CN111796499B - 显影辊、处理盒和电子照相图像形成设备 - Google Patents

显影辊、处理盒和电子照相图像形成设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及显影辊、处理盒和电子照相图像形成设备。本发明提供抑制感光构件的表面的污染，并且还获得高品质图像的显影辊。显影辊包括依次层压的导电性基体、导电性弹性层和表面层，其中表面层具有分散在聚氨酯基质中的树脂颗粒，表面层的外表面具有源于第一树脂颗粒的第一凸部和源于第二树脂颗粒的第二凸部，其中第一树脂颗粒包含聚氨酯，第一树脂颗粒的弹性模量E1为100至2000MPa，第二树脂颗粒的弹性模量E2为2至50MPa，外表面的最大高度粗糙度Rz为6至18μm，和峰顶点密度Spd为5.0×103至5.0×104(1/mm2)。

Description

显影辊、处理盒和电子照相图像形成设备
技术领域
本公开涉及显影辊、处理盒和电子照相图像形成设备。
背景技术
近年来，使用电子照相方法的包括复印机、传真机、和打印机等的电子照相图像形成设备(下文中，也称作"图像形成设备")的节能化取得进展。图像形成设备的节能化的方法之一为减少构件相互摩擦时产生的扭矩(降低各构件的抵接压力)的方法。
关于使用上述电子照相方法的图像形成设备的过程，首先，感光构件的外表面通过例如充电辊等充电单元而带电。其后，用例如激光等曝光光照射上述外表面，并在其上形成静电潜像。接着，容纳在显影剂容器中的调色剂通过在调色剂调节构件和显影辊之间摩擦而带电，同时，用所得的调色剂涂布显影辊。通过显影辊的旋转，将涂布的调色剂输送至在其上形成上述静电潜像的感光构件和显影辊之间的抵接部。然后，通过显影辊和感光构件之间的旋转速度的差异，使显影辊上的调色剂相对于感光构件摩擦，同时，通过设置在抵接部上的静电潜像和施加至显影辊的电压之间的电位差，使调色剂在感光构件上显影。其后，将已经在感光构件上显影的调色剂直接地或经由转印带等转印至记录纸，并通过热和压力在此处定影。在转印时，存在未转印的调色剂(下文中，也称作"残余调色剂")残留在感光构件的外表面的情况。通过与感光构件抵接配置的清洁刮板除去此类残余调色剂。这是图像形成设备的一般过程。
此处，清洁刮板通过高的抵接压力与感光构件接触，因此，通过与感光构件摩擦产生高的摩擦力。如果清洁刮板对感光构件的抵接压力减小，则可以预期大的节能效果。然而，如果抵接压力减小，则无法充分地除去残余调色剂，并且存在残余调色剂附着至感光构件的外表面的情况。在一些情况下，感光构件的外表面的此类污染使随后形成的电子照相图像的品质降低。
日本专利申请特开2008-112150号公开了如下显影辊：为了通过减小由于显影辊和调色剂调节构件之间的摩擦而对显影辊上的调色剂施加的应力，来抑制调色剂对调色剂调节构件的融着的目的，在所述显影辊的表面层上具有聚氨酯颗粒和平均粒径小于前述聚氨酯颗粒的聚氨酯颗粒。
此外，日本专利申请特开2009-237042号公开了如下显影辊：为了通过减小由于显影辊和调色剂调节构件之间的摩擦而对显影辊上的调色剂施加的应力，来抑制调色剂对显影辊的融着的目的，在所述显影辊的表面层上具有丙烯酸系颗粒和平均粒径小于丙烯酸系颗粒的聚氨酯颗粒。
发明内容
本发明人研究了，为了抑制残余调色剂对感光构件的外表面的固着，使用日本专利申请特开2008-112150号或者日本专利申请特开2009-237042号中记载的显影辊作为显影辊。然而，即使在使用这些显影辊的情况下，防止调色剂组分固着至感光构件的外表面的此类效果也受到限制。
本公开的一方面旨在提供，即使当清洁刮板对于感光构件的抵接压力减小时，也可以更充分地抑制感光构件的外表面上的污染的显影辊。
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处理盒。
本公开的又一方面旨在提供可以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
一种显影辊，其包括：
导电性基体；
在导电性基体上的导电性弹性层；和
在导电性弹性层上的单层的表面层，
表面层包括基质和分散在基质中的树脂颗粒，
基质包含聚氨酯作为粘接剂(binder)，
树脂颗粒包括第一树脂颗粒和第二树脂颗粒，
当在沿表面层的厚度方向的截面中测量时，在距离表面层的外表面的深度为1.0μm以上的区域的基质的弹性模量Eb为10至100MPa，
表面层的外表面具有第一凸部和第二凸部，
第二凸部存在于不含第一凸部的区域中，
第二凸部的高度比第一凸部的高度低5.0μm以上，
第一凸部由第一树脂颗粒形成，
第二凸部由第二树脂颗粒形成，
第一树脂颗粒包含聚氨酯，并且当在沿表面层的厚度方向的截面中测量时，第一树脂颗粒的弹性模量E1为100至2000MPa，
当在沿表面层的厚度方向的截面中测量时，第二树脂颗粒的弹性模量E2为2至50MPa，
显影辊的外表面的最大高度粗糙度为6至18μm，和峰顶点密度(peak vertexdensity)Spd为5.0×103(1/mm2)至5.0×104(1/mm2)。
另外，根据本公开的另一方面，提供可拆卸地安装在图像形成设备上并具有上述显影辊的处理盒。
此外，根据本公开的另一方面，提供具有感光构件和用于向在感光构件上形成的静电潜像供给显影剂的显影辊的电子照相图像形成设备，其中
所述显影辊为上述显影辊。
参照附图，从以下示例性实施方案的描述，本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1A和图1B示出根据本公开的一方面的显影辊的表面层的一部分的截面图；图1A示出当感光构件不抵接在表面层上时的状态；和图1B示出当感光构件抵接在表面层上时的状态。
图2示出根据本公开的一方面的显影辊的概念图。
图3示出根据本公开的一方面的处理盒的构造图。
图4示出说明根据本公开的一方面的电子照相图像形成设备的构造图。
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案。
本发明人反复研究了为何即使当使用根据日本专利申请特开2008-112150号的显影辊时，抑制调色剂组分对感光构件的外表面的固着的效果也受到限制，并且不能充分地抑制由于感光构件的外表面的污染而导致的图像品质降低的原因。在过程中，本发明人认识到，由于感光构件的外表面的污染而导致的电子照相图像的图像品质的降低涉及由于两个不同的原因而导致的图像品质的降低。
第一个原因是例如安全图像(其中例如"COPY"等文字可以通过复印而清晰地呈现的图像)等由每1点(dot)的微细静电潜像的集合构成的图像(单点图像(one-dot image))的浓度降低。认为该现象是由于以二氧化硅等为代表的调色剂的外部添加剂沉积在感光构件的外表面上而引起的。
在清洁刮板的抵接压力减小的情况下，残留在感光构件的外表面上的调色剂组分，特别是例如二氧化硅等粒径小的外部添加剂不能被擦除，并且易于通过清洁刮板。在此类情况下，调色剂在通过清洁刮板和感光构件之间的抵接部或者充电辊等和感光构件之间的抵接部时被压实，并且易于沉积在感光构件的外表面上。已经发现在该情况下，单点图像的浓度降低。推测这是因为在感光构件的外表面上形成外部添加剂的沉积层，由此使曝光光到达感光构件的外表面变得困难。
在通常的电子照相设备中，通过其中将多个(例如，八个)点的组合视为1个大点的抖动法(dither method)形成图像。这是因为，当使用抖动法时，可以在形成静电潜像时用激光照射1点的八倍大的面积，因此，易于形成清晰的静电潜像，结果，可以获得更高品质的图像。另一方面，在与安全图像一样由每1点(例如，在600dpi的情况下，42μm见方)的微细静电潜像的集合构成图像的情况下，可以用激光照射的面积窄，并且难以形成清晰的静电潜像。推测在此类单点图像的情况下，当在感光构件的外表面上形成外部添加剂等的沉积层时，形成静电潜像变得更困难，由此使浓度的降低变得显而易见。该外部添加剂的沉积在其中外部添加剂强地带电并且易于移动至各构件的低温低湿环境中的耐久时是显著的。
此处，存在当使用日本专利申请特开2008-112150号中记载的显影辊时，显影辊不能抑制上述外部添加剂在感光构件的外表面上的沉积，并且单点图像的浓度降低的情况。推测这是因为，尽管日本专利申请特开2008-112150号中公开的显影辊具有抑制在感光构件上的抵接部的调色剂应力的效果，但是显影辊不能通过例如清洁刮板或充电辊等其它构件充分地除去压实在感光构件的外表面上的外部添加剂，并且难以抑制沉积。另一方面，当使用日本专利申请特开2009-237042号中记载的显影辊时，具有高的硬度和大的粒径的丙烯酸系颗粒可以存在于显影辊的表面层上。此处，"表面层的外表面"是指表面层的与面向导电性基体的表面相对的表面。已经确认在该情况下，表面层的外表面上的由丙烯酸系颗粒形成并且具有高的硬度的凸部摩擦感光构件的外表面，由此促进上述压实的外部添加剂的除去。然而，发现即使在使用日本专利申请特开2009-237042号中记载的显影辊的情况下，也发生伴随以下感光构件的污染的其它图像品质的降低。
第二个原因是作为白色粒状图像缺失的白点(white spot)的出现。认为该现象是由调色剂中的树脂组分作为块状融着物附着于感光构件的外表面的现象引起的。
当使用日本专利申请特开2009-237042号中记载的显影辊时，如上所述，丙烯酸系颗粒具有大的粒径，因此可以摩擦感光构件的外表面，但另一方面，导致在除了感光构件以外的例如调色剂调节构件等构件上的抵接部处选择性地磨耗。结果，表面层的外周面上的具有高的硬度并且由丙烯酸系颗粒形成的凸部平滑为台状(table shape)。已经发现当在该状态下进行耐久时，调色剂在平滑为台状的丙烯酸系颗粒和感光构件之间被挤压，并且调色剂易于融着在感光构件的外表面上。另外，当清洁刮板的抵接压力减小时，融着在感光构件的外表面上的调色剂无法被清洁刮板擦除，而是残留在感光构件的外表面上。
此外，已经融着在感光构件的外表面上的调色剂变成起点，并且融着的调色剂加速地变粗大并且变成块状融着物。当以该方式在感光构件的外表面上形成块状融着物时，在该部位调色剂不能从显影辊移动至感光构件，换言之，不能使图像显影，并且在图像中出现白点。该现象在其中调色剂容易受热和湿度的影响而塌陷(collapse)的高温高湿环境下的耐久中是显著的。
另外，已经发现，当使用日本专利申请特开2009-237042号中记载的显影辊时，如上所述，显影辊可以抑制单点图像的浓度的降低，但是单点图像中的颗粒度劣化。推测这是由以下现象而引起的：当显影辊的具有高的硬度并且由丙烯酸系颗粒形成的凸部强地摩擦感光构件的外表面时，凸部扰乱了使微细的静电潜像在形成单点图像的感光构件的外表面上显影的调色剂组。
如上所述，在感光构件的外表面的污染的抑制和单点图像中的颗粒度的劣化的抑制之间存在折衷关系，这对于实现清洁刮板的抵接压力的减小是一个缺点。
本发明人已经做了深入研究，结果发现，可以通过借助将包含以下特定树脂作为粘接剂的基质与树脂颗粒组合来形成显影辊的表面层，并将表面层设计成具有特定的表面轮廓来解决上述缺点。
具体地，根据本公开的一方面的显影辊包括：
导电性基体，在导电性基体上的导电性弹性层，和在导电性弹性层上的表面层，其中
表面层包括包含聚氨酯作为粘接剂的基质，和分散在基质中的树脂颗粒，和
当在沿表面层的厚度方向的截面中测量的、在距离表面层的外表面的深度为1.0μm以上的区域中的基质的弹性模量确定为Eb时，Eb为10MPa(10×106Pa)以上且100MPa(100×106Pa)以下，其中表面层的外表面具有第一凸部，和存在于不含第一凸部的区域、并且其高度比第一凸部的高度低5.0μm以上的第二凸部，其中
第一凸部源于第一树脂颗粒，和
第二凸部源于第二树脂颗粒；和
第一树脂颗粒包含聚氨酯，并且当将在沿表面层的厚度方向的截面中测量的第一树脂颗粒的弹性模量确定为E1时，E1为100MPa(100×106Pa)以上且2000MPa(2000×106Pa)以下，和
将在沿表面层的厚度方向的截面中测量的第二树脂颗粒的弹性模量确定为E2，E2为2MPa(2×106Pa)以上且50MPa(50×106Pa)以下，其中
在外表面中，
最大高度粗糙度Rz为6μm以上且18μm以下，和
峰顶点密度Spd为5.0×103(1/mm2)以上且5.0×104(1/mm2)以下。
由于将在沿表面层的厚度方向的截面中测量的第一树脂颗粒的弹性模量E1控制在100MPa以上，并且通过将外表面的最大高度Rz的平均值控制在6μm以上，表面层可以擦除作为由于感光构件的外表面的污染引起的图像品质降低的第一因素的外部添加剂的沉积，换言之，可以抑制单点图像的浓度的降低。由于将弹性模量E1控制为100MPa以上，第一树脂颗粒变成能够擦除外部添加剂的沉积层的硬度。最大高度Rz的平均值是表示存在于外表面上的许多凸部中更高的凸部的高度和频率的参数。由于将Rz的平均值控制在6μm以上，存在于外表面上的第一凸部可以具有足以使头从涂布显影辊的调色剂层突出并且摩擦感光构件的高度，和足以充分地擦除沉积层的频率。
此外，因为第一树脂颗粒包含聚氨酯，抑制了由于与感光构件或调色剂调节构件的摩擦而引起的磨耗，并且源于第一树脂颗粒的第一凸部的上表面没有平滑为台状，但是可以维持球形表面。除此之外，已经发现由于将第一树脂颗粒的弹性模量E1控制在200MPa以下，显影辊可以显著地抑制当源于第一树脂颗粒的第一凸部摩擦感光构件时的调色剂的塌陷，并且可以抑制白点的出现。
此外，发现通过将Rz的平均值控制在18μm以下；也使用聚氨酯树脂作为基质中包含的粘接剂；并且将在沿表面层的厚度方向的截面中测量的、在距离表面层的外表面的深度为1.0μm以上的区域中的基质的弹性模量Eb(下文中，也称作表面层的基质的弹性模量Eb)，在沿表面层的厚度方向的截面中测量的第二树脂颗粒的弹性模量E2，和峰顶点密度Spd各自控制在上述范围内，即使第一树脂颗粒具有高的硬度，显影辊也可以抑制单点图像中的颗粒度的劣化。
此处，在图1A中，示出根据本方面的显影辊的表面层的截面图。
表面层包括表面层的基质1，和作为分散在基质中的树脂颗粒的第一树脂颗粒2和第二树脂颗粒4。
另外，在表面层的外表面上，形成由第一树脂颗粒2形成的第一凸部3和由第二树脂颗粒4形成的第二凸部5。在第一凸部3之间的区域(其中不存在第一凸部的区域)，包括其中第二凸部5存在于外表面上的区域6。
图1B示出当根据本方面的显影辊和感光构件彼此抵接时的示意性截面图。
如图1B所示出的，由于本公开的构造，第一凸部3被感光构件8以负荷9压入(pushin)。此时，在表面层的基质1中产生强的反作用力10，并且由于该反作用力10，其中存在第二凸部的区域6变成以拱状隆起(rise)的区域7。推测该现象以如下方式发生。将表面层的基质的弹性模量Eb控制在100MPa以下，将第二树脂颗粒的弹性模量E2控制在30MPa以下，由此使其中存在第二凸部的区域变得柔软。另外，第一树脂颗粒具有100MPa以上的高弹性，因此树脂颗粒在当被感光构件按压时不变形的情况下被压入。此外，第一树脂颗粒和表面层的基质二者由于二者都包含聚氨酯而强地彼此密合，并且当将第一树脂颗粒压入时，在表面层的基质中产生强的反作用力。推测由于该反作用力，由于上述粘接剂和第二树脂颗粒的存在而变得柔软的区域以拱状隆起。
此外，在区域6中，由于第二树脂颗粒4而存在大量的微细凸部(第二凸部5)。由于通过源于具有高硬度的第一树脂颗粒的第一凸部3的摩擦，一度扰乱了使例如单点图像等感光构件的外表面上的微细静电潜像显影的调色剂组。
然而，如上所述，其中存在第二树脂颗粒4的区域以拱状隆起并且接近感光构件8，由此使感光构件上的扰乱的调色剂夹持在感光构件8和其中存在第二凸部5的隆起区域7之间。此时，推测通过在以相对于感光构件的外表面具有速度差而移动的显影辊的外表面上存在的许多微细的第二凸部5，使感光构件上的扰乱的调色剂均匀(leveled)，并且再次均一。推测可以以该方式抑制单点图像中颗粒度的劣化。将表示第一凸部的高度和频率的Rz的平均值控制在18μm以下，由此可以使以拱状隆起并且存在第二凸部的区域7变得充分地接近感光构件，并且可以显示以上使调色剂均匀的效果。
此外，表面层的外表面上的峰顶点密度Spd是表示每单位面积存在的凸部(峰顶点)的数量的参数，并且当存在多种凸部时，Spd强地取决于小凸部的频率，具体地，源于本公开中的第二树脂颗粒的第二凸部的频率。由于将Spd控制在5.0×103(1/mm2)以上，换言之，由于源于以上第二树脂颗粒的许多第二凸部的存在，被以上第一凸部扰乱的调色剂可以被许多第二凸部推回，并且可以均一地均匀化。结果，可以抑制单点图像中的颗粒度的劣化。另外，由于将Spd控制在5.0×104(1/mm2)以下，第二凸部可以维持使得能够推回调色剂并且使调色剂均匀的凸部的高度。
以下将参照图2详细描述根据本方面的显影辊20。
<显影辊>
如图2中的沿垂直于轴向的方向的截面的示意图中所示，显影辊20包括导电性基体21、在导电性基体上的导电性弹性层23，和在导电性弹性层上的表面层22。导电性弹性层23可以根据需要具有一层或者二层或更多层。表面层22是单层。
1.导电性基体
导电性基体具有支承设置在其上的导电性弹性层和表面层的功能。导电性基体的材料的实例包括例如铁、铜、铝和镍等金属；和例如不锈钢、硬铝、黄铜和青铜等包含以上金属的合金。这些材料可以单独使用或以两种以上组合使用。为了向其赋予耐擦伤性的目的，可以在不损害导电性的范围内对基体的表面进行镀覆。此外，也可以使用其中用金属涂覆树脂制的基体的表面并且所得的表面变成导电性的基体，或者由导电性树脂组合物生产的基体。
2.导电性弹性层
导电性弹性层可以是实心体和发泡体中的任一种。另外，导电性弹性层可以由单层或多层形成。优选的是导电性弹性层为实心体，因为由于在按压第一凸部时的反作用力，对于其中存在第二树脂颗粒的区域变得更容易以拱状隆起。另外，优选的是导电性弹性层的弹性模量为0.5MPa(0.5×106Pa)以上且10MPa(10×106Pa)以下。此类导电性弹性层的材料的实例包括天然橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯橡胶、丁基橡胶、丁二烯橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶和硅橡胶。这些材料可以单独使用或者以其两种以上组合使用。在材料中，硅橡胶由于具有低的弹性模量而是优选的。
根据显影辊所要求的功能，导电性弹性层可以包含导电剂和非导电性填料，以及成形所需的各种添加剂组分，包括交联剂、催化剂和分散促进剂。作为导电剂，可以使用包括以下的材料：各种导电性金属或其合金；导电性金属氧化物；用以上材料涂覆的绝缘性物质的细粉末；电子导电剂；和离子导电剂。这些导电剂可以以粉末状或纤维状的形态单独使用，或者以其两种以上组合使用。在这些材料中，作为电子导电剂的炭黑由于容易控制导电性并且经济而是优选的。非导电性填料的实例包括以下材料：硅藻土、石英粉末、干式二氧化硅、湿式二氧化硅、氧化钛、氧化锌、铝硅酸盐、碳酸钙、硅酸锆、硅酸铝、滑石、氧化铝和氧化铁。这些材料可以单独使用，或以两种以上组合使用。
优选的是导电性弹性层的体积电阻率为1.0×104至1.0×1010Ω·cm。当将导电性弹性层的体积电阻率控制在该范围内时，显影辊易于抑制显影中的电场的波动。更优选的是体积电阻率为1.0×104至1.0×109Ω·cm。注意，导电性弹性层的体积电阻率可以通过导电性弹性层中的以上导电剂的含量来控制。
导电性弹性层的厚度优选为0.1mm以上且50.0mm以下，并且更优选为0.5mm以上且10.0mm以下。
导电性弹性层的形成方法的实例包括以下方法：通过例如挤出成形、挤压成形、注射成形、液体注射成形和浇注成形等各种成形方法，在适合的温度和时间下，通过将未固化的导电性弹性层材料加热和固化，使导电性弹性层在基体上成形。例如，可以通过将未固化的导电性弹性层的材料注入其中设置有基体的圆筒形模具内，使注入的材料加热和固化的过程，以充分的精度在基体的外周上形成导电性弹性层。
3.表面层
表面层包括包含聚氨酯作为粘接剂的基质，和分散在基质中的树脂颗粒，和
当在沿表面层的厚度方向的截面中测量的、在距离表面层的外表面的深度为1.0μm以上的区域中的基质的弹性模量确定为Eb时，Eb为10MPa以上且100MPa以下，其中
表面层的外表面具有
第一凸部，和
在外表面的不存在第一凸部的区域中存在的、并且其高度比第一凸部的高度低5.0μm以上的第二凸部，其中
第一凸部源于第一树脂颗粒，和
第二凸部源于第二树脂颗粒；和
第一树脂颗粒包含聚氨酯，并且当将在沿表面层的厚度方向的截面中测量的第一树脂颗粒的弹性模量确定为E1时，E1为100MPa以上且2000MPa以下，和
将在沿表面层的厚度方向的截面中测量的第二树脂颗粒的弹性模量确定为E2时，E2为2MPa以上且50MPa以下，其中
在外表面中，
最大高度粗糙度Rz为6μm以上且18μm以下，和
峰顶点密度Spd为5.0×103(1/mm2)以上且5.0×104(1/mm2)以下。
另外，为了控制表面层的导电性的目的，可以将导电剂共混在表面层内。另外，为了控制调色剂的脱模性等的目的，可以共混例如表面活性剂等添加剂。
此外，更优选的是表面层的外表面的附近具有高的硬度，因为那样通过第一凸部刮擦感光构件的外表面的效果增加，并且通过第二凸部使调色剂均匀的效果增加。
优选的是表面层的层厚度为4μm以上且100μm以下。将层厚度定义为其中不形成第一凸部和第二凸部的部分的厚度。厚度可以包括不形成第一凸部的第一树脂颗粒，或不形成第二凸部的第二树脂颗粒。由于将层厚度控制在4μm以上，易于形成分别源于第一树脂颗粒和第二树脂颗粒的第一凸部和第二凸部，并且易于将Rz的平均值和Spd设定在以上范围内。另外，由于将层厚度控制在4μm以上，即使当表面层的外表面的附近高度地硬化时，表面层的基质的弹性模量Eb的影响变得占主导，并且容易发生表面层的柔软变形，这是优选的。优选的是将层厚度控制在100μm以下，因为容易发生表面层的柔软变形。层厚度更优选为6μm以上且30μm以下。
3-1.基质
基质包含聚氨酯作为粘接剂。因为基质包含聚氨酯，所以改善了基质与包含聚氨酯的第一树脂颗粒的密合性。推测当将第一树脂颗粒压入时，由此在表面层的基质中产生强的反作用力，并且由于表面层的基质和第二树脂颗粒的存在而变得柔软的区域可以以拱状隆起。另外，包含在表面层的基质中的聚氨酯没有特别限制，只要聚氨酯可以表现出以上弹性模量Eb即可。聚氨酯可以从多元醇、异氰酸酯、和根据需要的扩链剂来获得。成为聚氨酯的原料的多元醇的实例包括聚醚多元醇、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、及其混合物。成为聚氨酯的原料的异氰酸酯的实例包括以下：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)、联甲苯胺二异氰酸酯(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)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、环己烷二异氰酸酯、及其混合物。成为聚氨酯的原料的扩链剂的实例包括：例如乙二醇、1,4-丁二醇和3-甲基戊二醇等二官能低分子量二醇；例如三羟甲基丙烷等三官能低分子量三醇；及其混合物。另外，可以使用预聚物型异氰酸酯化合物，其通过使以上各种异氰酸酯化合物与各种多元醇在异氰酸酯基过量的状态下预先反应而获得，并且在末端具有异氰酸酯基。另外，作为这些异氰酸酯化合物，可以使用其中通过例如MEK肟等各种封端剂将异氰酸酯基封端的材料。
无论使用何种材料，可以通过多元醇和异氰酸酯之间的由加热引起的反应获得聚氨酯。此外，当多元醇和异氰酸酯中的一者或二者具有支链结构并且官能团数为3以上时，所得的聚氨酯变为交联聚氨酯。
另外，可以通过将后述的方法来测量的、距离基质的外表面的深度为1μm以上的基质的弹性模量Eb为10MPa以上且100MPa以下。由于将弹性模量Eb控制在10MPa以上，当涂覆第一树脂颗粒以形成第一凸部时，表面层可以获得擦除外部添加剂的沉积层的效果。另外，由于将弹性模量Eb控制在100MPa以下，在其中存在第二凸部的区域中，基质可以与第二树脂颗粒一起柔软地变形。推测当第一凸部被感光构件压入时，其中存在第二凸部的区域可以以拱状隆起，并且可以接近感光构件直至能够使调色剂均匀的距离。更优选的是弹性模量Eb为50MPa以下，因为那样即使在第一凸部的高度高并且频率高的情况下，对于其中存在第二凸部的区域也变得容易接近感光构件。
可以通过树脂的分子结构和/或由于例如二氧化硅和炭黑等细颗粒的添加而导致的相互作用，将基质的弹性模量Eb调整在以上范围内。
3-2.第一凸部和第二凸部
在表面层的外表面中，存在第一凸部，和在外表面的其中不存在第一凸部的区域中存在的、并且其高度比第一凸部的高度低5.0μm以上的第二凸部。第一凸部源于以下第一树脂颗粒，并且第二凸部源于以下第二树脂颗粒。可以通过借助将后述的方法确认存在于表面层的外表面中并且具有5.0μm以上的高度差的两种凸部，并且借助将后述的方法测量形成两种凸部的颗粒的弹性模量，来确认第一凸部和第二凸部存在于表面层的外表面中。
3-3.最大高度Rz的平均值
表面层的外表面的最大高度粗糙度Rz为6μm以上且18μm以下。最大高度Rz的平均值是通过将后述的测量方法获得的数值，并且是许多最大高度Rz的平均值；因此是可以表示存在于外表面上的许多凸部中的较高的凸部的高度和频率的参数。在本公开中，第一凸部高于第二凸部，因此Rz的平均值与第一凸部的高度和频率具有强的相关性。由于将Rz的平均值控制在6μm以上，第一凸部获得足以从涂布显影辊的调色剂层突出、摩擦感光构件、并且擦除以上外部添加剂的以上沉积层的高度和频率。另外，由于将Rz的平均值控制在18μm以下，当其中存在第二凸部的区域以拱状隆起时，所述区域可以充分地接近感光构件，并且可以表现出使以上调色剂均匀的效果。
另外，更优选的是将Rz的平均值控制在8μm以上且16μm以下。由于将Rz的平均值控制在上述范围内，对于源于以下第一树脂颗粒的凸部，变得容易擦除除了外部添加剂的沉积层之外、甚至被清洁刮板或充电辊在感光构件的外表面上压碎的调色剂。因此，凸部可以进一步防止块状的调色剂融着物的生长，并且抑制白点的出现，这是优选的。
如上所述，Rz的平均值与第一凸部的高度和频率强相关，因此可以主要通过第一树脂颗粒的原料的体积平均粒径和共混量来调整。另外，也可以通过以下第二树脂颗粒的原料的体积平均粒径和共混量、以及表面层的层厚度，来改变第一凸部的突出程度并且调整Rz的平均值。此处，原料的树脂颗粒的体积平均粒径为使用将在后述的实施例中描述的粒度分布测量装置通过"激光衍射/散射法"的中值直径。
3-4.峰顶点密度Spd
可以通过将后述的方法测量的表面层的外表面的峰顶点密度Spd为5.0×103(1/mm2)以上且5.0×104(1/mm2)以下。峰顶点密度Spd为表示每单位面积存在的凸部数的参数，并且当存在许多凸部时，显示与小凸部的频率的强的相关性。因此，Spd与第二凸部的频率强相关。由于将Spd控制在5.0×103(1/mm2)以上，换言之，由于存在许多第二凸部，许多第二凸部可以推压被以上第一凸部扰乱的调色剂并且可以使其均一地均匀化。由此，第二凸部可以抑制单点图像中颗粒度的劣化。另外，由于将Spd控制在5.0×104(1/mm2)以下，第二凸部可以维持使得能够推压调色剂并且使其均匀的凸部的高度。另外，更优选将Spd控制在1.0×104(1/mm2)以上且3.5×104(1/mm2)以下。控制在上述范围的Spd是优选的，因为第二凸部可以具有使得即使在将以上Rz的平均值控制在8μm以上的情况下，也能够表现出更充分地使调色剂均匀的效果的密度和高度，并且可以抑制单点图像中颗粒度的劣化。
可以通过以下第一树脂颗粒和以下第二树脂颗粒的体积平均粒径和共混量来调整本公开中的Spd。如上所述，Spd与这些因素之中相对小的第二凸部的频率强相关，并且可以主要通过第二树脂颗粒的体积平均粒径和共混量来调整。
3-5.第一树脂颗粒
第一树脂颗粒存在于以上第一凸部的内部，并且第一树脂颗粒包含聚氨酯。由于第一树脂颗粒包含聚氨酯，极大地抑制了由于与感光构件或调色剂调节构件的摩擦而导致的磨耗，并且源于第一树脂颗粒的第一凸部的上表面未平滑为台状，但是可以维持球形表面。由此，抑制调色剂的塌陷，并且可以抑制白点的出现。另外，因为包含聚氨酯，第一树脂颗粒可以改善对以上包含聚氨酯的基质的密合性。因此，第一树脂颗粒在被压入时，可以在表面层的基质中产生强的反作用力，并且可以使由于基质和第二树脂颗粒的存在而变得柔软的区域隆起为拱状。
第一树脂颗粒中包含的聚氨酯没有特别限制，只要可以将第一树脂颗粒的弹性模量E1控制在100MPa以上且2000MPa以下即可。聚氨酯的实例包括醚系聚氨酯、酯系聚氨酯、丙烯酸系聚氨酯、聚碳酸酯系聚氨酯和聚烯烃系聚氨酯。
由于将第一树脂颗粒的弹性模量E1控制在100MPa以上，第一凸部获得使得能够擦除外部添加剂的沉积层的硬度。
此外，由于将弹性模量E1控制在100MPa以上，当通过与感光构件的抵接按压第一树脂颗粒时，第一树脂颗粒不变形而是被压入表面层的内部。由此，在基质中产生强的反作用力，并且反作用力可以使其中存在第二树脂颗粒的区域隆起为拱状。另外，由于将弹性模量E1控制在2000MPa以下，源于第一树脂颗粒的第一凸部在摩擦感光构件时显著地抑制调色剂的塌陷，并且可以抑制白点的出现。弹性模量E1的更优选范围为1000MPa以上且2000MPa以下。由于将弹性模量E1控制在1000MPa以上，对于第一凸部变得容易擦除甚至是被清洁刮板、或充电辊等在感光构件的外表面上压碎的，并且比外部添加剂的沉积层更难以擦除的调色剂。该高的弹性模量是优选的，因为第一凸部可以因此进一步防止块状的调色剂融着物的生长，并抑制白点的出现。通过树脂的分子结构和交联程度，可以将第一树脂颗粒的弹性模量E1调整至以上范围内。
优选的是表面层中的第一树脂颗粒的体积平均粒径为10μm以上且20μm以下。由于将体积平均粒径控制在10μm以上，使源于第一树脂颗粒的第一凸部变得容易从显影辊的外表面上的调色剂涂布层突出并且刮擦感光构件。另外，由于将体积平均粒径控制在20μm以下，使第一凸部容易抑制单点图像中的颗粒度的劣化，而不会由于粗大颗粒过度地扰乱在感光构件上显影的调色剂，这是优选的。更优选的范围为13μm以上且18μm以下。体积平均粒径是第一树脂颗粒在包含于通过将后述的方法形成的表面层中的状态下的体积平均粒径，并且其测量方法也将后述。
另外，优选的是第一树脂颗粒以3体积％以上且25体积％以下的量包含在表面层中。由于将含量控制在3体积％以上，使第一凸部容易以使得能够擦除外部添加剂的沉积层的频率存在。另外，由于将含量控制在25体积％以下，使第一凸部变得难以以过度的频率扰乱在感光构件上显影的调色剂，并且容易抑制单点图像中颗粒度的劣化。更优选地，含量为8体积％以上且20体积％以下。由于将含量控制在8体积％以上且20体积％以下，使第一凸部变得容易擦除甚至是被清洁刮板、或充电辊等在感光构件的外表面上压碎的，并且比外部添加剂的沉积层更难以擦除的调色剂。因此，凸部可以进一步防止块状的调色剂融着物的生长，并抑制白点的出现，这是优选的。
3-6.第二树脂颗粒
第二树脂颗粒的弹性模量E2为2MPa以上且50MPa以下。由于将弹性模量E2控制在2MPa以上，当其中存在第二树脂颗粒的区域接近感光构件，并且推压调色剂并使其均匀时，第二树脂颗粒可以抑制由于来自夹持在第二凸部和感光构件之间的调色剂的压力而导致的变形。因此，第二树脂颗粒可以维持使得能够推压调色剂并使其均匀的凸部的高度，表现出使调色剂均匀的效果，并且可以抑制单点图像的颗粒度的劣化。另外，由于将弹性模量控制在50MPa以下，其中存在第二凸部的区域6变得柔软。推测通过当第一凸部被感光构件按压时的反作用力，区域6由此以拱状隆起，因此接近感光构件，并表现出使调色剂均匀的效果，这能够抑制单点图像的颗粒度的劣化。可以通过树脂的分子结构和交联程度，将第二树脂颗粒的弹性模量E2调整至以上范围。
第二树脂颗粒的材料的实例包括聚氨酯和硅酮。在这些材料中，包含聚氨酯的树脂颗粒是优选的，因为其易于与包含聚氨酯的基质密合，易于接收当按压第一凸部时的反作用力，并且易于以拱状隆起。
另外，表面层中的第二树脂颗粒的体积平均粒径比表面层中的第一树脂颗粒的体积平均粒径更小。因此，源于第一树脂颗粒的第一凸部可以变得比源于第二树脂颗粒的第二凸部更高。第一树脂颗粒的体积平均粒径和第二树脂颗粒的体积平均粒径之间的差优选为5μm以上且15μm以下。将差控制在5μm以上是优选的，因为第一凸部从当显影辊的外表面被调色剂涂覆时的调色剂涂布层突出，并且易于刮擦感光构件的外表面。另外，将差控制在15μm以下是优选的，因为当其中存在第二树脂颗粒的区域以拱状隆起时，区域易于接近感光构件，并使感光构件上的调色剂均匀。优选的是第二树脂颗粒的体积平均粒径为3μm以上且10μm以下。将体积平均粒径控制在3μm以上是优选的，因为当第二凸部接近感光构件并使调色剂均匀时，第二凸部易于形成使得能够推压调色剂的凸部的高度。另外，将体积平均粒径控制在10μm以下是优选的，因为源于第二树脂颗粒的第二凸部易于变得高密度和微细，并且表现出使以上调色剂均匀的效果。体积平均粒径更优选为4μm以上且8μm以下。体积平均粒径是第二树脂颗粒在包含在通过将后述的方法形成的表面层中的状态下的体积平均粒径，并且其测量方法也将后述。
另外，优选的是第二树脂颗粒以15体积％以上且50体积％以下的量包含在表面层中。将含量控制在15体积％以上是优选的，因为源于第二树脂颗粒的第二凸部易于变得高密度和微细，并且表现出使以上调色剂均匀的效果。另外，将含量控制在50体积％以下是优选的，因为第二凸部易于变得适当地高，并且当第二凸部接近感光构件并使调色剂均匀时，易于形成使得能够推压调色剂的凸部的高度。含量更优选为25体积％以上且40体积％以下。将含量控制在以上范围是优选的，因为即使在将以上Rz的平均值控制在8μm以上的情况下，第二凸部也可以具有使得能够表现出更充分地使调色剂均匀的效果的密度和高度，并且可以抑制单点图像中颗粒度的劣化。
由于如上控制第一树脂颗粒和第二树脂颗粒，可以将表面层的外表面的Rz的平均值和Spd调整至本公开的范围。
3-7.导电剂
为了控制表面层的导电性的目的，可以将导电剂共混入表面层中。待共混在表面层中的导电剂的实例包括离子导电剂和例如炭黑等电子导电剂。在试剂中，炭黑由于能够控制导电性弹性层的导电性、和导电性弹性层对调色剂的带电性能而是优选的。优选的是导电性弹性层的体积电阻率在1×103Ω·cm以上且1×1011Ω·cm以下的范围内。
3-8.添加剂
表面层可以在不损害本公开的特征的范围内包含各种添加剂。例如，共混入表面层中的例如二氧化硅等无机化合物的细颗粒，可以赋予表面层补强性，并调整粘结剂树脂(binder resin)的弹性模量Eb。另外，为了例如调色剂脱模性的提高和动摩擦系数的减小等改善显影辊所需的性能的目的，将例如硅油等有机化合物系添加剂共混在表面层中是可以接受的。
3-9.表面层的形成方法
表面层的形成方法没有特别限制，但是例如可以通过以下方法形成表面层。制备表面层形成用涂布液，其包含：以上粘结剂树脂，和第一树脂颗粒和第二树脂颗粒；以及根据需要的以上导电剂和以上添加剂。通过将基体或其上已经形成有导电性弹性层等的基体浸渍在涂布液中，并将所得的基体干燥的方法，在基体上形成表面层。
4.赋予表面层的外表面附近高硬度
关于表面层，当将在外表面附近的区域中，具体地，在沿表面层的厚度方向的截面中从表面层的外表面至距离外表面0.1μm深度的第一区域中的基质的弹性模量定义为Eb0(下文中，也称作外表面附近的弹性模量Eb0)时，Eb0优选为200MPa(200×106Pa)以上且30,000MPa(30GPa＝30,000×106Pa)以下。由于将外表面附近的弹性模量Eb0控制在200MPa以上，覆盖第一树脂颗粒并且形成第一凸部的基质变得非常硬，并且可以增加第一凸部刮擦感光构件的效果。
另外，覆盖第二树脂颗粒并形成第二凸部的基质也变得非常硬，并且对调色剂的附着力降低。因此，当第二凸部使将感光构件上的潜像显影的调色剂均匀时，调色剂易于流动并且更易于均匀。另外，优选将基质的外表面附近的弹性模量Eb0控制在30GPa以下，因为由此表面层易于保持固有的柔软性。由于仅将外表面附近的弹性模量Eb0控制在30GPa以下，表面层在显示由以上外表面附近变得非常硬而引起的效果的同时，易于维持使得其中存在第二树脂颗粒的区域可以由于当第一凸部被按压时的反作用力而以拱状隆起的柔软性。
优选的是其中外表面附近的表面层高度硬化的区域以距离外表面的深度小于1μm的方式存在，因为那样表面层易于维持柔软性。
外表面附近的此类高度硬化的区域可以通过树脂在丙烯酸系单体中的含浸和含浸的丙烯酸系单体的交联来实现。特别地，在基质包含聚氨酯作为粘接剂的情况下，即使当含浸且交联的丙烯酸系单体(交联的丙烯酸系树脂)的弹性模量极高时，聚氨酯也能由于其韧性的效果而抑制其中存在交联的丙烯酸系单体的部分的脆化。此外，以上表面层的基质可以进一步包含表面活性剂，例如硅酮系表面活性剂和氟系表面活性剂。表面活性剂可以具有例如含硅基团和含氟基团等低极性基团、和在改性部位的高极性基团二者。由于在聚氨酯的氨基甲酸酯基或其它高极性基团、与表面活性剂的分子中的含硅基团或例如含氟基团等低极性基团之间的极性差大，表面活性剂迁移至表面层的外表面附近并留在在此处，即，从表面层的外表面到距离表面层的外表面预定深度例如1.0μm的范围内的区域中的基质包含表面活性剂。此外，当包含表面活性剂的基质含浸有丙烯酸系单体时，丙烯酸系单体易于留在表面活性剂的附近。特别地，优选含浸极性差接近表面活性剂的高极性基团的丙烯酸系单体，因为那样丙烯酸系单体易于留在外表面附近。其后，使含浸的丙烯酸系单体交联，由此可以使存在于表面层的外表面附近，例如，在距离显影辊的外表面的深度小于1.0μm的深度的区域中的基质局部地高度硬化。另外，当聚氨酯是交联的聚氨酯时，聚氨酯可以与交联的丙烯酸系树脂一起形成互穿的高分子网络结构。
互穿的高分子网络(Interpenetrating Polymer Network)结构(下文中称为IPN结构)是其中两种以上高分子网络结构不通过共价键连接，而是彼此交错和缠结的结构。此外，只要不切断形成网络的分子链，该结构就不会变松。
作为IPN结构的形成方法，存在多种方法。方法包括，例如：首先形成第一组分的聚合物的网络，其次通过第二组分的单体和聚合引发剂使所形成的网络溶胀，然后形成第二组分的聚合物的网络的逐次网络形成法；或者将具有彼此不同的反应机理的第一组分的单体和第二组分的单体、以及另外各自的聚合引发剂混合，同时形成网络的同时网络形成法。
优选的是，此处使用的丙烯酸系单体的种类是为了形成交联结构而具有多个丙烯酰基或甲基丙烯酰基作为官能团的多官能单体。此处，优选的是官能团数为6以下，因为那样抑制丙烯酸系单体的粘度的增加，并且丙烯酸系单体不残留在表面层的外表面上，而是易于渗入内部。此外，更优选使用具有4个以下的官能团的丙烯酸系单体，因为那样丙烯酸系单体在与表面活性剂组合使用时，不残留在表面层的外表面上，而是易于渗入内部，并且易于残留在表面层的外表面附近，例如在深度小于1μm的区域中。
优选的是以上丙烯酸系单体的分子量在200以上且750以下的范围内。由于使用在该范围内的分子量，包含在表面层中的粘结剂树脂可以有效地含浸，并且其外表面附近可以高度硬化。
具体地，表面层的外表面附近可以通过以下方法高度硬化：选择满足以上分子量范围和粘度范围的一种或两种以上的丙烯酸系单体，使表面层含浸在丙烯酸系单体中，并且使含浸的丙烯酸系单体交联。
使表面层含浸于此类丙烯酸系单体或以下聚合引发剂的方法没有特别限制，但是例如可以通过以下方法含浸表面层。
调整包含以上丙烯酸系单体以及根据需要的聚合引发剂、敏化剂、和溶剂等的涂布液。接着，通过公知的涂布方法例如浸涂、辊涂和喷涂，将涂布液施涂至其上已经形成有以上表面层的辊。由此，表面层含浸有丙烯酸系单体等。接着，根据需要将溶剂干燥，然后通过以下交联方法使丙烯酸系单体交联，由此表面层的外表面附近可以高度硬化。
丙烯酸系单体的交联方法没有特别限制，并且可以使用迄今已知的方法。具体方法包括例如加热或用紫外线照射等方法。
对于各聚合方法，可以使用公知的自由基聚合物引发剂或离子聚合引发剂。
在通过加热而聚合的情况下的聚合引发剂的实例包括：例如3-羟基-1,1-二甲基丁基过氧新癸酸酯、α-异丙苯基过氧新癸酸酯、叔丁基过氧新庚酸酯、叔丁基过氧新戊酸酯、叔戊基过氧正辛酸酯、叔丁基过氧2-乙基己基碳酸酯、二异丙苯基过氧化物、二叔丁基过氧化物、二叔戊基过氧化物、1,1-二(叔丁基过氧)环己烷和正丁基-4,4-二(叔丁基过氧)戊酸酯等过氧化物；和例如2,2-偶氮双丁腈、2,2-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2-偶氮双(2-甲基丁腈)、1,1-偶氮双(环己烷-1-腈)、2,2-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]、2,2-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟基乙基)丙酰胺]、2,2-偶氮双[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙酰胺]、2,2-偶氮双(N-丁基-2-甲氧基丙酰胺)和二甲基-2,2-偶氮双(异丁酸酯)等偶氮化合物。
在通过用紫外线照射使丙烯酸系单体聚合的情况下的聚合引发剂的实例包括：2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]-苯基}-2-甲基丙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁烷-1-酮、2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。
此外，这些聚合引发剂可以单独使用或者可以两种以上组合使用。
此外，当用于形成特定树脂的化合物(例如具有(甲基)丙烯酰基的化合物)的总量为100质量份时，从有效地进行反应的观点，优选使用以0.5质量份以上且10质量份以下的量共混的聚合引发剂。
此外，关于加热设备和紫外线照射设备，可以适当地使用公知的设备。作为用于发射紫外线的光源，可以使用例如LED灯、高压汞灯、金属卤化物灯、氙灯、和低压汞灯等灯。聚合所需的累积光量可以根据使用的化合物和聚合引发剂的种类和添加量来适当地调整。
用于确认交联的丙烯酸系树脂以其中包含聚氨酯的基质含浸有交联的丙烯酸系树脂的状态存在的方法的实例包括以下方法：(1)通过溶剂提取确认存在的方法，(2)确认在含浸处理之前和之后的玻璃化转变点的变化的方法，(3)确认在含浸处理之前和之后的热色谱图中峰顶温度的变化的方法；和(4)通过μMS确认存在的方法。
<处理盒和图像形成设备>
根据本公开的一方面的处理盒为可拆卸地安装在图像形成设备上的处理盒，并且包括根据本方面的显影辊。此外，根据本方面的图像形成设备包括感光构件、和与感光构件抵接配置的根据本方面的显影辊。根据本公开，可以提供能够在各种环境下稳定地提供高品质图像的处理盒和图像形成设备。
图3中示出处理盒。图3中示出的处理盒30可拆卸地安装至电子照相设备；并且包括根据本方面的显影辊20、显影刮板34、容纳调色剂33a的调色剂容器33、和具有调色剂供给辊32的显影设备35。此外，图3中示出的处理盒30是与感光构件31、清洁刮板38、用于容纳废调色剂的容器37和充电辊36成为一体的一体化处理盒。
图4中示出根据本公开的一方面的图像形成设备。在图4中示出的图像形成设备上，可拆卸地安装有显影辊20、调色剂供给辊32、容纳调色剂33a的调色剂容器33和具有显影刮板34的显影设备35。此外，可拆卸地安装有处理盒，其具有显影设备35、感光构件31、清洁刮板38、用于容纳废调色剂的容器37和充电辊36。注意，感光构件31、清洁刮板38、用于容纳废调色剂的容器37和充电辊36可以设置在图像形成设备的主体中。
感光构件31沿箭头的方向旋转，并且通过用于使感光构件31带电的充电辊36均匀地带电；通过作为用于将静电潜像写在感光构件31上的曝光单元的激光束39，在表面上形成静电潜像。
静电潜像被与感光构件31接触配置的显影设备35赋予作为显影剂的调色剂33a，由此显影，并可视化为调色剂图像。显影是在曝光部上形成调色剂图像的所谓的反转显影。
通过作为转印构件的转印辊43将感光构件31上的可视化的调色剂图像转印到作为记录介质的纸47。经由供给辊46和吸附辊49将纸47供给到设备中，并通过具有环形带形状的转印输送带45在感光构件31和转印辊43之间输送。转印输送带45通过从动辊46、驱动辊42和张紧辊44而工作。将电压从偏压电源50施加至转印辊43和吸附辊49。
在定影设备41中，对转印有调色剂图像的纸47进行定影处理，并排出到设备的外部；并且打印操作结束。
另一方面，未转印且残留在感光构件31上的转印残余调色剂通过作为用于清洁感光构件31的表面的清洁构件的清洁刮板38来擦除，并且贮存在废调色剂容纳容器37中。清洁的感光构件31重复以上操作。
可以通过减少清洁刮板38相对于感光构件31的侵入量(encroaching amount)来降低清洁刮板38的抵接压力。
显影设备35包括容纳作为单组分调色剂的调色剂33a的调色剂容器33，和位于调色剂容器33内的沿长度方向延伸的开口部、与感光构件31对向设置并且作为调色剂载体起作用的显影辊20。显影设备35使感光构件31上的静电潜像显影和可视化。
此外，作为显影刮板34，使用例如以下构件：例如，其中将橡胶弹性体固定至金属制的金属板的构件；如SUS或磷青铜的薄板一样具有弹簧特性的构件，或者其中在其表面上层压有树脂或橡胶的构件。
此外，在显影刮板34和显影辊20之间设置电位差，由此可以控制显影辊20上的调色剂层。为此目的，显影刮板34优选具有导电性。此外，将电压从偏压电源50施加至显影辊20和显影刮板34，并且优选的是待施加至显影刮板34的电压与待施加至显影辊20的电压相差0V至约-300V。
以下将描述显影设备35中的显影过程。
通过可旋转地支承的调色剂供给辊32将调色剂33a施涂到显影辊20上。通过显影辊20的旋转使施涂在显影辊20上的调色剂33a相对于显影刮板34摩擦。在此，通过施加至显影刮板34的偏压，使显影辊20上的调色剂33a均匀地涂布在显影辊20上。显影辊20在旋转的同时与感光构件31接触，通过涂布在显影辊20上的调色剂33a使在感光构件31的外表面上形成的静电潜像显影，由此形成调色剂图像。
作为调色剂供给辊32，可以使用例如以下辊：例如，设置有具有多孔发泡结构的层的辊，或者设置有其中在基体上植有人造丝、或聚酰胺等的纤维的毛刷的辊。这些辊因为在向显影辊20供给调色剂33a和剥离未显影的调色剂的功能方面优异而是优选的。此外，作为调色剂供给辊32，可以使用例如，其中在基体的周围设置聚氨酯泡沫的弹性辊。
根据本公开的一方面，可以获得即使在清洁刮板相对于感光构件的抵接压力降低的情况下，也能够更充分地防止感光构件的外表面的污染的显影辊。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处理盒。此外，根据本公开的另一方面，可以获得可以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]
以下将参照实施例具体描述根据本公开的显影辊等，但是根据本公开的显影辊等不仅限于这些实施例中体现的结构。在以下描述中，表示为"平均(一次)粒径"并且没有特别地描述测量方法的粒径表示颗粒的供给源的目录值。
<1.导电性弹性辊的制造>
(1-1.导电性弹性辊1的制造)
准备将底漆(商品名：DY35-051，由Dow Corning Toray Co.,Ltd.生产)施涂至外径为6mm且长度为260mm的SUS304制的轴芯体并且焙烧而成的基体。将该基体配置在模具中，并且将其中混合有下表1中示出的材料的加成型硅橡胶组合物注入在模具内形成的腔中。随后，加热模具，由此将加成型硅橡胶组合物在150℃的温度下加热15分钟并且固化；并且将所得的基体脱模。其后，将基体在180℃的温度下进一步加热1小时，并且完成固化反应。由此，制造在基体的外周上具有厚度为2.00mm的导电性弹性层的导电性弹性辊1。
[表1]
(1-2.导电性弹性辊2的制造)
准备将底漆(商品名：DY35-051，由Dow Corning Toray Co.,Ltd.生产)施涂至外径为6mm且长度为260mm的SUS304制的轴芯体并且焙烧而成的基体。将下表2中示出的材料混炼，并且制备未硫化橡胶组合物。
接着，准备具有基体的供给机构和未硫化橡胶组合物的排出机构的十字头挤出机，将内径为10.1mm的模头安装至十字头，将挤出机和十字头的温度设定在30℃，并且将基体的输送速度调整为60mm/秒。在这些条件下，从挤出机供给未硫化橡胶组合物，并且在十字头中，在基体的外周涂覆未硫化橡胶组合物作为弹性层；并且获得未硫化橡胶辊2。接着，将以上未硫化橡胶辊装入170℃的热风硫化炉中，并加热15分钟。其后，使用利用GC80的磨石的旋转研磨机(商品名：LEO-600-F4L-BME，由Mizuguchi Seisakusho制造)将所得的橡胶辊研磨，并且制造在轴芯体的外周上具有厚度为2.0mm的导电性弹性层的导电性弹性辊2。
[表2]
<2.表面层涂布液的制备>
(2-1.异氰酸酯基封端的预聚物B-1的生产)
在氮气氛下，在反应容器中，将100质量份的聚醚多元醇(商品名：PTG-L3500，由Hodogaya Chemical Industries生产)逐渐滴加至25质量份的聚合MDI(商品名：Millionate MR200，由Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.生产)。此时，将反应容器内部的温度保持在65℃。在滴加结束之后，使混合物在65℃下进行反应2小时。将所获得的反应混合物冷却至室温，并且获得异氰酸酯基的含量为4.3质量％的异氰酸酯基封端的预聚物B-1。
(2-2.表面层涂布液X-1的制备)
接着，将下表3中示出的组合物的原料混合。
[表3]
接着，添加甲基乙基酮(MEK)使得以上原料的固成分变为30质量％，并且获得混合液1。此外，将1250质量份的混合液和200质量份的平均粒径为0.8mm的玻璃珠装入内容量为450mL的玻璃瓶中，并使用油漆搅拌器(由Toyo Seiki kogyo Co.,Ltd.制造)分散3小时。其后，从其中除去玻璃珠，并且获得表面层形成用的表面层涂布液X-1。
(2-3.表面层涂布液X-2至X-32和J-1至J-9的制备)
除了将配方改变为表4中记载的那些之外，以与表面层涂布液X-1相同的方式制备表面层涂布液X-2至X-32和J-1至J-9。此外，由表4中"种类"栏中的符号描述的原料的详细内容记载于表5-1和5-2中。
注意，以上描述了表5-1和5-2中异氰酸酯(异氰酸酯基封端的预聚物)"B-1"的制备方法。此外，异氰酸酯"B-2"和聚氨酯颗粒D-2、D-3、D-5、D-6、D-7、D-8、D-12、D-13、E-6和E-7的制备方法在表5-2之后描述。
表4
表5-1
表5-2
(2-4-1.异氰酸酯基封端的预聚物B-2的生产)
在氮气氛下，在反应容器中，将100质量份的聚碳酸酯多元醇(商品名：DuranolT5652，由Asahi Kasei Chemicals生产)逐渐滴加至33质量份的聚合MDI(商品名：Millionate MR200，由Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.生产)。此时，将反应容器内部的温度保持在65℃。在滴加结束之后，在65℃下使混合物进行反应2小时。将所得的反应混合物冷却至室温，并且获得异氰酸酯基的含量为4.3质量％的异氰酸酯基封端的预聚物B-2。
(2-4-2.聚氨酯颗粒D-2的生产)
向含有悬浮稳定剂(磷酸钙)的水中，装入3质量份的胺系多元醇A-4和97质量份的异氰酸酯基封端的预聚物B-1，搅拌混合物，并且制备悬浮液。接着，加热悬浮液以开始反应，并且充分地反应以在其中生成聚氨酯颗粒。其后，通过固-液分离收集聚氨酯颗粒，通过洗涤从其中除去悬浮稳定剂，并且对聚氨酯颗粒进行干燥。使用风力分级机(商品名：EJ-L-3，由Nittetsu Mining Co.,Ltd.制造)对所得的聚氨酯颗粒进行分级。用粒径分布分析仪(商品名：Coulter Multisizer II，由Beckman Coulter,Inc.制造)测量聚氨酯颗粒的体积平均粒径(中值粒径)，并且结果为13.0μm。确定聚氨酯颗粒为聚氨酯颗粒D-2。
(2-4-3.聚氨酯颗粒D-3、D-12和D-13的生产)
除了改变悬浮液的搅拌速度和聚氨酯颗粒的分级条件之外，以与2-4-2中聚氨酯颗粒D-2的生产相同的方式生产聚氨酯颗粒D-3(体积平均粒径为20.0μm)、D-12(体积平均粒径为8.0μm)和D-13(体积平均粒径为30.0μm)。
(2-4-4.聚氨酯颗粒D-5和D-6的生产)
使用风力分级机(商品名：EJ-L-3，由Nippon Mining Co.,Ltd.制造)对聚氨酯颗粒D-1(商品名：Art Pearl CE400透明，体积平均粒径为15.0μm，由Negami chemicalindustrial co.,ltd.生产)进行分级。用粒径分布分析仪(商品名：Coulter MultisizerII，由Beckman Coulter,Inc.制造)测量聚氨酯颗粒的体积平均粒径(中值粒径)，并且结果为13.0μm。确定聚氨酯颗粒为聚氨酯颗粒D-5。此外，在改变的分级条件下生产体积平均粒径为20.0μm的聚氨酯颗粒D-6。
(2-4-5.聚氨酯颗粒D-7和D-8的生产)
除了使用"Art Pearl U400透明"(商品名，体积平均粒径15.1μm，由Negamichemical industrial co.,ltd.生产)作为聚氨酯颗粒之外，以与2-4-4中聚氨酯颗粒D-5和D-6相同的方式生产聚氨酯颗粒D-7(体积平均粒径为13.0μm)和D-8(体积平均粒径为20.0μm)。
(2-4-6.聚氨酯颗粒E-6和E-7的生产)
除了将多元醇改变为335质量份的聚碳酸酯系多元醇A和将异氰酸酯改变为265质量份的异氰酸酯基封端的预聚物B，以及改变悬浮液的搅拌速度和聚氨酯颗粒的分级条件之外，以与2-4-2中聚氨酯颗粒D-2相同的方式生产聚氨酯颗粒E-6(体积平均粒径为8.0μm)和聚氨酯颗粒E-7(体积平均粒径为8.0μm)。
<3.(实施例1；显影辊Z-1的制造)>
将导电性弹性辊1在表面层涂布液X-1中浸渍一次，然后在23℃的温度下空气干燥30分钟。接着，将辊在设定在160℃的温度下的热风循环干燥机中干燥1小时，并且制造具有形成在导电性弹性辊的外周表面上的表面层的显影辊Z-1。浸渍涂布的浸渍时间为9秒。将浸渍涂布中的提升速度调整为使得初始速度变为20mm/秒且最终速度变为2mm/秒，并且在20mm/秒至2mm/秒期间，速度随时间线性变化。
<4.物理性质的评价>
(物理性质的评价4-1.最大高度粗糙度Rz)
根据本方面的最大高度粗糙度Rz可以用扫描显影辊的表面层的外表面的激光显微镜(商品名：VK-X150，由Keyence Corporation制造)来测量。首先，设置显影辊Z-1使得显影辊的外表面的圆周方向上的顶点位于激光显微镜的透镜的正下方，并且显影辊的轴向变成激光显微镜的观察视野的长度方向。接着，在以下条件下测量表面层的外表面的形状。
模式：形状测量专家(shape measurement expert)
测量透镜：50倍
Z轴上的上下限：其中在激光器的视野中未观察到反射光的范围
激光亮度：自动
双重扫描：始终进行
测量模式：表面形状
测量尺寸：高清晰度(2048×1536)
测量品质：高精度
RPD：ON
间距(Pitch)：0.13μm
接着，通过作为激光显微镜附带的软件的多文件分析应用读出以上测量结果。按以下顺序校正读出的图像。
表面形状校正：
校正方法：二次曲面校正，指定方法：区域指定
高度的切割水平：
切割水平：强
平滑化：
尺寸：7×7，种类：单纯平均
接着，在以下条件下计算Rz的平均值。
测量模式："多条线粗糙度"
测量区域：水平线
周围线数：18条线
间隔：跳过20条线
测量值：Rz的平均值
在显影辊的轴向上的等间隔的5处(spot)×其圆周方向上的等间隔的6处的总计30处进行以上测量，并且将算术平均值确定为显影辊Z-1的最大高度Rz的平均值。以此方式，根据本方面的Rz的平均值是短距离的18条线×30处的总计540个点(point)的最大高度Rz的平均值，因此可以表示表面层的外表面上的较高凸部的高度和频率。表7示出结果。
(物理性质的评价4-2.峰顶点密度Spd)
可以通过以与上述最大高度Rz的平均值中相同的方式在显微镜下观察表面来获得峰顶点密度Spd。首先，以与上述最大高度Rz的平均值相同的方式测量显影辊Z-1的外表面的形状。
接着，通过作为激光显微镜附带的软件的多文件分析应用读出以上测量结果。以与上述最大高度Rz的平均值中相同的方式校正读出的图像。
接着，在以下条件下计算Spd。
测量模式："表面粗糙度"
测量区域：全部区域
测量值：Spd
在显影辊的轴向上的等间隔的5处×其圆周方向上的等间隔的6处的总计30处进行以上测量，并且将每mm2的算术平均值确定为显影辊Z-1的峰顶点密度Spd。表7示出结果。
(物理性质的评价4-3.第一凸部和第二凸部的确认)
可以通过以与上述最大高度Rz的平均值中相同的方式在显微镜下观察表面来确定显影辊Z-1的表面层的外表面上的第一凸部的高度和第二凸部的高度之间的差。
首先，以与上述最大高度Rz的平均值中相同的方式测量显影辊Z-1的外表面的形状。
接着，通过作为激光显微镜附带的软件的多文件分析应用读出以上测量结果。以与上述最大高度Rz的平均值中相同的方式校正读出的图像。
接着，在测量模式："线粗糙度"中，存在于测量视野中的相对大的凸部的顶点和存在于其中的相对小的凸部的顶点通过两点的指定来连接，并且提取出其中大的凸部的顶点和小的凸部的顶点之间的高度差为5.0μm以上的两个凸部。
接着，对显影辊的外表面进行标记，使得大的凸部和小的凸部可以彼此区分。接着，将显影辊冷却至-150℃，并且使用低温切片机(UC-6(产品名)，由Leica Microsystems制造)切出通过两个标记的凸部的顶点、显现表面层的厚度方向上的此类截面的橡胶薄片。
(物理性质的评价4-4.弹性模量)
为了测量，使用扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope，SPM)(商品名：MFP-3D-Origin，由Oxford Instruments plc制造)。
具体地，将以上制备的橡胶薄片在室温23℃且湿度为50％的环境中放置24小时。接着，将橡胶薄片安装在硅晶片上，并且将硅晶片置于以上扫描探针显微镜的载物台上。然后，通过探针(AC160(产品名)，由Olympus Corporation制造)扫描橡胶薄片的表面层的截面部分。为了参考，关于探针的条件为弹簧常数：28.23nN/nm，脉冲常数：82.59nm/V，以及共振频率：282kHz(一阶)和1.59MHz(高阶)。此外，关于其它测量条件，将SPM的测量模式设定在AM-FM模式，将探针的自由振幅设定在3V，并且将设定点的振幅设定在2V(一阶)和25mV(高阶)。然后，在20μm×20μm的视野尺寸中，将扫描速度设定在1Hz，并且将扫描点数设定在纵向256个点和横向256个点。
其后，对于表面层的基质、第一树脂颗粒、第二树脂颗粒和导电性弹性层，指定将后述的区域中的十个测量点，并且在各测量点中以接触模式获得力曲线。为了参考，当获得力曲线时的条件为以下条件。在如下条件下获得力曲线：触发值为0.2至0.5V(根据硬度改变)、测量力曲线的距离为500nm、和扫描速度为1Hz(探针进行一次往返行程的速度)。其后，基于Hertz理论对各力曲线进行拟合。从所获得的结果中除去最高值和最低值；计算八个点的算术平均，并确定为各测量区域的弹性模量。
(物理性质的评价4-4-1.表面层的基质的弹性模量)
按以下方式测量表面层的基质的弹性模量Eb。
通过以上4-4中描述的方法测量在橡胶薄片的表面层的厚度方向上的截面中的、距离表面层的外表面的深度方向的1.1至1.2μm的区域中的表面层的基质的弹性模量。
接着，在深度方向上1.0μm间距的区域中类似地测量从该区域至与以上导电性弹性层的界面附近的弹性模量。注意，在避开导电剂和填料的同时进行接触模式中的测量。在显影辊的轴向上的等间隔的3处×在其圆周方向上的等间隔的3处的总计9处进行以上测量，并且将算术平均值确定为显影辊Z-1的表面层的基质的弹性模量Eb。表7示出结果。
表面层的基质的第一区域的弹性模量Eb0：将在表面层的截面中从表面层的外表面至距离表面层的外表面深度为0.1μm的范围内的区域确定为第一区域，并且基于以上测量方法测量第一区域的弹性模量。注意，在避开导电剂和填料的同时进行接触模式中的测量。在显影辊的轴向上的等间隔的3处×在其圆周方向上的等间隔的3处的总计9处进行以上测量，并且将算术平均值确定为显影辊Z-1的表面层的第一区域的弹性模量Eb0。表7示出结果。
表面层的基质的第二区域的弹性模量Eb1：将在以上表面层的基质的弹性模量Eb的测量中获得的、距离表面层的外表面1.0μm至距离外表面深度为1.1μm的范围内的区域的弹性模量，确定为表面层的基质的第二区域的弹性模量Eb1。表7示出结果。此处，优选的是Eb0为200MPa以上，且Eb1为10MPa以上且100MPa以下，因为那样基质高度硬化的区域变得小于1μm，并且易于维持表面层的柔软性。Eb1更优选为80MPa以下。
(物理性质的评价4-4-2.第一树脂颗粒的弹性模量)
通过以下方法测量形成第一凸部的第一树脂颗粒的弹性模量E1。基于以上测量方法，在橡胶薄片的表面层的厚度方向上的截面中测量形成第一凸部的颗粒的中心附近的区域的弹性模量。在显影辊的轴向上的等间隔的3处以上×在其圆周方向上的等间隔的3处以上的总计9处以上，对总数为45个以上的第一凸部进行以上测量，并且计算算术平均值。
确认所获得的算术平均值为100MPa以上且2000MPa以下；证实形成大的凸部的颗粒为第一树脂颗粒；此外确定颗粒内部的弹性模量为显影辊Z-1的第一树脂颗粒的弹性模量E1。表7示出结果。
(物理性质的评价4-4-3.第二树脂颗粒的弹性模量)
按以下方式测量形成第二凸部的第二树脂颗粒的弹性模量E2。基于以上测量方法，在橡胶薄片的表面层的厚度方向上的截面中测量形成第二凸部的颗粒的中心附近的区域的弹性模量。在显影辊的轴向上的等间隔的3处以上×在其圆周方向上的等间隔的3处以上的总计9处以上，对总数为45个以上的第二凸部进行以上测量，并计算算术平均值。确认所获得的算术平均值为2MPa以上且50MPa以下；证实形成小的凸部的颗粒为第二树脂颗粒；此外确定颗粒的弹性模量为显影辊Z-1的第二树脂颗粒的弹性模量E2。表7示出结果。
(物理性质的评价4-4-4.导电性弹性层的弹性模量)
分别通过以下方法测量显影辊Z-1的导电性弹性层的弹性模量。导电性弹性层的弹性模量Ee：基于以上测量方法，在导电性弹性层的截面上测量显影辊Z-1的导电性弹性层的树脂的弹性模量。具体地，类似地测量距离表面层的界面沿深度方向的2.0μm以上的区域。注意，在避开导电剂和填料的同时进行接触模式中的测量。在显影辊的轴向上等间隔的3处×其圆周方向上等间隔的3处的总计9处进行以上测量，并且将算术平均值确定为显影辊Z-1的导电性弹性层的弹性模量Ee。表7示出结果。
(物理性质的评价4-5.存在于表面层中的树脂颗粒的体积平均粒径DV和体积比)
通过以下方法测量存在于表面层中的树脂颗粒的体积平均粒径DV。首先，测量在以上弹性模量的测量中使用的、表面层的截面中存在的全部树脂颗粒的弹性模量。接着，基于树脂颗粒的测量的弹性模量，将具有高弹性模量的颗粒分类为第一树脂颗粒，并且将具有相对低的弹性模量的颗粒分类为第二树脂颗粒。此外，从各分类的颗粒的截面，计算各颗粒的截面的圆当量直径DS。然后，推测各颗粒为球体，并且截面为通过随机切割球体获得的截面，根据以下表达式(1)，由截面的圆当量直径DS计算树脂颗粒的粒径D。
[表达式(1)]
D＝4/π×Ds
在显影辊的轴向上的等间隔的3处以上×其圆周方向上的等间隔的3处以上的总计9处以上，对第一树脂颗粒和第二树脂颗粒各自总计100个以上的颗粒进行以上测量。使用以此方式获得的各颗粒的D，以及使用4/3×π×(D/2)3转换的体积值，计算第一树脂颗粒和第二树脂颗粒的体积平均粒径(中值粒径)DV1和DV2。
可以从表5-2、7和8理解，表面层中的体积平均粒径与原料的颗粒的体积平均粒径(下文也简称为平均粒径)适当地相关。
此外，表面层中的第一树脂颗粒和第二树脂颗粒之间的体积比与由截面积获得的面积比相同，并因此使用以上测量时的截面计算。具体地，根据弹性模量将存在于表面层的截面中的全部树脂颗粒分成第一树脂颗粒和第二树脂颗粒，然后计算构成表面层的截面积的第一树脂颗粒和第二树脂颗粒之间的面积比。在显影辊的轴向上的等间隔的3处以上×其圆周方向上的等间隔的3处以上的总计9处以上进行该测量，并且将算术平均值确定为第一树脂颗粒和第二树脂颗粒的体积比V1和V2。
(物理性质的评价4-6.表面层的层厚度)
通过以下方法测量从根据本方面的表面层的外表面沿深度方向的层厚度。
首先，用切割刀从表面层的外表面切出包括沿表面层的深度方向的截面的橡胶薄片。接着，使用光学显微镜观察截面，并且测量从在存在于表面层的外表面上的凸部之间的凹部的极小点，至表面层和导电性弹性层之间的界面的距离。在显影辊的轴向上的等间隔的3处以上×其圆周方向上的等间隔的3处以上的总计9处以上中的每一处的10个点进行以上测量，并且将算术平均值确定为表面层的层厚度。
<5.图像的评价>
为了降低处理盒的扭矩的目的，减小处理盒(商品名：HP410X High YieldMagenta Original Jet Toner Cartridge(CF413X)，由Hewlett-Packard Company制造)的清洁刮板对感光构件的侵入量。具体地，通过切割其上安装有清洁刮板的座面1mm的操作来减小侵入量。由此，处理盒的扭矩变低，但是另一方面，感光构件的外表面易于被调色剂外部添加剂组分的沉积和调色剂的融着污染。接着，将制造的显影辊Z-1引入处理盒中，并且将处理盒装入作为图像形成设备的激光束打印机(商品名：Color Laser Jet Pro M452dw，由Hewlett-Packard Company制造)中。
(图像的评价5-1.单点图像的颗粒度)
在低温和低湿(15℃的温度和10％的相对湿度)的环境下对以上盒进行熟化24小时以上。
在以上熟化之后，在相同的环境中，在一张A4纸上输出单点图像(其中使四个点中的一个点的浓度为100％且三个点的浓度为0％的图案重复的图像)。目视评价所获得的单点图像的颗粒度(粗糙度)。单点图像的颗粒度的评价标准如下。结果作为"单点图像的颗粒度"示于表10、11和18中。
等级A：在单点图像中，没有粗糙度，并且颗粒度非常良好。
等级B：在单点图像中，粗糙度非常轻微，并且颗粒度良好。
等级C：在单点图像中，粗糙度轻微。
等级D：在单点图像中，存在粗糙度，并且颗粒度差。
(图像的评价5-2.单点图像的浓度降低)
在5-1中的图像评价之后，在相同的环境下，在100,000张A4纸上输出打印率为0.5％的图像，然后再次输出单点图像。接着，使用分光浓度计(商品名：508，由Xrite Inc.制造)测量在5-1的图像评价中获得的单点图像的浓度和在输出100,000张之后获得的单点图像的浓度，并且确定输出100,000张之前和之后的浓度之间的差(输出前的浓度-输出后的浓度)。图像浓度差的评价标准如下。结果作为"单点图像的浓度降低"示于表10、11和18中。
等级A：图像浓度的差小于0.05，并且图像浓度的变化非常小。
等级B：图像浓度的差为0.05以上且小于0.10。
等级C：图像浓度的差为0.10以上且小于0.20。
等级D：图像浓度的差为0.20以上，并且图像浓度的变化大。
(图像的评价5-3.白点)
制备具有与图像的评价5-1和5-2中相同结构的处理盒，并且在高温和高湿(30℃的温度，80％的相对湿度)环境下进行熟化24小时以上。在以上熟化之后，在相同环境下，在100,000张A4纸上输出打印率为0.5％的图像，然后输出实心黑色图像(在全部表面上浓度为100％的图像)。目视评价所获得的图像中白点(直径为300μm以上的白点)的有无。单点图像的颗粒度的评价标准如下。结果作为"白点"示于表10、11和18中。
等级A：不存在白点。
等级B：一张图像中以小于10个的量存在白点。
等级C：一张图像中以10个以上且小于20个的量存在白点。
等级D：一张图像中以20个以上的量存在白点。
<5.(实施例2至32和比较例1至9；显影辊Z-2至Z-32和K-1至K-9的制造)>
除了使用表6中记载的导电性弹性辊和表面层涂布液之外，以与实施例1中相同的方式制造实施例2至32的显影辊Z-2至Z-32和比较例1至9的显影辊K-1至K-9。此外，关于实施例18至20的显影辊Z18至Z20，适当地调整表面层涂布液中的固成分的浓度以改变表面层的层厚度。
表6
显影辊 导电性弹性辊编号 表面层涂布液编号
实施例1 Z-1 1 X-1
实施例2 Z-2 1 X-2
实施例3 Z-3 1 X-3
实施例4 Z-4 1 X-4
实施例5 Z-5 1 X-5
实施例6 Z-6 1 X-6
实施例7 Z-7 1 X-7
实施例8 Z-8 1 X-8
实施例9 Z-9 1 X-9
实施例10 Z-10 1 X-10
实施例11 Z-11 1 X-11
实施例12 Z-12 1 X-12
实施例13 Z-13 1 X-13
实施例14 Z-14 1 X-14
实施例15 Z-15 1 X-15
实施例16 Z-16 1 X-16
实施例17 Z-17 2 X-17
实施例18 Z-18 1 X-18
实施例19 Z-19 1 X-19
实施例20 Z-20 1 X-20
实施例21 Z-21 1 X-21
实施例22 Z-22 1 X-22
实施例23 Z-23 1 X-23
实施例24 Z-24 1 X-24
实施例25 Z-25 1 X-25
实施例26 Z-26 1 X-26
实施例27 Z-27 1 X-27
实施例28 Z-28 1 X-28
实施例29 Z-29 1 X-29
实施例30 Z-30 1 X-30
实施例31 Z-31 1 X-31
实施例32 Z-32 1 X-32
比较例1 K-1 1 J-1
比较例2 K-2 1 J-2
比较例3 K-3 1 J-3
比较例4 K-4 1 J-4
比较例5 K-5 1 J-5
比较例6 K-6 1 J-6
比较例7 K-7 1 J-7
比较例8 K-8 1 J-8
比较例9 K-9 1 J-9
接着，以与实施例1中相同的方式评价制造的实施例2至32的显影辊Z-2至Z-32和比较例1至9的显影辊K-1至K-9的物理性质和图像。结果示于表7至表11中。
此外，在比较例1至4和6至9的显影辊中，将表面层中的体积平均粒径大于10μm的颗粒确定为第一树脂颗粒，并且将体积平均粒径为10μm以下的颗粒确定为第二树脂颗粒，并且各树脂颗粒的弹性模量和体积比的测量值记载于表9中。此外，在比较例5的显影辊中，将通过弹性模量分类的体积平均粒径相对大的树脂颗粒确定为第一树脂颗粒，并且将体积平均粒径相对小的树脂颗粒确定为第二树脂颗粒，并且各树脂颗粒的弹性模量和体积比的测量值记载于表9中。
表7
表8
表9
表10
实施例 显影辊 单点图像的颗粒度 单点图像的浓度降低 白点
实施例1 Z-1 B A A
实施例2 Z-2 C C C
实施例3 Z-3 B C C
实施例4 Z-4 C A B
实施例5 Z-5 C A B
实施例6 Z-6 B A B
实施例7 Z-7 C C C
实施例8 Z-8 C B B
实施例9 Z-9 C C C
实施例10 Z-10 B B B
实施例11 Z-11 C C C
实施例12 Z-12 C B B
实施例13 Z-13 C C C
实施例14 Z-14 B B B
实施例15 Z-15 C C C
实施例16 Z-16 B B C
实施例17 Z-17 C C C
实施例18 Z-18 C B B
实施例19 Z-19 B A B
实施例20 Z-20 C A B
实施例21 Z-21 B B B
实施例22 Z-22 B B B
实施例23 Z-23 B A B
实施例24 Z-24 B A B
实施例25 Z-25 B A A
实施例26 Z-26 B A A
实施例27 Z-27 B A A
实施例28 Z-28 B A A
实施例29 Z-29 B A A
实施例30 Z-30 B A A
实施例31 Z-31 B A A
实施例32 Z-32 B A A
表11
显影辊 单点图像的颗粒度 单点图像的浓度降低 白点
比较例1 K-1 D B D
比较例2 K-2 D C D
比较例3 K-3 C D D
比较例4 K-4 D C D
比较例5 K-5 C D D
比较例6 K-6 D A C
比较例7 K-7 D C C
比较例8 K-8 D C C
比较例9 K-9 D C D
<6.实施例33至62；显影辊Z-33至Z-62的制造>
<6-1.表面层涂布液X-33至X-54的制备>
制备下表12中示出的组成的表面层涂布液X-33至X-54。此外，表12中使用的添加剂F1至F3的细节记载于表14中。
表12
<6-2.含浸涂布液W-1的制备>
将以下示出的组成的原料混合。
丙烯酸系单体G-1(商品名：NK酯A-NPG，由Shin Nakamura chemical Co.,Ltd.制造)：100.0质量份
光聚合引发剂H-1(商品名：Omnirad 184，由IGM Resins Co.,Ltd.制造)：10.0质量份
接着，添加甲基乙基酮(MEK)使得以上原料的固成分变成11质量％，并且通过搅拌3小时获得浸渍涂布液W-1。
<6.3.含浸涂布液W-2至W-4的制备>
除了将配方改变成表13中记载的那些之外，以与含浸涂布液W-1相同的方式制备含浸涂布液W-2至W-4。此外，表13中使用的丙烯酸系单体G1至G4和光聚合引发剂H-1、H-2的细节记载于表14中。
表13
表14
<6-4.辊Y-1至Y-30的制造>
除了将表面层涂布液X-1分别改变为表14中示出的表面层涂布液之外，以与实施例1中相同的方式制造具有涂覆在导电性弹性辊上的表面层的辊Y-1至Y-30。
表15
<6-5.(实施例33；显影辊Z-33的制造)>
将以上辊Y-1浸入含浸涂布液W-1中一次，并且用含浸涂布液W-1含浸，然后在23℃下空气干燥120分钟。此外，浸渍涂布中的提升速度为20mm/秒。接着，在辊Y-1以20rpm沿设置有表面层的该辊的圆周方向旋转的同时，使用高压汞UV灯(商品名：手持型UV固化设备，由Mario Network Inc.制造)在空气气氛中用UV光照射辊Y-1的表面，使得累积光量变成15000mJ/cm2；并且使丙烯酸系单体交联和固化。用以上方式，制造进行含浸处理的显影辊Z-33。
接着，以与实施例1中相同的方式评价所制造的实施例33的显影辊Z-33的物理性质和图像。结果示于表17和18中。
<6-6.(实施例34至62；显影辊Z-34至Z-62的制造)>
除了将辊Y-1和表面层涂布液W-1改变成表16中记载的那些之外，以与实施例33中相同的方式制造显影辊Z-34至Z-62。以与实施例1中相同的方式评价所制造的实施例34至62的显影辊Z-34至Z-62的物理性质和图像。结果示于表17和18中。
表16
显影辊 辊Y编号 含浸涂布液编号
实施例33 Z-33 Y-1 W-1
实施例34 Z-34 Y-2 W-1
实施例35 Z-35 Y-3 W-1
实施例36 Z-36 Y-4 W-1
实施例37 Z-37 Y-5 W-1
实施例38 Z-38 Y-6 W-2
实施例39 Z-39 Y-7 W-2
实施例40 Z-40 Y-8 W-2
实施例41 Z-41 Y-9 W-2
实施例42 Z-42 Y-10 W-3
实施例43 Z-43 Y-11 W-3
实施例44 Z-44 Y-12 W-3
实施例45 Z-45 Y-13 W-3
实施例46 Z-46 Y-14 W-1
实施例47 Z-47 Y-15 W-1
实施例48 Z-48 Y-16 W-1
实施例49 Z-49 Y-17 W-1
实施例50 Z-50 Y-18 W-1
实施例51 Z-51 Y-19 W-1
实施例52 Z-52 Y-20 W-1
实施例53 Z-53 Y-21 W-1
实施例54 Z-54 Y-22 W-3
实施例55 Z-55 Y-23 W-3
实施例56 Z-56 Y-24 W-3
实施例57 Z-57 Y-25 W-3
实施例58 Z-58 Y-26 W-3
实施例59 Z-59 Y-27 W-3
实施例60 Z-60 Y-28 W-3
实施例61 Z-61 Y-29 W-3
实施例62 Z-62 Y-30 W-4
表17
表18
如表10、11和18中所示，通过耐久，由满足本公开的构成的实施例1至62的显影辊获得高品质图像。特别地在实施例33至62中，由于表面层的基质在表面层的外表面附近高度硬化而获得更高品质的图像。
另一方面，在比较例1的显影辊中，白点差。推测这是因为其中的第一树脂颗粒是丙烯酸系树脂颗粒且弹性模量高于2000MPa。此外，单点图像品质中的颗粒度也差。推测这是因为第一树脂颗粒与表面层的基质的密合性低于聚氨酯树脂颗粒的密合性。
在比较例2的显影辊中，将丙烯酸系树脂颗粒的弹性模量控制在本公开的第一树脂颗粒的弹性模量的范围，但是白点和单点图像的颗粒度没有得到改善。
在比较例3的显影辊中，单点图像的浓度大大降低并且白点也差。推测这是因为尽管此处使用聚氨酯颗粒作为第一树脂颗粒，但是由于颗粒的弹性模量低于本公开的范围，因此聚氨酯颗粒无法擦除感光构件的外表面上的污染物。
在比较例4的显影辊中，单点图像的颗粒度差。推测这是因为此处使用弹性模量超出本公开的范围的颗粒作为第二树脂颗粒，结果，其中存在第二树脂颗粒的区域高度硬化，并且无法形成拱状隆起部分。此外，推测全部表面层高度硬化，由此促进了调色剂的劣化，并且使白点劣化。
在比较例5的显影辊中，单点图像的浓度大大地降低，且白点也差。推测这是因为此处少量使用体积平均粒径小的颗粒作为第一树脂颗粒，因此最大高度Rz的平均值低于本公开的范围，结果，第一树脂颗粒无法擦除感光构件的外表面上的污染物。
在比较例6的显影辊中，单点图像的颗粒度劣化。推测这是因为此处大量使用体积平均粒径大的树脂颗粒作为第一树脂颗粒，且最大高度Rz的平均值超出本公开的范围。在比较例7的显影辊中，单点图像的颗粒度劣化。推测这是因为此处没有使用第二树脂颗粒，由此不存在第二凸部，并且峰顶点密度Spd低于本公开的范围，由此不能获得使感光构件的外表面上的扰乱的调色剂均匀的效果。
在比较例8的显影辊中，单点图像的颗粒度劣化。推测这是因为此处大量使用体积平均粒径小的颗粒作为第二树脂颗粒，结果，峰顶点密度Spd超出本公开的范围，因此使扰乱的调色剂均匀的效果降低。
在比较例9的显影辊中，单点图像的颗粒度劣化。推测这是因为其基质的在1μm以上的深度中的弹性模量Eb超出本公开的范围，结果，其中存在第二树脂颗粒的区域高度硬化，且不能形成拱状隆起部分。此外，推测整个表面层高度硬化，由此促进了调色剂的劣化，并且使白点劣化。
尽管已经参照示例性实施方案描述了本发明，应当理解本发明不限于所公开的示例性实施方案。所附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 (11)

1.一种显影辊，其特征在于，其包括：
导电性基体；
在所述导电性基体上的导电性弹性层；和
在所述导电性弹性层上的表面层，
所述表面层包括基质和分散在所述基质中的树脂颗粒，
所述基质包含聚氨酯作为粘接剂，
所述树脂颗粒包括第一树脂颗粒和第二树脂颗粒，
当在沿所述表面层的厚度方向的截面中测量时，在距离所述表面层的外表面的深度为1.0μm以上的区域的所述基质的弹性模量Eb为10至100MPa，所述表面层的外表面具有第一凸部和第二凸部，
所述第二凸部存在于不含所述第一凸部的区域中，
所述第二凸部的高度比所述第一凸部的高度低5.0μm以上，
所述第一凸部由所述第一树脂颗粒形成，所述第二凸部由所述第二树脂颗粒形成，
所述第一树脂颗粒包含聚氨酯，并且当在沿所述表面层的厚度方向的截面中测量时，所述第一树脂颗粒的弹性模量E1为100至2000MPa，当在沿所述表面层的厚度方向的截面中测量时，所述第二树脂颗粒的弹性模量E2为2至50MPa，
所述显影辊的所述外表面的最大高度粗糙度Rz为6至18μm，和峰顶点密度Spd为5.0×103至5.0×104，单位为1/mm2。
2.根据权利要求1所述的显影辊，其中
所述第一树脂颗粒具有10至20μm的体积平均粒径，并且在所述表面层中的所述第一树脂颗粒的体积比为3至25体积％，
所述第二树脂颗粒具有3至10μm的体积平均粒径，并且在所述表面层中的所述第二树脂颗粒的体积比为15至50体积％。
3.根据权利要求1或2所述的显影辊，其中
所述最大高度粗糙度Rz为8至16μm，和
所述峰顶点密度Spd为1.0×104至3.5×104，单位为1/mm2。
4.根据权利要求1或2所述的显影辊，其中，在所述表面层中，所述第一树脂颗粒的体积比为8至20体积％，和所述第二树脂颗粒的体积比为25至40体积％。
5.根据权利要求1或2所述的显影辊，其中所述弹性模量E1为1000至2000MPa。
6.根据权利要求1或2所述的显影辊，其中当在沿所述表面层的厚度方向的截面中测量时，从所述表面层的外表面至距离所述表面层的外表面0.1μm的深度的范围内的第一区域的所述基质的弹性模量Eb0为200MPa以上。
7.根据权利要求6所述的显影辊，其中当在沿所述表面层的厚度方向的截面中测量时，从距离所述表面层的外表面1.0μm的深度至距离所述表面层的外表面1.1μm的深度的范围内的第二区域的所述基质的弹性模量Eb1为10至100MPa。
8.根据权利要求6所述的显影辊，其中所述表面层进一步在从所述外表面至距离其所述外表面预定深度的范围内的区域中包含交联的丙烯酸系树脂。
9.根据权利要求6所述的显影辊，其中在从所述表面层的外表面至距离所述表面层的外表面预定深度的范围内的区域中，所述基质进一步包含硅酮系表面活性剂和氟系表面活性剂中的至少一种。
10.一种处理盒，其可拆卸地安装在电子照相设备的主体上，其特征在于，所述处理盒包括根据权利要求1至9中任一项所述的显影辊。
11.一种电子照相图像形成设备，其包括：感光构件；和用于向在所述感光构件上形成的静电潜像供给显影剂的显影辊，其特征在于，所述显影辊为根据权利要求1至9中任一项所述的显影辊。
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