CN110389502A - 电子照相用构件、处理盒和电子照相设备 - Google Patents

电子照相用构件、处理盒和电子照相设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子照相用构件、处理盒和电子照相设备。提供一种有助于形成高品质电子照相图像的电子照相用构件。该电子照相用构件包括导电性基体和作为最外层的导电层,其中导电层包含具有含氮杂环阳离子结构的树脂、阴离子和特定的炭黑。

Description

电子照相用构件、处理盒和电子照相设备
技术领域
本公开涉及用于电子照相设备中的电子照相用构件、以及具有该电子照相用构件的处理盒和电子照相设备。
背景技术
电子照相用构件在例如,显影剂承载体(下文中称为显影辊),转印辊,充电辊,清洁刮板,显影剂层厚度调节构件(下文中称为显影刮板)和显影剂供给构件(下文中称为调色剂供给辊)等的各种应用中使用。对于这种电子照相用构件,在不受周围环境的影响的情况下,优选电阻值为103~1010Ωcm。此外,优选电子照相用构件的电阻在整个构件上是均匀的并且是经时稳定的。
在这些电子照相用构件中,为了将导电性赋予该构件使用离子导电剂。另外,为了降低离子导电剂的导电性的环境依赖性,还提议使用离子导电剂和如炭黑等电子导电剂作为导电剂。
日本专利申请特开No.2011-118113提出了一种具有氨基甲酸酯涂层的导电性辊,所述聚氨酯涂层包括具有两个羟基的离子液体、以及与多元醇和异氰酸酯共混的聚氨酯树脂组合物。另外,描述了可以在氨基甲酸酯涂层中共混炭黑。
本发明人采用了如日本专利申请特开No.2011-118113中记载的显影辊,即设置有包含具有固定的咪唑鎓阳离子的树脂和阴离子的最外层的显影辊,来形成电子照相图像,并且本发明人发现了:存在这样的情况:即使当例如输出白色实心图像时,发生了转印显影剂的所谓的"起雾"。当在诸如温度0℃等的低温环境(下文中称为冷冻环境)中形成电子照相图像时,显著地观察到电子照相图像上出现"起雾"。
发明内容
本公开的一方面旨在于提供一种即使当在冷冻环境下经历图像形成也能够形成高品质电子照相图像的电子照相用构件。
本公开的另一方面旨在于提供一种能够稳定地输出高品质电子照相图像的电子照相图像形成设备。本公开的又一方面旨在于提供一种有助于高品质电子照相图像的稳定形成的处理盒。
根据本公开的一方面,提供了包括导电性基体和作为最外层的导电层的电子照相用构件,其中导电层含有(A)、(B)和(C):
(A)具有含氮杂环阳离子结构的树脂;
(B)阴离子;和
(C)DBP吸收量为45ml/100g以上且90ml/100g以下且CTAB吸附比表面积为50m2/g以上且100m2/g以下的炭黑。
另外,根据本公开的另一方面,提供了一种处理盒,将其构造为可拆卸地安装至电子照相设备的主体且具有选自由充电构件、显影构件和清洁构件组成的组中的至少之一,其中充电构件、显影构件和清洁构件组成的组中的至少之一为上述的电子照相用构件。
提供了包括充电构件、显影构件和清洁构件中的至少之一的电子照相设备,其中充电构件、显影构件和清洁构件为上述的电子照相用构件。
参考附图,从以下示例性实施方案的说明,本发明的进一步特征将变得明显。
附图说明
图1A示出说明根据本公开一方面的电子照相用构件的概念图。
图1B示出说明根据本公开一方面的电子照相用构件的概念图。
图2示出说明根据本公开一方面的处理盒的概念图。
图3示出说明根据本公开一方面的电子照相设备的概念构造图。
图4是测量作为根据本公开一方面的电子照相用构件的导电性辊的弛豫时间的测量设备的示意性构造图。
具体实施方式
现在将根据附图来详细地说明本公开的优选的实施方案。
本发明人推测当设置有包含其中具有固定的咪唑鎓阳离子的树脂和阴离子的最外层的显影辊用于在冷冻环境下形成电子照相图像时引起上述"起雾"的原因如下。
离子导电剂通过阴离子和阳离子的迁移而发展导电性。这里,当阳离子固定在树脂中时,阳离子的迁移率降低,因此阴离子的迁移率也降低。由此,可以抑制源自离子导电剂的导电性随时间的变化,并且可以抑制离子渗出到最外层的外表面。另一方面,因为阴离子的迁移率降低,所以最外层中的电荷的弛豫时间变长。结果,例如,在电子照相图像于冷冻环境下形成的情况下,显影辊表面上的电荷衰减无法赶上,并且电荷倾向于容易积聚在显影辊的表面上。上述"起雾"被认为是由显影辊的表面过度带电的现象引起的。电荷的弛豫时间是在电荷衰减至1/e之前的时间。
然后,本发明人已经研究了根据日本专利申请公开No.2011-118113中的描述将炭黑引入上述显影辊的最外层中。具体地,由如炭黑等电子导电剂引起的导电性通过流过导电路径的电子而发展出,该导电路径由电子导电剂的接触或接近形成。正因如此,可以预期,通过与离子导电剂起互补作用的炭黑,电荷的弛豫时间变短。然而,与本发明人的预测相反,在设置有包含其中具有固定的咪唑鎓阳离子的树脂、阴离子和炭黑的最外层的显影辊中,最外层的电荷的弛豫时间变得明显很长,结果,无法解决上述"起雾"。推测在这样的显影辊中最外层上的电荷的弛豫时间与期望相反而变长的原因如下。
具体地,由电子导电剂形成的导电路径的状态取决于电子导电剂的分散状态,并且当分散状态不充分时,可存在导电路径不完整的情况。据认为即使在这种情况下,当离子导电剂共存时,离子导电剂补偿导电路径的不完整部分的导电性,从而表现出高导电性并且还可以缩短电荷的弛豫时间。然而,根据本发明人的实验结果,存在即使最外层由共存的炭黑和离子导电剂二者形成时,电荷的弛豫时间也几乎不同于仅含有电子导电剂的最外层的情况。换句话说,存在无法观察到离子导电剂的贡献的情况。于是,本发明人推测离子导电剂的作用因最外层中的离子被炭黑吸附的现象而减弱;并且已经注意且已经进一步研究了要使用的炭黑的物理性质。结果,本发明人发现了炭黑的CTAB吸附比表面积和DBP吸收量极大地影响离子被炭黑吸附的程度。
据认为,关于CTAB吸附比表面积,涉及阴离子的分子横截面积的尺寸。离子导电剂中阴离子的尺寸通常大于氮分子的尺寸。正因如此,据认为,比通常用于测量比表面积的氮分子(0.162nm2)大的CTAB分子(十六烷基三甲基溴化铵0.616nm2)的吸附比表面积可以是与炭黑对阴离子的吸收性相关的参数。
另外,DBP吸收量表示炭黑可以保留的DBP(邻苯二甲酸二丁酯)的量,并且被认为是与炭黑可以保留的诸如树脂等高分子化合物的量相关联的参数。在阳离子结构固定在树脂中的情况下,树脂被炭黑保留,从而阳离子也受到炭黑的制约。另外,最外层中的阴离子通常存在于阳离子结构附近,并且据认为,阴离子也与炭黑紧密接触并且倾向于容易被炭黑表面上的孔吸附。因此,据认为,DBP吸收量也可以是表明炭黑对阴离子的约束力(restraining force)的一个指标。
基于这种考虑,本发明人研究了包含在最外层中的炭黑。结果,本发明人发现,即使在DBP吸收量为45~90ml/100g且CTAB吸附比表面积为50~100m2/g的炭黑与向其引入阳离子结构的树脂和阴离子共存的情况下,炭黑也可以有效地抑制阴离子的吸附和树脂的滞留,结果,当电子照相图像于冷冻环境下形成时,也可以缩短显影构件的电荷的弛豫时间。
当要引入树脂中的阳离子结构是含氮杂环阳离子时,使用此类炭黑特别有效。具体地,当树脂具有的阳离子是诸如季铵等非环状阳离子时,阳离子部分的分子迁移率高,并且与含氮杂环阳离子相比,阳离子部分的排除体积(excluding volume)大。另一方面,当树脂具有的阳离子是含氮杂环阳离子时,结构是刚性的,因此与非环状阳离子相比,分子迁移率小,并且排除体积也小。正因如此,与非环状阳离子相比,含氮杂环阳离子可以容易地接近并被保留在炭黑的表面上。另外,据认为,当含氮杂环阳离子是具有芳环的含氮杂芳族阳离子时,芳环中的π电子与源自炭黑表面上存在的环状烃中的π电子相互作用,并且倾向于更容易被炭黑保留。然而,上述具有特定DBP吸收量和CTAB吸附比表面积的炭黑可以有效地抑制含氮杂环阳离子或含氮杂芳族阳离子的吸附/保留。
DBP吸收量也用作表明炭黑结构的发展程度的参数。根据本方面的炭黑,其具有DBP吸收量为45~90ml/100g这样的小的DBP吸收量,抵抗其自身的结构的发展,并且在仅含有这种炭黑的最外层中,难以获得缩减电荷的弛豫时间的效果。
下面将详细描述根据本公开的电子照相用构件。本公开中,电子照相用构件是指:导电性辊,例如显影辊,转印辊,充电辊和调色剂供给辊;显影刮板;清洁刮板。
图1A和1B示出在根据本公开一方面的电子照相用构件用作导电性辊的情况下的一个实施方案。导电性辊11的结构包括,例如,如图1A中所示,导电性基体12和设置在基体的外周上的导电层14。另外,导电性辊11可以具有,如图1B中所示,在导电性基体12的外周上的弹性层13,并且导电层14可以形成于弹性层13的外周上。至于导电层14,可以形成多个层。导电性辊11的最外层为导电层,并且包含具有含氮杂环阳离子结构的树脂、阴离子和特定炭黑。
<基体>
基体12用作电子照相用构件的支承构件,并且在一些情况下用作电极。基体12由导电性材料形成,该导电性材料包括:诸如铝和铜等金属;诸如不锈钢等合金;镀有铬或镍的铁;和具有导电性的合成树脂。在电子照相用构件具有辊形状的情况下,基体12具有实心圆柱形状或中空圆筒形状,并且当电子照相用构件具有刮板形状时,基体12具有片形状。
<弹性层>
弹性层13,特别是在电子照相用构件具有辊形状的情况下,是用于将在与电子照相用构件接触的构件的接触部处形成具有预定宽度的辊隙所需的弹性赋予电子照相用构件的层。
优选弹性层13为橡胶材料的成型体。橡胶材料的实例包括以下:乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶(EPDM),丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR),氯丁橡胶(CR),天然橡胶(NR),异戊二烯橡胶(IR),苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR),氟橡胶,硅橡胶,表氯醇橡胶,NBR的氢氧化物和聚氨酯橡胶。这些材料可以单独使用,或以两种或多种的混合物使用。其中,从压缩永久变形和挠性的观点出发,特别优选硅橡胶。硅橡胶的实例包括聚二甲基硅氧烷,聚三氟丙基硅氧烷,聚甲基乙烯基硅氧烷,聚苯基乙烯基硅氧烷和这些聚硅氧烷的共聚物。
弹性层13的成型方法的实例包括将液体橡胶材料铸塑成型的方法,和将捏和的橡胶材料挤出成型的方法。
在弹性层13中,适当地共混导电性赋予剂,以将导电性赋予弹性层。
可用的导电性赋予剂包括:炭黑;导电性金属,如铝和铜;以及诸如氧化锌、氧化锡和氧化钛等导电性金属氧化物的细颗粒。其中,特别优选炭黑,其比较容易获得并提供足够的导电性。当使用炭黑作为导电性赋予剂时,优选共混相对于100质量份橡胶为2至50质量份的炭黑。
在弹性层13中,可以适当地共混各种添加剂,例如非导电性填充剂,交联剂和催化剂。非导电性填充剂的实例包括二氧化硅,石英粉,氧化钛,氧化锌或碳酸钙。
交联剂没有特别限制,但其实例包括四乙氧基硅烷,过氧化二叔丁基,2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷和过氧化二枯基。
优选弹性层的厚度为0.3mm以上且4.0mm以下。
<导电层>
下面将详细描述电子照相用构件的一个实施方案中的导电层14的组成。
位于最外层的导电层含有具有含氮杂环阳离子结构的树脂,阴离子和炭黑。对于炭黑,DBP吸收量为45ml/100g以上且90ml/100g以下,且CTAB吸附比表面积为50m2/g以上且100m2/g以下。
具有含氮杂环阳离子结构的树脂和阴离子通过离子导电剂和可与离子导电剂反应的化合物之间的反应来获得。对于这些反应,可以使用如聚合单体以获得聚合物的通常的反应。通过离子导电剂和可与离子导电剂反应的化合物之间的反应获得的树脂结构的实例包括聚氨酯树脂,聚酯树脂,聚醚树脂,丙烯酸类树脂,环氧树脂或氨基树脂如三聚氰胺等。从耐磨性的观点出发,优选聚氨酯树脂。聚氨酯树脂例如通过使多异氰酸酯与含氮杂环阳离子结构中具有羟基、氨基和缩水甘油基中的至少一个基团的离子导电剂反应而获得。
离子导电剂是指用于合成包含在最外层中的树脂的材料之一,并且是指在与可与阳离子反应的化合物反应之前的状态下的材料。另外,阳离子意味着离子导电剂中含有的阳离子。
从导电性的观点出发,优选含氮杂环阳离子结构具有由结构式(1)和(2)表示的结构中的任一者或二者。
此外,从电荷的弛豫时间的稳定性的观点出发,优选具有由结构式(3)和(4)表示的结构中的任一者或二者。结构式(3)和(4)具有与树脂的两个键合点,并且变成引入树脂主链中的结构。正因如此,与位于末端或侧链处的仅一个键合点的情况相比,分子运动的自由度受到限制,并且上述结构难以被炭黑吸附。据认为,结果,阴离子抗拒接近炭黑,并且电荷的弛豫时间变得稳定。当键合点的数量为3以上时,阳离子的分子运动的自由度进一步受到限制。正因如此,据认为,受阳离子限制的阴离子的迁移率受到过度限制,并且与键合点为2的情况相比,电荷的弛豫时间变得更长。
(R11~R15和R21~R26各自独立地选自以下(a)~(c),并且R11~R15中的至少之一为(c)和R21~R26中的至少之一为(c),其中(a)为氢原子,(b)为具有1~6个碳原子的饱和烃基,且(c)为含有键合至树脂的部分的结构。)
(R31~R35和R41~R46各自独立地选自以下(a)~(c),并且R31~R35中的两个为(c)和R41~R46中的两个为(c),其中(a)为氢原子,(b)为具有1~6个碳原子的饱和烃基,且(c)为含有键合至树脂的部分的结构。)
结构式(1)~(4)中,(c)的结构各自独立地为由以下结构式(Z-1)~(Z-3)表示的结构。结构式(Z-1),例如,是通过引入含氮杂环阳离子中的羟基与树脂原料中的具有异氰酸酯基的化合物之间的反应形成的残基。结构式(Z-2)例如,是通过引入含氮杂环阳离子中的氨基与在树脂原料中的具有异氰酸酯基的化合物之间的反应形成的残基。结构式(Z-3)例如,是通过引入阳离子基团的缩水甘油基与树脂原料中的具有异氰酸酯基的化合物之间的反应形成的残基。
(R51~R53各自独立地表示直链或支链二价烃基,符号"*"表明与结构式(1)~(4)的氮原子或碳原子的键合部位,符号"**"表明与构成树脂的聚合物链中的碳原子的键合部位。)
例如,具有含氮杂环阳离子结构的树脂和阴离子可以通过将以下材料混合并且使各材料相互反应来获得:
-如聚醚多元醇等已知的多元醇;
-已知的多异氰酸酯;和
-包含具有含氮杂环骨架且具有选自由羟基、氨基和缩水甘油基组成的组中至少之一的阳离子和阴离子的离子导电剂。
多元醇的实例包括聚醚多元醇,聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇,聚烯烃多元醇和丙烯酰基多元醇(acryl polyol)。在多元醇中,从与离子导电剂的相容性的观点出发,优选聚醚多元醇,聚酯多元醇,聚碳酸酯多元醇和通过使任意的多元醇与异氰酸酯反应获得的氨基甲酸酯预聚物多元醇。
聚醚多元醇的实例包括聚乙二醇,聚丙二醇和聚四亚甲基二醇。
聚酯多元醇的实例包括通过二醇组分如1,4-丁二醇,3-甲基-1,4-戊二醇,新戊二醇,或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,对苯二甲酸和六羟基邻苯二甲酸的缩合反应获得的聚酯多元醇。
聚碳酸酯多元醇的实例包括以下,其包括通过二醇组分如1,3-丙二醇,1,4-丁二醇,1,6-己二醇,3-甲基-1,5-戊二醇,二甘醇,聚乙二醇,聚丙二醇和聚四亚甲基二醇与碳酸二烷基酯如光气和碳酸二甲酯,或环状碳酸酯如碳酸亚乙酯的缩合反应获得的聚碳酸酯多元醇。
这些多元醇组分可以根据需要作为其中通过异氰酸酯如2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)预先延长链的预聚物来使用。
异氰酸酯化合物的实例包括:脂族多异氰酸酯,例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'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),聚合二苯基甲烷二异氰酸酯,苯二亚甲基二异氰酸酯和萘二异氰酸酯;异氰酸酯化合物如上述异氰酸酯化合物的共聚物,异氰脲酸酯形式,TMP加合物形式,缩二脲形式和嵌段形式。在异氰酸酯化合物中,从反应性的观点出发,优选芳族异氰酸酯如甲苯二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯和聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。
具有含氮杂环结构且由具有选自由羟基、氨基和缩水甘油基组成的组中的至少之一的阳离子和阴离子形成的离子导电剂的实例包括:咪唑鎓,吡嗪鎓,嘧啶鎓,咪唑烷鎓,咪唑啉鎓,哌嗪鎓,吡啶鎓,吡咯烷鎓,吡咯啉鎓,哌啶鎓,氮杂鎓(azepanium),吡咯鎓,氮杂鎓-咪唑鎓(azepanium-imidazolium),吡嗪鎓和嘧啶鎓。
给出由结构式(1)表示的结构且具有羟基的阳离子的具体实例包括:1-甲基-3-羟甲基咪唑鎓阳离子,1-甲基-3-(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,1-甲基-3-(3-羟丙基)咪唑鎓阳离子,1-甲基-3-(4-羟丁基)咪唑鎓阳离子,1-甲基-3-(6-羟己基)咪唑鎓阳离子,1-乙基-3-(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,1-正丁基-3-(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,1,3-二甲基-2-(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,1,3-二甲基-2-(4-羟丁基)咪唑鎓阳离子,1,3-二甲基-4-(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,及其衍生物。
给出由结构式(2)表示的结构且具有羟基的阳离子的具体实例包括:1-甲基-2(2-羟乙基)吡啶鎓,1-乙基-3(2-羟乙基)吡啶鎓,1-甲基-4(2-羟乙基)吡啶鎓,1-甲基-4-羟甲基吡啶鎓,1-甲基-4(2-羟基异丁基)吡啶鎓,和1,5-二乙基-2(2-羟乙基)吡啶鎓。
给出由结构式(3)表示的结构且具有2个羟基的阳离子的具体实例包括:1,3-二羟甲基咪唑鎓阳离子,1,3-双(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,2-甲基-1,3-二羟甲基咪唑鎓阳离子,2-甲基-1,3-双(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,4-甲基-1,3-双(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,2-乙基-1,3-双(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,4-乙基-1,3-双(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,2-正丁基-1,3-双(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,1,3-双(3-羟丙基)咪唑鎓阳离子,1,3-双(6-羟己基)咪唑鎓阳离子,1,3-双(8-羟辛基)咪唑鎓阳离子,1-甲基-2,3-双(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,1-甲基-3,4-双(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,1-甲基-3,5-双(2-羟乙基)咪唑鎓阳离子,及其衍生物。
给出由结构式(4)表示的结构且具有2个羟基的阳离子的具体实例包括:1,2-二羟甲基吡啶鎓阳离子,1,3-二羟甲基吡啶鎓阳离子,1,4-二羟甲基吡啶鎓阳离子,1,2-双(2-羟乙基)吡啶鎓阳离子,1,3-双(2-羟乙基)吡啶鎓阳离子,1,4-双(2-羟乙基)吡啶鎓阳离子,1,2-双(3-羟丙基)吡啶鎓阳离子,1,3-双(3-羟丙基)吡啶鎓阳离子,1,4-双(3-羟丙基)吡啶鎓阳离子,1,2-双(6-羟己基)吡啶鎓阳离子,1,3-双(6-羟己基)吡啶鎓阳离子,1,4-双(6-羟己基)吡啶鎓阳离子,1,2-双(8-羟辛基)吡啶鎓阳离子,1,3-双(8-羟辛基)吡啶鎓阳离子,1,4-双(8-羟辛基)吡啶鎓阳离子,2-甲基-1,3-双(2-羟乙基)吡啶鎓阳离子,2-乙基-1,3-双(2-羟乙基)吡啶鎓阳离子,5-甲基-1,3-双(2-羟乙基)吡啶鎓阳离子,5-乙基-1,3-双(2-羟乙基)吡啶鎓阳离子,及其衍生物。
具有氨基和缩水甘油基的阳离子的实例包括具有其中氨基或缩水甘油基取代上述阳离子中的羟基的结构的阳离子。
离子导电剂的阴离子的实例包括氟代烷基磺酰亚胺阴离子和氟烷基磺酸根阴离子,氟代烷基羧酸根阴离子,氟硼酸根阴离子,二氰胺阴离子,双乙二酸硼酸根阴离子(bisoxalato borate anion),硫氰酸根阴离子,氟磷酸根阴离子,氟代烷基甲醇盐阴离子(fluoroalkyl methoxide anion),氟代磺酰亚胺阴离子,及其衍生物。
氟烷基磺酰亚胺阴离子的具体实例包括:具有1~6个碳原子的氟代烷基的氟代烷基磺酰亚胺阴离子,例如双(三氟甲磺酰基)酰亚胺阴离子,双(五氟乙磺酰基)酰亚胺阴离子,双(七氟丙磺酰基)酰亚胺阴离子,双(九氟丁磺酰基)酰亚胺阴离子,双(十二氟戊磺酰基)酰亚胺阴离子和双(全氟己磺酰基)酰亚胺阴离子;环状氟代烷基磺酰亚胺阴离子,例如N,N-六氟丙烷-1,3-二磺酰亚胺。
氟代烷基磺酸根阴离子的具体实例包括三氟甲磺酸根阴离子,氟代甲烷磺酸根阴离子,全氟乙基磺酸根阴离子和全氟丁基磺酸根阴离子。
在这些阴离子中,特别优选双(三氟甲磺酰基)酰亚胺阴离子,双(五氟乙磺酰基)酰亚胺阴离子,双(九氟丁磺酰基)酰亚胺阴离子,和N,N-六氟丙烷-1,3-二磺酰基酰亚胺阴离子,这是因为即使当打印大量纸张时也可以维持电荷的弛豫时间短这样的状态。这些阴离子的尺寸大,因此抗拒被炭黑表面上的孔捕获。另外,推测如果阴离子被捕获,则阴离子覆盖的碳表面的面积变大,因此被炭黑捕获的阴离子的总数减少,由此上述阴离子的经时稳定性优异。
优选将多元醇组分和异氰酸酯化合物混合,使得相对于羟基1.0的异氰酸酯基的比例在1.0以上且2.0以下的范围内,因为由此可以减少未反应的组分。
由于这些反应,可以获得其中三维交联的聚氨酯树脂和含氮杂环阳离子通过氨基甲酸酯键键合的树脂,并且还可以使阴离子存在于树脂中。例如,可以通过已知单元如热分解GC/MS,FT-IR和NMR分析树脂来检测这些状态。
除了具有含氮杂环阳离子结构的树脂之外,用于最外层的导电层还可以包含树脂,例如聚氨酯树脂,聚酯树脂,聚醚树脂,丙烯酸类树脂,环氧树脂和氨基树脂如三聚氰胺。
用于最外层的导电层含有DBP吸收量为45ml/100g以上且90ml/100g以下且CTAB吸附比表面积为50m2/g以上且100m2/g以下的炭黑。炭黑的DBP吸收量是表明炭黑的聚集体之间的空隙率的指标。DBP吸收量是使一定质量的炭黑吸收DBP以在变为粘性状态的过程中达到预定扭矩所需的DBP(邻苯二甲酸二丁酯)的量。该DBP吸收量也用作评价作为聚集体的发展程度的结构的单元。CTAB吸附比表面积是CTAB(正十六烷基三甲基溴化铵)吸附时的比表面积(m2/g),是用于确定不含炭黑的微孔的外表面积的一个指标。
通过将DBP吸收量控制到45ml/100g以上,可以通过添加炭黑获得改善电荷转移速度的效果,并且通过将DBP吸收量控制到90ml/100g以下,可以减少被炭黑吸附的树脂。如果要加入的炭黑的DBP吸收量为45ml/100g以上,则炭黑的结构充分发展,并且炭黑倾向于彼此接触或紧密接触。正因如此,由于电子传导路径的增加而引起的改善电荷转移速度的效果变得大于由于树脂和炭黑之间的界面的增加而发生的电荷转移延迟的效果。正因如此,不会延长电荷的弛豫时间。另外,如果要加入的炭黑的DBP吸收量为90ml/100g以下,则树脂难以被吸附到炭黑附近,并且阳离子结构和阴离子也抵抗被炭黑制约。结果,通过添加炭黑而改善电荷转移速度的效果变得大于由炭黑制约阳离子和阴离子的效果。正因如此,降低了电荷的移动速度的不均匀性,并且不会延长电荷整体的弛豫时间。
CTAB吸附比表面积对炭黑和阴离子之间的相互作用具有很大影响。通过将CTAB吸附比表面积控制到50m2/g以上且100m2/g以下,炭黑可以容易地与阴离子转移电荷,同时可以减少阴离子的吸附量。当CTAB吸附比表面积为50m2/g以上时,炭黑可以与阴离子转移电荷的面积变得充分大。为了使炭黑显示出改善电荷转移速度的效果,必须使炭黑与阴离子转移电荷,因此据认为,通过已充分增加的电荷可转移面积获得了改善电荷转移速度的效果。另一方面,当CTAB吸附比表面积为100m2/g以下时,捕获阴离子的效果变得足够小。正因如此,作为电荷载流子的阴离子的量不会减少,并且电荷的弛豫时间不会延长。
此外,对于炭黑,特别优选挥发物含量为1.5%以上,是在炭黑于950℃下加热7分钟时的重量减少率,这是因为炭黑在针对长期通电的电荷的弛豫时间的稳定性方面是优异的。炭黑的挥发物组分主要是在表面上缩合的含氧官能团。正因如此,当挥发物含量为1.5%以上时,炭黑表面上的含氧官能团的量增加。因为含氧官能团被周围的水分等电离,所以认为即使阴离子被捕获在碳表面上,也发生与电离的含氧官能团的静电排斥,并且阴离子倾向于容易释放。
关于从用于最外层的导电层中取出和分离炭黑组分的方法,可以使用通常已知的方法。该方法的实例包括在旋转窑中在氮气流、高温下加热一片导电层一段特定时间以分解树脂组分,并从残余物中收集炭黑组分的方法。当导电层是聚氨酯树脂时,导电层可以通过用胺如吡啶和二乙醇胺等加热而分解。
当残余物中含有除炭黑之外的无机添加剂如石英和滑石时,可以通过利用比重之间的差异来分离炭黑组分。从导电层中取出和分离炭黑组分的方法不限于此,可以使用通常使用的方法。
炭黑的DBP吸收量、CTAB吸附比表面积和挥发物含量可以通过根据上述方法将炭黑从树脂中分离出来测量。DBP吸收量可以基于JIS K6217-4(2008)橡胶用炭黑-基本特性-第4部分:油吸收量的确定方法来测量。CTAB吸附比表面积可以基于JIS K6217-3(2008)橡胶用炭黑-基本特性-第3部分:比表面积的确定方法-CTAB吸附法来测量。挥发物含量可以基于JIS K6221(1982)橡胶用炭黑的测试方法来测量。
炭黑可以是市售品,通过处理市售品而获得的产品,或新生产的产品,并且没有特别限制。可用的炭黑为油炉黑,气炉黑,槽法炭黑,和通过将这些炭黑进行氧化处理而获得的炭黑等。市售品的具体实例包括:SUNBLACK 605和SUNBLAK X 55(Asahi Carbon Co.,Ltd.制);#25、#50和MA11(Mitsubishi Chemical Corporation制);Toka Black#7360SB和#7400(Tokai Carbon Co.,Ltd.制);Printex 25和Special Black 350(Orion EngineeredCarbons制);和REAGAL 350(Cabot Corporation制)。已经从导电层中分离出的炭黑的DBP吸收量、CTAB吸附比表面积和挥发物含量可以在前述范围内,并且可以使用多种炭黑。
从电荷的弛豫时间的稳定性的观点出发,优选X、Y和Z满足下式(1):
其中X(g)表示用于最外层的导电层中含有的阴离子的质量,Y(m2/g)表示炭黑的CTAB吸附比表面积,Z(g)表示炭黑的质量。
这里,阴离子的质量和炭黑的质量是包含在具有任意质量的一片导电层中的各个组分的质量,并且使用具有相同质量的一片导电层用于测量是可接受的。
式(1)中,YZ是可以捕获阴离子的炭黑的总比表面积。由于总比表面积与阴离子的比率在式(1)的范围内,所以即使当通过通电而在阴离子和炭黑之间转移电子多次时,阴离子也抵抗被捕获,并且电荷的弛豫时间抵抗变化。
关于从导电层中取出和定量阴离子组分的方法,可以使用通常已知的方法。例如,该方法包括:将一片导电层浸入其中溶解了诸如溴化锂等的盐并且其浓度已知的溶液中;用溴阴离子交换导电层中含有的阴离子。之后,例如通过LC/MS等定量其中已浸渍一片导电层的溶液中的溴阴离子。然后,可以计算因阴离子交换而失去的溴阴离子的量,用于导电层中含有的阴离子的量。
根据需要,可以将各种添加剂添加到导电层中。例如,当作为电子照相用构件需要一定程度的表面粗糙度时,可以将粗糙度控制用细颗粒添加到导电层中。粗糙度控制用细颗粒的可用材料包括聚氨酯树脂,聚酯树脂,聚醚树脂,聚酰胺树脂,丙烯酸类树脂或酚树脂。从表面上的凸部的强度的观点出发,优选细颗粒是交联树脂。
当聚氨酯树脂的细颗粒用作交联树脂时,从抑制树脂颗粒的脱落的观点出发,优选树脂颗粒的玻璃化转变温度为-10℃以下,更优选为-30℃以下。据认为,当树脂颗粒的玻璃化转变温度为-10℃以下时,即使在低温下也很难抑制树脂颗粒的表面的分子运动性,并且与具有含氮杂环阳离子结构的树脂的相互作用倾向于容易起作用。
优选用于控制粗糙度的细颗粒的体积平均粒径为1μm以上且15μm以下。优选导电层中的用于控制粗糙度的细颗粒的含量为1质量份以上且90质量份以下,相对于100质量份树脂。
对于其他添加剂,可以使用常用的添加剂。添加剂的实例包括非导电性填充剂,紫外线吸收剂,光稳定剂,阻燃剂,抗静电剂和液体橡胶。
导电层可以包含作为添加剂的离子液体,其不与树脂形成化学键并且在常温(25℃)下是液体,但是优选源自离子液体的阳离子的质量与导电层中所含的总阴离子的质量的比率为小于30%。离子液体的阳离子和阴离子不受基质树脂的限制,因此电荷的移动速度高,并且本公开的效果不受添加的妨碍。然而,考虑到由于离子液体不受限制,有可能诱发另外的有害效果如渗出到表面,优选导电层含有小于30%的量的离子液体。包含在导电层中的总阴离子的质量可以以与导电层中含有的阴离子的质量的定量测定类似的方式测量,并且是具有含氮杂环阳离子结构的树脂中的抗衡阴离子和源自离子液体的阴离子的质量的总和。源自离子液体的阳离子的质量可以从其中已浸渍一片导电层的洗脱液和洗脱的离子液体中定量。
从应对高速处理的观点出发,优选导电层的电荷的弛豫时间短。
例如,当导电层用于辊形状时,从应对高速处理的观点出发,优选电荷的弛豫时间为0.1秒以内,这是因为辊的旋转速度约为0.2秒/一圈,因此即使旋转速度进一步升高,电荷也在辊转了一圈之前衰减。
电荷的弛豫时间可以通过稍后将描述的测量方法来测量。当初始电位由V0表示时,将电压降低到V0/e之前的时间段定义为电荷的弛豫时间。有关信息,e是自然对数的底数。
初始电位是放电后0.0625秒后的表面电位。初始电位设定为放电后0.0625秒的原因是因为难以测量在电晕放电后即刻的表面电位,并且初始电位稳定在可允许测量的偏差的范围内需要0.0625秒。
导电层14的形成方法没有特别限制,但包括涂料的喷涂法,浸涂法和辊涂法。作为导电层的形成方法,如日本专利申请公开No.S57-5047中所述,使涂料从浸渍槽的上端溢出的浸涂方法简单且生产稳定性优异。
根据本公开一方面的电子照相用构件可以应用于使用磁性单组分显影剂或非磁性单组分显影剂的任何非接触型显影装置和接触型显影装置,以及使用双组分显影剂的显影装置等。
根据本公开一方面的处理盒是构造为可拆卸地安装至电子照相设备的主体、且具有选自由充电单元、显影单元和清洁单元组成的组中的至少一个单元的处理盒。
图2示出说明根据本公开一方面的处理盒的截面图。图2中示出的处理盒17集成了显影辊16、显影刮板21、显影设备22、电子照相感光体18、清洁刮板26、废调色剂储存容器25和充电辊24。另外,构造处理盒17以可连接至电子照相设备的主体且可从电子照相设备的主体拆卸。显影设备22包括调色剂容器20,并且调色剂容器20填充有调色剂15。调色剂15通过调色剂供给辊19供给至显影辊16的表面,并且具有预定厚度的调色剂15的层通过显影刮板21形成于显影辊16的表面上。
根据本公开一方面的电子照相设备具有选自由充电单元、显影单元和清洁单元组成的组中的至少一个单元。
图3示出说明使用根据本公开一方面的电子照相用构件作为显影辊的电子照相设备的截面图。在图3的电子照相设备中,可拆卸地安装显影设备22,其包括显影辊16、调色剂供给辊19、调色剂容器20和显影刮板21。准备显影设备22用于黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(Bk)的各个颜色调色剂,且能够彩色打印。
另外,可拆卸地安装处理盒17,其包括:电子照相感光体18、清洁刮板26、废调色剂储存容器25和充电辊24。可选地,电子照相感光体18、清洁刮板26、废调色剂储存容器25和充电辊24可以配置在电子照相设备的主体中。
电子照相感光体18沿箭头方向旋转,通过用于给电子照相感光体18充电的充电辊24均匀带电,用作为用于在电子照相感光体18上写入静电潜像的曝光单元的激光光23照射;并且静电潜像形成在电子照相感光体的表面上。上述静电潜像通过以与电子照相感光体18接触配置的向其赋予调色剂15的显影设备22显影,并且可视化为调色剂图像。
关于显影,进行所谓的反转显影,其在曝光的部分上形成调色剂图像。已经在电子照相感光体18上可视化的调色剂图像通过作为转印构件的转印辊29转印到作为记录介质的纸34上。纸34通过进纸辊35和吸辊36进给至设备,并通过环带型转印传送带32在电子照相感光体18和转印辊29之间传送。转印传送带32通过从动辊33,驱动辊28和张力辊31来操作。从偏压电源30向转印辊29和吸辊36施加电压。已转印了调色剂图像的纸34在定影设备27中进行定影处理,并排出到装置外;完成打印操作。
另一方面,残留在电子照相感光体18上而未被转印的未转印调色剂通过作为用于清洁感光体表面的清洁构件的清洁刮板26刮掉,并储存在废调色剂储存容器25中;清洁后的电子照相感光体18重复上述操作。
显影设备22包括:调色剂容器20,其储存单组分显影剂的调色剂15;以及显影辊16,其位于沿调色剂容器20的纵向延伸的开口部中并且作为以面对电子照相感光体18而设置的显影剂承载体起作用。构造显影设备22以在电子照相感光体18上显影静电潜像,从而使图像可视化。
根据本公开的一方面,能够提供有助于高品质电子照相图像的形成的电子照相用构件。
另外,根据本公开的另一方面,能够提供稳定地形成高品质电子照相图像的电子照相设备。
此外,根据本公开的又一方面,能够提供有助于高品质电子照相图像的稳定形成的处理盒。
实施例
下面将描述具体的实施例和比较例,但是本公开不限于这些实施例。
<离子导电剂的合成>
用于获得具有含氮杂环阳离子的树脂的离子导电剂可以例如通过以下来获得:在一个步骤或多个步骤中进行诸如Menshutkin反应等的亲核取代反应来合成前体,然后进行离子交换反应。
通过将用于亲核取代反应的亲核试剂和亲电子试剂以及用于离子交换反应的碱金属改变为所需的组合,可以合成目标离子导电剂。
<离子导电剂C-1~C-5的合成材料>
准备下表1~3中示出的材料,作为离子导电剂C-1~C-5的合成中使用的亲核试剂、亲电子试剂和离子交换盐。
[表1]
No. 亲核试剂
N-1 咪唑(Kanto Chemical Co.,Inc.制)
N-2 2-吡啶乙醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
N-3 1-甲基咪唑(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
N-4 2-羟基甲基咪唑(Sigma-Aldrich Co.,LLC.制)
N-5 吡咯烷(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
N-6 1,4-双(3-氨丙基)哌嗪(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
[表2]
No. 亲电子试剂
Q-1 2-溴乙醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
Q-2 8-溴-1-辛醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
Q-3 2-[2-(2-氯乙氧基)乙氧基]乙醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
Q-4 6-溴-1-己醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
Q-5 碘甲烷(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
Q-6 表氯醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
[表3]
<离子导电剂C-1的合成>
向装备有Dimroth冷凝器的茄形烧瓶中,放入搅拌器,加入50ml四氢呋喃(THF)(Kanto Chemical Co.,Inc.制),24.5g(1.04mol)氢化钠(Kanto Chemical Co.,Inc.制)分散在THF中,并将茄形烧瓶在冰浴中冷却。
随后,将17.0g(0.25mol)亲核试剂No."N-1"溶解于100ml的THF中的溶液滴加至该烧瓶中。之后,拆除冰浴,并且将上述混合液在室温(温度23℃)下搅拌2小时。
接下来,将78.1g(0.63mmol)亲电子试剂No."Q-1"添加至该烧瓶中,然后在温度70℃、回流下加热8小时以进行反应。
过滤反应液,用THF洗涤不溶物,减压蒸馏除去所得滤液的溶剂。将所得浓缩物再次溶解在二氯甲烷中;过滤液体;回收滤液;减压蒸馏除去二氯甲烷。将所得浓缩物用乙醚洗涤,且减压干燥;并且获得了离子导电剂C-1的前体。
随后,将全量的离子导电剂C-1的前体溶解在100ml甲醇中。在搅拌溶液的同时,加入溶解在100ml纯水中的111.2g离子交换盐No."I-1",并将该混合液在室温下搅拌24小时。反应后,减压蒸馏除去甲醇,用二氯甲烷/水分离所得液体,然后收集有机层。将收集的有机层用纯水洗涤两次,减压蒸馏除去溶剂,干燥所得物,然后获得了作为白色粉末的离子导电剂C-1。
<离子导电剂C-2~C-4和C-8~C-14的合成>
除了亲核试剂、亲电子试剂和离子交换盐的种类和共混量如表4中所述改变以外,离子导电剂C-2~C-4和C-8~C-14以与离子导电剂C-1中类似的方式合成。
[表4]
<离子导电剂C-5的合成>
将以下材料加入装备有Dimroth冷凝器的烧瓶中,并且在回流下加热整夜。
-6.8g(0.10mol)亲核试剂N-1(咪唑,Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
-25.3g(0.15mol)亲电子试剂Q-3(2-[2-(2-氯乙氧基)乙氧基]乙醇,TokyoChemical Industry Co.,Ltd.制)
-27.6g(0.20mol)碳酸钾(Kanto Chemical Co.,Inc.制)
-200ml丙酮
反应之后,过滤反应液,并且减压蒸馏除去滤液的溶剂。之后,将所得液体通过硅胶柱色谱(乙酸乙酯)纯化,并且获得使亲核试剂叔化(tertiarized)的这种化合物。随后,将所得化合物溶解在50ml二氯甲烷中,加入18.8g(0.20mol)作为亲电子试剂的Q-1(2-溴-乙醇,Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制),并且将混合液在回流、40℃下加热20小时。反应之后,减压蒸馏除去溶液;所得物用乙醚洗涤,减压干燥;并且获得了季铵化的(quaternized)离子导电剂前体。随后,为了将阴离子转变为目标阴离子,将全量的所得离子导电剂前体在室温下溶解在100ml甲醇中。在将溶液搅拌的同时,加入溶解在50ml纯水中的43.1g离子交换盐I-1(双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂,Kanto Chemical Co.,Inc.制),且将混合液在室温下搅拌24小时。反应之后,减压蒸馏除去溶液中的甲醇;将所得液体用二氯甲烷/水分离,然后收集有机层。将收集的液体用纯水洗涤2次,减压蒸馏除去溶剂;干燥所得物,并且获得了作为白色粉末的离子导电剂C-5。
<离子导电剂C-6和C-7的合成>
除了作为原料的亲核试剂和亲电子试剂的种类和共混量如表5中所述改变以外,C-6和C-7以与离子导电剂C-5的合成中类似的方式合成。
[表5]
<离子导电剂C-15的合成>
将搅拌器和50ml的THF装入装备有Dimroth冷凝器的茄形烧瓶中,向其中溶解20.0g(0.10mol)的亲核试剂N-6(1,4-双(3-氨丙基)哌嗪,Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)。在茄形烧瓶的内部用氮气置换且用冰冷却之后,经30分钟滴加溶解在100ml的THF中的35.5g(0.25mol)亲电子试剂Q-5(碘甲烷,Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制),且在回流、40℃下加热20小时。反应之后,加入100ml纯水,减压蒸馏除去溶剂。之后,将所得物在室温下溶解在100ml乙醇中;通过C盐过滤除去不必要的物质;然后再次减压蒸馏除去溶剂;并且获得了离子导电前体。
随后,为了将阴离子转变为目标阴离子,将全量的所得离子导电剂前体在室温下溶解在100ml甲醇中。在将溶液搅拌的同时,加入溶解在50ml纯水中的17.3g离子交换盐I-1(双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂,Kanto Chemical Co.,Inc.),且将混合液在室温下搅拌24小时。反应之后,减压蒸馏除去溶液中的甲醇,将所得液体用二氯甲烷/水分离,然后收集有机层。将收集的液体用纯水洗涤2次,减压蒸馏除去溶剂,干燥所得物,并且获得了作为白色粉末的离子导电剂C-15。
<离子导电剂C-16的合成>
将搅拌器和100ml二氯甲烷(Tokyo Kasei Kogyo Co.,Ltd.制)装入装备有Dimroth冷凝器的茄形烧瓶中,向其中溶解17.0g(0.25mol)的亲核试剂N-1(咪唑,TokyoChemical Industry Co.,Ltd.制)。在室温下经30分钟滴加溶解在100ml二氯甲烷中的50.9g(0.55mol)量的亲电子试剂Q-6(表氯醇,Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制),然后将所得液体在回流、50℃下加热7小时。将所得液体冷却至室温之后,向其加入300ml的5质量%的碳酸钠的水溶液,且将混合液搅拌30分钟。分离反应液,二氯甲烷层用纯水洗涤2次,减压蒸馏除去溶剂,并且获得了离子导电剂前体。
将所得前体溶解在75.0g丙酮中,然后经30分钟滴加溶解在150.0g纯水中的69.6g离子交换盐I-1(双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂,Kanto Chemical Co.,Inc.制),且将所得液体在30℃下搅拌2小时。分离所得溶液,有机层用纯水洗涤3次,然后减压蒸馏除去丙酮,并且获得了离子导电剂C-16。
以下示出所得离子导电剂的结构。
<多元醇的准备>
<<准备以下化合物作为多元醇A-1~A-3>>
[表6]
<作为固化剂的异氰酸酯化合物的制备>
<<异氰酸酯基封端的氨基甲酸酯预聚物B-1的合成>>
向反应容器中的46.3质量份聚合的MDI(商品名:Millionate MR 200,TosohCorporation制)中,逐步滴加100质量份聚丙二醇(商品名:聚丙二醇2000,FUJIFILM WakoPure Chemical Corporation制)。在反应容器内部的温度保持在65℃下的同时,在氮气氛下滴加液体。
滴加完成之后,将混合物在65℃的温度下反应2小时。将所得反应混合物冷却至室温,用60质量份甲乙酮(MEK)稀释,且获得了202.5g其异氰酸酯基的含量为4.3%的异氰酸酯基封端的氨基甲酸酯预聚物B-1。
<<固化剂B-2和B-3的准备>>
准备以下异氰酸酯化合物分别作为固化剂B-2和B-3。
[表7]
<炭黑的准备>
<<炭黑E-1~E-12的准备>>
准备以下炭黑作为炭黑E-1~E-12。
[表8]
<<显影辊>>
<实施例1>
(弹性辊D-1的生产)
用不锈钢(SUS 304)制成并且直径为6mm的芯棒涂有底漆(商品名:DY 35-051,DowCorning Toray Co.,Ltd.制),然后在加热至温度180℃的烘箱中烘烤20分钟,并制备为基体。
对于形成弹性层用的液体材料,将15质量份炭黑(商品名Toca Black#4500,TokaiCarbon Co.,Ltd.制)分散在100质量份液体硅橡胶材料(商品名SF 6905A/B,Dow CorningToray Co.,Ltd.制)中。将基体放入模具中,在模具中形成的空腔填充有液体材料;将所得模具在加热至温度140℃的烘箱中加热20分钟;并且将液体材料固化。冷却模具后,从模具中取出其上形成有硅橡胶层的轴芯体,且在加热至温度190℃的烘箱中加热3小时;完成硅橡胶的固化反应。生产了弹性辊D-1,其具有在基体的外周上形成的直径为12mm的硅橡胶弹性层。
(导电层形成用涂料的制备)
将以下材料搅拌且混合而作为导电层形成用涂料。
-52.3质量份多元醇A-1(商品名:PPG 2000,FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制)
-94.2质量份异氰酸酯基封端的氨基甲酸酯预聚物B-1
-3.64质量份离子导电剂C-1
-3.64质量份炭黑E-1(商品名:SUNBLACK X 55,Asahi Carbon Co.,Ltd.制)
-12.2质量份作为粗糙化颗粒的聚氨酯树脂的细颗粒(商品名:Art Pearl C-800T,Negami Chemical Industries Co.,Ltd.制)
接下来,向其中添加MEK以使总固体含量比变为25质量%,然后通过砂磨机将混合物混合。随后,进一步,用MEK将粘度调节至10~12cps,并制备导电层形成用涂料。
将先前生产的弹性辊D-1浸入涂料中,并在弹性辊D-1的弹性层的表面上形成涂料的涂膜并干燥。将所得弹性辊D-1进一步在150℃温度下进行热处理1小时,从而在弹性层的外周上设置膜厚度为15μm的导电层,且生产出根据实施例1的显影辊。
实施例1中含有的含氮杂环阳离子的结构在结构式(10)中示出。波浪线表明键合至聚氨酯树脂的骨架的部分。
结构式(10)
对所得的根据实施例1的显影辊,评价以下项目。显影辊的评价结果示于表12中。
<收集导电层中含有的炭黑>
向装备有Dimroth的烧瓶中,加入从根据实施例1的显影辊剥离的导电层32g,作为分解剂的二乙醇胺(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)320ml和纯水1.5ml,并将混合物在搅拌的同时在回流、160℃下加热20小时。向反应之后的溶液中,加入300ml的MEK,将混合液离心。将得到的物质用200ml的MEK进一步洗涤2次,离心,然后减压干燥;获得了在32g导电层中含有的1.4g炭黑。
<DBP吸收量的评价>
导电层中含有的炭黑的DBP吸收量根据JIS K6217-4"橡胶用炭黑-基本特性-第4部分:DBP吸收量的确定方法"的规则来测量。
<CTAB吸附比表面积的评价>
导电层中含有的炭黑的CTAB吸附比表面积根据JIS K6217-3"橡胶用炭黑-基本特性-第3部分:比表面积的确定方法-CTAB吸附法"的指示来测量。
<挥发物含量的评价>
导电层中含有的炭黑的挥发物含量根据JIS K6221(1982)"橡胶用炭黑的测试方法"的指示来测量。
<计算YZ/X>
-导电层中含有的阴离子的质量的测量
向200ml的密闭容器中,加入50ml甲醇(Kanto Chemical Co.,Inc.制,用于高效液相色谱法),50ml纯水和0.5g溴化锂(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制),完全溶解。之后,取出40μl溶液,用2ml乙腈稀释;并制备标准样品。
接下来,将从根据实施例1的显影辊剥离的导电层32g加入到100ml先前制备的溶液中,并在搅拌溶液的同时浸入其中24小时。收集浸渍导电层的溶液并过滤,然后用1ml乙腈稀释20μl滤液,制备分析样品。
随后,为了绘制校准曲线,将参比溶液逐步稀释至100ppm,75ppm,50ppm和25ppm,使用LC/MS在以下条件下测量浓度,并且制备溴离子的校准曲线。
-柱:Acclaim Trinity P1,2.1×100mm和3μm,/流动相:ACN/HCOONH4(20mM和pH4.9)=75/25(V/V)
-温度:30℃
-流量:0.5mL/min
-注入体积:2μL
-检测:Corona Veo(Neb Temp=50℃和100HZ/3.6s)
在与用于制备校准曲线的样品类似的条件下测量先前制备的标准样品和分析样品,并且由先前制备的校准曲线计算溴离子的浓度。另外,获得分析样品中含有的除溴离子(通过洗脱得到的阴离子)以外的阴离子的分子量。
由于通过萃取操作交换溴化锂的阴离子和导电层中含有的阴离子,因此消耗了与导电层中含有的阴离子的量相同量的溴离子。然后,使用下式(2)获得分析样品中的阴离子浓度,并计算导电层中含有的阴离子的质量。在下式(2)中,标准样品中溴离子的浓度由αi(g/l)表示,分析样品中溴离子的浓度由αf(g/l)表示,检测到的阴离子的分子量由M(g/mol)表示。
根据实施例1的显影辊的导电层32g中含有的阴离子的量根据上述测定为0.566g。
使用计算的阴离子质量,以及炭黑的质量和CTAB吸附比表面积,确定作为炭黑的总CTAB吸附比表面积与导电层中含有的阴离子的比率的YZ/X。
<弛豫时间的评价>
通过以下方法使根据实施例1的显影辊的电荷衰减。作为评价设备,使用DRA-2000L(商品名,Quality Engineering Associates Inc.制)。下面将参考图4描述该设备的概要。该设备装备有头部83,其中集成有电晕放电器81和表面电位计的探针82。另外,因为从头部83中的电晕放电器进行放电的位置到表面电位计的探针的中心的距离是25mm,所以取决于头部的移动速度,在放电结束和测量之间产生延迟时间。该头部83可以平行于安装的显影辊16的纵向移动。另外,在电晕放电器81中产生的电荷射向显影辊16的表面。
在进行电晕放电之后,头部83移动到排出点。以下述方式进行测量。
(1)电荷从电晕放电器81发射到显影辊16的表面。
(2)在表面电位计的探针82移动到测量位置之前发生的延迟时间期间,显影辊16的表面上的电荷通过导电性基体12流到地面。
(3)将表面电位计的探针82停在测量位置,并用电位计测量显影辊16的表面上的残留电荷相对于时间的变化。
将该评价设备和根据实施例1的显影辊在0℃的环境中放置24小时或更长时间,并在环境中进行测量。
在DRA-2000L中安装具有与根据实施例1的显影辊相同的外径的由SUS304制成的主导装置(master),并且该主导装置与地面短路。随后,将主导装置表面和表面电位计的探针之间的距离调节为0.76mm,并且校准表面电位计以使其变为零。校准后,移除主导装置,将待测量的显影辊安装在DRA-2000L中。
关于测量条件,电晕放电器的偏压设定为8kV,头部83的移动速度设定为400mm/sec,电位的测量时间设定为10秒。在本测量条件下,在表面电位计的探针82移动到测量位置之前发生的延迟时间是0.0625秒。正因如此,将电晕放电后0.0625秒后获得的电位确定为初始电位。此外,测量电位10秒并获得衰减曲线。由此计算出电位达到初始电位的1/e的时间,并确定为弛豫时间。
确定测量点为除距弹性层的两端27.5mm的范围外的中央部分中的任意三个点,并且使用三个点的平均值。
<起雾的评价>
在上述测量之后,在相同的环境中,将其中并入根据实施例1的显影辊的青色盒装入作为HP激光打印机(商品名:HP Laser Jet Enterprise Color M553dn)的以排出速度变成60张/分钟的方式改造的评价机器;从而评价起雾。
在输出打印率为1%的图像之后,输出白色实心图像。在输出白色实心图像的中途停止打印机,用胶带(商品名:CT18,Nichiban Co.,Ltd.制)剥离已粘附至感光体上的显影剂,并且用反射密度计(商品名:TC-6DS/A,Tokyo Denshoku Co.,Ltd.制)测量反射率。测量反射率相对于胶带的反射率的减少量(%),并确定为起雾值。
将在输出打印率为1%的100张图像之后测量的起雾值确定为初始起雾值,并且将在输出15,000张之后测量的起雾值确定为耐久性试验后的起雾值。
<耐久性试验后的弛豫时间>
评价耐久性试验后的起雾,然后取出装入盒中的显影辊,并且通过吹风除去显影辊的表面上残留的显影剂。之后,以与显影辊的衰减的评价中类似的方式,计算耐久性试验后的弛豫时间。
<实施例2~19>
除了用于显影辊的生产中的多元醇、固化剂、离子导电剂、炭黑和粗糙化颗粒的种类和使用量如表9中所示改变以外,以与实施例1中类似的方式生产根据实施例2~19的显影辊。
<比较例1~9>
除了用于显影辊的生产中的多元醇、固化剂、离子导电剂、炭黑和粗糙化颗粒的种类和使用量如表10中所示改变以外,以与实施例1中类似的方式生产根据比较例1~9的显影辊。
[表9]
[表10]
根据实施例2~19和比较例1~11的显影辊以与实施例1中类似的方式评价。评价结果示于表11~13中。
比较例1~4具有与实施例1中一样的含氮杂环阳离子结构和阴离子。然而,所含炭黑的DBP吸收量或CTAB吸附比表面积都分别不在45ml/100g以上且90ml/100g以下,或50m2/g以上且100m2/g以下的范围内。
在炭黑的DBP吸收量小于45ml/100g的比较例1中和在炭黑的CTAB吸附比表面积小于50m2/g的比较例2中,电荷的弛豫时间与不含有炭黑的比较例11几乎相同。正因如此,未得到添加炭黑的效果。
另外,在比较例1、2和11中,弛豫时间与比较例3和4相比短,但是与实施例1相比长。此外,在通过以打印速度变成60张/分钟的方式改造的评价机器评价起雾的评价方法中,耐久性试验后的起雾为4%以上,与实施例1相比大。认为这是因为显影辊的每单位时间的转数由于使打印速度更高而增加,由此无法赶上电荷的弛豫,并且电荷叠加在显影辊的导电层上。
在导电层中含有的炭黑具有大于90ml/100g的DBP吸收量的比较例3和8中,弛豫时间从初始阶段就变得比实施例1的长。认为这是因为炭黑的DBP吸收量大,具有含氮杂环阳离子结构的树脂被炭黑吸附的量增加,结果还有被阳离子制约的阴离子导致存在于炭黑附近,并且电荷的移动速度的偏差倾向于容易发生。
在导电层中含有的炭黑具有大于100m2/g的CTAB吸附比表面积的比较例4中,类似于比较例3和8中,弛豫时间与实施例1相比变长。认为这是因为可以吸附阴离子的比表面积的尺寸大并且炭黑捕获更多的阴离子,且电荷的载流子减少。
在导电层中含有的炭黑具有大于90ml/100g的DBP吸收量的比较例5、6和9中,类似于比较例3,弛豫时间与包括具有含氮杂环阳离子结构的相同树脂和阴离子的实施例12、15和11相比变长。
导电层中含有的炭黑具有大于90ml/100g的DBP吸收量和大于100m2/g的CTAB吸附比表面积的比较例7与实施例14相比显示更长的弛豫时间。另外,弛豫时间与任一比较例相比都更长。认为这是因为大的DBP吸收量的效果和大的CTAB吸附比表面积的效果同时起作用,由此弛豫时间变长。
不包含具有含氮杂环阳离子结构的树脂和阴离子的比较例10与具有类似炭黑的实施例1相比,显示长的初始弛豫时间。认为这是因为发生电荷的移动速度的偏差,因为比较例10不具有用于将电荷转移至导电层的阴离子。
YZ/X在210~5400的范围内的根据实施例1~3的各显影辊与YZ/X在上述数值范围外的根据实施例16~17的各显影辊相比,显示短的耐久性试验后的弛豫时间,且还显示小的耐久性试验后的起雾。类似地,根据实施例7~9的各显影辊与根据实施例18~19的显影辊相比,显示短的弛豫时间和小的耐久性试验后的起雾。
导电层中含有的阴离子为双(三氟甲磺酰基)酰亚胺阴离子的实施例12与该阴离子为氟甲磺酸根阴离子的实施例14相比,显示短的耐久性试验后的弛豫时间。
另外,含氮杂环阳离子骨架具有结构式(3)的咪唑鎓骨架的实施例2与该骨架为哌嗪鎓骨架的实施例15和该骨架为吡咯烷鎓骨架的实施例12相比,在初始阶段和耐久性试验后二者中都显示短的弛豫时间。此外,实施例2显示小于1.5%的起雾,与实施例12和15相比是更为充足的结果。
导电层中含有的炭黑的挥发物含量为1.5%的实施例10与挥发物含量为1.0%的实施例13相比,显示短的耐久性试验后的弛豫时间和足够的结果。
<<充电辊>>
<实施例20>
(弹性辊D-2的生产)
将表14中示出的材料在加压型捏和机中混合,并且获得了A捏和的橡胶组合物1。
[表14]
NBR橡胶材料(商品名:Nipol DN 219,Zeon Corporation制) 100质量份
炭黑(商品名:Toca Black#7360SB,Tokai Carbon Co.,Ltd.制) 40质量份
碳酸钙(商品名:NANOX#30,MARUO CALCIUM CO.,LTD.制) 20质量份
硬脂酸(商品名:硬脂酸S,Kao Corporation制) 1质量份
氧化锌 5质量份
此外,将表15的材料与166质量份的A捏和橡胶通过开炼辊混合,并且获得了未硫化橡胶组合物1。
[表15]
通过十字头挤出机,在由不锈钢(SUS 304)制成并且具有6mm的直径的芯棒上设置未硫化橡胶组合物1以形成未硫化橡胶弹性层,将未硫化橡胶弹性层在加热至160℃的烘箱中加热70分钟,完成硫化橡胶弹性层的交联反应。之后,通过旋转磨石抛光弹性层的表面。由此,获得了弹性辊D-2,其中央部分直径为8.5mm,并且远离中央部分距两个端部为90mm的每个位置处的直径为8.4mm。
除了多元醇、固化剂、离子导电剂和炭黑如表16中所示改变以外,以与实施例1中类似的方式制备导电层形成用涂料。将先前生产的弹性辊D-2浸入涂料中,在弹性辊D-2的弹性层表面上形成涂料的涂膜并干燥。将所得弹性辊D-2进一步在温度160℃下进行热处理1小时,从而在弹性层的外周上设置膜厚度为15μm的导电层,并且生产出根据实施例20的显影辊。
对所得的根据实施例20的充电辊,评价以下项目。充电辊的评价结果示于表19中。
导电层中含有的炭黑的收集、DBP吸收量的评价、CTAB吸附比表面积的评价、挥发物含量的评价、YZ/X的计算和弛豫时间以与实施例1中类似的方式评价。
<横条纹图像的评价>
当充电辊的导电层的弛豫时间变长时,在半色调图像中有时发生细条纹状的浓度不均匀。将该浓度不均匀称为横条纹图像。因为已经通过充电辊和感光体之间的辊隙的充电辊的表面电位升高,该横条纹图像倾向于恶化,并且随着长期使用而倾向于变得明显。表面电位的升高受到弛豫时间的极大影响,并且随着弛豫时间变长,表面电位升高并且横条纹图像倾向于容易发生。
在测量弛豫时间之后,在相同的环境中,将其中并入根据实施例20的充电辊的黑色盒装入作为激光打印机(商品名:HP Laser Jet Enterprise Color M553dn,HP Inc制)的以排出速度变成60张/分钟的方式改造的评价设备;从而评价横条纹。
进行连续输出打印率为1%的图像的耐久性试验。在输出100张和15000张图像之后,输出半色调图像(其中在与感光体的旋转方向垂直的方向上绘制各自具有1点宽度和2点空间的横线的图像)用于图像检测。目视观察所得图像,并根据以下标准评价横条纹。将输出100张后的图像确定为初始图像,并且将输出15,000张后的图像确定为耐久性试验后的图像。
A:无法辨识横条纹
B:横条纹仅在图像的端部稍微出现
C:横条纹在几乎一半的图像中出现并且是明显的
<耐久性试验后的弛豫时间>
在评价上述的耐久性试验后的横条纹之后,取出装入盒中的充电辊,并且耐久性试验后的弛豫时间以与前述的衰减评价中类似的方式计算出。
<实施例21~35>
除了用于充电辊的生产中的多元醇、固化剂、离子导电剂和炭黑的种类和使用量如表16中所示改变以外,根据实施例21~35的充电辊以与实施例20中类似的方式生产。
<比较例12~15>
除了用于充电辊的生产中的多元醇、固化剂、离子导电剂和炭黑的种类和使用量如表17中所示改变以外,根据比较例12~15的充电辊以与实施例20中类似的方式生产。
[表16]
[表17]
根据实施例21~35和比较例12~15的上述的充电辊以与实施例18中类似的方式评价。评价结果示于表18和19中。
比较例12~15在导电层中具有炭黑,但是DBP吸收量或CTAB吸附比表面积都分别不在45ml/100g以上且90ml/100g以下,或50m2/g以上且100m2/g以下的范围内。正因如此,当分别将比较例12与实施例21进行对比,比较例13与实施例22和23进行对比,比较例14与实施例25和26~28进行对比,以及比较例15与实施例29进行对比时,每一个比较例在初始阶段中和在耐久性试验后都显示较长的弛豫时间。至于比较例12~15,初始弛豫时间为0.15秒以上,且从初始阶段就发生横条纹图像。至于YZ/X小于210的实施例34和YZ/X大于5400的实施例35,耐久性试验后的弛豫时间与实施例26~28相比变长。导电层中含有的炭黑的挥发物含量为1.5%以上的实施例22和23与挥发物含量小于1.0%的实施例31~33相比,在初始阶段中和在耐久性试验后都显示短的弛豫时间,并且显示足够的结果。至于含氮杂环阳离子结构为(1)的结构的实施例29,与含氮杂环阳离子结构为吡咯烷鎓结构的实施例30相比,弛豫时间更短。此外,至于含氮杂环阳离子结构为(3)或(4)的实施例20~22、24和25,与实施例29相比,弛豫时间进一步缩短。
<<显影刮板>>
<实施例36>
(刮板弹性层形成用涂料的制备)
至于显影刮板的弹性层的材料,将以下材料搅拌和混合,并且制备刮板弹性层形成用涂料。
-胺系多元醇(商品名:Excenol 500 ED,Asahi Glass Co.,Ltd.制):25.5质量份
-多异氰酸酯(商品名:Coronate L,Tosoh Corporation制):112.6质量份
-离子导电剂(商品名:PEL-20A,Japan Carlit Co.,Ltd.制):1.5质量份
-二氧化硅(商品名:AEROSIL 200,Nippon Aerosil Co.,Ltd.制):10.0质量份
-甲乙酮:150.8质量份
(导电层形成用涂料的制备)
除了多元醇、固化剂、离子导电剂和炭黑如表20中所示改变,并且消除粗糙化颗粒以外,导电层形成用涂料以与实施例1中类似的方式生产。
(显影刮板的生产)
将厚度为0.08mm的不锈钢板(SUS 304,Nisshin Steel Co.,Ltd.制)的板材压制切割成200mm长和23mm宽的尺寸作为支承基体,并且制备由不锈钢制成的片。接下来,将距离由不锈钢制成的切割片的纵向侧端1.5mm宽的区域浸入刮板弹性层形成用涂料中,并且形成涂料的涂膜并干燥。将涂膜进一步在120℃下进行热处理30分钟,并在支承基体的纵向侧端的表面上设置膜厚度为10μm的弹性层。
之后,类似于弹性层,将形成刮板的弹性层的部分浸入导电层形成用涂料中;形成涂膜,然后在室温下干燥10分钟。此外,将涂膜进一步在160℃温度下进行热处理0.5小时,并制备根据实施例36的显影刮板。导电层的膜厚度为20μm。
对所得的根据实施例36的显影刮板,评价以下项目。显影刮板的评价结果示于表22中。
导电层中含有的炭黑的收集、DBP吸收量的评价、CTAB吸附比表面积的评价、挥发物含量的评价、YZ/X的计算和弛豫时间以与实施例1中类似的方式评价。
<调整不良的存在与否的评价>
将显影辊上的调色剂过度带电和静电附聚的现象称为调整不良。当调整不良发生时,有在电子照相图像中例如在非打印部分中发生点状不均匀(spot-like unevenness)、或调色剂块(toner lump)等的情况。
显影辊上的调色剂的过度带电也是由来自显影刮板的过量电荷引起的。特别是,当使用弛豫时间长的导电层时,由于显影辊和调色剂之间的摩擦而产生的电荷结果累积,过度带电的调色剂的电荷不能释放,而且调整不良倾向于容易发生。
在测量弛豫时间之后,在相同的环境中,以下述方式评价调整不良。首先,准备HP激光打印机(商品名:HP Laser Jet Enterprise Color M 553dn)的以排出速度变成60张/分钟的方式改造的评价机器。向评价机器中,装入并有根据实施例36的显影刮板的黑色盒。
进行连续输出打印率为1%的图像的耐久性试验。在输出100张和15000张的图像之后,目视观察显影辊的表面上的调色剂涂层状态,并观察是否存在调整不良。根据以下标准评价该观察结果。将输出100张后的图像确定为初始图像,并且将输出15000张后的图像确定为耐久性试验后的图像。
A:调整不良在调色剂涂层上不存在。
B:调整不良在调色剂涂层上存在,但是在图像上不出现。
C:调整不良在图像中出现。
<耐久性试验后的弛豫时间>
在评价上述耐久性试验后的调整不良之后,取出装入盒中的显影刮板,并且耐久性试验后的弛豫时间以与前述的衰减评价中类似的方式计算出。
<实施例37~44>
除了用于显影刮板的生产中的多元醇、固化剂、离子导电剂和炭黑的种类和使用量如表20中所示改变以外,根据实施例37~44的显影刮板以与实施例36中类似的方式生产。
<比较例16~19>
除了用于显影刮板的生产中的多元醇、固化剂、离子导电剂和炭黑的种类和使用量如表20中所示改变以外,根据比较例16~19的显影刮板以与实施例36中类似的方式生产。
[表20]
根据实施例37~44和比较例16~19的显影刮板以与实施例36中类似的方式评价。评价结果示于表21和22中。
比较例16~19在导电层中具有炭黑,但是DBP吸收量或CTAB吸附比表面积都分别不在45ml/100g以上且90ml/100g以下,或50m2/g以上且100m2/g以下的范围内。正因如此,当分别将比较例16与实施例40~44进行对比,比较例17与实施例37进行对比,比较例18与实施例38进行对比,以及比较例19与实施例39进行对比时,每一个比较例在初始阶段中和在耐久性试验后都显示较长的弛豫时间,并且在图像中展现调整不良。
至于YZ/X小于210的实施例43和YZ/X大于5400的实施例44,与实施例40~42相比,耐久性试验后的弛豫时间变长,并且些微的调整不良在耐久性试验后在调色剂涂层上发生。在具有结构式(3)的结构的实施例36~38中,与结构式(1)中的(c)的数量为1的实施例39相比,在初始阶段中和在耐久性试验后的弛豫时间进一步缩短。
<<调色剂供给辊>>
<实施例45>
<调色剂供给辊的生产>
将由不锈钢(SUS 304)制成并且直径为5mm的芯棒置于模具中,并将其中混合有以下材料的聚氨酯橡胶组合物注入模具中形成的空腔中。
-聚醚多元醇A-3(商品名:Actcol EP 550 N):85.0质量份
-固化剂B-3(商品名:Cosmonate TM 20):23.9质量份
-离子导电剂C-1:1.09质量份
-硅酮稳泡剂(商品名:SRX 274 C,Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.制):0.4质量份
-胺催化剂(商品名:TOYOCAT-ET,Tosoh Corporation制):0.3质量份
-胺催化剂(商品名:TOYOCAT-L33,Tosoh Corporation制):0.5质量份
-水:1.5质量份
-炭黑E-1:16.3质量份
随后,将模具加热,并将聚氨酯橡胶组合物在50℃温度下硫化20分钟,发泡并固化,并且将在其周面上形成有聚氨酯泡沫层的轴芯体从模具中脱离出。以上述方式,在轴芯体的外周上形成直径为16.1mm的聚氨酯泡沫层,并生产了根据实施例45的调色剂供给辊。
对所得的根据实施例45的调色剂供给辊,评价以下项目。作为显影刮板的评价的结果示于表24中。
导电层中含有的炭黑的收集、DBP吸收量的评价、CTAB吸附比表面积的评价、挥发物含量的评价、YZ/X的计算和弛豫时间以与实施例1中类似的方式评价。
<满图追随性不良(solid followability failure)的存在与否的评价>
满图追随性不良是这样的现象:当高打印图像打印时,在输出纸张的前端和后端之间出现浓度差,或者发生图像丢失(image dropout)。已知因为从调色剂供给辊供应到显影辊上的调色剂的量不足而发生这种现象。已知从调色剂供给辊供应的调色剂的量取决于调色剂上的电荷量,并且随着电荷量的增加,供应量减少。当调色剂供给辊的弛豫时间变长时,过度带电的调色剂上的电荷不能完全逸出,调色剂上的电荷量增加,并且调色剂的供应量倾向于减少。结果,满图追随性不良倾向于容易发生。
根据以下方法评价满图追随性不良。
在测量前述的弛豫时间之后,以下述方式评价调整不良。首先,准备激光打印机(商品名:HP Laser Jet Enterprise Color M 553dn,HP Inc.制)的以排出速度变成60张/分钟的方式改造的评价机器。将并入根据实施例45的调色剂供给辊的品红色盒装入上述评价机器中。
随后,进行连续输出打印率为1%的图像的耐久性试验。在输出100张和15000张图像之后,输出三张连续的实黑图像,并且用分光光度计(商品名:SPECTORDESITOMETER 518,X-Rite Inc.制)测量第三张实黑图像的前端处的浓度差。根据以下标准评价测量结果。将输出100张后的图像确定为初始图像,并且将输出15000张后的图像确定为耐久性试验后的图像。
A:在全部的实心图像中,纸张的前端和纸张的后端之间的浓度差小于0.2。
B:在全部的实心图像中,纸张的前端和纸张的后端之间的浓度差为0.2至小于0.3。
C:在全部的实心图像中,纸张的前端和纸张的后端之间的浓度差为0.3以上。
<耐久性试验后的弛豫时间>
在评价上述的耐久性试验后的满图追随性不良之后,取出装入盒中的调色剂供给辊,并且耐久性试验后的弛豫时间以与实施例1中所述的衰减评价中类似的方式计算出。
<实施例46~55>
除了用于调色剂供给辊的生产中的多元醇、固化剂、离子导电剂和炭黑的种类和使用量如表23中所示改变以外,根据实施例46~55的调色剂供给辊以与实施例45中类似的方式生产。
<比较例20~23>
除了用于调色剂供给辊的生产中的多元醇、固化剂、离子导电剂和炭黑的种类和使用量如表23中所示改变以外,根据比较例20~23的调色剂供给辊以与实施例45中类似的方式生产。
[表23]
根据实施例46~55和比较例20~23的上述调色剂供给辊以与实施例45中类似的方式评价。评价结果示于表24和25中。
比较例20~23在导电层中具有炭黑,但是DBP吸收量或CTAB吸附比表面积都分别不在45ml/100g以上且90ml/100g以下,或50m2/g以上且100m2/g以下的范围内。正因如此,当分别将比较例20与实施例51~55进行对比,比较例21与实施例46进行对比,比较例22与实施例49和50进行对比,以及比较例23与实施例47进行对比时,每一个比较例在初始阶段中和在耐久性试验后都显示较长的弛豫时间,且显示满图追随性不良。
至于YZ/X小于210的实施例54和YZ/X大于5400的实施例55,与实施例51~53的那些相比,耐久性试验后的弛豫时间变长。至于具有结构式(1)的结构的实施例49和50,与含氮杂环阳离子结构为吡咯烷鎓骨架的实施例52的那些相比,在初始阶段中和在耐久性试验后的弛豫时间变短。至于导电层中含有的炭黑的挥发物含量为1.0%的实施例50,相对于挥发物含量为1.5%以上的
实施例49,在初始阶段中和在耐久性试验后的弛豫时间变长。含氮杂环阳离子结构为结构式(3)的结构的实施例45~47以及阳离子结构为结构式(4)的结构的实施例48与结构式(1)中的(c)的数量为3的实施例49相比,显示进一步短的弛豫时间且显示足够的结果。
虽然已参照示例性实施方案来说明本发明,但应了解的是本发明并不限于所公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围应予最广义的解释,以涵盖所有此类修改以及等同的结构与功能。

Claims (9)

1.一种电子照相用构件,其包括:导电性基体;和作为最外层的导电层,其特征在于,所述导电层含有A、B和C:
A具有含氮杂环阳离子结构的树脂;
B阴离子;和
C DBP吸收量为45ml/100g以上且90ml/100g以下和CTAB吸附比表面积为50m2/g以上且100m2/g以下的炭黑。
2.根据权利要求1所述的电子照相用构件,其中在所述导电层中,X、Y和Z满足下式(1):
其中X表示所述B的阴离子的质量,以g为单位,Y表示所述C的炭黑的CTAB吸附比表面积,以m2/g为单位,且Z表示所述C的炭黑的质量,以g为单位。
3.根据权利要求1所述的电子照相用构件,其中所述B的阴离子为选自双(三氟甲磺酰基)酰亚胺阴离子、双(五氟乙磺酰基)酰亚胺阴离子、双(九氟丁磺酰基)酰亚胺阴离子和N,N-六氟丙烷-1,3-二磺酰基酰亚胺阴离子中的任一者。
4.根据权利要求1所述的电子照相用构件,其中所述炭黑的挥发物含量为1.5%以上。
5.根据权利要求1所述的电子照相用构件,其中所述A的结构具有由结构式(1)和(2)表示的结构的任一者或二者:
其中R11~R15和R21~R26各自独立地选自以下a~c,且R11~R15中的至少之一为c和R21~R26中的至少之一为c,其中a为氢原子,b为具有1~6个碳原子的饱和烃基,且c为含有键合至树脂的部分的结构。
6.根据权利要求1所述的电子照相用构件,其中所述A的结构具有由结构式(3)和(4)表示的结构的任一者或二者:
其中R31~R35和R41~R46各自独立地选自以下a~c,且R31~R35中的两个为c和R41~R46中的两个为c,其中a为氢原子,b为具有1~6个碳原子的饱和烃基,且c为含有键合至树脂的部分的结构。
7.一种电子照相用构件,其包括:导电性基体;和作为最外层的导电层,其特征在于,
所述导电层含有A、B和C:
A具有阳离子结构的树脂;
B阴离子;和
C DBP吸收量为45ml/100g以上且90ml/100g以下和CTAB吸附比表面积为50m2/g以上且100m2/g以下的炭黑。
8.一种处理盒,将其构造为可拆卸地安装至电子照相设备的主体且具有选自由充电构件、显影构件和清洁构件组成的组中的至少之一,其特征在于,
所述充电构件、所述显影构件和所述清洁构件中的至少之一为根据权利要求1~7任一项所述的电子照相用构件。
9.一种电子照相设备,其包括选自由充电构件、显影构件和清洁构件组成的组中的至少之一,其特征在于,
所述充电构件、所述显影构件和所述清洁构件中的至少之一为根据权利要求1~7任一项所述的电子照相用构件。
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