专利名称：静电潜影的显影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用一组份显影剂显影静电潜影的显影装置。
使用一组份显影剂的显影装置广泛地用于电子照像复印机和电子照像印刷机。本说明书中的一组份显影剂是指不含有载体颗粒(在两组份显影剂中含有的载体颗粒)的干燥显影剂。但是，一组份显影剂并不局限于由调色剂颗粒组成的显影剂，它也包括除了含有调色剂颗粒外还含有一种或多种附加粉末或试剂的显影剂，这些附加粉末或试剂用于提高显影剂的流动性，控制调色剂的电荷量或净化影像支承部件的表面。
与使用两组份显影剂的显影装置相比，使用一组份显影剂的显影装置，其尺寸可以容易减小，而且也不必要提供在使用两组份显影剂的显影装置中所必需的装置，这些装置是用来在包括调色剂颗粒和载体颗粒的显影剂中维持一恒定的调色剂比率。因此其结构简单。
在使用一组份显影剂的显影装置中，调色剂颗粒通过与显影剂载送部件摩擦而摩擦充电至适于潜影显影的极性。在与影象支承部件的非影象区域(背景)相对的显影剂载送部件的那个区域不消耗显影剂。如果这种显影剂无消耗状态持续下去，那么大概由于静电影像力，在其表面上可能牢固地沉积一层细的显影剂颗粒，而一旦产生了牢固的沉积作用，它们就不易被用于潜影支承部件的潜影区域的显影。此外，这种牢固沉积层的存在降低了存在于牢固沉积的细颗粒层上的显影剂的电荷量。这导致在已显影影像上产生叠影，因此降低了影像的质量。
例如，已知为了控制一组份显影剂的摩擦电电荷量，将由气相法制备的二氧化硅(干二氧化硅)或由湿法制备的(湿二氧化硅)加到调色剂粉末中。
例如，将具有强负电荷性能的干燥的细二氧化硅颗粒(制备方法是，将10%(重量)的HMDS(六甲基乙硅醚)加到由气相法制备的100m2二氧化硅颗粒中，然后加热)，加到含有苯乙烯丙烯酰共聚物和60%(重量)磁铁矿的负电充电的磁性调色剂中。借此增加摩擦电电荷量。当使用已知的跳动显影体系(jumping developing system)中的显影剂(例如，美国专利US4，292，387)进行显影操作时(其中，在套层8上形成一层薄的显影剂层)，影像密度比不加二氧化硅的情形要大，而且所得影像更精美平整。
但是，如果将可强负电充电的二氧化硅加到可负电充电的调色剂中，那么在显影套层上将出现叠影。叠影是印刷图形的迟滞变形。在已印刷的影像上也会产生叠影。当将可负电充电的二氧化硅加到可负电充电的调色剂中时，便会产生叠影，导致在已显影影像上出现如图2所述的正叠影。
更具体地讲，由于非印刷(白区)的连续产生轻度显影影像部分(a)，而由于印刷(黑区)的连续)产生深色影像部分(b)。发明人经过实验研究揭示了产生叠影的机理，它与在套层上的细的颗粒层(颗粒不大于5-6微米)有关。在显影套层上的调色剂最底层，调色剂消耗部分和未消耗部分上的颗粒粒径分布是不同的。更具体地讲，精细颗粒层是在未消耗部分的底层形成的。由于精细颗粒每单位体积具有更大的表面积，其单位重量的摩擦电电荷量比粒径大的颗粒的摩擦电电荷量多。因此，精细颗粒被由影像力产生的静电力更牢固地吸附在套层上。于是，在形成细颗粒层以外部分，调色剂颗粒没有通过与显影套层摩擦而进行足够的摩擦电充电，因此其显影粉末减少，在图像上产生叠影。
在高温和高湿度条件下，特别是在高湿度条件下，显影剂，特别是二氧化硅吸收潮气，结果降低了显影剂的电荷量。因此一般情况下，在低湿度和正常条件下，即使产生了良好的影像密度，在高湿度条件下，影像密度也会降低而且影像粗糙。
因此，通过向加入到显影剂中的二氧化硅提供疏水性，试图阻止二氧化硅吸收潮气。
这种疏水性二氧化硅使显影剂在高湿度条件下电荷稳定，但在低湿度条件下电荷量极度增大，特别是显影剂中精细颗粒充电趋向于产生叠影。特别是当具有可负电充电性的疏水性二氧化硅加到可负电充电的调色剂中时，叠影的影像密度差别是很大的。
一般地，通常使用的干燥的、一组份磁性显影剂的体积平均粒径为10-14微米。特别是在上述显影方法中，磁性调色剂的体积平均颗粒为12微米。更具体地讲，磁性调色剂含有大约不多于20%(数量分布)的体积平均颗粒不大于约6.5微米的颗粒，含有不多于约2%(体积分布)的体积平均颗径不小于约20.2微米的颗粒。
若需要进一步提高影像的质量，必须进一步降低调色剂的粒度。例如，在电子照像激光束印刷机中，如果使用粒径为8-6微米的调色剂，那么就比较容易地增加印刷密度，从通常的300DPI增加到600DPI(23.6Pel)以提高潜影的分辨度、清晰度及真实度。作为颗粒精细的调色剂的例子，体积平均粒径为6.0微米;而一组份磁性调色剂含有不多于约20%(数量分布)的体积平均粒径不大于3.5微米的颗粒，含有不多于约1%(体积分布)的体积平均粒径不小于16微米的颗粒。如果调色剂含有苯胺黑等作为电荷控制剂而且该调色剂为可正电充电的调色剂，那么加入8%(重量)的用氨基转化的硅油处理的二氧化硅，便可作为显影剂。
但是，与普通的调色剂相比，由于小粒径调色剂的单位体积的表面积更大，经两组份摩擦电测量法测定，单位体积或单位重量的电荷量增加了约30%。而且，由于粒径不大于5微米的细颗粒量大大增加了，调色剂中树脂含量增加了，由此产生的结果是显影剂载送部件如显影套层的表面容易被高摩擦电充电的精细颗粒所沾污。因此增加了产生叠影的可能性。
为了解决上述问题，已知的方法是使一刮刀与显影套层接触，以确保调色剂在显影后从显影套层上除掉，施加一与显影时偏压不同的偏压，从而在显影剂静电转变以后，使调色剂从显影套层上转移到潜影支承部件上，或在显影后，将一平滑金属板或金属滚子面向显影套层将显色剂从显影套层上除掉。这些方法使装置结构复杂，增加了费用。
因此本发明的主要目的是提供一种显影装置，其中可以阻止精细的显影剂颗粒牢固地沉积在显影剂载送部件上，以提供具有优良影像密度的显影影像。
本发明另一个目的是提供一种显影装置，其中使调色剂摩擦电电荷量稳定，使摩擦电电荷量离散分布。
本发明另一个目的是提供一种显影装置，其中即使在低湿度条件下，也能阻止显影剂极度充电，从而提供良好的显影影像。
本发明另一个目的是提供一种显影装置，其中即使使用可负电充电调色剂也可阻止叠影显影，以提供良好的显影影像。
本发明进一步目的是提供一种显影装置，其中即使在显影剂中含有可负电充电的调色剂，可负电充电的疏水性二氧化硅，也能在低湿度条件下，提供有有限叠影的优良的显影影像。
本发明进一步目的是提供一种显影装置，其中，即使显影剂体积平均粒径很小也能最大程度地减少叠影的产生。
以下的本发明的最佳实施例和附图明显地说明了本发明的这些目的，特性和优点。
图1是普通显影装置的剖面图。
图2是产生叠影示意图。
图3是根据本发明一个实施例的显影装置剖面图。
图4是根据本发明另一个实施例的显影装置剖面图。
图5是根据本发明另一个实施例的显影装置剖面图。
图6是涂层表面的电子显微照像图。
图7是放大的套层表面剖面图。
图8是放大的套层表面透视图。
图9是普通装置和根据本发明装置的调色剂电荷量区别的示意图。
本发明实施例中使用的一组份磁性显影剂的粘合剂树脂可以是以下聚合物或是以下苯乙烯聚合物和其取代物的混合物例如，聚苯乙烯和聚乙烯甲苯;苯乙烯共聚物如苯乙烯一丙烯共聚物，苯乙烯-乙烯甲苯共聚物，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-乙烯基甲基乙醚共聚物，苯乙烯-乙烯基乙基乙醚共聚物，苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物，苯乙烯-异丙烯共聚物，苯乙烯-马来酸，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，聚乙酸乙烯基酯，聚乙烯，聚丙烯，聚乙烯基丁醛酯，聚丙烯酸树脂，松脂，改性松脂，松油脂，酚醛树脂，脂族烃树脂，脂环族烃树脂，芳香石油树脂，石蜡，巴西棕榈蜡。
作为加到磁性调色剂中的着色剂，可以是已知的炭黑，铜酞菁，黑锑粉等。
包含在磁性调色剂中的精细磁性颗粒可以是当放置到磁场中时可被磁化的物质，例如铁磁性金属粉末如铁，钴和镍，金属合金粉末或化合物粉末如磁铁矿，γ-Fe2O3和铁素体。
精细的磁性颗粒的比表面积(由氮气吸收法获得)最好为1-20m2/g，尤其为2.5-12m2/g，Moh硬度为5-7。基于调色剂的重量，磁性颗粒的含量为10-70%(重量)。
如果需要，调色剂可以含有电荷控制剂，特别是负电荷控制剂例如单偶氮染料水杨酸，烷基水杨酸，二烷基水杨酸或萘酸等金属配盐。从摩擦电电荷保留时间和静电影像转换的观点出发，调色剂的体积电阻率最好不小于1010ohm.cm，尤其是不小于1012ohm.cm。体积电阻率是按下述方法测定的数值。在压力为100kg/cm2下将调色剂压制成块体，施加100v/cm电场，然后在施加电场1分钟后测定电流。电阻率是从电流和电场中获得的并定义为体积电阻率。
可负电充电调色剂的摩擦电电荷量最好为-8μc/g--20μc/g。如果低于-8μc/g，那么影像密度低特别是在高湿度条件下更是如此。另一方面，如果超过-20μc/g，调色剂电荷量太高，导致微弱行式映象，以致于特别是在低湿度条件下，影像质量变差。
可负电充电调色剂颗粒是按如下方法定义的。在温度为25℃，相对湿度为50-60%的条件下，将10克调色剂颗粒静置一夜。在上述条件下，在一个铝罐中将上述调色剂与90克没有树脂涂层，主要粒径为200-300目的载体铁粉(例如，EFV200/300，NihonTeppunKabushikiKaisha，Japan出品)混合。然后用于垂直摇动约50次。使用400目筛眼的铝制筛网，按正常的吹除法(blowoffmethod)测定调色剂颗粒的摩擦电电荷量。如果按这种方法产生的摩擦电电荷是负性的，那么调色剂颗粒是可负电充电的。
用于提高显影剂流动性的细二氧化硅颗粒可以是利用气相氧化法从二氧化硅卤化合物制备的干二氧化硅，称作“气相法二氧化硅”的干二氧化硅或从水玻璃制备的“二氧化硅”等。但是，由于表面和内部二氧化硅含有较少的硅醇基和较少的残基材料干二氧化硅为优选的。在制备干二氧化硅的过程中，可以使用金属卤化物如氯化铝，氯化钛以及硅卤化物，制备二氧化硅细粉和其他金属氧化物。干二氧化硅包括这些材料。
精细二氧化硅颗粒最好经过处理以获得疏水性质。处理方法可以是一种已知方法。例如，通过使用能与细二氧化硅颗粒反应或物理接触的有机硅化合物进行化学处理，便可获得疏水性。优选的方法是，由硅卤化物经气相氧化制备的细二氧化硅颗粒，用硅烷偶合剂处理，然后或同时用有机硅化合物处理。
最后处理过的细二氧化硅颗粒的疏水度最好在30-80范围内，这样含有上述细二氧化硅颗粒显影剂的摩擦电电荷分布可提供离散的和均匀的负电性能。疏水度可按甲醇滴定试验测定。
甲醇滴定试验是用以测定含有疏水性表面的细二氧化硅颗粒的疏水度。在装有水(50ml)的容积为250ml的圆底烧瓶中，加入0.2g待测细二氧化硅颗粒。甲醇从滴定管中滴下直到所有二氧化硅颗粒润湿。在滴定过程中，烧瓶中的液体始终通过磁力搅拌器搅拌。所有的二氧化硅颗粒都处于悬浮状态时被确定为终点。疏水度用甲醇在甲醇与水的混合物中所占的百分比来表示。
基于调色剂的重量(100份)，调色剂中细二氧化硅颗粒用量最好为0.05-3份(重量)，尤其为0.1-2份(重量)，因为这样显影剂具有稳定电荷的性能。基于显影剂的重量，最好有0.01-1份(重量)细二氧化硅颗粒沉积在调色剂颗粒表面。
只要不产生副作用，显影剂可以包含其他材料，例如润滑剂如四氟乙烯树脂和硬脂酸锌，有助于定影的试剂(如，低分子量聚乙烯树脂)或可提供电导性的试剂如金属氧化物如氧化锌等。
在制备调色剂的方法中，可以使用热捏合机如滚压机，挤压机或其他捏合机将组成材料进行捏合搅拌。然后产物进行机械磨碎和分类。或者将材料分散在粘合剂树脂溶液中然后喷洒和干燥。或者将所需材料与由粘合剂树脂组成的单体材料进行混合，然后进行乳化，进而聚合。
下面叙述显影装置实施例。
在这个实例中，参照图3，一个影像支承部件，亦即具有一个静电潜影的电子照相光敏鼓轮1(该潜影通过一个已知的处理过程形成)，按箭头B所指方向旋转。一个显影剂载送部件，亦即在这个实例中的显影套层8，携带一组分的磁性显影剂(这里的显影剂由料斗3供给)，并按A所示方向旋转，以将显影剂带到显影区D，D区中套层8与鼓轮1处在相面对的位置。为了使显影剂磁性吸引并保持在套层8上，在套层8内安有一个磁体5。
为了调节向显影区D传送的显影剂的层厚，一个由铁磁金属制成的调节叶片2配置在套层的表面，与套层8表面的缝宽200-300微米。借助于由磁体5的磁极N1产生的磁力线向叶片2的集中，在叶片2上便形成一个磁性显影剂的薄层。在磁叶片2的位置，可以使用一个非磁性叶片。
在套层8上形成的显影剂薄层的厚度，以小于在显影区D中套层8与鼓轮1之间的最小间隙为好。本发明特别适用于上述类型显影装置，亦即一种显影剂层具有这样的厚度的非接触型显影装置。但是，本发明也可适用于接触型显影装置，其中，在显影区中的显影剂的厚度大于套层8与鼓轮1之间的间隙。下面描述非接触型显影装置。
由电压源9向套层8提供一个显影偏压，以使携带在套层8上的显影层中的显影剂传送到鼓轮1上去。如果这个偏压是直流电压，则提供给套层8的电压最好是在下两个电位之间，即在潜影的影像区(显影剂要沉积的区域，因此是可目视出的)的电位与背景区的电位之间。为了增加已显影的影像密度，或为了改进其色度的复现性，可以向套层8提供一个变化的偏压，以便在显影区D内形成一个变化的电场。在这种情况下的较好作法是，在上述推荐的直流偏压的水平上再叠加一个交流电压，就形成了所需的变化电场US4，292，387)。在正显影过程中(其中调色剂沉积在潜影(由该高电位部分和一个低电位部分构成)的高电位部分)，使用的调色剂可带上与潜影极性相反的电荷，而在逆显影过程中(其中，调色剂沉积在潜影的低电位区)，使用的调色剂可带上与潜影极性相同的电荷。此处所谓的高电位和低电位是根据这些电位的绝对值而言的。在所有情况下，通过与套层8摩擦，调色剂充电至极性使潜影显影。所添加的细二氧化硅颗粒也能通过与套层8的摩擦而带电。
在图4和图5所示的显影装置中，采用了一块弹性片20，作为调节显影剂层厚的部件。弹性片20可由一种弹性橡胶(如聚氨酯橡胶和硅橡胶)或弹性金属(如磷青铜和不锈铜)制成。弹性片20触压在套层8上。借助这种结构，可以形成更薄的显影剂层。如图4和图5所示的可以形成显影剂薄层的装置既适宜于采用一组分磁性显影剂，也适宜于采用一种主要由一种非磁性调色剂组成的一组分非磁性显影剂。在这种装置中，因为调色剂是由弹性片擦涂到套层8上，并由此使得电荷量变大，所以使得影像密度增加。因此，在高湿度条件下测量并防止调色剂的电荷量是适宜的。
显影套层8是在由铝、不锈钢、黄铜制成的园筒形底套7上涂以一种外涂层6而制成的。显影剂涂载在涂层6上，且显影剂通过外涂层6而摩擦带电。涂层6由一种树脂制成，其中散布着导电的细粒。许多导电的细粒处在树脂的表面。优选的导电细颗粒的材质是，细颗粒碳、细颗粒石墨或它们的混合物。
以下将给出该涂层的一个实例描述。采用一种热固性的酚树脂作为该涂层中的树脂。
表1实施例1实施例2实施例3树脂50份(重)酚树脂50份(重)酚树脂50份(重)酚树脂碳10份(重)碳25份(重)碳45份(重)碳稀释100份(重)200份(重)200份(重)碳剂甲基醇+甲基溶纤甲基醇+甲基溶纤甲基醇+甲基溶纤剂剂剂使用的碳是“RAVEN1035”，可从ColumbianCarbonJapan，Limited获得。其体积平均粒径约为20微米。铝制园筒形底套7用ALANDOM磨粒No.400砂磨。采用浸涂法或喷涂法涂上一个涂层，其厚度约为1.0-1.5微米。在该实验中，使用了一种热固性的酚树脂，因而将它置于一个干燥箱中，于150℃下作30分钟热固化处理。使用按这种方式制成的显影剂承载部件8来显影，以比较当使用负性调色剂时所产生的叠影。按例3、2和1这种顺序，正的防叠影效果越来越好。用非接触型跃变显影方式来进行显影操作。应用的显影偏压是一种交变偏压，它的峰与峰之间的电压为1600V，频率为1800Hz。套层与鼓轮之间的间隙约为300微米。当外涂层厚度为1.0-3.0微米时，防叠影效果更好。
发明人认为，外涂层的电阻与叠影的产生有密切关系，发明人使用比RAVEN1035有更好导电能力的高导电性碳作了进一步的研究。
实施例4树脂酚树脂50份(重)碳Conductex975UB25份(重)(可由ColumbianCarbonJapan获得)稀释剂200份(重)其它条件和外涂层的制备如上所述。涂层厚度为0.5-30微米。在相同显影条件下以及一种低湿度条件(其对叠影的产生影响最大)下，使用了负性调色剂，与以上实施例1-3比较，所得结果更好。当20-90%(基于树脂)的导电碳被充电时，可以观察到防叠影效应。然而，当使用负性调色剂时，在低湿度条件(其对叠影的产生影响最大)下，对防叠影效应是不充分的。然后，除电阻以外发明人还从其它方面考虑了细粒调色剂上的电荷泄漏点。
从实施例1-4可明显看到，外涂层的电阻值多少是起作用的，但是，如果其单独起作用，那么，当没有提供外涂层时，电阻更低。
发明人还特别地注意到了以下方面，当外涂层表面粗糙时，导电性颗粒引起电荷的集中，使电荷流到套层上去。借此，已带上电荷的细粒上的电荷能够被移走。从这点出发，对实施例4的树脂中的碳粒的分散状态作了改变，即改变了其二次粒子的平均粒径(它们每一个都是所用树脂和导电性碳的混合物)。已找到了一种正的防叠影效果与二次粒子大小和其分布之间的关系。更确切地说，当用扫描电子显微镜观察时得出，(1)如果在外涂层表面的二次粒子的平均大小不超过的1微米时，即使在低湿度条件下也可获得实际上是完全的防止叠影效果，但如粒子较大，则这种效果下降;(2)如果形成一个实际上是平整的表面，则防叠影效果降低，且当二次粒子的平均距离约为0.05-2.0微米时，则可获得高的防叠影效果(二次粒子之间的间隙不小于(大约)二次粒子的平均大小，更确切地说，它小于涂层厚度，嘉 .1-3.0微米);(3)当获得了防叠影效果时，存在一个外涂层电阻值的优选区间，但接触到调色剂的外涂层的构型比它的体积电阻率显得更为重要。
以上结果归纳在以下表中。
当使用导电性碳时
表2涂层表面粗糙平整阻抗%厚度(砂砾型)102-10-3ohm.cm 即使在低湿度在低湿度条件下0.5-30微米条件下也很好不好≥102ohm.cm 若阻抗高，则调色剂带上电荷0.5-30微米调色剂带上电荷达到不可实用的程度在以上实施例中，我们发现，当外涂层的平均体积电阻率为7×101-7×10-2ohm.cm时，能获得高的防叠影效果。此外，当外涂层表面上二次粒子的平均粒径为0.1-0.3微米、且二次粒子之间的平均间隙为0.1-0.4微米时，则可获得更高的防叠影效果。
此处，二次粒子是指以颗粒形式凝结的树脂，其中含有分散的导电性颗粒。当排去挥发的溶剂时形成一些通道，这些通道能分隔出很细小的层，并由此形成二次粒子。或者，当用喷涂法涂敷涂层时，二次粒子可由喷涂物滴粒形成。
图6是一张外涂层表面的电子显微照片，其中外涂层表面上二次粒子的分布成石子路面那样的形式。
图7是套层8的截面的视图，图8是一个透视图。标记了标号6′的部分为二次粒子。大量的二次粒子6′分布在外表面上，形成一个如同石子路面的粗糙表面。通过提供其二次粒子分布形式如同石子路面的外涂层，调色剂与外涂层之间的接触阻抗实际上下降了(产生泄出点)。借此，调色剂细粒上的电荷容易排导。涂层的体积电阻率处在某一个范围内，因为，如果因使用不导电的调色剂而没有采用导电性套层，调色剂发生宏观性带电，导致影像密度下降并产生叠影。从这点来说，外涂层的体积电阻率最好不大于103ohm.cm。
对于涂层厚度而言，确定了它的一个下限，它是用调色剂与二次粒子间的泄电点的密度来表示的。确切地说，其厚度以不少于0.5微米为好。对于涂层的膜厚上限而言，本发明中含树脂层的导电性粒子对金属具有高体积电阻率，因此，如果涂层太厚，所要达到的效果就降低了。因此，涂层厚度不要超过30微米。
通过将在显影剂薄层上部的调色剂的电荷量与调色剂层的底部层的电荷量进行对比，发明人已证实了上述效果。
图9表示了下两种电荷量的差异，即白区(与潜影的背景相面对的套层区域)与黑区(与潜影的影像部分相面对的套层区域)上的电荷量的差异。横坐标代表调色剂涂层的位置，纵坐标代表电荷量的差异，即摩擦电荷的差异(△Q/M)＝白区的Q/M-黑区的Q/M此处，Q/M是调色剂电荷的量。
注意到在通常的套层中(如虚线所示)，带电的调色剂存在在调色剂涂层的底部层上，而在本发明的实例(实施例4)中，带电的调色剂的量显著地降低了。
将给出本发明的另外的实例。在这个实例中，具有固体润滑性的导电性细粒石墨被混合在显影剂的载送部件的涂层中，以减弱这些细粒与显影剂载送部件间的机械吸引力，以进一步确保特别是在低湿度的条件下能获得防叠影效果。其它特征如以前的实例中所述。现已证实，显影剂载送部件对于正的叠影具有很高的防叠影效果。
实施例5树脂酚树脂50份(重)碳Conductex975UB12份(重)(ColumbianCarbonJapan)石墨13份(重)ShowaDenkoKabushikiKaisha，Japan稀释剂甲醇甲基溶纤剂200份(重)下面给出另一个实例，例中，由碳制成的导电性细粒和由具有润滑特性的导电性石墨细粒分散在光固化树脂中。含有树脂层的导电性细粒的平均体积电阻率为102-10-2ohm.cm，厚度在0.5-5微米之间。由导电性细粒和树脂组成的二次粒子的大小不大于1.0微米。涂层的表面上二次粒子的分布形成如同石子路面那样的表面。在这个实例中，当使用负调色剂时，可减少或消除正的叠影产生。
下面是这种方案的一个例子实施例6光固化树脂环氧丙烯酸酯和尿烷100%(重)碳黑CDNDUCTEX975UB20份(重)石墨10份(重)稀释剂丙酮300份(重)已证实，用这种方案可取得足够好的防叠影效果，与前面所述的方案中所取得的效果相似。
借助具有外涂层(由分散有石墨细粒的树脂形成)的套层，尽管二次粒子数量较少(表面上的二次粒子上的二次粒子不大于1微米)，尽管二次粒子没有形成如图6-8所示的像石子路面那样的分布形式，即使在低湿度条件下，防叠影效果也比使用通常的显影套层所取得的效果要好。这是因为石墨的润滑效果很高，使得处在表面上的细粒的量减少。但是也注意到，因为混合了细粒的量减少。但是也注意到，因为混合了细粒，这种涂层表面上具有许多细小的凸出物。
为了改善已显影图像的清晰度，调色剂粒子以小的为好，体积平均粒径以不大于9微米、不小于4微米为好。其理由是，如果体积平径粒径大于9微米，则当产生其密度为19pel23.6pel的潜影时，就不能如上述那样地改进影象的清晰度;如果体积平均粒径小于4微米，则树脂中难以稳定地含有磁性粒子如磁铁矿粒，也难于产生其体积平均粒径小于4微米的磁性调色剂，因为在粉碎和分级时花费太高。在所有情况下，在显影剂中的细粒的数量较大，以便于得到高清晰度。
按照本发明，显影套层上形成了一个含碳粒的导电性树脂层，以提供导电能力。借此，在应用时的套层上叠影和渐变影像密度的下降(由于调色剂细粒附着于显影套层的表面所致)得以减少。
使用小粒度调色剂颗粒的显影装置上的一种套层具有一个外涂层6，它由含有导电性细粒如碳粒(其平均粒径近似为20毫微米(20/1000微米))的树脂层形成。较好的是，树脂层的平均体积电阻率为10-3-102ohm.cm，厚度为1.0-20微米，导电性细粒处于层的表面上，由导电性细粒和树脂形成的二次粒子的粒径不大于1.5微米。
为了提供导电性能而采用的导电性细粒的含量占涂层6的30-70%(重)。较好的是，含有导电性细粒石墨占30-100%(重)。
表面涂层的实例如下实施例7树脂苯酚树脂50重量份碳CONDUCTEX90050重量份(ColumbianCarbonJapan)稀释剂甲醇甲基溶纤剂250重量份在园筒状基体7上形成的导电树脂层6的厚度约为4微米。
使具有图3所示结构和上述显影套层的显影装置在低湿度条件下，使用小粒度调色剂颗粒作为显影剂进行操作，以便测定叠影防止效果。已证实与导电金属制成的常规显影套层相比较，大大地减少了叠影的产生。
在此实施方案中所用的调色剂含有作为主要组分的苯乙烯丙烯酸共聚物材料，以及用于提供磁性的90重量份的磁铁矿、2重量份作为电荷控制剂的水溶苯胺黑。所说的调色剂颗粒是通过粉末粉碎分级而获得的。其体平均粒度为6微米，具有不大于3.5微米体平均粒度的颗粒的数量分布不大于20%，具有不小于16微米体平均粒度的颗粒的数量分布不大于1%。这种调色剂为可带正电的调色剂。为了提高调色剂的流动性和稳定调色剂的电荷，加入0.8%(重量)的用氨基改性的硅氧烷油处理过的二氧化硅。
在使用具有用喷砂或类似方法粗化的金属表面的常规显影套层的情况下，认为氧化膜在金属表面上形成绝缘层，因此细颗粒上的电荷泄出量不足。在镀金属表面中，唯有镀金属表面出乎意料地显示出良好的结果。这一事实支持了本发明人的上述看法。
下面描述本发明的另一实施方案。
实施例8树脂苯酚树脂50重量份碳CONDUCTEX90010重量份(ColumbianCarbonJapan)石墨CSPE40重量份(NihonKokuenKabushikiKaisha)稀释剂甲醇甲基溶纤剂250重量份用上述材料制成的表面涂层6的厚度约6微米，体积电阻率为5.0×10°欧姆·厘米(用回探针法测得)表面电阻率为7.3×10-3欧姆/平方。
使用小粒度调色剂来操作具有图4和5所示结构并带有上述涂层的显影套层的显影装置，以测定叠影防止效果。与采用常规的金属导电套层的结果和上述实例7的结果相比较，证实了大大地减少了叠影的产生，并且显著地改善了影像密度的降低。
小粒度调色剂含有作为主要组分的苯乙烯丙烯酸共聚物，还含有用于提供磁性的90重量份的磁铁矿和2重量份的用于提供电荷控制作用的单偶氮金属复合物。这种调色剂具有负电性。该调色剂的体平均粒度为6微米。其粒度分布中，体平均粒度不大于3.5微米的颗粒不大于20%，体平均粒度不小于16微米的颗粒不大于1%。为了提高调色剂的流动性和稳定调色剂电荷，加入0.8%(重量)的用六亚甲基二硅氮烷处理的负电性干二氧化硅颗粒。当使在光敏滚筒上形成的潜影显影时，使用这种负电性小粒度调色剂，所产生的叠影防止效果和影像密度降低防止效果低于使用正电性细粒调色剂的情况。然后，比较正电性细粒调色剂和负电性细粒调色剂，发现调色剂的电荷量不同，负电性细粒调色剂的电荷量约为-25μc/g(用两组分摩擦电测量法测定)，而正电性细粒调色剂的电荷量为+18μc/g。这是因为这种调色剂树脂更容易带负电。因此，使用这种可带负电荷的调色剂时，叠影的产生和影像密度的降低更为显著。
当使用这种可带负电细粒调色剂。显影套层如实例7中所述时，叠影防止作用和影像密度降低防止作用不够，并且已证明显影和印刷1000-2000张之后，上述两种效果实际上降低到使用常规导电金属套层的相同水平，尽管直到这些效果降低之前的印刷数量大于用金属套层的情况下的数量。
接着，对显影套层进行研究，并发现其表面已被调色剂中的树脂组分或二氧化硅所污染。已证明通过清洗或用湿碎布擦净使显影套层8的表面清洁，可以使影像密度和叠影防止作用恢复到起始状态。
本发明人认为使涂层中含有具有固体润滑性的、特别是具有解理晶体表面的石墨颗粒，可以使细调色剂颗粒更容易从显影套层表面除去。因此，要加入导电性细石墨颗粒。结果，印刷1000张以后，具有含有石墨的表面涂层的显影套层8的表面没有被调色剂中的树脂组分或二氧化硅所污染。
细碳颗粒最好具有5-100微米的体平均粒度，石墨颗粒的体平均粒度最好为0.5-10微米。当这种细碳颗粒和细石墨颗粒以混合物形式用作细导电颗粒时，所说的混合物中最好含有40-90%(重量)的石墨(以碳为基准)。另外，这种细导电颗粒(碳或碳和石墨的混合物)对粘合树脂的重量比最好为1∶4-2∶1。如果树脂组分太大，表面将变得太平滑，而如果太小，涂层的机械强度降低以致变得不适用于显影套层。就树脂粘合剂而言，可以是热固化树脂(如聚苯乙烯、丁缩醛、氯乙烯-乙酸乙烯酯和PMMA)、紫外线可固化树脂(如环氧丙烯酸酯)、water high polymer(如酪素)和凝胶。另外，粘合剂的机械强度可以通过在粘合剂中分散TiO2、SnO2、烷氧基硅型陶瓷末来提高。
就细导电颗粒而言，可以用不锈钢、锌和其它金属的细颗粒。
对于在其上形成表面涂层的园筒基体7，它的表面可以用园颗粒进行喷砂处理，或者它也可以具有平滑表面。
对于调色剂，在本发明中可以使非磁性调色剂。也就是说，本发明不仅能同一组分的磁性显影剂，而且能用一组分非磁性显影剂。
如上所述，根据本发明，改善了在传送显影剂的部件表面上的流动性，因此，提高显影操作期间显影剂的使用效率，并防止了显影剂的电荷性的改变，由此减少了由于调色剂反转带电引起的背景不清晰现象的产生。
虽然，参考在此公开的结构描述了本发明，但它并不详细地限定本发明，本申请旨在包括所有落在后附权利要求范围内的改进或变化形式。
权利要求
1.一种用于静电潜影的显影装置，该装置包括一个可运动的显影剂载送部件，该部件用于将一组分显影剂送到显影区，在此处所说的显影剂载送部件与一个用于载送静电潜影的影象支承部件相对；其中所说的载送部件具有树脂材料外层，在所说的树脂层中分散有细导电颗粒，其中由这种树脂材料和细导电颗粒形成的二次粒子分布在这种表面涂层的表面处，以形成一个粗糙表面。
2.一种如权利要求1所述的装置，其中的细导电颗粒含有细炭颗粒。
3.一种如权利要求1所述的装置，其中的细导电颗粒含有细石墨颗粒。
4.一种如权利要求1所述的装置，其中的细导电颗粒含有细炭颗粒和细石墨颗粒。
5.一种如权利要求1-4中的任一项所述的装置，其中的涂层的平均体积电阻率为10-3-102欧姆·厘米。
6.一种如权利要求5所述的装置，其中的涂层厚度为0.5-30微米。
7.一种如权利要求6所述的装置，其中的二次颗粒的粒度不大于1.0微米。
8.一种如权利要求1-4中的任一项所述的装置，其中所说的显影剂载送部件通过摩擦使显凹链懈旱纭
9.一种如权利要求8所述的装置，其中的涂层的平均体积电阻率为10-3-102欧姆·厘米。
10.一种如权利要求9所述的装置，其中的涂层厚度为0.5-30微米。
11.一种如权利要求10所述的装置，其中的二次颗粒的粒度不大于1.0微米。
12.一种如权利要求8所述的装置，其中的显影剂含有疏水的二氧化硅，该疏水二氧化硅用于使显影剂带有负电。
13.一种如权利要求12所述的装置，其中的涂层的平均体积电阻率为10-3-102欧姆·厘米。
14.一种如权利要求13所述的装置，其中的涂层厚度为0.5-30微米。
15.一种如权利要求14所述的装置，其中的二次颗粒的粒度不大于1.0微米。
16.一种如权利要求1-4中任一项所述的装置，其中的显影剂含有其体积平均粒度为4-9微米的调色剂颗粒。
17.一种如权利要求16所述的装置，其中的涂层的平均体积电阻率为10-3-102欧姆·厘米。
18.一种如权利要求17所述的装置，其中的涂层厚度为0.5-30微米。
19.一种如权利要求18所述的装置，其中的二次颗粒的粒度不大于1.0微米。
20.一种用于静电潜影的显影装置，该装置包括一种用于将一组分显影剂送到显影区的可运动的显影剂载送部件，其中所说的显影剂载送部件与用于载送静电潜影的影象支承部件相对;一个调节部件，该部件用于调节所说显影剂载送部件上的显影剂层的厚度，以使其厚度小于上述显影剂载送部件与潜影支承部件之间的最小间隙;一个电压源，该电源用于向所说的显影剂载送部件施加显影偏压;其中所说的载送部件具有树脂材料表面层，在该层中分散有细导电颗粒，其中由树脂材料和细导电颗粒形成的二次粒子颗粒分布于表面层的表面处，以形成粗糙表面。
21.一种如权利要求20所述的装置，其中的细导电颗粒含有细炭颗粒。
22.一种如权利要求20所述的装置，其中的细导电颗粒含有细石墨颗粒。
23.一种如权利要求20所述的装置，其中的细导电颗粒含有细炭颗粒和细石墨颗粒。
24.一种如权利要求20-23中的任一项所述的装置，其中的涂层的平均积电阻率为10-3-102欧姆·厘米，厚度为0.5-30微米。
25.一种如权利要求24所述的装置，其中的二次颗粒的粒度不大于1.0微米。
26.一种如权利要求20-23中任一项所述的装置，其中所说的显影剂载送部件通过摩擦使显影剂带有负电，并且这种显影剂含有疏水性二氧化硅，该二氧化硅使该显影剂带有负电。
27.一种如权利要求26所述的装置，其中的涂层的平均体积电阻率为10-3-102欧姆·厘米，厚度为0.5-30微米。
28.一种如权利要求27所述的装置，其中的二次颗粒的粒度不大于1.0微米。
29.一种如权利要求20-23中任一项所述的装置，其中的显影剂含有其体积平均粒度为4-9微米的磁性调色剂颗粒。
30.一种如权利要求29所述的装置，其中的涂层的平均体积电阻率为10-3-102欧姆·厘米，厚度为0.5-30微米。
31.一种如权利要求30所述的装置，其中的二次颗粒的粒度不大于1.0微米。
32.一种如权利要求20-23中任一项所述的装置，其中所说的电压源给所说的显影剂载送部件施加交流偏压。
33.一种如权利要求32所述的装置，其中的涂层的平均体积电阻率为10-3-102欧姆·厘米，厚度为0.3-30微米。
34.一种如权利要求33所述的装置，其中的二次颗粒的粒度不大于1.0微米。
35.一种如权利要求20-23中任一项所述的装置，其中所说的电源对所说的显影剂载送部件施加直流偏压。
36.一种如权利要求35所述的装置，其中的涂层的平均体积电阻率为10-3-102欧姆·厘米，厚度为0.5-30微米。
37.一种如权利要求36所述的装置，其中的二次颗粒的粒度不大于1微米。
38.一种用于静电潜影的显影装置，该装置包括一种可运动的显影剂载送部件，该部件用于将一组分的显影剂送至显影区，在显影区，所说的显影剂载送部件与用于载送静电潜影的潜影支承部件相对;以及所说的显影剂载送部件具有树脂材料的表面涂层，在该树脂材料中分散有细石墨颗粒。
39.一种如权利要求38所述的装置，其中在树脂材料中还分散有细碳颗粒。
40.一种如权利要求39所述的装置，其中的涂层的平均体积电阻率为10-3-102欧姆·厘米，
41.一种如权利要求40所述的装置，其中的涂层的厚度为0.5-30微米。
42.一种如权利要求38-41中任一项所述的装置，其中所说的显影剂载送部件通过摩擦使该显影剂带有负电。
43.一种如权利要求42所述的装置，其中显影剂含有疏水二氧化硅，该二氧化硅用于使显影剂带负电。
44.一种如权利要求38-41中任一项所述的装置，其中的显影剂含有体积平均粒度为4-9微米的调色剂颗粒。
45.一种用于静电潜影的显影装置，该装置包括一种可运动的用于将一组分显影剂送至显影区的显影剂载送部件，在显影区处，所说的显影剂载送部件与用载送静电潜影的潜影支承部件相对;一个调节部件，该部件用于调节所说显影剂载送部件上的显影剂层的厚度，以使其厚度小于所说的显影剂载送部件与潜影支承部件之间的最小间隙;用于向所说的显影剂载送部件上施加显影偏压的电源;其中所说的显影剂载送部件具有树脂材料的表面涂层，并在树脂材料中分散有细石墨颗粒。
46.一种如权利要求45所述的装置，其中在树脂材料中还分散有细碳颗粒。
47.一种如权利要求46所述的装置，其中的涂层的平均体积电阻率为10-3-102欧姆·厘米。
48.一种如权利要求47所述的装置，其中的涂层的厚度为0.5-30微米。
49.一种如权利要求45-48中任一项所述的装置，其中所说的显影剂载送部件通过摩擦使显影剂带有负电。
50.一种如权利要求49所述的装置，其中显影剂含有疏水性二氧化硅，该二氧化硅使显影剂带有负电。
51.一种如权利要求40-48中任一权项所述的装置，其中显影剂含有体积平均粒度为4-9微米的调色剂颗粒。
52.一种如权利要求45-48中任一权项所述的装置，其中所说的电源向所说的显影剂载送部件上施加一个交流偏压。
53.一种如权利要求45-48中任一权项所述的装置，其中所说的电源向所说的显影剂载送部件施加一个直流偏压。
全文摘要
一种使用一组分显影剂的显影装置，该装置包括用于使所说的显影剂载送到显影区的显影套层。这种显影套层具有树脂材料制成的表面涂层，在树脂材料中分散有导电细颗粒。
文档编号G03G15/09GK1037406SQ8910297
公开日1989年11月22日 申请日期1989年4月27日 优先权日1988年4月27日
发明者西村克彦, 山崎道仁, 岡野啓词, 加藤基, 诹访贡一, 佐藤康志, 中畑公生 申请人:佳能公司