本公開涉及引入至如復合機、打印機和傳真接收設(shè)備等電子照相設(shè)備中的顯影構(gòu)件，該顯影構(gòu)件與使用的圖像承載構(gòu)件接觸或接近。本公開還涉及處理盒和電子照相圖像形成設(shè)備。

背景技術(shù)：

在諸如復印機、傳真機和打印機等電子照相設(shè)備中，圖像承載構(gòu)件通過充電單元來帶電，并且通過激光形成靜電潛像。接下來，將顯影容器內(nèi)的調(diào)色劑通過調(diào)色劑進給輥和調(diào)色劑調(diào)節(jié)構(gòu)件涂布至顯影構(gòu)件上，以通過使圖像承載構(gòu)件與顯影構(gòu)件接觸或接近而使用調(diào)色劑來顯影靜電潛像。隨后，將圖像承載構(gòu)件上的調(diào)色劑通過轉(zhuǎn)印單元轉(zhuǎn)印至記錄紙上，并且將記錄紙上的調(diào)色劑在熱和壓力下定影。通過清潔刮板除去圖像承載構(gòu)件上的殘余調(diào)色劑。

非磁性單組分接觸型顯影系統(tǒng)的圖像形成設(shè)備典型地包括體積電阻率為10³至10¹⁰ωcm的導電性電子照相用構(gòu)件作為顯影構(gòu)件。用于電子照相圖像形成設(shè)備的顯影構(gòu)件已需要更高性能，并且從高的圖像品質(zhì)和高的耐久性的觀點，已越來越多地使用包括導電性彈性層和設(shè)置在導電性彈性層的表面上的導電性表面層的雙層顯影構(gòu)件。廣泛使用的導電性表面層由具有高的耐磨耗性和調(diào)色劑帶電性的聚氨酯樹脂組成。近年來，為了獲得更高的功能，日本專利申請?zhí)亻_第2015-094897號公報公開了，提高的調(diào)色劑帶電性可通過在表面層包含氧化鋁來提供，從而可提供高品質(zhì)的圖像。

世界各地使用的電子照相設(shè)備需要在各種環(huán)境下輸出高品質(zhì)的電子照相圖像。由于這個原因，本發(fā)明人認識到能夠在高溫高濕環(huán)境(例如，30℃溫度和95％相對溫度(95％rh))下賦予調(diào)色劑以充分電荷的顯影構(gòu)件性能的必要性。

本發(fā)明人已調(diào)查日本專利申請?zhí)亻_第2015-094897號公報中公開的顯影構(gòu)件，并且不幸地發(fā)現(xiàn)承載在顯影構(gòu)件的表面上的調(diào)色劑的電荷泄漏在高溫高濕環(huán)境下容易發(fā)生。即，在將摩擦帶電的調(diào)色劑由顯影構(gòu)件輸送至顯影區(qū)域的同時，由于在調(diào)色劑到達顯影區(qū)域之前調(diào)色劑的電荷泄漏至顯影構(gòu)件，其帶電量有時不期望地減少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的一個方面旨在提供即使在高溫高濕環(huán)境下仍可使調(diào)色劑充分帶電的顯影構(gòu)件。本公開的另一方面旨在提供即使在高溫高濕環(huán)境下仍可形成高品質(zhì)的電子照相圖像的電子照相圖像形成設(shè)備和處理盒。

根據(jù)本公開的一個方面，提供一種顯影構(gòu)件，其依次包括導電性基材和導電性表面層，所述表面層包括粘結(jié)劑樹脂、氧化鋁顆粒和聚酯磷酸酯化合物。

根據(jù)本公開的另一方面，提供一種處理盒，其構(gòu)成為可拆卸地安裝至電子照相圖像形成設(shè)備的主體，所述處理盒包括顯影設(shè)備，并且所述顯影設(shè)備包括前述顯影構(gòu)件。

根據(jù)本公開的另外一個方面，提供一種電子照相圖像形成設(shè)備，其包括承載靜電潛像的圖像承載構(gòu)件、使所述圖像承載構(gòu)件帶電的充電設(shè)備、在帶電的圖像承載構(gòu)件上形成靜電潛像的曝光設(shè)備、將所述靜電潛像用調(diào)色劑顯影以形成調(diào)色劑圖像的顯影設(shè)備、和將所述調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印設(shè)備，所述顯影設(shè)備包括前述顯影構(gòu)件。

參考附圖通過示例性實施方案的以下描述，本發(fā)明的進一步特征將變得明顯。

附圖說明

圖1為說明根據(jù)本公開的顯影構(gòu)件的一個實例的概念圖。

圖2為說明根據(jù)本公開的電子照相圖像形成設(shè)備的一個實例的示意圖。

圖3為說明根據(jù)本公開的處理盒的一個實例的示意圖。

圖4為說明用于測量調(diào)色劑的電荷量(q/m)的圓筒過濾器的示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將根據(jù)附圖詳細描述本公開的優(yōu)選實施方案。

本發(fā)明人調(diào)查了日本專利申請?zhí)亻_第2015-094897號公報中公開的顯影構(gòu)件在一些情況下不能夠充分地防止在高溫高濕環(huán)境下調(diào)色劑帶電量的減少的原因。從結(jié)果中，本發(fā)明人認為，盡管包括含有如氧化鋁顆粒等強的負帶電性材料的表面層的顯影構(gòu)件展示了高的調(diào)色劑帶電性，但是顯影構(gòu)件仍無法防止調(diào)色劑的電荷泄漏，這是因為顯影構(gòu)件自身為導電性的。即，認為競爭地產(chǎn)生調(diào)色劑的帶電和調(diào)色劑的電荷泄漏。

進行進一步研究的本發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)，在將調(diào)色劑輸送至顯影區(qū)域的同時，即使在高溫高濕環(huán)境下，包括含有氧化鋁顆粒和聚酯磷酸酯化合物的表面層的顯影構(gòu)件也不易引起調(diào)色劑的帶電量的衰減。

本發(fā)明人認為此類顯影構(gòu)件獲得上述有利效果的原因如下。即，從承載在顯影構(gòu)件的表面上的摩擦帶電的調(diào)色劑中泄漏至顯影構(gòu)件的電荷首先由表面層中的聚酯磷酸酯捕捉。然后將由聚酯磷酸酯捕捉的電荷進給至存在于聚酯磷酸酯附近的氧化鋁顆粒，以提高顯影構(gòu)件的調(diào)色劑帶電性(電荷賦予能力)。換言之，認為根據(jù)本發(fā)明的顯影構(gòu)件具有將從調(diào)色劑泄漏的電荷返回至調(diào)色劑的功能。

現(xiàn)在將說明形式為輥(顯影輥)的根據(jù)本發(fā)明的顯影構(gòu)件，但是顯影構(gòu)件的形式不會局限于此。

如圖1所示，形式為輥的根據(jù)本發(fā)明的顯影構(gòu)件1為包括導電性基材2、形成在基材2的外周面上的導電性彈性層3、和覆蓋并設(shè)置在導電性彈性層3的外周面上的導電性表面層4的導電性構(gòu)件。設(shè)置在導電性基材與導電性表面層之間的導電性彈性層3不是必要組件。根據(jù)一個方面，根據(jù)本發(fā)明的顯影構(gòu)件也具有包括導電性基材2和直接設(shè)置在基材2的表面上的導電性表面層4的構(gòu)造。

[導電性基材]

導電性基材起到顯影構(gòu)件的電極和支承構(gòu)件的功能。導電性基材具有圓柱形或中空圓筒形，并且包括以下導電性材料之一：如鋁、銅合金和不銹鋼等金屬或合金；鍍鉻或鍍鎳的鐵；和具有導電性的合成樹脂。已知的粘接劑可適當?shù)赝坎贾翆щ娦曰牡谋砻嫔弦蕴岣吲c導電性彈性層的粘接性。

[導電性彈性層]

作為可選組件的導電性彈性層賦予顯影構(gòu)件以硬度和彈性，以便在適當?shù)妮佅秾挾群洼佅秹毫ο聦@影構(gòu)件壓抵至圖像承載構(gòu)件，以致適當量的調(diào)色劑可以進給至形成在圖像承載構(gòu)件的表面上的靜電潛像。導電性彈性層可典型地由橡膠材料的成形品來形成。橡膠材料的實例包括：乙烯-丙烯-二烯共聚橡膠(epdm)、丙烯腈-丁二烯橡膠(nbr)、氯丁橡膠(cr)、天然橡膠(nr)、異戊二烯橡膠(ir)、苯乙烯-丁二烯橡膠(sbr)、氟橡膠、硅橡膠、表氯醇橡膠、nbr的氫化物和聚氨酯橡膠。這些橡膠材料可單獨或組合使用。這些橡膠材料中，特別地可使用硅橡膠，這是因為在使顯影構(gòu)件與其它構(gòu)件(如調(diào)色劑調(diào)節(jié)構(gòu)件)長時間接觸之后，硅橡膠不易產(chǎn)生導電性彈性層的壓縮永久變形。硅橡膠的實例具體地包括加成固化型硅橡膠的固化產(chǎn)物。

導電性彈性層在橡膠材料中包括如電子導電性物質(zhì)或離子導電性物質(zhì)等導電劑，并且將導電性彈性層的電阻調(diào)節(jié)至優(yōu)選為10³ωcm以上且10¹¹ωcm以下、更優(yōu)選為10⁴ωcm以上且10¹⁰ωcm以下的適當?shù)碾娮鑵^(qū)間(體積電阻率)。

電子導電性物質(zhì)的實例包括以下物質(zhì)：如科琴黑ec和乙炔黑等導電性碳；如saf、isaf、haf、fef、gpf、srf、ft和mt等橡膠用碳；進行氧化處理的顏料(墨)用碳；和如銅、銀和鍺等金屬及其金屬氧化物。這些電子導電性物質(zhì)中，可使用炭黑[導電性碳、橡膠用碳、顏料(墨)用碳]，這是因為其小的量容易控制導電性。

離子導電性物質(zhì)的實例包括以下物質(zhì)：如高氯酸鈉、高氯酸鋰、高氯酸鈣和氯化鋰等無機離子導電性物質(zhì)；和如改性的脂肪族乙基硫酸二甲基銨和乙酸硬脂基銨等有機離子導電性物質(zhì)。

以控制導電性彈性層而具有適當?shù)捏w積電阻率所需的量來使用這些導電劑。以100質(zhì)量份的粘結(jié)劑樹脂(橡膠材料)為基準，用量典型地在0.5質(zhì)量份以上且50質(zhì)量份以下的范圍內(nèi)。

導電性彈性層必要時可含有各種添加劑如增塑劑、填料、增量劑、硫化劑、硫化助劑、交聯(lián)助劑、固化抑制劑、抗氧化劑、防老化劑和加工助劑。填料的實例包括二氧化硅、石英粉末和碳酸鈣。在不損壞導電性彈性層的機能的范圍內(nèi)，配混這些可選組分。

導電性彈性層具有顯影構(gòu)件所需的彈性。以阿斯克爾c硬度(askerchardness)計，彈性可為20°以上且80°以下。厚度可為0.3mm以上且6.0mm以下。

導電性彈性層用材料可使用如單軸連續(xù)混煉機、雙軸連續(xù)混煉機、雙輥磨機、混煉混合機、和三合混合機(tri-mix)等動態(tài)混合設(shè)備，或如靜態(tài)混合機等靜態(tài)混合設(shè)備來混合。

導電性彈性層可通過如模具成形法、擠出成形法、注射成形法或涂布成形法等任何方法形成在導電性基材上。模具成形法的實例包括以下方法：將用于保持導電性基材的模具固定至圓筒形金屬模具的兩端；在模具中形成注射孔；然后經(jīng)由注射孔注射導電性彈性層用材料；隨后在固化溫度下加熱該材料；并除去模具。擠出成形法的實例包括以下方法：將導電性基材和導電性彈性層用材料使用十字頭型擠出機共擠出，固化該材料，并在導電性基材的周圍形成導電性彈性層。

導電性彈性層的表面還可通過如表面研磨、電暈處理、火焰處理或激態(tài)原子處理等表面改性法進行改性，以提高與導電性表面層的密著性。

[導電性表面層]

至少粘結(jié)劑樹脂、氧化鋁顆粒和聚酯磷酸酯化合物存在于導電性表面層中。

[粘結(jié)劑樹脂]

包含于導電性表面層中的粘結(jié)劑樹脂的實例包括：聚酰胺樹脂、尼龍樹脂、聚氨酯樹脂、尿素樹脂、酰亞胺樹脂、蜜胺樹脂、氟樹脂、酚樹脂、醇酸樹脂、聚酯樹脂、聚醚樹脂、丙烯酸系樹脂、天然橡膠、丁基橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠、聚丁二烯橡膠、硅橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、乙烯-丙烯橡膠、乙烯-丙烯-二烯橡膠、氯丁橡膠及其混合物。

這些粘結(jié)劑樹脂中，聚氨酯樹脂可用作導電性表面層用粘結(jié)劑樹脂，這是因為其耐磨耗性高。聚氨酯樹脂可由多元醇和異氰酸酯及必要時的擴鏈劑來制備。作為聚氨酯樹脂的原料的多元醇的實例包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烴多元醇、丙烯酸系多元醇及其混合物。作為聚氨酯樹脂的原料的異氰酸酯的實例包括：甲苯二異氰酸酯(tdi)、二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)、萘二異氰酸酯(ndi)、聯(lián)甲苯胺二異氰酸酯(todi)、六亞甲基二異氰酸酯(hdi)、異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)、亞苯基二異氰酸酯(ppdi)、苯二亞甲基二異氰酸酯(xdi)、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯(tmxdi)、環(huán)己烷二異氰酸及其混合物。作為聚氨酯樹脂的原料的擴鏈劑的實例包括：如乙二醇、1,4-丁二醇和3-甲基戊二醇等雙官能性低分子二醇；如三羥甲基丙烷等三官能性低分子三醇；及其混合物。

[氧化鋁顆粒]

包含于導電性表面層中的氧化鋁顆粒的實例包括如α-氧化鋁和γ-氧化鋁等氧化鋁、如勃姆石和假勃姆石(pseudoboehmite)等氧化鋁水合物、氫氧化鋁、和通過烷醇鋁的水解或縮合反應制備的鋁化合物的顆粒。從有效的調(diào)色劑帶電性的觀點，氧化鋁顆粒的平均顆粒尺寸d50優(yōu)選為10nm以上且10μm以下，更優(yōu)選為15nm以上且3.0μm以下。

以100質(zhì)量份的粘結(jié)劑樹脂為基準，氧化鋁顆粒的使用量在優(yōu)選1.5質(zhì)量份以上且350質(zhì)量份以下、更優(yōu)選3.0質(zhì)量份以上且200質(zhì)量份以下的范圍內(nèi)。導電性表面層的最外表面的鋁原子濃度(al％)可滿足1.50≤al≤10.0，從而更顯著地提高調(diào)色劑帶電性。后面將描述鋁原子濃度的測量方法。

[聚酯磷酸酯化合物]

聚酯磷酸酯化合物具有磷酸骨架和至少聚酯結(jié)構(gòu)。其實例包括由式(1)表示的化合物。

[式1]

其中r1至r3的至少之一為具有聚酯結(jié)構(gòu)的取代基。即，如果r1、r2和r3之中一個為具有聚酯結(jié)構(gòu)的取代基，則另外兩個為氫原子、烷基、烯基、芳烷基、芳基或聚氧化烯基。如果r1、r2和r3之中兩個為具有聚酯結(jié)構(gòu)的取代基，則另外一個為氫原子、烷基、烯基、芳烷基、芳基或聚氧化烯基。如果r1、r2和r3全部為具有聚酯結(jié)構(gòu)的取代基，則具有聚酯結(jié)構(gòu)的取代基可具有相同的聚酯結(jié)構(gòu)，或者可各自獨立地具有不同的聚酯結(jié)構(gòu)。

因為聚酯磷酸酯化合物在包括于由式(1)表示的磷酸中的三個取代基(r1至r3)之中具有至少一個具有聚酯結(jié)構(gòu)的取代基，發(fā)揮了對在高溫高濕環(huán)境下的顯影構(gòu)件的調(diào)色劑帶電性的有利效果。其余的取代基可具有聚酯結(jié)構(gòu)或者可不具有聚酯結(jié)構(gòu)。特別地，已證實在具有典型的有機取代基或聚氧化烯基作為其余的取代基的聚酯磷酸酯化合物中，展示出顯影構(gòu)件的有利效果。認為在聚酯磷酸酯化合物的分子中，磷酸骨架和聚酯結(jié)構(gòu)中的大量的酯基實質(zhì)上產(chǎn)生與氧化鋁顆粒的協(xié)同作用，并且特別地分子中的其它結(jié)構(gòu)不影響有利效果的展示。

聚酯結(jié)構(gòu)是指具有通過二元羧酸與二元醇的縮聚或通過羥基羧酸的縮聚而制備的酯基的聚合物，或者通過如內(nèi)酯等環(huán)狀酯化合物的開環(huán)聚合而制備的聚合物。二元羧酸的實例包括：對苯二甲酸、間苯二甲酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、2,6-萘二甲酸和1,4-環(huán)己烷二甲酸。二元醇的實例包括：乙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇和聚乙二醇。羥基羧酸的實例包括對羥基苯甲酸和6-羥基-2-萘酸。環(huán)狀酯化合物的實例包括具有4至11個碳原子的脂肪族內(nèi)酯。

這些聚酯磷酸酯化合物中，特別適合使用由式(2)表示的聚酯磷酸酯化合物，這是因為該化合物與氧化鋁顆粒組合顯著地展示了顯影構(gòu)件的有利效果。

[式2]

其中r1選自由具有聚(ε-己內(nèi)酯)結(jié)構(gòu)的取代基、或具有聚(δ-戊內(nèi)酯)結(jié)構(gòu)的取代基、和具有ε-己內(nèi)酯和δ-戊內(nèi)酯的共聚物結(jié)構(gòu)的取代基組成的組；并且

r2和r3各自獨立地選自由氫原子、具有1至8個碳原子的烷基、聚氧化乙烯、具有聚(ε-己內(nèi)酯)結(jié)構(gòu)的取代基、具有聚(δ-戊內(nèi)酯)結(jié)構(gòu)的取代基、和具有ε-己內(nèi)酯和δ-戊內(nèi)酯的共聚物結(jié)構(gòu)的取代基組成的組。

聚酯磷酸酯化合物的數(shù)均分子量可為1000以上且50000以下，這是因為可更顯著地提高調(diào)色劑帶電性。以100質(zhì)量份的粘結(jié)劑樹脂為基準，這些聚酯磷酸酯化合物的使用量在優(yōu)選0.5質(zhì)量份以上且20質(zhì)量份以下、更優(yōu)選0.75質(zhì)量份以上且10質(zhì)量份以下的范圍內(nèi)，從而進一步提高調(diào)色劑帶電性。

導電性表面層的最外表面的磷原子濃度(p％)可滿足0.05≤p≤2.50從而更顯著地提高調(diào)色劑帶電性。

[原子濃度的測量]

通過以下操作(1)至(3)測量鋁原子濃度和磷原子濃度。即，將使用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(商品名：jsm-7800f，jeol,ltd.制)拍攝的顯影構(gòu)件的最外表面采用x射線微量分析系統(tǒng)(商品名：noransystem7，thermofisherscientificinc.制)進行元素分析以測定鋁原子濃度和磷原子濃度。

(1)樣品的制備

使用剃刀(razor)切出顯影構(gòu)件的導電性表面層3mm正方，而不損壞用作待測量的部分的導電性表面層的最外表面。由此制備測量用樣品。測量用樣品的厚度為1.0mm。如果顯影構(gòu)件的導電性彈性層的厚度和導電性表面層的厚度的總和為1.0mm以下，則測量用樣品的厚度等于或大于導電性表面層的厚度。接下來，將導電性糊劑輕微地涂布至鋁樣品臺(直徑12.5mm×高度5mm)上，并將樣品以其最外表面朝上的方式放置在該臺上。將樣品臺固定在樣品架(12.5mm型)上。

(2)使用場發(fā)射掃描電子顯微鏡的圖像獲得

為了使用場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察和分析，將包括于場發(fā)射掃描電子顯微鏡中的室的真空度各自設(shè)定為等于或小于預定值的值。即，電子槍室(sip-1)的真空度設(shè)定為5.0×10^-7pa以下，為了防止電子槍室的真空度減少而設(shè)置的中間室(sip-2)的真空度設(shè)定為1.0×10^-4pa以下，并且樣品室的真空度設(shè)定為1.0×10^-3pa以下。

將樣品架插入場發(fā)射掃描電子顯微鏡的殼體中的樣品室中，并移動該臺的z軸以使工作距離(wd)為10mm。下部檢測器(led)指定為檢測器。在將樣品架移到至觀察位置之后，施加10kv的加速電壓，并將電流設(shè)定值設(shè)定為8(在設(shè)備的規(guī)模內(nèi))。將掃描模式設(shè)定為精細1。調(diào)節(jié)放大倍率為×500時的焦點、亮度和對比度，從而獲得在樣品的最外表面的任意測量位置處的圖像。

(3)使用x射線微量分析系統(tǒng)的元素分析

接下來，將所得圖像放入附帶有軟件的x射線微量分析系統(tǒng)。指定該圖像的整個面積(×500)進行元素分析。接下來，從檢測元素中選擇僅四種元素c、o、al和p以進行定量計算。取得此時所得的al原子濃度和p原子濃度來作為本發(fā)明的鋁原子濃度和磷原子濃度的數(shù)據(jù)。根據(jù)以上操作，測量樣品的最外表面的任意30個點。從所得數(shù)據(jù)中，測量鋁原子濃度的算術(shù)平均和磷原子濃度的算術(shù)平均，并定義為本發(fā)明的鋁原子濃度和磷原子濃度。

[導電性表面層的形成]

導電性表面層在粘結(jié)劑樹脂中包括如電子導電性物質(zhì)或離子導電性物質(zhì)等導電劑，并將導電性表面層的電阻調(diào)節(jié)至優(yōu)選為10³ωcm以上且10¹¹ωcm以下、更優(yōu)選為10⁴ωcm以上且10¹⁰ωcm以下的適當?shù)碾娮鑵^(qū)間(體積電阻率)。通過與導電性彈性層中相同的使用量的如電子導電性物質(zhì)或離子導電性物質(zhì)等相同材料，導電性可賦予至導電性表面層。

在不損壞功能的范圍內(nèi)，導電性表面層可包含交聯(lián)劑、增塑劑、填料、增量劑、硫化劑、硫化助劑、交聯(lián)助劑、抗氧化劑、防老化劑、加工助劑和流平劑。在需要表面粗糙度的導電性表面層中，細顆?？商砑又翆щ娦员砻鎸訌亩x予導電性表面層以粗糙度。具體地，可使用聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、聚醚樹脂、聚酰胺樹脂、丙烯酸系樹脂和聚碳酸樹脂的細顆粒。該細顆粒的體積平均粒徑可為1.0μm以上且30μm以下。由細顆粒賦予的表面粗糙度(十點平均粗糙度)rzjis可為0.1μm以上且20μm以下。以jisb0601(1994)為基準測量rzjis。

導電性表面層可通過如模具成形法、擠出成形法、注射成形法或涂布成形法等任何方法來形成?？墒褂猛坎汲尚畏?。例如，將導電性表面層用材料分散并混合在溶劑中以制備涂料。將涂料涂布至導電性彈性層上，并通過干燥固體化或通過加熱固化。由此可形成導電性表面層。使用如砂磨機、油漆攪拌器、戴諾磨機(dyno-mill)或珠磨機等已知的使用珠(beads)的分散設(shè)備來進行分散和混合。浸漬涂布、環(huán)涂布、噴射涂布或輥涂布可用作涂布方法。

導電性表面層的厚度在優(yōu)選0.005mm以上且0.1mm以下、更優(yōu)選0.008mm以上且0.03mm以下的范圍內(nèi)。

[處理盒和電子照相圖像形成設(shè)備]

電子照相圖像形成設(shè)備包括承載靜電潛像的圖像承載構(gòu)件、使圖像承載構(gòu)件帶電的充電設(shè)備、在帶電的圖像承載構(gòu)件上形成靜電潛像的曝光設(shè)備、將靜電潛像用調(diào)色劑顯影以形成調(diào)色劑圖像的顯影設(shè)備、和將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印設(shè)備。圖2為示意性地說明本發(fā)明的電子照相圖像形成設(shè)備的截面圖。

圖3為要安裝至圖2中的電子照相圖像形成設(shè)備的處理盒的放大截面圖。處理盒包括如感光鼓等圖像承載構(gòu)件21、包括充電構(gòu)件22的充電設(shè)備、包括顯影構(gòu)件24的顯影設(shè)備、和包括清潔構(gòu)件30的清潔設(shè)備，將這些組件引入至處理盒中。處理盒構(gòu)成為可拆卸地安裝至圖2的電子照相圖像形成設(shè)備。

將圖像承載構(gòu)件21通過連接至未示出的偏置電源的充電構(gòu)件22均勻帶電。此時，圖像承載構(gòu)件21的帶電電位為-800v以上且-400v以下。接下來，圖像承載構(gòu)件21使用來自未示出的曝光設(shè)備的曝光光23照射以書寫靜電潛像。靜電潛像形成在圖像承載構(gòu)件21的表面上。使用的曝光光23可為led光或激光光。圖像承載構(gòu)件21上的曝光部位的表面電位為-200v以上且-100v以下。

接下來，將通過顯影構(gòu)件24帶電至負極性的調(diào)色劑賦予至靜電潛像(使靜電潛像顯影)以在圖像承載構(gòu)件21上形成調(diào)色劑圖像。靜電潛像由此轉(zhuǎn)化為可視圖像。此時，將-500v以上且-300v以下的電壓通過未示出的偏置電源施加至顯影構(gòu)件24。顯影構(gòu)件24以0.5mm以上且3mm以下的輥隙寬度與圖像承載構(gòu)件21接觸。在本發(fā)明的處理盒中，在相對于作為調(diào)色劑調(diào)節(jié)構(gòu)件的顯影刮板26與顯影構(gòu)件24之間的接觸區(qū)域的顯影構(gòu)件24的旋轉(zhuǎn)的上游側(cè)，調(diào)色劑進給輥25與顯影構(gòu)件24可旋轉(zhuǎn)地接觸。

將在圖像承載構(gòu)件21上顯影的調(diào)色劑圖像首先轉(zhuǎn)印至中間轉(zhuǎn)印帶27上。中間轉(zhuǎn)印帶27的后表面與一次轉(zhuǎn)印構(gòu)件28接觸。將+100v以上且+1500v以下的電壓施加至一次轉(zhuǎn)印構(gòu)件28，從而將具有負極性的調(diào)色劑圖像從圖像承載構(gòu)件21首先轉(zhuǎn)印至中間轉(zhuǎn)印帶27上。一次轉(zhuǎn)印構(gòu)件28可為輥或刮板的形式。

如果電子照相圖像形成設(shè)備為全色圖像形成設(shè)備，帶電、曝光、顯影和一次轉(zhuǎn)印的步驟應當在黃色、青色、品紅色和黑色的各顏色中進行。由于這個原因，將含有各顏色的調(diào)色劑的總計四個處理盒可拆卸地安裝至圖2所示的電子照相圖像形成設(shè)備的主體。帶電、曝光、顯影和一次轉(zhuǎn)印的步驟以預定的時間間隔依次進行，從而在中間轉(zhuǎn)印帶27上層疊四色調(diào)色劑圖像以制造全色圖像。

隨著中間轉(zhuǎn)印帶27的旋轉(zhuǎn)，將中間轉(zhuǎn)印帶27上的調(diào)色劑圖像輸送至面朝二次轉(zhuǎn)印構(gòu)件29的位置。沿記錄紙的進給路線32，在預定時機下，將記錄紙進給至中間轉(zhuǎn)印帶27與二次轉(zhuǎn)印構(gòu)件29之間。將二次轉(zhuǎn)印偏壓施加至二次轉(zhuǎn)印構(gòu)件29，從而將中間轉(zhuǎn)印帶27上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄紙上。此時，施加至二次轉(zhuǎn)印構(gòu)件29的偏置電壓為+1000v以上且+4000v以下。將通過二次轉(zhuǎn)印構(gòu)件29向其上轉(zhuǎn)印了調(diào)色劑圖像之后的記錄紙進給至定影設(shè)備31。將記錄紙上的調(diào)色劑圖像熔融以定影至記錄紙上。然后將記錄紙排出至電子照相圖像形成設(shè)備的外側(cè)從而完成打印操作。

將未從圖像承載構(gòu)件21轉(zhuǎn)印至中間轉(zhuǎn)印帶27上的圖像承載構(gòu)件21上的殘余調(diào)色劑通過用于清潔的清潔構(gòu)件30從圖像承載構(gòu)件21的表面刮除，以清潔圖像承載構(gòu)件21的表面。

本發(fā)明的一個方面可提供即使在高溫高濕環(huán)境下也較不易引起調(diào)色劑的電荷泄漏從而使調(diào)色劑充分帶電、并且可維持高的耐久性的顯影構(gòu)件。

本發(fā)明的另一方面可提供在各種環(huán)境下可穩(wěn)定地形成高品質(zhì)的電子照相圖像的處理盒和電子照相圖像形成設(shè)備。

實施例

現(xiàn)在將通過具體實施例來更詳細地描述本發(fā)明。作為顯影構(gòu)件的本發(fā)明的技術(shù)范圍不會局限于這些。

[制造例1]聚酯一元醇1的制備

將如表1所示的材料放入設(shè)置有攪拌器、溫度計、冷卻器和氮氣導入管的四頸燒瓶中。聚合在180℃和氮氣氣流下進行6小時以制備反應溶液(2000g)。

接下來，以每小時300g的速度，將反應溶液進給至機械立式攪拌薄膜蒸發(fā)器(sibatascientifictechnologyltd.制)。除去ε-己內(nèi)酯殘留和生成的其自身二聚體。機械立式攪拌薄膜蒸發(fā)器包括內(nèi)徑為50mm且長度為200mm的外筒。在蒸發(fā)器內(nèi)壓0.25mmhg、蒸發(fā)器外筒內(nèi)溫度240℃、和弧刷(wiper)的旋轉(zhuǎn)數(shù)200rpm時，除去ε-己內(nèi)酯和生成的其自身二聚體。由此制備ε-己內(nèi)酯的聚酯一元醇1。

[表1]

[制造例2]聚酯一元醇2的制備

除了將放入四頸燒瓶中的材料替換為如表2所示的材料以外，按與制造例1相同的方式制備δ-戊內(nèi)酯的聚酯一元醇2。

[表2]

[制造例3]聚酯磷酸酯1的制備

將如表3所示的材料與作為溶劑的25ml的n-甲基-2-吡咯烷酮(sigma-aldrichcorporation制)和25ml的鄰二甲苯(sigma-aldrichcorporation制)放入100ml的燒瓶中。

將丸粒狀分子篩4a(約9ml)放入索氏提取器(soxhletextractor)中。將提取器安裝至燒瓶，并在燒瓶上方安裝冷卻管。

在攪拌燒瓶內(nèi)的反應溶液的同時，將反應溶液在180℃油浴中加熱回流10小時。然后將反應溶液冷卻至室溫以制備具有由式(3)表示的結(jié)構(gòu)的聚酯磷酸酯1。

[表3]

[式3]

其中"n"表示1以上的整數(shù)。

[制造例4]聚酯磷酸酯2的制備

除了將放入燒瓶中的材料替換為如表4所示的材料以外，按與制造例3相同的方式制備具有由式(4)表示的結(jié)構(gòu)的聚酯磷酸酯2。

[表4]

[式4]

其中兩個"n"各自獨立地表示1以上的整數(shù)。

[制造例5]磷酸酯a的制備

除了將放入燒瓶中的材料替換為如表5所示的材料以外，按與制造例3相同的方式制備具有由式(5)表示的結(jié)構(gòu)的磷酸酯a。

[表5]

[式5]

[數(shù)均分子量的測量]

測量以上合成的聚酯磷酸酯1和聚酯磷酸酯2的數(shù)均分子量(mn)。使用以下設(shè)備和測量條件進行測量：

-測量設(shè)備：hlc-8120gpc(商品名，tosohcorporation制)。

-色譜柱：tskgelsuperhzm-m(商品名，tosohcorporation制)的2個色譜柱。

-溶劑：thf。

-溫度：40℃。

-thf流速：0.6ml/分鐘。

測量用樣品為thf中的0.1質(zhì)量％溶液。使用折射率(ri)檢測器作為檢測器來進行測量。使用tsk標準聚苯乙烯(商品名，a-1000、a-2500、a-5000、f-1、f-2、f-4、f-10、f-20、f-40、f-80和f-128；tosohcorporation制)作為制作校準曲線用標準樣品來制作校準曲線。以從所得的測量用樣品的保留時間得到的校準曲線為基準，測定數(shù)均分子量。結(jié)果，聚酯磷酸酯1的數(shù)均分子量為1910，且聚酯磷酸酯2的數(shù)均分子量為3160。

[實施例1]

[1.導電性基材的制備]

將底漆(商品名：dy35-051，dowcorningtorayco.,ltd.制)涂布至由sus304制成且外徑為6mm且長度為264mm的金屬芯上，并將該工件在150℃溫度下加熱20分鐘以制備導電性基材。

[2.導電性彈性層的形成]

將導電性基材同心地設(shè)置在內(nèi)徑為11.5mm的圓筒形金屬模具中。將作為導電性彈性層用材料的如下表6所示的材料使用三合混合機(商品名：tx-15，inouemfg.,inc.制)混合以制備加成型硅橡膠組合物，并將該組合物注射至加熱至115℃溫度的金屬模具中。注射材料之后，將該材料在120℃溫度下加熱成形10分鐘，并冷卻至室溫。然后從金屬模具中取出產(chǎn)品以制備厚度為2.71mm的導電性彈性層形成在導電性基材的外周上的彈性輥1。

[表6]

[3.導電性表面層的形成]

接下來，將如下表7的組分(1)所示的材料通過攪拌混合為導電性表面層用材料。隨后，將混合物溶解在甲基乙基酮(sigma-aldrichcorporation制)中以使固成分為30質(zhì)量％，并混合。然后使用砂磨機均勻分散該溶液。將甲基乙基酮添加至混合溶液以將固成分調(diào)節(jié)為25質(zhì)量％。將如表7的組分(2)所示的材料添加至混合溶液，并且通過使用球磨機的攪拌來分散以制備導電性表面層用涂料1。

將彈性輥1通過浸漬在涂料中而用涂料涂布以使涂料的膜厚度為約15μm。隨后，將該工件在130℃溫度下加熱60分鐘以制備導電性表面層形成在導電性彈性層上的顯影輥1。導電性表面層的最外表面的鋁原子濃度和磷原子濃度在表11中示出。

[表7]

[實施例2至10及比較例1和2]

除了將用于導電性表面層用涂料1的氧化鋁顆粒的使用量和聚酯磷酸酯的類型和使用量如表11所示改變以外，按與實施例1相同的方式制備顯影輥2至12。比較例1中未使用聚酯磷酸酯。比較例2中未使用氧化鋁顆粒。導電性表面層的最外表面的鋁原子濃度和磷原子濃度在表11中示出。

[比較例3]

按與實施例1相同的方式制備彈性輥13。將如下表8的組分(1)所示的材料通過攪拌混合。隨后，將混合物溶解和混合在甲基乙基酮(sigma-aldrichcorporation制)中以使總固成分比為30質(zhì)量％，并且使用砂磨機均勻分散。將甲基乙基酮添加至混合溶液以將固成分調(diào)節(jié)為25質(zhì)量％。將如表8的組分(2)所示的材料添加至混合溶液，并通過使用球磨機的攪拌來分散以制備導電性表面層(第一層)用涂料13-1。

將彈性輥13通過浸漬在涂料中而用涂料涂布以使涂料的膜厚度為約15μm。隨后，將該工件在130℃溫度下加熱60分鐘以制備厚度為14.8μm的導電性表面層(第一層)形成在導電性彈性層上的輥13-1。

接下來，將氧化鋁溶膠溶液(商品名：as-520，nissanchemicalindustries,ltd.制)和乙醇以1:4的體積比配混，并通過攪拌混合以制備膠體氧化鋁溶液。

將輥13-1通過浸漬在溶液中而用膠體氧化鋁溶液涂布從而在導電性表面層(第一層)上形成厚度為1.5μm的導電性表面層(第二層)。由此制備顯影輥13。

[表8]

[比較例4]

除了將實施例1中的導電性表面層形成用涂料的組分(1)替換為如表9的組分(1)中所示的材料以外，按與實施例1相同的方式制備顯影輥14。

[表9]

[比較例5]

除了將實施例1中的導電性表面層形成用涂料的組分(1)替換為如表10的組分(1)中所示的材料以外，按與實施例1相同的方式制備顯影輥15。

[表10]

[評價方法]

將實施例1至10和比較例1至5中制造的各顯影輥安裝至彩色激光打印機用處理盒。使用該彩色激光打印機(商品名：lbp5050，canoninc.制)來評價調(diào)色劑帶電性。評價結(jié)果在表11中示出。包含于彩色激光打印機的青色處理盒中的青色調(diào)色劑按其本身使用。根據(jù)以下過程進行評價。

[1.初期評價]

將青色處理盒放置在30℃溫度和95％相對濕度的環(huán)境下4小時，將覆蓋率為0％的實白圖像然后在相同環(huán)境下輸出至記錄紙上。在打印期間關(guān)閉彩色激光打印機。此時，測量在經(jīng)過感光構(gòu)件與顯影輥之間的輥隙之前的顯影輥上的調(diào)色劑的帶電量q/m(μc/g)。

測量調(diào)色劑的帶電量的具體方法在圖4中示出。即，將顯影輥上的調(diào)色劑使用法拉第籠(faradaycage)40由空氣吸入，所述法拉第籠40包括：包含金屬筒，即具有不同的軸徑并且同軸配置的內(nèi)筒42和外筒43的雙筒、和用于將調(diào)色劑傳送至內(nèi)筒42中的過濾器(商品名：thimblefilterno.86r，17×20×90，advantecgroup制)44。在法拉第籠40中，使用絕緣構(gòu)件41來使內(nèi)筒42和外筒43絕緣。傳送至過濾器44中的調(diào)色劑由調(diào)色劑的電荷量q而引起靜電感應。將感應電荷的電荷量q使用庫侖計(keithley616digitalelectrometer，keithleyinstruments,inc.制)測量，并除以吸入至過濾器44中的調(diào)色劑的質(zhì)量m以測定調(diào)色劑的帶電量q/m(μc/g)。

對每個顯影輥重復該操作10次以測量調(diào)色劑的帶電量10次。測定算術(shù)平均，并定義為顯影輥的調(diào)色劑的帶電量。

[2.將顯影構(gòu)件放置10天之后的評價]

將用于初期評價的青色處理盒放置在30℃溫度和95％相對濕度的環(huán)境下10天。將覆蓋率為0％的實白圖像然后在相同環(huán)境下輸出至記錄紙上。在打印期間關(guān)閉彩色激光打印機。此時，通過與以上相同的方法，測量在經(jīng)過感光構(gòu)件與顯影輥之間的輥隙之前的顯影輥上的調(diào)色劑的帶電量q/m(μc/g)。

[實施例11]

將以下材料混合，并通過使用直徑為1mm的玻璃珠作為介質(zhì)顆粒的砂磨機分散1小時以制備導電性表面層用涂料2。

-粘結(jié)劑樹脂：可熔性酚醛樹脂(商品名：j-325，diccorporation制)

20份

-炭黑(商品名：tokablack#5500，tokaicarbonco.,ltd.制)10份

-2-丙醇(異丙醇，kishidachemicalco.,ltd.制)50份

-氧化鋁顆粒(商品名：asfp-20，denkacompanylimited制)30份

-聚酯磷酸酯12份

作為導電性基材，提供外徑為16.0mm且算術(shù)平均粗糙度ra為0.2μm、且兩端被掩蓋的研磨的鋁制圓筒管。垂直放置導電性基材。在基材以恒定速度旋轉(zhuǎn)的同時，將從以恒定速度下降的噴槍噴射的涂料2涂布至基材以使膜厚度為12μm。涂膜然后在150℃溫度下通過加熱固化30分鐘以在導電性基材上形成導電性表面層。由此制備顯影套筒。

[比較例6]

除了不使用氧化鋁顆粒和聚酯磷酸酯1以外，按與實施例11相同的方式制備顯影套筒。

根據(jù)實施例11和比較例6的顯影構(gòu)件的導電性表面層的鋁原子濃度和磷原子濃度在表12中示出。

[評價方法]

將實施例11和比較例6中制造的各顯影套筒安裝至單色激光打印機的處理盒。使用該單色激光打印機(商品名：laserjetp3015n，hewlett-packardcompany制)來評價調(diào)色劑帶電性。評價結(jié)果在表12中示出。包含于單色激光打印機的處理盒中的單色調(diào)色劑按其本身使用。根據(jù)以下過程進行評價。

[1.初期評價]

將處理盒放置在30℃溫度和95％相對濕度的環(huán)境下4小時，將覆蓋率為0％的實白圖像然后在相同環(huán)境下輸出至記錄紙上。在打印期間關(guān)閉單色激光打印機。此時，測量相對于感光構(gòu)件的調(diào)色劑飛翔區(qū)域之前的顯影套筒上的調(diào)色劑的帶電量q/m(μc/g)。

測量調(diào)色劑的帶電量的具體方法在圖4中示出。即，將顯影套筒上的調(diào)色劑使用法拉第籠40由空氣吸入，所述法拉第籠40包括：包含金屬筒，即具有不同的軸徑并且同軸配置的內(nèi)筒42和外筒43的雙筒、和用于將調(diào)色劑傳送至內(nèi)筒42中的過濾器(商品名：thimblefilterno.86r，17×20×90，advantecgroup制)44。在法拉第籠40中，使用絕緣構(gòu)件41來使內(nèi)筒42和外筒43絕緣。傳送至過濾器44中的調(diào)色劑由調(diào)色劑的電荷量q而引起靜電感應。將感應電荷的電荷量q使用庫侖計(keithley616digitalelectrometer，keithleyinstruments,inc.制)測量，并除以吸入至過濾器44中的調(diào)色劑的質(zhì)量m以測定調(diào)色劑的帶電量q/m(μc/g)。

對每個顯影套筒重復該操作10次以測量調(diào)色劑的帶電量10次。測定算術(shù)平均，并定義為顯影套筒的調(diào)色劑的帶電量。

[2.將顯影套筒放置10天之后的評價]

將用于初期評價的處理盒放置在30℃溫度和95％相對濕度的環(huán)境下10天。將覆蓋率為0％的實白圖像然后在相同環(huán)境下輸出至記錄紙上。在打印期間關(guān)閉單色激光打印機。此時，通過與以上相同的方法，測量相對于感光構(gòu)件的調(diào)色劑飛翔區(qū)域之前的顯影套筒上的調(diào)色劑的帶電量q/m(μc/g)。

[表12]

[評價結(jié)果的討論]

包括含有氧化鋁顆粒和聚酯磷酸酯的導電性表面層的實施例1至10中的顯影輥在高溫高濕(30℃溫度，95％相對濕度)環(huán)境下展示了顯著高的調(diào)色劑帶電性。包括含有至少氧化鋁的導電性表面層的比較例1、3、4和5中的顯影輥具有高的調(diào)色劑帶電性，并且在實際使用中高度有用，但是該調(diào)色劑帶電性不如具有本發(fā)明的構(gòu)造的顯影輥的調(diào)色劑帶電性。

實施例9中的顯影輥含有大量聚酯磷酸酯，導致導電性表面層用涂料的長期貯存特性略差。實施例10中的顯影輥含有大量氧化鋁顆粒，導致通過浸漬形成在顯影輥表面上的涂膜的輕微凹凸。然而，這些在實際使用中是沒有問題的。因此，本實施例中的顯影輥作為在高溫高濕環(huán)境下具有高的調(diào)色劑帶電性的顯影構(gòu)件是非常有用的，這在常規(guī)顯影輥中并未發(fā)現(xiàn)。

如從實施例11和比較例6清晰可得，包括含有氧化鋁顆粒和聚酯磷酸酯的導電性表面層的顯影構(gòu)件在單色磁性調(diào)色劑中非常有用，所述單色磁性調(diào)色劑傳統(tǒng)上在高溫高濕環(huán)境下不具有高的調(diào)色劑的帶電量。

盡管已參考示例性實施方案來描述本發(fā)明，但是應當理解的是本發(fā)明不限于公開的示例性實施方案。所附權(quán)利要求的范圍應當給予最寬泛的解釋以涵蓋全部此類變更和等同的結(jié)構(gòu)和功能。