CN104635456B - 显影剂承载组件，显影部件，处理盒和成像装置 - Google Patents

显影剂承载组件，显影部件，处理盒和成像装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及显影剂承载组件，显影部件，处理盒和成像装置。一种显影辊，其能够在其表面上承载调色剂，并且当给其施加电压时，将承载在该表面上的调色剂提供给感光鼓的表面，包括:橡胶层；和表层，所述表层覆盖所述橡胶层，包含矾土，并且具有比橡胶层高的体电阻率。

Description

显影剂承载组件，显影部件，处理盒和成像装置
技术领域
本发明涉及显影剂承载组件、显影部件、处理盒和成像装置。
背景技术
使用电子照相系统的常规成像装置包括作为图像承载组件的感光鼓和作为显影剂承载组件的显影辊。在该成像装置中，通过将作为承载在显影辊上的显影剂的调色剂转印到潜像，执行用于被形成在感光鼓上的潜像的可视化的显影处理。
作为使用单一成分调色剂的常规显影系统，已经提出了使用具有弹性层的显影辊的接触式显影系统。在感光鼓的不转印调色剂的区域内(以下被称为非图像部分)，在感光鼓接触显影辊的接触区域内(以下被称为显影压合部分)，施加电压，从而调色剂受到从感光鼓向着显影辊传递的力。
此处，当调色剂被转印到感光鼓的不想转印调色剂的非图像部分时，可能发生非图像部分的污染(以下被称为雾)。在感光鼓与显影辊接触的显影压合部分内，当调色剂的电荷衰减或者调色剂的极性反转时，产生雾。已知与调色剂有关的电荷提供性能特别地在高湿度环境中退化。当与调色剂有关的电荷提供性能退化时，调色剂的电荷衰减，导致雾量的增加。
日本专利公开No.H7-31454提出将显影辊的体电阻设置为大于或等于一个预定值，以便抑制调色剂被转印到感光鼓的非图像部分上的雾的发生。
发明内容
然而，当简单地增加显影辊的体电阻时，由于浓度减小等等导致显影性能的退化。
因此，考虑到上面所述的问题，本发明的一个目标是在保持令人满意的显影性能的同时抑制雾的发生。
为了实现该目标，能够在其表面承载显影剂，并且当被施加一个电压时，将承载在表面上的显影剂提供到图像承载组件的表面上的根据本发明的显影剂承载组件包括:
弹性层；和
表面层，所述表面层覆盖所述弹性层，包含矾土，并且具有比弹性层高的体电阻率。
进一步，根据本发明的显影部件包括:
容纳显影剂的显影剂容器；和
显影剂承载组件。
另外，一种可拆卸地附接到图像形成装置的主体以便执行成像处理的根据本发明的处理盒包括:
能够承载显影剂图像的图像承载组件；和
显影剂承载组件，其通过在图像承载组件上显影静电潜像而形成显影剂图像。
另外，根据本发明的成像装置包括:
能够承载显影剂图像的图像承载组件；
显影剂承载组件，其通过在图像承载组件上显影静电潜像而形成显影剂图像；和
施加装置，用于给显影剂承载组件施加电压。
根据本发明，可以在保持令人满意的显影性能的同时抑制雾的发生。
参考附图，从对示例性实施例的下列描述中，将明了本发明的其它特征。
附图说明
图1是示出了根据一个实施例的成像装置的配置的示意截面图；
图2是示出了根据第一实施例的盒的配置的示意截面图；
图3是示出了根据第二实施例的盒的配置的示意截面图；
图4是示出了根据第一例子的显影辊的立体图；
图5是示出了显影辊的体电阻的测量的视图；
图6是示出了显影辊的每一层的体电阻率的测量的视图；
图7是示出了调色剂涂层在通过显影压合部分前后的电荷量的图；
图8是示出了相应例子和比较例子中关于持久雾的评估结果的视图；和
图9A到9C是示出了通过显影压合部分的电流路径的视图。
具体实施方式
将参考附图使用例子描述本发明的实施例。根据这些实施例的组件和其相关配置的尺寸、材料和形状应当被根据应用本发明的装置的配置和各种状态被适当地改变。换言之，下面的实施例不旨在限制本发明的范围。
(第一实施例)
参考图1和2，将描述第一实施例。图1是示出了根据第一实施例和第二实施例的成像装置的配置的示意截面图。图2是示出了根据第一实施例的盒的配置的示意截面图。
如图1所示，所述成像装置包括作为曝光装置的激光光学装置3、一次转印装置5、中间转印组件6、二次转印装置7和定影装置10。所述成像装置还包括处理盒(以下被简单地称为盒)11，处理盒11执行成像处理，并且可以附接到装置主体，并且从装置主体上拆卸下来。如图2所示，盒11包括作为能够承载潜像的图像承载组件的感光鼓1，作为充电装置的充电辊2，显影部件4和清洁刮刀9。
提供感光鼓1以便能够沿图2的箭头r的方向旋转，并且通过充电辊2把感光鼓1的表面充电至均匀的表面电势Vd(充电处理)。通过从激光光学装置3发射激光光束，在感光鼓1的表面上形成静电潜像(曝光处理)。进一步地，通过从显影部件4提供调色剂作为显影剂，静电潜像被可视化为作为显影剂图像的调色剂图像(显影处理)。
感光鼓1上(图像承载组件上)的可视化的调色剂图像被一次转印装置5转印到中间转印组件6上，然后被二次转印装置7转印到作为记录介质的片材8上(转印处理)。此处，通过清洁刮刀9刮去残留在感光鼓1上的在转印处理中未被转印的未转印调色剂(清洁处理)。在已经清洁了感光鼓1的表面之后，重复上面所述的充电处理、曝光处理、显影处理和转印处理。同时，通过定影装置10固定转印到片材8上的调色剂图像，于是片材8被排出到成像装置外部。
在第一实施例中，装置主体设置有4个附接部分，盒11被附接到这些附接部分。从中间转印组件6的移动方向的上游侧按顺序附接分别填充有黄、品红、青和黑色调色剂的盒11，并且通过依次在中间转印组件6上转印相应颜色的调色剂形成彩色图像。
通过在作为导电衬底的铝(Al)筒上层叠顺序地涂敷了正电荷注入防护层、电荷产生层和电荷传输层的有机感光体而形成感光鼓1。使用芳基化物作为感光鼓1的电荷转移层，并且电荷传输层的薄膜厚度被调整为23μm。通过将电荷传输材料与粘合剂一起溶解到溶剂内形成电荷传输层。有机电荷传输材料的例子包括丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚酯、聚碳酸酯树酯、多芳基化合物、聚砜、聚苯醚、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂和不饱和树脂。可以单独或以两个或更多的组合使用这些电荷传输材料。
通过在作为导电支撑组件的芯金属上提供半导电的橡胶层形成充电辊2。当给导电感光鼓1施加200V的电压时，充电辊2表现出大约105Ω的电阻。
如图2所示，显影部件4包括显影剂容器13，作为能够承载调色剂的显影剂承载组件的显影辊14，供应辊15，和作为调整组件的调整刮刀16。作为显影剂的调色剂12容纳在显影剂容器13内。设置显影辊14，以便能够沿图2的箭头R的方向旋转。供应辊15给显影辊14提供调色剂12。调整刮刀16调整显影辊14上(在显影剂承载组件上)的调色剂。另外，设置供应辊15以便能够在与显影辊14接触的同时旋转，并且调整刮刀16的一端接触显影辊14。
通过围绕具有φ5.5mm的外直径并且作为导电支撑组件的芯金属电极15a提供聚氨酯泡沫层15b配置供应辊15。供应辊15的包括聚氨酯(urethane)泡沫层15b在内的总外直径为φ13mm。供应辊15相对于显影辊14的侵入水平是1.2mm。在供应辊15和显影辊14之间的接触区域中，供应辊15和显影辊14沿具有彼此相反方向速度的方向旋转。存在于聚氨酯泡沫层15b外周上的调色剂12的粉末压力作用于聚氨酯泡沫层15b上，并且当供应辊15旋转时，调色剂12被带入聚氨酯泡沫层15b。含有调色剂12的供应辊15在与显影辊14的接触区域内将调色剂12提供给显影辊14，并且通过与调色剂12的摩擦，给调色剂12施加初步摩擦带电电荷。同时，在感光鼓1和显影辊14之间的接触区域(以下被称为显影压合部分)N内，供应辊15还用来剥落残留在显影辊14上的未被提供给感光鼓1的调色剂。
当显影辊14旋转时，从供应辊15提供给显影辊14的调色剂12到达调整刮刀16，在调整刮刀16处调色剂12被调整到所希望的电荷量和所希望的层厚度。调整刮刀16是具有80μm厚度的不锈钢(SUS)板，并且被设置在与显影辊14的旋转相反的方向(相对的方向)。另外，给调整刮刀16施加电压，从而相对于显影辊14产生200V的电势差。需要该电势差，以便稳定调色剂12的涂敷。通过调整刮刀16在显影辊14上形成的调色剂层(显影剂层)被传递到显影压合部分N，并且在显影压合部分N中接受反转显影。
通过在显影辊14的端部分上提供的辊(附图中未示出)，显影辊14相对于感光鼓1的侵入水平被设置为40μm。当挤压感光鼓1时，显影辊14的表面变形，以便形成显影压合部分N，由此可以在稳定的接触状态中执行显影。另外，在显影辊14接触感光鼓1的显影压合部分N中，显影辊14沿与感光鼓1的旋转方向相同的方向(R方向)以相对于感光鼓1的117％的圆周速度比旋转。换言之，感光鼓1被设置为能够这样旋转，从而使得其在显影压合部分N内的表面运动方向与显影辊14相同，同时显影辊14以比感光鼓1高的转速旋转。提供这种圆周速度差，以便给调色剂施加剪切力，因此减小其实质附接力，从而改进借助于电场的可控性。
现在将描述构成第一实施例的特定电压。通过给充电辊2施加-1050V，感光鼓1的表面被均匀地充电到-500V，结果，形成暗电势Vd。在其中形成图像的图像部分的电势(亮电势Vl)被激光光学装置3调整为-100V。通过此时给显影辊14施加-300V的电压，负极性调色剂被转印到图像部分(亮电势Vl的区域)，借此执行反转显影。另外，|Vd-Vdc|将被称为Vback，并且Vback被设置为200V。附带地，根据该实施例的成像装置具有作为用于给显影辊14施加电压的施加装置的电源。
在第一实施例中，使用单组分、无磁性的调色剂作为被用作显影剂的调色剂12。调色剂12被调整为包含粘合剂树脂和电荷控制剂，并且通过添加流化剂等等作为外部添加剂，被制造为具有负极性。此外，调色剂12被使用聚合法制造，并且被调整到近似5μm的平均颗粒大小。
另外，填充到显影部件4的显影剂容器13内的调色剂的量被设置为能够印刷3000张具有5％图像比的转换图像的量。通过反复地印刷1条虚线并且留下19条虚线不印刷而形成的图像可以被作为具有5％图像比的水平线的特定例子。
在成像处理过程中，成像装置沿附图中箭头r的方向驱动感光鼓1以120毫米/秒的转速旋转。另外，根据该实施例的成像装置包括低速模式，其中处理速度被设置为60毫米/秒，这比正常速度低，以便保证在厚记录片材(厚片材)通过期间执行定影所需的热量。注意在该实施例中，仅仅在两个处理模式中执行操作，但是取决于记录片材的厚度等等，可以提供多个处理模式，从而可以执行对应于相应处理模式的控制。
(第二实施例)
接着，参考图3，将描述第二实施例。图3是示出了根据第二实施例的盒配置的示意截面图。根据第二实施例的成像装置是激光打印机，其使用转印类型电子照相处理，并且包括调色剂再循环处理(无清洁器系统)。省略与上面所述的第一实施例的成像装置相同的要点的重复描述，并且下面将仅仅描述差异。与第一实施例的主要区别是省略了清洁感光鼓1的清洁刮刀9，并且未转印的调色剂被再循环。未转印的调色剂被循环以便不会不利地影响其它处理(诸如充电)，并且被收集在显影部件4内。更具体地，第一实施例的配置被修改如下。
关于充电，使用类似于第一实施例的充电辊2的充电辊，但是提供了充电辊接触组件20，旨在防止充电辊2被调色剂污染。使用100μm聚酰亚胺膜作为充电辊接触组件20，并且该聚酰亚胺膜以不大于10(N/m)的线压力接触充电辊2。使用聚酰亚胺，因为它拥有给调色剂施加负电荷的摩擦带电特性。即使当充电辊2被具有与其充电极性相反极性(正极性)的调色剂污染时，充电辊接触组件20将调色剂的电荷从正切换为负，从而充电辊2可以快速地排斥调色剂，并且被排斥的调色剂可被收集在显影部件4内。
另外，为了改进显影部件4的调色剂收集性能，暗电势Vd的绝对值和Vback的值被设置为较大。更具体地，通过将施加于充电辊2的电压设置为-1350V，感光鼓1的表面被设置为-800V的均匀表面电势Vd。此外，通过设置-300V的显影偏压，将Vback设置为500V。
(第一个例子)
接着，使用图4，将描述根据第一个例子的显影辊14。图4是示出了根据第一个例子的显影辊的立体图。用于图4所示的这个例子的显影辊被如下制造。
在具有外直径φ6mm并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此获得φ11.5mm的外直径。此处，可以使用任意典型类型的橡胶作为橡胶层14b1的材料，诸如硅橡胶、聚氨酯橡胶、EPDM(二元乙丙橡胶)、醇橡胶或者它们的混合物。
在第一个例子中，橡胶层14b1由2.5mm的硅橡胶和10μm的聚氨酯层形成。通过在橡胶层14b1中散布碳颗粒、金属颗粒、离子导电颗粒等等作为导电剂，可以获得所希望的电阻值，并且在第一个例子中，使用碳颗粒。另外，通过调整硅橡胶的量和作为填充物的氧化硅的量，橡胶层14b1被制造为具有所希望的硬度，从而调整显影辊14的整体硬度。
接着，通过制备胶体矾土溶液，并且将橡胶层14b1浸入该胶体矾土溶液，形成1.5μm的矾土表层(以下也被简单地称为表层)14b2，结果形成导电弹性层。通过以1:4的体积比搅拌并且混合由Nissan Chemical Industries有限公司制造的矾土溶胶液体520(平均颗粒直径20nm，勃姆石)和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。
另外，在第一个例子中，在被浸泡之前橡胶层14b1的表面接受紫外线照射，以便改进胶体矾土溶液的涂敷性能和粘性。在形成矾土表层14b2之后，在140℃下将显影辊14干燥15分钟。
根据该例子的矾土是氧化铝(诸如α矾土或者γ矾土)、氧化铝水合物(诸如勃姆石或者准勃姆石)、铝的水合物、或者如下所述的通过对烷醇铝进行水解和缩合反应获得的铝化合物。考虑到胶体矾土溶液的稳定性，优选地使用勃姆石或者准勃姆石，并且考虑到表层的构造稳定性，优选地使用如下所述的通过对烷醇铝进行水解和缩合反应所获得的氧化铝化合物。
另外，在本发明中，显影辊14的总电阻(体电阻)优选地大于2×104Ω并且小于5×106Ω。在小于或者等于2×104Ω时，流过作为弹性层的橡胶层14b1的电流增加，导致所需电流量的增加。此外，在大于或等于5×106Ω时，很可能阻碍在显影过程中流动的电流。在根据第一个例子的显影辊14中，总电阻被设置为5×105Ω。
<测量显影辊的体电阻的方法>>
下面，使用图5，将描述测量显影辊14的总体电阻(以下也被简单地称为电阻)的方法。图5是示出了显影辊14的总体电阻的测量的视图。如图5所示，作为测量对象的辊14具有由以不锈钢等等制成的导电芯金属电极14a、作为弹性层在导电芯金属电极14a外周上形成的橡胶层14b1、以及矾土表层14b2构成的多层结构。另外，显影辊14在纵向上的宽度近似为230mm。
在这个总电阻测量方法中，使用由φ30mm不锈钢制成并且以近似48毫米/秒的速度旋转的圆柱形组件G1。在电阻测量过程中，显影辊14根据圆柱形组件G1的旋转而旋转。限制进入圆柱形组件G1的侵入水平(保持辊14和圆柱形组件G1之间的接触区域恒定)的端部辊(未示出)被安装在显影辊14的端部。以具有外直径80μm的圆柱形状形成端部辊，该外直径小于显影辊14的外直径。图5中的F表示施加在显影辊14的相应端部(导电芯金属电极14a的相应端部)上的负载，并且在测量过程中，通过1kg力(即，每一侧500g力)的总负载把显影辊14向着圆柱形组件G1侧按压。
另外，在该测量方法中使用图5所示的测量电路G2。测量电路G2由电源Ein、电阻器Ro和伏特计Eout构成。在这个测量方法中，以Ein:300V(DC)执行测量。另外，可以使用具有100Ω到10MΩ的电阻值的电阻器作为电阻器Ro。注意电阻器Ro用于测量弱电流，并且因此优选地具有作为测量对象的显影辊14的电阻的10-2倍和10-4倍之间的电阻值。换言之，当显影辊14的电阻值近似为1×106Ω时，电阻器Ro的电阻值优选地近似为1kΩ。当使用测量电路G2时，根据Rb＝Ro×(Ein/Eout–1)Ω计算显影辊14的电阻值Rb。注意，测量在施加电压超10秒之后获得的值作为Eout。
<<每一层的体电阻率的测量>>
接着，参考图6，将描述每一层的体电阻率(以下也被简单地称为电阻率)。图6是示出了显影辊的每一层的体电阻率的测量的视图。在第一个例子中，矾土表层14b2的体电阻率是5×1011Ωcm，并且橡胶层14b1的体电阻率是1×108Ωm。换言之，在第一个例子中，矾土表层14b2具有比橡胶层14b1高的体电阻率。
电阻率被如下测量。如图6所示，3条具有5mm宽度的导电带被以1mm的间隔缠绕在显影辊14的表面上，然后从电源S0在显影辊14的芯金属电极14a和位于3条导电带的中心处的导电带D2之间施加如下所述的通过在直流上叠加交流电获得的电压。
中心导电带D2之外的2条导电带D1和D3接地，并且通过使用电流表S1检测在中心导电带D2和芯金属电极14a之间流动的电流，测量显影辊14径向方向的体电阻率。通过改变20V的直流电压和1Hz到1Me Hz频率之间的Vpp 1V的交流电压，获得此处施加的电压，并且通过绘制Col–Col计算每一层的体电阻。另外，显影辊14的横截面被切出，使用SEM观察在10个点处测量每一层的膜厚度，计算每一层的平均膜厚度，并且根据上述的体电阻计算每一层的体电阻率。此处，在30℃和80％RH的环境中执行阻抗测量。
作为专心研究的结果，发明人发现通过如上所述设置表层14b2的体电阻率和橡胶层14b1的体电阻率之间的关系，可以获得令人满意的图像。首先，参考图9A到9C，将研究对应于表层14b2的电阻率和橡胶层14b1的电阻率之间的关系的浓度变化和灰度变化。图9A到9C是示出了通过显影压合部分的电流路径的视图。通常，为了获得稳定的图像，通过调整橡胶层14b1的电阻，在感光鼓1和显影辊14之间提供适当电势差，从而可以获得所希望的图像浓度和灰度。
在这个例子中，表层14b2被形成为具有比橡胶层14b1高的体电阻率，并且在这种情况下，相信可以抑制图像浓度和灰度的变化。如图9A所示，在显影辊14上的带电调色剂被从显影辊14显影到感光鼓1上时，对应于显影调色剂的移动的电荷量也流到显影辊14。当表层14b2被设置为具有比橡胶层14b1的体电阻率低的电阻时，如图9C所示，此时产生的电流很可能沿着穿过表层14b2的路径流动。结果，在显影辊14接触感光鼓1处的显影压合部分N的任一侧上发生预定值的电压降，导致显影过程中所希望的电场强度的变化，以及图像浓度和灰度的对应变化。此外，当该层的厚度在该状态下增加时，穿过表层14b2流动的电流量进一步增加，导致显影压合部分N中电场强度的进一步减小。
在这个例子中，在另一方面，提供具有比橡胶层14b1的电阻率高的电阻率的表层14b2，并且因此可以显著地抑制寄生电流(sneak current)(图9B)，借此可以抑制显影压合部分N中的电场强度的减小。结果，可以获得所希望的图像浓度和灰度。因此，在这个例子中，通过使得表层14b2的电阻率比橡胶层14b1的电阻率高，可以获得令人满意的图像。
此外，为了抑制穿过表层14b2流动的电流并且抑制总电阻的显著增加，表层14b2的平均膜厚度优选地被设置为等于或者低于5.0μm。当表层14b2的平均膜厚度大于5.μm时，可以抑制寄生电流，但是表层上的电压降增加，导致显影压合时施加于调色剂层的电场的强度的减小，并且结果，可被显影的调色剂的量减小，导致浓度的减小。在这个例子中，表层14b2的平均膜厚度是1.5μm。
接着，将描述高湿度环境中的雾的原因。人们认为主要是以下情况产生雾：当调色剂电荷在显影辊14和感光鼓1之间的显影压合部分N中丢失，从而使得不能使用电场控制调色剂，结果调色剂接触感光鼓1，从而被转印到非图像部分。
通过以下方式验证雾的发生：在传递一张纯白的片材时关闭主体电源，测量显影辊14上的调色剂的电荷量分布，测量经过显影压合部分N之前和之后显影辊14上的调色剂的电荷量分布，并且评估其中的变化数量。图7示出了当使用如下所述的根据第一个比较例子的显影辊14时，在经过感光鼓1和显影辊14彼此接触的显影压合部分N之前和之后，显影辊14上的电荷量分布。发现在对应于相关技术的第一个比较例子中，与经过之前的电荷量相比，在经过显影压合部分N之后，调色剂的电荷量大大地减少了。
此处，使用图7，将描述在通过显影压合部分N之前和之后，显影辊14上的调色剂涂层的电荷量。图7是示出了根据第一个例子和第一个比较例子，在经过显影压合部分之前和之后，调色剂涂层的电荷量的图。
图7的横坐标示出了Q/d[fC/μm]。Q是一个调色剂样本的电荷量，并且d是使用Hosokawa Micron Group制造的E-spart分析器测量的调色剂颗粒直径。特别地，随着在感光鼓1和显影辊14之间形成的电场的强度增加，调色剂电荷量的衰减增加。换言之，随着在感光鼓1和显影辊14之间形成的电场的强度增加，雾的量增加。另外，类似于电场强度，随着处理速度减小，调色剂电荷量的衰减增加，导致雾的量的增加。其原因是显影辊上的调色剂经过感光鼓1和显影辊14彼此接触的显影压合部分N所需的时间增加了，使得促进调色剂电荷的衰减得到提升。
为了获得调色剂电荷衰减抑制效果，表层14b2的平均膜厚度优选地不小于0.01μm。当表层14b2的平均膜厚度小于0.01μm时，表层14b2不能充分地覆盖弹性层14b1，并且可以假设在未被覆盖的部分不能抑制调色剂电荷的衰减。
另外，为了稳定地获得调色剂电荷量衰减抑制效果和图像浓度变化抑制效果，表层的平均膜厚度更优选地不小于0.1μm并且不大于2.5μm。当平均膜厚度小于0.1μm时，表层14b2的膜厚度存在变化，从而使得可能出现具有0.01μm以下厚度的部分或者未形成表层的部分，导致雾的少量增加。在另一方面，当膜厚度大于2.5μm时，可能局部地出现具有大的膜厚度的部分，导致图像浓度的均匀性的少量减小。
另外，表层14b2的电阻率优选地不低于1010Ωcm，并且不高于1014Ωcm。当表层14b2的电阻率高于1014Ωcm时，表层膜厚度的变化导致图像浓度的均匀性的少量减小。当表层14b2的电阻率低于1010Ωcm时，表层膜厚度的变化导致局部调色剂电荷衰减，并且因此很可能出现雾的量的少量增加。
<<硬度测量>>
使用Asker-C硬度计(由Kobunshi Keiki有限公司制造)测量显影辊14的硬度(平均硬度)。本发明中使用的显影辊14优选地具有大于30度并且小于80度(Asker-C)的平均Asker-C硬度。当平均硬度等于或者高于80度(Asker-C)时，当调色剂被相对于显影辊14摩擦时，调色剂熔化，不利地导致刮刀熔化粘合和辊熔化粘合。另外，显影辊14和感光鼓1之间的接触状态很可能变得不稳定。在另一方面，当平均硬度等于或者低于30度(Asker-C)时，由于压缩出现永久变形，使得显影辊14难以使用。注意这个例子中使用的显影辊14的平均硬度被设置为55度(Asker-C)。
<<显微硬度的测量>>
这个例子中的显微硬度被设置为150MPa。使用由HYSITRON制造的TriboScope装置测量显微硬度。在测量过程中，R 150nm的Berkovich压头尖在5秒内从无负载状态位移变为最大负截状态，然后在5秒内位移变为无负载状态而不加以保持，因此根据负载变化计算显微硬度。此时的最大负载被设置为当表层被位移平均膜厚度的10％时所获得的负载量。
<<孔隙分布的测量>>
使用由Micromeritics制造的Tristar 3000测量表层14b2的孔隙分布。在这个例子中，孔隙分布的平均直径为0.5nm。
(第一个比较例子)
根据第一个比较例子的显影辊14对应于现在将描述的相关技术。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第一个比较例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有φ6(mm)外直径并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电硅橡胶层14b。硅橡胶层14b的表面涂有10μm的聚氨酯树脂，粗糙化颗粒和导电剂散布在聚氨酯树脂中，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。显影辊14的电阻是5×105Ω，并且平均硬度(Asker-C)是55度。
(第二个比较例子)
现在将描述根据第二个比较例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第二个比较例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有φ6(mm)外直径并且作为导电支撑组件的芯金属电极14的外周上提供包含导电剂的导电硅橡胶层14b1。硅橡胶层14b的表面涂有10μm的聚氨酯树脂，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。显影辊14的电阻是5×106Ω，并且平均硬度(Asker-C)是55度。另外，表层电阻率是109Ωcm，并且橡胶层电阻率是109Ωcm。
(第二个例子)
现在将描述根据第二个例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第二个例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电硅橡胶层14b1，由此外直径被设置为φ11.5(mm)。在第二个例子中，使用聚氨酯橡胶作为橡胶层14b1。接着，制备胶体矾土溶液，并且将具有上面所述的导电弹性层的显影辊14浸泡在胶体矾土溶液中，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。
通过以1:4的体积比搅拌并且混合由Nissan Chemical Industries有限公司制造的矾土溶胶液体520和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。此外，在第二个例子中，在被浸泡之前对显影辊14的橡胶层14b1进行紫外线照射，以便改进胶体矾土溶液的涂敷性能和粘性。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在80℃干燥15分钟。显影辊14的电阻近似为105Ω，并且平均硬度(Asker-C)为60度。另外，矾土表层14b2的电阻率为2×1010Ωcm，并且橡胶层的电阻率为108Ωcm。此外，根据纳米压痕法的表层硬度为120MPa。
(第三个例子)
现在将描述根据第三个例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第三个例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6mm并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上设置包含导电剂的导电橡胶层14b，借此外直径被设置为φ11.5mm。另外，通过在制造的显影辊上执行真空淀积，形成大约200nm的氧化铝膜作为表层14b2。更具体地，通过借助于电子束加热蒸发Al2O3颗粒，形成氧化铝膜作为显影辊14的表层14b2。显影辊14的电阻是5×105Ω，并且平均硬度(Asker-C)是55度。另外，表层电阻率为8×1013Ωcm，并且橡胶层电阻率为108Ωcm。此外，根据纳米压痕法的表层硬度为200MPa。
(第三个比较例子)
现在将描述根据第三个比较例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第三个比较例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6mm并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层，借此外直径被设置为φ11.5mm。另外，通过对制造的显影辊14进行真空淀积形成近似200nm的铝金属膜。更具体地，通过借助于电阻加热蒸发铝金属，在显影辊14的表面上形成铝金属膜。显影辊的电阻是5×105Ω，并且平均硬度(Asker-C)是55度。另外，表层电阻率为10Ωcm，并且橡胶层电阻率为109Ωcm。此外，根据纳米压痕法的表层硬度为50MPa。
<<评估方法>>
下面将描述将相应例子和比较例子的显影辊应用于根据第一实施例的成像装置的情况下执行的图像浓度评估、雾评估和实心(solid)浓度差异评估。另外，下面将描述在将相应例子和比较例子的显影辊应用于根据第二实施例的成像装置的情况下执行的初始雾评估和半色调浓度评估。以下，传递100张片材之后执行的评估将被称为“初始的”，并且在传递3000张片材之后执行的评估将被称为"持久的"。
<第一实施例的评估方法>
现在将描述在第一实施例中使用的评估方法。
[图像浓度评估]
在将成像装置放置在30℃和80％RH的评估环境中一天以便适应该环境之后，并且在印刷100张和3000张之后，执行图像浓度评估。通过连续地传递印刷有具有5％图像比的水平线的记录图像的片材，执行100张和3000张印刷试验。传递100张之后所获得的评估被设置为初始图像浓度，并且传递3000张之后所获得的评估被设置为持久图像浓度。
另外，在图像浓度评估中，连续输出3个纯黑图像，在该3个纯黑图像的片材面中提取10个点，并且将其平均值设置为纯黑图像浓度。此处，使用Spectrodensitometer 500(由X-Rite公司制造)评估实心图像浓度。以单色正常片材速度(120毫米/秒)输出印刷试验和评估图像。使用如下所述的符号Ο，Δ和×评估图像浓度。
Ο:纯黑图像上10点平均值不小于1.3
Δ:纯黑图像上10点平均值不小于1.1并且小于1.3
×:纯黑图像上10点平均值小于1.1
[雾评估]
雾是当少量调色剂被显影在不希望印刷的白色部分(未曝光部分)中时，表现为印刷版面沾污的图像缺陷。在感光鼓1接触显影辊14的显影压合部分N内，当调色剂电荷衰减或者调色剂极性反转时产生雾。已知关于调色剂的电荷提供性能特别是在高湿度环境中退化。当关于调色剂的电荷提供性能退化时，调色剂的电荷衰减，导致雾量的增加。
如下执行雾量评估方法。在纯白图像的印刷过程中停止成像装置的操作。在显影处理之后并且转印处理之前存在于感光鼓1上的调色剂被转印到透明带上，然后承载调色剂的带被粘附到记录片材等等上。同时将未承载调色剂的带粘附到相同记录片材上。使用光学反射系数计量器(由Tokyo Denshoku制造的TC-6DS)从上面粘附到记录片材的带测量通过绿色滤光器的光学反射系数，并且通过从未携带调色剂的带的反射系数中减去测量的光学反射系数，确定对应于雾的反射系数的量。评估该结果作为雾的量。在带的3个或更多个点处测量雾的量，并且确定其平均值。使用如下所述的符号Ο，Δ，×和××评估雾。
Ο:雾量少于1.0％
Δ:雾量不少于1.0％并且少于3.0％
×:雾量不少于3.0％并且少于5.0％
××:雾量为5.0％或更多
在将成像装置置于30℃并且80％RH的测试环境中24小时之后，并且在印刷100张和3000张之后，执行雾评估。通过连续传递印刷有具有5％图像比的水平线的记录图像的片材，执行印刷试验。更具体地，此处使用反复地印刷1条虚线并且留下19条虚线不印刷而形成的图像作为具有5％图像比的水平线的图像。此外，以正常速度(120毫米/秒)连续传递片材，而在低速模式(60毫米/秒)执行雾评估。传递100张之后所获得的评估被设置为初始雾，并且传递3000张之后所获得的评估被设置为持久雾。
[实心浓度差异评估]
在将成像装置置于30.0℃并且80％RH的测试环境中24小时以便适应环境之后，并且在印刷100张之后，执行实心浓度差异评估。通过连续传递印刷有具有5％图像比的水平线的记录图像的片材，执行100张印刷试验。通过输出单个纯黑图像，并且使用Spectrodensitometer 500(由X-Rite公司制造)评估输出的实心图像的前端和尾端之间的浓度差异，执行实心浓度差异评估。以单色正常片材速度(120毫米/秒)输出印刷试验和评估图像。使用如下所述的符号Ο和×进行评估。
Ο:片材前端和片材尾端之间的实心图像的浓度差异少于0.2
×:片材前端和片材尾端之间的实心图像的浓度差异等于或者超过0.2
[反复使用之后半色调图像的均匀性的评估]
在将成像装置置于30.0℃并且80％RH的测试环境中24小时以便适应环境之后，并且在印刷3000张之后，评估反复使用之后半色调图像的均匀性。通过连续传递印刷有具有5％图像比的垂直线的记录图像的片材，执行3000张印刷试验。以单色正常速度(120毫米/秒)输出印刷试验和评估图像。使用如下所述的符号Ο和×进行评估。在这个评估中，半色调图像是通过在主扫描方向上记录单条线然后留下4条线不记录所获得的条纹图案。半色调图像表示整体半色调浓度。
Ο:不能在视觉上识别半色调图像上的垂直线形状灰度级不均匀性
×:可在视觉上识别半色调图像上的垂直线形状灰度级不均匀性
<第二实施例的评估方法>
现在将描述在第二实施例中使用的估计方法。
(无清洁器系统中的初始雾评估)
与第一实施例的初始雾评估相同地评估根据第二实施例的无清洁器系统中的初始雾，并且因此省略其描述。
[无清洁器系统中的初始半色调浓度评估]
在将成像装置置于30.0℃并且80％RH的测试环境中24小时以便适应环境之后，并且在印刷100张之后，评估根据第二实施例的无清洁器系统中的初始半色调浓度。通过连续传递印刷有具有5％图像比的水平线的记录图像的片材，执行100张印刷试验。在图像评估中，印刷单个半色调图像。接着，连续传递印刷有具有2厘米宽度的垂直条纹的图像的20张片材，然后在也被连续传递的第21张片材上再次印刷半色调图像。以单色正常速度(120毫米/秒)输出印刷试验和评估图像。使用如下所述的符号Ο和×评估半色调浓度。在这个评估中，半色调图像是通过在主扫描方向上记录单条线然后留下4条线不记录所获得的条纹图案。该半色调图像表示总半色调浓度。
Ο:不能在视觉上识别第1和第21张片材上的半色调图像之间的浓度差异
×:可以在视觉上识别第1和第21张片材上的半色调图像之间的浓度差异
(评估结果)
表格1示出了上面所述的各个评估的结果。
[表格1]
首先，将基于第一实施例的评估结果比较第一个例子和第一个比较例子。
在第一个实施例的评估结果中，在不包括表层14b2的第一个比较例子中观察到雾的量增加。其原因被认为是显影压合部分N中大量的调色剂电荷衰减，并且特别是在反复使用之后，除了调色剂电荷衰减之外，关于调色剂的电荷提供性能减小，导致雾的量显著增加。在另一方面，在本发明的第一个例子中，即使在反复使用之后，也可以抑制雾的量。
在本发明的第一个例子中，通过形成高电阻矾土表层14b2，有效地抑制了调色剂电荷衰减。具体地，即使在反复使用之后，当关于调色剂的电荷提供性能减小时，也可以抑制显影压合部分N中的调色剂电荷衰减，并且因此可以抑制雾的量。另外，矾土表层14b2具有给调色剂负性充电的能力，并且因此可以显著地抑制雾的量增加(见图7)。
在第一个例子和第一个比较例子两者中，初始图像浓度都是令人满意的。在第一个例子中，形成高电阻表层14b2作为一个薄层，并且因此可以获得与常规成像装置类似的图像浓度。然而，在第一个比较例子中，在反复使用之后图像浓度减小。其原因被认为是，在反复使用之后，调色剂充电能力退化，导致转印效率的减小，并且作为结果，达到片材的调色剂的量减少。
此外，在第一个实施例中，在显影辊14和调整刮刀16之间提供电势差以便稳定显影辊14上的调色剂涂层。在向着显影辊14侧推送负电荷的方向上提供该电势差，并且因此一个力作用使得带负电荷的调色剂和调色剂表面上的电荷向着显影辊14侧定向。因此，在调整刮刀16接触显影辊14处的板压合部分内同样发生调色剂电荷衰减，导致调色剂电荷量的显著减少。结果，向鼓提供具有较小电荷量的调色剂，并且因此调色剂不太可能移动到转印压合部分(感光鼓1和一次转印装置5之间的相对位置)内。
在第一个例子中，即使当在反复使用之后调色剂退化，从而关于调色剂的电荷提供性能减小时，除了矾土表层14b2的电荷提供性能之外，可以在显影压合部分N以及调色剂接触调整刮刀16的板压合部分中稳定地抑制调色剂电荷衰减。结果，可以保持优良的可转印性。
接着，将描述第二个实施例的评估结果。
第二个实施例是不提供清洁刮刀9的例子，并且因此保持在感光鼓1上的未转印调色剂在通过充电辊2时被负性充电，然后在显影压合部分N中被显影部件4收集。另外，在这个例子中，Vback被增加到500V，以便改进在显影压合部分N中收集返回的调色剂的收集性能。在对应于相关技术的第一个比较例子中，因为Vback是较大，在通过显影压合部分N过程中发生大量的调色剂电荷衰减，并且结果，观察到雾的量的增加。另外，在第一个比较例子中，除了大量的雾之外，不能被转印的残留调色剂的量较大，并且因此极大量的调色剂到达充电辊2和感光鼓1之间的接触区域。因此，大量调色剂累积在充电辊2的表面上，并且因此不能获得所希望的充电性能。结果，半色调图像浓度发生变化。
在另一方面，在本发明的第一个例子中，因为Vback在第二个实施例中较大，尽管在经过显影压合部分N的过程中调色剂电荷很可能衰减，也可以获得令人满意的图像。其原因是在本发明的第一个例子中，可以有效地抑制调色剂电荷衰减，并且调色剂可被顺利地充电，并且因此可以抑制雾的量的显著增加。因此，可以保持优良的可转印性，并且因此可以显著地减小残余的未转印调色剂的量。结果，可以抑制由充电辊的污染所引起的半色调图像浓度的变化。
采用上面所述的根据本发明的第一个例子的显影辊14，可以在两个实施例中稳定地获得令人满意的图像。在第二个实施例的无清洁器系统中，可以显著地抑制剩余在感光鼓1上的未转印调色剂的量，并且因此可以抑制充电辊2的污染。即使当Vback被设置为较大以便改进收集性能时，也可以抑制雾的量，并且因此可以在显影部件4中有效地收集未转印的残留调色剂。
<<例子的优势>>
现在将描述本发明的例子相对于比较例子的优势。
在第一个实施例中，在第二个比较例子中出现的雾的量虽然小于第一个比较例子，仍然是比较大的。在第二个比较例子中，在表面上提供不包含碳的氨基酯层，以便抑制通过显影压合部分N过程中调色剂衰减的量。因此，经过之后的电荷衰减的量略微减少了，并且因此抑制了雾的量的增加。
然而，关于调色剂的电荷提供性能不好，并且因此，采用作为第二个实施例的无清洁器系统，雾的量以类似于第一个比较例子的方式增加了。另外，可转印性也不好，并且因此，由于充电辊的污染发生半色调图像浓度的变化。此外，电阻率与橡胶层的电阻率近似相同，而膜厚度大于橡胶层的膜厚度，并且因此初始图像浓度略微减小。
在第三个比较例子中，用铝金属膜覆盖表面以便改进电荷提供性能。因为平均膜厚度仅仅是0.2μm，未观察到初始图像浓度变化。在第一个实施例中，电荷提供性能是令人满意的，并且因此，也抑制了雾的量的增加。然而，因为形成了低电阻层，在通过显影压合部分N和板压合部分两者过程中调色剂电荷衰减。结果，当调色剂退化由于反复使用而发展，从而调色剂充电性能退化时，雾的量增加，并且由于可转印性的退化，图像浓度减小。
在第二个实施例的无清洁器系统中，Vback较大，并且因此在通过显影压合部分N过程中调色剂电荷极大地衰减，导致雾的量的增加。因此，雾调色剂到达并且累积在充电辊2上而没有被转印，并且结果由于可转印性的减小，发生半色调图像浓度的变化。另外，返回显影部件4而没有被显影的调色剂通常被供应辊15剥落，从而使得显影辊14上的调色剂得以刷新，并且结果抑制了显影历史。
在第三个比较例子中，关于调色剂的电荷提供性能极高，并且因此，供应辊15不能顺利地剥落调色剂。结果，在前端和尾端之间出现实心浓度的浓度差异。当剥落性能退化时，在显影辊的单次旋转过程中产生的实心图像的前端部分和在其后产生的部分之间发生的实心图像的浓度差异的原因可被简要地描述如下。当调色剂剥落性能不好时，在图像的形成之前，对应于显影辊的单次旋转的部分在若干次旋转中保持在显影辊14上，而不被前一次旋转等等印刷。结果，很可能累积过度充电的调色剂和更难以剥落的具有小颗粒直径的调色剂。在另一方面，对于显影辊向前的第二次旋转所产生的实心浓度，调色剂被从供应辊提供到显影辊，以便被立即提供给显影辊。因此，调色剂涂层的调色剂电荷量、颗粒直径等等与以前的值不同。结果，当印刷实心浓度图像时，在显影辊的单次旋转所产生的部分和后续部分之间出现浓度差异。
在另一方面，在本发明的第一个例子中，形成矾土表层14b2，并且因此调色剂被以适当电荷提供性能充电。因此，抑制了通过显影压合部分N过程中的调色剂电荷衰减，并且因此可以稳定地抑制雾的量。另外，可以抑制雾的量，而不施加过高的电荷量，并且因此，可以保持供应辊15的剥落性能。因此，可以抑制由于显影历史产生的实心图像浓度的差异，并且结果，可以获得稳定的图像。
<<第二个例子和第三个例子的比较>>
现在将通过例子比较进一步描述本发明的优势。在第二个例子中，表层电阻率是2×1010Ωcm。在第三个例子中，表层电阻率是8×1013Ωcm，并且平均膜厚度是0.2μm。在第二个例子中，表层14b2的电阻略低，并且因此在显影压合部分N中发生调色剂电荷衰减，导致对应的雾的量的略微增加。另外，在反复使用之后，出现图像浓度差异，并且在无清洁器系统中，出现半色调图像浓度差异。
同时，在第三个例子中，形成高电阻薄膜，但是在反复使用之后，半色调浓度图像的均匀性减小。现在将简要地描述其原因。在第三个例子中，磨损发生的方式在高印刷区域和低印刷区域之间不同，导致电阻的不均匀性。更具体地，在高印刷过程中，消耗显影辊14上的大量调色剂，并且因此，返回供应辊部分的调色剂的量极少。换言之，供应辊15和显影辊14彼此直接摩擦，从而使得矾土表层14b2更容易磨损。
在另一方面，在低印刷过程中，在显影压合部分N中消耗的显影辊14上的调色剂的量较少，并且返回供应辊15的调色剂的量大。结果，供应辊15和显影辊14不太可能彼此直接摩擦，并且因此，矾土表层14b2上的磨损量是小的。在第三个例子中，表层14b2具有8×1013Ωcm的极高电阻率，并且因此，即使当存在轻微的膜厚度不均匀性时，即使在显影辊14和感光鼓1之间施加电势差，在显影辊14部分中也出现电压降差异，导致半色调图像浓度的不均匀性的可能性的增加。结果，认为在反复使用之后，即，当印刷的片材的数目增加时，发生半色调浓度的不均匀性。因此，根据本发明的矾土表层14b2的电阻率优选地不低于1010Ωcm，并且不高于1014Ωcm，并且为了获得更稳定的图像，矾土表层14b2的电阻率更优选地不低于5×1010Ωcm，并且不高于5×1013Ωcm。
<<平均硬度、显微硬度和膜厚度之间的关系>>
现在将详细描述第四到第七例子以及第四到第十比较例子，以便说明平均硬度、显微硬度和膜厚度之间的关系。
(第四个例子)
现在将描述根据第四个例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第四个例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。
接着，制备胶体矾土溶液，并且将显影辊14浸泡在该胶体矾土溶液中直到橡胶层14b1，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:3的体积比搅拌并且混合由Kawaken FineChemicals有限公司制造的矾土溶胶液体50D和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在140℃干燥15分钟。显影辊14的平均硬度(Asker-C)为55度，并且根据纳米压痕法的表层硬度为60MPa。
(第五个例子)
现在将描述根据第五个例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第五个例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。
接着，制备胶体矾土溶液，并且将显影辊14浸泡在该胶体矾土溶液中直到橡胶层14b1，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:4的体积比搅拌并且混合由NissanChemical Industries公司制造的矾土溶胶液体520和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在200℃干燥15分钟。显影辊14的平均硬度(Asker-C)为68度，并且根据纳米压痕法的表层硬度为210MPa。
(第六个例子)
现在将描述根据第六个例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第六个例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此显影辊14的外直径被设置为φ11.5(mm)。
接着，制备胶体矾土溶液，并且将显影辊14浸泡在该胶体矾土溶液中直到橡胶层14b1，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:3的体积比搅拌并且混合由Kawaken FineChemicals有限公司制造的矾土溶胶液体50D和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在140℃干燥15分钟。显影辊14的平均硬度(Asker-C)为46度，并且根据纳米压痕法的表层硬度为60MPa。
(第七个例子)
现在将描述根据第七个例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第六个例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。
接着，制备胶体矾土溶液，并且将显影辊14浸泡在该胶体矾土溶液中直到橡胶层14b1，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:4的体积比搅拌并且混合由NissanChemical Industries公司制造的矾土溶胶液体520和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在140℃干燥15分钟。显影辊14的平均硬度(Asker-C)为68度，并且根据纳米压痕法的表层硬度为150MPa。
(第四个比较例子)
现在将描述根据第四个比较例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第四个比较例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。
接着，制备胶体矾土溶液，并且将显影辊14浸泡在该胶体矾土溶液中，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:3的体积比搅拌并且混合由Kawaken Fine Chemicals有限公司制造的矾土溶胶液体50D和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在80℃干燥15分钟。显影辊14的平均硬度(Asker-C)为43度，并且根据纳米压痕法的表层硬度为40MPa。
(第五个比较例子)
现在将描述根据第五个比较例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第五个比较例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。
接着，制备胶体矾土溶液，并且将显影辊14浸泡在该胶体矾土溶液中直到橡胶层14b1，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:4的体积比搅拌并且混合由NissanChemical Industries有限公司制造的矾土溶胶液体520和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在200℃干燥15分钟。显影辊14的平均硬度(Asker-C)为74度，并且根据纳米压痕法的表层硬度为210MPa。
(第六个比较例子)
现在将描述根据第六个比较例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第六个比较例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。
接着，制备胶体矾土溶液，并且将显影辊14浸泡在该胶体矾土溶液中直到橡胶层14b1，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:3的体积比搅拌并且混合由Kawaken FineChemicals有限公司制造的矾土溶胶液体50D和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在80℃干燥15分钟。显影辊14的平均硬度(Asker-C)为66度，并且根据纳米压痕法的表层硬度为40MPa。
(第七个比较例子)
现在将描述根据第七个比较例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第七个比较例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。
接着，制备胶体矾土溶液，并且将显影辊14浸泡在该胶体矾土溶液中直到橡胶层14b1，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:4的体积比搅拌并且混合由NissanChemical Industries有限公司制造的矾土溶胶液体520和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在200℃干燥60分钟。显影辊14的平均硬度(Asker-C)为55度，并且根据纳米压痕法的表层硬度为240MPa。
(第八个比较例子)
现在将描述根据第八个比较例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第八个比较例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。
接着，制备胶体矾土溶液，并且将显影辊14浸泡在该胶体矾土溶液中直到橡胶层14b1，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:4的体积比搅拌并且混合由NissanChemical Industries有限公司制造的矾土溶胶液体520和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在200℃干燥60分钟。显影辊14的平均硬度(Asker-C)为68度，并且根据纳米压痕法的表层硬度为240MPa。
(第九个比较例子)
现在将描述根据第九个比较例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第九个比较例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。
接着，制备胶体矾土溶液，并且将显影辊14浸泡在该胶体矾土溶液中直到橡胶层14b1，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:4的体积比搅拌并且混合由NissanChemical Industries有限公司制造的矾土溶胶液体520和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在140℃干燥15分钟。显影辊14的平均硬度(Asker-C)为43度，并且根据纳米压痕法的表层硬度为150MPa。
(第十个比较例子)
现在将描述根据第十个比较例子的显影辊14。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第十个比较例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。
接着，制备胶体矾土溶液，并且将显影辊14浸泡在该胶体矾土溶液中直到橡胶层14b1，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:4的体积比搅拌并且混合由NissanChemical Industries有限公司制造的矾土溶胶液体520和乙醇，制备此处使用的胶体矾土溶液。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在80℃干燥15分钟。显影辊14的平均硬度(Asker-C)为74度，并且根据纳米压痕法的表层硬度为120MPa。
<<评估方法>>
(持久雾评估)
在这个评估中，与第一个实施例的持久雾评估相同地计算雾，并且因此忽略其描述。
(从初期到反复使用之后的调色剂电荷保持性能)
类似于上面所述的雾测量，在纯白图像的印刷过程中停止成像装置。接着，使用由Hosokawa Micron Group制造的E-spart分析器测量显影辊14上的调色剂涂层的平均电荷量，然后使用如下所述的符号Ο和×进行评估。
Ο:印刷3000张之后的平均调色剂电荷量相对于印刷100张之后的平均调色剂电荷量被保持在60％或更高。
×:印刷3000张之后的平均调色剂电荷量相对于印刷100张之后的平均调色剂电荷量少于60％。
在将成像设备置于30℃并且80％RH的测试环境中24小时之后，并且在印刷100张和3000张之后，执行这个评估。通过连续传递印刷有具有5％图像比的水平线的记录图像的片材，执行印刷试验。更具体地，此处使用反复地印刷1条虚线并且留下19条虚线不印刷而形成的图像作为具有5％图像比的水平线的图像。此外，以正常速度(120毫米/秒)连续传递片材，而在低速模式(60毫米/秒)执行评估。
(反复使用之后调色剂电荷衰减率的评估)
评估显影辊14上的调色剂在经过感光鼓1接触显影辊14的显影压合部分N之前和之后的调色剂电荷量的变化。更具体地说，类似于上面所述的雾测量，在纯白图像的印刷过程中停止成像设备。接着，使用由Hosokawa Micron Group制造的E-spart分析器测量显影辊14上的调色剂在通过显影压合部分N之前和之后的平均调色剂电荷量。调色剂电荷衰减率被设置为相对于通过显影压合部分N之前的平均调色剂电荷量(Q/d)的通过显影压合部分N之前和之后的平均调色剂电荷量变化，并且使用如下所述的符号进行评估。
Ο:小于40％的衰减率
×:不小于40％并且小于60％的衰减率
××:60％或更大的衰减率
在将成像设备置于30℃并且80％RH的测试环境中24小时之后，并且在印刷3000张之后，执行这个评估。通过连续传递印刷有具有5％图像比的水平线的记录图像的片材，执行印刷试验。更具体地，此处使用反复地印刷1条虚线并且留下19条虚线不印刷而形成的图像作为具有5％图像比的水平线的图像。此外，以正常速度(120毫米/秒)连续传递片材，而在低速模式(60毫米/秒)执行评估。
表格2示出了评估结果。
[表格2]
<<评估结果>>
通过基于相应的评估结果比较第一个到第七个例子和第四个到第十个比较例子，现在将描述平均硬度(Asker-C)和显微硬度之间的关系。
图8是示出了相应比较例子中的关于持久雾的评估结果的视图。首先，从图8中明显可见，在平均硬度(Asker-C)超过70度的第五个和第十个比较例子中，调色剂电荷量保持性能退化，并且反复使用之后雾的量增加。关于电荷提供性能的变化和衰减率，变化主要发生在电荷提供性能方面。因此，关于雾的量增加的可能原因，平均硬度(Asker-C)表示显影辊14的平均硬度，并且因此施加于调色剂的压力增加，导致外部添加剂等等更深地嵌入显影辊14，并且结果，关于调色剂的电荷提供性能退化。
在另一方面，在本发明的第五个和第七个例子中，平均硬度(Asker-C)不高于70度，并且因此可以抑制雾的量的增加。其原因被认为是调色剂电荷量保持性能是令人满意的，并且因此抑制了调色剂退化。因为平均硬度低，不会给调色剂施加过大的应力，并且因此调色剂退化不会发展。另外，在平均硬度(Asker-C)同样不高于70度而且低于45度的第四个和第九个比较例子中，雾的量增加。其原因是因为作为显影辊14的总硬度的平均硬度(Asker-C)低于45度，在与感光鼓1接触时显影辊14大量变形。在显影辊14的表面上形成的矾土表层14b2必须同样变形。然而，矾土表层14b2不像橡胶层14b1那样柔韧，并且因此不能容易跟随橡胶层14b1的变形。结果，在矾土表层14b2中形成裂纹。当矾土表层14b2在大湿度环境中产生裂纹时，在其中形成间隙，并且结果，表面的电阻由于吸湿而减小。因此，调色剂电荷衰减抑制效果被削弱，导致雾的量的增加。
此外，在第四个比较例子中，与第九个比较例子相比，雾的量以较大的量增加。在第四个比较例子中，平均硬度(Asker-C)小于45度，并且显微硬度小于50MPa。当显微硬度为50MPa时，矾土表层14b2是软的，并且因此当其相对于与显影辊14接触的组件摩擦时，矾土表层14b2磨损。因此，在反复使用之后，膜厚度减小，导致所希望的电阻的减小，并且因此，调色剂电荷衰减得以发展。结果，雾的量显著地增加。
与第六个比较例子类似，显微硬度小于50MPa，并且因此矾土表层14b2是易碎的。因此，矾土表层14b2磨损，导致雾的量的增加。在第七个和第八个比较例子中，尽管平均硬度(Asker-C)不低于45度并且不高于70度，并且显微硬度不低于50MPa，但是雾的量增加。在第七个和第八个比较例子中，显微硬度为220MPa，并且因此矾土表层14b2被认为太硬，从而不能跟随橡胶层14b1的变形。因此，以类似于第四个和第九个比较例子的方式形成裂纹，导致调色剂衰减的量和雾的量的增加。
在本发明的第五个例子中，显微硬度不大于220MPa，并且因此矾土表层14b2能够跟随橡胶层14b1的变形，这意味着其中不会形成裂纹。结果，可以抑制调色剂电荷量的衰减和雾的量的增加。
因此，在本发明中，如上所述，Asker-C硬度优选地不低于45度并且不高于70度，并且显微硬度优选地不低于50MPa并且不高于220MPa。在这个条件下，可以适当地抑制由于调色剂的外部添加剂等等中的调色剂退化而产生的摩擦带电性能的减小，以及由于矾土表层内的裂纹和矾土表层上的磨损而产生的调色剂电荷量的衰减。结果，可以抑制雾的量随时间的增加。
(第八个例子)
现在将描述本发明的第八个例子。下面的描述主要集中于与第一个例子的差异。在第八个例子中使用的显影辊14被如下制造。在具有外直径φ6(mm)并且作为导电支撑组件的芯金属电极14a的外周上提供包含导电剂的导电橡胶层14b1，借此外直径被设置为φ11.5(mm)。在第八个例子中，使用聚氨酯橡胶。
接着，制备矾土溶胶溶液，并且将显影辊14浸泡在该矾土溶胶溶液中直到橡胶层14b1，以便形成1.5μm的矾土表层14b2。通过以1:9的体积比搅拌并且混合作为一种烷醇铝的仲丁醇铝(Al(O-sec-Bu)3)和异丙醇，制备此处使用的矾土溶胶溶液。另外，在该烷醇铝中掺合乙酰丙酮作为稳定剂，以便获得1的摩尔比，然后将得到的混合物在室温下搅拌3小时，以便制备铝溶胶液体。
此外，在第八个例子中，在被浸泡之前对橡胶层14b1的表面进行紫外线照射，以便改进矾土溶胶溶液的涂敷性能和粘性。在形成矾土表层14b2之后，显影辊14被在200℃干燥15分钟。显影辊14的电阻为105Ω，并且Asker-C硬度为45度。表层电阻率是1010Ωcm，并且橡胶层电阻率是109Ωcm。另外，根据纳米压痕法的表层硬度是120MPa。
在本发明中，矾土表层14b2的孔隙分布的平均值优选地不小于0.1nm，并且不大于500nm。使用由Micromeritics制造的Tristar 3000测量矾土表层14b2的孔隙分布的平均值。当孔隙分布的平均值小于0.1nm时，膜的软度减小，从而矾土表层14b2不能容易地跟随橡胶层14b1的变形，并且结果，更快速地形成裂纹。
在另一方面，当孔隙分布的平均值大于500nm时，矾土表层14b2变得易碎，并且因此变为更快速地磨损。结果，由于裂纹或者磨损，发生由调色剂电荷衰减的增加所引起雾的量的增加。第八个例子中的平均孔隙分布是10nm，并且因此矾土表层14b2表现出优良的软度。因此，可以在第一实施例和第二实施例两者中随时间获得稳定的图像。具体地，矾土表层14b2由作为一种铝原料的烷醇铝形成，并且因此，矾土表层14b2的均匀性和其与橡胶层14b1的粘性是令人满意的。结果，可以防止矾土表层14b2产生裂纹和从橡胶层14b1剥落，并且因此，获得了改进的持久性。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，应当理解，本发明不限于公开的示例性实施例。下面的权利要求的范围与最宽的解释一致，以便包括所有这种修改和等同结构和功能。

Claims (10)

1.一种显影剂承载组件，所述显影剂承载组件能够在其表面上承载显影剂，并且当向所述显影剂承载组件施加电压时，所述显影剂承载组件将承载在表面上的显影剂提供给图像承载组件的表面，其特征在于，所述显影剂承载组件包括：
弹性层；和
表层，所述表层覆盖所述弹性层，所述表层包含矾土并且具有比弹性层高的体电阻率，
其中所述显影剂承载组件的Asker-C硬度不低于45度，并且不高于70度，以及
使用纳米压痕法测量的所述显影剂承载组件的显微硬度不低于50MPa，并且不高于220MPa。
2.根据权利要求1所述的显影剂承载组件，其中所述显影剂承载组件的体电阻大于2×104Ω，并且小于5×106Ω。
3.根据权利要求1或者2所述的显影剂承载组件，其中所述表层的厚度不小于0.01μm，并且不大于5.0μm，以及
所述表层的体电阻率不小于1010Ωcm，并且不大于1014Ωcm。
4.根据权利要求1或者2所述的显影剂承载组件，其中所述表层的厚度不小于0.1μm，并且不大于2.5μm，以及
所述表层的体电阻率不小于5×1010Ωcm，并且不大于5×1013Ωcm。
5.根据权利要求1或者2所述的显影剂承载组件，其中所述表层的孔隙分布的平均直径不小于0.1nm，并且不大于500nm。
6.根据权利要求1或者2所述的显影剂承载组件，其中使用胶体矾土溶液形成所述表层。
7.根据权利要求1或者2所述的显影剂承载组件，其中通过对烷醇铝进行水解处理和缩合处理形成所述表层。
8.一种显影部件，其特征在于，所述显影部件包括：
容纳显影剂的显影剂容器；和
根据权利要求1或者2所述的显影剂承载组件。
9.一种能拆卸地附接到成像装置的主体以便执行成像处理的处理盒，包括：
能够承载显影剂图像的图像承载组件；和
根据权利要求1或者2所述的显影剂承载组件，所述显影剂承载组件通过对图像承载组件上的静电潜像进行显影而形成显影剂图像。
10.一种成像装置，包括：
能够承载显影剂图像的图像承载组件；
根据权利要求1或者2所述的显影剂承载组件，所述显影剂承载组件通过对图像承载组件上的静电潜像进行显影而形成显影剂图像；和
用于向所述显影剂承载组件施加电压的施加装置。
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