CN104749924B - 图像形成设备、图像形成方法、显影设备和显影方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图像形成设备、图像形成方法、显影设备和显影方法。提供一种显影设备，其包括：用于使静电潜像显影的调色剂、用于承载调色剂的调色剂承载体和用于调节由调色剂承载体承载的调色剂的层厚度的调节构件。配置调色剂承载体使得与静电潜像承载构件接触。调色剂承载体包括基体、弹性层和含有聚氨酯树脂的表面层。聚氨酯树脂具有源自由结构式(1)表示的化合物与多异氰酸酯之间的反应的部分结构。调色剂含有各自含有粘结剂树脂和磁性材料的调色剂颗粒，和无机细颗粒。调色剂具有9.5μm‑14.0μm的重均粒径(D4)。调色剂具有50以上且56以下的空隙率。

Description

图像形成设备、图像形成方法、显影设备和显影方法
技术领域
本发明涉及各自采用电子照相法的图像形成设备、图像形成方法、显影设备和显影方法。
背景技术
尽管各自已知很多方法作为电子照相法，通常的方法如下所述。使用光导电性物质通过各种元件在静电潜像承载体上形成静电潜像。接着，使用调色剂将静电潜像显影从而转变成可视图像并将调色剂图像根据要求转印至记录介质如纸上。之后，将调色剂图像通过热、压力等定影至记录介质上以提供复件。复印机、打印机等可用作此类图像形成设备。
近年来，此类打印机或复印机从模拟系统至数字系统的转变已取得进展，因此强烈要求打印机或复印机具有优异的潜像再现性和高分辨率。与此同时，特别地，已强烈要求打印机的小型化。
到目前为止，打印机已经以以下方式用于很多场合。将打印机连接至网络并且很多人用打印机进行打印。然而，近年来，对以下方式的要求一直在增长。将PC和打印机放置在个人桌上，并且个人在手边进行打印。为此，打印机的空间的节省是必要的，因此对打印机的小型化的要求已强烈。
此外，即使已强烈要求此类小型打印机具有高的图像品质和即使当长时间使用打印机时图像品质变化也小的如此高的耐久性。
此处，关注打印机的小型化。定影装置的小型化和显影设备的小型化主要对小型化有效果。特别地，后者占有打印机的体积的相当大的部分，因此显影设备的小型化对打印机的小型化可以说是至关重要的。
考虑显影体系。双组分显影体系或单组分显影体系可用作打印机的显影体系，但是单组分显影是合适的在某种意义上可以获得小型打印机。这是因为不使用载体。
接着，考虑单组分显影中的小型化。静电潜像承载构件或调色剂承载体的直径的降低对显影设备的小型化是有效的。
此外，无清洁器系统特别适用于显影设备的小型化。很多打印机中，转印步骤之后静电潜像承载构件上残留的调色剂(下文中称为“转印残留调色剂”或“残留调色剂”)通过清洁刮板等刮掉并回收在清洁器容器中。然而，无清洁器系统可以显著地降低显影设备的尺寸，因为该系统没有清洁刮板和清洁器容器。
同时，无清洁器系统涉及其特有的问题。一个问题是残留调色剂的回收性。无清洁器系统中，在调色剂承载体和静电潜像承载构件彼此抵接的区域(下文中称为“显影区域”)在调色剂承载体中回收残留调色剂。然而，当残留调色剂的回收性不良时，调色剂在被承载在静电潜像承载构件上的同时残留，这引起图像缺陷如起雾增加或无清洁器重影。此处，无清洁器重影是其中转印之后的残留调色剂不在显影部回收并在以下转印步骤中转印的现象。
关注回收性。低温低湿环境中，易于发生调色剂的过度带电并且调色剂对静电潜像承载构件的粘附力增加。结果，残留调色剂的回收性趋于劣化。
为了解决此类问题，已报道，例如，当将直流电压叠加在显影偏压的交流电压上或控制调色剂的圆形度和残余磁化强度时，常温常湿环境中甚至无清洁器系统也可以维持良好的图像品质(参见日本专利申请特开No.2005-173484和日本专利申请特开No.2006-154093)。
然而，即是当使用此类显影设备和调色剂时，低温低湿环境中的回收性也易于改进。
另一方面，当考虑到改进低温低湿环境中的回收性降低调色剂的带电量以降低调色剂和静电潜像承载构件之间的粘附力时，特别是在高温高湿环境中起雾恶化。通常，起雾的调色剂几乎不转印，因其带电极性与正规带电极性相反或其带电量基本为零。此外，无清洁器系统中，不存在用于刮掉残留调色剂的机构如清洁刮板，因此残留调色剂污染充电构件。当充电构件被污染时，不能获得与预设电位(静电潜像承载构件上的电位)相同的电位，因此起雾趋向更易于增加。
如上所述，无清洁器系统中，难以获得低温低湿环境中残留调色剂的回收性和高温高湿环境中起雾的抑制之间的兼容性，因此该系统存在进一步改进的余地。
发明内容
本发明的目的是提供各自即使在高温高湿环境下也提供起雾被抑制的图像、并且即使在低温低湿环境下也提供良好的回收性的显影设备、显影方法、图像形成设备和图像形成方法。
根据本发明的一个实施方式，提供图像形成设备，其包括：
静电潜像承载构件；
充电单元，用于使静电潜像承载构件的表面带电；
图像曝光单元，用于使用图像曝光光照射静电潜像承载构件的带电的表面，以在静电潜像承载构件的表面上形成静电潜像；
显影设备，用于使静电潜像承载构件的表面上形成的静电潜像显影，以在静电潜像承载构件的表面上形成调色剂图像；
转印单元，用于将在静电潜像承载构件的表面上形成的调色剂图像经由或不经中间转印构件转印至转印材料上；和
定影单元，用于将转印至转印材料上的调色剂图像定影至转印材料上，
构造图像形成设备以用显影设备回收将调色剂图像转印之后在静电潜像承载构件的表面上的转印残留调色剂，
其中：
显影设备包括
调色剂，用于使静电潜像显影，
调色剂承载体，用于承载调色剂，和
调节构件，用于调节由调色剂承载体承载的调色剂的层厚度；
配置调色剂承载体使得与静电潜像承载构件接触；
调色剂承载体包括
基体，
弹性层，和
含有聚氨酯树脂的表面层；
聚氨酯树脂具有源自
由以下结构式(1)表示的化合物和
多异氰酸酯之间的反应的部分结构；
调色剂包括磁性调色剂，磁性调色剂包括
各自含有粘结剂树脂和磁性材料的调色剂颗粒，和
无机细颗粒；
调色剂具有9.5μm以上且14.0μm以下的重均粒径(D4)；和
从以下数学式(1)获得的调色剂的空隙率为50以上且56以下：
空隙率＝((真密度-振实密度)/真密度)×100………数学式(1)
结构式(1)
结构式(1)中：
n表示1以上且4以下的整数；
R3各自独立的表示选自由以下(a)-(c)组成的组的基团：
(a)具有2个以上且8个以下的碳原子的羟基烷基，
(b)具有2个以上且8个以下的碳原子的氨基烷基，和
(c)由以下结构式(2)表示的基团；和
R4表示具有2个以上且4个以下的碳原子的亚烷基：
结构式(2)
结构式(2)中：
m为2或3；和
R5表示具有2个以上且5个以下的碳原子的亚烷基。
此外，根据本发明的一个实施方式，提供图像形成方法，其包括：
使静电潜像承载构件的表面带电的充电步骤；
用图像曝光光照射静电潜像承载构件的带电表面以在静电潜像承载构件的表面上形成静电潜像的图像曝光步骤；
用显影设备使静电潜像承载构件的表面上形成的静电潜像显影以在静电潜像承载构件的表面上形成调色剂图像的显影步骤；
将在静电潜像承载构件的表面上形成的调色剂图像经由或不经中间转印构件转印至转印材料的转印步骤；和
将转印至转印材料上的调色剂图像定影至转印材料上的定影步骤，
图像形成方法包括用显影设备回收将调色剂图像转印之后在静电潜像承载构件的表面上的转印残留调色剂，
其中：
显影设备包括
调色剂，用于使静电潜像显影，
调色剂承载体，用于承载调色剂，和
调节构件，用于调节由调色剂承载体承载的调色剂的层厚度；
配置调色剂承载体使得与静电潜像承载构件接触；
调色剂承载体包括
基体，
弹性层，和
含有聚氨酯树脂的表面层；
聚氨酯树脂具有源自
由结构式(1)表示的化合物和
多异氰酸酯之间的反应的部分结构；
调色剂包括磁性调色剂，磁性调色剂包括
各自含有粘结剂树脂和磁性材料的调色剂颗粒，和
无机细颗粒；
调色剂具有9.5μm以上且14.0μm以下的重均粒径(D4)；和
从数学式(1)获得的调色剂的空隙率为50以上且56以下。
此外，根据本发明的一个实施方式，提供用于使在静电潜像承载构件的表面上形成的静电潜像显影以在静电潜像承载构件的表面上形成调色剂图像的显影设备，
显影设备包括：
调色剂，用于使静电潜像显影；
调色剂承载体，用于承载调色剂；和
调节构件，用于调节由调色剂承载体承载的调色剂的层厚度，
其中：
配置调色剂承载体使得与静电潜像承载构件接触；
调色剂承载体包括
基体，
弹性层，和
含有聚氨酯树脂的表面层；
聚氨酯树脂具有源自
由结构式(1)表示的化合物和
多异氰酸酯之间的反应的部分结构；
调色剂包括磁性调色剂，磁性调色剂包括
各自含有粘结剂树脂和磁性材料的调色剂颗粒，和
无机细颗粒；
调色剂具有9.5μm以上且14.0μm以下的重均粒径(D4)；和
从数学式(1)获得的调色剂的空隙率为50以上且56以下。
此外，根据本发明的一个实施方式，提供显影方法，其包括用显影设备将在静电潜像承载构件的表面上形成的静电潜像显影以在静电潜像承载构件的表面上形成调色剂图像，
其中：
显影设备包括
调色剂，用于使静电潜像显影，
调色剂承载体，用于承载调色剂，和
调节构件，用于调节由调色剂承载体承载的调色剂的层厚度；
配置调色剂承载体使得与静电潜像承载构件接触；
调色剂承载体包括
基体，
弹性层，和
含有聚氨酯树脂的表面层；
聚氨酯树脂具有源自
由结构式(1)表示的化合物和
多异氰酸酯之间的反应的部分结构；
调色剂包括磁性调色剂，磁性调色剂包括
各自含有粘结剂树脂和磁性材料的调色剂颗粒，和
无机细颗粒；
调色剂具有9.5μm以上且14.0μm以下的重均粒径(D4)；和
从数学式(1)获得的调色剂的空隙率为50以上且56以下。
根据本发明的实施方式，可以提供各自即使在高温高湿环境下也提供起雾被抑制的图像、并且即使在低温低湿环境下也提供良好的回收性的显影设备、显影方法、图像形成设备和图像形成方法。
参考附图，本发明的进一步特征将从以下示例性实施方式的描述变得明显。
附图说明
图1为示出根据本发明的调色剂承载体的实例的示意性截面图。
图2为示出根据本发明的显影设备的实例的示意性截面图。
图3为示出根据本发明的包括显影设备的图像形成设备的实例的示意性截面图。
图4为示出根据本发明的显影设备的实例的示意性截面图。
具体实施方式
现在将根据附图详细描述本发明的优选实施方式。
本发明的显影设备为使在静电潜像承载构件的表面上形成的静电潜像显影以在静电潜像承载构件的表面上形成调色剂图像的显影设备，
显影设备包括：
调色剂，用于使静电潜像显影；
调色剂承载体，用于承载调色剂；和
调节构件，用于调节由调色剂承载体承载的调色剂的层厚度，
其中：
配置调色剂承载体使得与静电潜像承载构件接触；
调色剂承载体包括
基体，
弹性层，和
含有聚氨酯树脂的表面层；
聚氨酯树脂具有源自
由以下结构式(1)表示的化合物和
多异氰酸酯之间的反应的部分结构；
调色剂包括磁性调色剂，磁性调色剂包括
各自含有粘结剂树脂和磁性材料的调色剂颗粒，和
无机细颗粒；
调色剂具有9.5μm以上且14.0μm以下的重均粒径(D4)；和
从以下数学式(1)获得的调色剂的空隙率为50以上且56以下：空隙率＝((真密度-振实密度)/真密度)×100………数学式(1)
结构式(1)
结构式(1)中：
n表示1以上且4以下的整数；
R3各自独立的表示选自由以下(a)-(c)组成的组的基团：
(a)具有2个以上且8个以下的碳原子的羟基烷基，
(b)具有2个以上且8个以下的碳原子的氨基烷基，和
(c)由以下结构式(2)表示的基团；和
R4表示具有2个以上且4个以下的碳原子的亚烷基：
结构式(2)
结构式(2)中：
m为2或3；和
R5表示具有2个以上且5个以下的碳原子的亚烷基。
由本发明的发明人作出的详细的研究已发现，使用其表面层中含有特定的聚氨酯树脂的调色剂承载体、以及具有特定的重均粒径(D4)和特定的空隙率的调色剂能够实现高温高湿环境中起雾的抑制和低温低湿环境中调色剂的回收性之间的兼容性。因此，发明人完成本发明。
以下描述前述理由。
首先，使调色剂快速地带电以在调色剂难以带电的高温高湿环境中可以抑制起雾是重要的。如前所述，无清洁器系统中，与具有清洁器的传统系统中相比，由于污染充电构件而起雾恶化，且因此对起雾抑制的需求变得严格。
关于高温高湿环境中的起雾，对于在调色剂难以带电的高温高湿环境中获得均匀的带电性，以下两个条件可能是必要的。一个条件是构件的带电性高，以及另一个条件是调色剂具有很多带电的机会。关于第一个条件，即，构件的带电性，调色剂可以通过使其与调色剂承载体接触并且与承载体摩擦而带电。就前述观点而言，发明人已对要引入调色剂承载体的表面层中的化合物做了各种研究，结果，已发现具有源自由结构式(1)表示的化合物与多异氰酸酯之间的反应的部分结构的聚氨酯树脂具有高的带电能力。前述的理由如下所述。由结构式(1)表示的化合物在其中心具有氮原子(N)且氮原子具有孤电子对，因此由结构式(1)表示的化合物为路易斯碱。路易斯碱为电子给予性的，因此使调色剂与具有源自由结构式(1)表示的化合物和多异氰酸酯之间的反应的部分结构的聚氨酯树脂接触能够提供充分的带电量。此外，由结构式(1)表示的化合物和多异氰酸酯之间的反应导致形成此类交联结构使得由结构式(1)表示的化合物的结构的周围产生很多氨基甲酸酯基或脲基。结果，化合物的显微硬度(microscopic hardness)增加，因此即使在调节调色剂调节构件和调色剂承载体彼此抵接的部分(下文中缩写为“调节部”)中的调色剂时，调色剂也很少在调色剂承载体的表面下陷。结果，可以维持调色剂的良好的滚动性，且因此改进调色剂的带电性。
接着，考虑调色剂承载体上的调色剂的行为。调色剂通过调色剂承载体来输送，并且在调节部中，通过调色剂承载体输送调色剂的力和通过来自调节刮板的按压力的力作用在调色剂上。结果，在似混合而替换的同时，输送调色剂承载体表面上的调色剂。此外，当调色剂在调节部中滚动并替换时，使调色剂与调色剂承载体接触并与承载体摩擦。因此，使调色剂带电以带有电荷。
此时重要的是将调色剂在调节部中滚动并替换。然而，抵接部中，使调色剂通过来自调节刮板的按压力压缩从而使其成为堆积的状态。当调色剂密集地堆积在调节部中时，调节调色剂的运动，因此限制其良好的滚动性和良好的替换性。因此，压缩时调色剂具有一些空隙是重要的。
由于以上原因，压缩调色剂时的空隙率，即，由数学式(1)表示的空隙率为50以上且56以下是重要的。
调色剂的空隙率小于50的情况是不优选的，因为压缩的调色剂的空隙率低，调节部中调色剂的滚动性或替换性易于不充分，并且损害其快速带电。此外，调色剂的细粉的量大的情况下或调色剂的流动性不良的情况下，空隙率易于大于56。任意的此类情况也都是不优选的，因为由于细粉或不良流动性的影响起雾易于增加。
应注意如由数学式(1)表示的，空隙率通过用调色剂的真密度和振实密度之间的差除以真密度而测定，并且表示轻敲(tap)调色剂时、调色剂的颗粒之间存在的空隙比。如前所述限定轻敲调色剂时的空隙率的理由是调节部中调色剂被压缩。因此，假定轻敲后的调色剂可以为接近于调节部中的压缩状态。
调色剂的空隙率可以通过调节调色剂的粒径或形状、外部添加剂的种类或量、或外部添加步骤时的生产条件来控制。
目前如上所述，用于本发明的调色剂承载体在其表面层中含有具有源自由结构式(1)表示的化合物和多异氰酸酯之间的反应的部分结构的聚氨酯树脂，因此具有高的带电性；此外，调色剂具有适度的空隙率，因此可以获得很多的带电机会。由于那两点之间的协同效果，即使在调色剂难以带电的高温高湿环境中，也可以获得快速且高的带电性，并且可以抑制起雾。
接着，描述低温低湿环境中的回收性。以下事实对改进回收性可能是重要的：调色剂对静电潜像承载构件的粘附力低；和调色剂在显影区域具有适当的带电性，以及残留调色剂(转印残留调色剂)和调色剂承载体上的调色剂彼此替换。以下描述前述理由。
当调色剂对静电潜像承载构件的粘附力高时，调色剂粘附至静电潜像承载构件，因此回收性变得不良。此外，无清洁器系统中，调色剂承载体上的调色剂和残留调色剂二者就像彼此替换似的彼此混合，从而回收残留调色剂。
就前述观点而言，关注粘附力。粘附力为非静电力(范德华力)和静电力(镜像力)的总和。因此，降低范德华力和镜像力二者是重要的。
首先，描述范德华力。随着调色剂粒径增加，调色剂和静电潜像承载构件之间的接触面积降低，因此范德华力降低。因此，本发明中使用的调色剂的重均粒径(D4)为9.5μm以上且14.0μm以下是重要的。
接着，描述镜像力。本发明中使用的调色剂承载体在其表面层中含有具有源自由结构式(1)表示的化合物和多异氰酸酯之间的反应的部分结构的聚氨酯树脂，因此可以得到快速的带电性。对于低温低湿环境中是同样的，但是另一方面，可以说调色剂处于易于发生其过度带电的状态。
然而，如上所述本发明中使用的调色剂具有50以上的空隙率，因此调色剂在调节部中几乎不压缩，并且可以维持调色剂的良好的滚动性和良好的替换性。此外，本发明中使用的调色剂的重均粒径(D4)大到9.5μm以上，因此其比表面积比小直径调色剂的小并且调色剂的电荷量降低。因此，由于调节部中调色剂的滚动性和替换性良好的事实、和调色剂的电荷量降低的事实之间的协同效果，即使在低温低湿环境中，也不发生过度带电并且可以降低镜像力。
如上所述，本发明中使用的调色剂的范德华力和镜像力低，因此可以降低粘附力。
接着，考虑显影区域中的调色剂的行为。如前所述，为了可以回收残留调色剂，调色剂承载体上的调色剂和残留调色剂彼此替换是重要的。目前已经描述调节部中调色剂的滚动性和替换性，但是对于显影区域是同样的。
即，在本发明中使用的调色剂的情况下，调色剂承载体上的调色剂的滚动性和替换性在显影区域中也良好。此外，调色剂的粘附力低，因此在显影区域中残留调色剂容易与调色剂承载体上的调色剂混合。此外，残留调色剂可能具有各种带电性，但是当在显影区域中残留调色剂与调色剂承载体上的调色剂混合，并且与含有特定的化合物的、本发明中使用的调色剂承载体接触并与承载体摩擦时，残留调色剂可以具有与调色剂承载体上的调色剂相同的带电性。
因此，本发明中，即使在回收性易于劣化的低温低湿环境中，也可以维持良好的回收性，并且可以在高温高湿环境中抑制起雾。
本发明中使用的调色剂具有优选为1.30以下、更优选1.25以下的其重均粒径(D4)与其数均粒径(D1)之比D4/D1。比值D4/D1为1.30以下的情况意味着调色剂的粒径分布是尖锐的。
如目前所述，本发明中使用的调色剂的粘附力低是重要的。粘附力也取决于调色剂的粒径。随着粒径降低，粘附力增加，并且随着粒径增加，粘附力降低。因此，粒径分布优选为尖锐的，因为调色剂颗粒之间的粘附力的变化降低，因此调节部中调色剂的替换性容易变得良好。此外，本发明中使用的调色剂的重均粒径(D4)为9.5μm以上且14.0μm以下。因此，比值D4/D1为1.30以下的情况是极其优选的，因为这种情况意味着细粉的量小，且因此减轻起雾。
本发明中使用的调色剂的玻璃化转变温度(Tg)优选为40.0℃以上且70.0℃以下。由于可以在维持其良好的定影性的同时可以改进调色剂的贮存稳定性和耐久性，因此玻璃化转变温度优选落入该范围内。
尽管本发明中使用的调色剂的粘结剂树脂的例子包括乙烯基系树脂和聚酯系树脂，树脂不特别局限于此并且可以使用常规已知的树脂。
可以使用的粘结剂树脂的具体的例子包括：苯乙烯及其取代的衍生物的均聚物，如聚苯乙烯和聚乙烯基甲苯；苯乙烯系共聚物如苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、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-丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物、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-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物；以及聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚乙酸乙烯基酸、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂和聚丙烯酸树脂。可以单独使用那些树脂的一种，或组合使用其两种以上。其中，例如，就显影特性和定影性而言，特别优选苯乙烯系共聚物和聚酯树脂。
本发明中使用的调色剂中，为了改进带电特性，可以根据需要共混电荷控制剂。已知的试剂可以用作电荷控制剂，并且特别优选具有以下特性的电荷控制剂：可以高速带电并且可以稳定地维持一定带电量的试剂。电荷控制剂的具体的例子包括：芳香族羧酸如水杨酸、烷基水杨酸、二烷基水杨酸、萘甲酸和二羧酸的金属化合物；偶氮染料和偶氮颜料的金属盐和金属复合物；侧链中各自具有磺酸基或羧酸基的高分子化合物；硼化合物；尿素化合物；硅化合物和杯芳烃。
此类电荷控制剂的用量由粘结剂树脂的种类、是否存在任意其它添加剂和包括分散方法的调色剂的生产方法来确定，因此没有特别限制。然而，当将电荷控制剂内部添加至各调色剂颗粒时，相对于100质量份粘结剂树脂，电荷控制剂优选以0.1质量份以上且10.0质量份以下、更优选0.1质量份以上且5.0质量份以下范围内的量使用。此外，当将电荷控制剂外部添加至各调色剂颗粒时，相对于100质量份调色剂，用量优选为0.005质量份以上且1.000质量份以下、更优选0.010质量份以上且0.300质量份以下。
本发明中使用的调色剂可以含有脱模剂以改进其定影性，并且相对于粘结剂树脂，脱模剂的含量优选为1.0质量％以上且30.0质量％以下，更优选3.0质量％以上且25.0质量％以下。
脱模剂的含量小于1.0质量％是不优选的，因为低温污损性抑制效果不良。脱模剂的含量大于30.0质量％是不优选的，因为调色剂的长期贮存稳定性劣化，调色剂的带电均匀性由于例如脱模剂向调色剂表面的渗出而变得不良，因此调节不良易于恶化。
可以用于本发明中使用的调色剂的脱模剂的例子包括：石油系蜡如石蜡、微晶蜡、或矿脂及其衍生物；褐煤蜡及其衍生物；通过费托法获得的烃蜡及其衍生物；以聚乙烯为代表的聚烯烃蜡及其衍生物；以及天然蜡如巴西棕榈蜡或小烛树蜡及其衍生物。衍生物包括氧化物，和与乙烯基系单体的嵌段共聚物或接枝改性产物。此外，也可以使用，例如，高级脂肪族醇、脂肪酸如硬脂酸或棕榈酸、酰胺蜡、酯蜡、氢化蓖麻油及其衍生物、植物蜡和动物蜡。
此外，通过使用差示扫描量热仪(DSC)测量的升温时的最大吸热峰温度来测定的任意此类脱模剂的熔点优选为60℃以上且140℃以下，更优选65℃以上且120℃以下。熔点为60℃以下的情况是不优选的，因为调色剂的粘度易于降低，因此易于发生其熔着至调色剂承载体。另一方面，熔点为140℃以上的情况是不优选的，因为调色剂的低温定影性易于劣化。
将脱模剂的熔点定义为使用DSC测量时其吸热峰的峰顶。吸热峰的峰顶的测量根据ASTM D 3417-99来测量。例如，由Perkin Elmer,Inc.制造的DSC-7、由TA Instruments制造的DSC2920或由TA Instruments制造的Q1000可以用于此类测量。将铟和锌的熔点用于任意此类设备的检测部的温度校正，并将铟的熔解热用于热量的校正。测量中，将由铝制成的盘用于测量样品并将空盘设为参比。
本发明中使用的调色剂含有磁性材料，并且相对于100质量份粘结剂树脂，磁性材料的含量优选为20质量份以上且150质量份以下。
应注意调色剂中磁性材料的含量可以使用由PerkinElmer,Inc.制造的热分析仪TGA7来测量。测量方法如下所述。在氮气气氛下，将调色剂以25℃/min的升温速率从常温下加热至900℃。将100℃-750℃范围内的减量(质量％)定义为粘结剂树脂的量，并将残留的质量近似地定义为磁性材料的量。
磁性材料使用磁性铁氧化物如四氧化三铁或γ-铁氧化物作为主组分，并且可以含有，例如磷、钴、镍、铜、镁、锰、铝或硅的原子。任意此类磁性材料具有通过氮吸附法测定的、优选为2m2/g以上且30m2/g以下、更优选为3m2/g以上且28m2/g以下的BET比表面积。磁性材料的形状为，例如，多面体、八面体、六面体、球形、针状或鳞片状。为了增加图像浓度，磁性材料优选具有各向异性程度低的形状，如多面体、八面体、六面体或球形。
磁性材料优选具有0.10μm以上且0.40μm以下的体积平均粒径(D3)。磁性材料的体积平均粒径(D3)落入该范围内的情况是优选的，因为磁性材料的分散性得到改进并且调色剂的着色力得到改进。
应注意磁性材料的体积平均粒径(D3)可以使用透射电子显微镜来测量。具体地，将要观察的调色剂颗粒充分地分散在环氧树脂中，然后将所得物在温度为40℃的气氛下固化2天使得可以获得固化产物。将得到的固化产物用切片机变成薄片样品，然后将样品用透射电子显微镜(TEM)以10,000-40,000的放大倍率拍照。测量照片的视野中的100个磁性材料颗粒的直径。然后，基于与磁性材料的投影面积相等的圆的当量直径来计算体积平均粒径(D3)。可选择地，可以用图像分析仪来测量粒径。
磁性材料可以通过，例如，以下方法来生产。将碱如氢氧化钠以相对于铁组分为1当量以上添加至亚铁盐的水溶液从而可以制备含有氢氧化亚铁的水溶液。在将制备的水溶液的pH值维持在pH7以上的同时，将空气吹入水溶液中。然后，在将水溶液加热至70℃以上的同时进行氢氧化亚铁的氧化反应。因此，首先生产用作磁性铁氧化物粉末的核的晶种。
接着，将含有相对于预先添加的碱的添加量为1当量的硫酸亚铁的水溶液添加至含有晶种的浆料液。在将得到的液体的pH值维持在pH5以上且pH10以下的同时，将空气吹入液体中。吹空气期间，进行氢氧化亚铁的反应使得磁性铁氧化物粉末可以用晶种作为核而生长。此时，磁性材料的形状和磁特性可以通过选择任意的pH值、任意的反应温度和任意的搅拌条件来控制。随着氧化反应进行，液体的pH值移向酸性的值。然而，优选防止液体的pH值变成小于pH5。将由此获得的磁性材料通过常规方法过滤、洗涤并且干燥。由此，可以获得磁性材料。
本发明中，除了磁性材料以外，可以一起使用着色剂。除了已知的染料和颜料以外，可以一起使用的着色剂的例子包括磁性或非磁性无机化合物。其具体的例子包括铁磁性金属颗粒如钴和镍，通过添加铬、锰、铜、锌、铝、稀土元素等至其中而获得的其合金，如赤铁矿的颗粒，钛黑和苯胺黑染料/颜料，炭黑和酞菁。也可以优选在进行表面疏水处理之后使用那些着色剂。
本发明中使用的调色剂可以通过任意一种已知的方法来生产。当调色剂通过粉碎法来生产时，将调色剂需要的组分如粘结剂树脂、着色剂和脱模剂、任意其它添加剂等用混合机如亨舍尔混合机或球磨机充分地混合。之后，将混合物用热捏合机如热辊、捏合机或挤出机熔融并捏合使得调色剂材料可以分散或溶解。然后，将所得物冷却固化并粉碎。之后，将粉碎产物分级，并且根据要求，进行表面处理。因此，可以获得调色剂颗粒。分级和表面处理哪个在先进行无关紧要。分级步骤中，就生产效率而言，优选使用多分级分级机。
粉碎步骤可以通过涉及使用已知粉碎设备如机械冲击型或喷射型粉碎设备的方法来进行。此外，优选在施加热的同时进行粉碎或进行涉及以辅助的方式施加机械冲击的处理。可选择地，可以采用涉及将微细粉碎的调色剂颗粒(根据要求分级的)分散在热水中的热水浴法、或者涉及将颗粒通过热空气流的方法等。
例如，给出涉及使用机械冲击型粉碎机如由Kawasaki Heavy Industries制造的Kryptron System或由Turbo Kogyo Co.,Ltd.制造的Turbo mill的方法作为施加机械冲击力的方法。还给出的是涉及用以高速旋转的叶片借助于离心力将调色剂压向壳体的内侧并且用如由Hosokawa Micron Corporation制造的Mechanofusion System等的设备向调色剂施加机械冲击力的方法。
将一次颗粒的数均粒径(D1)优选为4nm以上且80nm以下的、更优选为6nm以上且40nm以下的无机细颗粒添加至本发明中使用的调色剂的调色剂颗粒是必要的。添加无机细颗粒用于改进调色剂的流动性和使调色剂颗粒的带电均匀。也优选通过使无机细颗粒进行如疏水化处理的处理，以赋予如调节调色剂的带电量和改进环境稳定性等的功能。
本发明中，无机细颗粒的一次颗粒的数均粒径(D1)的测量使用用扫描电子显微镜以一定的放大倍率拍摄的调色剂的照片来进行。
二氧化硅、氧化钛、氧化铝等可以用作本发明中使用的无机细颗粒。例如，通过卤化硅的气相氧化生产的所谓的干法二氧化硅或气相二氧化硅的干法二氧化硅和由水玻璃等生产的所谓的湿法二氧化硅二者可以各自用作二氧化硅细颗粒。然而，干法二氧化硅是优选的，因为存在于二氧化硅细颗粒表面上和其中的硅醇基数目小，并且生产残留物如Na2O或SO3 2-的量少。
相对于100质量份调色剂颗粒，无机细颗粒的添加量优选为0.1质量份以上且3.0质量份以下。无机细颗粒的含量可以通过使用荧光X-射线分析从标准样品制作的校准曲线来测定。
本发明中，优选使无机细颗粒进行疏水化处理，因为可以改进调色剂的环境稳定性。作为无机细颗粒的疏水化处理中使用的处理剂，给出，例如，有机硅清漆、各种改性的有机硅清漆、硅油、各种改性的硅油、硅烷化合物、硅烷偶联剂以及其它有机硅化合物和有机钛化合物。可以单独使用那些处理剂的一种，或可以组合使用其两种以上。
本发明中使用的调色剂优选含有一次颗粒的数均粒径(D1)为100nm以上且2.0μm以下的细颗粒。此外，细颗粒优选为选自由树脂细颗粒、钛酸锶细颗粒、钛酸钡细颗粒和钛酸钙细颗粒组成的组的至少一种细颗粒。此类细颗粒的添加改进调节部中的调色剂的滚动性和替换性。这是基于：一次颗粒的数均粒径(D1)大到100nm以上且2.0μm以下，因此调色剂的粘附力降低的事实；与这些细颗粒基本不带电，因此抑制调色剂的过度带电的事实之间的协同效应。
树脂细颗粒优选为使用甲基丙烯酸酯作为主组分的树脂细颗粒、使用丙烯酸酯作为主组分的树脂细颗粒或使用苯乙烯和苯乙烯衍生物作为主组的树脂细颗粒。应注意术语“主组分”的定义如下：该组分占有全部组分的量的60质量％以上。
用于那些树脂细颗粒的可聚合单体的例子包括：苯乙烯系单体如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯和对乙基苯乙烯；丙烯酸酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸2-氯乙酯和丙烯酸苯基酯；甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂基酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯；和其它单体如丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺。可以单独使用那些单体的一种，或可以作为混合物使用其两种以上。
相对于100质量份调色剂颗粒，细颗粒的添加量优选为0.1质量份以上且3.0质量份以下。0.1质量份以上且3.0质量份以下的细颗粒的添加量是极其优选的，因为容易显示效果。
接着，描述用于本发明的调色剂承载体。
本发明中使用的调色剂承载体包括基体、弹性层和含有聚氨酯树脂的表面层，并且聚氨酯树脂具有源自由结构式(1)表示的化合物与多异氰酸酯之间的反应的部分结构。
图1示出根据本发明的一个实施方式的调色剂承载体。图1中示出的导电性辊1(调色剂承载体)通过在圆柱状或中空的圆筒状导电性基体2的外周面上形成弹性层3而获得。此外，表面层4覆盖弹性层3的外周面。
<基体>
基体2起到导电性辊1的电极和支承构件的作用，并且由例如：如铝、铜合金或不锈钢等的金属或合金；用铬或镍进行镀覆处理的铁；或具有导电性的合成树脂等的导电性材料构成。
<弹性层>
弹性层3赋予导电性辊以用于在导电性辊和静电潜像承载构件之间的抵接部中形成具有预定宽度的抵接部的弹性。
通常优选弹性层3由橡胶材料的成型体形成。橡胶材料的例子包括乙烯-丙烯-二烯共聚橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁苯橡胶(SBR)、氟橡胶、硅橡胶、表氯醇橡胶、NBR的氢化物和聚氨酯橡胶。可以单独使用那些材料的一种，或可以作为混合物使用其两种以上。
其中，硅橡胶是特别优选的，因为即使当任意其它构件(如显影剂调节刮板)与其长时间抵接时，也难以在弹性层中发生压缩永久变形。例如，硅橡胶为加成固化型硅橡胶的固化产物。此外，加成固化型二甲基硅橡胶的固化产物是特别优选的，由于其与下述表面层优异的粘接性。
可适当地将各种添加剂如导电性赋予剂、非导电性填料、交联剂和催化剂各自共混在弹性层3中。炭黑，导电性金属如铝或铜，或导电性金属氧化物如氧化锌、氧化锡或氧化钛的细颗粒可以用作导电性赋予剂。其中，炭黑是特别优选的，因为炭黑比较容易可得并且提供良好的导电性。当炭黑用作导电性赋予剂时，相对于橡胶材料中的100质量份橡胶，将炭黑以2-50质量份的量共混。非导电性填料的例子包括二氧化硅、石英粉末、氧化钛、氧化锌和碳酸钙。交联剂的例子包括二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷和二枯基过氧化物。催化剂的例子为通常使用的已知的催化剂。
<表面层>
表面层4为使用聚氨酯树脂作为主组分的树脂层，并且聚氨酯树脂通过多元醇和多异氰酸酯之间的反应而获得，并且可以如下所述合成。
首先，使多元醇组分如聚醚多元醇或聚酯多元醇与多异氰酸酯彼此反应以提供异氰酸酯基封端的预聚物。
接着，使异氰酸酯基封端的预聚物与具有由结构式(1)表示的结构的化合物反应，由此可以获得根据本发明的聚氨酯树脂。
聚醚多元醇的例子包括聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基二醇。聚酯多元醇的例子包括各自通过二醇组分如1,4-丁二醇、3-甲基-1,4-戊二醇或新戊二醇，三醇组分如三羟甲基丙烷，与二羧酸如己二酸、邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸、或六羟基邻苯二甲酸的缩合反应而获得的聚酯多元醇。
除了上述的那些以外，多元醇组分的例子包括聚烯烃多元醇如聚丁二烯多元醇或聚异戊二烯多元醇及其氢化物，和聚碳酸酯多元醇。
根据需要，可以用异氰酸酯如2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)将多元醇组分通过链延长预先形成预聚物。
各聚醚多元醇和聚酯多元醇的数均分子量特别优选为1,000以上且4,000以下。当任意此类多元醇的数均分子量落入该范围内时，羟基相对于分子量的量大，因此多元醇显示与异氰酸酯高的反应性并且未反应的组分的量降低。因此，调色剂承载体在高温高湿环境中的带电性变得额外地良好。
对使得与多元醇组分和由结构式(1)表示的化合物反应的异氰酸酯化合物没有特别的限制，并且可以使用：脂肪族多异氰酸酯如亚乙基二异氰酸酯和1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)；脂环族多异氰酸酯如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、环己烷1,3-二异氰酸酯和环己烷1,4-二异氰酸酯；芳香族异氰酸酯如2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚合二苯甲烷二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯和萘二异氰酸酯；以及其共聚物、其异氰脲酸酯、其TMP加成物、其缩二脲化合物和其嵌段化合物。
其中，更适宜使用芳香族异氰酸酯如甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯和聚合二苯甲烷二异氰酸酯。
相对于各多元醇组分和由结构式(1)表示的化合物的1.0摩尔份的羟基，使得与多元醇组分和由结构式(1)表示的化合物反应的异氰酸酯化合物的混合比以异氰酸酯基的比例计优选落入1.0-2.0摩尔份的范围内。
本发明中使用的调色剂承载体的表面层含有具有源自由结构式(1)表示的化合物与多异氰酸酯之间的反应的部分结构的聚氨酯树脂。如目前所述，聚氨酯树脂的使用能够维持调色剂的良好的滚动性并且能够赋予调色剂以高的带电性。
结构式(1)
详细描述由结构式(1)表示的化合物。由结构式(1)表示的化合物表示多官能多元醇或其分子中具有胺结构的末端氨基化合物。当n表示1以上且4以下时，即，当化合物具有含有4个以上且7个以下的羟基或氨基作为反应性官能团时，令人满意地形成基于氨基甲酸酯基或脲基的交联结构，因此化合物的显微硬度增加。结果，可以维持调色剂的良好的滚动性。
接着，根据由本发明的发明人作出的研究，当由结构式(1)表示的化合物的羟基或氨基数为4以上且7以下时，显示效果。因此，由结构式(1)表示的化合物的末端官能团数仅需要至少为4，并且即使当其它基团用烷基取代时，也获得同样的效果。
结构式(1)中，R3各自独立的表示选自由以下(a)-(c)组成的组的基团：
(a)具有2个以上且8个以下的碳原子的羟基烷基，
(b)具有2个以上且8个以下的碳原子的氨基烷基，和
(c)由结构式(2)表示的基团。
当R3表示羟基烷基时，其碳原子数优选为2个以上且8个以下，以及当R3表示氨基烷基，其碳原子数优选为2个以上且8个以下，因为容易形成基于氨基甲酸酯基或脲基的交联结构。
结构式(2)表示其末端为羟基的基团、具有所谓的醚重复单元的基团。在R3也表示由结构式(2)表示的基团的情况下，由于同样的原因，优选R5表示具有2个以上且5个以下的碳原子的亚烷基，以及醚重复数m表示2以上且3以下。结构式(2)
结构式(1)中，R4优选表示具有2个以上且4个以下的碳原子的亚烷基。在具有2个以上且4个以下的碳原子的亚烷基的情况下，改进调色剂承载体的带电性。这可能是因为当R4表示具有2个以上且4个以下的碳原子的亚烷基时，化合物的分子具有适度的尺寸，因此在它与多异氰酸酯反应时，其分散性变得良好。
由结构式(1)表示的化合物中，由结构式(3)表示的化合物是优选的。即，特别优选结构式(1)中，n表示1或2，以及R4表示具有2个碳原子的亚烷基。
包括源自结构式(3)的部分结构的聚氨酯树脂是特别优选的，因为官能团值(五官能的)和氨基甲酸酯基之间的距离落入最合适的范围内，因此调节部中调色剂的滚动性变得良好。
结构式(3)
结构式(3)中，n表示1或2，R6各自独立的表示具有2个或3个碳原子的亚烷基，以及R7表示具有2个碳原子的亚烷基。
应注意本发明中，当R3表示(a)具有2个以上且8个以下的碳原子的羟基烷基或(c)由结构式(2)表示的基团时，通过由结构式(1)表示的化合物和多异氰酸酯之间的反应形成的结构变成在结构式(1)的末端具有氨基甲酸酯基的结构。
此外，当R3表示(b)具有2个以上且8个以下碳原子的氨基烷基时，该结构变成在结构式(1)的末端具有脲基的结构。
表面层4优选具有导电性。赋予导电性的方法为，例如，添加离子导电剂或导电性细颗粒。其中，适当地使用便宜可得并且显示出由于环境导致的电阻变化小的导电性细颗粒，并且从导电性赋予性和补强性的观点，特别优选炭黑。关于导电性细颗粒的性能，一次粒径为18nm以上且50nm以下和DBP吸油量为50ml/100g以上且160ml/100g以下的炭黑是优选的，因为其导电性、硬度和分散性之间的平衡良好。基于100质量份形成表面层的树脂组分，导电性细颗粒的含量优选为10质量％以上且30质量％以下。
当要求调色剂承载体具有表面粗糙度时，可以将用于粗糙度控制的细颗粒添加至表面层4。用于粗糙度控制的细颗粒优选具有3-20μm的体积平均粒径。此外，相对于表面层的100质量份树脂固成分，要添加至表面层的颗粒的添加量优选为1-50质量份。聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸类树脂或酚醛树脂的细颗粒可以用作粗糙度控制的细颗粒。
形成表面层4的方法为例如，但是不特别局限于，使用涂料的喷涂、浸涂或辊涂。作为形成表面层的方法，如日本专利申请特开No.S57-5047中描述的、涉及将涂料从浸渍槽的上端溢流涂料的此类浸涂法简单并且生产稳定性优异。
接着，参照附图详细描述本发明的显影设备，但是本发明不局限于此。
图2为示出本发明的显影设备的实例的示意性截面图。此外，图3为其中设置有本发明的显影设备的图像形成设备的实例的示意性截面图。
图2和/或图3中，将在其上形成静电潜像的作为图像承载体的静电潜像承载构件5沿箭头R1指示的方向旋转。调色剂承载体7沿箭头R2指示的方向旋转从而将调色剂17输送至调色剂承载体7和静电潜像承载构件5彼此相对的显影区域。此外，使调色剂供给构件8与调色剂承载体接触并且沿箭头R3指示的方向旋转从而将调色剂17供给至调色剂承载体的表面。
设置在静电潜像承载构件5周围的为，例如，充电辊6、转印构件(转印辊)10、定影装置11和拾取辊12。静电潜像承载构件5通过充电辊6而带电。然后，通过使用来自激光发生器(图像曝光单元)14的激光(图像曝光光)照射静电潜像承载构件5来进行曝光(图像曝光)，从而形成与目标图像相对应的静电潜像。将静电潜像承载构件5上的静电潜像用显影装置9中的调色剂显影以提供调色剂图像。将调色剂图像通过经转印材料与静电潜像承载构件5抵接的转印构件(转印辊)10转印至转印材料(纸)13。调色剂图像转印至转印材料可以经中间转印构件来进行。将其上已载有调色剂图像的转印材料(纸)13输送至将图像定影至转印材料(纸)13上的定影装置11。
本发明的显影设备中优选用于充电步骤中的是，静电潜像承载构件和充电辊在形成抵接部的同时彼此接触，并将预定的充电偏压施加至充电辊而使静电潜像承载构件的表面带电至具有预定极性的预定电位的此类接触充电设备。当如上所述进行接触充电时，可以进行稳定且均匀的充电，并且可以降低臭氧的生成。此外，更优选使用沿与静电潜像承载构件相同的方向旋转的充电辊，使得其与静电潜像承载构件的接触可以保持均匀并且可以进行均匀的充电。
使用充电辊时优选的处理条件可以为，例如，如下：在4.9N/m以上且490.0N/m以下的充电辊的抵接压力下，施加直流电压或通过将交流电压叠加在直流电压上而获得的电压。
优选交流电压具有0.5kVpp以上且5.0kVpp以下的峰间电压和50Hz以上且5kHz以下的交流频率，以及直流电压具有400V以上且1,700V以下的电压绝对值。
作为充电辊用材料的弹性材料，给出，例如：通过将电阻调节用导电性物质如炭黑或金属氧化物分散在乙烯-丙烯-二烯共聚橡胶(EPDM)、聚氨酯、丁腈橡胶(NBR)、硅橡胶或异戊二烯橡胶中而获得的橡胶材料；及其发泡产品。然而，该材料不局限于此。此外，电阻调节可以通过使用离子导电性材料而不分散导电性物质或与导电性物质组合来进行。
此外，用于充电辊的芯轴为，例如，铝或SUS。在使用抵抗弹性的预定的按压力使其与作为静电潜像承载构件的待充电的构件按压接触的同时配置充电辊。因此，形成作为充电辊和静电潜像承载构件之间的抵接部的带电的抵接部。
接着，具体描述本发明的显影设备中优选使用的接触转印步骤。接触转印步骤中，在将静电潜像承载构件与经记录介质其上已施加与调色剂的极性相反的电压的转印构件抵接的同时，将调色剂图像静电转印至记录介质。转印构件的抵接压力以线压力计优选为2.9N/m以上，更优选19.6N/m以上。当作为抵接压力的线压力小于2.9N/m时，易于发生记录介质的输送偏移或转印不良。
本发明中，调色剂调节构件优选经调色剂与调色剂承载体抵接，从而调节调色剂承载体上的调色剂层的厚度。具有此类构造，可以获得无起雾且高品质的图像。与调色剂承载体抵接的调色剂调节构件通常为调节刮板，并且本发明中也可以适当地使用刮板。
橡胶弹性体如硅橡胶、聚氨酯橡胶或NBR，合成树脂弹性体如聚对苯二甲酸乙二醇酯，或金属弹性体如磷青铜板或SUS板可以用作调节刮板，以及其两种以上的复合体也是允许的。此外，可以使用如下获得的产物：为了控制调色剂的带电性将带电控制物质如树脂、橡胶、金属氧化物或金属附着至弹性支承体如橡胶、合成树脂或金属弹性体，从而与抵接调色剂承载体的支承体的部分接触。其中，特别优选如下获得的产物：将树脂或橡胶附着至金属弹性体，从而与抵接调色剂承载体的弹性体的部分接触。
贴合至金属弹性体的构件用材料优选为容易带电至正极性的材料如聚氨酯橡胶、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂或尼龙树脂。
将作为调节刮板的上边部侧的基部固定并保持在显影装置侧，并在抵抗刮板的弹性力使其为沿调色剂承载体的正方向或反方向的弯曲的状态的同时，用适度的弹性按压力使其下边部侧与调色剂承载体的表面抵接。
就沿调色剂承载体的母线方向的线压力而言，调节刮板和调色剂承载体之间的抵接压力优选为1.30N/m以上且245.0N/m以下，更优选4.9N/m以上且118.0N/m以下是有效的。当抵接压力小于1.30N/m时，变得难以均匀地施涂调色剂，这易于成为起雾或飞散的原因。当抵接压力大于245.0N/m时，大的压力施加至调色剂，因此趋向于易于发生调色剂的劣化。
调色剂承载体上的调色剂层的量优选为2.0g/m2以上且15.0g/m2以下，更优选3.0g/m2以上且14.0g/m2以下。
当调色剂承载体上的调色剂的量小于2.0g/m2时，难以获得充分的图像浓度。
另一方面，当调色剂承载体上的调色剂的量大于15.0g/m2时，易于发生调节不良。此外，易于损害调色剂的均匀带电性，这趋向于引起起雾增加。
应注意在本发明中，调色剂承载体上的调色剂的量可以通过改变调色剂承载体的表面粗糙度(Ra)、调节刮板的自由长度和调节刮板的抵接压力来任意地改变。
调色剂承载体上的调色剂的量如下所述来测量。将圆筒安装至外径为6.5mm的抽吸口。将所得物连接至清洁器，并且在圆筒吸气的同时吸入调色剂承载体上的调色剂。将通过抽吸的调色剂的量(g)除以抽吸面积(m2)而得到的值视为调色剂承载体上的调色剂的量。
本发明中，承载调色剂的调色剂承载体的外径优选为8.0mm以上且14.0mm以下。期望调色剂承载体的外径尽可能的小使得在某种意义上可以降低显影设备的尺寸。然而，随着外径降低，显影设备的显影性易于降低并且起雾趋向于恶化。因此，在发明中使用的调色剂承载体和调色剂中，为了可以获得尺寸的减小和起雾的抑制之间的兼容性，调色剂承载体的外径优选为8.0mm以上且14.0mm以下。
就JIS B 0601：1994“表面粗糙度”标准中的中心线平均粗糙度Ra而言，本发明中使用的调色剂承载体的表面粗糙度优选落入0.3μm以上且5.0μm以下，更优选0.5μm以上且4.5μm以下的范围内。
当Ra为0.3μm以上且5.0μm以下时，充分地获得调色剂的输送量，并且可以容易地调节调色剂承载体上的调色剂的量，且因此几乎不发生调节不良。此外，调色剂的带电量容易变得均匀。
JIS B 0601：1994“表面粗糙度”标准中的调色剂承载体的表面的中心线平均粗糙度Ra用由Kosaka Laboratory Ltd.制造的SURFCORDER SE-3500来测量。对9个点(对沿轴方向以等间距取的3个点的各自沿圆周方向的3个点)在0.8mm的截止、4mm的评价长度和0.5mm/s的供给速度的测量条件下进行测量，并且计算9个测量值的平均值。
可以通过，例如，改变调色剂承载体的表面层的研磨状态或添加球形碳颗粒、碳细颗粒、石墨、或树脂细颗粒等来使得本发明中的调色剂承载体的表面粗糙度落入该范围内。
本发明中，显影步骤优选为施加显影偏压至调色剂承载体从而使调色剂转印至静电潜像承载构件上的静电潜像，以形成调色剂图像的步骤，并且要施加的显影偏压可以为直流电压或可以为通过将交流电场叠加在直流电压上而获得的电压。
正弦波、矩形波、三角波等可以适当地用作交流电场的波形。通过周期性地将直流电源开和关而形成的脉冲波也是允许的。如上所述，其电压值周期性地改变的偏压可以用作交流电场的波形。
通过磁性而不使用任何调色剂供给构件而输送调色剂的此类系统用于本发明情况下，需要将磁体配置在调色剂承载体(图4的附图标记19)中。在这种情况下，调色剂承载体优选具有其自身具有很多磁极的固定的磁体，并且磁体优选具有3个以上且10个以下的磁极。
本发明中，当充电单元使静电潜像承载构件的表面带电时静电潜像承载构件的电位(V1)与当使静电潜像显影时施加至调色剂承载体的直流电压之间的差的绝对值(|V1-V2|)优选为200V以上且600V以下。
|V1-V2|和回收性之间存在相关性，并且随着|V1-V2|增加，残留调色剂的回收性改进。因此，|V1-V2|优选为200V以上。另一方面，当|V1-V2|大于600V时，特别是在高温高湿环境中起雾趋向于恶化。因此，本发明中，|V1-V2|优选为200V以上且600V以下。
关于本发明中|V1-V2|的值[V]，低温低湿环境中(15℃，10％RH)的值[V]优选为比高温高湿环境中(32.5℃，80％RH)的值[V]高100V以上。如前所述，低温低湿环境中残留调色剂的回收性随着|V1-V2|增加而改进。另一方面，高温高湿环境中，起雾趋向于随着|V1-V2|增加而恶化。因此，特别优选将低温低湿环境中|V1-V2|的值[V]设定为比高温高湿环境中的|V1-V2|的值[V]高100V以上，因为可以实现回收性和起雾的抑制之间的高水平的兼容性。
接着，描述关于本发明中使用的调色剂的各种物理性质的测量方法。
<磁性调色剂的平均粒径和粒径分布>
调色剂的重均粒径(D4)通过以下方式来计算。作为测量设备，使用设置有100μm口管的、基于孔电阻法的精密粒度分布测量设备“Coulter Counter Multisizer 3”(注册商标，由Beckman Coulter,Inc.制造)。关于设定测量条件和分析测量数据，使用设备包括的专用软件“Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51”(由Beckman Coulter,Inc.制造)。应注意测量在有效测量通道数设定为25,000的情况下来进行。
测量中，可以使用通过将试剂级氯化钠溶解于离子交换水中至具有1质量％的浓度而制备的电解质水溶液，如“ISOTON II”(由Beckman Coulter,Inc.制造)。
应注意在测量和分析之前，如下所述来设置专用软件。
在专用软件的“改变标准测量方法(SOM)”的界面中，将控制模式中的总计数设为50,000个颗粒，测量的次数设为1，和将通过使用“各具有10.0μm粒径的标准颗粒”(BeckmanCoulter,Inc.)而获得的值设为Kd值。阈值和噪声水平通过按压“阈值/噪声水平测量按钮”自动设定。此外，将电流设为1,600μA，增益设为2，电解质溶液设为ISOTON II，并且对于是否“测量之后冲洗口管”，将检查标记放置在检查框中。
在专用软件的“设定从脉冲到粒径的转换”的界面中，将元件间隔设为对数粒径，粒径元件数设为256，以及粒径范围设为2μm-60μm。
具体的测量方法如下所述。
(1)将200mL电解质水溶液放入专用于Multisizer 3的250mL圆底玻璃烧杯中。将烧杯放置在样品台中，并以24转/秒沿逆时针方向用搅拌棒搅拌烧杯内的电解质水溶液。然后，口管内的污物和气泡通过专用软件的“口冲洗”功能来除去。
(2)将30mL电解质水溶液放入100mL平底玻璃烧杯中。将0.3mL通过用离子交换水稀释“Contaminon N”(用于清洁精密测量仪器的，含有非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和有机助洗剂的中性pH7洗涤剂的10质量％水溶液，由Wako Pure ChemistryIndustries,Ltd.制造)3质量倍而制备的稀释液作为分散剂添加至电解质水溶液。
(3)准备其中内装各自具有50kHz的振荡频率的两个振荡器以使得相位偏移180°并且具有120W的电输出的超声波分散单元“Ultrasonic Dispension System Tetora 150”(由Nikkaki Bios Co.,Ltd.制造)。将3.3L离子交换水装入超声波分散单元的水槽中。将2ml Contaminon N装入水槽中。
(4)将第(2)项中的烧杯放入超声波分散单元的烧杯固定孔中，并且开启超声波分散单元。然后，调节烧杯的高度位置以使得烧杯中电解质水溶液的液面可以与来自超声波分散单元的超声波共振至可能的最大程度。
(5)在其中将电解质水溶液用超声波照射的状态下，将10mg调色剂逐渐添加并分散入第(4)项中的烧杯中的电解质水溶液中。然后，将超声波分散处理持续另外60秒。应注意超声波分散时适当调节水槽中的水温为10℃以上且40℃以下。
(6)使用移液管将其中已分散调色剂的第(5)项中的电解质水溶液滴加至放置在样品台中的第(1)项中的圆底烧杯中，并且将要测量的调色剂的浓度调节至5％。然后，进行测量直至测量50,000个颗粒的粒径。
(7)使用设备包括的专用软件来分析测量数据，并且计算重均粒径(D4)和数均粒径(D1)。
<调色剂的空隙率的测量>
空隙率＝((真密度-振实密度)/真密度)×100
以下描述真密度和振实密度的测量方法。
(真密度的测量)
在准确称量5.0g调色剂之后使用由Shimadzu Corporation制造的干式自动密度计“Accupyc 1330”来测量调色剂的真密度。
(振实密度的测量)
使用由Hosokawa Micron Corporation制造的粉末测试仪和粉末测试仪包括的容器根据粉末测试仪的操作手册的步骤进行测量。即，将调色剂加载至粉末测试仪的测量杯(内容积：V cm3)并轻敲。轻敲完成之后，将多余的调色剂用刮板刮掉，测量容器中的调色剂的重量(Wg)，并且从以下表达式可以获得其振实密度。应注意将轻敲的次数设为600。
振实密度＝W/V(g/cm3)
下文中，通过生产例和实施例的方式更具体地描述本发明，但是实施例决不限制本发明。应注意所有以下配方中的各术语“份”指“质量份”。
(基体2的制备)
制备的基体2为通过将底层涂料(商品名：DY35-051；由Dow Corning TorayCO.,LTD.制造)施涂并烘烤至由SUS304制成且直径为6mm的芯轴而获得的产物。
(弹性辊的生产)
将前述制备的基体2放入金属模具中并将通过混合以下材料而获得的加成型硅橡胶组合物倒入金属模具中形成的空腔中。
·液态硅橡胶材料(商品名：SE 6724A/B；由Dow Corning Toray CO.,LTD.制造)：100质量份
·炭黑(商品名：TOKABLACK#4300；由Tokai Carbon CO.,LTD.制造)：15质量份
·作为耐热性赋予剂的二氧化硅粉末：0.2质量份
·铂催化剂：0.1质量份
将通过混合下表1中示出的材料而获得的加成型硅橡胶组合物倒入金属模具中形成的空腔中。随后，将金属模具加热从而在150℃的温度下将硅橡胶硫化并固化15分钟。将已在其外周面上形成固化的硅橡胶层的基体从金属模具中除去，然后通过在180℃的温度下再加热基体1小时而完成硅橡胶层的固化反应。因此，生产其中在基体2的外周上形成直径为12mm的硅橡胶弹性层的弹性辊D-1。
(表面层4的制备)
以下描述用于获得本发明的聚氨酯表面层的合成例。
(异氰酸酯基封端的预聚物A-1的合成)
在氮气气氛下，在将反应容器中的温度保持在65℃的同时，将100.0g聚丙二醇系多元醇(商品名：EXCENOL 4030；由ASAHI GLASS CO.,LTD.制造)逐渐滴加至反应容器中的17.7质量份的甲苯二异氰酸酯(TDI)(商品名：COSMONATE T80；由Mitsui Chemicals Inc.制造)。滴加完成之后，使混合物在65℃的温度下反应2小时。将得到的反应混合物冷却至室温，以提供异氰酸酯基含量为3.8wt％的异氰酸酯基封端的预聚物A-1。
(异氰酸酯基封端的预聚物A-2的合成)
在氮气气氛下，在将反应容器中的温度保持在65℃的同时，将100.0g丁烯己二酸酯系多元醇(butylene adipate-based polyol)(商品名：NIPPOLAN4010；由NipponPolyurethane Industry CO.,LTD.制造)逐渐滴加至反应容器中的33.8质量份的聚合MDI(商品名：MILLIONATE MR；由Nippon Polyurethane Industry CO.,LTD.制造)。滴加完成之后，使混合物在65℃的温度下反应2小时。将得到的反应混合物冷却至室温，以提供异氰酸酯基含量为4.3wt％的异氰酸酯基封端的预聚物A-2。
(氨基化合物(由结构式(1)表示的化合物)的合成)
(氨基化合物B-1的合成)
在安装有搅拌设备、温度计、回流管、滴加设备和温度调节设备的反应容器中，在搅拌的同时，将100.0质量份(1.67mol)乙二胺和100质量份纯水加热至40℃。接着，在将反应温度保持在40℃以下的同时，经30分钟逐渐地滴加425.3质量份(7.35mol)环氧丙烷。反应通过将混合物再搅拌1小时来进行。由此，获得反应混合物。通过在减压下加热得到的反应混合物将水蒸除。由此，获得426g氨基化合物B-1。
(氨基化合物B-2的合成)
除了将环氧丙烷的共混的量和反应时间如下表1中示出的改变以外，氨基化合物B-2用与氨基化合物B-1的合成例中相同的方式来获得。
表1
(氨基化合物B-3的合成)
在安装有搅拌设备、温度计、回流管、滴加设备和温度调节设备的反应容器中，在搅拌的同时，将100.0质量份(0.97mol)二亚乙基三胺和100质量份乙醇加热至40℃。接着，在将反应温度保持在60℃以下的同时，经30分钟逐渐地滴加235.0质量份(5.34mol)环氧乙烷。反应通过将混合物再搅拌1小时来进行。由此，获得反应混合物。通过在减压下加热得到的反应混合物将乙醇蒸除。由此，获得276g氨基化合物B-3。
(氨基化合物B-4的合成)
除了将环氧乙烷改变为2-甲基-四氢呋喃并且将其共混的量和反应时间如表1中示出的改变以外，氨基化合物B-4用与氨基化合物B-3的合成例中相同的方式来获得。
(氨基化合物B-5的合成)
在安装有搅拌设备、温度计、回流管、滴加设备和温度调节设备的反应容器中，在搅拌的同时，将100.0质量份(0.53mol)四亚乙基五胺和100质量份乙醇加热至40℃。接着，在将反应温度保持在40℃以下的同时，经30分钟逐渐地滴加851.5质量份(4.08mol)8-溴-1-辛醇。反应通过将混合物再搅拌1.5小时来进行。由此，获得反应混合物。通过在减压下加热得到的反应混合物将乙醇蒸除。由此，获得1,288g氨基化合物B-5。
(氨基化合物B-6的合成)
在安装有搅拌设备、温度计、回流管、滴加设备和温度调节设备的反应容器中，在搅拌的同时，将100.0质量份(1.14mol)亚丁基二胺和100质量份乙醇加热至40℃。接着，在将温度保持在40℃以下的同时，经30分钟逐渐地滴加215.0质量份(5.02mol)吖丙啶。反应通过将混合物再搅拌1小时来进行。由此，获得反应混合物。通过在减压下加热得到的反应混合物将乙醇蒸除。由此，获得216g氨基化合物B-6。
(氨基化合物B-7的合成)
除了将吖丙啶改变为8-溴-1-氨基辛胺并且将其共混的量如表1中示出的改变以外，氨基化合物B-7用与氨基化合物B-6的合成例中相同的方式来获得。
表2示出得到的氨基化合物的结构。表中，n表示由结构式(1)表示的氨基结构单元的重复数以及m表示R3表示结构式(2)的情况下的醚重复数。此外，表中“基团数”的列表示各氨基化合物的一个分子中的末端羟基或末端氨基数。
表2
结构式(1)
结构式(2)
<调色剂承载体1的生产>
将617.9质量份异氰酸酯基封端的预聚物A-1、34.2质量份氨基化合物B-1、117.4质量份炭黑(商品名：MA230；由Mitsubishi Chemical Corporation制造)和130.4质量份聚氨酯树脂细颗粒(商品名：ART PEARL C-400；由Negami Chemical Industrial CO.,LTD.制造)搅拌并混合作为表面层4用材料。
接着，将甲乙酮(下文中称为“MEK”)添加至混合物使得总的固成分比变成30质量％。之后，用砂磨机混合内容物。接着，用MEK将混合物的粘度进一步调节至10-13cps。由此，制备表面层形成用涂料。
在通过将弹性辊D-1浸入涂料而预先生产的弹性辊D-1的弹性层的表面上形成表面层形成用涂料的涂膜，并且干燥。将干燥的产物在150℃的温度下进一步进行热处理1小时以提供弹性层的外周上的厚度为15μm的表面层。由此，生产调色剂承载体1。
<调色剂承载体2～7的生产>
除了将下表3中示出的材料用作表面层4用材料以外，表面层形成用涂料各自用与调色剂承载体1的生产中相同的方式来制备。然后，调色剂承载体2～7各自通过用与调色剂承载体1的生产中相同的方式将各涂料施涂至弹性辊D-1并且干燥和加热涂料来生产。
表3
<调色剂承载体8的生产>
将632.8质量份异氰酸酯基封端的预聚物A-2、19.5质量份季戊四醇、117.4质量份炭黑(商品名：MA230；由Mitsubishi Chemical Corporation制造)和130.5质量份聚氨酯树脂细颗粒(商品名：ART PEARL C-400；由Negami Chemical Industrial CO.,LTD.制造)搅拌并混合作为表面层4用材料。
根据调色剂承载体8的表面层形成用涂料通过进行与制备根据调色剂承载体1的生产的表面层形成用涂料的方法相同的方式的随后步骤来制备。调色剂承载体8用与调色剂承载体1的生产相同的方式通过将表面层形成用涂料施涂至弹性辊D-1的硅橡胶弹性层的表面并且将涂料干燥而形成表面层来生产。
<调色剂承载体9的生产>
将351.6质量份异氰酸酯基封端的预聚物A-2、300.5质量份聚丙二醇系多元醇(商品名：EXCENOL 230；由ASAHI GLASSCO.,LTD.制造)、117.4质量份炭黑(商品名：MA230；由Mitsubishi Chemical Corporation制造)和130.5质量份聚氨酯树脂细颗粒(商品名：ARTPEARL C-400；由Negami Chemical Industrial CO.,LTD.制造)搅拌并混合作为表面层4用材料。
根据调色剂承载体9的表面层形成用涂料通过进行与制备根据调色剂承载体1的生产的表面层形成用涂料的方法相同的方式的随后步骤来制备。调色剂承载体9用与调色剂承载体1的生产相同的方式通过将表面层形成用涂料施涂至弹性辊D-1的硅橡胶弹性层的表面并且将涂料干燥而形成表面层来生产。
<磁性材料1的生产>
含有氢氧化亚铁的水溶液通过将以相对于铁原子为1.1当量的量的苛性钠溶液、相对于铁原子以磷原子计对应于0.15质量％的量P2O5，和相对于铁原子以硅原子计对应于0.50质量％的量的SiO2混合至硫酸亚铁的水溶液中。将水溶液的pH值设为pH7.5并且在将空气吹入溶液的同时在85℃下进行氧化反应。由此，制备含有晶种的浆料液。
接着，将硫酸亚铁的水溶液添加至浆料液使得其量变成相对于最初的碱量(苛性钠的钠组分)为1.1当量。之后，将浆料液的pH值维持在pH7.4，并且在将空气吹入液体的同时进行氧化反应。由此，获得含有磁性铁氧化物的浆料液。将浆料过滤、洗涤、干燥并且进行破碎处理，以提供体积平均粒径(D3)为0.22μm的磁性材料1。
<调色剂1的生产>
苯乙烯/丙烯酸正丁酯共聚物(质量比：76/24)：100.0质量份
磁性材料1：100.0质量份
聚乙烯蜡(熔点：110℃)：3.0质量份
单偶氮染料的铁复合物(由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造的T-77)：2.0质量份
将材料用共混机混合，并将混合物用加热至120℃的双轴挤出机熔融并捏合。将捏合产物冷却，然后用锤磨机粗粉碎。将粗粉碎产物用喷磨机微细粉碎，然后将微细粉碎的产物进行空气分级以提供调色剂颗粒1。
将100质量份调色剂颗粒1、0.1质量份数均粒径(D1)为100nm的聚丙烯酸甲酯细颗粒和1.2质量份数均粒径(D1)为12nm的二氧化硅细颗粒装入亨舍尔混合机FM10C(由NIPPONCOKE&ENGINEERING CO.,LTD.制造)中。然后，将内容物在4,000rpm下混合4分钟以提供调色剂1。得到的调色剂1具有11.2μm的重均粒径(D4)，其重均粒径(D4)与其数均粒径(D1)之比D4/D1为1.22，和空隙率为53。表4示出调色剂1的物理性质。
<调色剂2～17的生产>
除了将要使用的调色剂颗粒和要添加的细颗粒如表4中示出的改变以外，调色剂2～17各自用与调色剂1的生产中相同的方式来获得。表4示出调色剂2～17的物理性质。
应注意除了将材料熔融、捏合和冷却之后的细粉碎的条件和空气分级的条件改变以外，调色剂颗粒2～5和7～10各自用与调色剂颗粒1的生产中相同的方式来获得。
调色剂颗粒6通过将调色剂颗粒5进行两次以下处理来获得：将调色剂颗粒5用Hybridizer(由NARA MACHINERY CO.,LTD.制造)在6,000rpm下处理3分钟。
调色剂颗粒11通过使用METEORAINBOW(由Nippon Pneumatic Mfg.CO.,LTD.制造)作为构成的设备将热风吹至调色剂颗粒上以使调色剂颗粒表面改性来进行调色剂颗粒5的表面改性而获得。表面改性在2kg/hr的原料供给速度、700L/min的热风流量和300℃的热空气排出温度的条件下进行。
表4
表4(续表)
<实施例1>
(图像形成设备)
将由Canon Inc.制造的打印机LBP7700C改造并用于图像输出评价。将打印机改造如下：改造显影设备的调色剂供给构件使得沿与图2中示出的调色剂承载体相反的方向旋转并且停止将电压施加至调色剂供给构件。此外，除去清洁刮板，并且调节抵接压力使得调色剂承载体和静电潜像承载构件之间的抵接部的宽度变成1.1mm。
将100克调色剂1装入如上所述改造的显影设备，并且显影设备通过使用所得物和调色剂承载体2来生产。将生产的显影设备设置在黑色位置。
接着，在高温高湿环境(32.5℃，80％RH)中，将直流电压施加至充电构件使得静电潜像承载构件上的电位变成-600V。此外，在将-300V的直流电压施加至调色剂承载体使得|V1-V2|变成300V的同时，进行图像输出试验。
在低温低湿环境(15℃，10％RH)中，将直流电压施加至充电构件使得静电潜像承载构件上的电位变成-900V。此外，在将-300V的直流电压施加至调色剂承载体使得|V1-V2|变成600V的同时，进行图像输出试验。
应注意图像输出试验通过使用连续供给的3,000张纸上的打印率为2％的水平线作为图像来进行。
结果，即使在无清洁器系统的情况下，在高温高湿环境中，也获得无起雾且清晰的图像，以及在低温低湿环境中，回收性也良好并且能够获得没有由回收不良导致的无清洁器重影的良好图像。表5示出评价结果。
以下描述本发明的实施例和比较例中进行的各评价方法及其判断基准。
<图像浓度>
关于图像浓度，形成实心图像部并且用Macbeth反射浓度计(由GretagMacbeth制造)测量实心图像的浓度。
<起雾>
输出白色图像并且用由Tokyo Denshoku CO.,LTD.制造的REFLECTOMETER MODELTC-6DS测量其反射率。同时，类似地测量白色图像形成之前的转印纸(普通纸)的反射率。将绿色滤色器用作滤色器。起雾从白色图像输出前后的反射率通过使用以下表达式来计算。
起雾(反射率)(％)＝普通纸的反射率(％)-白色图像样品的反射率(％)
应注意起雾的判断基准如下所述。
A：非常好的水平(起雾小于1.5％。)
B：良好的水平(起雾为1.5％以上且小于2.5％。)
C：实际使用中不出现问题的水平(起雾为2.5％以上且小于3.5％。)
D：实际使用中不优选的水平(起雾为3.5％以上。)
<回收性>
关于回收性，形成与静电潜像承载构件的一周相对应的实心黑色图像，将图像经过转印步骤和充电步骤，用胶带粘帖其经过显影区域之前的残留调色剂，并且用Macbeth反射浓度计测量胶带的浓度。回收之前的浓度通过从具有残留调色剂的胶带的浓度减去单独胶带的浓度来测定。接着，将图像经过转印步骤、充电步骤和显影区域，在下一转印步骤之前的区域用胶带粘帖静电潜像承载构件的顶部，并且用Macbeth反射浓度计测量胶带的浓度。回收之后的浓度通过从由此测量的静电潜像承载构件上的浓度减去单独胶带的浓度来测定。
如下所述，回收性通过使用回收之前的浓度和回收之后的浓度来计算。回收性＝1-(回收之后的浓度/回收之前的浓度)
应注意回收性的判断基准如下所述。
A：回收性为0.95以上，即，非常好。
B：回收性为0.90以上且小于0.95，即，良好。
C：回收性为0.85以上且小于0.90，即，实际使用中不出现问题的水平。
<实施例2～22>
图像输出评价各自用与实施例1中相同的方式、通过使用如表5中示出的调色剂和调色剂承载体的此类组合生产显影设备，并且如表5中所示设定|V1-V2|来进行。结果，各全部显影设备中，高温高湿环境中的起雾处于或高于实际使用中不出现问题的水平，并且低温低湿环境中的回收性良好且能够获得没有由回收不良导致的无清洁器重影的图像。表5示出评价结果。
<参考例1～4>
图像输出评价各自用与实施例1中相同的方式、通过使用如表5中示出的调色剂和调色剂承载体的此类组合生产显影设备，并且如表5中所示设定|V1-V2|来进行。结果，各全部显影设备中，高温高湿环境中的起雾和低温低湿环境中的回收性各自处于实际使用中不出现问题的水平。表5示出评价结果。
<比较例1和2>
、使用如表5中示出的调色剂和调色剂承载体的此类组合各自生产显影设备，并将各显影设备进行与实施例1中相同的方式的图像输出评价。结果，各显影设备中，低温低湿环境中的回收性为实际使用中不出现问题的水平，但高温高湿环境中的起雾是差的。表5示出评价结果。
表5
表5(续表)
<调色剂承载体10的生产>
(基体的制备)
制备成的基体2为通过将底层涂料(商品名：DY35-051；由Dow Corning TorayCo.,Ltd.制造)施涂并烘烤至由铝制成的外径为且算术平均粗糙度Ra为0.2μm的磨削加工的圆筒管来获得的产品。
(弹性辊的生产)
将前述制备的基体放入金属模具中，并将通过混合以下材料获得的加成型硅橡胶组合物倒入模具中形成的空腔中。
·液态硅橡胶材料(商品名：SE 6724A/B；由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)：100质量份
·炭黑(商品名：TOKABLACK#4300；由Tokai Carbon Co.,Ltd.制造)：15质量份
·作为耐热性赋予剂的二氧化硅粉末：0.2质量份
·铂催化剂：0.1质量份
随后，将金属模具加热以使硅橡胶在150℃的温度下硫化并固化15分钟。将已在其外周面上形成有固化的硅橡胶层的基体从金属模具中除去，然后通过在180℃的温度下进一步将基体加热1小时来完成硅橡胶层的固化反应。由此，生产其中在基体2的外周上形成厚度为0.5mm且直径为11mm的硅橡胶弹性层的弹性辊D-2。
<表面层的生产>
将617.9质量份异氰酸酯基封端的预聚物A-1、34.2质量份氨基化合物B-1、117.4质量份炭黑(商品名：MA230；由Mitsubishi Chemical Corporation制造)和130.4质量份聚氨酯树脂细颗粒(商品名：ART PEARL C-400；由Negami Chemical Industrial CO.,LTD.制造)搅拌并混合作为表面层4用材料。
接着，添加MEK使得总的固成分比变成30质量％。由此，制备表面层形成用涂料。
接着，将预先生产的弹性辊D-2的无橡胶的部分掩模。将掩模的辊垂直地提起并以1,500rpm旋转，并在将喷枪以30mm/s降低的同时将涂料施涂至其上。随后，将涂层通过在热风干燥炉中在180℃的温度下加热20分钟而固化并干燥，从而在弹性层的外周上形成厚度为8μm的表面层。由此，生产调色剂承载体10。
<调色剂承载体11～16的生产>
除了将下表6中示出的材料用作表面层4用材料以外，表面层形成用涂料各自用与调色剂承载体10的生产中相同的方式来制备。然后，调色剂承载体11～16各自通过用与调色剂承载体10的生产中相同的方式将各涂料施涂至弹性辊D-2，并且干燥和加热涂料来生产。
表6
<实施例23>
将由Canon Inc.制造的打印机LBP3100改造并用于图像输出评价。改造打印机使得调色剂承载体7如图4所示与静电潜像承载构件抵接。应注意调节抵接压力使得调色剂承载体和静电潜像承载构件之间的抵接部的宽度变成1.0mm。由于不存在任何调色剂供给构件，上述是高温高湿环境中起雾的苛刻条件。
如上所述，将50克调色剂1装入上述改造的显影设备，并且通过使用所得物和调色剂承载体10来生产显影设备。
接着，在高温高湿环境(32.5℃，80％RH)中，将直流电压施加至充电构件使得静电潜像承载构件上的电位变成-600V。此外，在将-300V的直流电压施加至调色剂承载体使得|V1-V2|变成300V的同时，进行图像输出试验。
接着，在低温低湿环境(15℃，10％RH)中，将直流电压施加至充电构件使得静电潜像承载构件上的电位变成-800V。此外，在将-300V的直流电压施加至调色剂承载体使得|V1-V2|变成500V的同时，进行图像输出试验。
应注意图像输出试验通过使用连续供给的1,500张纸上的打印率为2％的水平线作为图像来进行。
结果，即使在无清洁器系统的情况下，在高温高湿环境中，也获得不起雾且清晰的图像，以及在低温低湿环境中，回收性也良好并且能够获得没有由回收不良导致的无清洁器重影的良好图像。表7示出评价结果。
<实施例24～29>
图像输出评价各自用与实施例23中相同的方式、通过使用如表7中示出的调色剂和调色剂承载体的此类组合生产显影设备，并且如表5中所示设定|V1-V2|来进行。
结果，各全部显影设备中，对于高温高湿环境中的起雾和低温低湿环境中的回收性各自获得良好的结果。表7示出评价结果。
表7
表7(续表)
虽然参照示例性实施方式描述本发明，但是应理解本发明不局限于公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应当符合最宽泛的解释，从而涵盖所有此类修改以及等同的结构和功能。

Claims (14)

1.一种图像形成设备，其包括：
静电潜像承载构件；
充电单元，用于使所述静电潜像承载构件的表面带电；
图像曝光单元，用于使用图像曝光光照射所述静电潜像承载构件的带电的表面，以在所述静电潜像承载构件的表面上形成静电潜像；
显影设备，用于使在所述静电潜像承载构件的表面上形成的所述静电潜像显影，以在所述静电潜像承载构件的表面上形成调色剂图像；
转印单元，用于将在所述静电潜像承载构件的表面上形成的所述调色剂图像经由或不经中间转印构件转印至转印材料上；和
定影单元，用于将转印至所述转印材料上的所述调色剂图像定影至所述转印材料上，
构造所述图像形成设备以用所述显影设备回收将所述调色剂图像转印之后在所述静电潜像承载构件的表面上的转印残留调色剂，
其特征在于：
所述显影设备包括
调色剂，用于使所述静电潜像显影，
调色剂承载体，用于承载所述调色剂，和
调节构件，用于调节由所述调色剂承载体承载的所述调色剂的层厚度；
配置所述调色剂承载体使得与所述静电潜像承载构件接触；
所述调色剂承载体包括
基体，
弹性层，和
含有聚氨酯树脂的表面层；
所述聚氨酯树脂具有源自由以下结构式(1)表示的化合物和多异氰酸酯之间的反应的部分结构；
所述调色剂包括磁性调色剂，所述磁性调色剂包括
各自含有粘结剂树脂和磁性材料的调色剂颗粒，和
无机细颗粒；
所述调色剂具有9.5μm以上且14.0μm以下的重均粒径D4；和
从以下数学式(1)获得的所述调色剂的空隙率为50以上且56以下：
空隙率＝((真密度-振实密度)/真密度)×100 数学式(1)
结构式(1)
所述结构式(1)中：
n表示1以上且4以下的整数；
R3各自独立地表示选自由以下(a)-(c)组成的组的基团：
(a)具有2个以上且8个以下的碳原子的羟基烷基，
(b)具有2个以上且8个以下的碳原子的氨基烷基，和
(c)由以下结构式(2)表示的基团；和
R4表示具有2个以上且4个以下的碳原子的亚烷基；
结构式(2)
所述结构式(2)中：
m为2或3；和
R5表示具有2个以上且5个以下的碳原子的亚烷基。
2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中所述调色剂的重均粒径D4与所述调色剂的数均粒径D1之比D4/D1为1.30以下。
3.根据权利要求1或2所述的图像形成设备，其中：
所述调色剂含有一次颗粒的数均粒径D1为100nm以上且2.0μm以下的细颗粒；和
所述细颗粒包括选自由树脂细颗粒、钛酸锶细颗粒、钛酸钡细颗粒和钛酸钙细颗粒组成的组的至少一种细颗粒。
4.根据权利要求1或2所述的图像形成设备，其中当所述充电单元使所述静电潜像承载构件的表面带电时所述静电潜像承载构件的表面的电位V1和当所述显影设备使所述静电潜像显影时施加至所述调色剂承载体的直流电压V2之间的差的绝对值|V1-V2|为200V以上且600V以下。
5.一种图像形成方法，其包括：
使静电潜像承载构件的表面带电的充电步骤；
用图像曝光光照射所述静电潜像承载构件的带电的表面，以在所述静电潜像承载构件的表面上形成静电潜像的图像曝光步骤；
使用显影设备使在所述静电潜像承载构件的表面上形成的所述静电潜像显影，以在所述静电潜像承载构件的表面上形成调色剂图像的显影步骤；
将在所述静电潜像承载构件的表面上形成的所述调色剂图像经由或不经中间转印构件转印至转印材料上的转印步骤；和
将转印至所述转印材料的所述调色剂图像定影至所述转印材料上的定影步骤，
所述图像形成方法包括用所述显影设备回收将所述调色剂图像转印之后在所述静电潜像承载构件的表面上的转印残留调色剂，
其特征在于：
所述显影设备包括
调色剂，用于使所述静电潜像显影，
调色剂承载体，用于承载所述调色剂，和
调节构件，用于调节由所述调色剂承载体承载的所述调色剂的层厚度；
配置所述调色剂承载体使得与所述静电潜像承载构件接触；
所述调色剂承载体包括
基体，
弹性层，和
含有聚氨酯树脂的表面层；
所述聚氨酯树脂具有源自由以下结构式(1)表示的化合物和多异氰酸酯之间的反应的部分结构；
所述调色剂包括磁性调色剂，所述磁性调色剂包括
各自含有粘结剂树脂和磁性材料的调色剂颗粒，和
无机细颗粒；
所述调色剂具有9.5μm以上且14.0μm以下的重均粒径D4；和
从以下数学式(1)获得的所述调色剂的空隙率为50以上且56以下：
空隙率＝((真密度-振实密度)/真密度)×100 数学式(1)
结构式(1)
所述结构式(1)中：
n表示1以上且4以下的整数；
R3各自独立地表示选自由以下(a)-(c)组成的组的基团：
(a)具有2个以上且8个以下的碳原子的羟基烷基，
(b)具有2个以上且8个以下的碳原子的氨基烷基，和
(c)由以下结构式(2)表示的基团；和
R4表示具有2个以上且4个以下的碳原子的亚烷基；
结构式(2)
所述结构式(2)中：
m为2或3；和
R5表示具有2个以上且5个以下的碳原子的亚烷基。
6.根据权利要求5所述的图像形成方法，其中所述调色剂的重均粒径D4与所述调色剂的数均粒径D1之比D4/D1为1.30以下。
7.根据权利要求5或6所述的图像形成方法，其中：
所述调色剂含有一次颗粒的数均粒径D1为100nm以上且2.0μm以下的细颗粒；和
所述细颗粒包括选自由树脂细颗粒、钛酸锶细颗粒、钛酸钡细颗粒和钛酸钙细颗粒组成的组的至少一种细颗粒。
8.根据权利要求5或6所述的图像形成方法，其中当在所述充电步骤中使所述静电潜像承载构件的表面带电时所述静电潜像承载构件的表面的电位V1和当在所述显影步骤中使所述静电潜像显影时施加至所述调色剂承载体的直流电压V2之间的差的绝对值|V1-V2|为200V以上且600V以下。
9.一种显影设备，用于使在静电潜像承载构件的表面上形成的静电潜像显影，以在所述静电潜像承载构件的表面上形成调色剂图像，
所述显影设备包括：
调色剂，用于使所述静电潜像显影；
调色剂承载体，用于承载所述调色剂；和
调节构件，用于调节由所述调色剂承载体承载的所述调色剂的层厚度，
其特征在于：
配置所述调色剂承载体使得与所述静电潜像承载构件接触；
所述调色剂承载体包括
基体，
弹性层，和
含有聚氨酯树脂的表面层；
所述聚氨酯树脂具有源自由以下结构式(1)表示的化合物和多异氰酸酯之间的反应的部分结构；
所述调色剂包括磁性调色剂，所述磁性调色剂包括
各自含有粘结剂树脂和磁性材料的调色剂颗粒，和
无机细颗粒；
所述调色剂具有9.5μm以上且14.0μm以下的重均粒径D4；和
从以下数学式(1)获得的所述调色剂的空隙率为50以上且56以下：
空隙率＝((真密度-振实密度)/真密度)×100 数学式(1)
结构式(1)
所述结构式(1)中：
n表示1以上且4以下的整数；
R3各自独立地表示选自由以下(a)-(c)组成的组的基团：
(a)具有2个以上且8个以下的碳原子的羟基烷基，
(b)具有2个以上且8个以下的碳原子的氨基烷基，和
(c)由以下结构式(2)表示的基团；和
R4表示具有2个以上且4个以下的碳原子的亚烷基；
结构式(2)
所述结构式(2)中：
m为2或3；和
R5表示具有2个以上且5个以下的碳原子的亚烷基。
10.根据权利要求9所述的显影设备，其中所述调色剂的重均粒径D4与所述调色剂的数均粒径D1之比D4/D1为1.30以下。
11.根据权利要求9或10所述的显影设备，其中：
所述调色剂含有一次颗粒的数均粒径D1为100nm以上且2.0μm以下的细颗粒；和
所述细颗粒包括选自由树脂细颗粒、钛酸锶细颗粒、钛酸钡细颗粒和钛酸钙细颗粒组成的组的至少一种细颗粒。
12.一种显影方法，其包括：使用显影设备使在静电潜像承载构件的表面上形成的静电潜像显影，以在所述静电潜像承载构件的表面上形成调色剂图像，
其特征在于：
所述显影设备包括
调色剂，用于使所述静电潜像显影，
调色剂承载体，用于承载所述调色剂，和
调节构件，用于调节由所述调色剂承载体承载的所述调色剂的层厚度；
配置所述调色剂承载体使得与所述静电潜像承载构件接触；
所述调色剂承载体包括
基体，
弹性层，和
含有聚氨酯树脂的表面层；
所述聚氨酯树脂具有源自由以下结构式(1)表示的化合物和多异氰酸酯之间的反应的部分结构；
所述调色剂包括磁性调色剂，所述磁性调色剂包括
各自含有粘结剂树脂和磁性材料的调色剂颗粒，和
无机细颗粒；
所述调色剂具有9.5μm以上且14.0μm以下的重均粒径D4；和
从以下数学式(1)获得的所述调色剂的空隙率为50以上且56以下：
空隙率＝((真密度-振实密度)/真密度)×100 数学式(1)
结构式(1)
所述结构式(1)中：
n表示1以上且4以下的整数；
R3各自独立地表示选自由以下(a)-(c)组成的组的基团：
(a)具有2个以上且8个以下的碳原子的羟基烷基，
(b)具有2个以上且8个以下的碳原子的氨基烷基，和
(c)由以下结构式(2)表示的基团；和
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结构式(2)
所述结构式(2)中：
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13.根据权利要求12所述的显影方法，其中所述调色剂的重均粒径D4与所述调色剂的数均粒径D1之比D4/D1为1.30以下。
14.根据权利要求12或13所述的显影方法，其中：
所述调色剂含有一次颗粒的数均粒径D1为100nm以上且2.0μm以下的细颗粒；和
所述细颗粒包括选自由树脂细颗粒、钛酸锶细颗粒、钛酸钡细颗粒和钛酸钙细颗粒组成的组的至少一种细颗粒。
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