显影辊、显影装置、处理卡盒和图像形成设备的制作方法

显影辊、显影装置、处理卡盒和图像形成设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及显影辊、显影装置、处理卡盒和图像形成设备。所述显影辊包括：包含金属的轴；在该轴的圆周上的弹性层；和在该弹性层的圆周表面上的表面层，其中所述表面层包含：作为氟乙烯-乙烯基醚共聚物与异氰酸酯的异氰脲酸酯形式之间的反应产物的聚氨酯；和具有5nm-30nm平均初级粒径的粒子，和其中所述聚氨酯在通过衰减全反射方法获得的红外吸收光谱中具有5.6-8.8的NCO基团对羟基的峰强度比。
【专利说明】显影辊、显影装置、处理卡盒和图像形成设备

【技术领域】
[0001] 本发明涉及显影辊、显影装置、处理卡盒和图像形成设备。

【背景技术】
[0002] 已知单组分显影方式为小型的、廉价显影系统。然而，在该单组分显影方式中，必 须使用调节刮板向调色剂粒子施加高的线性压力以使带电传送（charging conveyance)稳 定。结果，显影辊的表面遭受调色剂粒子的成膜，缩短了显影辊的使用寿命，是有问题的。为 了解决该问题，已经提出了通过改善显影辊的表面层的脱模性而防止成膜的技术。
[0003] 例如，为了提供即使在HH环境中的恶劣印刷条件下也可提供清晰图像并且对于 防止在白色背景上雾化（fogging)特别有效的导电辊，已经公开了导电辊的发明，其包括 弹性层和在其上的至少一层，其中最外层为其中将含氟的氨基甲酸酯树脂加入到充当粘合 剂树脂组分的丙烯酸类树脂中的层（参见日本专利申请特开（JP-A)No. 2011-215467)。
[0004] 这样的在脱模性方面的改进可防止成膜，但是其改进机理是由于氟位于表面附 近。因此，提高量的在表面附近的氟相对减少了表面附近的带电部位（Charging site)。结 果，一直存在如下问题：即使小程度的成膜也倾向于使带电（charging)减少。


【发明内容】

[0005] 本发明目的在于解决以上存在的问题并且实现以下目标。即，本发明的目标是提 供这样的显影辊：即使当使用具有芯-壳结构并且被外部添加剂以高比率（rate)覆盖的调 色剂粒子时，其也可防止成膜和涉及小程度的电荷减少。
[0006] 用于解决以上问题的手段如下。
[0007] 特别地，其为包括如下的显影辊：包含金属的轴；在该轴的圆周上的弹性层；和在 该弹性层的圆周表面上的表面层，其中所述表面层包含：作为氟乙烯-乙烯基醚共聚物与 异氰酸酯的异氰脲酸酯（三聚异氰酸酯，isocyanurate)形式之间的反应产物的聚氨酯；和 具有5nm-30nm平均初级粒径的粒子，且其中所述聚氨酯在通过衰减全反射方法（ATR方法） 获得的红外吸收光谱中具有5. 6-8. 8的NC0基团对羟基的峰强度比。
[0008] 根据本发明，可提供这样的显影辊：即使在使用具有芯-壳结构并且被外部添加 剂以高比率覆盖的调色剂粒子时，其也可防止成膜和涉及小程度的电荷减少。这可解决该 存在的问题并且实现以上目标。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1说明其中显影辊的表面具有调色剂粒子成膜的一种示例性状态。
[0010] 图2A示例性地说明根据第二实施方式的显影辊的表面结构。
[0011] 图2B为图2A中说明的显影辊的表面中的凹槽（groove)部分111的一个示例性 的放大视图。
[0012] 图2C为图2A中说明的显影辊的表面中的突出（protrude)部分112的一个示例 性的放大视图。
[0013] 图3A为根据第二实施方式的显影辊的表面的示意性结构的一个示例性视图。
[0014] 图3B为根据第二实施方式的显影辊的表面的示意性结构的一个示例性视图。
[0015] 图4为根据实施方式的图像形成设备的示意性构造的一个示例性视图。
[0016] 图5为根据实施方式的处理卡盒的示意性构造的一个示例性视图。

【具体实施方式】
[0017] (显影辊）
[0018] 本发明的显影辊包括包含金属的轴，在该轴的圆周上的弹性层，和在该弹性层的 圆周表面上的表面层；并且如果必要，进一步包括其它部件。
[0019] 〈表面层〉
[0020] 表面层包含：作为氟乙烯-乙烯基醚共聚物与异氰酸酯的异氰脲酸酯形式之间的 反应产物的聚氨酯；和具有5nm-30nm平均初级粒径的粒子，且所述聚氨酯在通过ATR方法 获得的红外吸收光谱中具有5. 6-8. 8的NC0基团对羟基的峰强度比。
[0021] 常规的、一般的显影辊包括轴（轴部件）和在该轴的圆周上的弹性层；并且如果必 要，进一步包括表面层。图1说明其中这样的显影辊的表面具有调色剂粒子成膜的一种示 例性状态。在图1中，看上去黑色的下部为围绕轴的弹性体，并且看上去略白的上部为覆盖 该弹性体的成膜组分。此处，所述成膜组分是由，例如，具有约lym粒径的细粒子、成壳材 料和用于处理添加剂的油形成的聚集体。
[0022] 为了防止以上成膜，本发明向显影辊的表面提供由以上特定材料形成的表面层。
[0023] S卩，在本发明的表面层中，聚氨酯的衍生自氟乙烯-乙烯基醚共聚物的部分通过 氟的作用而具有高脱模性赋予功能，并且对防止成膜有贡献。除非氟位于表面中，否则在表 面中存在很多脲。结果，无法获得由氟的作用引起的脱模性赋予效果，并且因此成膜被加速 而导致有效带电部位的急剧减少。注意，如下所述，本发明中使用的聚氨酯是用富含NC0的 配方制造的，并且所加入NC0的仅一部分与0H反应以形成氨基甲酸酯，但是NC0的大部分 保持原状。据信残留的NC0与水反应以形成胺且最终形成脲。
[0024] 在本发明中，除了由氟的作用引起高脱模性赋予功能之外，所述粒子使表面层的 表面中形成的细小凹凸（convexoconcave)中的凹入（concave)部分的宽度变宽而使调色 剂粒子更容易在表面层的表面上滚动，导致进一步防止成膜。结果，显影辊与调色剂粒子之 间的接触次数和面积均增加，导致显影辊表面上电荷的减少程度更小。
[0025] 同时，大量成膜导致显影辊表面上的带电部位被调色剂组分所覆盖。结果，发生电 荷减少。该电荷减少使得不可能控制调色剂粒子在电场中的移动，并且因此调色剂粒子移 动至感光体上的非显影部分，导致感光体上的背景污损（smear)。
[0026] 在通过经由衰减全反射方法（ATR方法）对聚氨酯进行测量而获得的红外吸收光 谱中，NC0基团对羟基的峰强度比（NC0/0H)为5. 6-8. 8、优选6. 4-8. 0。当峰强度比落在以 上定义的范围之外时，脱模性下降而导致增加的成膜。
[0027] 所述氟乙烯-乙烯基醚共聚物没有特别限制并且可取决于预期意图适当地选择。 其实例包括三氟化的氟树脂和四氟化的氟树脂。从在溶剂中的溶解性以及与固化剂的反应 性的观点来看，优选三氟化的氟树脂，并且特别优选三氟化的单氯化的氟树脂。
[0028] 而且，所述异氰酸酯没有特别限制并且可取决于预期意图适当地选择。其实例包 括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯。在它们之中，优选 六亚甲基二异氰酸酯，因为其是在有机溶剂中具有高溶解度且具有显示出同等反应性的对 称结构的异氰酸酯，并且其与多元醇反应而容易形成均匀/均一的氨基甲酸酯键。
[0029] 所述表面层的厚度（平均厚度）优选为约0. 1 μ m-约3 μ m。
[0030] 注意，各层的厚度（平均厚度）指的是在所述层中的多个点处测量的厚度的平均 值，优选在10个点处、更优选在20个点处测量的厚度的平均值。
[0031] 所述粒子没有特别限制并且可取决于预期意图适当地选择。其实例包括二氧化硅 粒子、氧化铝粒子、氧化镁粒子、钛粒子、磁铁矿粒子、以及其混合物。考虑到在涂覆液中的 沉降，优选具有低比重的二氧化硅或氧化铝。特别优选的是用疏水化试剂例如HMDS (六甲 基二硅氮烷）、PDMS (聚二甲基硅氧烷）或DDS (二氯二甲基硅烷）疏水化的二氧化硅。
[0032] 注意，当二氧化硅不是疏水性的时候，二氧化硅可在高湿度环境中吸收水分而使 调色剂粒子的电荷量减少。从该观点来看，优选经疏水化的二氧化硅。调色剂粒子的低电 荷量使得不可能控制调色剂粒子在电场中的移动，并且因此调色剂粒子移动至感光体上的 非显影部分，导致感光体上的背景污损。
[0033] 疏水化方法的实例包括：其中将疏水化试剂加入至二氧化硅粒子的分散液，使它 们在30°C -80°C下反应以进行疏水化处理，之后干燥，从而获得疏水化二氧化硅的方法；和 其中使亲水性二氧化硅粉末和疏水化试剂在例如亨舍尔混合器（HENSCHEL MIXER)中在于 约10(TC -约20(TC加热下反应，从而获得疏水化二氧化硅的方法。
[0034] 所述粒子的平均初级粒径（即，数均粒径）为5nm_30nm、优选10nm-20nm。而且， 可得到的（available)二氧化娃的最小平均初级粒径为6nm-7nm，并且从技术观点来看，不 可能获得更小的二氧化硅。
[0035] 所述粒子的平均初级粒径（数均粒径）可作为用透射电子显微镜（TEM)测量的 100个粒子的粒径的平均值测定。
[0036] 所述表面层的表面中的细小凹凸中的凹入部分的宽度没有特别限制并且可取决 于预期意图适当地选择，但是其优选为平均2. 0 μ m-3. 0 μ m。
[0037] 细小凹凸中的凹入部分的宽度（平均值）可如下测定。具体地，使用激光显微 镜（KEYENCE CORPORATION的产品）和具有X 50放大倍率的镜头对所述表面层的表面以 0. 1 μ m的间隔进行拍照，从而获得凹入-凸起（convex)分布图（轮廓，profile)，并且在 所获得的凹入-凸起分布图中的1〇〇个位置处测量峰间距离（peak-to-peak distance)并 且取平均。
[0038] 〈轴〉
[0039] 所述轴（轴部件）通常为细长的直圆柱形式，并且由例如金属（例如，铁、铝合金 或不锈钢）形成。
[0040] 〈弹性层〉
[0041] 所述弹性层通常由橡胶组合物形成。所述橡胶组合物中的橡胶组分没有特别限制 并且可取决于预期意图适当地选择。其实例包括天然橡胶、氯丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯 橡胶、乙烯-丙烯橡胶（EPDM)、丁基橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR)、异戊二烯橡胶、硅橡 胶、环氧氯丙烷橡胶和氨基甲酸酯橡胶。
[0042] 所述弹性层的厚度（平均厚度）优选为约1mm-约10mm。
[0043] 本发明的显影辊即使在使用具有芯-壳结构并且被外部添加剂以高比率覆盖的 调色剂粒子时也是有效的。这样的具有芯-壳结构的调色剂粒子是已知的，并且它们的制 造方法和材料没有限制。其实例包括具有如下结构的调色剂粒子：其中通过湿法造粒方法 例如悬浮聚合方法、乳化聚集缔合（association)方法、或溶解悬浮方法制造的调色剂母 粒子用例如乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂覆盖。然后，进一步使外部添加剂 附着到它们的表面上以获得调色剂粒子。注意，被外部添加剂以高比率覆盖的调色剂粒子 指的是其中外部添加剂的投影面积对调色剂母体的表面积之比为150%或更大的调色剂粒 子。在求取该比时，调色剂母体和外部添加剂均被假设为具有所测量的体均粒径的球形粒 子，并且使用这些球形粒子的面积作为调色剂母体的表面积和外部添加剂的投影面积。 [0044](根据第二实施方式的显影辊）
[0045] 在根据本发明第二实施方式的显影辊中，所述表面层的表面包含多个各自沿着显 影棍的圆周方向延伸的条纹状凹槽部分和多个各自沿着显影棍的旋转轴方向延伸的突出 部分。这使得可实现在例如抗固化（adherence)性、抗成膜性和稳定的带电传送方面的改 进。
[0046] 在包括根据第二实施方式的显影辊的显影装置中，当使用具有0. 970或更大的平 均圆度的调色剂粒子时，与调节刮板接触的调色剂粒子在所述凹入部分中滚动，并且频繁 地发生调色剂粒子的更换（代替，replacement),由此可保证在持久印刷期间的带电稳定 性。
[0047] [显影辊的表面结构]
[0048] 图2A-2C各自示例性地说明根据第二实施方式的显影辊101的表面结构。
[0049] 图2A为将显影辊101的表面的一部分放大的示意图。如图2A中所示，显影辊101 的表面具有多个各自沿着其圆周方向延伸的条纹状凹槽部分111和多个各自沿着其旋转 轴方向延伸的突出部分112。图2B为显影辊101的表面中形成的凹槽部分111的一个示 例性的放大视图。图2C为显影辊101的表面中的突出部分112的一个示例性的放大视图。 在显影辊101的整个表面中，形成凹槽部分111和突出部分112使得它们混合共存。
[0050] 单组分显影方式赋予调色剂粒子大的应力，例如，在显影辊101与层厚调节部件 102之间、以及在显影辊101与感光体1之间。结果，可出现调色剂固化至层厚调节部件 102、调色剂在显影辊101的表面上成膜，和其它问题（参见以下提及的图5)。
[0051] 尤其是当为了实现能量节约而使用低温定影用调色剂时，倾向于容易出现这样的 问题。而且，当使用包含抛光剂的调色剂来抛光层厚调节部件102以防止调色剂固化时，调 色剂流动性将降低而导致与实心图像差的一致性（conformability)和调色剂供应故障。 结果，其抛光效果将降低而得不到抛光层厚调节部件102的效果，并且在一些情况下无法 防止调色剂固化。
[0052] 在根据第二实施方式的显影辊101中，在圆周方向上形成的凹槽部分111提高了 调色剂中的抛光剂对层厚调节部件102的抛光效果，这可防止出现调色剂固化。
[0053] 在旋转轴方向上形成的突出部分112可有效地传送从供应辊103供应至层厚调节 部件102的调色剂粒子，并且对调色剂传送的稳定性的改善有贡献，且改善与实心图像差 的一致性。
[0054] 显影辊101具有通过凹槽部分111和突出部分112使层厚调节部件102附近的调 色剂粒子流动化（fluidize)的效果，并且可防止调色剂供应故障（其为供应至显影辊101 和感光体1之间的显影部分的调色剂的量降低）。
[0055] 如上所述，在包括根据第二实施方式的显影辊101的显影装置100中，由于显影辊 101具有凹槽部分111和突出部分112,因此即使当使用，例如，具有一定聚集程度的调色剂 粒子时，也可改善调色剂粒子的传送、抗固化性和抗成膜性。
[0056] 图3A和3B示例性地说明显影辊的表面的示意性结构。图3A示例性地说明凹槽 部分111的形状，和图3B示例性地说明突出部分112的形状。
[0057] 图3A中的"L1"表示凹槽部分111在显影辊101的圆周方向上延伸的长度。"D" 表示凹槽部分111距离显影辊101表面的深度，和"P1"表示在显影辊101的表面中在旋转 轴方向上彼此相邻的凹槽部分111之间的间隔（间距（Pitch))。
[0058] 多个各自沿圆周方向延伸的条纹状凹槽部分的形状没有特别限制并且可取决于 预期意图适当地选择。凹槽部分111在圆周方向上的长度L1的平均值优选为20 μ m-50 μ m、 更优选30 μ m-40 μ m。凹槽部分的深度D的平均值优选为2 μ m-5 μ m、更优选3 μ m-4. 5 μ m。 凹槽部分之间的间距Ρ1的平均值优选为10 μ m-50 μ m、更优选20 μ m-40 μ m。当显影辊的 表面具有相对于调色剂粒子的粒径合适的凹凸时，显影辊赋予调色剂粒子以动能以提高调 色剂粒子和显影辊之间的接触次数，导致获得使调色剂粒子的电荷量稳定的效果。
[0059] 图3B中的"L2"为突出部分112沿着显影辊101的旋转轴方向延伸的长度。"H" 表示突出部分112距离显影辊101表面的高度，和"P2"表示在显影辊101的表面中在圆周 方向上彼此相邻的突出部分112之间的间隔（间距）。
[0060] 多个各自沿着旋转轴方向延伸的突出部分的形状没有特别限制并且可取 决于预期意图适当地选择。突出部分112在旋转轴方向上的长度L2的平均值优选 为50μ---500μπ?、更优选100μ---300μπ?。高度Η的平均值优选为2μ---5μπ?、更优选 3 μ m-4. 5 μ m。间距Ρ2的平均值优选为50 μ m-200 μ m、更优选80 μ m-180 μ m。
[0061] 各自沿着圆周方向延伸的条纹状凹槽部分可通过例如使抛光用部件以如下状态 压接旋转着的辊而形成：其中，使抛光用部件固定或者以与辊的旋转方向相反的方向旋转。
[0062] 各自沿着旋转轴方向延伸的突出部分可通过例如如下形成：将辊固定并且使抛光 用部件沿着该被固定的辊的旋转轴的方向移动。
[0063][凹槽部分和突出部分的形状的测量]
[0064] 凹槽部分的长度L1和间距P1以及突出部分的长度L2和间距P2可例如通过以下 方法测量。
[0065] 首先，将扫描电子显微镜 S-4800 (Hitachi High-Tech Manufacturing&Service Corporation的产品）以X 2, 000的放大倍率使用以对显影辊的5个位置（在轴方向上，两 个末端部分、中央部分、以及在中央部分和两个末端部分之间的两个中间部分）进行拍照。 接着，从所述5个位置的照片的每一个中取10个凹槽部分和10个突出部分以测量长度L1、 间距P1、长度L2和间距P2。
[0066] 将所测得的值取平均以获得长度L1、间距P1、长度L2和间距P2。
[0067] 凹槽部分的深度D可例如通过以下方法测量。首先，将显影辊沿着其轴的方向切割 以制得横截面，和将扫描电子显微镜S-4800 (Hitachi High-Tech Manufacturing&Service Corporation的产品）以X 2, 000的放大倍率使用以对显影辊的5个位置（在轴方向上，两 个末端部分、中央部分、以及在中央部分和两个末端部分之间的两个中间部分）进行拍照。 接着，从所述5个位置的照片的每一个中取10个凹槽部分以测量它们的深度，并且将所测 得的值取平均以获得凹槽部分的深度D。
[0068] 注意，小于2. 0 μ m的深度D被认为是未形成凹槽部分。
[0069][突出部分的高度]
[0070] 突出部分的高度可通过例如以下方法测量。
[0071] 首先，将显影辊沿着与轴方向垂直的方向在5个位置（在轴方向上，两个末端部 分、中央部分、以及在中央部分和两个末端部分之间的两个中间部分）处切割。
[0072] 接着，将扫描电子显微镜 S-4800 (Hitachi High-Tech Manufacturing&Service Corporation的产品）以X2, 000的放大倍率使用以对显影辊的所述5个位置进行拍照。 然后，从所述5个位置的照片的每一个中取10个突出部分112以测量它们的突出部分112 的高度，并且将所测得的值取平均以获得突出部分的高度H。
[0073] 注意，小于1. 5 μ m的高度Η被认为是未形成突出部分。
[0074] (显影装置）
[0075] 本发明的显影装置包括本发明的显影辊；并且如果必要，进一步包括其它部件。
[0076] 所述显影装置为包括如下的单组分显影装置：调色剂；配置成传送调色剂的调色 剂传送单元（手段，unit);和配置成对供应至调色剂传送单元表面的调色剂层的厚度进行 调节的调节单元。所述调色剂传送单元优选地包括本发明的显影辊。而且，所述调色剂优 选地具有〇. 970或更大的平均圆度。
[0077] 根据第二实施方式的显影装置为包括根据第二实施方式的显影辊的显影装置。根 据第二实施方式的显影装置为包括如下的单组分显影装置：调色剂；配置成传送调色剂的 调色剂传送单元；和配置成对供应至调色剂传送单元表面的调色剂层的厚度进行调节的调 节单元。所述调色剂传送单元包括本发明的显影辊，并且所述调色剂具有0. 970或更大的 平均圆度。
[0078] 根据第二实施方式的显影装置可提供这样的用于单组分显影方式的显影辊：其足 够低成本并且在抗固化性、抗成膜性和带电传送稳定性方面是优异的并且可保证在持久印 刷期间的带电稳定性。
[0079] 像第二实施方式中使用的显影辊，在具有包含多个各自沿着其圆周方向延伸的条 纹状凹槽部分和多个各自沿着其旋转轴方向延伸的突出部分的表面的显影辊中，调色剂粒 子变得更难以滚动（特别是在凹入部分中），并且不发生调色剂粒子的更换而导致劣化的 带电稳定性。此外，在单组分显影方式中，实际上穿过调节单元（例如，调节刮板）的粒子 的大部分为7 μ m或更小粒径。此外，具有小于3 μ m粒径的调色剂粒子太小而无法接触调 节刮板。因此，当使用这样的显影辊时，提高具有3 μ m-7 μ m的粒径的调色剂粒子的圆度以 使调色剂粒子更容易滚动在带电稳定性方面是特别有效的。
[0080] 根据第二实施方式，当使用具有包含多个各自沿着其圆周方向延伸的条纹状凹槽 部分和多个各自沿着其旋转轴方向延伸的突出部分的表面的显影辊时，可有利地保证在持 久印刷期间的带电稳定性。
[0081] (处理卡盒）
[0082] 本发明的处理卡盒包括图像承载部件、以及本发明的显影辊或显影装置；并且，如 果必要，进一步包括其它单元。所述处理卡盒对于图像形成设备的主体是可连接的或可拆 卸的。所述处理卡盒特别是以接触、单组分显影方式发挥其效果，当将具有芯-壳结构并且 被外部添加剂以高比率覆盖的调色剂粒子在高调节压力下使用时尤其如此。在这样的条件 下，成壳材料和游离的外部添加剂从调色剂粒子的表面剥离而形成聚集体，这导致在它们 的接触部件上成膜而降低所述部件的功能。本发明的显影辊即使在这样的条件下也不导致 成膜，并且可使用具有各种各样配方的宽得多的范围的调色剂粒子。因此，包括该显影辊与 调色剂组合的处理卡盒也变得具有更宽范围的应用。
[0083](图像形成设备和图像形成方法）
[0084] 本发明的图像形成设备包括本发明的显影辊、显影装置或处理卡盒；并且如果必 要，进一步包括其它单元。例如，所述图像形成设备包括图像承载部件（其可被称为"静电 潜像承载部件"或"感光体"）、静电潜像形成单元、和显影单元（即，本发明的显影辊）；并 且如果必要，进一步包括其它单元。
[0085] 使用本发明的显影辊、显影装置、或处理卡盒的图像形成方法包括静电潜像形成 步骤和显影步骤；并且如果必要，进一步包括其它步骤。
[0086] 在所述图像形成设备或所述图像形成方法中，通过本发明的显影辊的性质，对调 色剂的限制变得小得多，这导致可采用的图像形成条件（不仅包括显影而且包括定影）变 宽。
[0087] 现在参照附图，将描述本发明的图像形成设备和处理卡盒。在全部附图中，相同的 部件通过相同的符号表示。而且，当对部件的解释重复时，可省略重复的解释。
[0088][图像形成设备的构造]
[0089] 首先，参照图4,将描述根据一个实施方式的用于单组分显影方式的图像形成设备 50的整个构造和操作。图4为图像形成设备50的一种示例性内部构造的示意图。注意，根 据本实施方式的图像形成设备50为彩色打印机，但是可为单色或彩色传真机、印刷机、或 多功能外围设备。
[0090] 如图4中所示，图像形成设备50包括主体框架51、和布置在其中央部分的四个处 理卡盒58K、58C、58M和58Y。而且，在处理卡盒58K、58C、58M和58Y上方提供曝光装置57 用于在感光体1K、1C、1M和1Y上形成潜像。分别在感光体1K、1C、1M和1Y的表面上形成黑 色调色剂图像、青色调色剂图像、品红色调色剂图像、和黄色调色剂图像。
[0091] 处理卡盒58K、58C、58M和58Y除了用作显影剂的调色剂的颜色不同之外具有相同 的构造。下文中，将省略表示颜色的符号并且处理卡盒58K、58C、58M和58Y将被称为处理 卡盒58。类似地，在感光体1K、1C、1M和1Y中也将省略表示颜色的符号，并且它们将被称为 感光体1。
[0092] 如图5中所示，处理卡盒58包括框架14以及在该框架中的感光体1、带电辊11、 清洁刮板13、和显影装置100。处理卡盒58经由框架14以可连接和可拆卸的方式安装至 作为图像形成设备50主体的主体框架51。
[0093] 带电辊11压接感光体1的表面，并且根据旋转着的感光体1的旋转而旋转。在此 状态下，带电辊11通过高压电源施加 DC偏压或叠加在DC上的AC偏压，从而使感光体1的 表面例如以-1，000V到-200V均匀地带电。
[0094] 显影装置100包括显影辊101、充当调节单元的层厚调节部件102、供应辊103、调 色剂容纳室104、搅拌部件105、以及搅拌传送螺杆106和107。
[0095] 通过旋转着的搅拌部件105对容纳在调色剂容纳室104中的调色剂进行搅拌和松 散（loosen)。在此状态下，将调色剂通过搅拌传送螺杆106和107传送至供应辊103。供 应辊103将附着在其表面上的调色剂供应至显影辊101的表面。
[0096] 显影辊101承载从供应辊103供应的调色剂粒子并且旋转。显影辊101的表面上 的调色剂粒子通过层厚调节部件102形成为薄层，并且形成带电调色剂层。从高压电源向 显影辊101施加显影偏压，从而在显影辊101和与显影辊101毗邻的感光体1之间形成电 场。在此状态下，显影辊101将调色剂粒子供应至感光体1表面上的静电潜像，从而形成调 色剂图像。
[0097] 层厚调节部件102的自由端压接显影辊101的表面，并且层厚调节部件102形成 穿过层厚调节部件102和显影辊101之间的空间的调色剂粒子的薄层，并且通过摩擦带电 使调色剂粒子带电。
[0098] 在显影辊101和感光体1之间形成显影电场，并且将调色剂粒子从显影辊101表 面上的调色剂层供应至感光体1表面上的静电潜像，从而在感光体1的表面上形成调色剂 图像。
[0099] 如图4中所示，在处理卡盒58下方提供中间转印带53。中间转印带53围绕一次 转印辊54、驱动辊55 (也充当二次转印对辊）、清洁对辊59、和从动辊56 (也充当张力辊） 张紧，并且根据驱动辊55旋转。
[0100] 形成于感光体1表面上的调色剂图像通过感光体1和一次转印辊54之间形成的 转印电场的作用以叠加方式转印至中间转印带53上，从而形成彩色调色剂图像。
[0101] 在中间转印带53下方提供容纳充当记录介质的纸张 P的供纸盒60。纸张 P通过 例如供纸辊61和传送辊62传送，并且当其穿过二次转印辊63和中间转印带53之间的空 间时，中间转印带53上的调色剂图像被二次转印。将在调色剂图像被转印到纸张 P上之后 残留在中间转印带53表面上的调色剂粒子通过清洁装置66的刮板66a刮掉，并且收集在 调色剂收集装置67中。
[0102] 其表面上具有调色剂图像的纸张 P在通过定影装置64时被加热和加压，使得调色 剂图像被定影在纸张 P的表面上，其然后通过排纸辊65排出至排纸托盘68。
[0103] 使用上述构造和操作，图像形成设备50在纸张 P上印刷图像并且将所述纸张排出 至其外部。注意，所述图像形成设备不限于本实施方式的构造，并且可构造成使得例如，调 色剂图像被直接从感光体1转印至纸张 P。
[0104] 〈调色剂〉
[0105] 可使用的调色剂为具有50% -90%的聚集程度的调色剂，但是调色剂的聚集程度 更优选为70% -85%。在第二实施方式中，显影辊101的表面中的突出部分112具有搅拌 调色剂粒子以改善调色剂粒子的流通（循环，circulation)的效果。
[0106] 如上所述，根据第二实施方式的显影辊在其旋转方向上具有突出部分。所述突出 部分可有效地将从供应辊供应的调色剂粒子输送至调节部分。因此，所述突出部分对调色 剂传送稳定性的改善有贡献并且可改善与实心图像差的一致性。
[0107] 同时，显影辊在圆周方向上的凹槽部分有效地使得调色剂抛光剂能够抛光调色剂 粒子在调节部分处固化的调节刮板，并且还具有改善调色剂粒子在它们的凹槽（凹入部 分）中的流动性以实现防止成膜的功能。即，具有突出部分和凹槽部分两者的表面形状在 保证改善所述两种形状的效果的同时可相互弥补它们的缺点。
[0108] 而且，已经发现，调色剂供应故障得到改善。调色剂供应故障是这样的现象：从调 色剂供应桨供应的调色剂的量短缺并且结果，实心图像朝向其后端的浓度变得更低，使得 低浓度区域变得更宽。不清楚为何尽管从所述桨供应的调色剂的量不变，但是这样的供应 故障得到了改善。然而，据信在突出部分和凹槽部分之间具有大的高度差异的显影辊的旋 转促进在调节部分之前的区域中的调色剂粒子的流动，并且结果，通过显影辊传送至调节 部分的调色剂粒子的量增加。
[0109] 然而，在根据第二实施方式的显影辊中，调色剂粒子变得更难以滚动（特别是在 凹入部分中），并且不发生调色剂粒子的更换而导致在持久印刷期间劣化的带电稳定性。 [0110] 为了解决以上问题，必须使调色剂粒子更容易滚动。为了使调色剂粒子更容易滚 动，必须提高调色剂粒子的圆度。
[0111] 此外，在单组分显影方式中，实际上穿过调节单元的粒子的大部分为7 μ m或更小 粒径。而且，具有小于3μπ?粒径的调色剂粒子太小而无法接触调节刮板。因此，当使用这 样的显影辊时，提高具有3 μ m-7 μ m粒径的调色剂粒子的圆度以使调色剂粒子更容易滚动 在带电稳定性方面是特别有效的。
[0112] 因此，本发明的显影装置（尤其是第二实施方式的显影装置）使用具有0.970或 更大的平均圆度的调色剂粒子、优选具有3 μ m或更大但是小于7 μ m的粒径和0. 970或更 大的平均圆度的调色剂粒子。
[0113] 更优选地，在本发明的显影装置中使用的调色剂粒子中，具有3 μ m-7 μ m粒径和 0. 985或更大圆度的粒子的比例为40%或更大。当具有0. 985或更大圆度的粒子的比例为 40%或更大时，可降低初始电荷量和在持久印刷之后的电荷量之间的差异。
[0114] 本发明中使用的具有0. 970或更大的平均圆度的调色剂粒子可通过例如溶解悬 浮方法制造。下文中，将描述通过溶解悬浮方法制造调色剂的方法。[溶解悬浮方法]
[0115] 在通过溶解悬浮方法制造调色剂的一种示例性方法中，将至少包含树脂和着色剂 的调色剂组合物溶解或分散在有机溶剂中以制备溶液或分散液；将所得溶液或分散液在分 散剂的存在下使用例如常用搅拌器、均混器或均化器分散在水性溶剂中，使得所形成的调 色剂粒子可具有期望的粒度分布；和除去有机溶剂以获得调色剂淤浆。可通过包括如下的 已知工艺分离调色剂：通过洗涤和过滤进行收集；和干燥。
[0116] _ 树脂 _
[0117] 对于通过溶解悬浮方法制造，可使用任何树脂，只要其可溶解在溶剂中。树脂的实 例包括常规用于调色剂的树脂。其具体实例包括聚酯树脂、苯乙烯-丙烯酰基树脂、多元醇 树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、酚醛树 月旨、三聚氰胺树脂、脲树脂、苯胺树脂、离聚物树脂和聚碳酸酯树脂。在它们之中，从获得良 好定影性的观点来看，适宜使用聚酯树脂。
[0118] -有机溶剂-
[0119] 从容许容易除去的观点来看，所使用的有机溶剂优选为具有低于100°C沸点的有 机溶剂。所述有机溶剂的实例包括甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、 1，1，2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、单氯苯、偏二氯乙烯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲基乙基酮、 和甲基异丁基酮。这些可单独使用或以其两种或更多种的组合使用。
[0120] 水（性）相制备步骤是制备包含水性介质的水相的步骤。
[0121] 所述水性溶剂可为单独的水、或者水和与水混溶的溶剂的混合物。所述与水混溶 的溶剂的实例包括醇（例如，甲醇、异丙醇和乙二醇）、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂类 (例如，甲基溶纤剂）和低级酮（例如，丙酮和甲基乙基酮）。每100质量份的调色剂材料， 所述水性溶剂的量通常为50质量份-2, 000质量份、优选100质量份-1，000质量份。以小 于50质量份的量使用所述水性介质可导致调色剂材料的分散状态的劣化。以大于2, 000 质量份的量使用水性介质是不经济的。
[0122] -着色剂-
[0123] 本发明的调色剂可包含常规用于全色调色剂的已知着色剂。着色剂的实例包括 炭黑、苯胺蓝、Carcoil蓝、铬黄、群青蓝、杜邦油红、喹啉黄、氯化亚甲基蓝、铜酞菁、草酸孔 雀石绿、灯黑、玫瑰红、C. I.颜料红48:1、C. I.颜料红122、C. I.颜料红57:1、C. I.颜料红 184、C. I.颜料黄97、C. I.颜料黄12、C. I.颜料黄17、C. I.颜料黄74、C. I.溶剂黄162、 C. I.颜料黄180、C. I.颜料黄185、C. I.颜料蓝15:1和C. I.颜料蓝15:3。各调色剂粒子 中包含的着色剂的量优选为每100质量份所有树脂2质量份-15质量份。从着色剂的分散 性的观点来看，着色剂优选以其中其分散在包含使用的第一粘合剂树脂和第二粘合剂树脂 的粘合剂树脂混合物中的母料形式使用。所加入的母料的量没有特别限制，只要所包含的 着色剂的量落在以上范围内。母料中包含的着色剂的量优选为20质量％ -40质量％。
[0124] [制造方法]
[0125] 接下来，将描述制造方法。
[0126] -油相制备步骤_
[0127] 在用于制备其中树脂、着色剂和其它材料溶解或分散在有机溶剂中的油相的一种 可采用的手段中，在搅拌下将树脂、着色剂和其它材料逐渐加入至所述有机溶剂，使得这些 材料溶解或分散在其中。注意，当使用在有机溶剂中溶解性差的材料时；例如，当使用颜料 作为着色剂时，可将这些材料的粒子在加入至有机溶剂之前制成小的。
[0128] 在另一手段中，当分散在比有机溶剂的沸点低的温度下熔融的材料时，将它们在 有机溶剂中（如果必要在分散助剂的存在下）在搅拌下加热，以与分散质一起搅拌；并且将 所得溶液在搅拌或剪切下冷却，使得溶解的材料结晶，从而制造分散质的微晶。
[0129] 在将已经通过以上手段分散的着色剂以及其它材料与树脂一起溶解或分散在有 机溶剂中之后，可将所得溶液或分散液进一步分散。该分散可使用已知的分散装置例如珠 磨机或圆盘磨机进行。
[0130] -调色剂母粒子制备步骤-
[0131] 用于将在上述步骤中获得的油相分散在水性介质中以制备其中分散有由油相形 成的调色剂母粒子的分散液的方法没有特别限制并且可通过已知的分散装置例如低速剪 切分散装置、高速剪切分散装置、摩擦分散装置、高（速）射流（high-jet)分散装置、或 超声分散装置进行。对于将分散质的粒径控制在2 μ m-20 μ m范围内而言，使用高速剪 切分散装置是优选的。当使用高速剪切分散装置时，其转数没有特别限制，但是通常为 1，000rpm-30, OOOrpm、优选 5, 000rpm-20, OOOrpm。
[0132] 施加剪切力可调节调色剂粒子的平均圆度，同时调节具有3 μ m或更大但是小于 7 μ m粒径和0. 970或更大的圆度的粒子的比例。
[0133] 提高的剪切力降低平均圆度并且还降低具有0. 970或更大的圆度的粒子的比例。 降低的剪切力提高平均圆度并且还提高具有〇. 970或更大的圆度的粒子的比例。
[0134] 在间歇方法中，分散进行的时间通常为0. 1分钟-5分钟。当分散进行长于5分钟 时，留下不期望的小粒子并且建立了过度分散的状态而使分散体系不稳定，潜在地形成聚 集体和粗粒子，这不是优选的。
[0135] 分散时的温度通常为0°C -40°C、优选10°C -30°C。当其高于40°C时，激发分子运 动而使分散稳定性劣化，容易形成聚集体和粗粒子，这不是优选的。而当其低于〇°c时，分散 液的粘度提高而需要提高的剪切能量来进行分散，导致生产效率降低。
[0136] 表面活性剂的实例包括阴离子型表面活性剂例如烷基苯磺酸盐、α -烯烃磺酸盐、 和磷酸酯；阳离子型表面活性剂例如胺盐（例如，烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多元胺 脂肪酸衍生物、和咪唑啉）、和季铵盐（例如，烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二 甲基苄基铵盐、吡啶擔盐、烷基异喹啉擔盐和苄索氯铵）；非离子型表面活性剂例如脂肪 酸酰胺衍生物和多元醇衍生物；和两性表面活性剂例如丙氨酸、十二烷基二（氨基乙基）甘 氨酸、二（辛基氨基乙基）甘氨酸、和Ν-烧基-Ν，Ν-二甲基铵甜菜碱。
[0137] 从有效地分散包含溶剂的油滴的观点来看，所使用的表面活性剂优选为具有较高 HLB的二磺酸盐。水性介质中包含的表面活性剂的量优选为1质量％ -10质量％、优选2 质量％ -8质量％、更优选3质量％ -7质量％。当其大于10质量％时，各油滴变得太小和 /或具有反胶束结构并且结果，分散稳定性由于以这样的量加入的表面活性剂而劣化，导致 粗油滴，这不是优选的。而当其小于1质量％时，油滴无法稳定地分散，并且结果，可形成粗 油滴，这不是优选的。
[0138] -脱溶剂步骤_
[0139] 在用于从所获得的经着色的树脂分散液除去有机溶剂的一种可采用的手段中，将 整个体系在搅拌下逐渐升温，从而将液滴中包含的有机溶剂完全蒸发掉。
[0140] 在另一可采用的手段中，将处于搅拌之下的所获得的经着色的树脂分散液向干燥 气氛喷射，从而将液滴中包含的有机溶剂完全蒸发掉。在又一可采用的手段中，将经着色的 树脂分散液在搅拌下减压以将有机溶剂蒸发掉。后两种手段可与第一种手段组合使用。
[0141] 将乳化的分散液向其喷射的干燥气氛通常使用加热的气体（例如，空气、氮气、二 氧化碳和燃烧气体），特别是，被加热至等于或高于所用溶剂的最高沸点的温度的气流。通 过使用例如喷射干燥器、带式干燥器或旋转窑即使在短时间内除去有机溶剂，所得产物也 可具有令人满意的品质。
[0142] -陈化步骤-
[0143] 当加入具有末端异氰酸酯基团的改性树脂时，可进行陈化步骤以容许进行异氰酸 酯的伸长/交联反应。陈化进行的时间通常为10分钟-40小时、优选2小时-24小时。陈 化的反应温度通常为〇°C -65°C、优选35°C -50°C。
[0144] -洗涤步骤-
[0145] 由于以上述方法获得的经着色的树脂粒子的分散液不仅包含经着色的树脂粒子， 而且包含诸如分散剂例如表面活性剂的辅助材料，进行洗涤以将经着色的树脂粒子与所述 辅助材料分离。对经着色的树脂粒子进行洗涤的方法的实例包括离心方法、减压过滤方法 和压滤方法，但是本发明中可采用的方法不限于此。任何以上方法形成经着色的树脂粒子 的饼。当经着色的树脂粒子通过仅一次洗涤过程未得到充分洗涤时，可将所形成的饼再次 分散在水性溶剂中以形成淤浆，将其反复地用任意以上方法处理以取得经着色的树脂粒 子。当采用减压过滤方法或压滤方法进行洗涤时，可使水性溶剂渗透所述饼以将经着色的 树脂粒子中包含的辅助材料洗涤出来。用于洗涤的水性溶剂为水、或者水与醇例如甲醇或 乙醇的溶剂混合物。从降低成本以及由例如排水处理导致的环境负荷的观点来看，优选使 用水。
[0146] -干燥步骤-
[0147] 由于经洗涤的经着色的树脂粒子包含大量的水性介质，因此进行干燥以除去水性 介质，使得可获得仅经着色的树脂粒子。干燥可使用干燥器例如喷射干燥器、真空冷冻干燥 器、减压干燥器、通风柜式干燥器、可移动的柜式干燥器、流化床型干燥器、旋转干燥器、或 搅拌型干燥器进行。将经着色的树脂粒子优选地一直干燥至水含量最终降低至小于1质 量％。
[0148] -解碎（beating)步骤-
[0149] 当经干燥的调色剂粒子絮凝而导致使用不便时，可通过使用例如如下的装置进行 解碎而使絮凝的粒子彼此分离：射流磨机、亨舍尔混合器、高速（超级，super)混合器、咖啡 磨、Oster共混机、或食品加工机。
[0150] [调色剂粒子的平均圆度]
[0151 ] 调色剂粒子的平均圆度可，例如，使用流动粒子图像分析仪"FPIA-3000"（Sysmex Corporation的产品）在校准工作时的测量和分析条件下以如下方式测量。
[0152] 使用安装有 "UPlanApro"（放大倍率：X 10，光圈数（numerical aperture): 0.40)作为物镜的以上流动粒子图像分析仪进行平均圆度的测量，并且使用粒子鞘 (sheath) "PSE-900A"（Sysmex Corporation 的产品）作为鞘液（sheath liquid)。
[0153] 将根据上述程序制备的分散液引入到以上流动粒子图像分析仪中，其中以HPF测 量模式和总计数模式测量3, 000个调色剂粒子。
[0154] 而且，将粒子分析中的二值化的阈值设置为85%并且将待分析的粒径限制为作为 等效圆直径的2. 0 μ m或更大但是小于200. 00 μ m的范围，然后测量调色剂粒子的平均圆 度。此外，计算具有3.0μπι-7.0μπι粒径和0.985或更大圆度的粒子的比例。为了降低样 品内的误差，将同一样品测量5次，并且使用测量结果的平均值。
[0155] 注意，在测量开始之前，使用标准乳胶粒子（例如，使用离子交换水的"RESEARCH AND TESTPARTICLES Latex Microsphere Suspensions5200A，'（Duke Scientific Corporation的产品）的稀释物）进行自动聚焦调节。之后，优选从测量开始起每隔2小时 进行聚焦调节。
[0156] 实施例
[0157] 现在将参照实施例和对比例更具体地描述本发明，但是不发明不限于实施例。注 意，除非另有说明，实施例中的"份"和" ％ "分别指的是"质量份"和"质量％ "。
[0158] 实施例1
[0159] 将环氧氯丙烷橡胶（HYDRIN T3106，Zeon Corporation的产品）挤出到具有8cm直 径的金属轴（SUS)上使得该橡胶具有4mm的平均厚度，从而形成为辊。将所得辊在150°C的 环境下存储90分钟，之后硫化。然后，将经硫化的辊的表面通过抛光机（LE0600-F4L-BME， MINAKUCHI MACHINERYWORKS LTD.的产品）进行粗抛光直至表面粗糙度Ra为1. 5 μ m，并且 进一步地通过SZC(MINAKUCHI MACHINERY WORKS LTD.的产品）使用包装膜#30在以下条 件下进行精抛光（finish polishing)，从而获得用于显影辊的橡胶基材（其中在金属轴的 圆周上提供有弹性层的基材）：有振荡，横向供给速度：600mm/s，带供给速度：25mm/s，橡胶 辊的转数：1，OOOrpm，和1道次抛光。
[0160] 然后，将包含9份乙酸乙酯、1份乙酸丁酯、0. 1097份氟乙烯-乙烯基醚共聚物 (LF-200，ASAHI GLASS C0.，LTD.的产品）、1. 0000份异氰脲酸酯（D170N，六亚甲基二异氰 酸酯的异氰脲酸酯形式，Mitsui Chemicals, Inc.的产品）、0. 2200份炭黑（ACL-4, Fuji Pigment Co.，Ltd的产品）和(λ 0220份疏水性二氧化硅（H20TM，具有10nm-20nm平均初 级粒径的粒子，Clariant International Ltd.的产品）的表面层材料混合物用棍磨机搅 拌 60 分钟。之后，向其加入 0.1000 份催化剂（NE0STANN U-820，Nitto Kasei Co.，Ltd.的 产品），之后搅拌1分钟，从而制备调色剂承载层涂覆液。
[0161] 然后，将该涂覆液通过喷涂机（ATMAX，INC.的产品）喷射到用于显影辊的橡胶基 材的表面上，之后在150°C下存储1小时，从而获得实施例1的显影辊，其表面层（调色剂承 载层）具有4μπι的平均厚度。
[0162] 实施例2
[0163] 以与实施例1中相同的方式获得实施例2的显影辊，除了如下之外：将二氧化硅改 变为疏水性二氧化娃R976S(Nippon Aerosil Co.，Ltd.的产品，平均初级粒径：5nm-7nm)， 并且将氟乙烯-乙烯基醚共聚物改变为0. 0290份氟乙烯-乙烯基醚共聚物（LF916, ASAHI GLASS C0.，LTD.的产品）。
[0164] 实施例3
[0165] 以与实施例1中相同的方式获得实施例3的显影辊，除了如下之外：将二氧 化硅改变为疏水性二氧化硅NAX50(Nippon Aerosil Co.，Ltd.的产品，平均初级粒径： 20nm-30nm)，并且将氟乙烯-乙烯基醚共聚物改变为0. 0991份氟乙烯-乙烯基醚共聚物 (LF600，ASAHI GLASS C0·，LTD.的产品）。
[0166] 实施例4
[0167] 以与实施例3中相同的方式获得实施例4的显影辊，除了如下之外：将二氧化硅改 变为二氧化娃（STT30S，Titan Kogyo，Ltd.的产品，平均初级粒径：10nm-20nm)。
[0168] 实施例5
[0169] 以与实施例3中相同的方式获得实施例5的显影辊，除了如下之外：将二氧化硅 改变为二氧化硅（EP0STAR MX020W，NIPP0N SH0KUBAI CO.，LTD.的产品，平均初级粒径： 10nm_30nm)。
[0170] 实施例6
[0171] 以与实施例3中相同的方式获得实施例6的显影辊，除了如下之外：将异氰脲酸酯 改变为异氰脲酸酯（D_127N，1，3-二（异氰酸酯基甲基）环己烷的异氰脲酸酯形式，Mitsui Chemicals, Inc.的产品），将氟乙烯-乙烯基醚共聚物LF600的量改变为0. 1231份，并且 将二氧化硅改变为疏水性二氧化硅（R972, Nippon Aerosil Co.，Ltd.的产品，平均初级粒 径：16nm)。
[0172] 实施例7
[0173] 以与实施例3中相同的方式获得实施例7的显影辊，除了如下之外：将氟乙烯-乙 烯基醚共聚物LF600的量改变为0. 0930份，并且将二氧化硅改变为疏水性二氧化硅（R972， Nippon Aerosil Co·, Ltd.的产品）。
[0174] 实施例8
[0175] 以与实施例3中相同的方式获得实施例8的显影辊，除了如下之外：将氟乙烯-乙 烯基醚共聚物LF600的量改变为0. 1150份，并且将二氧化硅改变为疏水性二氧化硅（R972， Nippon Aerosil Co·, Ltd.的产品）。
[0176] 实施例9
[0177] 以与实施例3中相同的方式获得实施例9的显影辊，除了如下之外：将二氧化硅改 变为氧化错（Alul30, Nippon Aerosil Co·, Ltd.的产品，平均初级粒径：10nm-20nm)。
[0178] 实施例10
[0179] 以与实施例1中相同的方式获得实施例10的显影辊，除了将基材抛光时的条件改 变为如下之外。通过LE0600-F4L-BME进行粗抛光直至表面粗糙度Ra为1. 0 μ m，然后通过 SZC在以下条件下进行精抛光：带粗糙度：20 μ m，橡胶棍的转数：800rpm，2道次抛光，带供 给速度：25mm/s，有振荡，和横向供给速度：700mm/s。
[0180] 实施例11
[0181] 以与实施例3中相同的方式获得实施例11的显影辊，除了如下之外：将二氧化硅 改变为疏水性二氧化硅（R972, Nippon Aerosil Co.，Ltd.的产品）。实施例12
[0182] 以与实施例1中相同的方式获得实施例12的显影辊，除了如下之外：将二氧化硅 改变为疏水性二氧化硅（R972, Nippon Aerosil Co.，Ltd.的产品）。对比例1
[0183] 以与实施例3中相同的方式获得对比例1的显影辊，除了如下之外：将二氧化硅改 变为二氧化娃（RX50, Nippon Aerosil Co.，Ltd.的产品，平均初级粒径：40nm)。
[0184] 对比例2
[0185] 以与实施例3中相同的方式获得对比例2的显影辊，除了如下之外：将异氰脲酸酯 改变为D101 (二官能异氰酸酯，Asahi Kasei Chemicals Corp.的产品），并且将氟乙烯-乙 烯基醚共聚物的量改变为0. 0940份。
[0186] 对比例3
[0187] 以与实施例3中相同的方式获得对比例3的显影辊，除了如下之外：将异氰脲酸 酯改变为D160N(异氰酸酯的TMP加合物形式，Mitsui Chemicals, Inc.的产品），将氟乙 烯-乙烯基醚共聚物的量改变为0. 0492份，并且将二氧化硅改变为疏水性二氧化硅（R972， Nippon Aerosil Co·, Ltd.的产品）。
[0188] 对比例4
[0189] 以与实施例3中相同的方式获得对比例4的显影辊，除了如下之外：将氟乙烯-乙 烯基醚共聚物的量改变为0. 0849份，并且将二氧化硅改变为疏水性二氧化硅（R972， Nippon Aerosil Co·, Ltd.的产品）。
[0190] 对比例5
[0191] 以与实施例3中相同的方式获得对比例5的显影辊，除了如下之外：将氟乙烯-乙 烯基醚共聚物的量改变为0. 1189份，并且将二氧化硅改变为疏水性二氧化硅（R972， Nippon Aerosil Co·, Ltd.的产品）。
[0192] 对比例6
[0193] 以与实施例3中相同的方式获得对比例6的显影辊，除了如下之外：将氟乙烯-乙 烯基醚共聚物改变为0. 2484份聚氨酯多元醇（A2789, Mitsui Chemicals, Inc.的产品）， 并且将二氧化硅改变为疏水性二氧化硅（R972, Nippon Aerosil Co.，Ltd.的产品）。
[0194] 对比例7
[0195] 以与实施例3中相同的方式获得对比例7的显影辊，除了如下之外：将氟乙 烯-乙烯基醚共聚物改变为0. 5285份经丙烯酸类改性的氟树脂（DEFENSA TR101，DIC Corporation的产品），并且将二氧化娃改变为疏水性二氧化娃（R972，Nippon Aerosil Co.，Ltd.的产品）。
[0196] 测量和评价实施例和对比例的显影辊的如下各种性质。结果总结和显示于表1 中。
[0197] 〈树脂分散体的制造方法〉
[0198] 向装有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠（0. 7份） 和离子交换水（498份），之后在搅拌下加热至80°C进行溶解。然后，向所得溶液中加入过 硫酸钾（2. 6份）在离子交换水（104份）中的溶液。15分钟之后，用90分钟将苯乙烯单 体（200份）和正辛硫醇（4. 2份）的单体混合物滴加至所得混合溶液。随后，将所得物在 80°C保持60分钟以进行聚合反应，从而获得白色树脂分散体，其具有135nm的体均粒径。
[0199] 随后，将2mL由此获得的树脂分散体加入至皮氏培养皿，其中使分散介质蒸发以 获得干产物。发现所得干产物具有8, 300的数均分子量、16, 900的重均分子量和83°C的 Tg。
[0200] 〈聚酯1的合成〉
[0201] 向装有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入双酚A环氧乙烷2摩尔加 合物（229份）、双酚A环氧丙烷3摩尔加合物（529份）、对苯二甲酸（208份）、己二酸（46 份）和氧化二丁基锡（2份），之后使其在230°C在常压下反应8小时。接着，使所得反应产 物在10mmHg-15mmHg的减压下反应5小时。然后，将偏苯三甲酸酐（44份）加入至反应容 器中，之后使其在180°C在常压下反应2小时，从而合成聚酯1。
[0202] 发现所得聚酯1具有2, 500的数均分子量、6, 700的重均分子量、43°C的玻璃化转 变温度和25mgK0H/g的酸值。
[0203] 〈聚酯2的合成〉
[0204] 向装有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入双酚A环氧乙烷2摩尔加 合物（264份）、双酚A环氧丙烷2摩尔加合物（523份）、对苯二甲酸（123份）、己二酸（173 份）和氧化二丁基锡（1份），之后使其在230°C在常压下反应8小时。接着，使所得反应产 物在10mmHg-15mmHg的减压下反应8小时。然后，将偏苯三甲酸酐（26份）加入至反应容 器中，之后使其在180°C在常压下反应2小时，从而合成聚酯2。发现所得聚酯2具有4, 000 的数均分子量、47,000的重均分子量、651：的玻璃化转变温度和121^1(0!1/^的酸值。
[0205] 〈异氰酸酯改性的聚酯的合成〉
[0206] 向装有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入双酚A环氧乙烷2摩尔加 合物￠82份）、双酚A环氧丙烷2摩尔加合物（81份）、对苯二甲酸（283份）、偏苯三甲酸 酐（22份）和氧化二丁基锡（2份），之后使其在230°C在常压下反应8小时。接着，使所得 反应产物在10mmHg-15mmHg的减压下反应5小时，从而合成中间聚酯。
[0207] 发现所得中间聚酯具有2, 200的数均分子量、9, 700的重均分子量、54°C的玻璃化 转变温度、〇. 5mgK0H/g的酸值和52mgK0H/g的羟值。
[0208] 接着，向装有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入中间聚酯（410份）、 异佛尔酮二异氰酸酯（89份）和乙酸乙酯（500份），之后使其在100°C反应5小时，从而获 得异氰酸酯改性的聚酯。
[0209] 〈母料的制备〉
[0210] 用亨舍尔混合器将炭黑（REGAL400R，Cabot Corporation的产品）（40份）、粘合 剂树脂（聚酯树脂，RS-801，Sanyo Chemical Industries, Ltd.的产品，酸值：10mgK0H/g， Mw :20, 000, Tg :64°C ) (60份）和水（30份）混合在一起，从而获得包含用水浸渍的颜料聚 集体的混合物。所得混合物用其辊已经被调节为具有130°C的表面温度的双辊磨机捏合45 分钟。将捏合产物用粉碎机粉碎以具有1mm尺寸，从而获得母料。
[0211] 〈油相的制备步骤〉
[0212] 向其中已经设置有搅拌棒和温度计的容器中加入聚酯1(545份）、[石蜡（熔点： 74°C)](181份）和乙酸乙酯（1，450份）。将所得混合物在搅拌下升温至80°C，在80°C保 持5小时，和用1小时冷却至30°C。
[0213] 然后，向该容器中加入母料（500份）和乙酸乙酯（100份），之后混合1小时，从 而获得原料溶液。将所得原料溶液（1，500份）置于容器中，其中将所述颜料和蜡用珠磨机 (ULTRA VISC0MILL，AMEX C0.，Ltd.的产品）在以下条件下分散：液体进料速度：lkg/h，圆 盘圆周速度：6m/s，0. 5mm氧化锫珠填充至80体积％，和3次通过。
[0214] 接着，将聚酯2在乙酸乙酯中的66%溶液￠55份）加入其中，并且用所述珠磨机 在以上条件下通过一次，从而获得颜料/蜡分散液。将所得颜料/蜡分散液（976份）用TK H0M0MIXER(PRIMIX Corporation的产品）以5, OOOrpm混合1分钟。然后，向其中加入异氰 酸酯改性的聚酯（88份）。所得混合物用TK H0M0MIXER(PRMIX Corporation的产品）以 5, OOOrpm混合1分钟，从而获得油相。
[0215] 通过测量，发现油相的固体内容物（固体含量）为52. 0%，并且发现乙酸乙酯相对 于固体内容物的量为92%。
[0216] 〈水相的制备〉
[0217] 将离子交换水（970份）、用于使分散体稳定的有机树脂粒子（苯乙烯-甲基丙烯 酸-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸环氧乙烷加合物硫酸酯的钠盐的共聚物）的25%水性分散液 (40份）、48· 5%十二烷基二苯基醚二磺酸钠水溶液（95份）和乙酸乙酯（98份）在搅拌下 混合在一起。发现所得混合物具有6. 2的pH。然后，向其中滴加10%氢氧化钠水溶液以将 pH调节为9. 5,从而获得水相。
[0218] 〈芯粒子的制备步骤〉
[0219] 将水相（1，200份）加入到油相中。将所得混合物用TK H0M0MIXER以 8, 000rpm-15, OOOrpm混合2分钟，同时通过在水浴中冷却将液体温度调节为20°C _23°C，以 抑制由于混合器的剪切热量引起的升温。之后，将所得混合物使用装有锚翼（anchor wing) 的Three-One Motor以130rpm-350rpm搅拌10分钟，从而获得其中充当芯粒子的油相液滴 分散在水相中的芯粒子游楽。〈壳部的形成〉
[0220] 将树脂分散体（106份）与离子交换水（71份）混合。将所得混合物（固体含量： 15% )用3分钟滴加至芯粒子淤浆，同时将液体温度保持在22°C。该加热是在用装有锚翼 的Three-One Motor以130rpm-350rpm搅拌芯粒子游楽的同时进行的。之后，将所得混合 物进一步以200rpm-450rpm搅拌30分钟以获得复合粒子游楽。然后，将lmL复合粒子游楽 稀释至10mL，之后离心。所得上清液是透明的。
[0221] 〈脱溶剂〉
[0222] 向其中已经设置有搅拌棒和温度计的容器中加入复合粒子淤浆，将其在搅拌下在 30°C下脱溶剂8小时，从而获得分散淤浆。将少量的分散淤浆置于载玻片上，并且在光学显 微镜下在X200的放大倍率下透过盖玻片进行观察。结果，观察到均匀的经着色的粒子。而 且，将分散淤浆稀释10倍，之后离心。所得上清液是透明的。
[0223] 〈洗涤步骤〉
[0224] 将分散淤浆（100份）在减压下过滤，然后进行以下洗涤程度，从而获得滤饼。
[0225] ?向滤饼中加入离子交换水（100份），之后用TK H0M0MIXER混合（12, OOOrpm，10 分钟），和过滤。
[0226] ?向所得滤饼中加入离子交换水（900份）。将所得混合物在超声振动的施加下用 TK H0M0MIXER混合（12, OOOrpm，30分钟），之后在减压下过滤。重复该程序直至再制淤浆 (reslurry)具有10 μ C/cm或更低的电导率。
[0227] ?向所得再制淤浆中加入10%盐酸以具有4的口!1，之后用11^6-〇116]\^〇1'搅拌 30分钟，和过滤。
[0228] ?向所得滤饼中加入离子交换水（100份），之后用TK H0M0MIXER混合（12, OOOrpm， 10分钟），和过滤。
[0229] ?重复该程序直至再制淤浆具有10 μ C/cm或更低的电导率。
[0230] 〈干燥步骤〉
[0231] 将滤饼用空气循环干燥器在45 °C下干燥48小时，然后用具有75 μ m开口尺寸的筛 网筛分，从而获得调色剂母体。
[0232] 〈外部添加步骤〉
[0233] 将调色剂母体（100份）使用亨舍尔混合器与充当外部添加剂的R8200(疏水性 二氧化娃，Nippon Aerosil Co.，Ltd.的产品）（1. 5 份）、RY50 (疏水性二氧化娃，Nippon Aerosil Co.，Ltd.的产品）（3. 0 份）和 SW360 (钛酸锶，Titan Kogyo, Ltd.的产品）（0· 6 份）一起混合。将所得混合物筛分，从而获得其中外部添加剂附着到各调色剂母粒子表面 上的评价用调色剂。调色剂母粒子的覆盖率为180%。
[0234] 1.通过衰减全反射方法（ATR方法）测量的峰强度比（NC0/0H)
[0235] 将通用 ATR 配件固定在 FT-IR (Spectrum One Type B，Perkin Elmer Co.，Ltd.的 产品）上。将通过朝向显影辊金属芯施加切刀而从显影辊的表面剥落的样品设置在ATR晶 体上，使得调色剂承载层与ATR晶体接触。然后，将按压杠杆（press lever)移动到该晶体 上并且使其向样品施加压力，从而测量IR光谱。调节该按压杠杆使得监视器中所显示的 压力值为10,并且进行8次测量。由所获得的IR光谱，计算异氰脲酸酯中的NC0基团的单 峰（1，680〇1^-1，690CHT1附近）对OH基团的单峰（1，710〇1^-1，730CHT1附近）的峰强度比 (NC0/0H)。
[0236] 注意，下表中圆括号中描述的数值表示NC0对0H的摩尔比。即，该表中所描述的 配方富含NC0。
[0237] 2.成膜
[0238] 在 27°C和 80% RH 的环境下，将显影辊安装至 IPSIO C730(Ricoh Company, Ltd. 的产品）并且在20, 000张纸张上以1 %得率（yield) 1P/J打印之后，通过傅立叶变换红外 光谱法（FTIR)用 FT-IR(NEXUS470，Thermo Fisher Scientific K.K.的产品）测量二氧化 硅沉积量，之后根据以下标准评价。
[0239] [评价标准]
[0240] A :小于 0.03
[0241] B :0· 03或更大但是小于0· 10
[0242] C :0· 10或更大但是小于0· 30
[0243] D :0· 30 或更大
[0244] 3.电荷减少
[0245] 在 23°C 和 50%RH 下，将显影辊安装至 IPSIO C730(Ricoh Company，LtcL 的产品）， 然后测量在1 %得率1P/J下的Q/M(每单位质量的电荷量），从而测定在20, 000张纸张上 印刷之后的Q/M相对于初始Q/M(S卩，印刷之前的Q/M)的减少率。根据以下标准评价减少 率。Q/M用小型吸引式（suction)库仑计M0DEL212HS(TREK JAPAN的产品）测量。
[0246] [评价标准]
[0247] A :小于 15%
[0248] B :15%或更大但是小于25%
[0249] C :25%或更大但是小于50%
[0250] D: 50 % 或更大
[0251] 4.背景污损
[0252] 在 27°C和 80% RH 的环境下，将显影辊安装至 IPSIO C730(Ricoh Company, Ltd. 的产品）并且通过X_LITE(SAKATA INX ENG. CO.，LTD的产品）测量以1%得率1P/J在空白 纸张的显影期间在感光体上的调色剂沉积，之后根据以下标准进行评价。
[0253] [评价标准]
[0254] A :L* 为 92. 0 或更大。
[0255] B :L*为90. 5或更大但是小于92. 0。
[0256] C :L*为89. 5或更大但是小于90. 5。
[0257] 0丄*小于89.5。
[0258] 5.细小凹凸中的凹入部分的宽度
[0259] 使用激光显微镜（KEYENCE CORPORATION的产品）和具有X 50放大倍率的镜头， 以0. 1 μ m的间距对调色剂承载层的表面进行拍照。基于所得凹凸分布图，测量100个点处 的峰和相邻峰之间的距离并且将其取平均。确定所得平均值作为细小凹凸中的凹入部分的 览度。
[0260] 表 1
[0261]
[0262]

【权利要求】
1. 显影辊，其包括： 包含金属的轴； 在该轴的圆周上的弹性层；和 在该弹性层的圆周表面上的表面层， 其中所述表面层包含：作为氟乙烯-乙烯基醚共聚物与异氰酸酯的异氰脲酸酯形式之 间的反应产物的聚氨酯；和具有5nm-30nm平均初级粒径的粒子，和 其中所述聚氨酯在通过衰减全反射方法获得的红外吸收光谱中具有5. 6-8. 8的NCO基 团对羟基的峰强度比。
2. 根据权利要求1的显影辊， 其中所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。
3. 根据权利要求1或2的显影辊， 其中所述粒子为疏水化二氧化硅。
4. 根据权利要求1-3任一项的显影辊， 其中所述粒子具有l〇nm-20nm的平均初级粒径。
5. 根据权利要求1-4任一项的显影辊， 其中所述表面层的表面中的细小凹凸中的凹入部分的宽度为平均2. Ο μ m-3. Ο μ m。
6. 根据权利要求1-5任一项的显影辊， 其中所述表面层的表面包括：多个各自沿着所述显影辊的圆周方向延伸的条纹状凹槽 部分；和多个各自沿着所述显影棍的旋转轴方向延伸的突出部分。
7. 根据权利要求6的显影辊， 其中所述凹槽部分在所述圆周方向上的长度的平均值为20 μ m-50 μ m，所述凹槽部分 的深度的平均值为2 μ m-5 μ m,并且所述凹槽部分的间距的平均值为10 μ m-50 μ m。
8. 根据权利要求6或7的显影辊， 其中所述突出部分在所述旋转轴方向上的长度的平均值为50 μ m-500 μ m，所述突出部 分的高度的平均值为2 μ m-5 μ m，并且所述突出部分的间距的平均值为50 μ m-200 μ m。
9. 显影装置，其包括： 调色剂； 配置成传送调色剂的调色剂传送手段；和 配置成对供应至调色剂传送手段的表面的调色剂层的厚度进行调节的调节手段， 其中所述显影装置为单组分显影装置， 其中所述调色剂传送手段包括根据权利要求1-8任一项的显影辊，和 其中所述调色剂的平均圆度为〇. 970或更大。
10. 处理卡盒，其包括： 根据权利要求9的显影装置， 其中所述处理卡盒以可连接和可拆卸的方式安装至图像形成设备的主体。
11. 图像形成设备，其包括： 根据权利要求9的显影装置。
【文档编号】G03G21/18GK104122775SQ201410174296
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】安永英明, 重里圭一郎, 竹内佑太, 野崎刚, 石川义通, 三木智晴 申请人:株式会社理光