CN114326343A - 处理盒 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及处理盒。处理盒包括感光构件、调色剂和显影辊,感光构件的表面层的马氏硬度为245至300N/mm2,显影辊具有包含基体和粘结剂树脂的单层的表面层;当第1区域中的粘结剂树脂的弹性模量为E1并且第2区域中的粘结剂树脂的弹性模量为E2时,满足E1≥200MPa和10MPa≤E2≤150MPa;从第1区域至第2区域的弹性模量连续减小;调色剂包含调色剂颗粒和外部添加剂A;外部添加剂A为长径为40至400nm的二氧化硅颗粒;并且外部添加剂A对于调色剂颗粒的表面的覆盖率为5.0%以上。
Description
技术领域
本发明涉及处理盒。
背景技术
在电子照相图像形成设备(下文中,也称为“电子照相设备”)中,通过充电单元使电子照相感光构件(下文中,也称为“感光构件”)带电,并且通过激光来形成静电潜像。接下来,通过调色剂供给辊和调色剂调节构件将显影容器内的调色剂涂布至显影辊上,并且与感光构件和显影辊接触或接近来进行使用调色剂的显影。此后,将感光构件上的调色剂通过转印单元转印至记录纸并且通过热和压力定影,并且通过清洁构件来除去残留在感光构件上的调色剂。
要求这样的电子照相设备与以往任何时候相比都具有更高的图像品质和耐久性以及更快的打印速度。为此,对例如显影辊等电子照相构件和调色剂的性能要求也变得更复杂。
作为实例,考虑电子照相设备的耐久性变得极长的情况。在常规的电子照相构件中,其表面会被反复的周向摩擦(circumferential rubbing)而刮擦从而产生划痕,因此会发生伴随调色剂及其外部添加剂组分的固着和沉积的显著的成膜。在常规的调色剂中,表面上的外部添加剂等会由于反复的周向摩擦而被掩埋或脱离,从而会使带电性能劣化。这样的由于反复的周向摩擦导致的构件和调色剂的劣化是存在问题的,这是因为劣化作为图像不利影响出现在实际图像中,并且迄今为止已经提出用于抑制耐久性劣化的技术。
日本专利申请特开No.2007-171666提出通过具有窄粒度分布的溶胶-凝胶法将粒径为约数百纳米的大直径无机细颗粒、特别是二氧化硅颗粒添加至调色剂的方法。据此,大直径二氧化硅颗粒产生间隔物效果,防止调色剂与显影辊和调节构件等直接接触,并且使调色剂上的应力降低。结果,抑制对调色剂的损害,并且可以实现调色剂的长寿命化。
日本专利申请特开No.2014-197064提出一种改性橡胶弹性体,其包括具有橡胶弹性的橡胶弹性体和从橡胶弹性体的表面浸渍的由光固化性组合物的固化产物构成的表面处理层,和使用该改性橡胶弹性体的显影辊。据此,记载了通过光固化性组合物使显影辊的表面固化,由此减少摩擦,导致显影辊寿命的延长。
日本专利申请特开No.2019-95784提出其中潜像载体的表面层由具有优异的机械强度的树脂形成并且对所述潜像载体的表面层赋予高的表面硬度以提供耐久性的方法。在该在先实例中,即使在潜像载体的表面层硬度高的情况下,调色剂对潜像载体的表面层的强固附着得到抑制,并且同时调色剂对充电构件的表面的附着可以得到抑制。结果,可以提供长期使用期间充电电位的波动得到抑制的处理盒和电子照相设备。
作为本发明人的研究结果,发现在任何情况下、在多张印刷评价中实现图像拖尾(image smearing)的抑制和感光构件的表面上的划痕的抑制(下文中,也称为“鼓划痕”)二者方面存在问题。
认为由于印刷重复多次而导致的图像拖尾或鼓划痕的产生的因素如下。
首先,将描述导致图像拖尾产生的因素。当重复印刷多次时,在使感光构件带电的步骤中产生的臭氧与空气中的氮气反应以生成氮氧化物(NOx)。该氮氧化物与空气中的水分反应以形成硝酸,其附着至感光构件的表面以降低感光构件的表面的电阻。结果,在图像形成时干扰感光构件上的潜像,因此产生图像拖尾。
图像拖尾为当使用具有坚硬表面的感光构件时特别容易发生的现象。此外,如果包含刮掉生成的氮氧化物的组分,则图像拖尾的产生可以得到抑制。
接下来,将描述导致鼓划痕产生的因素。当组合使用包含例如大直径二氧化硅等高硬度外部添加剂的调色剂和具有坚硬表面的感光构件时,二氧化硅颗粒由更坚硬的材料制成,因此感光构件的表面被划伤。
本发明的目的在于,提供一种在增加速度和寿命的同时实现图像拖尾的抑制和鼓划痕的抑制二者的处理盒。
作为用于解决以上问题的深入研究的结果,本发明人发现以上问题可以由如以下将描述的包括调色剂、显影辊和电子照相感光构件的处理盒解决。
发明内容
根据本发明的处理盒为可拆卸地安装至电子照相设备主体的处理盒,所述处理盒包括:
电子照相感光构件;
调色剂;和
显影辊,
其中电子照相感光构件的表面层的以7mN的压痕力测得的马氏硬度为245至300N/mm2,
显影辊包括:
导电性基体,和
基体上的包含粘结剂树脂的单层的表面层,
当在沿单层的表面层的厚度方向的截面中测量的第1区域中的粘结剂树脂的弹性模量为E1,第1区域为从单层的表面层的外表面至0.1μm的深度的区域,并且第2区域中的粘结剂树脂的弹性模量为E2,第2区域为从距离外表面1.0μm的深度至1.1μm的深度的区域时,满足下式(1)和(2):
E1≥200MPa (1);
10MPa≤E2≤150MPa (2),
从第1区域至第2区域的弹性模量连续减小,
调色剂包含:
调色剂颗粒,和
外部添加剂A,
外部添加剂A为长径为40至400nm的二氧化硅颗粒,并且
外部添加剂A对于调色剂颗粒的表面的覆盖率为3.0%以上。
根据本发明,可以提供一种在增加速度和寿命的同时实现图像拖尾的抑制和鼓划痕的抑制二者的处理盒。
参考附图,本发明的进一步特征将从以下示例性实施方案的描述变得显而易见。
附图说明
图1A和图1B为示出根据本发明的电子照相构件(显影辊)的示意图。
图2为根据本发明的电子照相图像形成设备的示意图。
图3为根据本发明的处理盒的示意图。
图4为根据本发明的电子照相构件(显影辊)的截面图。
具体实施方式
下文中,将详细地描述本发明。
本发明涉及一种可拆卸地安装至电子照相设备主体的处理盒,该处理盒包括:
电子照相感光构件;
调色剂;和
显影辊,
其中电子照相感光构件的表面层的以7mN的压痕力测得的马氏硬度为245至300N/mm2,
显影辊包括:
导电性基体,和
基体上的包含粘结剂树脂的单层的表面层,
当在沿单层的表面层的厚度方向的截面中测量的第1区域中的粘结剂树脂的弹性模量为E1,第1区域为从单层的表面层的外表面至0.1μm的深度的区域,并且第2区域中的粘结剂树脂的弹性模量为E2,第2区域为从距离外表面1.0μm的深度至1.1μm的深度的区域时,满足下式(1)和(2):
E1≥200MPa (1),
10MPa≤E2≤150MPa (2),
从第1区域至第2区域的弹性模量连续减小,
调色剂包含:
调色剂颗粒,和
外部添加剂A,
外部添加剂A为长径为40至400nm的二氧化硅颗粒,并且
外部添加剂A对于调色剂颗粒的表面的覆盖率为3.0%以上。
可以通过满足以上构成来获得本发明的效果的原因尚不明确,但是以下将描述由本发明人推测的机理。
首先,产生图像拖尾的原因的实例包括在充电步骤中生成的氮氧化物(NOx)。该氮氧化物与空气中的水分反应以形成硝酸,其附着至感光构件的表面以降低感光构件的表面的电阻。结果,在图像形成时干扰电子照相感光构件上的潜像,因此产生图像拖尾。因此,如果可以除去在充电步骤中生成的氮氧化物,则图像拖尾可以得到抑制。
虽然过去已经提出数种用于除去氮氧化物的方法,但是本发明关注通过用添加至调色剂中的细颗粒刮擦感光构件的表面来除去氮氧化物的技术。该技术作为在对调色剂赋予功能性的同时抑制图像拖尾的方法是有用的。
然而,当将单纯地用于除去氮氧化物的组分(下文中,也称为“去除剂”)添加至调色剂中时,虽然图像拖尾可以得到抑制,但是感光构件的表面可能会被划伤。认为其原因在于,当伴随电子照相设备的寿命的延长而使用具有坚硬表面的构件时,更坚硬的去除剂被坚硬的构件周向摩擦。
认为可以由本发明的构成来解决以上问题。
首先,由于包含二氧化硅颗粒的调色剂,使得显影后二氧化硅颗粒残留在显影辊的表面上。除了该状态以外,显影辊的第1区域中的弹性模量E1为200MPa以上。因此,认为可以以足以除去感光构件的表面上的氮氧化物的压力将二氧化硅颗粒压向感光构件的表面。结果,认为图像拖尾可以得到抑制。当E1小于200MPa时,用于将二氧化硅颗粒压向感光构件的表面的压力不足。因此,无法除去氮氧化物,并且产生图像拖尾。E1的上限没有特别限制,但是将其设定在相对于第2区域中的弹性模量E2和随后将描述的第3区域中的弹性模量E3适当的范围内。然而,当E1过高时,用于将二氧化硅颗粒压向感光构件的表面的压力变得过大,因此产生鼓划痕的可能性增加。因此,E1优选为4500MPa以下。
此外,认为当显影辊的弹性模量E2为10至150MPa时,可以使用于将二氧化硅颗粒压向感光构件的表面的压力释放至显影辊内部,从而防止二氧化硅颗粒咬合至感光构件的表面中。结果,认为鼓划痕得到抑制。当E2低于10MPa时,用于将二氧化硅颗粒压向感光构件的表面的压力过度地释放至显影辊内部,从而使除去氮氧化物的能力劣化。此外,当E2高于150MPa时,用于将二氧化硅颗粒压向感光构件的表面的压力变得过大,因此产生鼓划痕。E2的范围更优选为20至100MPa。
此外,由于调色剂包含长径为40至400nm的二氧化硅颗粒(下文中,大直径二氧化硅颗粒)作为外部添加剂A,因此大直径二氧化硅颗粒可以作为间隔物存在于感光构件的表面和显影辊的表面之间。因此,认为可以有效地除去氮氧化物,这是因为可以充分地获得显影辊的表面将大直径二氧化硅颗粒压向感光构件的表面的压力。当大直径二氧化硅颗粒的长径小于40nm时,大直径二氧化硅颗粒被掩埋在感光构件和显影辊之间,因此大直径二氧化硅颗粒不再用作间隔物,并且不发挥作为去除剂的效果。当长径大于400nm时,大直径二氧化硅颗粒作为间隔物过大,用于将大直径二氧化硅颗粒压向感光构件的表面的压力变得过大,并且产生鼓划痕。大直径二氧化硅颗粒的长径的范围更优选为80至300nm。此外,大直径二氧化硅颗粒对于调色剂颗粒的表面的覆盖率为3.0%以上。当覆盖率低于3.0%时,用作氮氧化物去除剂的大直径二氧化硅颗粒不足,并且无法将感光构件的表面上生成的氮氧化物刮掉,因此产生图像拖尾。大直径二氧化硅颗粒的覆盖率更优选为5.0%至30%。当覆盖率大于30%时,去除剂的量变得过大,可以充分地除去氮氧化物,但是当打印很多张时,可能会产生鼓划痕。大直径二氧化硅颗粒的覆盖率可以通过大直径二氧化硅颗粒的长径和添加量来控制。
此外,根据本发明的显影辊的弹性模量E1、大直径二氧化硅颗粒的覆盖率H%和大直径二氧化硅颗粒的固着率S%之间的关系,即,E1×(H/100)×(1-S/100)优选为3.0至400.0。其更优选为5.0至200.0。大直径二氧化硅颗粒的固着率优选为30%至80%,并且更优选40%至70%。该式表明,通过对于显影辊的第1区域中的弹性模量E1控制大直径二氧化硅颗粒向显影辊的表面的供给效率,可以更有效地发挥本发明的效果。例如,当使用具有高的弹性模量E1的显影辊时,用于将显影辊上的大直径二氧化硅颗粒压向感光构件的表面的压力增大。此时,如果大直径二氧化硅颗粒的供给量过大,则除去能力变得过剩,并且会产生鼓划痕。当E1×(H/100)×(1-S/100)小于3.0时,大直径二氧化硅颗粒的供给不足,因此变得难以除去感光构件的表面上的氮氧化物。当E1×(H/100)×(1-S/100)大于400.0时,大直径二氧化硅颗粒的供给过多,并且会产生鼓划痕。大直径二氧化硅颗粒对于调色剂的表面的覆盖率和固着率可以通过大直径二氧化硅颗粒的添加量及其外部添加条件来控制。
此外,本发明的调色剂优选包含长径为5nm至40nm以下的二氧化硅颗粒(下文中,小直径二氧化硅颗粒)作为外部添加剂B,并且大直径二氧化硅颗粒和小直径二氧化硅颗粒的组合对于调色剂颗粒的覆盖率为62%至100%。当覆盖率为62%以上时,调色剂的流动性得到改善,并且调色剂上的大直径二氧化硅颗粒将与显影辊的表面接触的概率增加。因此,增加大直径二氧化硅颗粒的供给效率,并且氮氧化物的除去得到进一步促进。小直径二氧化硅颗粒对于调色剂的表面的覆盖率可以通过小直径二氧化硅颗粒的添加量及其外部添加条件来控制。
此外,本发明的调色剂中大直径二氧化硅颗粒和小直径二氧化硅颗粒的组合的固着率优选为70%以上。当固着率为70%以上时,调色剂流动性可以维持至耐久后半程。因此,即使在打印很多张时,也可以容易地获得该情况的效果。大直径二氧化硅颗粒和小直径二氧化硅颗粒的组合的固着率可以通过大直径二氧化硅颗粒和小直径二氧化硅颗粒的添加量及其外部添加条件来控制。
在本发明的调色剂中,大直径二氧化硅颗粒对于调色剂颗粒的表面的分散度指数优选为0.5至2.0。分散度指数更优选为0.5至1.2。随后将描述分散度指数的计算方法。当分散度指数小于0.5时,调色剂流动性降低,并且调色剂颗粒的表面上的大直径二氧化硅颗粒与显影辊的表面接触的概率降低。因此,大直径二氧化硅颗粒的供给效率降低,并且难以除去氮氧化物。当分散度大于2.0时,由于存在其中调色剂颗粒的表面大量露出的部分,因而调色剂颗粒的表面上的大直径二氧化硅颗粒与显影辊的表面接触的概率降低。因此,大直径二氧化硅颗粒的供给效率降低,并且难以除去氮氧化物。
当第3区域中的弹性模量为E3,第3区域为从距离本发明的显影辊的表面层的外表面0.5μm的深度至0.6μm的深度的区域时,E1和E3优选满足(E1-E3)/E3>1。这表明E3小于E1值的一半,并且当E3落在该范围内时,可以适当地控制显影辊的表面将大直径二氧化硅颗粒压向感光构件的表面的压力,从而可以更有效地发挥本发明的效果。
本发明的显影辊优选包含交联的聚氨酯树脂作为粘结剂树脂。由于作为交联的聚氨酯树脂的粘结剂树脂可以在从低弹性模量至高弹性模量的宽范围内设计并且具有优异的耐久性,因此可以长期维持用于将大直径二氧化硅颗粒压向感光构件的表面的压力。除了交联的聚氨酯树脂以外,表面层可以包含表面活性剂例如改性硅酮化合物或改性氟化合物。表面活性剂可以在其改性部位具有例如含硅基团或含氟基团等低极性基团和高极性基团二者。由于交联的聚氨酯树脂的氨基甲酸酯基团或其它高极性基团与表面活性剂分子中的例如含硅基团或含氟基团等低极性基团之间大的极性差异,使得表面活性剂移动至表面层的外表面附近并且停留。此外,当丙烯酸系单体和聚合引发剂相对于包含表面活性剂的交联的聚氨酯树脂从外表面溶胀时,使用与表面活性剂分子中的高极性基团极性差异小的丙烯酸系单体,使得丙烯酸系单体停留在表面活性剂附近。即,由于丙烯酸系单体停留在外表面附近并且固化,因此可以制备具有如本发明中所述的弹性模量分布的显影辊。
下文中,将详细地描述本发明的实施方案。
首先,将描述用于生产本发明的调色剂基材的方法。作为用于生产调色剂基材的方法,可以使用已知的方法,并且可以使用混炼粉碎法或湿式生产法。从粒径的均一性和形状可控性的观点,可以优选使用湿式生产法。此外,湿式生产法的实例包括悬浮聚合法、溶解悬浮法、乳化聚合聚集法和乳化聚集法,并且在本发明中,可以优选使用乳化聚集法。
在乳化聚集法中,首先,使例如粘结剂树脂的细颗粒和着色剂等材料在包含分散稳定剂的水系介质中分散并且混合。可以将表面活性剂添加至水系介质中。此后,添加聚集剂以进行聚集直至获得期望的调色剂粒径,并且,随后或在聚集的同时,使树脂细颗粒彼此熔合。此外,如有必要,进行借助加热的形状控制以形成调色剂颗粒。这里,粘结剂树脂的细颗粒可以为由具有不同组成的树脂的两个以上的层构成的多个层形成的复合颗粒。例如,调色剂基材可以通过乳化聚合法、微乳液聚合法或转相乳化法等来生产,或者可以通过将数种生产方法组合来生产。
当调色剂基材中包含内部添加剂时,内部添加剂可以包含在树脂细颗粒中,或者单独制备仅由内部添加剂构成的内部添加剂细颗粒的分散液,并且当使树脂细颗粒聚集时,可以使内部添加剂细颗粒聚集在一起。此外,还可以通过在聚集时在不同时间添加具有不同组成的树脂细颗粒并且使树脂细颗粒聚集来形成具有具有不同组成的层的构成的调色剂颗粒。
作为分散稳定剂,可以使用以下物质。无机分散稳定剂的实例包括磷酸三钙、磷酸镁、磷酸锌、磷酸铝、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、偏硅酸钙、硫酸钙、硫酸钡、膨润土、二氧化硅和氧化铝。
有机系分散稳定剂的实例包括聚乙烯醇,明胶,甲基纤维素,甲基羟丙基纤维素,乙基纤维素,羧甲基纤维素的钠盐和淀粉。
作为表面活性剂,可以使用已知的阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂或非离子性表面活性剂。阳离子性表面活性剂的具体实例包括十二烷基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基氯化吡啶鎓、十二烷基溴化吡啶鎓、和十六烷基三甲基溴化铵。非离子性表面活性剂的具体实例包括十二烷基聚氧乙烯醚、十六烷基聚氧乙烯醚、壬基苯基聚硫乙烯醚、月桂基聚氧乙烯醚、脱水山梨糖醇单油酸酯聚氧乙烯醚(sorbitan monooleatepolyoxyethylene ether)、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚、和单癸酰基蔗糖。阴离子性表面活性剂的具体实例包括例如硬脂酸钠和月桂酸钠等脂肪族皂、月桂基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、和聚氧乙烯(2)月桂基醚硫酸钠。
将描述构成调色剂基材的粘结剂树脂。
粘结剂树脂的优选实例可以包括乙烯基系树脂和聚酯树脂。乙烯基系树脂、聚酯树脂和其它粘结剂树脂的实例包括以下树脂或聚合物。
苯乙烯及其取代产物的均聚物,例如聚苯乙烯和聚乙烯基甲苯;苯乙烯系共聚物,例如苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、和苯乙烯-马来酸酯共聚物;聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇缩丁醛、硅酮树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、聚丙烯酸系树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、酚醛树脂、脂肪族或脂环族烃树脂、芳香族系石油树脂。这些粘结剂树脂可以单独使用或以组合使用。
粘结剂树脂优选包含羧基,并且优选为使用包含羧基的聚合性单体生产的树脂。例如,乙烯基羧酸,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-乙基丙烯酸和巴豆酸;不饱和二羧酸,例如富马酸、马来酸、柠康酸和衣康酸;和不饱和二羧酸单酯衍生物,例如单丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯、单甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯、单丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸酯、和单甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸酯。
作为聚酯树脂,可以使用通过如将在以下列出的羧酸组分和醇组分的缩聚而获得的聚酯树脂。羧酸组分的实例包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、富马酸、马来酸、环己烷二羧酸和偏苯三酸。醇组分的实例包括双酚A、氢化双酚、双酚A的环氧乙烷加合物、双酚A的环氧丙烷加合物、甘油、三羟甲基丙烷、和季戊四醇。
聚酯树脂可以为包含脲基团的聚酯树脂。在聚酯树脂中,在末端等处的羧基优选不封端。
为了控制构成调色剂基材的粘结剂树脂的分子量,在聚合性单体的聚合期间可以添加交联剂。
例如,乙二醇二甲基丙烯酸酯,乙二醇二丙烯酸酯,二甘醇二甲基丙烯酸酯,二甘醇二丙烯酸酯,三甘醇二甲基丙烯酸酯,三甘醇二丙烯酸酯,新戊二醇二甲基丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,二乙烯基苯,双(4-丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷,乙二醇二丙烯酸酯,1,3-丁二醇二丙烯酸酯,1,4-丁二醇二丙烯酸酯,1,5-戊二醇二丙烯酸酯,1,6-己二醇二丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,二甘醇二丙烯酸酯,三甘醇二丙烯酸酯,四甘醇二丙烯酸酯,聚乙二醇#200、#400和#600的各二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯,聚丙二醇二丙烯酸酯,聚酯型二丙烯酸酯(MANDA,Nippon Kayaku Co.,Ltd.),和上述丙烯酸酯的甲基丙烯酸酯。
交联剂的添加量相对于聚合性单体优选为0.001质量%至15.000质量%。
在本发明中,优选引入脱模剂作为构成调色剂基材的材料之一。特别地,当使用熔点为60℃至90℃的酯蜡时,由于与粘结剂树脂优异的相容性而容易获得塑化效果。
本发明中使用的酯蜡的实例包括:包含脂肪酸酯作为主要组分的蜡类,例如巴西棕榈蜡和褐煤酸酯蜡;通过使来自脂肪酸酯的酸组分部分或全部脱氧而获得的蜡类,例如脱氧巴西棕榈蜡;通过植物性油脂的氢化等而获得的具有羟基的甲基酯化合物;饱和脂肪酸单酯类,例如硬脂酸硬脂酯和山萮酸山萮酯;饱和脂肪族二羧酸和饱和脂肪族醇的二酯化物,例如癸二酸二山萮酯、十二烷二酸二硬脂酯和十八烷二酸二硬脂酯;饱和脂肪族二醇和饱和脂肪族单羧酸的二酯化物,例如壬二醇二山萮酸酯和十二烷二醇二硬脂酸酯。
在这些蜡中,优选引入在分子结构中具有两个酯键的双官能酯蜡(二酯)。
双官能酯蜡为二元醇和脂肪族单羧酸的酯化合物或者二元羧酸和脂肪族一元醇的酯化合物。
脂肪族单羧酸的具体实例包括肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸、木蜡酸、蜡酸、褐煤酸、蜂花酸、油酸、异油酸、亚油酸和亚麻酸。
脂肪族一元醇的具体实例包括肉豆蔻醇、鲸蜡醇、硬脂醇、花生醇、山萮醇、二十四烷醇、二十六烷醇、二十八烷醇和三十烷醇。
二元羧酸的具体实例包括丁二酸(琥珀酸)、戊二酸(pentanedioic acid)(戊二酸(glutaric acid))、己二酸(hexanedioic acid)(己二酸(adipic acid))、庚二酸(heptanedioic acid)(庚二酸(pimelic acid))、辛二酸(octanedioic acid)(辛二酸(suberic acid))、壬二酸(nonanedioic acid)(壬二酸(azelaic acid))、癸二酸(decanedioic acid)(癸二酸(sebacic acid))、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸、二十烷二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。
二元醇的具体实例包括乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,16-十六烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,20-二十烷二醇、1,30-三十烷二醇、二甘醇、二丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、螺二醇、1,4-亚苯基二醇、双酚A和氢化双酚A。
其它可以使用的脱模剂包括石蜡、微晶蜡、例如凡士林等石油系蜡及其衍生物、褐煤蜡及其衍生物、通过费-托法获得的烃蜡及其衍生物、例如聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃蜡及其衍生物、例如巴西棕榈蜡和小烛树蜡等天然蜡及其衍生物、以及高级脂肪族醇、例如硬脂酸和棕榈酸等脂肪酸、或其化合物。脱模剂的含量相对于100.0质量份粘结剂树脂或聚合性单体优选为5.0至20.0质量份。
在本发明中,当调色剂颗粒中包含着色剂时,对着色剂没有特别限制,并且可以使用以下将描述的已知的着色剂。
作为黄色颜料,使用例如黄色氧化铁(iron oxide)、拿浦黄、萘酚黄S、汉萨黄G、汉萨黄10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、喹啉黄色淀、永固黄NCG、或柠檬黄色淀等缩合偶氮化合物,异吲哚啉酮化合物,蒽醌化合物,偶氮金属络合物,次甲基化合物,或烯丙基酰胺化合物。黄色颜料的具体实例包括以下颜料。
C.I.颜料黄12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、155、168、180。
红色颜料的实例包括例如红色氧化铁、永固红4R、立索尔红、吡唑啉酮红、表观红钙盐(watching red calcium salt)、色淀红C、色淀红D、亮胭脂红6B、亮胭脂红3B、曙红色淀、罗丹明色淀B、和茜素色淀等缩合偶氮化合物,二酮吡咯并吡咯化合物,蒽醌,喹吖啶酮化合物,碱性染料色淀化合物,萘酚化合物,苯并咪唑酮化合物,硫靛化合物,和苝化合物。红色颜料的具体实例包括以下颜料。
C.I.颜料红2,3,5,6,7,23,48:2,48:3,48:4,57:1,81:1,122,144,146,166,169,177,184,185,202,206,220,221,254。
蓝色颜料的实例包括例如碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、无金属酞菁蓝、酞菁蓝部分氯化物、坚牢天蓝和阴丹士林蓝BG等铜酞菁化合物及其衍生物,蒽醌化合物,和碱性染料色淀化合物。蓝色颜料的具体实例包括以下颜料。
C.I.颜料蓝1,7,15,15:1,15:2,15:3,15:4,60,62,66。
黑色颜料的实例包括炭黑和苯胺黑。这些着色剂可以单独使用或以组合使用,并且进一步以固溶体状态使用。
着色剂的含量相对于100.0质量份粘结剂树脂或聚合性单体优选为3.0至15.0质量份。
在本发明中,调色剂基材可以包含电荷控制剂。作为电荷控制剂,可以使用已知的电荷控制剂。特别地,具有高的充电速度并且能够稳定地维持恒定的带电量的电荷控制剂是优选的。
控制调色剂颗粒以具有负带电性的电荷控制剂的实例包括以下物质。
作为有机金属化合物和螯合物,单偶氮金属化合物、乙酰丙酮金属化合物、芳香族羟基羧酸、芳香族二羧酸、羟基羧酸系金属化合物和二羧酸系金属化合物。其它实例包括芳香族羟基羧酸、芳香族单羧酸和多羧酸及其金属盐、酸酐或酯类,和例如双酚等酚衍生物类。此外,实例包括脲衍生物,含金属的水杨酸系化合物、含金属的萘甲酸系化合物、硼化合物、季铵盐和杯芳烃。
另一方面,控制调色剂颗粒以具有正带电性的电荷控制剂的实例包括以下物质。苯胺黑和用脂肪酸金属盐改性的苯胺黑改性产物;胍化合物;咪唑化合物;季铵盐例如三丁基苄基1-羟基-4-萘磺酸铵(tributylbenzylammonium1-hydroxy-4-naphthosulfonate)和四丁基四氟硼酸铵及其类似物,包例如鏻盐等鎓盐及其色淀颜料;三苯基甲烷染料及其色淀颜料(色淀化剂可以包括磷钨酸、磷钼酸、磷钨钼酸、鞣酸、月桂酸、没食子酸、铁氰化物和亚铁氰化物);高级脂肪酸的金属盐;和树脂系电荷控制剂。
可以单独包含这些电荷控制剂,或者可以组合包含其两种以上。这些电荷控制剂的添加量相对于100.00质量份聚合性单体优选为0.01至10.00质量份。
接下来,将描述本发明中使用的外部添加剂A。
作为用于生产本发明中使用的外部添加剂A的方法,可以使用任何方法,但是溶胶-凝胶法是优选的。以下将描述用于通过溶胶-凝胶法生产二氧化硅颗粒的方法。
首先,使烷氧基硅烷在存在水的有机溶剂中催化水解和缩合以获得二氧化硅溶胶悬浮液。然后,将溶剂从二氧化硅溶胶悬浮液中除去,并且将二氧化硅溶胶悬浮液干燥以获得二氧化硅细颗粒。
通过溶胶-凝胶法获得的二氧化硅颗粒的长径可以通过水解/缩合反应步骤中的反应温度,烷氧基硅烷的滴加速度,水、有机溶剂和催化剂的重量比,和搅拌速度来控制。
由此获得的二氧化硅颗粒通常是亲水性的并且包括很多表面硅烷醇基团。因此,当使用二氧化硅颗粒作为调色剂的外部添加剂时,优选使二氧化硅颗粒的表面疏水化。
疏水化处理方法的实例包括将溶剂从二氧化硅溶胶悬浮液中除去并且将二氧化硅溶胶悬浮液干燥、然后用疏水化剂来处理干燥产物的方法,和将疏水化剂直接添加至二氧化硅溶胶悬浮液中并且在干燥的同时处理二氧化硅溶胶悬浮液的方法。从控制粒度分布的半值宽度和控制饱和水分吸附量的观点,直接将疏水化剂添加至二氧化硅溶胶悬浮液中的技术是优选的。
疏水化方法的实例包括使用与二氧化硅反应或物理吸附二氧化硅的有机硅化合物进行化学处理的方法。作为优选的方法,使用有机硅化合物来处理通过硅卤化合物的气相氧化生成的二氧化硅。
此类有机硅化合物的实例包括以下化合物。
六甲基二硅氮烷、三甲基硅烷、三甲基氯硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、烯丙基二甲基氯硅烷、烯丙基苯基二氯硅烷、苄基二甲基氯硅烷。
此外,实例包括溴甲基二甲基氯硅烷、α-氯乙基三氯硅烷、β-氯乙基三氯硅烷、氯甲基二甲基氯硅烷、三有机甲硅烷基硫醇、三甲基甲硅烷基硫醇、和三有机甲硅烷基丙烯酸酯。
此外,实例包括乙烯基二甲基乙酰氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、和1-六甲基二硅氧烷。
此外,实例包括1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1,3-二苯基四甲基二硅氧烷、和每分子具有2至12个硅氧烷单元并且每个作为位于末端的单元的Si具有一个羟基的二甲基聚硅氧烷。
这些化合物单独使用,或者使用其两种以上的混合物。
在硅油处理的二氧化硅中,优选使用在25℃下的粘度为30至1000mm2/s的硅油。
硅油的实例包括二甲基硅油、甲基苯基硅油、α-甲基苯乙烯改性硅油、氯苯基硅油和氟改性硅油。
硅油处理方法的实例包括以下方法。
使用例如FM混合机等混合机将用硅烷偶联剂处理的二氧化硅与硅油直接混合的方法。
将硅油喷雾至作为基材的二氧化硅上的方法。可选地,将硅油溶解或分散在适当的溶剂中、然后添加二氧化硅并且进行混合、并且除去溶剂的方法。
在硅油处理的二氧化硅中,更优选在用硅油处理之后在非活性气体中将二氧化硅加热至200℃以上(更优选250℃以上)的温度以使二氧化硅的表面上的涂层稳定化。
此外,可以对二氧化硅颗粒进行破碎处理,从而促进二氧化硅细颗粒在调色剂颗粒的表面上的单分散或者使得二氧化硅细颗粒发挥稳定的间隔物效果。
本发明中使用的外部添加剂B的长径为5至40nm。用于生产外部添加剂B的方法的实例包括用于湿式二氧化硅的沉降法和溶胶-凝胶法以及用于干式二氧化硅的爆燃法和气相法。优选的是,外部添加剂B为干式二氧化硅。
干式二氧化硅优选由硅卤化合物等作为原料来制成。
使用四氯化硅作为硅卤化合物,但是也可以使用单独的例如甲基三氯硅烷和三氯硅烷等硅烷类或者四氯化硅和硅烷类的混合物作为原料。
优选在原料蒸发之后通过其中使原料与作为中间体生成的水在氢氧焰中反应的所谓的火焰水解反应来获得目标二氧化硅。
例如,利用四氯化硅气体在氧气和氢气中的热分解氧化反应,并且反应式如下。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
下文中,将描述用于生产干式二氧化硅的方法。
将氧气供给至燃烧器,并且将点火用燃烧器点燃。此后,将氢气供给至燃烧器以形成火焰,并且将作为原料的四氯化硅投入至火焰中以气化。接下来,至少进行火焰水解反应以回收生成的二氧化硅粉末。
二氧化硅粉末的平均粒径可以通过适当地改变四氯化硅流量、氧气供给流量、氢气供给流量和二氧化硅在火焰中的滞留时间来调整。
此外,还优选对外部添加剂B进行与外部添加剂A的表面处理相同的表面处理。
接下来,将描述本发明的显影辊。
图1A为具有作为导电性基体的导电性轴芯体2和该基体的外周面上的表面层1的辊形状的电子照相构件(显影辊)的周向截面图。图1B为具有作为导电性基体的轴芯体2和在表面层1与轴芯体2之间的中间层3的辊形状的电子照相构件(显影辊)的周向截面图。中间层3不限于单层,并且可以由多个层构成。例如,在非磁性单一组分接触显影工序中,适当地使用表面层1设置在其中中间层3层叠在轴芯体2上的导电性基体上的显影构件。
[导电性基体]
作为导电性基体,可以使用圆柱状或中空圆筒状导电性轴芯体、或者在此类轴芯体上进一步设置有一个以上的导电性中间层的导电性基体。轴芯体具有圆柱形状或中空圆筒形状,并且由以下导电性材料制成。金属或合金例如铝、铜合金或不锈钢;镀覆有铬或镍的铁;导电性合成树脂。为了改善与轴芯体2的外周上的中间层3和表面层1等的粘接性的目的,还可以将已知的粘接剂涂布至轴芯体2的表面。
如上所述,在非磁性单一组分接触显影工序中,适当地使用其中中间层3层叠在轴芯体2与表面层1之间的显影构件。中间层对显影构件赋予硬度和弹性,以使显影构件以适当的辊隙宽度和辊隙压力压向图像载体,从而可以将调色剂供给至形成在图像载体的表面上的静电潜像而不会过量或不足。
中间层通常优选由橡胶材料的成形体形成。橡胶材料的实例包括以下材料。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的氢化物、和聚氨酯橡胶。这些材料可以单独使用,或者其两种以上可以组合使用。其中,即使在另一构件(例如调色剂调节构件)长期抵接时也几乎不引起压缩永久变形的硅橡胶是特别优选的。硅橡胶的具体实例包括加成固化性硅橡胶的固化产物。
中间层可以为通过在橡胶材料中配混例如电子导电性物质或离子导电性物质等导电性赋予剂而获得的中间层。将中间层的体积电阻率调整为优选103至1011Ωcm,并且更优选104至1010Ωcm。
电子导电性物质的实例包括以下物质。炭黑例如导电性碳、橡胶用碳和彩色(墨)用碳;例如,导电性炭黑例如科琴黑EC和乙炔黑;橡胶用碳,例如SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT和MT;进行了氧化处理的彩色(墨)用碳;金属例如铜、银和锗及其金属氧化物。其中,导电性碳[导电性碳、橡胶用碳、彩色(墨)用碳]由于容易以较少的量来控制导电性而是优选的。
离子导电性物质的实例包括以下物质。无机离子导电性物质例如高氯酸钠、高氯酸锂、高氯酸钙和氯化锂;有机离子导电性物质例如改性脂肪族二甲基乙基硫酸铵和硬脂酰乙酸铵。
这些导电性赋予剂以调整中间层以使其具有如上所述适当的体积电阻率所需的量使用,并且通常以相对于100质量份粘结剂树脂在0.5至50质量份的范围内的量使用。
根据需要,中间层可以进一步包含各种添加剂例如增塑剂、填料、扩链剂、硫化剂、硫化助剂、交联助剂、固化抑制剂、抗氧化剂、防老剂和加工助剂。填料的实例包括二氧化硅、石英粉末和碳酸钙。这些任选组分以不抑制中间层的功能的量配混。
中间层具有显影构件所需的弹性,并且Asker C硬度优选为20至100度,并且厚度优选为0.3至6.0mm。
用于中间层的各材料可以使用例如单轴连续混炼机、双轴连续混炼机、双辊、捏合混合机或三元混合机(trimix)等动态混合装置或者例如静态混合机等静态混合装置来混合。
对用于在轴芯体上形成中间层的方法没有特别限制,并且其实例包括模压成形法、挤出成形法、注射成形法和涂布成形法。作为模压成形法,例如,可以指以下方法,在所述方法中,首先,将用于将轴芯体保持在模具内的零件(piece)固定至圆筒状模具的两端,并且在零件中形成注入口。接下来,将轴芯体配置在模具内,将用于中间层的材料从注入口注入,然后在使该材料固化的温度下加热模具,并且将所得产物脱模。挤出成形法的实例包括以下方法,在所述方法中,使用十字头型挤出机将轴芯体和用于中间层的材料一起挤出,并且使该材料固化以在轴芯体周围形成中间层。
还可以通过例如表面研磨、电晕处理、火焰处理或准分子处理等表面改性方法来对中间层的表面来改性,从而提高与表面层的密着性。
[表面层]
表面层为设置在电子照相构件(显影辊)的最外表面上的单层,并且在辊形状的构件的情况下设置在最外周面上。可以在轴芯体上直接形成表面层,但是也可以在其中轴芯体上设置有中间层的基体的外周面上形成表面层。表面层包含粘结剂树脂。粘结剂树脂优选包含交联的聚氨酯树脂。
[用于形成表面层的方法]
可以通过以下步骤来形成本实施方案的表面层。
在导电性基体上形成包含交联的聚氨酯树脂作为粘结剂树脂的树脂层的步骤;
用液状丙烯酸系单体浸渍该树脂层的外表面的步骤;和
使浸渍的丙烯酸系单体固化的步骤。
对包含交联的聚氨酯树脂的树脂层的形成没有特别限制,但是优选为液状涂料的涂布成形法。例如,可以通过使用于树脂层的各材料在溶剂中分散并且混合以形成涂料、将涂料涂布至导电性基体上并且使涂料干燥固化或加热固化来形成树脂层。作为溶剂,从与作为交联的聚氨酯树脂的原料的多元醇或异氰酸酯化合物的相容性的观点,极性溶剂是优选的。极性溶剂的实例包括例如甲醇、乙醇和正丙醇等醇类,例如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮等酮类,和例如乙酸甲酯和乙酸乙酯等酯类。在这些溶剂中,可以使用与任何其它材料具有良好的相容性的一种溶剂或两种以上溶剂的混合物。此外,形成涂料时的固成分可以通过溶剂的混合量来自由调整,但是从随后将描述的使例如炭黑等电子导电性物质均一地分散的观点,优选为20质量%至40质量%。对于分散和混合,可以使用已知的使用珠的分散设备例如砂磨机、油漆搅拌器、戴诺磨或珠磨机。作为涂布方法,可以利用浸渍涂布、环涂、喷涂或辊涂。
在树脂层中,可以在交联的聚氨酯树脂中配混例如电子导电性物质或离子导电性物质等导电性赋予剂。将表面层的体积电阻率调整为优选103至1011Ωcm,并且更优选104至1010Ωcm。
作为电子导电性物质,可以使用随后将描述的导电性填料,但是导电性碳由于容易以较少的量来控制导电性而是优选的。
离子导电性物质的实例包括以下物质。无机离子导电性物质例如高氯酸钠、高氯酸锂、高氯酸钙和氯化锂;有机离子导电性物质例如改性脂肪族二甲基乙基硫酸铵和硬脂酰乙酸铵。
这些导电性赋予剂以调整表面层以使其具有如上所述适当的体积电阻率所需的量使用,并且通常以相对于100质量份粘结剂树脂在0.5至50质量份的范围内的量使用。
接下来,用液状丙烯酸系单体浸渍如上所述形成的树脂层。液状丙烯酸系单体可以作为浸渍处理液原样浸渍或者用各种溶剂中的任意者适当地稀释。通过用各种溶剂中的任意者来适当地稀释液状丙烯酸系单体,获得具有更均一的表面组成的表面层。可以自由选择溶剂,只要其满足与树脂层的亲和性和丙烯酸系单体的溶解性二者即可。溶剂的实例包括例如甲醇、乙醇和正丙醇等醇类,例如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮等酮类,和例如乙酸甲酯和乙酸乙酯等酯类。此外,可以在浸渍处理液中适当地配混聚合引发剂。随后将描述聚合引发剂的细节。对浸渍处理液的浸渍方法没有特别限制,但是可以使用浸渍涂布、环涂、喷涂或辊涂。
可以通过使用浸渍处理液以该方式来进行浸渍处理、然后使丙烯酸系单体聚合和固化来形成表面层。对聚合和固化方法没有特别限制,并且可以使用已知的方法。方法的具体实例包括例如热固化和紫外线照射等方法。
通过这样的步骤,将交联的丙烯酸系树脂以使树脂彼此缠结的方式引入至树脂层的交联的聚氨酯树脂的网状结构中。在该情况下,丙烯酸系单体进入交联的聚氨酯树脂的各三维网状结构之间并且聚合以形成交联的丙烯酸系树脂的网状结构。由此获得的表面层的膜厚度为1.1μm以上从而满足上式(1)和(2)的要求,并且从膜强度的观点,优选为1.4μm以上,更优选2.0μm以上。对表面层的膜厚度的上限没有特别设定,但是从在其上形成有中间层的基体上形成单层的表面时的柔软性的观点,为200.0μm以下,优选160.0μm以下,并且更优选150.0μm以下。
[交联的聚氨酯树脂]
表面层包含交联的聚氨酯树脂作为粘结剂树脂。交联的聚氨酯树脂由于在柔软性和强度方面优异而适合作为粘结剂树脂。可以由多元醇和异氰酸酯以及根据需要的扩链剂获得聚氨酯树脂。作为聚氨酯树脂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。作为聚氨酯树脂的原料的异氰酸酯的实例包括以下异氰酸酯。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)、苯二甲基二异氰酸酯(XDI)、四甲基苯二甲基二异氰酸酯(TMXDI)、环己烷二异氰酸酯、及其混合物。作为聚氨酯树脂的原料的扩链剂的实例包括例如乙二醇、1,4-丁二醇和3-甲基戊二醇等双官能低分子量二醇,例如三羟甲基丙烷等三官能低分子量三醇,及其混合物。此外,可以使用在末端具有异氰酸酯基的预聚物型异氰酸酯化合物,所述预聚物型异氰酸酯化合物通过使如上所述的各种异氰酸酯化合物中的任意者与各种多元醇中的任意者以其中异氰酸酯基过量的状态预先反应来获得。作为这些异氰酸酯化合物,可以使用通过用例如MEK肟等各种封端剂中的任意者将异氰酸酯基封端而获得的材料。
即使在使用任意材料时,也可以通过借助加热使多元醇与异氰酸酯反应而获得聚氨酯树脂。此外,当多元醇和异氰酸酯中的任一者或二者具有支链结构并且官能团数为3个以上时,所得聚氨酯树脂成为交联的聚氨酯树脂。
[交联的丙烯酸系树脂]
交联的丙烯酸系树脂具有高强度,但是在单独使用时可能会硬并且脆。因此,当使用交联的丙烯酸系树脂作为用于电子照相构件(显影辊)的表面层的单独的膜时,由于其脆性而很可能由于由摩擦导致的刮擦导致产生划痕。此外,由于交联的丙烯酸系树脂是坚硬的,因此调色剂上的负荷倾向于增大,这可能会导致成膜。另一方面,在通过用丙烯酸系树脂浸渍作为粘结剂树脂的交联的聚氨酯树脂而形成的网状结构中,在表面层的最外表面附近几乎不显示硬度和脆性,并且可以在保持柔软性的同时赋予高强度。
通过丙烯酸系单体的聚合来形成交联的丙烯酸系树脂。本文中提及的丙烯酸系单体不仅意指丙烯酸系单体还意指甲基丙烯酸系单体。即,通过丙烯酸系单体和甲基丙烯酸系单体中的任一者或二者的聚合来形成交联的丙烯酸系树脂。这里使用的丙烯酸系单体的种类包括具有多个丙烯酰基或甲基丙烯酰基作为官能团以形成交联结构的多官能单体。另一方面,当存在四个以上的官能团时,丙烯酸系单体的粘度显著提高,使得丙烯酸系单体难以浸渍至由交联的聚氨酯树脂形成的树脂层的表面中。因此,丙烯酸系单体优选为一个分子中存在的丙烯酰基和甲基丙烯酰基的总数为两个或三个的单体,并且更优选丙烯酰基和甲基丙烯酰基的总数为两个的双官能丙烯酸系单体。此外,可以根据需要组合单官能单体。
丙烯酸系单体的分子量优选在200至750的范围内。
如上所述,使用丙烯酸系单体来浸渍包含交联的聚氨酯树脂的树脂层。出于该目的,其具有适当的粘度。即,难以在高粘度下进行浸渍,并且难以在低粘度下控制浸渍状态。因此,丙烯酸系单体的粘度优选在25℃下为5.0至140mPa·s。
对丙烯酸系单体的聚合方法没有特别限制,并且可以使用已知的方法。方法的具体实例包括加热和紫外线照射。
对于各聚合方法,可以使用已知的自由基聚合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过氧化物,例如过氧化新癸酸3-羟基-1,1-二甲基丁酯、过氧化新癸酸α-枯基酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化二戊酸叔丁酯、过氧化正辛酸叔戊酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化二枯基、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、1,1-二(过氧化叔丁基)环己烷、和正丁基-4,4-二(过氧化叔丁基)戊酸酯;和
偶氮化合物,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-甲腈)、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)。
在通过紫外线照射而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-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-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)-苯基膦氧化物、和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基膦氧化物。
这些聚合引发剂可以单独使用,或者其两种以上可以组合使用。
此外,当用于形成特定的树脂的化合物(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,聚合引发剂的配混量优选为0.5至10质量份。
作为加热装置和紫外线照射装置,可以适当地使用已知的装置。作为发射紫外线的光源,例如,可以使用LED灯、高压汞灯、金属卤化物灯、氙灯或低压汞灯等。聚合时所需的累积光量可以根据要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。
接下来,将描述本发明的感光构件。
在根据本发明的电子照相感光构件的表面层中,包含电荷输送物质的表面层优选包含聚酯树脂或聚碳酸酯树脂,并且聚酯树脂优选具有由通式(I)和(II)表示的结构。
在通式(I)中,X1表示单键、氧原子、烷叉基(alkylidene group)或环烷叉基(cycloalkylidene group)。R11至R18各自独立地表示氢原子或烷基。
由X1表示的烷叉基的实例包括甲叉基、乙叉基、丙叉基、丁叉基、戊叉基和己叉基。
由X1表示的环烷叉基的实例包括环丙叉基、环丁叉基、环戊叉基、环己叉基、环庚叉基、环辛叉基、环壬叉基、环癸叉基、环十一烷叉基和环十二烷叉基。
由R11至R18表示的烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基和异丁基。
在通式(II)中,X2表示二价基团。
由X2表示的二价基团的实例包括源自亚苯基、萘和联苯基的二价基团以及源自联苯基醚的二价基团。
由通式(I)表示的结构的实例包括由下式(I-1)至(I-10)表示的结构。在这些结构中,由式(I-1)、式(I-2)、式(I-3)和式(I-4)表示的结构中的至少一者是优选的。
由通式(II)表示的结构的实例包括源自例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、联苯基二羧酸、脂肪族二羧酸和萘二羧酸等二羧酸的结构。其具体实例包括以下结构实例。
其中,优选包含由式(II-1)、式(II-2)和式(II-3)表示的结构中的至少一者。
[电子照相感光构件的表面层的马氏硬度]
电子照相感光构件的表面层的马氏硬度的测量位置总计10个位置,具体为通过将电子照相感光构件的长度方向等分为10份而获得的各区域中的任意1个位置。电子照相感光构件的表面层的马氏硬度可以通过使用微小硬度测量装置(商品名:PICODENTOR HM500,由FISCHER INSTRUMENTS K.K制造)来测量。可以在温度为25℃且相对湿度为50%的环境下,将四角锥型金刚石压头施加至测量部位以在下式(1)的压入速度条件下测量马氏硬度。
dF/dt=14mN/10s····(1)
其中F表示力,并且t表示时间。在电子照相感光构件的表面层的评价中,从测量结果中提取在将压头以7mN的力推压时的硬度,并且将在10个位置测量的值取平均以获得马氏硬度的平均值(HMD)。
[电子照相感光构件]
根据本发明的电子照相感光构件具有支承体和感光层,并且具有包含电荷输送物质和树脂的表面层。将电子照相感光构件的感光层主要分类为(1)层叠型感光层和(2)单层型感光层。(1)层叠型感光层包括包含电荷产生物质的电荷产生层和包含电荷输送物质的电荷输送层。(2)单层型感光层具有同时包含电荷产生物质和电荷输送物质二者的感光层。在根据本发明的电子照相感光构件中,当感光层为(1)层叠型感光层时,电荷输送层用作表面层,并且当感光层为(2)单层型感光层时,感光层用作表面层。
用于生产电子照相感光构件的方法的实例包括其中制备随后将描述的各层用的涂布液、以期望的层的顺序涂布并且干燥的方法。此时,涂布液的涂布方法的实例包括浸渍涂布法、喷涂法、帘式涂布法和旋涂法。其中,从效率性和生产性的观点,浸渍涂布法是优选的。
以下将描述各层。
<导电层>
在根据本发明的电子照相感光构件中,可以在支承体上设置导电层。当设置导电层时,导电层可以遮蔽支承体的表面上的划痕和凹凸,并且可以控制光在支承体的表面上的反射。
导电层优选包含导电性颗粒和树脂。
导电性颗粒的材料的实例包括金属氧化物、金属和炭黑。
金属氧化物的实例包括氧化锌、氧化铝、氧化铟、氧化硅、氧化锆、氧化锡、氧化钛、氧化镁、氧化锑和氧化铋。金属的实例包括铝、镍、铁、镍铬合金、铜、锌和银。
其中,优选使用金属氧化物作为导电性颗粒,并且特别地,更优选使用氧化钛、氧化锡或氧化锌。
当使用金属氧化物作为导电性颗粒时,金属氧化物的表面可以用硅烷偶联剂等来处理,或者金属氧化物可以掺杂有例如磷或铝等元素或其氧化物。
此外,导电性颗粒可以具有包括核颗粒和覆盖颗粒的涂层的层叠构造。核颗粒的实例包括氧化钛、硫酸钡和氧化锌。涂层的实例包括例如氧化锡等金属氧化物。
当使用金属氧化物作为导电性颗粒时,其体积平均粒径优选为1至500nm,并且更优选3至400nm。
树脂的实例包括聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、丙烯酸系树脂、硅酮树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂和醇酸树脂。
导电层可以进一步包含例如硅油、树脂颗粒或氧化钛等遮蔽剂。
导电层的平均膜厚度优选为1至50μm,并且特别优选3至40μm。
可以通过制备包含上述各材料和溶剂的导电层用涂布液、形成由涂布液制成的涂膜并且将涂膜干燥来形成导电层。用于涂布液的溶剂的实例包括醇系溶剂、亚砜系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。用于将导电性颗粒分散在导电层用涂布液中的分散方法的实例包括使用油漆搅拌器、砂磨机、球磨机和液体碰撞型高速分散机的方法。
<底涂层>
在根据本发明的电子照相感光构件中,可以在支承体或导电层上设置底涂层。当设置底涂层时,底涂层可以提高各层之间的粘接功能,并且可以赋予电荷注入阻止功能。
底涂层优选包含树脂。可以通过使包含具有聚合性官能团的单体的组合物聚合来使底涂层形成为固化膜。
树脂的实例包括聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、丙烯酸系树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、聚乙烯基酚醛树脂、醇酸树脂、聚乙烯醇树脂、聚环氧乙烷树脂、聚环氧丙烷树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂和纤维素树脂。
具有聚合性官能团的单体的聚合性官能团的实例包括异氰酸酯基、封端异氰酸酯基、羟甲基、烷基化羟甲基、环氧基、金属醇盐基、羟基、氨基、羧基、硫醇基、酸酐基和碳-碳双键基团。
此外,为了改善电特性的目的,底涂层可以进一步包含电子输送物质、金属氧化物、金属和导电性高分子等。其中,优选使用电子输送物质和金属氧化物。
电子输送物质的实例包括醌化合物、酰亚胺化合物、苯并咪唑化合物、亚环戊二烯基化合物、芴酮化合物、呫吨酮化合物、二苯甲酮化合物、氰基乙烯基化合物、卤代芳基化合物、噻咯化合物和含硼化合物。
可以通过使用具有聚合性官能团的电子输送物质作为电子输送物质并且使电子输送物质与上述具有聚合性官能团的单体共聚来使底涂层形成为固化膜。
金属氧化物的实例包括氧化铟锡、氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化锌、氧化铝和二氧化硅。金属的实例包括金、银和铝。
底涂层可以进一步包含添加剂。
底涂层的平均膜厚度优选为0.1至50μm,更优选0.2至40μm,并且特别优选0.3至30μm。
可以通过制备包含上述各材料和溶剂的底涂层用涂布液、形成由涂布液制成的涂膜并且将涂膜干燥和/或固化来形成底涂层。用于涂布液的溶剂的实例包括醇系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。
<感光层>
(1)层叠型感光层
层叠型感光层包括电荷产生层和电荷输送层。
(1-1)电荷产生层
电荷产生层优选包含电荷产生物质和树脂。
电荷产生物质的实例包括偶氮颜料、苝颜料、多环醌颜料、靛蓝颜料、和酞菁颜料。其中,偶氮颜料和酞菁颜料是优选的。在酞菁颜料中,氧钛酞菁颜料、氯镓酞菁颜料和羟基镓酞菁颜料是优选的。
电荷产生层中的电荷产生物质的含量相对于电荷产生层的总质量优选为40质量%至85质量%,并且更优选60质量%至80质量%。
树脂的实例包括聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、丙烯酸系树脂、硅酮树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇树脂、纤维素树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂和聚氯乙烯树脂。其中,聚乙烯醇缩丁醛树脂是更优选的。
电荷产生层可以进一步包含例如抗氧化剂和紫外线吸收剂等添加剂。添加剂的具体实例包括受阻酚化合物、受阻胺化合物、硫化合物、磷化合物和二苯甲酮化合物。
电荷产生层的平均膜厚度优选为0.1至1μm,并且更优选0.15至0.4μm。
可以通过制备包含以上各材料和溶剂的电荷产生层用涂布液、形成由涂布液制成的涂膜并且将涂膜干燥来形成电荷产生层。用于涂布液中的溶剂的实例包括醇系溶剂、亚砜系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。
电荷输送层包含电荷输送物质和树脂。
电荷输送物质的实例包括多环芳香族化合物、杂环化合物、腙化合物、苯乙烯基化合物、烯胺化合物、联苯胺化合物、三芳基胺化合物和具有源自这些材料的基团的树脂。
电荷输送层中的电荷输送物质的含量相对于电荷输送层的总质量优选为20质量%至60质量%,并且更优选30质量%至50质量%。
电荷输送层中包含的树脂的实例包括聚酯树脂和聚碳酸酯树脂。如上所述,聚酯树脂优选为具有由通式(I)和(II)表示的结构的聚酯树脂,并且聚碳酸酯树脂优选为具有由通式(III)表示的结构的聚碳酸酯树脂。
电荷输送层中电荷输送物质与树脂的含量比(质量比)优选为4:10至20:10,并且更优选5:10至10:10。
可以通过形成通过将电荷输送物质和树脂溶解在溶剂中而制备的电荷输送层用涂布液的涂膜并且将涂膜干燥来形成电荷输送层。用于形成电荷输送层的涂布液中使用的溶剂的实例包括醇系溶剂、亚砜系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃溶剂。
此外,电荷输送层可以包含添加剂例如抗氧化剂、紫外线吸收剂、增塑剂、流平剂、光滑性赋予剂和耐磨耗性改善剂。
添加剂的具体实例包括受阻酚化合物、受阻胺化合物、硫化合物、磷化合物、二苯甲酮化合物、硅氧烷改性树脂、硅油、氟树脂颗粒、聚苯乙烯树脂颗粒、聚乙烯树脂颗粒、氧化铝颗粒和氮化硼颗粒。
电荷输送层的平均膜厚度优选为5至50μm,更优选8至40μm,并且特别优选10至30μm。
可以通过制备包含上述各材料和溶剂的电荷输送层用涂布液、形成由涂布液制成的涂膜并且将涂膜干燥来形成电荷输送层。用于涂布液的溶剂的实例包括醇系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂。在这些溶剂中,醚系溶剂或芳香族烃系溶剂是优选的。
(2)单层型感光层
可以通过制备包含电荷产生物质、电荷输送物质、树脂和溶剂的感光层用涂布液、形成由涂布液制成的涂膜并且将涂膜干燥来形成单层型感光层。作为电荷产生物质、电荷输送物质和树脂,可以使用与针对“(1)层叠型感光层”中的材料所示例的那些材料相同的材料。
单层型感光层的平均膜厚度优选为10至45μm,并且更优选25至35μm。
下文中,将描述根据本发明的各物性值的测量方法。
<SPM弹性模量的测量方法>
首先,在将温度保持在-110℃的状态下,用使用金刚石刀的低温切片机(商品名:EMFC6,由Leica Microsystems制造)将电子照相构件(显影辊)的要测量的截面的区域切成薄片。进一步,由薄片制备尺寸为100μm见方并且沿深度方向的宽度为100μm的样品。图4示出形成在导电性基体45上的表面层44的示意性截面图。在本发明中,如图4中所示,将从表面层44的外表面至0.1μm的深度的区域定义为第1区域41,将从距离外表面1.0μm的深度至1.1μm的深度的区域定义为第2区域42,并且将从距离外表面0.5μm的深度至0.6μm的深度的区域定义为第3区域43。在出现在所制备的样品的截面中的各区域中,测量包含交联的聚氨酯树脂作为粘结剂树脂的基质的弹性模量。对于测量,使用SPM装置(商品名:MFP-3D-Origin,由Oxford Instruments制造)和探针(商品名:AC 160,由Olympus Corporation制造)。此时,测量力曲线10次,排除最大值和最小值,确定在8个点处的算术平均值,并且可以基于赫兹理论来计算弹性模量。将第1区域41、第2区域42和第3区域43中的基质的弹性模量分别定义为E1、E2和E3。
<外部添加剂A和外部添加剂B的长径的测量>
调色剂颗粒的表面的照片使用FE-SEMS-4800(由Hitachi,Ltd.制造)以50,000倍的倍率来拍摄。使用放大的照片来测量外部添加剂的长径,并且将长度为40至400nm的外部添加剂定义为外部添加剂A。将长径为5nm至40nm以下的外部添加剂定义为外部添加剂B。对它们各自进行一百(100)次以上的测量,并且将外部添加剂A的长径的平均值定义为外部添加剂A的平均长径Da,并且将外部添加剂B的长径的平均值定义为外部添加剂B的平均长径Db。
这同样适用于在调色剂颗粒的表面上包含多种外部添加剂的调色剂。当使用S-4800观察反射电子图像时,可以使用例如EDAX等元素分析来识别各细颗粒的元素。此外,可以基于形状特征等选择相同种类的细颗粒。通过对相同种类的细颗粒进行以上测量,可以计算每种细颗粒的长径。
<外部添加剂A在调色剂的表面上的分散度评价指数>
由用于外部添加剂A和外部添加剂B的长径的测量的观察图像,使用图像处理软件“图像J”如下来进行计算。
仅在软件上选择长径为40至400nm的外部添加剂并且将其二值化,计算外部添加剂的个数n及其相对于所有外部添加剂的重心坐标,并且计算各外部添加剂与最接近的外部添加剂之间的距离dnmin。当图像内的外部添加剂之间的最接近距离的平均值为dave时,分散度由下式(2)表示。
通过以上程序来确定50个随机观察到的调色剂的分散度,并且其平均值用作分散度评价指数。
<外部添加剂A和B的覆盖率的测量方法>
本发明中的外部添加剂A和B的覆盖率从由其测定外部添加剂A和B的长径的观察图像测得。由观察到的图像,使用图像处理软件“图像J”如下来进行计算。
通过颗粒分析,仅在软件上选择源自图像中的长径为40至400nm的外部添加剂A的颗粒。接下来,通过测量的设定来显示选择界面的面积。将该值除以整个视野的面积以获得该视野中外部添加剂A的覆盖率。对100个视野进行该测量,并且测得的值的平均值用作外部添加剂A的覆盖率。除了在软件上选择源自图像中的长径为5nm至40nm以下的外部添加剂B的颗粒以外,也以与外部添加剂A的覆盖率相同的方式来确定外部添加剂B的覆盖率。
<外部添加剂A和B的固着率的测量方法>
向100mL离子交换水中添加160g蔗糖(由Kishida Chemical Co.,Ltd.制造)并且置于热水浴中以制备蔗糖浓稠液。在离心管(容量:50ml)中,放入31g蔗糖浓稠液和6mLContminon N(由非离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和有机助洗剂构成的pH 7的精密测量仪器清洗用中性清洁剂的10质量%水溶液;由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)以制备分散液。向该分散液中,添加1.0g调色剂,并且使用刮铲等使调色剂的团块破裂。
使用振荡器将离心管以350spm(每分钟往复次数)振荡20分钟。在振荡之后,将溶液用水平转子用玻璃管(溶剂:50mL)来替换,并且使用离心机(H-9R,由Kokusan Co.,Ltd.制造)以3500rpm分离30分钟。目视确认调色剂与水溶液充分分离,并且使用刮铲等来收集在最上层中分离出的调色剂。将收集的包含调色剂的水溶液通过真空滤器来过滤,然后在干燥器中干燥1小时以上。
使用刮铲将干燥产物压碎,并且以与外部添加剂A和B的长径的测定方法相同的方式使用FE-SEMS-4800(由Hitachi,Ltd.制造)以50,000倍的倍率拍摄调色剂颗粒的表面。此后,以与“外部添加剂A和B的覆盖率的测量方法”中相同的方式来测定水洗操作后外部添加剂A的覆盖率%。接下来,通过将水洗操作后的覆盖率%除以水洗操作前外部添加剂A的覆盖率%来计算固着率%。也可以以相同的方式计算外部添加剂B的覆盖率。
<调色剂的粒径的测量>
使用借助孔电阻法的精密粒度分布测量装置(商品名:Coulter CounterMultisizer 3)和专用软件(商品名:Beckman Coulter Multisizer 3Version 3.51,由Beckman Coulter,Inc.制造)。口径为100μm,并且在25,000个有效测量通道进行测量,并且分析和计算测量数据。作为用于测量的电解质水溶液,可以使用通过将特级氯化钠溶解在离子交换水中以达到浓度为约1质量%而获得的溶液,例如,由Beckman Coulter,Inc.制造的ISOTONII(商品名)。在测量和分析之前,如下来设定专用软件。
在专用软件的“改变标准测量方法(SOM)的界面”上,将控制模式中的总计数设定为50,000个颗粒,将测量次数设定为1次,并且将Kd值设定为使用(标准颗粒(10.0μm),由Beckman Coulter,Inc.制造)获得的值。通过按下阈值/噪声水平测量按钮来自动地设定阈值和噪声水平。此外,将电流设定为1,600μA,将增益设定为2,将电解质溶液设定为ISOTONII(商品名),并且勾选测量后冲洗口管。
在专用软件的“脉冲向粒径的转换设定界面”上,将元件间隔设定为对数粒径,将粒径元件设定为256个粒径元件,并且将粒径范围设定为2至60μm。
具体测量方法如下。
(1)将约200mL电解质水溶液置于Multisizer 3专用的玻璃制250mL圆底烧杯中并且将其置于样品台上,并且以24转/秒逆时针进行搅拌棒的搅拌。然后,通过分析软件的“口管冲洗”功能来除去口管内的污物和气泡。
(2)将约30mL电解质水溶液置于玻璃制100mL平底烧杯中。向水溶液中添加通过将Contaminon N(商品名)(精密测量仪器清洗用中性清洁剂的10质量%水溶液,由Wako PureChemical Industries,Ltd.制造)用离子交换水稀释3质量倍而获得的约0.3mL稀释液。
(3)向电力输出为120W、内置处于相位偏移180度的状态下的2个振荡频率为50kHz的振荡器的超声分散器(商品名:Ultrasonic Dispersion System Tetora 150,由NikkakiBios Co.,Ltd.制造)的水槽中添加预定量的离子交换水和约2mL Contaminon N(商品名)。
(4)将上述(2)中的烧杯设置在超声分散器的烧杯固定孔中,并且启动超声分散器。然后,调整烧杯的高度位置以使烧杯内的电解质水溶液的液面的共振状态最大化。
(5)在用超声波照射上述(4)的烧杯内的电解质水溶液的同时,将约10mg调色剂(颗粒)逐步添加至电解质水溶液中并且使其分散。然后,超声分散处理再持续60秒。在超声分散时,将水槽的水温适当的调整为10至40℃。
(6)使用移液管将其中分散有调色剂(颗粒)的上述(5)中的电解质水溶液滴加至设置在样品台内的上述(1)中的圆底烧杯中,并且将测量浓度调整为约5%。然后,进行测量直至测量颗粒的数量达到50,000个。
(7)使用装置所附的专用软件来分析测量数据以计算重均粒径(D4)。当在专用软件中设定图/体积%时,分析/体积统计值(算术平均)界面上的“平均直径”为重均粒径(D4)。当在专用软件中设定图/个数%时,“分析/个数统计值(算术平均)”界面上的“平均直径”为数均粒径(D1)。
图2为根据本发明的电子照相图像形成设备的示意图,和图3为根据本发明的处理盒的示意图。在图2和图3中,附图标记21表示图像载体(电子照相感光构件),附图标记22表示充电构件,附图标记23表示曝光光,附图标记24表示显影构件,附图标记25表示调色剂供给辊,附图标记26表示显影刮板,附图标记27表示中间转印带,附图标记28表示一次转印构件,附图标记29表示二次转印构件,附图标记30表示清洁构件,附图标记31表示定影装置,和附图标记32表示记录纸的输送途径。
实施例
下文中,将参考实施例和比较例具体地描述本发明,但是不限于这些实施例等。注意,除非另有说明,否则实施例和比较例中记载的“份”和“%”均基于质量。
<调色剂的生产例>
<调色剂颗粒的生产例>
将描述调色剂颗粒的生产例。
[1.粘结剂树脂颗粒分散液的制备]
将89.5份苯乙烯、9.2份丙烯酸丁酯、1.3份丙烯酸和3.2份正月桂基硫醇混合并且溶解。将1.5份NEOGEN RK(由DKS Co.Ltd.制造)在150份离子交换水中的水溶液添加并且分散在该溶液中。在缓慢地搅拌10分钟的同时,进一步添加0.3份过硫酸钾在10份离子交换水中的水溶液。在氮气置换之后,在70℃下进行乳液聚合6小时。在聚合完成之后,将反应液冷却至室温,并且添加离子交换水以获得固成分浓度为12.5质量%并且基于体积的中值粒径为0.2μm的树脂颗粒分散液。
[2.脱模剂分散液的制备]
在385份离子交换水中,使用湿式喷磨机JN 100(由JOKOH CO.,LTD制造)将100份脱模剂(山萮酸山萮酯,熔点:72.1℃)和15份NEOGEN RK混合并且分散约1小时以获得脱模剂分散液。脱模剂分散液的浓度为20质量%。
[3.着色剂分散液的制备]
在885份离子交换水中,使用湿式喷磨机JN 100将100份作为着色剂的炭黑“Nipex35(由Orion Engineered Carbons制造)”和15份NEOGEN RK混合并且分散约1小时以获得着色剂分散液。
[4.调色剂颗粒的制备]
使用均化器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA制造),使265份树脂颗粒分散液、10份蜡分散液和10份着色剂分散液分散。在搅拌的同时将容器内的温度调整至30℃,并且添加1mol/L盐酸以将pH调节至5.0。在将溶液放置3分钟之后,开始使温度升高,并且升高至50℃以生成缔合颗粒。在该状态下,使用“Coulter Counter Multisizer 3”(注册商标,由BeckmanCoulter,Inc.制造)来测量缔合颗粒的粒径。在重均粒径达到6.8μm时的时间点,添加1mol/L氢氧化钠水溶液以将pH调节至8.0,并且颗粒生长停止。
此后,将温度升高至95℃以使缔合颗粒熔合和球形化。当平均圆形度达到0.980时,开始使温度降低,并且降低至30℃以获得调色剂颗粒分散液。
将盐酸添加至获得的调色剂颗粒分散液中以将pH调整至1.5以下,搅拌混合物并且放置1小时,然后使用加压过滤器进行固液分离以获得调色剂滤饼。使用离子交换水将该调色剂滤饼再浆化以再次形成分散液,然后使用上述过滤器进行固液分离。重复再浆化和固液分离直至滤液的电导率达到5.0μS/cm以下,然后最终进行固液分离以获得调色剂滤饼。使用气流干燥机(由Seishin Enterprise Co.,Ltd.制造)来干燥获得的调色剂滤饼。干燥条件为吹入温度为90℃,干燥机出口温度为40℃,并且将调色剂滤饼的供给速度根据调色剂滤饼的水含量调整至在该供给速度下出口温度不偏离40℃的速度。此外,使用利用附壁效应的多级分级器来切割微粗粉以获得调色剂颗粒。
<二氧化硅颗粒1的生产例>
在装配有搅拌机、滴液漏斗和温度计的3升玻璃制反应器中,添加589.6g甲醇、42.0g水和47.1g 28质量%氨水并且将其混合。将获得的溶液调整至温度为35℃,并且在搅拌时同时,同时添加1100.0g(7.23mol)四甲氧基硅烷和395.2g 5.4质量%的氨水。分别经6小时和5小时滴加四甲氧基硅烷和氨水。在完成滴加之后,搅拌再持续0.5小时以进行水解,由此获得亲水性球状溶胶-凝胶二氧化硅细颗粒的甲醇-水分散液。随后,将酯适配器和冷却管连接至玻璃制反应器,并且使分散液在80℃下、在减压下充分干燥。以上步骤进行数十次,并且使用粉碎机(由Hosokawa Micron Corporation制造)对获得的二氧化硅颗粒进行破碎处理。
此后,将500g二氧化硅颗粒加入至内容积为1000ml的聚四氟乙烯内筒式不锈钢高压釜中。在用氮气置换高压釜的内部之后,在使连接至高压釜的搅拌刮板以400rpm旋转的同时,将0.5g HMDS(六甲基二硅氮烷)和0.1g水用双流体喷嘴来雾化并且喷雾至二氧化硅粉末上以使其均匀。在搅拌30分钟之后,将高压釜密闭并且在200℃下加热2小时。随后,在加热以脱氨的同时,使体系的内部减压,由此获得二氧化硅颗粒中间体1。
通过使用30份二甲基硅油对100份二氧化硅颗粒中间体进行疏水化处理来获得二氧化硅颗粒1。表1示出二氧化硅颗粒1的物性。
<调色剂1的生产例>
混合步骤1
在FM混合机(FM 10C型,由NIPPON COKE&ENGINEERING CO.,LTD制造)的夹套内的水温稳定在25℃±1℃的状态下,加入100份调色剂颗粒和0.75份二氧化硅颗粒1。以旋转叶片的旋转速度为400rpm开始混合,并且在控制夹套内的水温和流量以使槽内温度稳定在25℃±1℃的同时,进行混合2分钟。
混合步骤2
在混合步骤1之后,在FM混合机的夹套内的水温稳定在40℃±1℃的状态下,添加1.5份二氧化硅颗粒9。以旋转叶片的旋转速度为3,600rpm开始混合,并且在控制夹套内的水温和流量以使槽内温度稳定在40℃±1℃的同时,进行混合10分钟。
混合步骤3
在混合步骤2之后,在FM混合机的夹套内的水温稳定在25℃±1℃的状态下,添加0.75份二氧化硅颗粒1。以旋转叶片的旋转速度为800rpm开始混合,在控制夹套内的水温和流量以使槽内温度稳定在25℃±1℃的同时,进行混合10分钟,然后使用开口为75μm的筛网进行筛分以获得调色剂1。调色剂1的生产条件在表2中示出,并且其物性在表3中示出。
<二氧化硅颗粒2的生产例>
在二氧化硅颗粒1的生产例中,将最初使用的甲醇的量改变为491.3g。此外,将四甲氧基硅烷的滴加时间改变为7小时,并且将5.4质量%的氨水的滴加时间改变为6小时。通过这样的操作来调整二氧化硅颗粒的长径。此外,在进行使用HMDS的表面处理以使碳量与二氧化硅颗粒中间体1的碳量相同时,调整HMDS和水的量。除了以上变化以外,以与二氧化硅颗粒1相同的方式来获得二氧化硅颗粒2。获得的二氧化硅颗粒2的物性在表1中示出。
<二氧化硅颗粒3、5和7的生产例>
在二氧化硅颗粒1的生产例中,将最初使用的甲醇的量分别改变为634.0g、842.1g和883.5g。此外,将四甲氧基硅烷的滴加时间分别改变为7小时、6小时和5小时,并且将5.4质量%的氨水的滴加时间分别改变为6小时、5小时和4小时。通过这样的操作来调整二氧化硅颗粒的长径。此外,在进行使用HMDS的表面处理以使碳量与二氧化硅颗粒中间体1的碳量相同时,调整HMDS和水的量。除了以上变化以外,以与二氧化硅颗粒1相同的方式来获得二氧化硅颗粒3、5和7。获得的二氧化硅颗粒3、5和7的物性在表1中示出。
<二氧化硅颗粒4和6的生产例>
在二氧化硅颗粒1的生产例中,将最初使用的甲醇的量分别改变为405.5g和385.5g。此外,在每种情况下将四甲氧基硅烷的滴加时间改变为7小时,并且在每种情况下将5.4质量%的氨水的滴加时间改变为6小时。通过这样的操作来调整二氧化硅颗粒的长径。此外,在进行使用HMDS的表面处理以使碳量与二氧化硅颗粒中间体1的碳量相同时,调整HMDS和水的量。除了以上变化以外,以与二氧化硅颗粒1相同的方式来获得二氧化硅颗粒4和6。获得的二氧化硅颗粒4和6的物性在表1中示出。
<二氧化硅颗粒8的生产例>
在二氧化硅颗粒1的生产例中,将最初使用的甲醇的量改变为382.7g。此外,将所使用的氨水的量改变为37.1g 28质量%的氨水。此外,在每种情况下将四甲氧基硅烷的滴加时间改变为7小时,并且在每种情况下将5.4质量%的氨水的滴加时间改变为6小时。通过这样的操作来调整二氧化硅颗粒的长径。此外,在进行使用HMDS的表面处理以使碳量与二氧化硅颗粒中间体1的碳量相同时,调整HMDS和水的量。除了以上变化以外,以与二氧化硅颗粒1相同的方式来获得二氧化硅颗粒8。获得的二氧化硅颗粒8的物性在表1中示出。
<二氧化硅颗粒9和10的生产例>
在二氧化硅颗粒1的生产例中,将最初使用的甲醇的量分别改变为1020.0g和980.0g。此外,将四甲氧基硅烷的滴加时间分别改变为4小时和3小时,并且将5.4质量%的氨水的滴加时间分别改变为3.5小时和3小时。通过这样的操作来调整二氧化硅颗粒的长径。此外,在进行使用HMDS的表面处理以使碳量与二氧化硅颗粒中间体1的碳量相同时,调整HMDS和水的量。除了以上变化以外,以与二氧化硅颗粒1相同的方式来获得二氧化硅颗粒9和10。获得的二氧化硅颗粒9和10的物性在表1中示出。
<调色剂2至20的生产例>
除了表2中示出的生产条件和配方以外,根据调色剂1的生产例来制备调色剂2至20。获得的调色剂2至20的物性在表3中示出。
表1
表3
<显影辊1的生产例>
[1.导电性基体的制备]
将底漆(商品名:DY35-051,由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)涂布至外径为6mm且长度为270mm的由SUS 304制成的芯金属,并且在150℃的温度下加热20分钟。将芯金属同心地设置在内径为12.0mm的圆筒状模具内。
作为中间层的材料,将通过使用混炼机(商品名:Trimix TX-15,由InoueMfg.Co.,Ltd.制造)将下表4中示出的材料混合而获得的加成型硅橡胶组合物注入至加热至温度为115℃的模具内。在注入材料之后,使混合物在120℃的温度下加热成形10分钟,并且将所得产物冷却至室温,然后从模具中脱模以获得具有形成在芯金属的外周上的厚度为3.0mm的中间层的导电性基体(弹性辊)。
表4
[表面层的形成]
在表面层的形成中,首先,形成树脂层。作为树脂层的材料,将下表5中的除了粗糙度形成颗粒以外的材料搅拌和混合。此后,将混合物溶解在甲基乙基酮(由KishidaChemical Co.,Ltd.制造)中以达到固成分浓度为30质量%、混合,然后使用砂磨机均匀地分散。将甲基乙基酮添加至该混合液中以将固成分浓度调整至25质量%,并且将表4中粗糙度形成颗粒一栏中示出的材料添加至其中并且使用球磨机来搅拌和分散以获得树脂层用涂料1。以使树脂层的膜厚度为约15μm的方式将弹性辊浸渍在涂布用涂料中。此后,将涂膜在135℃的温度下加热60分钟以干燥,并且固化以形成树脂层。
表5
随后,使用丙烯酸系单体的浸渍和固化处理通过以下方法来进行。作为用于浸渍处理的浸渍处理液的材料,将下表6中示出的材料溶解并且混合。将其上形成有树脂层的弹性辊在浸渍处理液中浸渍2秒以处理,由此使用丙烯酸系单体组分来浸渍弹性辊。此后,在常温下进行风干30分钟,并且在90℃下进行干燥1小时以使溶剂挥发。在使干燥后的弹性辊旋转的同时使用紫外线进行照射以使累积光量为15,000mJ/cm2,从而使丙烯酸系单体固化,由此形成表面层。使用高压汞灯(商品名:Handy Type UV固化装置,由Mario NetworkCo.,Ltd.制造)作为紫外线照射装置。
表6
如下来评价获得的显影辊。
[评价方法]
<SPM弹性模量的测量>
第1区域至第3区域中的弹性模量E1至E3通过上述SPM弹性模量的测量方法来测定。此外,将获得的弹性模量E1和E3代入下式(3)的左侧以获得(E1-E3)/E3的值。结果在表7中示出。
(E1-E3)/E3>1(3)
表7
<显影辊2至8和10的生产例>
以与显影辊1的生产中相同的方式,使用表8中示出的材料来制备各树脂层用涂料,使用表9中示出的材料来制备各浸渍处理液,并且使用表10中示出的树脂层用涂料和浸渍处理液的组合来制备各显影辊。评价结果在表7中示出。
<显影辊9的生产例>
除了使用日本专利申请特开No.2017-049282的实施例中记载的表面改性剂A作为树脂层用涂料的材料,并且使用表8中示出的材料来制备树脂层用涂料以外,使用表9中示出的材料来制备浸渍处理液,并且使用如表10中示出的树脂层用涂料和浸渍处理液的组合来制备显影辊。评价结果在表7中示出。
<显影辊11的生产例>
(比较例5)
获得包含日本专利申请特开No.2007-171666的实施例中记载的光聚合性聚合物A的合成液。具体地,将1.66g(0.36mmol)丙烯酸酯改性硅油(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的“X-22-174DX”)、5.61g(13mmol)丙烯酸2-(全氟己基)乙酯(由DAIKININDUSTRIES,LTD制造的"R-1620")、1.69g(13mmol)甲基丙烯酸2-羟基乙酯(由TokyoChemical Industry Co.,Ltd.制造)、7.37g(73.64mmol)甲基丙烯酸甲酯(由JunseiChemical Co.,Ltd.制造)、1.24g(4mmol)1,1'-偶氮双(1-环己烷羧酸)二甲酯(由FUJIFILMWako Pure Chemical Corporation制造的"VE-73")和75g甲基乙基酮(MEK)加入至100mL反应瓶中,在搅拌的同时用氮气鼓泡5分钟,然后在75℃的内液温度下聚合7小时以生成共聚物。此后,将2.02g(13mmol)甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯(由Showa Denko K.K制造的"Karenz MOI")和0.001g三(2-乙基己酸)铋(由FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制造)添加至该反应瓶中,然后将混合物在75℃的内液温度下搅拌10小时以使共聚物中的基于甲基丙烯酸2-羟基乙酯的聚合单元的羟基与甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯的异氰酸酯基团反应,由此获得包含光聚合性聚合物A的溶液。除了使用该材料作为浸渍处理剂的材料以外,以与实施例1中相同的方式,使用表8中示出的材料来制备树脂层用涂料,使用表9中示出的材料来制备浸渍处理液,并且使用如表10中示出的组合来制备显影辊。评价结果在表7中示出。
表8
*表中的数字表示各材料以质量份计的配混量。
*表中列出的材料如下。
-“PTGL 1000”:产品名;由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造的多元醇
-“PTGL 3500”:产品名;由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造的多元醇
-“MR-400”(“Millionate MR-400”):产品名;由Tosoh Corporation制造的异氰酸酯化合物(聚合MDI)
-“SUNBLACKX 15”(产品名;由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造的炭黑(挥发物含量:2.1%)
-“50HB-100”(NEW POLE 50HB-100):产品名;由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造的一元醇(聚(氧基乙烯氧基丙烯)二醇单丁醚(monool(poly(oxyethyleneoxypropylene)glycol monobutyl ether),分子量Mn=510)
-“TSF 4445”:产品名;由Momentive Performance Materials Japan制造的改性硅酮化合物
-表面改性剂A:日本专利申请特开No.2017-049282的实施例中记载的表面改性剂A
表9
*表中的数字表示各材料以质量份计的配混量。
*表中列出的材料如下。
-EBECRYL 145:由DAICEL-ALLNEX LTD.制造的双官能丙烯酸系单体
-TMPTA:由DAICEL-ALLNEX LTD.制造的三官能丙烯酸系单体
-EBECRYL 11:由DAICEL-ALLNEX LTD.制造的双官能丙烯酸系单体
-季戊四醇三丙烯酸酯:由Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造的三官能丙烯酸系单体
-NK酯9G:由Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造的双官能丙烯酸系单体
-NK酯14G:由Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造的双官能丙烯酸系单体
-光聚合性聚合物A溶液(20质量%溶液):日本专利申请特开No.2007-171666的实施例中记载的光聚合性丙烯酸系聚合物
-EBECRYL 40:由DAICEL-ALLNEX LTD.制造的四官能丙烯酸系单体
-IRGACURE 184:由BASF SE制造的光聚合引发剂
表10
显影辊编号 | 树脂层用涂料 | 浸渍处理液 |
1 | 1 | 1 |
2 | 3 | 2 |
3 | 1 | 5 |
4 | 2 | 1 |
5 | 2 | 2 |
6 | 4 | 1 |
7 | 8 | 1 |
8 | 5 | 3 |
9 | 11 | - |
10 | 4 | 2 |
11 | 4 | 4 |
<感光构件的生产例>
<聚酯树脂1的生产例>
将由下式表示的二羧酸卤化物(29.5g)
溶解在二氯甲烷中以制备酰卤溶液。另外,将24.4g由下式表示的二醇
溶解在10%氢氧化钠水溶液中,添加三丁基苄基氯化铵作为聚合催化剂,并且搅拌混合物以制备二醇化合物溶液。
接下来,在搅拌下将酰卤溶液添加至二醇化合物溶液中以引发聚合。在将反应温度保持在25℃以下的同时,在搅拌下进行聚合3小时。
在聚合反应期间添加对叔丁基苯酚作为聚合调节剂。此后,通过添加乙酸来终止聚合反应,并且重复用水洗涤直至水相变为中性。
在洗涤之后,在搅拌下将二氯甲烷溶液滴加至甲醇中以使聚合物沉淀,并且将聚合物真空干燥以获得聚酯树脂1。表11示出所生产的聚酯的结构和摩尔比。
表11
树脂 | 通式(I)的结构和比率(摩尔比) | 通式(I)的结构和比率(摩尔比) |
聚酯树脂1 | (I-5)/(II-2)=65/35 | (II-1)/(II-2)=70/30 |
聚酯树脂2 | (I-9)/(II-4)=65/35 | (II-2)/(II-3)=50/50 |
聚酯树脂3 | (I-5)/(II-2)=50/50 | (II-1)/(II-2)=70/30 |
<感光构件1的生产例>
使用直径为24mm且长度为257mm的铝筒作为支承体(导电性支承体)。
[导电层]
接下来,将100份氧化锌颗粒(比表面积:15m2/g,平均粒径:70nm,粉末电阻率:3.7×105Ω·cm)与500份甲苯搅拌混合。
向其中添加1.5份作为硅烷偶联剂的N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(商品名:KBM-603,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)。搅拌混合物6小时。
此后,减压蒸馏除去甲苯,并且将混合物在140℃下加热并且干燥6小时以获得用硅烷偶联剂表面处理的氧化锌颗粒。
接下来,将15份作为多元醇树脂的缩丁醛树脂(商品名:BM-1,由SekisuiChemical Co.,Ltd.制造)和15份封端异氰酸酯(商品名:Desmodur BL3175/1,由SumikaBayer Urethane Co.,Ltd.制造)溶解在73.5份甲基乙基酮和73.5份1-丁醇的混合溶剂中。
向该溶液中添加81份用硅烷偶联剂表面处理的氧化锌颗粒、0.8份2,3,4-三羟基二苯甲酮(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)和0.81份辛酸锌(商品名:NikkaOcthix Zinc Zn 8%,由Nippon Chemical Industrial Co.,Ltd.制造),并且将混合物置于使用直径为0.8mm的玻璃珠的砂磨机中并且在23±3℃的气氛下进行分散处理3小时。
在分散处理之后,将0.01份硅油(商品名:SH 28PA,由Dow Corning ToraySilicone Co.,Ltd.制造)和5.6份硅酮树脂颗粒(商品名:Tospearl 145,由GE ToshibaSilicone Co.,Ltd.制造)添加至其中并且搅拌以制备导电层用涂布液。
在支承体上浸渍涂布导电层用涂布液,并且将获得的涂膜在150℃下干燥和热固化30分钟以形成膜厚度为30μm的导电层。
[底涂层]
接下来,作为电荷输送物质,将8.5份由下式表示的化合物:
15份封端异氰酸酯化合物(商品名:SBN-70D,由Asahi Kasei ChemicalsCorporation制造)、0.97份作为树脂的聚乙烯醇树脂(商品名:KS-5Z,由Sekisui ChemicalCo.,Ltd.制造)和0.15份作为催化剂的己酸锌(II)(商品名:己酸锌(II),由MitsuwaChemical Co.,Ltd.制造)溶解在88份1-甲氧基-2-丙醇和88份四氢呋喃的混合溶剂中。
通过由Tokyo Screen Co.,Ltd.制造的尼龙筛网片(产品名:N-No.150T)向该溶液中添加1.8份分散在异丙醇中并且平均一次粒径为9-15nm的二氧化硅浆料(产品名:IPA-ST-UP,由Nissan Chemical Industries,Ltd.制造,固体浓度:15质量%,粘度:9mPa·s),并且将混合物搅拌1小时。此后,使用由ADVANTEC Corporation制造的过滤器(产品名:PF020)来进行加压过滤以制备底涂层用涂布液。
将底涂层用涂布液浸渍涂布在导电层上,并且将获得的涂膜在170℃下加热20分钟并且固化(聚合)以在导电层上形成膜厚度为0.7μm的底涂层。
[电荷产生层]
接下来,将2份聚乙烯醇缩丁醛(商品名:S-LEC BX-1,由Sekisui Chemical Co.,Ltd.制造)溶解在100份环己酮中。
向该溶液中添加4份在CuKα特性X射线衍射中布拉格角2θ±0.2°为7.4°和28.1°处具有强峰的晶体形式的羟基镓酞菁晶体(电荷产生物质)。
将其置于使用直径为1mm的玻璃珠的砂磨机中,并且在23±3℃的气氛下分散1小时。在分散处理之后,将100份乙酸乙酯添加至其中以制备电荷产生层用涂布液。
将电荷产生层用涂布液浸渍涂布在底涂层上,并且将获得的涂膜在90℃下干燥10分钟以形成膜厚度为0.20μm的电荷产生层。
[电荷输送层]
接下来,将7.2份由式(CTM-1)表示的化合物、0.8份由式(CTM-2)表示的化合物和10份在聚酯树脂的生产例中合成的聚酯树脂(1)溶解在33份二甲氧基甲烷、15份邻二甲苯和25份苯甲酸甲酯的混合溶液中以制备电荷输送层用涂布液。
将电荷输送层用涂布液浸渍涂布在电荷产生层上以形成涂膜,并且将获得的涂膜在130℃下干燥30分钟以形成膜厚度为22μm的电荷输送层(表面层)。
以此方式,生产依次具有支承体、导电层、底涂层、电荷产生层和电荷输送层的感光构件1。评价结果在表12中示出。
表12
<感光构件2和3的生产例>
<聚酯树脂2和3的生产例>
在聚酯树脂的生产例中,除了如表10中所示改变所使用的二羧酸卤化物和二醇的种类和量以外,以与聚酯树脂1的生产中相同的方式来生产聚酯树脂。表11示出所生产的聚酯树脂的结构和摩尔比。
<感光构件2的生产例>
除了如表10中所示改变聚酯树脂的种类以外,以与感光构件1的生产中相同的方式来生产感光构件。所生产的电子照相感光构件的细节和评价结果在表12中示出。
<感光构件3的生产例>
除了如下改变电荷输送层的制备方法并且如表10中所示改变聚酯树脂的种类以外,以与感光构件1的生产中相同的过程来生产依次具有支承体、导电层、底涂层、电荷产生层和电荷输送层的感光构件3。所生产的电子照相感光构件的细节和评价结果在表12中示出。
[电荷输送层]
将二氧化硅颗粒(商品名:RX 50,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)(0.1份)添加至9.9份环戊酮的溶液中,并且使用超声分散器经2小时分散以获得10份二氧化硅分散液。
然后,将7.2份由式(CTM-1)表示的化合物、0.8份由式(CTM-3)表示的化合物和10份在聚酯树脂的生产例中合成的聚酯树脂(2)溶解在40份二甲氧基甲烷和50份环戊酮的混合溶液中,并且添加10份二氧化硅分散液以制备电荷输送层用涂布液。
将电荷输送层用涂布液浸渍涂布在电荷产生层上以形成涂膜,并且将获得的涂膜在130℃下干燥30分钟以形成膜厚度为22μm的电荷输送层(表面层)。
<实施例1>
如下来评价调色剂1。评价结果在表13中示出。
在评价中,使用LBP 712Ci(由Canon Inc.制造)的改造机作为评价机。将主体的处理速度修改为300mm/sec。然后,进行必要的调整从而使得能够在这些条件下形成图像。此外,将调色剂从黑色盒中取出,并且取而代之填充300g调色剂1。
(图像评价)
<图像拖尾的评价>
在高温高湿环境(30℃/80%RH)下的图像拖尾通过以下方法来评价。
使用佳能彩色激光复印用纸(A4:81.4g/m2,下文中,除非另有说明,否则均使用该纸)作为评价纸。
在以1%的打印率每天连续供给10,000张纸之后,将纸在机器内放置一天,从而在纸张放置后发生图像拖尾的方面进行比较。作为图像样品,输出一张半色调图像并且评价。每供给10,000张即进行评价,并且评价持续至30,000张。评价标准如下。
(评价标准)
A:不会由于潜像钝化导致在图像边界部出现白点或轮廓模糊
B:在图像的一部分中由于潜像钝化导致在图像边界部出现轻微的轮廓模糊
C:在图像的一部分中由于潜像钝化导致在图像边界部出现白点或轮廓模糊
D:在图像的整个区域中由于潜像钝化导致在图像边界部出现白点或轮廓模糊
<鼓划痕的评价>
在以1%的打印率每天连续供给10,000张纸之后,将纸在机器内放置一天,并且输出(调色剂施加量0.25mg/cm2)的半色调图像并且作为图像样品来评价。每供给10,000张即进行评价,并且评价持续至30,000张。评价标准如下。
(评价标准)
A:在图像上未观察到沿排纸方向的竖条纹。
B:在图像上观察到沿排纸方向的数个竖条纹。条纹可以通过图像处理来擦除的水平。
C:在图像上观察到沿排纸方向的三个以上的竖条纹。条纹无法通过图像处理来擦除。
D:在一半以上的图像中观察到竖条纹。条纹无法通过图像处理来擦除。
<实施例2至29和比较例1至7>
使用调色剂1至20、显影辊1至11和感光构件1至3,对表13中示出的组合进行与实施例1中相同的图像评价。评价结果在表13中示出。
表13
[评价结果的考察]
由实施例1至29的结果,当调色剂、显影辊和感光构件的参数在本发明中规定的范围内时,可以实现图像拖尾的抑制和鼓划痕的抑制二者。
在比较例1和2中,使用E1和E2具有低于本发明的范围的值的显影辊。在该情况下,认为由于未发挥大直径二氧化硅颗粒的氮氧化物除去能力,因此从10,000张的时间点起产生图像拖尾。在比较例5中,使用具有小于本发明的范围的长径的大直径二氧化硅颗粒。认为由于二氧化硅颗粒没有起到间隔物的作用,因此无法除去氮氧化物,并且因此从10,000张的时间点起产生图像拖尾。在比较例7中,使用大直径二氧化硅颗粒的覆盖率低于本发明的范围的调色剂。认为由于作为去除剂的二氧化硅颗粒不足导致从10,000张的时间点起产生图像拖尾。在比较例3和4中,使用E2值高于本发明的范围的显影辊。认为由于用于将大直径二氧化硅颗粒压向感光构件的表面的过大的压力导致产生鼓划痕。在比较例6中,使用长径大于本发明的范围的大直径二氧化硅颗粒。认为由于大直径二氧化硅颗粒作为间隔物长径过大,因此大直径二氧化硅颗粒按压感光构件的表面的压力过大,因此产生鼓划痕。
虽然已经参考示例性实施方案描述了本发明,但是应当理解的是,本发明不限于公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围要符合最宽泛的解释从而涵盖所有此类修改以及等同的结构和功能。
Claims (7)
1.一种处理盒,其可拆卸地安装至电子照相设备主体,所述处理盒包括:
电子照相感光构件,
调色剂,和
显影辊,
其特征在于,所述电子照相感光构件的表面层的以7mN的压痕力测得的马氏硬度为245至300N/mm2,
所述显影辊包括:
导电性基体,和
所述基体上的包含粘结剂树脂的单层的表面层,
当在沿所述单层的表面层的厚度方向的截面中测量的第1区域中的粘结剂树脂的弹性模量为E1,所述第1区域为从所述单层的表面层的外表面至0.1μm的深度的区域,并且第2区域中的粘结剂树脂的弹性模量为E2,所述第2区域为从距离所述外表面1.0μm的深度至1.1μm的深度的区域时,满足下式(1)和(2):
E1≥200MPa (1),
10MPa≤E2≤150MPa (2),
从所述第1区域至所述第2区域的弹性模量连续减小,
所述调色剂包含:
调色剂颗粒,和
外部添加剂A,
所述外部添加剂A为长径为40至400nm的二氧化硅颗粒,并且
所述外部添加剂A对于所述调色剂颗粒的表面的覆盖率为3.0%以上。
2.根据权利要求1所述的处理盒,其中,当所述外部添加剂A对于所述调色剂颗粒的表面的覆盖率为H%,并且通过所述调色剂的SEM观察而获得的所述外部添加剂A的固着率为S%时,满足3.0<E1×(H/100)×(1-S/100)<400.0。
3.根据权利要求1或2所述的处理盒,其中
所述调色剂包含外部添加剂B,
所述外部添加剂B为长径为5至40nm的二氧化硅颗粒,并且
所述外部添加剂A和所述外部添加剂B的组合对于所述调色剂颗粒的表面的覆盖率为62%至100%。
4.根据权利要求3所述的处理盒,其中所述外部添加剂B的固着率为70%以上。
5.根据权利要求1或2所述的处理盒,其中所述外部添加剂A的分散度评价指数为0.5至2.0。
6.根据权利要求1或2所述的处理盒,其中,当在沿所述单层的表面层的厚度方向的截面中测量的第3区域中的粘结剂树脂的弹性模量为E3,所述第3区域为从距离所述单层的表面层的外表面0.5μm的深度至0.6μm的深度的区域时,所述E1和所述E3满足下式(3):
(E1-E3)/E3>1(3)。
7.根据权利要求1或2所述的处理盒,其中所述单层的表面层包含交联的聚氨酯树脂作为所述粘结剂树脂。
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