CN110941163B - 显影构件、电子照相处理盒和电子照相图像形成设备 - Google Patents

显影构件、电子照相处理盒和电子照相图像形成设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子照相用显影构件、电子照相处理盒和电子照相图像形成设备。提供一种电子照相用显影构件,其能够充分地增加从待机状态最初输出的图像的浓度。显影构件包括:基体;基体上的多孔导电性弹性层;和导电性弹性层上的导电性固体层,其中显影构件的外表面包括具有电绝缘性表面的第一区域和具有导电性表面的第二区域,第一区域和第二区域彼此相邻设置,并且第一区域由设置在导电性固体层的外表面上的电绝缘性部构成。

Description

显影构件、电子照相处理盒和电子照相图像形成设备
技术领域
本公开涉及电子照相用显影构件、电子照相处理盒和电子照相图像形成设备。
背景技术
日本专利申请特开No.H04-88381公开了一种显影构件,其能够通过至少部分地露出表面上的绝缘性颗粒以在表面附近产生大量的微闭合电场并使用闭合电场吸引带电的调色剂来输送大量调色剂。
近来,从可用性的观点,比以往更多地要求图像形成设备缩短首次打印时间(下文中,称为“FPOT”),即从待机状态打印第一张纸所需的时间。根据我们的研究,在将根据日本专利申请特开No.H04-88381的显影构件用于形成电子照相图像的情况下,当从待机状态输出实心黑色(100%浓度)图像时,有时会输出浓度不足的图像。此外,在一些情况下,从待机状态最初输出的半色调(半色调浓度)图像的浓度低且不同于稍后输出的半色调图像的浓度。
发明内容
本公开的一个方面旨在提供一种电子照相用显影构件,其能够充分地增加从待机状态最初输出的图像的浓度。本公开的另一方面旨在提供有助于稳定地形成高品质电子照相图像的电子照相处理盒。本公开的又一方面旨在提供一种能够稳定地形成高品质电子照相图像的电子照相图像形成设备。
根据本公开的一个方面,
提供一种电子照相用显影构件,其包括:基体;基体上的多孔导电性弹性层;和弹性层上的导电性固体层,其中显影构件的外表面包括具有电绝缘性表面的第一区域和具有导电性表面的第二区域,第一区域和第二区域彼此相邻设置,且第一区域由设置在固体层的外表面上的电绝缘性部构成。
根据本公开的另一方面,
提供一种电子照相处理盒,其可拆卸地安装至电子照相图像形成设备的主体,该电子照相处理盒至少包括:容纳调色剂的调色剂容器;和输送调色剂的显影单元,其中显影单元包括上述电子照相用显影构件。
根据本公开的又一方面,
提供一种电子照相图像形成设备,其至少包括:电子照相感光构件;设置为能够对电子照相感光构件充电的充电单元;和向电子照相感光构件提供调色剂的显影单元,其中显影单元包括上述电子照相用显影构件。
参考附图,从以下示例性实施方式的描述,本发明的进一步特征将变得明显。
附图说明
图1A、图1B、图1C和图1D是显示根据本公开的显影构件的截面的实例的示意性局部视图。
图2是显示根据本公开的电子照相图像形成设备的实例的示意性构造图。
图3是显示根据本公开的电子照相处理盒的实例的示意性构造图。
具体实施方式
作为研究的结果,本发明人发现具有以下构造的电子照相用显影构件能够充分地增加从待机状态最初输出的图像的浓度。也就是说,根据本公开的一个方面的电子照相用显影构件包括:基体;基体上的多孔导电性弹性层;和导电性弹性层上的导电性固体层。显影构件的外表面包括具有电绝缘性表面的第一区域和具有导电性表面的第二区域,其中第一区域和第二区域彼此相邻设置,且第一区域由设置在固体层的外表面上的电绝缘性部构成。
电绝缘性部的带电主要是在显影构件和调色剂调节构件之间的接触部处,通过经接触部输送的调色剂与电绝缘性部之间的摩擦来进行。
认为从待机状态首次输出的电子照相图像的浓度不足的原因是由于在从待机状态输出的第一张纸上最初输出图像时电荷未充分累积在电绝缘性部中,因此在电绝缘性部中没有吸附足量的显影剂。
也就是说,当电子照相图像形成设备处于待机状态时,显影构件的电绝缘性部处于未带电状态。在从该状态输出的第一张纸上最初输出图像时,由于用调色剂摩擦电绝缘性部的次数少,所以在电绝缘性部中没有积累足够的电荷。结果,认为由于不会产生足以将足量的调色剂吸引到电绝缘性部以形成黑色实心图像的梯度力,因此会形成浓度不足的黑色实心图像或半色调图像。
另一方面,即使在从待机状态输出的第一张纸上最初形成图像的过程中,显影构件也可以快速地使电绝缘性部带电,从而可以充分增加从待机状态最初输出的图像的浓度。
认为原因是在本显影构件中,由于促进了与调色剂调节构件的接触部中调色剂的流动,因此,促进了由电绝缘性部与调色剂之间的摩擦而导致的电绝缘性部的带电。也就是说,认为在显影构件和调色剂调节构件之间的接触部中,施加到经过接触部的调色剂的压力通过以下i)和ii)中描述的两种现象变得均匀,从而增加了调色剂的流动性。
i)认为在显影构件与调色剂调节构件之间的接触部(辊隙)中,可以使在显影构件表面的移动方向,即调色剂输送方向上施加到调色剂的压力均匀,从而抑制调色剂的滞留。也就是说,通过与调色剂调节构件接触,显影构件的表面变形,并且,例如,在基于圆筒的轴旋转的圆筒形显影辊和平板形调色剂调节构件彼此接触的情况下,其变形量从显影构件表面的移动方向的上游到下游连续变化。
如在显影构件中那样,多孔导电性弹性层,下文中也称为“导电层”被压缩,从而通过与调色剂调节构件接触而变形。在这种情况下,多孔层中诸如气泡等的孔隙优先坍塌。因此,由于除了多孔层的孔隙之外的其他部分,即构成骨架部分的弹性体本身的变形量小,因此多孔层中产生的应变也减小。结果,即使当辊隙中的显影构件的表面的变形量在移动方向上改变时,应变的反作用力的波动也降低,并且在辊隙中的显影构件的表面的移动方向上的压力变得均匀。
ii)如i)所述,通过多孔层的作用,可以使在显影构件的移动方向上,辊隙中的调色剂上的压力分布变得均匀。然而,即使通过直接在多孔层上直接设置电绝缘性部,也会在辊隙中发生微小的压力波动,并且难以尽早稳定地使电绝缘性部带电。也就是说,当多孔层在接触部接受来自调色剂调节构件的按压力时,在表面中存在孔隙的部分反作用力降低,而在没有孔隙的部分反作用力增加。由于这个原因,认为仅通过简单地使用多孔层对于调色剂在辊隙中接受的压力引起源自孔隙的微小压力波动。因此,在电绝缘性部直接设置在多孔层的表面上的情况下,不能充分促进电绝缘性部的带电。
同时,显影构件在多孔层上具有导电性固体层(下文中,也称为“固体层”)。通过在多孔层的外表面与电绝缘性部之间插入固体层,可以抑制源自孔隙的微小压力波动,使得施加到调色剂上的压力变得均匀。
下文将详细描述根据本方面的显影构件。
[显影构件]
如图1A至图1D所示,显影构件包括基体1、基体1上的多孔导电性弹性层2、以及弹性层2上的导电性固体层3。此外,显影构件的外表面包括具有电绝缘性表面的第一区域6和具有导电性表面的第二区域7。第一区域6和第二区域7彼此相邻设置,且第一区域6由在固体层的外表面上的电绝缘性部4构成。
此外,如图1A、图1B或图1C所示,具有导电性表面的第二区域7可以由固体层3的外表面构成,或者如图1D所示,可以由固体层3上的导电性部5的外表面构成。
此外,第一区域和第二区域可以是分别连续存在的或分散的。其中,优选第一区域分散在连续的第二区域中,因为其易于稳定地形成其中形成有下述凸部的第一区域。
除了如图1A至图1D所示的辊之外,根据本公开的显影构件的形状的实例可以包括套筒、和带等。
<基体>
基体可以具有导电性并且具有支承覆盖层或设置在其上的导电性弹性层的功能。基体的材料的实例可包括诸如铁、铜、铝、和镍等金属;诸如不锈钢、硬铝、黄铜、和青铜等含有这些金属的合金。可以单独使用这些材料中的一种,还可以组合使用它们中的两种以上。只要不损害导电性,可以对基体的表面进行镀覆以赋予耐刮擦性。此外,可以使用其表面通过将金属涂布在由树脂材料制成的基体的表面而导电的基体,或由导电性树脂组合物制成的基体。
<多孔导电性弹性层>
多孔导电性弹性层(多孔层)设置在基体上,并且是其中在诸如具有导电性的树脂或橡胶等弹性材料中形成孔隙的层。通过在诸如具有导电性的树脂或橡胶等弹性材料中形成孔隙,可以抑制伴随弹性层应变的压力波动。
多孔层中使用的树脂的具体实例如下:
聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、三聚氰胺树脂、氟树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、硅酮树脂和聚酯树脂。可以单独使用这些树脂中的一种或者还可以组合使用其中的两种以上。其中,优选聚氨酯树脂,因为聚氨酯树脂容易含有孔隙且永久变形和柔韧性优异,而且易于设计机械性能。
作为聚氨酯树脂,可以提及醚系聚氨酯树脂、酯系聚氨酯树脂、丙烯酸系聚氨酯树脂、碳酸酯系聚氨酯树脂。其中,特别优选聚醚系聚氨酯树脂,因为易于获得柔韧性。
聚醚系聚氨酯树脂可通过本领域已知的聚醚多元醇与异氰酸酯化合物之间的反应获得。聚醚多元醇的实例可包括聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇。此外,根据需要,作为这些多元醇组分,可以使用通过与诸如2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等异氰酸酯的扩链而形成的预聚物。
与这些多元醇组分反应的异氰酸酯化合物没有特别限制,其实例如下:
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;芳族多异氰酸酯,如2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI);和它们的改性产物、共聚物及其封端体。
多孔层中使用的橡胶的实例如下:
诸如乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(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、和聚氨酯橡胶等橡胶。根据需要,可以单独使用这些橡胶中的一种或者也可以组合使用其中的两种以上。其中,可优选使用硅橡胶。
硅橡胶的实例可包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚苯基乙烯基硅氧烷和这些硅氧烷的共聚物。
通过将导电性赋予剂,如电子导电性材料或离子导电性材料与弹性材料共混,多孔层可具有导电性。电子导电性材料的实例可包括以下材料:
导电性碳,例如,诸如科琴黑EC和乙炔黑等炭黑;
诸如超耐磨炉黑(SAF)、中SAF黑(ISAF)、高耐磨炉黑(HAF)、快压出炉黑(FEF)、通用炉黑(GPF)、半补强炉黑(SRF)、细粒子热裂黑(FT)和中粒子热裂黑(MT)等橡胶用碳黑;
颜色用氧化碳(墨水);和
诸如铜、银和锗等金属及其金属氧化物。
其中,优选导电性碳,因为少量时即可容易控制导电性。
离子导电性材料的实例可包括以下材料:
诸如高氯酸钠、高氯酸锂、高氯酸钙和氯化锂等无机离子导电性材料;和诸如改性脂肪族二甲基乙基硫酸铵和硬脂基乙酸铵等有机离子导电性材料。
此外,根据需要,多孔层中可以含有各种添加剂,例如催化剂、泡沫稳定剂、表面活性剂、发泡剂、颗粒、增塑剂、填料、增量剂、硫化剂、硫化助剂、交联助剂、固化抑制剂、抗氧化剂、抗老化剂、加工助剂和表面改性剂。这些任选组分可以以不抑制多孔层功能的量共混。
根据需要使用的催化剂的实例可包括以下材料:
胺系催化剂,例如1,2-二甲基咪唑、三乙胺、三丙胺、三丁胺、十六烷基二甲胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-十八烷基吗啉、二亚乙基三胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基丙二胺、N,N,N',N'-四甲基丁二胺、N,N,N',N'-四甲基-1,3-丁胺、N,N,N',N'-四甲基六亚甲基二胺、双[2-(N,N-二甲基氨基)乙基]醚、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、N,N,N',N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、三亚乙基二胺、三亚乙基二胺的盐、伯胺和仲胺的氨基的氧化烯加合物、诸如1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一烯-7,1,5-二氮杂双环(4,3,0)壬烯-5,N,N-二烷基哌嗪等氮杂环化合物、和各种N,N',N”-三烷基氨基烷基六氢三胺等;
有机金属系氨基甲酸酯化催化剂,例如乙酸锡、辛酸锡、辛酸亚锡、油酸锡、月桂酸锡、二丁基二氯化锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、四异丙氧基钛、四正丁氧基钛、四(2-乙基己氧基)钛、环烷酸铅、环烷酸镍和环烷酸钴;和
其中胺系催化剂或有机金属系氨基甲酸酯化催化剂的初始活性降低的有机酸盐催化剂(羧酸盐、硼酸盐等)。
多孔层的孔隙可以彼此独立或者可以彼此连通。特别地,优选独立的孔隙,因为它们不太可能引起伴随多孔层应变的压力波动和源自多孔层表面附近的孔隙的微小压力波动。
此外,尽管由不伴随树脂薄膜的孔隙引起的凹凸可能露出或者可能不露出至多孔层的表面,但是优选凹凸不露出至表面,因为不太可能发生伴随多孔层应变的压力波动或源自多孔层表面附近的孔隙的微小压力波动。
此外,优选的是多孔层的总体积中孔隙的体积比(即孔隙率)优选为15%以上且80%以下。当孔隙率为15%以上时,容易减少伴随多孔层应变的压力波动,并且当孔隙率为80%以下时,容易抑制源自多孔层表面附近的孔隙的微小压力波动。本公开中的孔隙率可以通过实施例中描述的方法来测量。
另外,优选的是孔隙的直径为10μm以上且300μm以下。当孔的直径为10μm以上时,更容易减小伴随多孔层应变的压力波动,并且当孔隙率为300μm以下时,更容易抑制源自多孔层表面附近的孔隙的微小压力波动。本公开中的孔隙的直径可以通过实施例中描述的方法测量。
除了机械泡沫法和化学发泡法之外,还可以通过使微球包含在导电性弹性层中的方法形成多孔层的孔隙。其中,优选机械泡沫法,因为该方法可以容易地形成独立的孔隙(独立的气泡)并且难以将孔隙露出至表面,因此不太可能发生伴随多孔层应变的压力波动或源自多孔层表面附近的孔隙的微小压力波动。
机械泡沫法是在将惰性气体与多孔层的原料混合并机械搅拌的同时发泡的方法。在机械泡沫法中,可以通过混合的一定量的惰性气体来调节孔隙率。此外,孔隙的直径可以通过泡沫稳定剂或表面活性剂的种类或混合量,以及机械搅拌条件等来调节。作为惰性气体,可以使用氮气、干燥空气、二氧化碳、氩气、和氦气等。另外,作为泡沫稳定剂,可以使用来自聚二甲基硅氧烷和EO/PO共聚物的水溶性聚醚硅氧烷、磺化蓖麻油酸的钠盐、这些材料的混合物以及聚硅氧烷/聚氧化烯共聚物等。
<导电性固体层>
导电性固体层是层中基本不含孔隙的导电性弹性层。在多孔层上形成一层以上的导电性固体层。
通过在多孔层上形成导电性固体层,可以抑制源自多孔层表面附近的孔隙的微小压力波动。另外,短语“基本不含孔隙”是指没有有意地提供孔隙,但是诸如材料的划痕、裂纹、碎屑等不可避免地形成的空隙的存在是可接受的。
此外,导电性固体层具有下述构成其外表面上的第一区域的电绝缘性部。即,导电性固体层介于多孔层与电绝缘性部之间。因此,可以抑制在输出图像时的诸如黑点等图像缺陷。当电绝缘性部形成在多孔层的表面上时,露出至多孔层的表面的孔隙可与电绝缘性部彼此接触。由于孔隙具有电绝缘性,因此与电绝缘性部接触的孔隙与电绝缘性部一起作为电绝缘性部的一部分,从而在使电绝缘性部带电时影响电绝缘性部的表面的电位。
当与电绝缘性部接触的孔隙通过与电子照相感光构件等的接触压力而坍塌和变形时,电绝缘性部与孔隙接触的表面的电位随其变形量而波动。从显影构件到电子照相感光构件的调色剂的显影量由显影构件与电子照相感光构件之间的电位差确定。因此,在与孔隙接触的电绝缘性部的附近,调色剂的显影量随电位波动而波动,从而可能产生黑点。在根据本公开的显影构件中,通过在多孔层与电绝缘性部之间形成导电性固体层,可以防止上述多孔层的孔隙与电绝缘性部之间的接触,从而可以抑制图像中黑点的生成。
另外,导电性固体层的外表面可以构成导电性第二区域。例如,如图1A所示,在具有凸起形状的电绝缘性部4形成于导电性固体层3的外表面上的情况下,导电性固体层3的外表面构成导电性第二区域7。此外,如图1B或图1C所示,在导电性固体层中混合电绝缘性颗粒并通过研磨导电性固体层的外表面等露出这些颗粒的情况下,导电性固体层的外表面构成导电性第二区域7。
导电性固体层含有诸如树脂或橡胶等弹性材料。导电性固体层中使用的树脂的具体实例如下:
聚酰胺、尼龙、聚氨酯树脂、脲醛树脂、聚酰亚胺、三聚氰胺树脂、氟树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、聚酯、聚醚、丙烯酸系树脂以及它们的混合物。
此外,导电性固体层中使用的橡胶的具体实例如下:
乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁苯橡胶(SBR)、氟橡胶、硅橡胶、表氯醇橡胶以及NBR的氢化物。其中,优选聚氨酯树脂,因为它对调色剂具有优异的摩擦带电性能,并且因优异的柔韧性而容易获得与调色剂接触的机会,并具有优异的耐磨性。
聚氨酯树脂可以由多元醇和异氰酸酯获得,并且根据需要,可以使用增链剂。作为聚氨酯树脂的原料的多元醇的实例可包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烃多元醇、丙烯酸系多元醇以及它们的混合物。作为聚氨酯树脂的原料的异氰酸酯的实例如下:甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、亚苯基二异氰酸酯(PPDI)、亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)、环己烷二异氰酸酯以及它们的混合物。作为聚氨酯树脂的原料的增链剂的实例可包括诸如乙二醇、1,4-丁二醇和3-甲二醇等双官能低分子量二醇,诸如三羟甲基丙烷等三官能低分子量三醇,以及它们的混合物。
此外,通过将导电性赋予剂(导电剂),如电子导电性材料或离子导电性材料与弹性材料共混,导电性固体层可具有导电性。电子导电性材料的实例可包括以下材料:导电性碳,例如,诸如科琴黑EC和乙炔黑等炭黑;诸如超耐磨炉黑(SAF)、中SAF黑(ISAF)、高耐磨炉黑(HAF)、快压出炉黑(FEF)、通用炉黑(GPF)、半补强炉黑(SRF)、细粒子热裂黑(FT)和中粒子热裂(MT)黑等橡胶用炭黑;颜色用氧化碳(墨水);诸如铜、银和锗等金属及其金属氧化物。
其中,优选导电性碳,因为少量时即可控制导电性。离子导电性材料的实例可包括以下材料:诸如高氯酸钠、高氯酸锂、高氯酸钙和氯化锂等无机离子导电性材料;和诸如改性脂肪族二甲基乙基硫酸铵和硬脂基乙酸铵等有机离子导电性材料。
在导电性固体层中,导电剂的共混量基于100质量份弹性材料优选为5至30质量份。当导电剂的共混量在上述范围内时,可以优化体积电阻率。
另外,用于赋予显影构件合适粗糙度的颗粒可以包含在导电性固体层中。作为颗粒,可以使用由诸如聚氨酯树脂、聚酯、聚醚、聚酰胺、丙烯酸系树脂或聚碳酸酯等树脂制成的颗粒。其中,优选聚氨酯树脂颗粒,因为聚氨酯树脂颗粒是柔韧的,因此对于耐调色剂污染是有效的。
此外,根据需要,导电性固体层中可以含有各种添加剂,例如填料、用于除赋予粗糙度之外的其它目的的颗粒、增塑剂、增量剂、硫化剂、硫化助剂、交联助剂、固化抑制剂、抗氧化剂、抗老化剂、加工助剂和表面改性剂。这些任选组分可以以不抑制导电性固体层功能的量共混。
填料的实例可包括二氧化硅、石英粉和碳酸钙。
根据所使用的原料,可以使用诸如单轴连续捏合机、双轴连续捏合机、或静态混合机等混合装置,或诸如珠磨机等分散装置来进行导电性固体层的各材料的混合。
作为导电性固体层的形成方法,可以根据所使用的原料使用诸如挤出成型法、或注射成形法等成形方法,或诸如浸涂法、辊涂法、或喷涂法等涂布法。在导电性固体层具有两层以上的层叠结构的情况下,为了改善密合性,可以研磨与基体相邻的弹性层(下层)的表面,也可以通过诸如电晕处理、火焰处理或准分子处理等表面改性法进行来改性。
导电性固体层的厚度优选为5μm以上且300μm以下。当厚度为5μm以上时,容易抑制源自多孔层表面附近的孔隙的微小压力波动,且当厚度为300μm以下时,容易降低伴随导电性固体层应变的压力波动。
导电性固体层的厚度更优选为50μm以上且160μm以下。
如图1C所示,在多孔层2上的导电性固体层由一层或多层形成的情况下,优选多层的厚度之和在上述范围内。
如图1D所示,在导电性固体层3上设置相分离膜的情况下,优选导电性固体层和膜的厚度之和在上述范围内。导电性固体层的厚度、以及导电性固体层与膜的厚度之和可以通过实施例中描述的方法测量。
另外,导电性固体层的弹性模量优选为10MPa以上且100MPa以下。当弹性模量为10MPa以上时,容易抑制源自多孔层表面附近的孔隙的微小压力波动,且当弹性模量为100MPa以下时,容易降低伴随固体层应变的压力波动。导电性固体层的弹性模量可以通过实施例中描述的方法测量。
另外,导电性固体层的体积电阻率优选为1×105Ω·cm以上且1×1011Ω·cm以下。当体积电阻率为1×105Ω·cm以上时,通过防止调色剂的电荷泄漏容易适当地保持带电量,并且当体积电阻率为1×1011Ω·cm以下时,容易在显影构件的表面上产生合适的显影电场。导电性固体层的体积电阻率可通过实施例中描述的方法测量。
<电绝缘性部>
电绝缘性部构成电绝缘性第一区域。
电绝缘性部主要在与调色剂调节构件的接触部通过与调色剂的摩擦而带电,并且在由带电的电绝缘性部形成的第一区域和与第一区域相邻且由于其导电性而不带电的第二区域之间产生局部电位差。
在存在局部电位差的情况下,通过该电位差在电场中产生梯度。当调色剂存在于该梯度电场中时,调色剂中产生的极化(polarization)被偏置,从而施加伴随偏置的极化的力(梯度力)。
如上所述在表面上具有局部电位差的显影构件可以通过在其附近的调色剂上产生梯度力来吸附调色剂,从而表现出优异的调色剂输送力。因此,使电绝缘性部快速带电,这对于抑制从待机状态输出的第一张纸上的黑色实心图像的浓度不足以及抑制从待机状态输出的第一张纸上的半色调图像与输出多张纸时的半色调图像之间的浓度变化是重要的。
此外,电绝缘性部表示构成电绝缘性第一区域的一部分,即,显影构件的外表面的一部分。因此,未露出至显影构件的外表面的电绝缘性材料,例如,包含在导电性固体层中的电绝缘性颗粒与根据本公开的电绝缘性部不同。
构成电绝缘性部的材料的实例可包括树脂、和金属氧化物等。其中,优选树脂,因为树脂容易成为具有高电绝缘性和低相对介电常数的材料,并且容易使电绝缘性部快速带电。
应用于电绝缘性部的树脂的具体实例如下:丙烯酸系树脂、聚烯烃树脂、环氧树脂、聚酯树脂、氟树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂和聚氨酯树脂。
在这些树脂中,考虑到对调色剂的带电赋予性,优选使用丙烯酸系树脂。
如上所述的丙烯酸系树脂的实例可包括含有诸如聚甲基丙烯酸甲酯等聚甲基丙烯酸酯和诸如甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸酯单元作为主要组分的甲基丙烯酸共聚物。甲基丙烯酸系共聚物的具体实例可包括甲基丙烯酸甲酯与可共聚的乙烯基单体的共聚物。
可共聚的乙烯基单体的实例可包括丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸丁二烯酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化己二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化己二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇羟基特戊酸酯二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化甘油三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯。
作为电绝缘性部的绝缘指标,电绝缘性部的体积电阻率优选为1.0×1013Ω·cm以上且1.0×1018Ω·cm以下,更优选为1×1014Ω·cm以上且1×1017Ω·cm以下。
当电绝缘性部的体积电阻率在上述范围内时,容易使电绝缘性部快速带电。此外,电绝缘性部的体积电阻率可以通过实施例中描述的方法测量。
第一区域的表面面积占显影构件的表面的比(下文中,也称为“占有率RE”)优选为10%以上且60%以下。占有率RE更优选为20%以上且50%以下。通过将占有率RE设定在上述范围内,可以使通过显影构件的调色剂输送力适当。此外,占有率RE可以通过实施例中描述的方法测量。
此外,更优选的是,在由电绝缘性部构成的第一区域中,凸部形成在显影构件的表面上。通过将第一区域设为这样的构造,进一步抑制了在执行从图像形成设备的待机状态输出的第一张纸时黑色实心图像的浓度降低。在电绝缘性部中的显影构件的外表面上形成凸部的情况下,当调色剂与电绝缘性部碰撞时,调色剂相对于旋转方向横向滚动。在根据本公开的显影构件中,由于调色剂调节构件与显影构件之间的辊隙部的压力是恒定的,因此认为调色剂在横向上的移动继续并且摩擦机会协同地增加。因此,估计第一区域具有形成在显影构件的外表面上的凸部,从而更加抑制从待机状态输出的第一张纸上的黑色实心图像的浓度不足、或从待机状态输出的第一张纸上的半色调图像与输出多张纸时的半色调图像之间的浓度变化。
第一区域的凸部的高度没有特别限定,但基于外表面上的导电性固体层或导电性部作为参考表面,优选凸部在截面的外周方向上的高度为0.5μm以上且10.0μm以下。通过将凸部的高度设为0.5μm以上,调色剂容易与对应于电绝缘性部的第一区域碰撞,并且通过将高度设为10.0μm以下,调色剂容易在辊隙部中滚动。更优选的高度为1.0μm以上且3.0μm以下。此外,第一区域的凸部的高度可以通过实施例中描述的方法测量。
作为形成电绝缘性部的方法,例如,可以提及以下方法。
·将构成电绝缘性部和导电性固体层或导电性部的组分彼此混合并在合适的条件下分离相的方法。
·在导电性固体层中混合电绝缘性颗粒并研磨导电性固体层表面以露出电绝缘性颗粒的方法。
·使用各种印刷法印刷构成设置在导电性固体层上的电绝缘性部的组分以形成电绝缘性部的方法。
·涂布(喷涂、或浸渍等)构成设置在导电性固体层上的电绝缘性部的组分溶液并溅射以形成电绝缘性部的方法。其中,在作为各种印刷法之一的喷墨法中,通过图案印刷设置在预先形成的导电性固体层上的电绝缘性部,可以容易地形成凸部。
<导电性部>
在如图1D所示的构造中,在相分离膜形成于导电性固体层3上的情况下,电绝缘性部4与下方的导电性固体层3接触。此外,在膜中,与电绝缘性部4相分离的部分是构成第二区域7的部分。在本公开中,该部分被称为导电性部5。
导电性部5与介于多孔层2和电绝缘性部4之间的导电性固体层3不同。另外,导电性部5的外表面构成导电性第二区域7。
此外,导电性部的体积电阻率优选为1.0×105Ω·cm以上且1.0×1011Ω·cm以下。当导电性部的体积电阻率在上述范围内时,可以充分移除电荷。此外,导电性部的体积电阻率可以通过实施例中描述的方法测量。如上所述的导电性部可以通过,例如,形成其中电绝缘性树脂和导电性树脂相分离的膜来制备。
另外,能够用于导电性部的材料、混合方法或导电性部的形成方法可以与导电性固体层的那些相同。
此外,由于导电性部形成在导电性固体层上并且用于抑制孔隙与导电性固体层一起的凹陷,所以优选调节导电性固体层和导电性部的厚度之和以使其为5μm以上且300μm以下。
另外,除了切出部位是导电性部外,可以通过与上述测量导电性固体层的弹性模量、厚度和体积电阻率的方法相同的方法来计算导电性部的弹性模量、厚度或体积电阻率。
[电子照相处理盒和电子照相图像形成设备]
电子照相处理盒至少包括:容纳调色剂的调色剂容器以便可拆卸地安装到电子照相图像形成设备的主体;和输送调色剂的显影单元。另外,作为显影单元,提供上述根据本公开的显影构件和设置成与显影构件的外表面接触的显影剂量调节构件。
另外,电子照相图像形成设备为至少包括:电子照相感光构件;设置为能够对电子照相感光构件充电的充电单元;和向电子照相感光构件提供调色剂的显影单元的电子照相图像形成设备,
其中,作为显影单元,提供上述根据本公开的显影构件和设置成与显影构件的外表面接触的显影剂量调节构件。
在下文中,将使用附图详细描述电子照相处理盒和电子照相图像形成设备。
图2示意性地示出了电子照相图像形成设备的实例。此外,图3示意性地示出了安装在图2的电子照相图像形成设备中的电子照相处理盒20的实例。电子照相处理盒具有电子照相感光构件21、包括充电构件22的充电装置、包括显影构件24的显影装置和包括清洁构件23的清洁装置。除了显影构件24之外,显影装置包括作为显影剂量调节构件的调色剂调节构件25,以及容纳调色剂(未示出)的调色剂容器32。此外,电子照相处理盒20构造成可拆卸地安装至图2的电子照相图像形成设备的主体。
电子照相感光构件21通过连接至偏置电源(未示出)的充电辊22均匀地带电(一次带电)。接着,通过曝光装置(未示出)将用于写入静电潜像的曝光光29照射电子照相感光构件21,并且在表面上形成静电潜像。作为曝光光29,可以使用LED光或激光。
然后,通过显影构件24将带负电的调色剂施加(显影)到静电潜像,在电子照相感光构件21上形成调色剂图像,从而将静电潜像转变成可视图像。在这种情况下,通过偏置电源(未示出)向显影构件24施加电压。另外,显影构件24在具有,例如,0.5mm以上且3mm以下的辊隙宽度的同时与图像承载体接触。
将在电子照相感光构件21上显影的调色剂图像一次转印至中间转印带26。一次转印构件27与中间转印带的背面接触,且向一次转印构件27施加电压以将负极性调色剂图像从图像承载体一次转印至中间转印带26。一次转印构件27可以具有辊形或叶片形。
当电子照相图像形成设备是全色图像形成设备时,通常对黄色、青色、品红色和黑色中的各种颜色执行充电、曝光、显影和一次转印的各过程。因此,在图2所示的电子照相图像形成设备中,各自容纳各颜色调色剂的总共四个电子照相处理盒可拆卸地安装在电子照相图像形成设备的主体上。此外,以预定时间差顺序执行充电、曝光、显影和一次转印的各过程,并产生其中用于表示全色图像的四色调色剂图像叠加在中间转印带26上的状态。
随着中间转印带26的旋转,中间转印带26上的调色剂图像被输送至面向二次转印构件28的位置。在预定时机沿记录纸传送路径31在中间转印带26和二次转印构件28之间输送记录纸,并且通过向二次转印构件28施加二次转印偏压,将在中间转印带26上的调色剂图像转印至记录纸上。已通过二次转印构件28将调色剂图像转印至其上的记录纸被输送至定影装置30,并且在记录纸上的调色剂图像熔化并定影至记录纸上之后,将记录纸排出到电子照相图像形成设备的外部,从而结束打印操作。
根据本公开的一个方面,可以获得能够充分地增加从待机状态最初输出的图像的浓度的显影构件。此外,根据本公开的另一方面,可以获得有助于稳定地形成高品质电子照相图像的电子照相处理盒。根据本公开的又一方面,可以获得能够稳定地形成高品质电子照相图像的电子照相图像形成设备。
[实施例]
制备用于制造根据实施例和比较例的显影构件的材料。
<<多孔层形成用材料A-1的制备>>
首先,将80质量份聚醚多元醇1(商品名:T-1000,由Mitsui Chemicals&SKCPolyurethanes Inc.制造,Mw=1000)和20质量份聚醚多元醇2(商品名:EP550N,由MitsuiChemicals&SKC Polyurethanes Inc.制造),Mw=3000)相互混合。接下来,将5质量份交联剂(商品名:三羟甲基丙烷,由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、1质量份硅酮泡沫稳定剂(商品名:L-6861,由Momentive制造)、2质量份催化剂(商品名:33LV,由Evonik制造)、30质量份炭黑(商品名:MA100,由Mitsubishi Chemical Corp.制造)和25质量份异氰酸酯(商品名:TM-50,由Mitsui Chemicals SKC polyurethanes Inc.制造)添加到该多元醇混合物中,从而获得多孔层形成用材料A-1。
<<固体层形成用材料B-1的制备>>
在反应容器中,于氮气气氛下,将100.0质量份聚醚系多元醇(商品名:PTG-L3500,由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造)缓慢滴加到19.3质量份聚合MDI(商品名:Millionate,MT,由Tosoh Corp.制造)中。此外,在滴加过程中反应容器中的温度保持在72℃。
滴加终止后,反应在72℃下进行2小时。将所得反应混合物冷却至室温,从而获得异氰酸酯基含量为3.1质量%的异氰酸酯基封端的预聚物b。
然后,将76.0质量份异氰酸酯基封端的预聚物b、24质量份聚醚系多元醇(商品名:PTG-L1000,由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造)、26质量份炭黑(商品名:MA100,由Mitsubishi Chemical Corp.制造)和2.5质量份粗糙化颗粒(商品名:UCN5150,由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造)相互混合。
向所得混合物中加入甲基乙基酮(MEK),使其总固成分为40质量%。在450mL的玻璃瓶中,放置250质量份所得的混合溶液和200质量份平均粒径为0.8mm的玻璃珠,并使用油漆搅拌器(由Toyo Seiki Seisaku-sho,Ltd.制造)将其分散30分钟。之后,使用筛网除去玻璃珠,从而获得固体层形成用材料B-1。
<<固体层形成用材料B-2的制备>>
通过调节聚醚系多元醇(商品名:PTG-L3500,由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造)与聚合MDI(商品名:Millionate MT,由Tosoh Corp.制造)的混合比,制备异氰酸酯含量(NCO%)为2.3%的异氰酸酯基封端的预聚物a。然后,除了如表1-1中所述改变材料和混合比之外,以与制备固体层形成用材料B-1相同的方式制备固体层形成用材料B-2。另外,表1-2中描述了表1-1中所示的缩写的详情。
<<固体层形成用材料B-3的制备>>
以与制备异氰酸酯基封端的预聚物a相同的方式制备异氰酸酯含量(NCO%)为6.5%的异氰酸酯基封端的预聚物c。另外,除了如表1-1中所示改变材料和混合比之外,以与制备固体层形成用材料B-1相同的方式制备固体层形成用材料B-3。
<<固体层形成用材料B-4至B-7的制备>>
除了如表1-1中所述改变材料和混合比之外,以与制备固体层形成用材料B-1相同的方式制备固体层形成用材料B-4至B-7。
<<相分离的树脂层形成用材料B-8和B-9的制备>>
将表1-1中所述的材料以表1-1中所述的混合比混合,并向其中加入甲基乙基酮(MEK)以将总固成分调节至40质量%,从而获得混合溶液。在450mL的玻璃瓶中,放置250质量份所得的混合溶液和200质量份平均粒径为0.8mm的玻璃珠,并使用油漆搅拌器(由ToyoSeiki Seisaku-sho,Ltd.制造)将其分散30分钟。之后,除去玻璃珠,从而获得相分离的树脂层形成用材料B-8和B-9。
[表1]
表1-1
Figure BDA0002208999410000211
表1-2中描述了由表1-1中各缩写所代表的材料的详情。
表1-2
Figure BDA0002208999410000221
<<电绝缘性部形成用材料C-1的制备>>
通过将50质量份聚丁二烯甲基丙烯酸酯(商品名:EMA-3000,由Nippon Soda Co.,Ltd.制造)、50重量份丙烯酸异辛酯(商品名:SR440,由Tomoe Engineering Co.,Ltd.制造)和作为光引发剂的5质量份1-羟基环己基苯基酮(商品名:IRGACURE 184,由BASF制造)相互混合,得到电绝缘性部形成用材料C-1。
<<电绝缘性部形成用材料C-2的制备>>
除了如表2中所示改变材料和混合比之外,以与制备电绝缘性部形成用材料C-1相同的方式制备电绝缘性部形成用材料C-2。
[表2]
Figure BDA0002208999410000231
(实施例1)
<1.多孔辊的形成>
将多孔层形成用材料A-1注入机械泡沫铸造机中,并向其中吹入作为惰性气体的氮气,同时在铸造机的混合头中以1000rpm的速度混合和搅拌。这里,适当地调节吹入的氮气的量,使得在形成下述多孔层时孔隙率变为33%。
将由外径为6mm、长度为269.0mm的不锈钢(SUS304)制成的圆柱形基体安装到模具内部并预先预热到70℃的温度。将其中吹入氮气的多孔层形成用材料A-1注入上述模具中。然后,将模具在70℃下保持10分钟以固化多孔层形成用材料A-1,并且在基体的外周上形成厚度为1.99mm的多孔层,从而获得多孔辊。
<<2.固体层的形成>>
通过在将多孔辊的纵向变为垂直方向的状态下保持基体的上端部的同时将多孔辊浸入固体层形成用材料B-1中,然后向上拉起多孔辊,在多孔层的外表面上形成固体层形成用材料B-1的层。浸入时间为9秒,从涂布液拉起的初始上拉速度为30mm/s,最终上拉速度为20mm/s,且速度相对于其之间的时间线性变化。
将其中在多孔层上形成有固体层形成用材料B-1的层的多孔辊在烘箱中于80℃的温度下干燥15分钟。连续地,将多孔辊在140℃的温度下加热2小时以固化固体层形成用材料B-1的层,从而在多孔层上形成固体层。测量固体层的膜厚度,测得的膜厚度为95μm。
<3.电绝缘性部的形成>
将具有固体层的多孔辊设在能够使辊沿圆周方向旋转的夹具上。在旋转所设定的辊的同时,使用压电喷墨头(商品名:NANO MASTER SMP-3,由Musashi Engineering Inc.制造)将电绝缘性部形成用材料C-1的液滴附着到固体层的外周面上。将来自喷墨头的一个液滴的液滴量调节至15pl。此外,控制液滴的着落位置,使得在圆周方向和纵向上附着在固体层上的点之间的间隔(中心到中心的距离)各自为75μm的间距。
然后,使用低压汞灯照射紫外光10分钟,使得波长为254nm且累积光量为1500mJ/cm2,以使电绝缘性部形成用材料C-1固化,从而形成作为第一区域的电绝缘性部。以这种方式,获得其中固体层的表面是第二区域的外径为12.0mm的显影辊1。
显影辊1的特性的评价
关于显影辊1,通过以下方法分别测量孔隙率、泡孔直径、固体层厚度、弹性模量、体积电阻率、占有率,以及电绝缘性部的高度和体积电阻率。
<<评价1:测量孔隙率的方法>>
从多孔层的一部分切割出长度为5mm、宽度为5mm的正方形样品。
在激光显微镜(商品名:VK-X100,由Keyence Corp.制造)中使用20倍放大率的物镜观察切割的样品。将观察到的图像二值化,并且通过将孔隙的面积除以面积100%得到的值转换为总面积(长度为5mm、宽度为5mm的正方形)而计算出的值被确定为孔隙率。结果,显影辊1的孔隙率为33%。
<<评价2:测量泡孔直径的方法>>
在辊的纵向上以相等的间隔从多孔层切割出10个样品,并且使用安装在激光显微镜(商品名:VK-X100,由Keyence Corp制造)中的20倍放大率的物镜观察各切割样品的泡孔。将观察范围内的最大泡孔直径确定为显影辊的泡孔直径。结果,显影辊1的泡孔直径为95μm。
<<测量固体层厚度的方法>>
从显影辊切割出样品。具体地,从在纵向上距离两端10mm的部分和中央部的一部分沿圆周方向以120°的间隔总共九个位置取样。使用激光显微镜(商品名:VKX100,由Keyence Corp.制造)测量从这九个位置切割的各样品。在每个测量位置的10个点处随机测量导电性固体层的膜厚度。计算得到的总共90个点的算术平均值,将该值确定为固体层的厚度。结果,显影辊1的固体层的厚度为95μm。
<<评价3:测量弹性模量的方法>>
采用纳米压痕法用纳米压痕测量设备(商品名:FISHER scope HM2000,由FischerInstruments K.K.制造)测量固体层的弹性模量。
纳米压痕法是一种测量直到由金刚石制成的压头按压入样品表面中到一定负荷(压入)之后移除(卸载)压头,负荷和位移之间的关系的方法。此时获得的负荷曲线反映了材料的弹塑性变形行为,卸载曲线反映了弹性恢复行为。因此,可以从卸载曲线的初始倾斜度计算弹性模量。
根据以下程序进行测量。
在显影辊具有固体层并使用切片机切割的状态下,将显影辊的表面切成5mm见方、2mm厚的尺寸,从而制备其中表面层的截面平整的样品。接下来,使用纳米压痕测量设备将样品的温度控制为23℃且相对湿度为50%。此后,在该样品中,在三个点测量表面上不存在树脂颗粒和电绝缘性部的部分,并且计算所得测量结果的算术平均值作为显影辊的导电性固体层的弹性模量。另外,在测量时,压头对样品表面的压入量为300nm。结果,显影辊1的固体层的弹性模量为30MPa。
<<评价4:测量电绝缘性部和导电性部的体积电阻率的方法>>
从显影辊上切割出样品,用切片机制备平面尺寸为50μm见方、厚度t为100nm的薄样品。接下来,将薄样品放置在金属平板上,并且使用其按压表面的面积S为100μm2的金属端子从上方按压薄样品。
在这种状态下,通过使用静电计(商品名:6517B,由KEITHLEY制造)在金属端子和金属板之间施加1V的电压来测定电阻R。使用以下计算式(1)由电阻R计算体积电阻率pv。
pv=R×S/t 计算式(1)
<<评价5:测量第一区域占有率RE的方法>>
如下测量第一区域的占有率RE
在激光显微镜(商品名:VK-X100,由Keyence Corp.制造)中安装20倍放大率的物镜。然后,在显影辊纵向上距离两端部10mm内的两个位置和中央部中的一个位置,在周向上的各三个位置(间隔120°)的总共九个区域拍摄显影辊的表面,进行所拍摄的图像的连接使得一侧为900μm。
接下来,以二次曲面校正模式校正所得的观察图像的倾斜度。在校正图像的中央,测量第一区域在边长为900μm的正方形区域中占据的面积。使用诸如ImageJ等图像处理软件进行测量。通过将第一区域占据的面积除以边长为900μm的正方形的面积而得到的值被确定为在该区域中的占有率RE
计算在九个区域获得的占有率RE的算术平均值,并将其确定为显影辊1的占有率RE
<<评价6:测量第一区域高度的方法>>
如在占有率RE的测量中那样,使用校正倾斜率的图像测量由电绝缘性部构成的第一区域的高度。
使用所得的三维观察图像,计算第一区域的最高高度H1与在具有导电性表面的第二区域中同第一区域相邻的第二区域的一个位置的高度H2之间的差“H1-H2”。将在9个区域获得的差“H1-H2”的算术平均值确定为第一区域的高度。
<<评价7:第一和第二区域的存在的确认以及各区域的电位衰减时间常数的计算>>
首先,通过使用光学显微镜、或扫描电子显微镜等观察显影辊的外表面上两个以上区域的存在,可以确认第一区域和第二区域的存在。
另外,通过以下方法可以确认第一区域是电绝缘性的,第二区域具有比第一区域的导电性更高的导电性。也就是说,除了体积电阻率之外,还可以通过使包括第一区域和第二区域的显影辊的外表面带电之后测量残余电位分布来确认。
残余电位分布可以通过以下步骤来确认:首先,使用诸如电晕放电器等充电装置使显影辊的外表面充分带电,然后用静电力显微镜(EFM)和表面电位显微镜(KFM)等测量带电的显影辊的外表面的残余电位分布。
除了体积电阻率之外,还可以通过电位衰减时间常数来评价构成第一区域的电绝缘性部的电绝缘特性、导电性固体层的导电性和构成第二区域的导电性部的导电性。被定义为当第一区域或第二区域带电至V0(V)时,直到表面电位(残余电位)衰减到V0×(1/e)所需的时间的电位衰减时间常数成为容易保持带电电位的指标。这里,e是自然对数的底。当第一区域的电位衰减时间常数为60.0秒以上时,可使电绝缘性部快速带电,并且可以容易地保持带电电位,因此是优选的。另外,优选第二区域的电位衰减时间常数小于6.0秒,因为抑制了固体层和导电性部的带电,使得容易在带电的电绝缘性部和导电层之间产生电位差且容易表现出梯度力。在测量本公开中的时间常数时,在以下测量方法中,在测量开始时刻残余电位约为0V的情况下,即,在测量开始时刻电位已经衰减的情况下,测量点的时间常数被认为小于6.0秒。电位衰减时间常数可以通过,例如,使用诸如电晕放电装置等充电装置使显影辊的外表面充分带电,然后使用静电力显微镜(EFM)测量带电的显影辊的第一区域和第二区域的残余电位随时间的变化来获得。
(观察显影辊外表面的方法)
在下文中,描述了观察显影辊的外表面的方法的实例。
首先,使用光学显微镜(VHX 5000(商品名),由Keyence Corp.制造)观察显影辊的外表面,并且确认在外表面上存在两个以上的区域。接着,使用低温切片机(UC-6(商品名),由Leica Microsystems制造)从显影辊中切割出包括显影辊的外表面的薄片。在-150℃的温度下从显影辊的外表面切割出基于导电性固体层的外表面具有100μm×100μm的尺寸、具有1μm的厚度的薄片,使得其在显影辊的外表面上包括两个以上的区域。然后,使用光学显微镜观察切割薄片上的显影辊的外表面。
(测量残余电位分布的方法)
在下文中,描述测量残余电位分布的方法的实例。
通过用电晕放电装置使薄片上的显影辊的外表面电晕带电,然后在扫描薄片的同时使用静电力显微镜(Model 1100TN,由Trek Japan Co.,Ltd.制造)测量外表面的残余电位,来测量残余电位分布。
首先,将薄片放置在光滑的硅晶片上,使得包括显影辊的外表面的表面为上表面,并在温度为23℃、相对湿度为50%的环境中静置24小时。接下来,在相同的环境中,将载有薄片的硅晶片放置于引入静电力显微镜中的高精度XY平台上。使用其中导线与栅极距离为8mm的电晕放电装置。将电晕放电装置放置在栅极和硅晶片表面之间的距离为2mm的位置。然后,将硅晶片接地,并且使用外部电源向导线施加-5kV的电压、向栅极施-0.5kV的电压。在开始施加之后,通过使用高精度XY平台以20mm/sec的速度平行于硅晶片的表面扫描使薄片通过电晕放电装置的正下方,使得薄片上的显影辊的外表面电晕带电。
接着,使用高精度XY平台将薄片在静电力显微镜的悬臂的正下方移动。然后,通过在使用高精度XY平台进行扫描的同时测量电晕带电的显影辊的外表面的残余电位,来测量残余电位分布。测量条件如下所示。
·测量条件:温度为23℃、相对湿度为50%
·测量点通过电晕放电装置正下方后到开始测量所用的时间:60秒
·悬臂:Model 1100TN(型号:Model 1100TNC-N,由Trek Japan Co.,Ltd.制造)的悬臂
·测量表面与悬臂前端之间的间隙:10μm
·测量范围:99μm×99μm
·测量间隔:3μm×3μm
通过从经测量获得的残余电位分布确认存在于薄片上的两个以上的区域中是否存在残余电位,确认各区域是电绝缘性第一区域还是其导电性高于第一区域的导电性的第二区域。更具体地,在该两个以上区域中,将包括其中残余电位的绝对值小于1V的部分的区域确认为第二区域,并且将包括其中残余电位的绝对值大于第二区域的残余电位的绝对值1V以上的部分的区域确认为第一区域,由此来确认它们的存在。
此外,残余电位分布的测量方法通过实例的方式来提供,并且适于确认两个以上的区域的残余电位的存在与否的装置和条件可以根据电绝缘性部或导电层的尺寸、间隔、和时间常数等来改变。
(测量电位衰减时间常数的方法)
在下文中,描述了测量电位衰减时间常数的方法的实例。
通过首先用电晕放电器使显影辊的外表面电晕带电,然后用静电力显微镜(Model1100TN,由Trek Japan Co.,Ltd.制造)测量存在于外表面上的电绝缘性部或导电性固体层上的残余电位随时间的变化,并将测得的随时间的变化代入下面的等式(1)来计算电位衰减时间常数。这里,电绝缘性部的测量点是在残余电位分布测量中确认的第一区域中残余电位的绝对值最大的点。此外,导电性固体层的测量点是在残余电位测量中确认的第二区域中残余电位变为约0V的点。
首先,将在残余电位分布测量中使用的薄片放置在光滑的硅晶片上,使得包括显影辊的外表面的表面为上表面,并在室温(23℃)、相对湿度为50%的环境中静置24小时。
然后,在相同的环境中,将载有薄片的硅晶片安装于引入静电力显微镜中的高精度XY平台上。使用其中导线与栅极距离为8mm的电晕放电装置。将电晕放电装置放置在栅极和硅晶片表面之间的距离为2mm的位置。然后,将硅晶片接地,并且使用外部电源向导线施加-5kV的电压、向栅极施-0.5kV的电压。在开始施加之后,通过使用高精度XY平台以20mm/sec的速度平行于硅晶片的表面扫描使得薄片通过电晕放电装置的正下方,使薄片电晕带电。
接着,使用高精度XY平台将电绝缘性部或导电性固体层的测量点在静电力显微镜的悬臂的正下方移动,并测量残余电位随时间的变化。在测量中使用静电力显微镜。测量条件如下所示。
·测量条件:温度为23℃、相对湿度为50%
·测量点通过电晕放电装置正下方后到开始测量所用的时间:15秒
·悬臂:Model 1100TN(型号:Model 1100TNC-N,由Trek Japan Co.,Ltd.制造)的悬臂
·测量表面与悬臂前端之间的间隙:10μm
·测量频率:6.25Hz
·测量时间:1000秒
从经测量获得的残余电位随时间的变化,通过借助最小二乘法代入下面的等式(1)来确定时间常数τ。
V0=V(t) × exp (-t/τ) (1)
t:测量点经过电晕放电装置正下方后经过的时间(秒)
V0:初始电位(V)(t=0时的电位)
V(t):测量点经过电晕放电装置正下方后t秒时的残余电位(V)
τ:电位衰减时间常数(秒)
在显影辊的外表面的纵向上的3个点×显影辊的外表面的圆周方向上的3个点总共9个点测量电位衰减时间常数τ,且将其平均值确定为电绝缘性部或导电层的电位衰减时间常数。另外,在导电性固体层的测量中,在包括在测量开始时,即,电晕带电后15秒时,其残余电位约为0V的点的情况下,认为其时间常数小于其它测量点的时间常数的平均值。此外,当所有测量点在测量开始时的电位约为0V时,认为时间常数小于测量下限。
<<评价8:图像的评价>>
[1.电子照相图像形成设备的准备]
为了评价图像,准备电子照相图像形成设备(商品名:HP Color Laser Jet653dn/x,由Hewlett-Packard Co.制造)和专用处理盒(商品名:HP 656X CF463X,由HewlettPackard Co.制造)。接下来,移除调色剂供应辊的齿轮。通过移除齿轮来驱动调色剂供应辊使其相对于显影辊旋转,从而减小扭矩。通过这种方式,对显影辊的调色剂供应量减少,使得黑色实心图像的浓度趋于降低。
随后,将显影辊从处理盒上拆下,并将实施例1中得到的显影辊1安装在其中。
<评价8-1:从待机状态输出的第一张纸上的黑色实心图像的浓度>
将处理盒放置在电子照相图像形成设备中,并在温度为23℃、相对湿度为55%的环境中静置24小时。然后,开启电子照相图像形成设备并执行处理盒的初始序列。在这种状态下,使处理盒再静置24小时以处于待机状态。
接下来,以60张/分钟的速度打印图像。
从待机状态在两张纸上连续打印信纸大小的黑色实心图像,并使用光谱浓度计(商品名:X-Rite 508,由Xrite制造)测量所得的黑色实心图像的图像浓度。首先,获得从待机状态输出的第一张纸上打印的图像的前端(沿打印方向距上游侧的端部10mm处的位置)和后端(沿打印方向距下游侧的端部10mm处的位置)的浓度的平均值,并将其确定为输出的第一张纸上的黑色实心图像的浓度。
接下来,获得输出的第二张纸上的图像的前端(沿打印方向距上游侧的端部10mm处的位置)和后端(沿打印方向距下游侧的端部10mm处的位置)的浓度的平均值,并将其确定为输出的第二张纸上的黑色实心图像的浓度。将通过从输出的第二张纸上的黑色实心图像的浓度减去输出的第一张纸上的黑色实心图像的浓度而获得的值确定为黑色实心图像的浓度差。
对所得的黑色实心图像的图像浓度差评价图像浓度。评价标准如下。
等级A:黑色实心图像的浓度差小于0.05。
等级B:黑色实心图像的浓度差为0.05以上且小于0.10。
等级C:黑色实心图像的浓度差为0.10以上且小于0.15。
等级D:黑色实心图像的浓度差为0.15以上且小于0.20。
等级E:黑色实心图像的浓度差为0.20以上。
<评价8-2:黑点的评价>
观察在图像浓度评价中获得的黑色实心图像,并根据以下标准评价黑点的存在与否。
等级A:在显影辊的周期中没有黑点。
等级B:在显影辊的周期中存在黑点。
(实施例2至7)
除了改变模具的内径以使多孔辊的外径分别具有以下尺寸以外,以与制造根据实施例1的多孔辊相同的方式制造根据实施例2至7的六个用于显影辊的多孔辊:
实施例2:2.08mm;
实施例3:2.07mm;
实施例4:2.03mm;
实施例5:1.94mm;
实施例6:1.88mm;
实施例7:1.79mm。
除了调整总固成分使得固体层的厚度变为如表2中所述的值之外,以与制备固体层形成用材料B-1相同的方式制备总固成分不同的六种固体层形成用材料。除了使用上述材料之外,以与形成根据实施例1的固体层的方法相同的方式在以上制备的六个多孔辊的各多孔层上形成固体层。
随后,以与实施例1中相同的方式在各多孔辊的固体层上形成电绝缘性部,从而制造显影辊2至7。
(实施例8和9)
除了改变模具的内径以使多孔辊的外径变为1.99mm之外,以与制造根据实施例1的多孔辊相同的方式制造根据实施例8和9的两个用于显影辊的多孔辊。
除了使用固体层形成用材料B-2或B-3之外,以与实施例1中相同的方式在多孔辊的多孔层上形成固体层。随后,以与实施例1中相同的方式,通过形成设置在固体层上的电绝缘性部而获得显影辊8和9。
(实施例10和11)
改变模具的内径使得多孔辊的外径变为1.98mm,并将多孔层形成用材料A-1中的泡沫稳定剂的混合量变为0.3质量份或2.0质量份。除了上述差异之外,以与实施例1中相同的方式制造多孔辊。随后,以与实施例1中相同的方式在多孔层上形成固体层。此外,以与实施例1中相同的方式,通过形成设置在固体层上的电绝缘性部,获得显影辊10和11。
(实施例12和13)
<1.多孔辊的形成>
调节吹入多孔层形成用材料A-1中的氮气量,使多孔层的孔隙率变为16%或79%。
除了将其中吹入氮气量的多孔层形成用材料A-1注入到其内径改变以使得多孔辊的外径变成1.98mm的模具中之外,以与实施例1中相同的方式制造多孔辊。
<2.固体层的形成>
以与实施例1中相同的方式在多孔辊的多孔层的外周面上形成固体层。
<3.电绝缘性部的形成>
以与实施例1中相同的方式,通过形成设置在固体层的外周面上的电绝缘性部制造显影辊12和13。
(实施例14)
除了改变模具的内径以使多孔辊的外径变为1.98mm之外,以与制造根据实施例1的多孔辊相同的方式制造多孔辊。以与实施例1中相同的方式,通过在所得多孔辊的多孔层上形成固体层,获得导电辊。随后,除了使用电绝缘性部形成用材料C-2之外,以与实施例1中相同的方式通过形成电绝缘性部获得显影辊14。
(实施例15)
除了改变模具的内径以使多孔辊的外径变为1.98mm之外,以与制造根据实施例1的多孔辊相同的方式制造多孔辊。然后,除了使用固体层形成用材料B-4以外,以与实施例1中相同的方式,在多孔辊的多孔层上形成固体层。
随后,以与实施例1中相同的方式,通过形成设置在固体层上的电绝缘性部来制造显影辊15。
(实施例16和17)
除了改变模具的内径以使多孔辊的外径变为1.98mm之外,以与制造根据实施例1的多孔辊相同的方式制造多孔辊。然后,以与实施例1中相同的方式,在多孔辊的多孔层上形成固体层。
除了改变喷墨头的喷出间隔以改变电绝缘性部的占有率之外,以与实施例1中相同的方式,通过形成设置在固体层上的电绝缘性部来制造显影辊16和17。
(实施例18至21)
除了改变模具的内径以使多孔辊的外径变为1.98mm之外,以与制造根据实施例1的多孔辊相同的方式制造多孔辊。以与实施例1中相同的方式,在多孔辊的多孔层上形成固体层。
随后,除了将来自喷墨头的电绝缘性部形成用材料C-1的喷出量改变为三个水平以改变电绝缘性部的高度之外,以与实施例1中相同的方式,通过形成设置在固体层上的电绝缘性部来制造显影辊18至21。
(实施例22)
除了改变模具的内径以使多孔辊的外径变为1.98mm之外,以与制造根据实施例1的多孔辊相同的方式制造多孔辊。然后,除了使用固体层形成用材料B-5以外,以与实施例1中相同的方式,在多孔辊的多孔层上形成第一固体层。随后,除了使用固体层形成用材料B-1之外,以与实施例1中相同的方式在第一固体层的外周面上形成第二固体层。此外,以与实施例1中相同的方式,通过形成设置在第二固体层的外周面上的电绝缘性部来制造显影辊22。
(实施例23)
以与制造根据实施例10的多孔辊相同的方式制造多孔辊。
接下来,除了使用固体层形成用材料B-6之外,以与实施例1中相同的方式,在多孔辊的多孔层的外周面上形成厚度为11μm的固体层。源自树脂颗粒Be-1和Bf-1的凸部形成在固体层的外表面上。此外,固体层的厚度为其中不存在源自固体层中的树脂颗粒Be-1和Bg-1的凸部的区域中的厚度。
接下来,使用橡胶辊专用研磨机(商品名:SZC,由Mizuguchi Seisakusho Co.,Ltd.制造)在厚度方向上将固体层的外周面研磨5μm,以使固体层的厚度为6μm。同时,研磨固体层中的树脂颗粒Be-1和Bf-1的一部分,使树脂颗粒Be-1和Bf-1的研磨表面露出至固体层的外表面。如上所述,制造具有露出构成电绝缘性部的树脂颗粒Be-1和Bf-1的研磨表面的外表面的显影辊23。
(实施例24)
以与实施例11中相同的方式制造多孔辊。
除了使用固体层形成用材料B-7之外,以与实施例1中相同的方式形成厚度为306μm的固体层。源自树脂颗粒Be-1和Bg-1的凸部形成在固体层的外表面上。此外,固体层的厚度为其中不存在源自固体层中的树脂颗粒Be-1和Bf-1的凸部的区域中的厚度。
然后,以与实施例23中相同的方式在厚度方向上将固体层的外表面研磨5μm,使得固体层的厚度变为301μm。同时,研磨树脂颗粒Be-1和Bg-1的一部分,使树脂颗粒Be-1和Bg-1的研磨表面露出至固体层的外表面。如上所述,制造具有露出构成电绝缘性部的树脂颗粒Be-1和Bg-1的研磨表面的外表面的显影辊24。
(实施例25)
除了改变模具的内径以使多孔辊的外径变为1.98mm之外,以与制造根据实施例1的多孔辊相同的方式制造多孔辊。
除了使用固体层形成用材料B-6之外,以与实施例1中相同的方式,在多孔辊的多孔层的外周面上形成厚度为102μm的固体层。源自树脂颗粒Be-1和Bf-1的凸部形成在固体层的外表面上。此外,固体层的厚度为其中不存在源自固体层中的树脂颗粒Be-1和Bf-1的凸部的区域中的厚度。
接下来,以与实施例23中相同的方式在厚度方向上将固体层的外表面研磨10μm,使得固体层的厚度变为92μm,同时,研磨树脂颗粒Be-1和Bf-1的一部分,使树脂颗粒Be-1和Bf-1的研磨表面露出至固体层的外表面。如上所述,制造具有露出构成电绝缘性部的树脂颗粒Be-1和Bf-1的研磨表面的外表面的显影辊25。
(实施例26)
除了使用固体层形成用材料7之外,以与实施例25中相同的方式制造显影辊26,并且形成固体层以使得其在研磨之前具有101μm的厚度。显影辊26具有厚度为91μm的固体层,并且具有露出构成电绝缘性部的树脂颗粒Be-1和Be-2的研磨表面的外表面。
(实施例27)
除了使用固体层形成用材料B-1和B-6之外,以与实施例22中相同的方式形成第一固体层(厚度:89μm)和第二固体层(厚度:99μm)。接下来,以与实施例23中相同的方式在厚度方向上将第二固体层研磨10μm,使得固体层的厚度变为89μm,同时,研磨树脂颗粒Be-1和Bf-1的一部分,使树脂颗粒Be-1和Bf-1的研磨表面露出至固体层的外表面。如上所述,制造具有露出构成电绝缘性部的树脂颗粒Be-1和Bf-1的研磨表面的外表面的显影辊27。
(实施例28)
除了改变模具的内径以使多孔辊的外径变为1.88mm之外,以与制造根据实施例1的多孔辊相同的方式制造多孔辊。以与实施例1中相同的方式,在多孔辊的多孔层上形成固体层。
接着,使具有上述制备的固体层的多孔辊的纵向成为垂直方向。通过在保持其上端部的同时将多孔辊浸入相分离的树脂层形成用材料B-8中然后将多孔辊上拉,在固体层的外周面上形成相分离的树脂层形成用材料B-8的层。浸入时间为9秒,从涂布液拉起的初始上拉速度为30mm/s,最终上拉速度为20mm/s,且速度相对于其之间的时间线性变化。
接下来,将其中在固体层上涂布相分离的树脂层形成用材料B-8的层的多孔辊在烘箱中于80℃的温度下干燥15分钟,然后在140℃的温度下加热2小时,从而使相分离的树脂层形成用材料B-8的层固化。如上所述制造在固体层的外周面上具有相分离的树脂层的显影辊28。
相分离的树脂层是其中包含分散于其中的炭黑的聚氨酯树脂与聚对苯二甲酸乙二醇酯相分离并分别形成导电性部和电绝缘性部的层。此外,电绝缘性部与固体层接触。
(实施例29)
除了使用相分离的树脂层形成用材料B-9之外,以与实施例28中相同的方式制造显影辊29。
(实施例30)
<<用于形成第一区域的导电性尼龙纤维的制造>>
将通过使30质量份炭黑(商品名:Toka black#7360SB,由Tokai Carbon Co.,Ltd.制造)与100质量份12尼龙(商品名:UBESTA,由Ube Industries,Ltd.制造)的粒料混合而得到的混合物装入双螺杆挤出机中,从而获得对应于直径为80μm的线状组合物的热塑性导电性尼龙纤维。
<<用于形成第二区域的绝缘性尼龙纤维的制造>>
将12尼龙(商品名:UBESTA,由Ube Industries,Ltd.制造)的粒料装入双螺杆挤出机中,从而获得对应于直径为80μm的线状组合物的热塑性绝缘性尼龙纤维。
<<显影辊30的制造>>
除了调节模具的内径以使多孔层的厚度为3.00mm之外,以与实施例1中相同的方式形成多孔层。随后,使用橡胶辊镜面加工机(商品名:SZC,由Mizuguchi Seisakusho Co.,Ltd.制造)将多孔层研磨至2.92mm的厚度,从而制造其中多孔层的孔隙(泡孔)部分地露出至多孔层的外表面的多孔辊。
然后,除了使用固体层形成用材料B-5之外,以与实施例1中相同的方式在多孔层的外周面上形成固体层。
接下来,将两股上述制备的导电性尼龙纤维的束和一股上述制备的绝缘性尼龙纤维围绕固体层的外周面缠绕,以完全覆盖固体层的外周面。在这种情况下,使这两股导电性尼龙纤维的束和一股绝缘性尼龙纤维螺旋缠绕,从而彼此相邻并相对于多孔辊的圆周方向形成30度的夹角。然后,将导电性尼龙纤维和绝缘性尼龙纤维在圆筒形模具中于200℃的温度下加热3分钟,从而熔化。以这种方式,制造其中以螺旋状形成螺旋状的电绝缘性部和导电性部的显影辊30。
(比较例1)
<1.固体弹性层辊的形成>
<<1.固体弹性层的形成>>
在由不锈钢(SUS 304)制成且外径为6mm、长度为269.0mm的圆柱体的外周面上涂布底漆(商品名:DY35-051,由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)并烘烤,从而制备根据比较例1的显影辊的基体。
作为固体弹性层形成用材料,制备100质量份液体硅橡胶材料(商品名:SE6724A/B,由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)、20质量份炭黑(商品名:Tokai Black#7360SB,由Tokai Carbon Co.,Ltd.制造)和0.1质量份铂催化剂的混合物。
将基体设置在模具中,并将弹性层形成用材料注入模具中形成的空腔中,将模具加热至150℃并保持15分钟,然后固化。固化后,通过移除模具并在180℃的温度下另外加热1小时以完成固化反应,在基体的外周面上形成对应于厚度为2.80mm的导电性固体的弹性层。
<2.固体层的形成>
以与实施例1中相同的方式在固体弹性层的外周面上形成固体层。
<3.电绝缘性部的形成>
此外,以与实施例1中相同的方式,通过形成设置在固体层的外周面上的电绝缘性部来制造显影辊31。
(比较例2)
除了未形成固体层之外,以与实施例1中相同的方式制造显影辊32。即,在显影辊32中,在多孔层的外周面上形成电绝缘性部。
(比较例3)
<1.多孔层辊的形成>
以与实施例1中相同的方式在基体上形成多孔层。接着,使用橡胶辊镜面加工机(商品名:SZC,由Mizuguchi Seisakusho Co.,Ltd.制造)研磨多孔层的表面以在多孔层的外周面上露出多孔层的孔隙,从而制造在多孔层的外周面上具有凹凸的多孔层辊。
<2.电绝缘性部的形成>
通过将MEK添加到电绝缘性部形成用材料C-1中来制备固成分为40%的涂布液。通过在多孔层辊的纵向变为垂直方向的状态下保持基体的上端部并将多孔辊浸入涂布液中,然后向上拉起多孔辊而在多孔层辊的外周面上形成电绝缘性部。
浸入时间为9秒,从涂布液拉起的初始上拉速度为30mm/s,最终上拉速度为20mm/s,且速度相对于其之间的时间线性变化。将所得的涂布产品在烘箱中于80℃的温度下干燥30分钟,然后使用低压汞灯以紫外线照射10分钟,使其具有254nm的波长和1500mJ/cm2的累积光量,从而固化涂布的涂布液。
然后,通过使用橡胶辊镜面加工机(商品名:SZC,由Mizuguchi Seisakusho Co.,Ltd.制造)使多孔层的一部分和填充在多孔层的孔隙中的电绝缘性部露出来获得显影辊33。
(比较例4)
除了未形成固体层之外,以与实施例30中相同的方式制造显影辊34。
作为观察在与显影辊34的圆周方向平行的方向上的截面中电绝缘性部与多孔层之间的接触状态的结果,可以确认与多孔层的骨架部和露出在多孔层表面上的孔隙二者接触的电绝缘性部的存在。
用于制造根据实施例1至30和比较例1至4的显影辊1至34的固体层形成用材料和电绝缘性部形成用材料、以及制造电绝缘性部的方法的概要总结在表3中。
此外,以与评价根据实施例1的显影辊1相同的方式对根据实施例2至30和比较例1至4的显影辊2至34进行评价1至8。根据实施例1至30与比较例1至4的显影辊1至34的评价结果示于表4和5中。
[表3]
Figure BDA0002208999410000421
[表4]
Figure BDA0002208999410000431
[表5]
Figure BDA0002208999410000441
从实施例1至30和比较例1至4中的黑色实心图像浓度差的结果,可以理解,在根据本公开的显影构件中,电绝缘性部被快速带电。因此,可以理解,从待机状态输出的第一张纸上的黑色实心图像的浓度不足以及从待机状态输出的第一张纸上的半色调图像与输出数张纸时的半色调图像之间的浓度变化得以抑制。此外,从黑点图像的评价结果,可以理解,能够形成其中没有黑点的高品质电子照相图像。
此外,从实施例18至21和实施例25至27中的黑色实心图像浓度差的结果,可以理解,通过在电绝缘性第一区域中形成凸部使电绝缘性部更快速地带电。因此,可以理解,从待机状态输出的第一张纸上的黑色实心图像的浓度不足以及从待机状态输出的第一张纸上的半色调图像与输出数张纸时的半色调图像之间的浓度变化进一步得以抑制。
虽然参考示例性实施方式已描述了本发明,但应理解本发明并不局限于公开的示例性实施方式。权利要求的范围符合最宽泛的解释以涵盖所有此类修改以及等同的结构和功能。

Claims (10)

1.一种电子照相用显影构件,其包括:
基体;
所述基体上的多孔导电性弹性层;和
所述导电性弹性层上的导电性固体层,
其特征在于:所述显影构件的外表面包括具有电绝缘性表面的第一区域和具有导电性表面的第二区域,
所述第一区域和所述第二区域彼此相邻设置,并且
所述第一区域由设置在所述导电性固体层的外表面上的电绝缘性部构成,其中
当使构成所述显影构件的外表面的所述第一区域带电至单位为V的电位V0时,定义为将表面电位衰减至V0×(1/e)所需时间的电位衰减时间常数为60.0秒以上,且
当使构成所述显影构件的外表面的所述第二区域带电至单位为V的电位V0时,定义为将表面电位衰减至V0×(1/e)所需时间的电位衰减时间常数为小于6.0秒。
2.根据权利要求1所述的电子照相用显影构件,其中所述电绝缘性部的体积电阻率为1.0×1013Ω·cm以上且1.0×1018Ω·cm以下。
3.根据权利要求1或2所述的电子照相用显影构件,其中所述第二区域由所述导电性固体层的外表面构成。
4.根据权利要求3所述的电子照相用显影构件,其中所述导电性固体层的体积电阻率为1.0×105Ω·cm以上且1.0×1011Ω·cm以下。
5.根据权利要求1或2所述的电子照相用显影构件,其中所述第二区域由所述导电性固体层上的导电性部的外表面构成。
6.根据权利要求5所述的电子照相用显影构件,其中所述导电性部的体积电阻率为1.0×105Ω·cm以上且1.0×1011Ω·cm以下。
7.根据权利要求1或2所述的电子照相用显影构件,其中通过所述第一区域在所述显影构件的外表面上形成凸部。
8.根据权利要求5所述的电子照相用显影构件,其中所述导电性固体层的厚度、或者所述导电性固体层与所述导电性部的厚度之和为5μm以上且300μm以下。
9.一种电子照相处理盒,其可拆卸地安装至电子照相图像形成设备的主体,所述电子照相处理盒至少包括:
容纳调色剂的调色剂容器;和
输送所述调色剂的显影单元,
其特征在于,所述显影单元包括根据权利要求1至8中任一项所述的电子照相用显影构件和设置成与所述显影构件的外表面接触的显影剂量调节构件。
10.一种电子照相图像形成设备,其至少包括:
电子照相感光构件;
设置为能够使所述电子照相感光构件带电的充电单元;和
向所述电子照相感光构件提供调色剂的显影单元,
其特征在于,所述显影单元包括根据权利要求1至8中任一项所述的电子照相用显影构件和设置成与所述显影构件的外表面接触的显影剂量调节构件。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10942471B2 (en) 2019-03-29 2021-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic member having a surface layer with a cross-linked urethane resin-containing matrix, process cartridge, and apparatus
JP7293049B2 (ja) * 2019-08-26 2023-06-19 キヤノン株式会社 現像部材、電子写真プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置
CN114631063B (zh) 2019-10-23 2023-12-22 佳能株式会社 显影装置、电子照相处理盒和电子照相图像形成设备
US11841629B2 (en) * 2021-11-25 2023-12-12 Canon Kabushiki Kaisha Developing roller, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0148013A2 (en) * 1984-01-03 1985-07-10 Xerox Corporation Electrostatographic imaging system
CA1335047C (en) * 1988-06-27 1995-04-04 Haruo Watanabe Electrophotographic process
DE10142443C1 (de) * 2001-08-31 2003-04-24 Schott Glas Elektrofotographische Druckvorrichtung
EP1693715A2 (en) * 2005-02-16 2006-08-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Tubular roller, method of manufacturing the same, and electrophotographic image forming apparatus
CN101004578A (zh) * 2005-12-08 2007-07-25 株式会社理光 能够防止发生余像和转印故障的成像装置
CN101981517A (zh) * 2008-04-10 2011-02-23 佳能株式会社 图像形成设备
CN103975278A (zh) * 2011-12-09 2014-08-06 佳能株式会社 导电性构件、处理盒和电子照相设备
JP2015041084A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 キヤノン株式会社 現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3035627B2 (ja) 1990-08-01 2000-04-24 株式会社リコー 静電潜像現像方法
JP3035628B2 (ja) 1990-08-01 2000-04-24 株式会社リコー 静電潜像現像方法
JP3007671B2 (ja) 1990-10-19 2000-02-07 株式会社リコー 現像装置
JPH08272209A (ja) * 1995-03-30 1996-10-18 Tokai Rubber Ind Ltd 導電性ロールおよびその製法
JPH1091000A (ja) 1997-10-06 1998-04-10 Seiko Epson Corp 一成分現像装置
JP4183216B2 (ja) * 1999-08-24 2008-11-19 キヤノン株式会社 現像ローラ及びその現像装置
JP2004279578A (ja) 2003-03-13 2004-10-07 Tokai Rubber Ind Ltd 導電性ロール
US7727134B2 (en) 2005-11-10 2010-06-01 Canon Kabushiki Tokyo Developing roller, process for its production, developing assembly and image forming apparatus
JP5207682B2 (ja) 2006-09-29 2013-06-12 キヤノン株式会社 現像部材及び電子写真画像形成装置
JP4144899B1 (ja) 2007-01-22 2008-09-03 キヤノン株式会社 再生弾性ローラの製造方法
KR101188052B1 (ko) 2008-02-07 2012-10-04 캐논 가부시끼가이샤 전자 사진용 현상 부재, 그 제조 방법, 전자 사진용 프로세스 카트리지 및 전자 사진용 화상 형성 장치
KR101163925B1 (ko) 2008-05-30 2012-07-09 캐논 가부시끼가이샤 현상 롤러 및 그 제조 방법, 프로세스 카트리지, 전자 사진 화상 형성 장치
JP2011164399A (ja) 2010-02-10 2011-08-25 Fuji Xerox Co Ltd 帯電部材、帯電装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
JP6010280B2 (ja) * 2011-07-05 2016-10-19 株式会社ブリヂストン 現像ローラ
JP5792532B2 (ja) * 2011-07-05 2015-10-14 株式会社ブリヂストン 現像ローラ
JP5253550B2 (ja) 2011-08-25 2013-07-31 キヤノン株式会社 現像部材とその製造方法、および、電子写真画像形成装置
JP5972148B2 (ja) 2011-12-09 2016-08-17 キヤノン株式会社 現像部材および電子写真装置
JP2013156300A (ja) * 2012-01-26 2013-08-15 Fuji Xerox Co Ltd 導電性ロール、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ
JP5236111B1 (ja) 2012-02-17 2013-07-17 キヤノン株式会社 現像部材、プロセスカートリッジ、および電子写真画像形成装置
JP5869912B2 (ja) * 2012-02-27 2016-02-24 キヤノン株式会社 導電性部材、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置
US9008556B2 (en) * 2012-03-15 2015-04-14 Ricoh Company, Ltd. Development device and image forming apparatus and process unit incorporating same
JP5600719B2 (ja) 2012-06-27 2014-10-01 キヤノン株式会社 現像部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
JP5230838B1 (ja) 2012-06-27 2013-07-10 キヤノン株式会社 現像装置、および電子写真画像形成装置
US8768227B2 (en) 2012-09-07 2014-07-01 Canon Kabushiki Kaisha Developing member including elastic member containing cured product of addition-curing silicone rubber mixture, processing cartridge including the developing member, and electrophotographic apparatus including the developing member
US9625854B2 (en) 2014-06-05 2017-04-18 Canon Kabushiki Kaisha Developer carrying member, electrophotographic process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus
US10082741B2 (en) 2015-10-06 2018-09-25 Canon Kabushiki Kaisha Member for electrophotography, developing apparatus, and electrophotographic apparatus
JP6860319B2 (ja) 2015-10-23 2021-04-14 キヤノン株式会社 現像部材、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置
JP6590652B2 (ja) 2015-11-16 2019-10-16 キヤノン株式会社 現像部材、その製造方法、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置
JP6815889B2 (ja) * 2016-02-26 2021-01-20 キヤノン株式会社 現像ローラ、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置
JP2017191198A (ja) * 2016-04-13 2017-10-19 キヤノン株式会社 画像形成装置
US9952531B2 (en) 2016-04-28 2018-04-24 Canon Kabushiki Kaisha Developing member having alumina particles exposed within protrusions
JP6891065B2 (ja) 2016-07-29 2021-06-18 キヤノン株式会社 現像装置、電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
JP2018022074A (ja) 2016-08-04 2018-02-08 キヤノン株式会社 電子写真用部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP2017134437A (ja) * 2017-05-02 2017-08-03 キヤノン株式会社 現像装置
US10310447B2 (en) 2017-07-12 2019-06-04 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic member, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus
JP7166854B2 (ja) 2017-09-27 2022-11-08 キヤノン株式会社 電子写真用部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP7057154B2 (ja) 2018-02-26 2022-04-19 キヤノン株式会社 現像部材、電子写真プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置
US10935903B2 (en) 2018-04-19 2021-03-02 Canon Kabushiki Kaisha Developing roller, process cartridge and image forming apparatus

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0148013A2 (en) * 1984-01-03 1985-07-10 Xerox Corporation Electrostatographic imaging system
CA1335047C (en) * 1988-06-27 1995-04-04 Haruo Watanabe Electrophotographic process
DE10142443C1 (de) * 2001-08-31 2003-04-24 Schott Glas Elektrofotographische Druckvorrichtung
EP1693715A2 (en) * 2005-02-16 2006-08-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Tubular roller, method of manufacturing the same, and electrophotographic image forming apparatus
CN101004578A (zh) * 2005-12-08 2007-07-25 株式会社理光 能够防止发生余像和转印故障的成像装置
CN101981517A (zh) * 2008-04-10 2011-02-23 佳能株式会社 图像形成设备
CN103975278A (zh) * 2011-12-09 2014-08-06 佳能株式会社 导电性构件、处理盒和电子照相设备
JP2015041084A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 キヤノン株式会社 現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
光导体在静电复印机中的应用效果分析;周丽娟;《科技创新与应用》;20160118(第02期);第189-191页 *

Also Published As

Publication number Publication date
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