量：
将锋利刀具由辊的一侧垂直切入辊中，直至到达其轴芯体，其中将辊切成约数毫米厚度的圆形切片，以制备可观察其截面的样品。将样品从辊中在通过将弹性层的部分沿辊的长度方向分割成四等分得到的其三个部分处取出，其中在稍后详述的三个规定位置X、Y和Z处测量元素浓度，并使用从该三个位置处的数据求得的平均值作为测得的数据。关于测量仪器，使用安装至电子显微镜(商品名：S4800；由Hitachi Ltd.制造)上的能量分散型X-射线分析仪(由EDAX Japan K.K.制造)，测量在20kV加速电压和100秒采样时间下进行。关于测量位置，对于X，如图7A所示，其设定在距弹性层表面701的深度约5μm的位置。对于Y和X，如图7B所示，分别将它们设定在距弹性层700表面的深度为100μm和200μm的位置。将电子显微镜设置为2,000倍放大率，将在相同放大率下直接观察的图像(长度约50μm×宽度约60μm)用于测量。将得到的数据输入上述分析仪中，并使用安装至其中的软件(商品名：eDX ZAF323.0(J)版)，其中选取碳原子和硅原子，以进行定量测定。具体地说，定量测定对于碳原子在0.24eV以上至0.28eV以下的峰宽度下，和对于硅原子在1.71eV以上至1.76eV以下的峰宽度下进行，以测定C/Si元素比。
炭黑面积当量比的测量：
以与C/Si元素比测量中的那些相同的方式取出样品。将样品从辊中在通过将辊沿其长度方向分割成四等分得到的三部分处取出，拍摄10张图像，使之在各部分处相互不重叠。如图8A所示，使用放大10,000倍的直接观察图像，从图像中观察到的颗粒形状的颗粒中，将颗粒分类成所有聚集单位。选出各聚集单位，并如图8B所示，窄化电子照射面积，使得所述颗粒在图像上占60％以上，其中进行用电子的照射。关于测量仪器，使用安装至电子显微镜(商品名：S4800；由Hitachi Ltd.制造)上的能量分散型X-射线分析仪(由EDAX Japan K.K.制造)，并在10kV加速电压和100秒采样时间下测量原子比(原子％)。在该测量中，将具有碳(C)的原子％与氧(O)的原子％的比C/O为2.0以上的颗粒作为炭黑颗粒，并将该比例小于2.0％的那些作为除炭黑颗粒以外的颗粒。从30张图像，合计炭黑颗粒面积和除炭黑颗粒以外颗粒的面积，计算这些面积中炭黑颗粒的面积作为其比例。
辊电阻值的测量：
为测量本发明导电性弹性层的电阻值，将所述辊在高温/高湿：温度30℃/湿度85％RH和低温/低湿：温度15℃/湿度10％RH环境中保持24小时以上。此后，在各环境中，将显影辊在一侧500g恒定压力负荷下压向圆柱状金属辊(直径：30mm)，并以60rpm旋转，在此情况下将50V的DC电压施加至显影辊，测量其电阻值。
弹性层厚度的测量：
将锋利刀具沿辊侧垂直切入辊中，直至其达到轴芯体，以制备可观察到其截面的样品。使用通过如图9A所示将辊沿其长度方向分割成四等分得到的三部分处从辊中选取的样品，并用视频显微镜(商品名：VHX100；由Keyence Corporation制造)测量壁厚度最大的层。使用由所述三个点处的数据求得的平均值确定弹性层的厚度(图9B)。
屈服应力的测量：
以下描述如何通过使用粘弹性测量仪(商品名：RheoStress600；由Haake Co.制造)测量液体橡胶材料的屈服应力。
收集约1g材料，然后放置在样品台上，使锥-盘(锥和盘)缓慢向其靠近，在距样品台(使用具有直径35mm和锥角1°的物体作为锥-盘)约50μm位置处设置测量间隙。当设定其时，彻底除去推向周围的材料，以不影响测量。将所述盘台的温度设置为使所述材料具有25℃的温度。设置所述材料，然后放置10分钟，此后开始测量。施加至样品的应力在由开始时的0.00Pa至50,000Pa(频率：1Hz)范围内经180秒变化，其中在32个点处测量G’(贮存弹性模量)、G”(损耗弹性模量)和相差(tanδ)的变化。G’首先达到线性粘弹性区域中的恒定值，其后读取G’和G”交叉点处的应力值，将其作为屈服应力。
重影图像评价：
将显影辊安装在类似于图2中由附图标记208所示的显影盒中。将该盒在温度15℃和湿度10％的环境中放置24小时，此后，在相同环境中，将其安装至已经改造成1,200dpi的图像形成设备(商品名：Color Laser Jet 3700(600dpi)；由HP Co.制造)主体上。然后，作为用于评价重影图像的图像，再现图案化图像，其具有每行中以15mm间隔配置的15mm×15mm尺寸的实心区域(采用Macbeth浓度计测量的值：1.3)，和在其下部的半色调区域(采用Macbeth浓度计测量的值：0.3)。
在该图案化图像中，与实心区域相同的图案可能出现在半色调区域的空白(白色空白区)中。在本发明中，将其定义为“重影图像”。然后，根据以下标准，目视观察用于图像评价的图像，以评价是否存在，或多大程度上出现重影图像。
A：确认完全没有重影图像，图像保持良好。
B：确认轻微的重影图像，但裸眼几乎看不见，图像上不出现问题。
C：确认轻微的对应于显影辊螺距(pitches)一周的重影图像，但图像不出现问题。
D：在多周显影辊螺距中出现重影图像，图像上存在问题。
E：由于在显影辊上无法获得尺寸精度，打印不均匀性过于严重，以致无法评价图像。
F：偏压泄漏已经产生线条，图像上存在问题。
实施例1
液体硅橡胶组合物的配方：
混合以下材料以制备液体硅橡胶组合物。
-分子链两端二甲基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷(乙烯基含量：0.15质量％)：100份。
-作为交联剂的分子链两端三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物(键合至S i原子的H原子含量：0.30质量％)：1.5份。
-氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷的配合物(0.5质量％)：0.5份。
-1-乙基-1-环己醇：0.04份。
-炭黑(CB-1)：5.7份。
-炭黑(CB-5)：7.9份。
用于本实施例的炭黑细节示于表1。
表1
  炭黑   商品名*1   平均一次粒径(nm)*2
  CB-1   Raven 890   30
  CB-2   Raven 3600U   11
  CB-3   Raven 860U   39
  CB-4   Raven 500   53
  CB-5   Raven 410   101
  CB-6   Raven 5000UII   8
*1：购自Columbian Chemical Company
*2：目录值(catalogue value)
弹性辊的生产：
将外径6mm并由铁制成的轴芯体用环涂机的轴芯体保持轴(轴芯体的上部保持轴10和轴芯体的下部保持轴9)固定在图1所示的具有环型涂布头的环涂机上。
将轴芯体102与内径12.0mm的环形涂布头8之间的空隙设定为3.0mm。
竖直向上移动轴芯体保持轴(速度为60mm/秒)，以移动轴芯体。与此同时，将上述液体硅橡胶组合物以5,040mm3/秒的喷射速度喷射，以在轴芯体的周面上形成由液体硅橡胶组合物组成的圆筒形(辊形)未固化产物层。
接着，将该未固化产物层进行红外加热。将红外加热灯(HYL25，由Hybec Corporation制造)设定在200℃(输出：1,000W)的热处理温度(要加热的构件的表面温度)，并将其配置为灯与未固化产物层表面之间的距离为60mm。然后，将其在60rpm下沿其周向旋转的同时，将设置有未固化产物层的轴芯体加热4分钟，以固化该未固化产物层，从而形成弹性层。此后，为了例如稳定其物理性质以及除去反应残余物和未反应低分子量物质的目的，将已固化的硅橡胶弹性层在200℃的温度下于电炉中进行二次固化4小时。液体硅橡胶组合物的配方比例和屈服应力，以及形成的弹性层的厚度示于表2。
表面层的形成：
将以下材料借助于砂磨机在添加甲乙酮(MEK)的情况下，分散1小时。
-聚氨酯多元醇预聚物(商品名：TAKELAC TE5060；购自MitsuiTakeda Chemicals，Inc.)：100份。
-异氰酸酯(商品名：COLONATE 2521；购自Nippon PolyurethaneIndustry Co.，Ltd.)：77份。
-炭黑(商品名：MA100；购自Mitsubishi Chemical Corporation)：24份。
分散后，进一步添加MEK，以在20质量％以上至30质量％以下的范围内调节固含量(使得层厚度为20μm)，从而制备用于表面层形成的原料液。将上述弹性辊浸渍于该原料液中，然后拉出，随后自然干燥。此后，将其在140℃温度下热处理60分钟，以使表面层原料固化。如此，得到在其上形成表面层的弹性辊。
弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。通过使用根据本实施例的弹性辊进行的图像评价结果也示于表3-3中。
实施例2
除了将所述炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊2，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
-炭黑(CB-2)：14.5份。
-炭黑(CB-4)：6.0份。
实施例3
除了将所述炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊3，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
-炭黑(CB-3)：4.3份。
-炭黑(CB-5)：3.2份。
实施例4
除了作为铁制轴芯体，使用外径11mm(两端部分保持为6mm外径)的轴芯体之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊4，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
实施例5
除了作为铁制轴芯体，使用外径4mm(两端部分保持为6mm外径)的轴芯体，并调节液体硅橡胶组合物的喷射量，使得形成厚度为6.0mm的弹性层之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊5，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
实施例6
除了以以下所示的量使用炭黑，并混合0.7份二氧化硅(平均一次粒径：1.7μm；NIP SIL E-220A，购自Nippon SilicaIndustrial Co.，Ltd.)之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊6，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
-炭黑(CB-1)：5.7份。
-炭黑(CB-5)：8.0份。
实施例7
除了将所述炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊7，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
-炭黑(CB-3)：2.8份。
-炭黑(CB-4)：10.7份。
实施例8
除了将所述炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊8，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
-炭黑(CB-2)：9.0份。
-炭黑(CB-5)：3.4份。
实施例9
除了将所述炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊9，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
-炭黑(CB-1)：4.5份。
-炭黑(CB-4)：3.4份。
-炭黑(CB-5)：4.5份。
实施例10
除了将二氧化硅的量变为1.7份之外，以与实施例6相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊10，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
实施例11
除了调节材料喷射量，使得形成厚度为6.5mm的弹性层之外，以与实施例5相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊11，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
比较例1
除了将所述炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊12，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
-炭黑(CB-2)：3.2份。
-炭黑(CB-4)：2.1份。
比较例2
除了将所述炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊13，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
-炭黑(CB-1)：7.5份。
-炭黑(CB-5)：17.5份。
比较例3
除了将所述炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊14，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
-炭黑(CB-4)：5.7份。
-炭黑(CB-5)：7.9份。
比较例4
除了将所述炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊15，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
-炭黑(CB-6)：5.7份。
-炭黑(CB-4)：7.9份。
比较例5
除了将所述炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式生产具有表面层的弹性辊。使用该弹性辊作为显影辊16，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
-炭黑(CB-1)：13.6份。
比较例6
除了将所述炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式生产在表面层形成前的弹性辊。
-炭黑(CB-6)：5.7份。
-炭黑(CB-4)：7.9份。
除了将表面层形成用原料液中炭黑(商品名：MA100；购自Mitsubishi Chemical Corporation)的量变为40份之外，以与实施例1相同的方式制备中间层形成用原料液。使用该原料液，在上述弹性层的周面上形成10μm的中间层。在该中间层上，使用与实施例1中相同的表面层形成用原料液，以与实施例1相同的方式形成表面层。将该具有表面层和中间层的弹性辊用作显影辊17，以与实施例1相同的方式形成并评价如此得到的图像。弹性层的各种特性和物理性质示于表3-1和3-2中。图像评价结果示于表3-3。
比较例7
除了将炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式制备弹性层形成用液体硅橡胶组合物。除了使用该液体硅橡胶组合物，以及将其喷射速度变为4,972mm3/秒之外，以与实施例1相同的方式在轴芯体周面上形成第一弹性层，从而得到直径11.8mm的弹性辊。
-炭黑(CB-4)：5.7份。
-炭黑(CB-5)：7.9份。
接着，除了将炭黑变为以下物质之外，以与实施例1相同的方式制备弹性层形成用液体硅橡胶组合物。除了使用该液体硅橡胶组合物，并将其喷射速度变为68mm3/秒之外，以与实施例1相同的方式在第一弹性层的周面上形成厚度为0.1mm的第二弹性层，从而得到直径12.0mm的弹性辊。
-炭黑(CB-1)：27.0份。
接着，以与实施例1相同的方式在第二弹性层的周面上形成表面层，以得到具有表面层的弹性辊。关于该弹性辊，当将第一和第二弹性层作为一个弹性层时，发现其C/Si元素比(X/Y，Y/Z)分别为1.80和1.06。使用该弹性辊作为显影辊18，以与实施例1相同的方式形成并评价图像。图像评价结果示于表3-3。
表2
Figure G200880012564XD00301
表3-1
Figure G200880012564XD00311
*1：通过粒径测量法测定的炭黑粒径。
*2：通过炭黑量测量法测定的在层构成材料中炭黑的水平。
*3：由粒径分布直方图求得的峰的数量。
*4：由粒径分布直方图求得的最小直径峰的峰数量比。
*5：由炭黑面积当量比测量法求得的炭黑颗粒的面积当量比。
表3-2
Figure G200880012564XD00321
表3-3
  图像评价结果
  实施例1   A
  实施例2   B
  实施例3   B
  实施例4   B
  实施例5   A
  实施例6   B
  实施例7   B
  实施例8   C
  实施例9   C
  实施例10   C
  实施例11   B
  比较例1   E
  比较例2   D
  比较例3   D
  比较例4   D
  比较例5   D
  比较例6   D
  比较例7   F
评价结果：
如表3-3所示，实施例1至11得到的显影辊不会导致任何评价中出现问题的重影图像。特别地，在实施例1和5中得到，在弹性层表面附近具有强烈的炭黑颗粒倾斜的显影辊中，获得其中确认根本没有任何重影图像和进一步地不出现任何偏压泄漏的非常好图像。
尽管已经参考示例性实施方案描述了本发明，但应理解本发明不限于公开的示例性实施方案。以下权利要求的范围应遵循最宽的解释，以涵盖所有改进以及等价结构和功能。
本申请要求2007年4月20日提交的日本专利申请2007-111784的权益，在此将其整体引入以作参考。

Claims (6)

1.一种显影辊，其包括导电性轴芯体、围绕该轴芯体形成的导电性弹性层和表面层，所述导电性弹性层的厚度为0.5mm至6.0mm，其中；
所述弹性层包含炭黑和用作炭黑用粘结剂的硅橡胶，所述炭黑的含量基于所述弹性层的质量为7质量％至17质量％，在所述弹性层中的炭黑在其粒径数量分布中具有至少两个峰，在所述粒径数量分布中最小直径峰中心在10nm至40nm范围内；
所述弹性层具有1.01g/cm3至1.07g/cm3范围内的密度，和；
当在距所述弹性层表面5μm深度处碳原子与硅原子的按原子％计的浓度比值(C/Si)由X表示，在距所述弹性层表面100μm深度处碳原子与硅原子的按原子％计的浓度比值由Y表示，和在距所述弹性层表面200μm深度处碳原子与硅原子的按原子％计的浓度比值由Z表示时，X、Y和Z满足以下表达式(1)和(2)的关系：
1.50≥X/Y≥1.10        (1)；和
1.10≥Y/Z≥1.02        (2)。
2.根据权利要求1所述的显影辊，其中在所述粒径数量分布中最小直径峰的峰数量比为25％以上至70％以下的比例，所述峰数量比为最小直径峰的峰中心处的颗粒数量与得到的峰的颗粒数量的比例。
3.根据权利要求1所述的显影辊，其中在引入硅橡胶的全部填料中，所述炭黑为95％以上至100％以下的面积当量比。
4.一种用于生产根据权利要求1所述的显影辊的方法；所述方法包括以下步骤：
以使得涂布头与轴芯体同心的方式在该轴芯体外周侧上提供给轴芯体以环型涂布头，同时使所述轴芯体沿其轴向相对于所述涂布头移动，从涂布头向轴芯体的周面供给液体硅橡胶组合物，以围绕轴芯体形成液体硅橡胶组合物的层；和
固化所述液体硅橡胶组合物；
其中；
所述液体硅橡胶组合物为通过在液体硅橡胶中以如下方式混合炭黑得到的组合物：炭黑可在其粒径数量分布中具有至少两个峰，和在所述粒径数量分布中最小直径峰中心在10nm以上至40nm以下的范围内。
5.一种处理盒，其包括具有显影辊、显影剂和其中容纳显影剂的显影剂容器的显影组件，并且所述处理盒可拆卸地安装至图像形成设备主体上；
所述显影辊为根据权利要求1所述的显影辊。
6.一种图像形成设备，在该图像形成设备中，在显影辊表面上形成显影剂层，并将所述显影剂层输送至已经形成静电潜像于其上的感光构件，以显影静电潜像；
所述显影辊为根据权利要求1所述的显影辊。
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