專利名稱：顯影劑承載體和顯影裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在電子照相方法中對如電子照相感光體或靜電記錄電介體的靜電潛影承載體上形成的靜電潛影用顯影劑進行顯影，以獲得調色劑圖像用的顯影裝置中所用的顯影劑承載體，并進一步涉及采用該顯影劑承載體的顯影裝置。本發(fā)明還涉及對顯影劑承載體的基體上設置的樹脂被覆層進行改進的顯影劑承載體，以及采用該顯影劑承載體的顯影裝置。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，電子照相方法利用光導電性物質，采用各種方式在靜電潛影承載體(感光鼓)上形成靜電潛影，此后用具有調色劑的顯影劑對該靜電潛影進行顯影，形成調色劑圖像，并根據(jù)需要將調色劑圖像轉印至如紙的轉印材料上后，通過熱、壓力或加熱-加壓使調色劑圖像在轉印材料上定影，得到復印材料或印刷制品。電子照相方法中的顯影方法可分為無需載體的單組分顯影方法和具有載體的雙組分顯影方法。
在單組分顯影方法中，具有使用噴霧狀態(tài)的調色劑的浮云狀粉末方法、在可彎曲或具有彈性的顯影劑承載體上直接使調色劑與靜電潛影承載體表面接觸，進行顯影的接觸顯影方法、不直接接觸調色劑，通過靜電潛像承載體與顯影劑承載體之間的電場作用，使調色劑向靜電潛影承載體表面飛翔的跳躍式(jumping)顯影方法。一般采用的是接觸單組分類顯影方法或單組分跳躍式顯影方法。
采用單組分顯影方法的顯影裝置由于無需載體，在顯影裝置中無需調色劑和載體的濃度調節(jié)機構，因此具有可使顯影裝置本身小型化、并減輕其重量的優(yōu)點。
作為在這種顯影方法中使用的調色劑，最近由于電子照相裝置的數(shù)字化、甚至高畫質化，使用的是小粒徑的調色劑。例如，為了忠實地再現(xiàn)分辨率和文字清晰度提高了的靜電潛影，使用重均粒徑為約4～10μm的調色劑。從生態(tài)學的觀點出發(fā)，為進一步減少裝置所耗的電力的目的，為提高調色劑的定影性而需要降低調色劑的定影溫度，為進一步使得電子照相裝置小型化并減輕其重量的目的，為減少廢棄的調色劑，需要提高調色劑的轉印效率。為提高調色劑的定影性能，可降低調色劑中使用的粘結樹脂的玻璃化轉變點(Tg)，或者增加粘結樹脂分子量分布中的低分子量成分。此外，為了提高調色劑的耐偏移性，已知向調色劑顆粒中添加提高粘結樹脂可塑性的蠟的方法。此外，為提高調色劑的轉印效率，已知向調色劑顆粒中外添平均粒徑為0.1～3μm的轉印效率增加劑和BET比表面積為50～300m2/g的疏水性二氧化硅細粉的方法，以及通過機械沖擊力對調色劑顆粒進行球形化處理的方法。
作為控制調色劑帶電量的第一種方法，存在著向調色劑顆粒中添加電荷控制劑的方法。但是，作為電荷控制劑使用的染料或顏料在調色劑顆粒大量添加時，存在容易熔融在各個構件上的傾向。
作為控制調色劑帶電量的第二種方法，提出了在賦予摩擦帶電的構件上采用合適的材料，由此使得調色劑的帶電量適中的方法。
在采用單組分顯影方法的顯影裝置中，在調色劑通過顯影劑承載體-顯影劑層厚度控制構件之間薄層化時，由于調色劑與顯影劑承載體以及顯影劑層厚度控制構件相接觸，這些構件對調色劑帶電量的適當與否造成較大影響。特別是在采用磁性單組分顯影方法的顯影裝置的情況下，磁性調色劑由內嵌在顯影劑承載體中磁石的磁力作用，移動到顯影劑承載體上，因此磁性調色劑與顯影劑承載體之間的摩擦機會增多，顯影劑承載體材料的選擇對磁性調色劑的導電性造成較大影響。
作為在單組分顯影方法中使用的顯影劑承載體，在接觸顯影方法中一般是在如不銹鋼的金屬主軸上成形為圓筒狀的如聚氨酯橡膠、EPDM橡膠或硅氧烷橡膠的彈性體，或者在鋁或不銹鋼的圓筒構件表面上形成彈性體層。在該情況下，在彈性體中包含如塑化劑、硫化劑、脫模劑、低分子量成分的成分。為防止這些成分從彈性體中溢出對各個構件造成不良影響，提出了在彈性體層的表面上設置阻擋層或保護層的方案。此外，還提出了在最外層表面上通過采用脫模性良好的材料和可使調色劑良好帶電的樹脂，形成表面層的方案。
在特開平02-105181號公報和特開平03-036570號公報中，提出了作為非接觸式的單組分顯影方法中所用的顯影劑承載體(顯影套筒)，是在顯影套筒表面上形成樹脂被覆層而形成的顯影套筒，其中樹脂被覆層在帶電賦予性能良好的粘結樹脂中分散有如碳黑、石墨的導電性物質和固體潤滑劑。但是，受顯影套筒表面形狀的影響較大。因此，當顯影套筒的表面形狀由于反復使用而變化時，調色劑的涂布量難以穩(wěn)定，顯影性能容易變得不穩(wěn)定。此外，盡管對于不要求有耐久性的低容量處理盒可獲得足夠的性能，但是對于要求有高耐久性的高容量處理盒來說，由于樹脂被覆層減薄，使得顯影套筒的表面形狀發(fā)生較大的變化，而且調色劑的涂布量也發(fā)生較大的改變。由于調色劑和顯影套筒之間摩擦頻率改變，調色劑涂布量的變化還會影響調色劑導電性。
在特開平03-200986號公報中提出了通過在顯影套筒的表面上添加球狀微粒，在顯影套筒表面上形成凸凹結構，由此形成顯影套筒的方案。添加球狀顆粒的方法對于形成均勻的凸凹表面形狀，并使調色劑涂布量穩(wěn)定是一種良好的方法。但是，在長期反復使用以及在顯影套筒表面上施加較強應力的顯影方法中，在使用球狀樹脂顆粒作為球狀微粒時，在長期反復使用時，產生削薄現(xiàn)象，顯影套筒的樹脂被覆層的表面粗糙度降低，調色劑的涂布量減少，同時容易發(fā)生調色劑熔結的狀況。
在特開平08-240981號公報中，提出了向顯影套筒的樹脂層中添加真密度在3g/cm3以下的導電性球狀顆粒，在顯影套筒的表面上形成凸凹結構，由此制成顯影套筒的方案。這種顯影套筒可使調色劑涂布量穩(wěn)定，并且導電性球狀顆粒本身的耐磨性也較好，因此可緩解顯影套筒和控制構件之間調色劑的應力，并且提高了樹脂被覆層本身的耐久性。但是，存在于導電性球狀顆粒之間的樹脂部分由于長期反復使用和與調色劑的摩擦，被選擇性地削薄，樹脂被覆層的表面粗糙度改變，因此調色劑涂布量也傾向于改變。
由此期望有一種這樣的顯影套筒，在采用單組分顯影方法的顯影裝置中，形成顯影套筒表面層的樹脂被覆層被進一步改進。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種這樣的顯影劑承載體和使用該顯影劑承載體的顯影裝置，其中在顯影劑承載體的表面上形成具有均勻表面形狀的樹脂被覆層，并且即使在各種環(huán)境條件下長期反復使用該顯影劑承載體，樹脂被覆層也具有良好的耐久性，樹脂被覆層難以被選擇性地削薄，并可抑制其表面粗糙度的變化，將調色劑的涂布量控制為一定量，同時可使調色劑帶有合適的帶電量。
本發(fā)明另外的目的是提供一種這樣的顯影劑承載體和使用該顯影劑承載體的顯影裝置，即使在各種環(huán)境條件下長期反復使用該顯影劑承載體，也不容易發(fā)生如圖像濃度減薄、霧翳和文字飛散的問題，可穩(wěn)定地獲得高品位的圖像，不容易發(fā)生調色劑熔結現(xiàn)象，在顯影劑層厚度控制構件的表面上不容易產生擦傷，調色劑圖像不容易產生條帶狀和不均勻現(xiàn)象。
本發(fā)明提供一種用于承載顯影劑的顯影劑承載體，其至少具有基體和在基體表面上的樹脂被覆層，其中樹脂被覆層至少含有粘結樹脂和石墨化顆粒，該石墨化顆粒的石墨化度p(002)為0.20≤p(002)≤0.95，樹脂被覆層表面從按照以下公式(1)通用硬度測定值HU＝K×F/h2[N/mm2] (1)[式中，K表示常數(shù)，F(xiàn)表示使用載重(N)，h表示壓塊的最大壓入深度(mm)]計算的表面皮膜物性測試中通用硬度測定值HU的硬度分布求出的平均值A和標準偏差σ為100≤A≤800[N/mm2]、σ＜30[N/mm2]。
本發(fā)明還提供一種顯影裝置，其包括顯影容器，對收納在該顯影容器中的顯影劑進行承載并輸送用的顯影劑承載體，和與該顯影劑承載體接近或壓接配置、以在顯影劑承載體上形成顯影劑薄層用的顯影劑層厚度控制部件，該顯影裝置是由該顯影劑承載體將顯影劑承載并輸送至與靜電潛影承載體相對的顯影區(qū)域，由顯影劑對該靜電潛影承載體上形成的靜電潛影進行顯影，形成調色劑圖像用的裝置，該顯影劑承載體至少具有基體和在基體表面上的樹脂被覆層，其中樹脂被覆層至少含有粘結樹脂和石墨化顆粒，該石墨化顆粒的石墨化度p(002)為0.20≤p(002)≤0.95，樹脂被覆層表面從按照以下公式(1)通用硬度測定值HU＝K×F/h2[N/mm2] (1)[式中，K表示常數(shù)，F(xiàn)表示使用載重(N)，h表示壓塊的最大壓入深度(mm)]計算的表面皮膜物性測試中通用硬度測定值HU的硬度分布求出的平均值A和標準偏差σ為100≤A≤800[N/mm2]、σ＜30[N/mm2]。
附圖的簡要說明

圖1為表示本發(fā)明顯影劑承載體上部截面的示意圖。
圖2為表示本發(fā)明顯影裝置的示意圖。
圖3為表示本發(fā)明顯影裝置的示意圖。
圖4為表示本發(fā)明顯影裝置的示意圖。
圖5為表示本發(fā)明所用的圖像形成裝置的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明者等通過上述結構，發(fā)現(xiàn)可獲得如下效果顯影劑承載體表面的樹脂被覆層大多數(shù)在耐久初期可使被覆層表面形狀均勻，即使經過較長時間后，大多數(shù)被覆層的表面粗糙度改變較小，調色劑涂布量的變化也較小，在耐久性后期大多數(shù)可以使調色劑適當?shù)睾途鶆虻貛щ?，同時在各種環(huán)境條件下經受長時間也可以獲得良好的圖像。
以下采用圖1對本發(fā)明作更詳細的說明。
圖1為表示本發(fā)明顯影劑承載體(顯影套筒)截面的示意圖。顯影套筒具有內嵌在圓筒狀基體4中的具有預定磁力和磁極結構的磁石5，在基體4的表面上形成具有均勻的表面形狀的樹脂被覆層3，該被覆層3在粘結樹脂2中均勻地分散著石墨化顆粒1。
在本發(fā)明顯影套筒表面的樹脂被覆層3中使用的石墨化顆粒1，其石墨化度p(002)為0.20≤p(002)≤0.95，由于其顯示出良好的導電性，因此可使調色劑的帶電量適中，與現(xiàn)有的如石墨(grafite)的石墨顆粒相比，其耐磨性優(yōu)異，即使長期反復使用，也可以抑制被覆層減薄，經過較長時間也可以使調色劑的涂布量穩(wěn)定。
本發(fā)明的顯影套筒表面的樹脂被覆層3至少含有耐磨耗性優(yōu)異的石墨化顆粒1，而且從通用硬度測定值HU的硬度分布求出的平均值A和標準偏差σ分別為100≤A≤800[N/mm2]、σ＜30[N/mm2]。優(yōu)選本發(fā)明的顯影套筒表面的樹脂被覆層3具有以JIS-B0601方法測得的范圍在0.20～0.70μm的算術平均粗糙度Ra(以下也簡稱為“低Ra類”)。本發(fā)明的顯影套筒與現(xiàn)有的如石墨的石墨顆粒的低Ra類相比，其可發(fā)揮出的效果有不會使被覆層選擇性地減薄，即使由于長期反復使用而產生減薄時，被覆層表面也可以均勻地減薄，同時為了維持低Ra值，其具有微小的凹凸，可抑制被覆層表面形狀的變化，而且調色劑的帶電量和調色劑涂布量更加穩(wěn)定。
以下對本發(fā)明顯影劑承載體以及采用其的顯影裝置進行更詳細地描述。
先對本發(fā)明顯影劑承載體的樹脂被覆層3中所用的石墨化顆粒1進行說明。
本發(fā)明中所用的石墨化顆粒1的石墨化度p(002)為0.20≤p(002)≤0.95。
所述的石墨化度p(002)源自Franklin的p值，因此通過測定從石墨的X線衍射圖得到的光柵間隔d(002)，由d(002)＝3.440-0.086(1-p2)求出。該p值表示碳的六方網目平面面積重疊部分中無序部分的比例，p值越小表示石墨化度越大。
本發(fā)明中所用的石墨化顆粒1與特開平02-105181號公報或特開平03-036570號公報中顯影劑承載體表面的樹脂被覆層中所用的、如焦炭的骨劑被焦油瀝青固化成形后，在1000～1300℃下進行燒結，然后在2500～3000℃下進行石墨化，得到由人造石墨或天然石墨形成的結晶性石墨相比，原材料和制造工序是不同的。本發(fā)明中所使用的石墨化顆粒1與現(xiàn)有技術中所采用的結晶性石墨相比，其石墨化度低一些，但是具有現(xiàn)有技術中使用的結晶性石墨一樣高的導電性和潤滑性，此外，顆粒的形狀與現(xiàn)有技術中使用的結晶性石墨的鱗片狀或針狀相比是不同的，其特征為大致呈球狀，而且顆粒自身的硬度較高。因此，由于本發(fā)明的顯影劑承載體具有含有石墨化顆粒的樹脂被覆層，該石墨化顆粒具有良好的導電性和高的潤滑性，因此可使調色劑的帶電量適中，并抑制調色劑在被覆層表面熔結。另外，具有如上述形狀的石墨化顆粒容易在樹脂被覆層中均勻分散，因此可賦予樹脂被覆層表面均勻的表面形狀和耐磨耗性能，而且石墨化顆粒自身的形狀難變化，因此即使長期反復使用，也可以抑制樹脂被覆層減薄，并且在長期使用后也可以使調色劑的帶電量和調色劑涂布量穩(wěn)定。
在本發(fā)明中使用的石墨化顆粒的石墨化度p(002)為0.20≤p(002)≤0.95，更優(yōu)選為0.25≤p(002)≤0.75。
當石墨化度p(002)超過0.95時，盡管其耐磨性優(yōu)異，但是導電性和潤滑性降低，有時會由調色劑充電現(xiàn)象造成圖像濃度較低，以及產生斑點，此外在控制構件上使用彈性構件時，有時會在控制構件表面上產生擦傷現(xiàn)象，在實心圖像上容易產生條帶狀和不均勻現(xiàn)象。當石墨化度p(002)不足0.20時，石墨化顆粒的耐磨性較低，使得被覆層的機械強度降低，有時會發(fā)生被覆層被選擇性地減薄的情況，而且也容易發(fā)生圖像不佳的現(xiàn)象。通過使本發(fā)明中使用的石墨化顆粒的石墨化度p(002)為0.20≤p(002)≤0.95，所獲得的效果不僅可以具有良好的導電性和高潤滑性，而且可防止樹脂被覆層的機械強度降低，可以抑制樹脂被覆層選擇性地減薄。此外，通過使石墨化顆粒的石墨化度p(002)在特定范圍內，由于石墨化顆粒的硬度與樹脂顆粒的硬度相近，因此，即使在樹脂被覆層表面上發(fā)生摩擦時，也可以均勻地磨削，石墨化顆粒再次從樹脂被覆層中露出，因此表面組成的變化較小，而且表面形狀也可以保持為均勻的微小凸凹結構。
優(yōu)選本發(fā)明中使用的石墨化顆粒的體積平均粒徑為0.5～4.0μm。由于本發(fā)明樹脂被覆層的表面粗糙度按照JIS-B0601得到的算術平均粗糙度Ra優(yōu)選為0.20～0.70μm，因此當石墨化顆粒的體積平均粒徑不足0.5μm時，不足以在樹脂被覆層表面上形成均勻的粗糙度，將平均粗糙度Ra設定在0.20μm以上是較困難的，使顯影劑迅速而且均勻地帶電的性能降低，由樹脂被覆層表面磨損，使得由調色劑充電現(xiàn)象造成圖像濃度較低，以及容易產生斑點。石墨化顆粒的體積平均粒徑超過4.0μm的情況下，樹脂被覆層的表面粗糙度難以設定在0.70μm以下，由于長期反復使用，使得樹脂被覆層的表面粗糙度上升，調色劑的涂布量變大，由于調色劑帶電不足使得圖像濃度較低，容易發(fā)生所謂文字飛散的圖像不佳現(xiàn)象。通過使本發(fā)明中使用的石墨化顆粒的體積平均粒徑為0.5～4.0μm，可容易控制被覆層的表面粗糙度，而且可使調色劑帶電量和調色劑涂布量更穩(wěn)定。
作為獲得本發(fā)明中所用石墨化顆粒的方法，優(yōu)選使用以下所示的方法。但是必然地，其不受這些方法的限制。
作為獲得本發(fā)明中所用石墨化顆粒的方法，使用如內消旋碳大珠粒子和松散的中間相瀝青，具有光學異向性，單一相形成的顆粒作為原材料，并使其石墨化，該方法獲得的石墨化顆粒的石墨化度高，而且保持球狀形狀，因此優(yōu)選。原材料的光學異向性由芳香族分子的層疊產生，其有序性由石墨化處理可進一步提高，并獲得具有高度石墨化度的石墨化顆粒。
作為獲得本發(fā)明中所用石墨化顆粒的原材料，在使用松散的中間相瀝青的情況下，在使用通過加熱可軟化熔融的中間相瀝青時，由于可獲得球狀并且石墨化度高的石墨化顆粒，因此優(yōu)選。例如，松散的中間相瀝青可為從煤焦油瀝青分別用溶劑萃取出β-樹脂、通過對β-樹脂氫化、進行重質化處理得到的中間相瀝青。此外，也可以使用在對β-樹脂進行重質化處理后，進行微粉碎，然后用苯或甲苯除去溶劑的可溶組分得到的中間相瀝青。優(yōu)選松散的中間相瀝青的喹啉可溶組分為95質量％以上。當不足95質量％時，顆粒內部難以液相碳化，由于固相碳化，碳化的顆粒形狀直接呈破碎狀態(tài)，難以獲得球狀。
此后，作為使中間相瀝青石墨化的方法，可對中間相瀝青進行微粉碎，使其體積平均粒徑為1～6μm，以獲得顆粒，在約200℃～約350℃下，在空氣中對該顆粒進行熱處理，對其進行輕度的氧化處理。由該氧化處理，可使中間相瀝青僅表面不溶化，在以后工序對石墨化熱處理的過程中可防止顆粒熔融和熔結。氧化處理過的中間相瀝青顆粒，優(yōu)選其含氧量為5質量％～15質量％。不足5質量％時，熱處理時顆粒容易互相熔結，因此不優(yōu)選，超過15質量％時，顆粒內部也被氧化，形狀直接呈破碎狀，難以獲得石墨化的球狀。此后，在如氮氣或氬氣的隋性氣氛下，將氧化處理過的中間相瀝青顆粒在2000℃～3500℃下進行熱處理，獲得所希望的石墨化顆粒。
另外，作為獲得本發(fā)明所用石墨化顆粒的另一優(yōu)選原材料的內消旋碳大珠粒子的方法，是在300℃～500℃的溫度下對煤類重質油或石油類重質油進行熱處理，通過縮聚反應，生成內消旋碳大珠粒子，將反應產物進行如過濾、靜置沉降、離心分離的處理，分離出內消旋碳大珠粒子后，用如苯、甲苯、二甲苯等的溶劑將內消旋碳大珠粒子洗滌，進一步進行干燥，由此獲得內消旋碳大珠粒子。作為采用內消旋碳大珠粒子進行石墨化的方法，是用不破壞最終干燥的內消旋碳大珠粒子的溫和力進行機械地一次性分散的方法，其可防止石墨化后的顆粒合在一起并獲得均勻的粒度，因此優(yōu)選。在惰性氣氛和200℃～1500℃的溫度下對完成該一次性分散的內消旋碳大珠粒子進行一次性加熱處理，使其碳化。完成該一次性加熱處理的碳化物顆粒(particle)被不破壞碳化物顆粒的溫和力機械地分散，該方法可防止石墨化后的顆粒合在一起并獲得均勻的粒度，因此優(yōu)選。通過在惰性氣氛和2000℃～3500℃的溫度下對完成二次分散處理的碳化物顆粒進行二次加熱處理，可獲得所希望的石墨化顆粒。
此外，所得的石墨化顆粒通過分級可使其粒度分布一定程度地均勻，由于該方法使樹脂被覆層表面形狀均勻，因此優(yōu)選。
此外，石墨化顆粒的燒結溫度優(yōu)選為2000～3500℃，更優(yōu)選為2300～3200℃。在燒結溫度低于2000℃的情況下，石墨化顆粒的石墨化度低，導電性和潤滑性低，有時會發(fā)生由調色劑充電現(xiàn)象造成的圖像濃度降低和斑點的現(xiàn)象，另外，在控制構件上使用彈性構件時，控制構件表面有時會發(fā)生擦傷的現(xiàn)象，實心圖像上也容易發(fā)生條帶狀和不均勻現(xiàn)象。當燒結溫度高于3500℃的情況下，有時會造成石墨化顆粒的石墨化度過高，因此石墨化顆粒的硬度下降，石墨化顆粒的耐磨性低，使得被覆層的機械強度降低，有時會發(fā)生被覆層被選擇性減薄的現(xiàn)象，是容易造成圖像不佳的原因。
作為樹脂被覆層中分散的石墨化顆粒的含量，相對于被覆層中100質量份粘結樹脂，其在2～150質量份，更優(yōu)選在4～100質量份的范圍內時可獲得特別優(yōu)選的結果。石墨化顆粒的含量不足2質量份時，石墨化顆粒的添加效果小，超過150質量份時，有時會造成樹脂被覆層的密接性降低，耐磨性降低。
以下，對本發(fā)明樹脂被覆層的表面粗糙度、硬度以及從其硬度分布中求出的平均值A、標準偏差σ進行說明。
樹脂被覆層表面的平均值A和標準偏差σ設定為
100≤A≤800[N/mm2]、σ＜30[N/mm2]。
其中平均值A和標準偏差σ從按照以下公式(1)通用硬度測定值HU＝K×F/h2[N/mm2] (1)[式中，K表示常數(shù)，F(xiàn)表示使用載重(N)，h表示壓塊的最大壓入深度(mm)]算出的樹脂被覆層表面的表面皮膜物性測試通用硬度測定值HU的硬度分布求出。
樹脂被覆層表面按照JIS-B0610得到的算術平均粗糙度Ra優(yōu)選設定為0.20～0.70μm。
表面粗糙度Ra根據(jù)顯影方式，優(yōu)選的表面粗糙度是不同的，但是在如圖2所示，作為控制構件302以距離顯影套筒一定間隙的方式配置有磁性刮刀的顯影裝置，和如圖3所示作為控制構件302以一定壓力壓接在顯影套筒的方式配置有壓接的彈性刮刀的顯影裝置中，以及在顯影套筒上較薄地涂布微小粒徑的磁性調色劑的薄層體系中，樹脂被覆層表面的表面粗糙度為低Ra類是優(yōu)選的，Ra優(yōu)選為0.20～0.70μm。當小于0.20μm時，調色劑的涂布量減小，由于調色劑涂布量減小造成圖像濃度變薄，容易發(fā)生調色劑充電和斑點現(xiàn)象。此外，當大于0.70μm時，調色劑的涂布量有時會過多，使調色劑摩擦帶電均一性下降，容易發(fā)生文字飛散、霧翳和由調色劑充電不足造成的圖像濃度減薄等現(xiàn)象。
當從樹脂被覆層表面通用硬度測定值HU的硬度分布求出的平均值A小于100N/mm2時，樹脂被覆層容易減薄，耐磨性降低，容易發(fā)生圖像不佳現(xiàn)象。當平均值A大于800N/mm2時，在用于顯影劑層厚度控制構件為相對于顯影套筒(通過調色劑)的彈性壓接型(圖像控制刮刀)的顯影裝置中時，多數(shù)樹脂被覆層在耐久性初期階段便在彈性控制刮刀表面上造成擦傷，因此容易發(fā)生調色劑涂布不均現(xiàn)象，而且在β畫像上也容易發(fā)生條帶狀和不均勻現(xiàn)象，容易造成畫質下降。從樹脂被覆層表面的硬度分布求出的平均值A優(yōu)選在100≤A≤800[N/mm2]的范圍內，并且為使長期使用時也可以抑制畫質下降，更優(yōu)選平均值在200≤A≤700[N/mm2]的范圍內。此外，從樹脂被覆層表面的通用硬度測定值HU的硬度分布求出的標準偏差σ在30N/mm2以上的情況下，即使在耐久長期階段多數(shù)樹脂被覆層表面形狀可處于均一狀態(tài)，但多數(shù)樹脂被覆層隨著耐久時間的加長，樹脂被覆層表面硬度小的部分被選擇性地磨損，因此樹脂被覆層的表面粗糙度傾向于增加。由此，多數(shù)樹脂被覆層在耐久性后期使得調色劑涂布量增多，特別是在低溫低濕情況下，容易發(fā)生霧翳和文字飛散現(xiàn)象。此外，即使標準偏差σ小于30N/mm2時，在現(xiàn)有采用如石墨的石墨顆粒的被覆層中，被覆層表面的凸部被選擇性地磨損，因此樹脂被覆層的表面粗糙度傾向于減小。由此，在低溫低濕情況下，容易發(fā)生調色劑充電現(xiàn)象和斑點現(xiàn)象，特別是在高溫高濕情況下，也容易發(fā)生由于調色劑涂布量不足造成的圖像濃度降低，以及如在β畫像發(fā)生的條帶狀和不均勻的圖像變劣現(xiàn)象。此外，在使用低溫定影性調色劑的情況下，也容易發(fā)生調色劑熔結在顯影套筒上的現(xiàn)象。
作為本發(fā)明樹脂被覆層中所用的粘結樹脂，可舉出酚醛類樹脂、環(huán)氧類樹脂、聚酰胺類樹脂、聚酯類樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚烯烴類樹脂、硅氧烷類樹脂、氟類樹脂、苯乙烯類樹脂、乙烯類樹脂、纖維素類樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素類樹脂、聚氨酯類樹脂、聚酰亞胺類樹脂、丙烯酸樹脂。如果考慮機械強度，更優(yōu)選熱固化性或光固化性樹脂，但如果有足夠的機械強度的話，也可以使用熱塑性樹脂。
在本發(fā)明中，為抑制由于調色劑充電而造成的調色劑固定在顯影套筒表面上，以及伴隨著調色劑充電造成從顯影套筒表面賦予調色劑的帶電性變差，由上述形成材料形成于顯影套筒表面上的樹脂被覆層優(yōu)選具有導電性。樹脂被覆層的體積電阻率優(yōu)選在105Ω·cm以下，更優(yōu)選在103Ω·cm以下。顯影套筒表面的樹脂被覆層的體積電阻率超過105Ω·cm時，容易造成賦予調色劑帶電性能不佳，其結果容易發(fā)生充電現(xiàn)象和斑點現(xiàn)象。
在本發(fā)明中，為了將樹脂被覆層的電阻率調整在上述值內，在樹脂被覆層中也可以含有以下舉出的導電性物質。作為此時所用的導電性微粉末，可舉出如鋁、銅、鎳、銀的金屬粉狀體的微粉末；如氧化銻、氧化銦、氧化錫、氧化鈦、氧化鋅、氧化鉬、鈦酸鉀的金屬氧化物；如碳纖維、爐黑、燈黑、熱黑、乙炔黑、槽黑的碳黑；如石墨的碳物質；金屬纖維。其中的碳黑，特別是導電性的無定形爐黑，其導電性優(yōu)異，填充到樹脂中可賦予樹脂導電性，或通過控制其添加量可獲得一定程度內的任意導電度，因此優(yōu)選采用。將樹脂組合物制成涂料的情況下，分散穩(wěn)定性良好。此外，在本發(fā)明中，當使用這些導電性微粉末時，導電性微粉末的添加量相對于100重量份粘結樹脂優(yōu)選為1～100重量份。當不足1重量份時，被覆層的電阻率難以達到所希望的級別，此外，調色劑也容易對顯影套筒被覆層中所用的粘結樹脂發(fā)生熔結現(xiàn)象。當超過100重量份時，特別是使用具有亞μm級粒度的微粉末時，被覆層的強度(磨損性)傾向于降低。
在本發(fā)明中，可以使固體潤滑劑分散在樹脂被覆層中，一般使用公知的固體潤滑劑。例如可舉出石墨、二硫化鉬、氮化硼、云母、氟化石墨、銀-硒鈮、氯化鈣-石墨、滑石、硬脂酸鋅等的脂肪酸金屬鹽。特別是石墨不損壞樹脂被覆層的導電性，因此優(yōu)選使用。固體潤滑劑的添加量優(yōu)選相對于100重量份樹脂在1～100重量份的范圍內。不足1重量份時，對調色劑相對于樹脂被覆層粘結樹脂表面的熔結現(xiàn)象的改善效果較小，另一方面，當超過100重量份時，在使用含有較多具有亞μm級粒度的微粉末的情況下，樹脂被覆層的強度(磨損性)傾向于降低。這些固體潤滑劑優(yōu)選使用的體積平均粒徑優(yōu)選為0.5～4.0μm。固體潤滑劑的體積平均粒徑不足0.5μm時，難以獲得足夠的潤滑性，因此不優(yōu)選，體積平均粒徑超過4.0μm時，對樹脂被覆層表面形狀的影響較大，表面性容易變得不均勻，從使調色劑均勻地摩擦帶電的觀點以及被覆層強度的觀點來看，是不優(yōu)選的。
在本發(fā)明中，在樹脂被覆層中并用石墨化顆粒，為進一步使調色劑的導電性穩(wěn)定，可根據(jù)需要通過添加使用帶電控制劑。
作為負電荷控制劑，有機金屬鹽、有機金屬絡合物或螯合物是有效的。例如可舉出單偶氮金屬絡合物、乙酰丙酮金屬絡合物、芳香族羥基碳酸或芳香族二碳酸的金屬絡合物或金屬鹽。其它可舉出芳香族單或多羧酸及其金屬鹽、酸酐、酯類和聯(lián)苯酚等的酚衍生物。這些物質可單獨使用，也可以將2種以上組合使用。
作為正電荷控制劑，可舉出由苯胺黑和脂肪酸金屬鹽進行改性的苯胺黑的改性物；如三丁基芐基銨-1-羥基-4-萘磺酸鹽、四丁基銨四氟代硼酸鹽的季銨鹽；如四丁基鏻四氟代硼酸鹽的鏻鹽及其色淀顏料；三苯基甲烷染料及其色淀顏料(作為色淀化劑，有磷酸鎢、磷酸鉬、磷酸鎢鉬、丹寧酸、月桂酸、沒食子酸、氰鐵酸、氰亞鐵酸化合物等)；高級脂肪酸的金屬鹽；如二丁基錫氧化物、二辛基錫氧化物、二環(huán)己基錫氧化物的二有機基錫氧化物；如二丁基錫硼酸鹽、二辛基錫硼酸鹽、二環(huán)己基錫硼酸鹽的二有機基硼酸鹽。這些物質可單獨使用，也可以將兩種以上組合使用。
在本發(fā)明中，為了提高負帶電性調色劑的帶電性以及抑制帶正電性調色劑的帶電性，作為所用的電荷控制劑，優(yōu)選使用如特開平10-293454號公報中記載的含氮雜環(huán)化合物。為了抑制負帶電性調色劑的帶電性以及提高帶正電性調色劑的帶電性，作為控制調色劑帶電性的方法，優(yōu)選使用如特開平10-326040號公報、特開平11-052711號公報、特開平11-249414號公報中記載的具有含氮基的樹脂和季銨鹽化合物的組合物。
在本發(fā)明中，為了通過在樹脂被覆層中使用石墨化顆粒而在被覆層表面上形成凸凹結構，也可以使用球狀顆粒(以下稱作形成凸凹結構的顆粒)。
作為這種形成凸凹結構的顆粒，可例舉出聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯的乙烯類聚合物和乙烯類共聚物的樹脂顆粒；苯并胍胺樹脂、酚醛樹脂、聚酰胺、氟類樹脂、硅氧烷樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂的樹脂顆粒；鋁、如氧化鋅、二氧化硅、氧化鈦、氧化錫的氧化物顆粒；碳顆粒；如已進行了導電化處理的樹脂顆粒的導電性顆粒。也可以使用呈顆粒狀的以下所述電荷控制劑的有機化合物。在該情況下，也可以獲得使調色劑摩擦帶電的效果。
在這些形成凸凹結構的顆粒中，作為樹脂顆粒，優(yōu)選使用由懸浮聚合法、分散聚合法制造的球狀樹脂顆粒。在此所述的球狀，指的是長徑/短徑比為1.0～1.5的顆粒。優(yōu)選長徑/短徑比為1.0～1.2的顆粒，更優(yōu)選使用真球狀顆粒。球狀樹脂顆?？梢愿俚奶砑恿揩@得合適的表面粗糙度，并且容易獲得均勻的表面形狀。作為這種球狀樹脂顆粒，可舉出如聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯的丙烯酸類樹脂顆粒；如尼龍的聚酰胺類樹脂；如聚乙烯、聚丙烯的聚烯烴類樹脂顆粒；硅氧烷類樹脂顆粒、酚醛類樹脂顆粒、聚氨酯類樹脂顆粒、苯乙烯類樹脂顆粒、苯并胍胺顆粒。也可對由粉碎方法獲得的樹脂顆粒進行熱或物理的球形化處理，此后再用。
如果形成凸凹結構的顆粒為球狀，則其與壓接的顯影劑層厚度控制構件等的接觸面積減少，因此由摩擦力增加了套筒旋轉力矩，并且可減少調色劑的附著現(xiàn)象，因此更優(yōu)選。
在這種球狀樹脂顆粒的表面上，也可以附著或者固定有無機微粉末。作為無機微粉末，可舉出如SiO2、SrTiO3、CeO2、CrO、Al2O3、ZnO、MgO、TiO2的氧化物；如Si3N4的氮化物；如SiC的碳化物；如CaSO4、BaSO4的硫酸鹽；如CaCO3的碳酸鹽。
無機微粉末也可用偶合劑進行處理。特別優(yōu)選使用以提高與粘結樹脂的密接性或者賦予顆粒疏水性為目的的偶合劑。作為這種偶合劑，可舉出硅烷偶合劑、鈦偶合劑、鋯鋁酸鹽偶合劑。更具體地，作為硅烷偶合劑，可舉出六甲基二硅氮烷、三甲基硅烷、三甲基氯代硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二氯代硅烷、甲基三氯代硅烷、烯丙基二甲基氯代硅烷、烯丙基苯基二氯代硅烷、芐基二甲基氯代硅烷、溴代甲基二甲基氯代硅烷、α-氯代乙基三氯代硅烷、β-氯代乙基三氯代硅烷、氯代甲基二甲基氯代硅烷、三有機甲硅烷硫醇、三甲基甲硅烷硫醇、三有機甲硅烷丙烯酸酯、二苯基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、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1分子中有2到12個硅氧烷單元、并且在末端位置處的單元分別含有與1個硅原子結合的羥基的二甲基聚硅氧烷。通過對這種球狀樹脂顆粒進行無機微粉末處理，可提高涂料中的分散性、涂料表面的均一性、被覆層表面的耐污染性、調色劑的帶電性、被覆層的耐磨性等。
為進一步提高被覆層表面的耐污染性、耐磨性，更優(yōu)選對形成凸凹結構的顆粒賦予導電性。作為導電性球狀顆粒，可舉出通過在如氧化鈦、氧化鈮、氧化錳、氧化鉛的金屬氧化物顆粒和如硫酸鋇的顏料顆粒的表面上涂布如氧化錫的具有良導電性物質，進行了導電化處理的球狀顆粒，或者在如氧化鋅、氧化銅、氧化銦的絕緣性金屬氧化物中摻雜氧化數(shù)不同的金屬，由此所得的具有導電性的球狀顆粒，還可以舉出特開平8-240981號公報中記載的導電性球狀顆粒。
這種導電性球狀顆粒的體積電阻率優(yōu)選在106Ω·cm以下，更優(yōu)選為10-3～10-6Ω·cm的球狀顆粒。當體積電阻率超過106Ω·cm時，由于磨損，露出樹脂被覆層表面的球狀顆粒作為核，容易發(fā)生調色劑污染和熔結現(xiàn)象，并且難以快速和均勻地帶電。通過使球狀顆粒具有導電性，該導電性可以使得電荷難以在球狀顆粒表面聚集，由此可減輕調色劑附著的現(xiàn)象以及提高調色劑帶電賦予性能。
所添加的形成凸凹結構的顆粒的真密度優(yōu)選在3g/cm3以下。當真密度超過3g/cm3時，其與粘結樹脂的真密度相差太大，因此在制造用于形成樹脂被覆層的涂料時，容易使得形成凸凹結構的顆粒的分散狀態(tài)不均勻，因此容易造成樹脂被覆層中形成凸凹結構的顆粒的分散狀態(tài)也不均勻。因此，難以使樹脂被覆層表面具有均勻的粗糙度，并使調色劑均勻帶電性和被覆層的強度不足，并且有可能難以發(fā)揮出作為這些形成凸凹結構的顆粒的優(yōu)點的耐污染性和耐磨性。
作為形成凸凹結構的顆粒，可舉出球狀碳顆粒、用導電性物質進行了表面處理的球狀樹脂顆粒、分散有導電性微顆粒的球狀樹脂顆粒。
對于形成凸凹結構的顆粒的粒徑，其體積平均粒徑優(yōu)選為0.5～4.0μm。體積平均粒徑不足0.5μm時，難以形成均勻的表面凸凹結構，在需要增加表面粗糙度的情況下，添加量過大，并且樹脂被覆層變脆、耐磨性也容易降低。另一方面，當體積平均粒徑大于4.0μm時，形成凸凹結構的顆粒從樹脂被覆層表面突出得過多，調色劑涂層的厚度過大，調色劑的帶電性降低，多數(shù)情況下存在著隨著耐久時間的加長，表面粗糙度上升，調色劑的涂布量變化的可能性。
在本發(fā)明中，樹脂被覆層可以通過將各種成分分散在溶劑中進行混合配制成涂料，在以下所述的基體上進行涂布得到。在對各種成分進行分散混合時，可合適的利用如砂磨機、涂料振動器、ダィノ研磨機、珠磨機等的利用珠粒的公知分散裝置。此外，作為涂布方法，可使用浸涂法、噴射法、輥涂法等。
樹脂被覆層的厚度優(yōu)選在25μm以下，更優(yōu)選在20μm以下，進一步優(yōu)選為4～20μm，其可獲得均勻地層厚，因此優(yōu)選。
在本發(fā)明中，作為具有樹脂被覆層的顯影套筒的基體，可合適的使用金屬、其合金或其化合物。特別合適的是將不銹鋼與鋁或其合金制造成形的圓筒狀。其中鋁的加工性優(yōu)異，因此優(yōu)選。例如為圓筒狀的情況下，由于提高軸向上的振動、圓周方向上的真圓度以及機械精度，特別優(yōu)選鋁。這些基體的表面也可以通過噴砂、銼刀或切削進行處理，使其具有預定的表面粗糙度，或者用電解電鍍或者無電解電鍍的方式進行處理。
在本發(fā)明中，作為具有樹脂被覆層的顯影套筒的基體，也可以在不銹鋼芯部金屬的外圍面上設置有彈性層。作為在芯部金屬的外圍面上設置的彈性層，可合適的使用將如硅氧烷橡膠、聚氨酯橡膠的橡膠進行成形加工的物質。另外，為調整電阻，特別優(yōu)選在橡膠中包含導電劑。為提高彈性層作為表面層與樹脂被覆層的密接性，優(yōu)選其具有預定的硬度、表面粗糙度。在彈性層的表面處可進一步具有中間層，在中間層上形成樹脂被覆層。此外，芯部金屬狀基體的表面也可以由噴砂、銼刀或切削進行處理，使其具有預定的表面粗糙度。芯部金屬狀基體的表面也可以用電解電鍍或者無電解電鍍的方式進行處理。
以下對采用具有樹脂被覆層的顯影套筒的顯影裝置進行詳細說明。
作為顯影裝置，可舉出如圖2～圖4所示的顯影裝置。在圖2和圖3中，承載著由公知方法形成的靜電潛影的靜電潛影承載體301(例如感光鼓)向箭頭A的方向旋轉。作為顯影劑承載體的顯影套筒308承載著顯影劑304，該顯影劑由收納在顯影劑容器303中的磁性調色劑形成，通過使顯影套筒308向箭頭B所示的方向旋轉，顯影套筒308和感光鼓301可將顯影劑304輸送至相對的顯影區(qū)域D。如圖2和圖3所示，顯影套筒308具有在作為基體的金屬圓筒管306上形成的樹脂被覆層307。為了使顯影套筒308內的顯影劑304被磁性吸引并保持在顯影套筒308上，配制并固定磁輥305。顯影套筒308和磁輥305處于非接觸狀態(tài)。
在顯影劑容器303中，配置向箭頭C方向旋轉，攪拌顯影劑304的攪拌翼309、310、314，在顯影劑容器303中供給顯影劑304的螺旋311，調整顯影劑容器303中顯影劑量的攪拌壁312。
顯影劑304由磁性調色劑相互之間以及與顯影套筒308上的樹脂被覆層307之間的摩擦，獲得可對感光鼓301的靜電潛影進行顯影的摩擦電荷。在圖3所示的例子中，為了對輸送至顯影區(qū)域D處的顯影劑304的層厚進行控制，作為顯影劑層厚度控制構件，可使用如聚氨酯橡膠、硅氧烷橡膠的具有彈性的材料、或者如磷青銅(リン青銅)、不銹鋼的具有金屬彈性的材料的彈性板形成的彈性控制刮刀302。通過顯影劑，以與顯影套筒308旋轉方向相反的姿勢向彈性控制刮刀302下壓接觸，在顯影套筒308上形成顯影劑304的薄層。作為彈性控制到刀302，為使控制力穩(wěn)定和調色劑的(負)帶電賦予性穩(wěn)定，優(yōu)選采用的結構是在可獲得穩(wěn)定施加壓力的磷青銅板表面上貼附聚氨酯彈性體(PAE)，例如可舉出聚酰胺和聚醚的共聚物。
顯影劑層厚度控制構件302對于顯影套筒308的接觸壓力，從可以使對顯影劑的控制穩(wěn)定，并使顯影劑層厚合適方面看，以線壓計為5～50N/m是優(yōu)選的。
當顯影劑層厚度控制構件11的接觸壓力不足5N/m的線壓時，對顯影劑控制較弱，容易造成霧翳和調色劑不均勻的現(xiàn)象，當線壓超過50N/m時，對調色劑的破壞程度容易變大，是容易造成調色劑變劣，并向顯影套筒和彈性控制刮刀熔結的原因。
在本發(fā)明中，除了彈性控制刮刀以外，還可以將圖2所示的強磁性金屬制的磁性控制刮刀302以距離顯影套筒308的表面約50～500μm的間距寬度并朝向顯影套筒308的方式從顯影劑容器303下垂，通過使從磁輥305的N極發(fā)出的磁力線集中在磁性控制刮刀302處，可在顯影套筒308上形成顯影劑304的薄層。
在這種顯影套筒308上形成的顯影劑304薄層的厚度優(yōu)選比顯影區(qū)域D處顯影套筒308和感光鼓301之間的最小間隙更薄。
本發(fā)明的顯影套筒可特別有效地組裝至由顯影劑薄層對靜電潛影進行顯影的顯影裝置(例如非接觸型顯影裝置)中。此外，本發(fā)明的顯影劑承載體也可以適用于顯影劑層的厚度比顯影區(qū)域D處顯影套筒308和感光鼓301之間的最小間隙以上更厚的顯影裝置(接觸型顯影裝置)。
在圖4中，承載著由公知方法形成的靜電潛影的靜電潛影承載體301(例如感光鼓)向箭頭A的方向旋轉。作為顯影劑承載體的顯影輥318承載著顯影劑304，該顯影劑由收納在顯影劑容器303中的單組份非磁性調色劑形成，通過使顯影輥318向箭頭B所示的方向旋轉，顯影輥318上的顯影劑層與感光鼓301接觸，將顯影劑304輸送至顯影區(qū)域D。如圖4所示，顯影輥318具有在作為基體的金屬支持體315上形成的彈性層316和表面層317。
顯影劑304由非磁性調色劑相互之間以及與顯影輥318表面的表面層317之間的摩擦，獲得可對感光鼓301的靜電潛影進行顯影的摩擦電荷。在圖4所示的例子中，為了對輸送至顯影區(qū)域D處的顯影劑304的層厚進行控制，采用與圖3一樣的顯影劑層厚度控制構件302，此外，如圖4所示，為向顯影輥318表面提供顯影劑，以及/或者剝離顯影輥318的顯影劑，使用顯影劑提供-剝離構件319。
在使用由彈性輥形成的顯影劑提供-剝離輥319作為顯影劑提供-剝離構件319的情況下，顯影劑提供-剝離輥319的周速度在與表面相反的方向旋轉時，相對于顯影輥318的周速度為100％時，優(yōu)選其為20～120％，更優(yōu)選為30～100％。
當顯影劑提供-剝離輥319的周速度不足20％時，顯影劑的供給不足，實心圖像的追隨性降低，是造成鬼影圖像的原因。當其超過120％時，顯影劑的供給量過多，是造成顯影劑層厚度控制不佳以及由帶電量不足引起霧翳的原因，并且由于容易對調色劑造成破壞，容易造成由調色劑劣化引起的霧翳和調色劑熔結。
當顯影劑提供-剝離輥319的旋轉方向與顯影輥318表面為同一(順式)方向的情況下，顯影劑提供-剝離輥319的周速度相對于顯影輥的周速度優(yōu)選為100～300％、更優(yōu)選為101～200％，從調色劑供給量方面看是較好的。
從剝離性和供給性方面看，顯影劑提供-剝離輥319的旋轉方向與顯影輥318表面相反的方向旋轉是更優(yōu)選的。
從剝離性和供給性方面看，顯影劑提供-剝離輥319相對于顯影輥318的侵入量為0.5～2.5毫米是優(yōu)選的。
當顯影劑提供-剝離輥319的侵入量不足0.5毫米時，剝離性不足，容易發(fā)生鬼影，當侵入量大于2.5mm時，調色劑受到較大的破壞，容易造成由調色劑劣化產生的熔結和霧翳。
以下對上述非接觸式顯影裝置的實例進行說明。
為使承載在顯影套筒308上的具有磁性調色劑的單組分類顯影劑304飛翔，在顯影套筒308上由作為偏壓組件的顯影偏壓電源313施加顯影偏壓。在使用直流電壓作為該顯影偏壓時，優(yōu)選在顯影套筒308上施加的電壓處于位于潛影圖像部(附著顯影劑304形成調色劑圖像的區(qū)域)的電位和背景部分的電位之間。
為提高顯影的圖像濃度，或者提高階調性，也可以在顯影套筒308上施加交變偏壓，在朝向顯影區(qū)域D的部位形成相互反轉的振動電場。在該情況下，優(yōu)選在顯影套筒308上施加交變偏壓，并且其上重疊有處于顯影圖像部分的電位和背景部分的電位之間的值的直流電壓成分。通過在具有高電位部分和低電位部分的潛影的高電位部分處附著調色劑而形成調色劑圖像的正規(guī)顯影中，使用與靜電潛影的極性具有相反極性的帶電調色劑。通過在具有高電位部分和低電位部分的潛影的低電位部分處附著調色劑而形成調色劑圖像的反轉顯影中，使用與靜電潛影的極性相同的帶電調色劑。所謂高電位、低電位是由絕對值表示的，在任何一種情況下，顯影劑304至少通過與顯影套筒308摩擦帶電。
圖2～圖4示出的是本發(fā)明顯影裝置的模式圖，顯影劑容器303的形狀，攪拌翼309、301的有無、磁極的配置有各種各樣的形態(tài)。在這些裝置中，也可以使用包含調色劑和載體的雙組分顯影劑進行顯影。
以下，參照圖5對使用圖2～圖4例示的本發(fā)明顯影裝置的圖像形成裝置的一個實例進行說明。由作為一次性帶電組件的接觸(輥)帶電組件119，使得作為靜電潛像支持體的感光鼓101的表面帶負電，由激光曝光115進行圖像掃描，在感光鼓101上形成數(shù)字潛影。然后，由具有作為顯影劑層厚度控制構件的彈性控制刮刀111、內含多極永久磁石105的顯影劑承載體的顯影套筒108的顯影裝置，對數(shù)字潛影用裝料斗103內具有磁性調色劑的單組分類顯影劑104進行反轉顯影。如圖5所示，使顯影區(qū)域D感光鼓101的導電性基體接地，在顯影套筒108上由偏壓施加組件109施加交變偏壓、脈沖偏壓和/或直流偏壓。然后，在將如紙的被記錄材料P輸送至轉印部時，由作為轉印組件的接觸(輥)轉印組件113從被記錄材料P的背面(與感光鼓側相反的一面)用電壓施加組件114使其帶電，在感光鼓101的表面上形成的顯影圖像(調色劑圖像)由接觸轉印組件113轉印到被記錄材料P上。然后，從感光鼓101分離的被記錄材料P被輸送至作為定影組件的加熱加壓輥定影器117上，由該定影器117對被記錄材料P上的調色劑圖像進行定影處理。
在轉印工序后殘留在感光鼓101上的單組分顯影劑104由具有清潔刮刀118a的清潔組件118除去。殘留的單組分類顯影劑104較少時，也可以省去該清潔工序。清潔后的感光鼓101可根據(jù)需要由清除曝光116除電，并再一次由作為一次性帶電組件的接觸(輥)帶電組件119重新開始帶電工序，重復上述工序。
在上述的一系列工序中，感光鼓(即，靜電潛影支持體)101具有感光層和導電性基體，并向箭頭方向移動。作為顯影劑承載體的非磁性圓筒顯影套筒108，以與顯影區(qū)域D中感光鼓101表面相同的方向前進的方式旋轉。顯影套筒108的內部配置著不旋轉的作為磁場發(fā)生組件的多極永久磁石(磁輥)105。顯影劑容器103內的單組分顯影劑104涂布在并被承載在顯影套筒108上，而且通過與顯影套筒108表面的摩擦和/或磁性調色劑之間的摩擦，施與摩擦電荷(例如負的摩擦電荷)。另外，將彈性控制刮刀111設置為彈性按壓在顯影套筒108上的方式，將顯影劑層進行均一地控制，并使其較薄(30μm～300μm)，在顯影區(qū)域D處形成比感光鼓101的顯影套筒108之間的間隙更薄的顯影劑層。通過調整顯影套筒108的旋轉速度，使顯影套筒108的表面速度與感光鼓101的表面速度實質上等速，或者與其相近。在顯影區(qū)域D中，也可以由偏壓施加組件109向顯影套筒108施加作為顯影偏壓的交流偏壓或脈沖偏壓。優(yōu)選該交流偏壓f為200～4000Hz、Vpp為500～3000V。
在顯影區(qū)域D中的顯影劑(磁性調色劑)由諸如感光鼓101表面的靜電力、交流偏壓或脈沖偏壓的顯影偏壓電壓的作用，磁性調色劑轉移至靜電潛影側。
也可以使用如鐵的磁性刮刀代替彈性控制刮刀111。作為一次性帶電組件，是采用如上所述作為接觸帶電組件的帶電輥119進行說明的，但也可以為諸如帶電刮刀、帶電刷的接觸帶電組件，也可以為非接觸的電暈帶電組件。但從減少由帶電發(fā)生臭氧的觀點出發(fā)，優(yōu)選接觸帶電組件。作為轉印組件，是采用如上所述的圖轉印輥113的接觸轉印組件進行說明的，但是也可以使用非接觸的電暈轉印組件，但是，從減少由帶電發(fā)生臭氧的觀點出發(fā)，優(yōu)選接觸轉印組件。
以下對本發(fā)明顯影裝置中使用的調色劑進行說明。調色劑是由微粉末配置的，該微粉末是將粘結樹脂、脫模劑、電荷控制劑、著色劑等熔融混煉，固化后進行粉碎，通過對粉碎物進行分級制成的具有粒度分布的粉末。作為調色劑中使用的粘結樹脂，可使用公知的粘結樹脂。
例如可舉出苯乙烯單聚體；如α-甲基苯乙烯、對氯苯乙烯的苯乙烯衍生物的單聚體；苯乙烯-丙烯共聚體、如苯乙烯-乙烯甲苯共聚體、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚體、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚體、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚體、苯乙烯-二甲基氨基乙基共聚體、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚體、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚體、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚體、苯乙烯-甲聚丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚體、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚體、苯乙烯-乙烯甲基酮共聚體、苯乙烯-丁二烯共聚體、苯乙烯-異戊二烯共聚體、苯乙烯-馬來酸共聚體、苯乙烯-馬來酸酯共聚體的苯乙烯類共聚體；聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯縮丁醛、聚丙烯酸樹脂、松香、改性松香、萜烯樹脂、酚醛樹脂、脂肪族或脂環(huán)族烴樹脂、芳香族類石油樹脂、石蠟、巴西棕櫚蠟。這些可單獨或混合使用。
在調色劑中使用著色劑，碳黑、苯胺黑染料、燈黑、蘇丹黑SM、堅牢黃-G、聯(lián)苯胺黃、顏料黃、靛堅牢-桔黃、Irgazine Red、對硝基苯胺紅、甲苯胺紅、洋紅6B、永久棗紅FRR、顏料桔黃R、立索紅2G、胭脂紅2G、若丹明B湖、甲基紫B湖、酞菁藍、顏料藍、亮綠B、酞菁綠、油黃GG、硝基清漆第一黃CGG、榧子Y963、榧子YG、硝基清漆第一桔黃RR、猩紅油、Aurazole棕色B、硝基清漆第猩紅CG和油粉色OP。
當調色劑為磁性調色劑時，調色劑顆粒中含有磁性粉末。作為這種磁性粉末，使用在磁場中可被磁化物質。作為磁性粉末，可舉出如鐵、鈷、鎳的強磁性金屬粉末；如磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦的磁性氧化物的粉末；鐵、鈷、鎳的合金的粉末。磁性粉末的含量相對于調色劑質量為15～70質量％較好。
為了提高脫模性、提高定影性，在調色劑中可含有蠟類。作為蠟類，可舉出石蠟及其衍生物、微晶體蠟及其衍生物、費-托合成過程中得到的蠟(Fischer-Tropsch wax)及其衍生物、聚烯烴蠟及其衍生物、以及巴西棕櫚蠟及其衍生物。作為衍生物，可舉出氧化物、與乙烯類單體的嵌段共聚物、接枝改性物。作為其它的蠟類，可舉出長鏈烷基醇、具有長鏈烷基的脂肪酸、具有長鏈烷基的酸酰胺、具有長鏈烷基的酯、具有長鏈烷基的酮、硬化的蓖麻油及其衍生物、植物類蠟、動物類蠟、礦物類蠟、以及礦脂。
在調色劑中也可以根據(jù)需要含有電荷控制劑。在電荷控制劑中有負電荷控制劑、正電荷控制劑。例如作為將調色劑控制為負電性的物質，可舉出有機金屬絡合物、螯合化合物。單偶氮金屬絡合物、乙酰丙酮金屬絡合物、芳香族羥基羧酸、芳香族二羧酸類的金屬絡合物。其它可舉出芳香族羥基羧酸、芳香族的單和多羧酸及其金屬鹽、酸酐、酯類、聯(lián)苯酚的苯酚衍生物類。此外，作為使調色劑帶正電的物質，可舉出苯胺黑、脂肪酸金屬鹽改性的苯胺黑改性物；三丁基芐基銨-1-羥基-4-萘磺酸鹽、四丁基銨四氟代硼酸鹽的季銨鹽、如四丁基芐基鏻-1-羥基-4-萘磺酸鹽、四丁基芐基鏻四氟代硼酸鹽的鏻鹽；這些物質的色淀顏料(作為色淀化劑，有磷酸鎢、磷酸鉬、磷酸鎢鉬、丹寧酸、月桂酸、沒食子酸、氰鐵酸、氰亞鐵酸化合物等)；高級脂肪酸的金屬鹽、胍化合物、咪唑化合物。
根據(jù)需要，在調色劑中可外添諸如以改善流動性為目的的無機微粉末。作為這種微粉末，可舉出無機微粉狀體。作為無機微粉體，可舉出二氧化硅微粉末；如氧化鋁、氧化鈦、氧化鍺、氧化鋯的金屬氧化物的微粉末；如碳化硅、碳化鈦等的碳化物的微粉末；如氮化硅、氮化鍺的氮化物微粉末。這些微粉末也可以用有機硅化合物、鈦偶合劑進行有機處理。作為有機硅化合物，可舉出六甲基二硅氮烷、三甲基硅烷、三甲基氯代硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二氯代硅烷、甲基三氯代硅烷、烯丙基二甲基氯代硅烷、烯丙基苯基二氯代硅烷、芐基二甲基氯代硅烷、溴代甲基二甲基氮代硅烷、α-氯代乙基三氯代硅烷、β-氯代乙基三氯代硅烷、氯代甲基二甲基氯代硅烷、三有機甲硅烷硫醇、三甲基甲硅烷硫醇、三有機甲硅烷丙烯酸酯、二苯基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、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1分子中有2到12個硅氧烷單元、并且在末端位置處的單元分別含有與1個硅原子結合的羥基的二甲基聚硅氧烷。此外，也可以用含有氮的硅烷偶合劑處理未處理的微粉體。特別是在正性調色劑的情況下，優(yōu)選用含氮的硅烷偶合劑進行處理。作為含氮的硅烷偶合劑，可舉出氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、二甲基氨基丙基三甲氧基硅烷、二甲基氨基丙基三乙氧基硅烷、二乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、二丙基氨基丙基三甲氧基硅烷、二丁基氨基丙基三甲氧基硅烷、單丁基氨基丙基三甲氧基硅烷、二辛基氨基丙基三甲氧基硅烷、二丁基氨基丙基二甲氧基硅烷、二丁基氨基丙基單甲氧基硅烷、二甲基氨基苯基三乙氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基苯基胺、三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基芐基胺、三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基哌啶、三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基嗎啉和三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基咪唑。
作為用上述硅烷偶合劑處理無機微粉體的方法，有(1)噴射法、(2)有機溶劑法、(3)水溶液法。一般，所述的用噴射法處理指的是一邊攪拌無機微粉體，一邊向其中噴射偶合劑的水溶液或者溶劑溶液，此后在120～130℃左右除去水或溶劑、使其干燥的方法。此外，所述的有機溶劑法處理指的是將偶合劑溶解在包含水量水和水解用催化劑的有機溶劑(乙醇、苯、氯化烴等)中，在其中浸漬無機微粉末后，通過過濾或者擠壓使固液相分離，在120～130℃左右使其干燥的方法。所述水溶液法指的是在將0.5％左右的偶合劑在具有一定pH的水或水-溶劑中水解，在其中浸漬無機微粉末后，同樣進行固液相分離進行干燥的方法。
作為其它的有機處理，也可以用硅油處理微粉末。作為優(yōu)選的硅油，可使用25℃時粘度為0.5-10000mm2/s、優(yōu)選為1～1000mm2/s的硅油。例如可舉出甲基氫硅油、二甲基硅油、苯基甲基硅油、氯代苯基硅油、烷基改性的硅油、脂肪酸改性的硅油、聚氧化烯改性的硅油和氟改性的硅油。此外，也可以采用側鏈上有氮原子的硅油。特別優(yōu)選在正性調色劑中使用側鏈上有氮原子的硅油。由硅油進行處理時，可通過一邊加熱一邊劇烈攪拌無機微粉末，并向其中噴射或通過氣化噴射上述硅油或其溶液進行，或者將無機微粉末制成漿料狀，一邊攪拌，一邊向其中滴加硅油或其溶液進行。正性硅油可單獨使用，或者將2種以上混合物并用，和進行多重處理。此外，也可以和硅烷偶合劑的處理組合。
對調色劑顆粒用各種方法進行球形化處理、表面平滑處理時，可獲得良好的轉印性能，因此優(yōu)選。作為該方法，可舉出在具有攪拌翼或刮片和襯墊或外殼的裝置中，在使調色劑通過刮片與襯墊之間的微小間隙時，通過機械力使得調色劑顆粒的表面平滑，或者使調色劑顆粒形成球形的方法；使調色劑懸浮在溫水中，使其形成球形的方法；將調色劑暴露在熱氣流中，使其形成球形的方法。此外，作為直接制作球狀調色劑顆粒的方法，可舉出在水性介質中使以形成調色劑顆粒的粘結樹脂的單體為主成分的混合物懸浮，通過使單體聚合，制造調色劑顆粒的方法。作為一般方法，可在將聚合性單體、著色劑、聚合引發(fā)劑、以及根據(jù)需要添加的交聯(lián)劑、電荷控制劑、脫模劑、其它的添加劑均勻的溶解或分散，配制成單體組合物后，采用適當?shù)臄嚢铏C將該單體組合物在包含分散穩(wěn)定劑的水性溶劑中分散成適當粒徑，然后實施聚合反應，獲得具有所希望粒徑的調色劑顆粒。
也可以使用將調色劑與載體混合形成的雙組分顯影劑。
作為載體，可舉出如赤鐵礦、磁鐵礦、錳-鋅類褐鐵礦、鎳-鋅類褐鐵礦、錳-鎂類褐鐵礦、鋰類褐鐵礦、銅-鋅類褐鐵礦的鐵類氧化物顆粒以及這些物質的混合物、含有磁體的樹脂粉末。所用的載體的平均粒徑為20～200μm，優(yōu)選為20～80μm。
這種載體也可以直接采用上述例舉的粒狀物作為載體顆粒使用，或者為調整調色劑的摩擦帶電電荷、防止載體將調色劑耗盡，采用如硅樹脂、氟樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂的涂布劑在適宜的顆粒表面施加樹脂涂層。
以下對本發(fā)明涉及的物性測定方法進行描述。
測定方法(1)石墨化顆粒的石墨化度p(002)石墨化度p(002)可通過例如マックサィェンス公司制造的強力型全自動X線衍射裝置“MXP18”系統(tǒng)，測定從石墨的X線衍射光譜得到的光柵間隔d(002)，并由d(002)＝3.440-0.086[1-p(002)2]得到。
光柵間隔d(002)是以CuKα為X線源，由鎳濾光器除去CuKβ線形成的。標準物質使用高純度的硅，從C(002)和Si(111)衍射圖案的峰位置，算出光柵間隔d(002)。主要的測定條件如下。
X線產生裝置18kw測角計橫型測角計單色器使用管電壓30.3kV管電流10.0mA測定法連續(xù)法掃描軸2θ/θ取樣間隔0.020deg掃描速度6.000deg/min發(fā)散狹縫0.50deg散亂狹縫0.50deg受光狹縫0.30mm(2)樹脂被覆層表面的表面粗糙度測定樹脂被覆層表面的算術平均粗糙度Ra的測定是基于JIS-B0601的表面粗糙度，采用例如小坂研究所公司制造的サ-フコ-ダSE-3500測定的。作為測定條件，是在截止長度為0.08mm、評價長度為4mm、輸送速度為0.5mm/s的條件下，對軸向上的3點×周向上的3點＝9點分布進行測定，取其平均值得到。
(3)樹脂被覆層表面的硬度測定樹脂被覆層表面的硬度是采用例如フィッシャ-·ィンストルメンッ公司制造的フィッシャ-スコ-プH1000V，從表面皮膜物性測試得到的硬度值。在測定時，使用相對表面角度被限定為136°的四角錘金剛石壓塊分階段地施加測定負荷，在將其壓入到皮膜中時，在施加負荷的狀態(tài)下采用電氣設備檢測讀出壓入深度，硬度值用測試負荷除以該測試負荷下產生壓痕的表面積的比率表示、通用硬度值HU按照以下公式(1)所示，用壓塊的最大壓入深度下的硬度值表示。
通用硬度值HU＝K×F/h2[N/mm2][式中，K表示常數(shù)(1/26.43)、F表示測試負荷(N)、h表示壓塊的最大壓入深度(mm)]上述硬度值可通過用比其它硬度測定方式更小的負荷進行測定，同時即使涉及具有彈性、塑性的材料，也可以獲得包含彈性變形和塑性變形的硬度，因此優(yōu)選使用。
作為硬度測定用的試樣，采用在基體表面上形成樹脂被覆層的試樣，由于樹脂被覆層表面越平滑，測定精度提高，因此在研磨處理實施平滑處理后進行測定的話，更加優(yōu)選。在本發(fā)明中，樹脂被覆層表面是用#2000的研磨帶進行研磨處理的，并且設定研磨處理后的表面粗糙度Ra在0.2以下。
測試負荷、壓塊的最大壓入深度優(yōu)選在不影響樹脂被覆層表面的表面粗糙度，而且不受底層基體的影響的范圍內，在本發(fā)明中，施加測試負荷使壓塊的最大壓入深度為1～2μm進行測定。此外，測定環(huán)境為溫度23℃，濕度50％RH，在不同的測定點處測定100次，從其硬度分布求出的平均值作為A，標準偏差作為σ。
(4)樹脂被覆層的體積電阻值的測定在100μm厚的PET薄片上，形成7～20μm厚的導電性樹脂被覆層，例如在電阻率計LORESTAR AP或HIRESTAR AP(均由三菱油化制造)上采用4端子的探針測定體積電阻值。測定環(huán)境為溫度20～25℃，濕度50～60％RH。
(5)導電性物質的粒徑測定如石墨化顆粒的導電性物質的粒徑采用激光衍射型粒度分布計數(shù)器LS-230型粒度分布計(Coulter社制造)進行測定。作為測定方法，使用水性模件，并使用純水作為測定溶劑，在純水中，在粒度分布計的測定體系內清洗5分鐘的時間，向測定體系內加入10～25mg的亞硫酸鈉作為消泡劑，實施背景功能。
然后，向10ml純水中加入3～4滴表面活性劑，進一步加入5～25mg的試樣。將懸浮有試樣的水溶液在超聲波分散機中實施約1～3分鐘的分散處理，得到試樣溶液，向上述測定裝置的測定體系內慢慢加入試樣溶液，調整測定體系內的試樣粘度，使裝置畫面上的PIDS為45～55％，實施測定，從體積分布求出算術體積平均粒徑。
(6)形成凸凹結構顆粒的真密度測定形成凸凹結構顆粒的真密度采用例如干式密度計ACCUPYC1330(島津制造所制造)進行測定。
(7)形成凸凹結構顆粒的體積電阻值的測定將試樣投入到直徑為40mm的鋁環(huán)中，在2500N下加壓成形，在例如電阻率計LORESTAR AP或HIRESTAR AP(均由三菱油化制造)上采用4端子的探針測定體積電阻值。測定環(huán)境為溫度20～25℃，濕度50～60％RH。
(8)樹脂被覆層減薄量的測定在例如激光測長器(KEYENCE公司制造控制器為LS-5500、傳感頭為LS5040T)上測定耐久前后的外徑。由該前后測定值，取60個點的平均值作減薄量(μm)。
(9)調色劑和樹脂顆粒的粒徑測定在100～150ml的電解質溶液中添加0.1～5ml的表面活性劑(烷基苯磺酸鹽)，向其中添加2～20mg的試樣。將懸浮有試樣的電解質在超聲波分散器中分散處理1～3分鐘，采用Coulter Counter Multisizer等適合于調色劑尺寸的孔徑，基于體積測量0.3～40μm的粒徑分布。用計算機處理從該條件下測定的數(shù)據(jù)，求出個數(shù)平均粒徑、重量平均粒徑。進一步由基于個數(shù)的粒度分布計算出為個數(shù)平均粒徑1/2倍的粒徑累計分布以下的累計比例，求出1/2倍直徑累計分布以下的累計值。同樣地，從基于體積的粒度分布計算為重量平均粒徑2倍直徑的累計分布以上的累計比例，求出2倍直徑累計分布以下的累計值。
以下用具體實施例對本發(fā)明作更詳細的說明。份表示重量份，％表示質量％。
石墨化顆粒制造例1制造在顯影套筒表面上形成的樹脂被覆層中使用的石墨化顆粒。作為石墨化顆粒，可從煤焦油瀝青中分別用溶劑萃取出β-樹脂、通過對β-樹脂實施加氫進行重質化處理后，由甲苯除去溶劑可溶成分，獲得松散的中間相瀝青顆粒。將松散狀的中間相瀝青顆粒進行粉碎，在空氣中約300℃下將中間相瀝青顆粒進行氧化處理后，在氮氣氣氛中3000℃下進行燒結，使其石墨化，此后通過分級，得到體積平均粒徑為2.4μm的石墨化顆粒，將其作為a-1。在表1中示出了石墨化顆粒a-1的物性。
石墨化顆粒制造例2～5除了變更燒結溫度和分級條件以外，采用與石墨化顆粒制造例1一樣的方式制造具有表1中示出的體積平均粒徑的石墨化顆粒a-2～a-5。在表1中示出了所得石墨化顆粒a-2～a-5的物性。
石墨化顆粒制造例6作為石墨化顆粒，在對煤類重質油進行處理所得的中間相碳大珠粒子進行清洗和干燥后，用噴霧粉碎機進行機械分散。在氮氣氣氛中1200℃下進行一次加熱處理，使其碳化。此后，用噴霧粉碎機對碳化的珠粒進行二次分散后，在氮氣氣氛中2800℃下進行加熱處理，并進一步分級得到體積平均粒徑為2.6μm的石墨化顆粒，將其作為a-6。在表1中示出了石墨化顆粒a-6的物性。
石墨化顆粒制造例7～8除了變更燃燒溫度和分級條件以外，采用與石墨化顆粒制造例6一樣的方式制造具有表1中示出的體積平均粒徑的石墨化顆粒a-7和a-8。在表1中示出了所得石墨化顆粒a-7和a-8的物性。
石墨化顆粒制造例9～10
作為石墨化顆粒，通過將焦炭和焦油瀝青在2800℃下進行燃燒，使其石墨化，并進一步分級，制造體積平均粒徑為2.5μm和4.0μm的石墨化顆粒a-9和a-10。在表1中示出了所得石墨化顆粒a-9和a-10的物性。
石墨化顆粒制造例11～12作為石墨化顆粒，通過將體積平均粒徑為3.0μm的球狀酚醛樹脂顆粒和4.5μm的球狀酚醛樹脂顆粒在2200℃下進行燒結，使其石墨化，并進一步分級，制造體積平均粒徑為2.3μm的石墨化顆粒a-11和3.8μm的石墨化顆粒a-12。在表1中示出了所得石墨化顆粒a-11和a-12的物性。
形成凸凹結構顆粒的制造例1制造在顯影套筒表面上形成的樹脂被覆層中使用的形成凸凹結構的顆粒。作為形成凸凹結構的顆粒，采用自動研缽機(自動乳缽、石川工場制造)在100重量份體積平均粒徑為3.0μm的球狀酚醛樹脂上均勻地涂敷14重量份個數(shù)平均粒徑在1.0μm以下的碳類松散中間相瀝青粉末，在氧化性氣氛中進行熱穩(wěn)定化處理后，在2000℃下燒結，制得導電性球狀碳顆粒。將該球狀碳顆粒作為形成凸凹結構顆粒e-1。形成凸凹結構顆粒e-1的物性示于表2。
形成凸凹結構顆粒的制造例2除了使用體積平均粒徑為4.0μm的球狀酚醛樹脂以外，按照與形成凸凹結構顆粒的制造例1一樣的方式制造球狀碳顆粒，得到體積平均粒徑為3.8μm的球狀碳顆粒。將該球狀碳顆粒作為形成凸凹結構顆粒e-2。形成凸凹結構顆粒e-2的物性示于表2。
形成凸凹結構顆粒的制造例3作為形成凸凹結構的顆粒，通過將100重量份聚甲基丙烯酸甲酯樹脂(PMMA樹脂)和25重量份碳黑熔融混合，混煉，粉碎以及分級處理，獲得體積平均粒徑為3.1μm的包含碳黑的PMMA樹脂顆粒，此后，采用Hybridizer(奈良機械制造)進行球形化處理，制作體積平均粒徑為2.3μm的球狀的分散有碳黑的PMMA樹脂顆粒。將球狀的分散有碳黑的PMMA樹脂顆粒作為形成凸凹結構顆粒e-3。形成凸凹結構顆粒e-3的物性示于表2。
形成凸凹結構顆粒的制造例4按照與形成凸凹結構顆粒的制造例3一樣的方式制作體積平均粒徑為4.6μm的分散有碳黑的PMMA樹脂顆粒，此后，按照與形成凸凹結構顆粒的制造例一樣的方式制作體積平均粒徑為3.9μm的球狀的分散有碳黑的PMMA樹脂顆粒。將球狀的分散有碳黑的PMMA樹脂顆粒作為形成凸凹結構顆粒e-4。形成凸凹結構顆粒e-4的物性示于表2。
顯影套筒制造例1制作用于在顯影套筒表面上涂布樹脂被覆層的涂料。
甲階酚醛樹脂型酚醛樹脂溶液(50％的甲醇溶液)200份石墨化顆粒a-145份導電性碳黑5份異丙醇220份將上述材料用砂磨機進行分散。將酚醛樹脂溶液用一部分異丙醇稀釋。向所得溶液添加石墨化顆粒a-1、導電性碳黑，然后采用直徑為1mm的玻璃珠作為介質，進行砂磨分散。向其中加入剩余的酚醛樹脂溶液和異丙醇，獲得固體成分為約32％的涂料。通過噴射法，將該涂料在外徑直徑為24.5mm的鋁制圓筒基體表面形成約12μm的樹脂被覆層，使用熱風干燥機在150℃下對其實施30分鐘的干燥固化后，安裝磁輥和法蘭，制得顯影套筒B-1。所得樹脂被覆層的構成和物性示于表3。
顯影套筒制造例2～21除了按照表3所示的材料和配比制作涂料以外，按照與顯影套筒制造例1一樣的方式制作顯影套筒B-2到B-13和C-1到C-8。至于顯影套筒B-9到B-13和C-5到C-8，使用作為基體的外徑直徑為20.0mm的鋁制圓筒基體。所得樹脂被覆層的構成的物性示于表3。對于顯影套筒B-2、B-4、B-8、B-10，使用以下所示化合物1和2作為電荷控制劑。
(化合物1) (化合物2)調色劑制造例1制作作為單組分顯影劑的絕緣性帶負電性磁性調色劑。
苯乙烯-丙烯酸類樹脂100份磁鐵礦90份負性電荷控制劑(水楊酸的鉻絡合物)2份烴類蠟5份采用Henschel混合機將上述材料混合，通過雙軸式擠出機進行熔融混煉分散。混煉物冷卻后，采用噴射氣流用粉碎機進行微粉碎，并進一步用氣流式分級機進行分級，獲得重量平均粒徑為6.7μm的磁性調色劑顆粒，其分布為粒徑在4μm以下的顆粒的個數(shù)比例為14.6％、粒徑在10.1μm以上的顆粒的質量比例為3.0％。此外，采用Henschel混合機向100份磁性調色劑顆粒，外添1.0份疏水性膠態(tài)二氧化硅和3.0份鈦酸鍶，并混合，得到作為單組分顯影劑的磁性調色劑-α。
調色劑制造例2制作作為單組分顯影劑的絕緣性帶負電性磁性調色劑。
苯乙烯-丙烯酸類樹脂100份磁鐵礦90份負性電荷控制劑(偶氮類的鐵絡合物)2份烴類蠟5份采用Henschel混合機將上述材料混合，通過雙軸式擠出機進行熔融混煉分散。混煉物冷卻后，采用噴射氣流用粉碎機進行微粉碎，并進一步用氣流式分級機進行分級，獲得重量平均粒徑為6.2μm的磁性調色劑顆粒，其分布為粒徑在4μm以下的顆粒的個數(shù)比例為16.8％、粒徑在10.1μm以上的顆粒的質量比例為2.2％。此外，采用Henschel混合機向100份上述磁性調色劑顆粒，外添1.0份疏水性膠態(tài)二氧化硅并混合，得到作為單組分顯影劑的磁性調色劑-β。
實施例1采用顯影套筒B-1和磁性調色劑-α，裝入圖2所示的顯影裝置中，進行成像評價。在成像時，采用佳能制造的復印機imageRunner6000的改造機，對其施加預定的顯影偏壓，進行成像評價。在形成圖像時，在23℃、60％RH的常溫常濕(N/N)、23℃、5％RH的常溫低濕(N/L)和30℃、80％RH的高溫高濕(H/H)環(huán)境下，復制50萬張。按照以下評價方法，其評價結果示于表4。
評價方法(1)顯影套筒上的磁性調色劑的帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)將承載在顯影套筒上的磁性調色劑由金屬圓筒管和圓筒過濾器進行吸引、收集，此時，從通過金屬圓筒管的電容器上積蓄的電荷量Q、收集的磁性調色劑重量M、吸引磁性調色劑的面積S，計算每單位重量的電荷量Q/M(mC/kg)以及每單位面積的磁性調色劑的重量[M/S(mg/cm2)]，將其分別作為磁性調色劑帶電量(Q/M)和調色劑輸送量(M/S)。
(2)圖像密度用反射密度計RD918(Macbeth公司制造)對實心黑圖像的密度進行反射密度測定，取5點的平均值作為圖像密度。
(3)霧翳和反轉灰霧測定實心白圖像的反射率，并對未使用的轉印紙的反射率進行測定，將(實心白圖像的反射率的最差值-未使用轉印紙的反射率的最高值)作為霧翳密度。反射率用TC-6DS(東京電色制造)進行測定。在目視方式判斷測定值的情況下，在1.5以下時，為目視幾乎觀察不到的級別，在2.0～3.0時為可以仔細地看到的級別，超過4.0時，為可確定出現(xiàn)霧翳的級別。
(4)文字飛散采用圖像比率為6.0％左右的文字表，所得圖像上的文字在光學顯微鏡下進行100倍放大，觀察其飛散情況，評價結果分為A～E級別。
(5)實心圖像的條帶和不均勻性對實心黑圖像和半色調(HT)圖像進行顯影，通過目視方式對各個圖像進行條帶和不均勻性的觀察，評價結果分為A～E級別。
(6)顯影套筒表面上調色劑的污染和調色劑熔結現(xiàn)象(污染和熔結)在各個環(huán)境下成像和評價后，取出顯影套筒，由電場放射型-掃描型顯微鏡(FE-SEM)對顯影套筒上附著調色劑的程度進行觀察，評價結果分為A～E級別。
實施例2～8、比較例1～4除了采用顯影套筒B-2到B-8、C-1到C-4代替實施例中所用的顯影套筒B-1以外，分別按照與實施例1一樣的方式成像和評價。評價結果示于表4～5。
實施例9采用顯影套筒B-9和磁性調色劑-β，將其裝至圖3所示的顯影裝置中，進行成像和評價。在成像時，采用佳能制造的激光打印機LBP930EX的改造機，對其施加預定的顯影偏壓，進行成像評價。在形成圖像時，在23℃、60％RH的常溫常濕(N/N)、15℃、10％RH的低溫低濕(L/L)和32.5℃、85％RH的高溫高濕(H/H)環(huán)境下，復制5萬張。評價方法和實施例1一樣，所得評價結果示于表6。
實施例10～13、比較例5～8
除了采用顯影套筒B-10到B-13、C-5到C-8代替實施例中所用的顯影套筒B-9以外，分別按照與實施例9一樣的方式成像和評價。評價結果示于表6～7。
表1實施例和比較例中使用的石墨化顆粒的物性

表2被覆層上形成凸凹結構的顆粒

表3顯影套筒表面的樹脂被覆層的構成和物性

表4實施例1～8的各環(huán)境下的評價結果

表5比較例1～4的各環(huán)境下的評價結果

表6實施例9～13的各環(huán)境下的評價結果

表7比較例5～8的各環(huán)境下的評價結果

權利要求
1.一種用于承載顯影劑的顯影劑承載體，其至少具有基體和在基體表面上的樹脂被覆層，其中樹脂被覆層至少含有粘結樹脂和石墨化顆粒，該石墨化顆粒的石墨化度p(002)為0.20≤p(002)≤0.95，樹脂被覆層表面從按照以下公式(1)通用硬度測定值HU＝K×F/h2[N/mm2](1)[式中，K表示常數(shù)，F(xiàn)表示測試載重(N)，h表示壓塊的最大壓入深度(mm)]計算的表面皮膜物性測試中通用硬度測定值HU的硬度分布求出的平均值A和標準偏差σ為100≤A≤800[N/mm2]、σ＜30[N/mm2]。
2.如權利要求1所述的顯影劑承載體，其中樹脂被覆層的表面按照JIS-B0610計算的算術平均值粗糙度Ra為0.20～0.70μm。
3.如權利要求1所述的顯影劑承載體，其中該樹脂被覆層進一步含有調整顯影劑帶電用的電荷控制劑。
4.如權利要求1或2所述的顯影劑承載體，其中該石墨化顆粒至少含有由松散中間相瀝青石墨化得到的產品。
5.如權利要求1所述的顯影劑承載體，其中該石墨化顆粒至少含有由中間相碳大珠粒子石墨化得到的產品。
6.如權利要求1所述的顯影劑承載體，其中該石墨化顆粒的體積平均粒徑為0.5～4.0μm。
7.一種顯影裝置，其包括顯影容器，對收納在該顯影容器中的顯影劑進行承載并輸送用的顯影劑承載體，和與該顯影劑承載體接近或壓接配置、以在顯影劑承載體上形成顯影劑薄層用的顯影劑層厚度控制部件，該顯影裝置是由該顯影劑承載體將顯影劑承載并輸送至與靜電潛影承載體相對的顯影區(qū)域，由顯影劑對該靜電潛影承載體上形成的靜電潛影進行顯影，形成調色劑圖像用的裝置，該顯影劑承載體至少具有基體和在基體表面上的樹脂被覆層，其中樹脂被覆層至少含有粘結樹脂和石墨化顆粒，該石墨化顆粒的石墨化度p(002)為0.20≤p(002)≤0.95，樹脂被覆層表面從按照以下公式(1)通用硬度測定值HU＝K×F/h2[N/mm2](1)[式中，K表示常數(shù)，F(xiàn)表示測試載重(N)，h表示壓塊的最大壓入深度(mm)]計算的表面皮膜物性測試中通用硬度測定值HU的硬度分布求出的平均值A和標準偏差σ為100≤A≤800[N/mm2]、σ＜30[N/mm2]。
8.如權利要求7所述的顯影裝置，其中該顯影劑承載體為權利要求2～6任一項所記載的顯影劑承載體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在將靜電潛像承載體上形成的靜電潛像，通過承載輸送至顯影劑承載體上的顯影劑進行顯影，使其可見的顯影裝置中的顯影劑承載體，其特征為該顯影劑承載體至少具有基體和在基體表面上的樹脂被覆層，樹脂被覆層至少含有粘結樹脂和石墨化顆粒，樹脂被覆層表面按照通用硬度測定值HU的硬度分布求出的平均值A和標準偏差σ分別為100≤A≤800[N/mm
文檔編號G03G15/09GK1612066SQ20041006284
公開日2005年5月4日 申請日期2004年6月24日 優(yōu)先權日2003年10月31日
發(fā)明者岡本直樹, 后關康秀, 嵨村正良, 明石恭尚, 齊木一紀, 藤島健司, 大竹智 申請人:佳能株式會社