專利名稱：顯影輥和生產(chǎn)該輥的方法、處理盒以及電子照相圖像形成設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于采用電子照相模式的電子照相圖像成形設備如復印機、打印機或 傳真接收設備的顯影輥，以及生產(chǎn)該輥的方法。
另外，本發(fā)明涉及各自使用該顯影輥的處理盒和電子照相圖像形成設備。
技術(shù)背景
作為在電子照相設備中顯影圖像的方法，已知接觸顯影方法。在接觸顯影方法中， 在感光鼓上形成的靜電潛像由鄰接感光鼓的顯影輥表面承載，并用輸送到顯影區(qū)的顯影劑顯影。
用于該顯影方法的顯影設備包括貯存顯影劑的顯影劑容器和顯影輥。另外，該設 備具有用于將顯影劑容器中的顯影劑供給到顯影輥的顯影劑供給輥，顯影劑供給輥與顯 影輥鄰接設置；和在顯影輥表面上形成顯影劑薄膜并使顯影輥表面上的顯影劑的量恒定的 顯影刮板。
顯影輥的表面與顯影刮板摩擦。因此，顯影輥表面需要高韌性。當顯影輥表面韌 性差時，長期使用顯影輥時使顯影輥表面受到切削，結(jié)果，在一些情況下發(fā)生圖像不良。同 時，顯影輥表面需要不過度擠壓顯影劑的柔軟性。當顯影輥表面堅硬時，顯影輥擠壓顯影 劑，因此顯影輥長期使用時可能發(fā)生顯影劑熔融粘著到顯影輥表面(成膜)。另外，這種成 膜可引起圖像霧化。由于上述原因，常常將提供高韌性、軟表面層的聚氨酯樹脂用作顯影輥 表面層的組分。
日本專利申請?zhí)亻_2006-251342涉及包括基礎橡膠層和設置于該基礎橡膠層上 并含有聚氨酯樹脂的表面層的顯影輥。另外，該文獻公開以下發(fā)明該表面層由包含特定聚 醚類多元醇、特定二異氰酸酯和特定芳族類雙官能鏈延長劑并且沒有任何電子導電劑的樹 脂組合物形成，從而可以改善該表面層對低熔點調(diào)色劑的耐粘著性。
另外，日本專利申請?zhí)亻_2005-141192涉及具有導電性彈性層和設置于導電性彈 性層上并含有聚氨酯樹脂的導電性表面層的顯影輥。該文獻公開以下發(fā)明該導電性表面 層由聚氨酯原料(由特定的聚氨酯多元醇預聚物和特定的異氰酸酯化合物形成)形成，從 而可以防止低溫、低濕環(huán)境下圖像濃度的降低和高溫、高濕環(huán)境下導電性表面層的剝離。
此外，近年來，在電子照相法領域內(nèi)已經(jīng)要求包括含有聚氨酯樹脂的此表面層的 顯影輥的按常規(guī)不要求的下列性能該輥即使在極端苛刻的環(huán)境下也能夠發(fā)揮穩(wěn)定的性 能。也就是說，在未使用的處理盒中，為了在保存處理盒期間可以防止顯影刮板粘貼到顯影 輥，顯影輥和顯影刮板始終在顯影劑介入它們中間的情況下彼此接觸。然而，當將在此狀態(tài) 中的處理盒在溫度為40°C和濕度為95% RH的高溫、高濕環(huán)境下長期放置時，介入顯影輥和 顯影刮板的鄰接部分的顯影劑經(jīng)常粘著到顯影輥表面。即使在以下狀態(tài)下，粘著的顯影劑 也繼續(xù)粘著到顯影輥表面將處理盒安裝于電子照相圖像形成設備上以用于形成電子照相 圖像。結(jié)果，在電子照相圖像中經(jīng)常出現(xiàn)稱作條帶的條紋狀缺陷。該缺陷能夠在半色調(diào)圖3像中以特別明顯的方式出現(xiàn)。同時，當前要求顯影輥抑制在溫度為10°c和濕度為14% RH 的低溫、低濕環(huán)境下形成電子照相圖像時可能發(fā)生的由顯影劑成膜導致的霧化(以下簡稱 為“霧化”)。發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述內(nèi)容，本發(fā)明的目的是提供能夠以高水平解決以下問題(1)和O)的 顯影輥的生產(chǎn)方法
(1)當在溫度為40°C和濕度為95%環(huán)境下長期放置處理盒(其中在顯影劑介入顯 影輥和顯影刮板之間的情況下顯影輥和顯影刮板彼此鄰接)時，減輕可能發(fā)生的顯影劑對 顯影輥表面的粘著(下文簡稱作“顯影劑的粘著”)；和
(2)減輕當在溫度為10°C和濕度為14% RH環(huán)境下將處理盒長期用于形成電子照 相圖像時可能發(fā)生的“霧化”。
另外，本發(fā)明的目的是提供能夠穩(wěn)定輸出高質(zhì)量電子照相圖像的電子照相圖像形 成設備和用于該設備的處理盒。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供具有芯軸、在芯軸外周上的樹脂層以及在樹脂層外周 上的表面層的顯影輥的生產(chǎn)方法，該方法包括固化包含炭黑以及以下組分(a)和(b)的混 合物并形狀表面層的步驟
(a)通過數(shù)均分子量為650以上至1，000以下的聚丁二醇(PTMG)與4，4' -二苯 甲烷二異氰酸酯之間的反應得到的二醇，該二醇的重均分子量為8，000以上至12，000以 下；和
(b)通過數(shù)均分子量為700以上至2，000以下的聚丙二醇(PPG)和聚合型二苯甲 烷二異氰酸酯之間的反應得到的異氰酸酯化合物，該異氰酸酯化合物至少在其任一末端具 有異氰酸酯基，并且該異氰酸酯化合物具有3. 0以上至3. 5以下的平均官能團數(shù)和25，000 以上至60，000以下的重均分子量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供通過上述方法生產(chǎn)的顯影輥。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供根據(jù)本發(fā)明的處理盒，該處理盒包括上述構(gòu)成的顯 影輥，其中該顯影輥從電子照相設備的主體可拆卸地構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供電子照相圖像形成設備，該電子照相圖像形成設備 包括電子照相感光構(gòu)件；以及與電子照相感光構(gòu)件相對配置的顯影輥，其中該顯影輥為 上述構(gòu)成的顯影輥。
根據(jù)本發(fā)明的另外方面，提供能夠以高水平解決以上問題(1)和( 的顯影輥。另 外，根據(jù)本發(fā)明，提供分別能夠在各種環(huán)境下穩(wěn)定提供高質(zhì)量電子照相圖像的處理盒和電 子照相圖像形成設備。
參考附圖從以下示例性實施方案的描述中，本發(fā)明進一步的特征將變得顯而易 見。


圖1為示出本發(fā)明顯影輥實例的概念圖。
圖2為示出本發(fā)明顯影輥實例的截面的概念圖。
圖3為示出本發(fā)明圖像形成設備的實例的示意性構(gòu)造圖。
圖4為示出本發(fā)明處理盒的實例的示意性構(gòu)造圖。
具體實施方式
根據(jù)附圖將詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)對用于顯影輥表面層的聚氨酯樹脂進行了深入研究。
也就是說，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)對用于減輕“霧化”的聚氨酯樹脂的軟化進行了研 究。一般而言，通過軟化聚氨酯樹脂能夠減輕“霧化”。另外，作為軟化聚氨酯樹脂的方法， 通常采用以下方法增加作為聚氨酯樹脂用原料的多元醇化合物和異氰酸酯化合物各自的 分子量，從而可能降低樹脂的交聯(lián)密度。然而，由本發(fā)明人進行的研究已發(fā)現(xiàn)，僅通過軟化 已通過這種方法軟化的具有聚氨酯樹脂的表面層不能充分抑制“霧化”。另外，本發(fā)明人已 發(fā)現(xiàn)，作為聚氨酯樹脂用原料的多元醇化合物和異氰酸酯化合物的構(gòu)造、分子量和官能團 數(shù)等與在溫度為10°C和濕度為14% RH的苛刻環(huán)境下“霧化”的發(fā)生密切相關。
具體說明如下。
根據(jù)本發(fā)明的顯影輥的表面層包含通過使下列組分(a)和(b)彼此反應得到的聚 氨酯樹脂
(a)通過數(shù)均分子量為650以上至1，000以下的聚丁二醇(PTMG)與4，4' -二苯 甲烷二異氰酸酯之間的反應得到的二醇，該二醇的重均分子量為8，000以上至12，000以 下；和
(b)通過數(shù)均分子量為700以上至2，000以下的聚丙二醇(PPG)和聚合型二苯甲 烷二異氰酸酯之間的反應得到的異氰酸酯化合物，該異氰酸酯化合物至少在其任一末端具 有異氰酸酯基，并且該異氰酸酯化合物具有3. 0以上至3. 5以下的平均官能團數(shù)和25，000 以上至60，000以下的重均分子量。
首先，得到以下結(jié)果使用分子量在特定范圍內(nèi)的聚丁二醇(PTMG)作為二醇化合 物(組分(a))用原料在降低“霧化”方面是有效的，所述二醇化合物用作預聚物。換言之，當 PTMG的分子量過大或過小時，難以抑制“霧化”。另外，已發(fā)現(xiàn)以下事實當使用4，4' -二 苯甲烷二異氰酸酯(MDI)作為異氰酸酯以引起與PTMG的反應時，得到減輕“霧化”的效果。
另外，已揭示以下事實當通過使它們彼此反應得到的二醇化合物的分子量過大 或過小時，難以控制“霧化”。當PTMG或二醇化合物的分子量減小時，聚氨酯樹脂變硬，所 以可以預想到變得難以抑制持續(xù)成膜霧化。另一方面，當PTMG或二醇化合物的分子量增大 時，聚氨酯樹脂變軟，所以可以預想到該增大有利于抑制“霧化”。
然而，由本發(fā)明人進行的研究已提供以下結(jié)果當PTMG或二醇化合物的分子量過 大時，不能得到對“霧化”的防止效果。換言之，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，對于“霧化”的抑制存在 PTMG或二醇化合物的最佳分子量范圍。
另外，本發(fā)明人還得到以下完全預料不到的結(jié)果使用MDI作為在通過與PTMG反 應形成預聚物時使用的異氰酸酯在防止“霧化”中特別有效。目前還沒有完全闡明得到這 種結(jié)果的原因，但是本發(fā)明人認為原因如下在形成表面層樹脂中使用由PTMG和MDI形成 的多元醇化合物有助于減輕分子水平上對顯影劑的應力。
接下來，本發(fā)明人對作為預聚物的異氰酸酯化合物(組分(b))進行了研究。結(jié)果，本發(fā)明人已揭示出異氰酸酯化合物在很大程度上也影響“霧化”的發(fā)生。在這些發(fā)現(xiàn)的基 礎上選擇上述特定異氰酸酯化合物作為組分(b)。具體地，使用分子量在特定范圍內(nèi)的聚丙 二醇(PPG)作為異氰酸酯化合物用原料在抑制“霧化”中特別有效。換言之，當PPG的分子 量過大或過小時難以抑制“霧化”。另外，已揭示以下事實當使其與PPG反應的異氰酸酯是 聚合型二苯甲烷二異氰酸酯(P-MDI)時，獲得對“霧化”的最顯著的抑制效果。已揭示以下 事實當通過使它們彼此反應所得到的、在其任一末端具有異氰酸酯基的聚醚型聚氨酯的 分子量過大或過小時，難以控制“霧化”。期望增大在其任一末端具有異氰酸酯基的聚醚型 聚氨酯的分子量以有效防止“霧化”，因為得到的聚氨酯樹脂變軟。然而，由本發(fā)明人進行的 研究首次揭示以下事實當分子量過大時，不能得到對“霧化”的抑制效果，所以存在分子量 的最佳范圍。
另外，還揭示了以下事實通過使用根據(jù)本發(fā)明的預聚物(組分(b))作為異氰酸 酯化合物能夠顯著減輕顯影劑的粘著。將由此異氰酸酯化合物形成的聚氨酯樹脂引入表面 層中能夠獲得用常規(guī)技術(shù)難以實現(xiàn)的抑制“霧化”和抑制顯影劑粘著之間的兼容性。雖然 還不清楚上述的具體機理，但是根據(jù)本發(fā)明的聚氨酯樹脂可以控制在高溫、高濕環(huán)境下作 用于顯影劑與顯影輥表面之間的分子間力的增加。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的顯影輥的透視圖，圖2是當將圖1所示的顯影輥沿垂直于其 旋轉(zhuǎn)軸方向切斷時的截面圖。如圖1和2所示，顯影輥1具有圓柱狀或中空圓筒狀的導電 性芯軸2、在芯體外周面上形成的樹脂層3，和在該樹脂層外周面上形成的表面層4。表面層 4可以通過包括熱固化至少含有炭黑和具有以下特征(a)和(b)的化合物的混合物以形成 表面層的步驟的生產(chǎn)方法來生產(chǎn)
(a)通過數(shù)均分子量為650以上至1，000以下的聚丁二醇(PTMG)與4，4' -二苯 甲烷二異氰酸酯之間的反應得到的二醇，該二醇的重均分子量為8，000以上至12，000以 下；和
(b)通過數(shù)均分子量為700以上至2，000以下的聚丙二醇(PPG)和聚合型二苯甲 烷二異氰酸酯之間的反應得到的異氰酸酯化合物，該異氰酸酯化合物至少在其任一末端具 有異氰酸酯基，并且該異氰酸酯化合物具有3. 0以上至3. 5以下的平均官能團數(shù)和25，000 以上至60，000以下的重均分子量。
以下將更詳細地描述本發(fā)明。
〈導電性芯軸2>
導電性芯軸2起到顯影輥1的電極和支承構(gòu)件的作用。用于芯體的材料是例如， 金屬或合金如鋁、銅合金，或不銹鋼，用鉻、鎳等鍍覆的鐵，或者具有導電性的合成樹脂。芯 軸典型地具有4至IOmm范圍內(nèi)的外徑。
<樹脂層3>
用于樹脂層3的樹脂基材具體為例如，任一下列材料
聚氨酯、天然橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠、異戊二烯橡膠、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、氯丁二烯橡膠和丙烯酸類橡膠。
可以使用其中的一種，或組合使用其中的兩種或多種。其中，優(yōu)選具有小的壓縮永 久變形的硅橡膠。硅橡膠的實例列舉如下
聚二甲基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚苯基乙烯基硅氧烷和這些聚硅氧烷的共聚物等。
另外，可使用它們中的一種，或根據(jù)需要可以組合使用它們中的兩種或多種。
可將選自電子導電性物質(zhì)和離子導電性物質(zhì)的至少一種用作用于向樹脂層3賦 予導電性的導電性物質(zhì)。電子導電性物質(zhì)的實例包括導電碳如科琴黑ECOfetjen Black EC)和乙炔黑；橡膠碳如SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT和MT ；各自進行氧化處理的彩色 墨碳；金屬如銅、銀和鍺；和這些金屬的氧化物?？梢允褂眠@些導電性物質(zhì)中的一種，或組 合使用它們中的兩種或多種。其中，優(yōu)選炭黑如導電碳、橡膠碳或彩色墨碳，這是因為用少 量炭黑能夠容易地控制該層的導電性。
離子導電性物質(zhì)的實例包括無機化合物如高氯酸鈉、高氯酸鋰、高氯酸鈣和氯化 鋰；改性的脂肪族二甲基銨乙基硫酸鹽；和十八烷胺乙酸酯。
以樹脂層3所需量使用任意此導電性物質(zhì)以具有所需要的體積電阻率。將導電性 物質(zhì)以例如相對于100質(zhì)量份樹脂基材0. 5至50質(zhì)量份，或優(yōu)選1至30質(zhì)量份的量使用。 另外，樹脂層3具有優(yōu)選IX IO3 Ω · cm以上至IX IO13 Ω · cm以下，或更優(yōu)選1 X IO4 Ω - cm 以上至IX IO12 Ω · cm以下的體積電阻率。
生產(chǎn)樹脂層3的方法例如如下所述。該樹脂層3形成于已適當涂布粘合劑等的導 電性芯軸2的外周上。形成樹脂層3的方法是例如包括以下的生產(chǎn)方法向設置有導電性 芯軸2的成型模具的空腔內(nèi)注入用于成型樹脂層3的組合物；和通過例如加熱或用活性能 量射線照射使組合物進行反應固化或凝固，以使組合物與導電性芯軸2 —體化?？蛇x擇地， 樹脂層3可以通過以下步驟在導電性芯軸2上生產(chǎn)通過機械加工等從用于成型樹脂層3 的組合物中預先分別成型的板或塊中切割出具有預定形狀和預定尺寸的管形狀(tubular shape)；和將芯軸2壓入該管形狀。另外，通過切削或研磨處理可將樹脂層3的外徑調(diào)節(jié)到 預定值。
<表面層4>
表面層4含有炭黑和聚醚型聚氨酯樹脂，聚醚型聚氨酯樹脂通過熱固化含有上述 組分(a)和(b)的熱固化性混合物得到。
通過用MDI延長沒有任何分支結(jié)構(gòu)并具有650以上至1，000以下數(shù)均分子量(Mn) 的PTMG的鏈得到作為組分(a)的二醇化合物。下文中，該二醇可稱作“聚醚型聚氨酯多元
醚類聚氨酯，特別是在其主鏈具有PTMG的聚氨酯最適合于軟化聚氨酯樹脂同時 保持該樹脂的優(yōu)點，即，耐磨耗性和機械強度。然而，當僅采用以下步驟時，可能殘留大量未 反應組分降低該樹脂的交聯(lián)密度，并增加柔性鏈段的分子量。當將顯影輥引入盒中，并將 所得物在高溫、高濕環(huán)境下長期放置時，未反應組分在顯影輥和顯影刮板彼此壓接的部位 滲出顯影輥表面，滲出組分為顯影劑粘著的一個原因。當用MDI延長PTMG鏈時，能夠發(fā)揮 優(yōu)異的防止顯影劑粘著的效果。
當PTMG的Mn小于650時，伴隨聚氨酯樹脂硬度的增強，“霧化”可能變得額外顯 著。另外，當PTMG的Mn超過1，000時，未反應組分的殘留量增加，因此該滲出可促進增加 “霧化”顯著的程度和顯影劑的粘著。
所得的聚醚型聚氨酯多元醇必須具有兩個官能團，S卩，聚醚型聚氨酯多元醇必須 是二醇，并且聚醚型聚氨酯多元醇必須具有8，000以上至12，000以下的重均分子量(Mw)。當官能團數(shù)超過2時，聚氨酯樹脂的交聯(lián)密度增加，因此在一些情況下“霧化”變得額外顯 著。另外，將聚醚型聚氨酯多元醇的Mw設定在8，000以上至12，000以下的范圍內(nèi)抑制“霧 化”的發(fā)生，由此可以得到高質(zhì)量圖像。
合成上述PTMG或聚醚型聚氨酯多元醇的方法并不特別限定，可采用已知的有機 合成方法。另外，已知方法如可采用控制反應時間或反應溫度來控制這些化合物每種的分子量。
另外，可進一步向含有組分(a)和(b)的熱固化性混合物添加除組分(a)以外的 多元醇化合物(組分(c))。組分(c)的實例包括聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇 和聚烯烴多元醇。其中，特別優(yōu)選使用聚醚多元醇，這是因為其與多元醇化合物(a)的優(yōu)異 相容性。
另外，將多元醇化合物(a)的含量優(yōu)選設定為相對于全部多元醇化合物76質(zhì)量％ 以上。以固體質(zhì)量計，組分(a)的含量由下式表示。
組分(a)的含量={(組分(a)的質(zhì)量)/(組分(a)的質(zhì)量+組分(C)的質(zhì) fi)} X100(% )
組分(b)是在其任一末端具有異氰酸酯基的聚醚型聚氨酯，該聚醚型聚氨酯通過 用P-MDI延長沒有任何支鏈結(jié)構(gòu)并具有700以上至2，000以下數(shù)均分子量(Mn)的PPG鏈 得到。
異氰酸酯極大地影響控制“霧化”和抑制顯影劑粘著至顯影劑載體表面之間的兼 容性。即，具有在特定范圍內(nèi)的分子量的PPG和P-MDI的組合使得表面層發(fā)揮下列特定性 能表面層柔軟，但顯影劑不粘著到表面層。當PPG的Mn小于700時，伴隨聚氨酯樹脂硬度 的增加，“霧化”可能變得額外顯著。另外，當PPG的Mn超過2，000時，未反應組分的殘留 量增加，因此組分的滲出可促進增加持續(xù)成膜霧化顯著的程度以及顯影劑的粘著。所得組 分(b)必須具有3. 0以上至3. 5以下的平均官能團數(shù)，和25，000以上至60，000以下的重 均分子量(Mw)。將官能團的平均數(shù)設定在3. 0以上至3. 5以下的范圍內(nèi)在實現(xiàn)防止持續(xù)成 膜霧化和防止顯影劑粘著之間的相容性方面極其有效。另外，將Mw設定在25，000以上至 60, 000以下的范圍內(nèi)可以提供高質(zhì)量圖像。另外，在異氰酸酯化合物(b)末端的異氰酸酯 基為已知的有機材料，并且還能夠以封端異氰酸酯的形式使用。
合成上述PPG或異氰酸酯化合物的方法并不特別限定，可采用已知的有機合成方 法。另外，可采用已知方法如控制反應時間或反應溫度來控制這些化合物每種的分子量。
熱固化性混合物中異氰酸酯化合物(b)的比例優(yōu)選為32質(zhì)量％以上至42質(zhì)量％ 以下。在此，以固體質(zhì)量計，將作為聚氨酯樹脂中組分比的異氰酸酯化合物(b)的含量(質(zhì) 量％ )如下述來定義。
異氰酸酯化合物(b)的含量(質(zhì)量％ ) = {異氰酸酯化合物(b)的質(zhì)量/(多元 醇化合物的質(zhì)量+異氰酸酯化合物(b)的質(zhì)量)} X 100 )
在此，當單獨使用二醇化合物(a)時，多元醇化合物的質(zhì)量是指二醇化合物(a)的 質(zhì)量；另外，當組合使用二醇化合物(a)和其它多元醇化合物(c)時，該質(zhì)量是指二醇化合 物(a)和其它多元醇化合物(c)的總質(zhì)量[(a) + (c)]0
表面層4必須含有炭黑。炭黑賦予表面層4以導電性并改善表面層4的耐磨耗性， 同時抑制由在高溫、高濕環(huán)境下長期放置表面層的狀態(tài)引起的顯影劑粘著的發(fā)生。添加到8表面層4的炭黑的實例包括導電碳如科琴黑EC (Ketjen Black EC)和乙炔黑；橡膠碳如 SAF、ISAF, HAF, FEF、GPF、SRF、FT和MT ；和各自進行氧化處理的彩色墨碳。
另外，根據(jù)需要可組合使用兩種或多種上述炭黑。
相對于100質(zhì)量份聚醚型聚氨酯樹脂，表面層4中炭黑的含量優(yōu)選為3質(zhì)量份 以上至50質(zhì)量份以下，或特別優(yōu)選10質(zhì)量份以上至30質(zhì)量份以下。通過添加此炭黑 將顯影輥的體積電阻率調(diào)節(jié)為優(yōu)選IX IO3Ω · cm以上至IX IO13Ω · cm以下，或更優(yōu)選 IX IO4 Ω · cm 以上至 IX IO12 Ω · cm 以下。
為了可將顯影劑穩(wěn)定地輸送，根據(jù)需要可向表面層4添加粗糙化顆粒?？梢赃m當 使用由下列材料任意之一各自形成的顆粒作為粗糙化顆粒
橡膠顆粒如EPDM、NBR, SBR、CR和硅橡膠；彈性體顆粒如聚苯乙烯、聚烯烴、聚氯 乙烯、聚氨酯、聚酯和聚酰胺類熱塑性彈性體(TPE)；和樹脂顆粒如PMMA、聚氨酯樹脂、氟樹 脂、硅樹脂、酚醛樹脂、萘樹脂、呋喃樹脂、二甲苯樹脂、二乙烯基苯聚合物、苯乙烯-二乙烯 基苯共聚物和聚丙烯腈樹脂?？蓡为毣蛞云鋬煞N以上組合使用這些種類的顆粒。
另外，這些顆粒具有優(yōu)選1 μ m以上至30 μ m以下，或更優(yōu)選3 μ m以上至20 μ m以 下的平均粒徑。這些顆粒的平均粒徑是用光學顯微鏡測量的來自100個任意取樣的顆粒的 粒徑的平均值。另外，當一些顆粒不是真正球形，并且因此它們的粒徑不能唯一確定時，測 量各顆粒的最長直徑和最短直徑，在計算平均粒徑時使用這些直徑的單純平均值。
適當調(diào)節(jié)顯影輥的表面粗糙度以使其基于JIS B0601 :2001的Rz可為2 μ m以上 至25 μ m以下，或更優(yōu)選5 μ m以上至15 μ m以下。應當注意，在本發(fā)明中顯影輥的Rz可以 用接觸型表面糙粗度計Surfcorder SE3500 (由Kosaka Laboratory Ltd.制造)來測量。 在以下條件下進行測量斷開值(cut-off value)為0. 8mm、測量長度為2. 5mm、進料速度為 0. Imm/秒，和放大倍數(shù)為5，OOO0每個顯影輥在九個任意位置測量表面粗糙度Rz，將所得測 定值的算術(shù)平均值定義為顯影輥的Rz。
本發(fā)明涉及包括以下步驟的生產(chǎn)方法熱固化至少含有炭黑、多元醇化合物(a) 和異氰酸酯化合物(b)的混合物，以形成表面層4。更詳細地描述生產(chǎn)表面層4的方法。用 例如球磨機預先將多元醇化合物(a)、異氰酸酯化合物(b)和炭黑攪拌并捏合，從而得到成 型表面層用組合物。在上述樹脂層3表面上通過涂布如噴射、浸涂或輥涂所得的成型表面 層用組合物，然后熱固化來形成涂膜。在此情況下，熱固化優(yōu)選在130°C以上至160°C以下 進行1小時以上至4小時以下的時間，以使多元醇化合物(a)和異氰酸酯化合物(b)之間 的反應可以完成。
<分子量測量>
用于測量數(shù)均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)的設備和條件如下所述。
測量設備HLC_8120GPC(由TOSOH CORPORATION 制造)
柱雙TSKgel SuperHM-M' s (由 T0S0H CORPORATION 制造)
溶劑THF
溫度40°C
THF 的流速0. 6ml/ 分鐘
應當注意，將0. 1質(zhì)量％ THF溶液用作測量樣品。另外，將示差折光(RI)檢測器用 作檢測器。將以下標準樣品各自用于校準曲線的制作TSK標準聚苯乙烯A-1000、A-2500、9A-5000、F-I、F-2、F-4、F-IO、F-20、F-40、F-80 和 F-128(由 T0S0HC0RP0RATI0N 制造)。
另外，由基于上述得到的測量樣品的停留時間測定各分子量。
(處理盒和電子照相圖像形成設備)
根據(jù)本發(fā)明的處理盒是包括上述構(gòu)造的顯影輥的處理盒，該處理盒的特征在于顯 影輥從電子照相設備的主體可拆卸地構(gòu)成。
另外，根據(jù)本發(fā)明的電子照相圖像形成設備是包括電子照相感光構(gòu)件和與電子照 相感光構(gòu)件相對配置的顯影輥，所述電子照相圖像形成設備的特征在于顯影輥是上述構(gòu)造 的顯影輥。
電子照相圖像形成設備是，例如至少包括以下構(gòu)件和單元的電子照相圖像形成設 備
用于承載靜電潛像的圖像承載構(gòu)件；
用于使圖像承載構(gòu)件進行一次充電的充電單元；
用于在進行一次充電的圖像承載構(gòu)件上形成靜電潛像的曝光單元；
用于用顯影劑使靜電潛像顯影以形成顯影劑圖像的顯影單元；和
用于使顯影劑圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印材料的轉(zhuǎn)印單元。
圖3是示出本發(fā)明電子照相圖像形成設備概略的截面圖。
圖4是安裝于圖3的圖像形成設備上的處理盒的放大截面圖。作為圖像承載構(gòu)件 的感光鼓21通過連接到偏壓電源(未示出)的充電構(gòu)件22均勻帶電。此時的帶電電位為 約-400V至-800V。接下來，通過用于書寫靜電潛像的曝光單元23在感光鼓21的表面上形 成靜電潛像。在曝光單元23中可使用LED光和激光的每一種。感光鼓21的曝光部分具有 大約-100V至-200V的表面電位。接下來，通過在從圖像形成設備的主體可拆卸的處理盒 中內(nèi)藏的顯影輥1向靜電潛像提供(顯影)負帶電性顯影劑，由此，將靜電潛像轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?圖像。此時，從偏壓電源(未示出)向顯影輥1施加約-300V至-500V的電壓。
接下來，將在感光鼓21上顯影的顯影劑圖像一次轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶27上。一次 轉(zhuǎn)印構(gòu)件28鄰接到中間轉(zhuǎn)印帶27的背面，向一次轉(zhuǎn)印構(gòu)件28施加約+100V至+1，500V的 電壓導致負帶電性顯影劑圖像從感光鼓21 —次轉(zhuǎn)印至中間轉(zhuǎn)印帶27。一次轉(zhuǎn)印構(gòu)件觀可 以是輥形狀，或可以是刮板形狀。
當圖像形成設備是圖3所示的全色圖像形成設備時，上述充電步驟、曝光步驟、顯 影步驟和一次轉(zhuǎn)印步驟在例如黃色、青色、品紅色和黑色的每種上進行。為此，各自包括任 一顏色顯影劑的總共四個處理盒可拆卸地安裝到圖3所示的圖像形成設備的主體上。
應當注意，顯影輥1以大約0.5mm至3mm輥隙寬度接觸感光鼓21。在顯影單元中， 顯影劑供給輥25與沿當從作為顯影劑調(diào)節(jié)構(gòu)件的顯影刮板沈和顯影輥1的鄰接部分觀察 時顯影輥1旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)鄰接，并旋轉(zhuǎn)地設置輥25。
上述充電步驟、曝光步驟、顯影步驟以及一次轉(zhuǎn)印步驟以不同的預定時間依次進 行，由此形成以下狀態(tài)表現(xiàn)全色圖像的四色顯影劑圖像重疊于中間轉(zhuǎn)印帶27上。
伴隨著中間轉(zhuǎn)印帶的旋轉(zhuǎn)，在中間轉(zhuǎn)印帶27上的顯影劑圖像輸送到與二次轉(zhuǎn)印 構(gòu)件四相對的位置。此時，記錄紙32以預定時間在中間轉(zhuǎn)印帶27和二次轉(zhuǎn)印構(gòu)件四之 間輸送，向二次轉(zhuǎn)印構(gòu)件施加二次轉(zhuǎn)印偏壓導致在中間轉(zhuǎn)印帶27上的顯影劑圖像轉(zhuǎn)印至 記錄紙32上。此時，施加到二次轉(zhuǎn)印構(gòu)件四的偏壓大約為+1，000V至+4，000V。通過二次轉(zhuǎn)印構(gòu)件四已轉(zhuǎn)印顯影劑圖像至其的記錄紙32沿圖3中由箭頭301指示的輸送路線輸送 到定影構(gòu)件31，并將記錄紙32上的顯影劑圖像熔融以便在記錄紙32上定影。之后，將記錄 紙32排出到圖像形成設備的外面，由此終止打印操作。
應當注意，沒有從感光鼓21轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶27的在感光鼓21上殘留的顯影劑 圖像由用于清潔感光鼓表面的清潔構(gòu)件30擦掉，由此清潔感光鼓21的表面。
實施例
以下，描述根據(jù)本發(fā)明的具體實施例和比較例。
如下所述合成各個實施例中作為表面層用材料的作為多元醇化合物(a)的聚醚型聚氨酯多元醇。
應當注意，按照日本工業(yè)標準(JIS) K1557-1 :2007 (IS014900 :2001)測量本發(fā)明中多元醇化合物的羥值。
另外，本發(fā)明中每異氰酸酯固體的NC0%如下測量當合成異氰酸酯時，在與封端 劑反應之前將異氰酸酯取樣，然后進行測量。NC0%如下測定。將樣品溶解于甲苯中，向該溶 液中添加0. 5mol/l 二丁胺的一氯苯溶液。在回流條件下使混合物進行加熱反應30分鐘， 并冷卻至室溫。然后，向混合物添加作為共溶劑的甲醇，并用0. 5mol/l鹽酸對過量胺進行 反滴定。將測定值轉(zhuǎn)換成以固體計。將η = 3時測量的平均值作為數(shù)值。
〈聚醚型聚氨酯多元醇Α>
將下列材料分階段地混合到87. 8質(zhì)量份甲乙酮(MEK)中，并將混合物在氮氣氛下 在80°C進行反應4. 0小時，由此得到重均分子量Mw為8，000、羥值為M(mgK0H/g)和官能 團數(shù)為2. 0的聚醚型聚氨酯多元醇A的MEK溶液。
聚丁二醇(商品名=PolyTHF 650 ；由BASF制造)100. 0質(zhì)量份
4，4，- 二苯甲烷二異氰酸酯(商品名=Cosmonate PH;由Mitsui
Chemicals Polyurethanes，Inc.制造)31. 7 質(zhì)量份
〈聚醚型聚氨酯多元醇B>
除了將反應時間變?yōu)?. 5小時外，以與聚醚型聚氨酯多元醇A相同的方式得到重 均分子量Mw為10，000、羥值為22 (mgKOH/g)和官能團數(shù)為2. 0的聚醚型聚氨酯多元醇B的 MEK溶液。
〈聚醚型聚氨酯多元醇C>
將下列材料分階段地混合到79. 6質(zhì)量份甲乙酮(MEK)中，并將混合物在氮氣氛下 在80°C進行反應4. 5小時，由此得到重均分子量Mw為10，000、羥值為22 (mgKOH/g)和官能 團數(shù)為2. 0的聚醚型聚氨酯多元醇C的MEK溶液。
聚丁二醇(商品名PTG 1000SN ；由 Hodogaya Chemical Co.，Ltd.制造) 100. 0質(zhì)量份
4，4，- 二苯甲燒二異氰酸酯(商品名Cosmonate PH ；由 MitsuiChemicals Polyurethanes，Inc.制造) 19. 4 質(zhì)量份
〈聚醚型聚氨酯多元醇D>
除了將反應時間變?yōu)?. 5小時外，以與聚醚型聚氨酯多元醇C相同的方式得到重 均分子量Mw為12，000、羥值為20 (mgKOH/g)和官能團數(shù)為2. 0的聚醚型聚氨酯多元醇D的 MEK溶液。11
<聚醚型聚氨酯多元醇Z的合成>
除了將反應時間變?yōu)?. 0小時外，以與聚醚型聚氨酯多元醇A相同的方式得到重 均分子量Mw為23，000、羥值為12(mgK0H/g)和官能團數(shù)為2. 0的聚醚型聚氨酯多元醇Z的 MEK溶液。
接下來，如下所述合成各實施例中作為表面層用材料的在其任一末端具有異氰酸 酯基的作為異氰酸酯化合物(b)的聚醚型聚氨酯。
<在其任一末端具有異氰酸酯基的聚醚型聚氨酯L>
將下列材料在氮氣氛下在80°C進行加熱反應2小時。然后，向反應產(chǎn)物添加72. 7 質(zhì)量份的丁基溶纖劑。
聚丙二醇(商品名EXCEN0L720 ；由 ASAHI GLASS CO.，LTD.制造) 100. 0質(zhì)量份
聚合型二苯甲烷二異氰酸酯(商品名MILLI0NATE MR-200 ；
由 Nippon Polyurethane Industry Co. , Ltd.制造)69. 6 質(zhì)量份
然后，在以下條件下將25. 8質(zhì)量份的MEK肟滴到該混合物反應產(chǎn)物的溫度為 500C。因此，得到重均分子量Mw為25，000和平均官能團數(shù)為3. 5的異氰酸酯化合物L的 丁基溶纖劑溶液。
〈在其任一末端具有異氰酸酯基的聚醚型聚氨酯M>
除了將反應時間變?yōu)?. 0小時外，以與異氰酸酯化合物L相同的方式得到重均分 子量Mw為60，000和平均官能團數(shù)為3. 4的異氰酸酯化合物M的丁基溶纖劑溶液。
<在其任一末端具有異氰酸酯基的聚醚型聚氨酯N>
將下列材料在氮氣氛下在80°C進行加熱反應2. 5小時。然后，向反應產(chǎn)物添加 63. 7質(zhì)量份的丁基溶纖劑。
聚丙二醇(商品名Sunniχ PP-1000 ；由 Sanyo Chemicallndustries, Ltd.制造) 100. 0質(zhì)量份
聚合型二苯甲烷二異氰酸酯(商品名MILLI0NATE MR-200 ；
由 Nippon Polyurethane Industry Co.，Ltd.帝[J造)48. 7 質(zhì)量份
然后，在以下條件下將21. 2質(zhì)量份的MEK肟滴到該混合物反應產(chǎn)物的溫度為 500C。因此，得到重均分子量Mw為40，000和平均官能團數(shù)為3. 2的異氰酸酯化合物N的 丁基溶纖劑溶液。
<在其任一末端具有異氰酸酯基的聚醚型聚氨酯0>
將下列材料在氮氣氛下在80°C進行加熱反應2. 0小時。然后，向反應產(chǎn)物添加 53. 3質(zhì)量份的丁基溶纖劑。
聚丙二醇(商品名Sunnix PP-2000 ；由 &inyo Chemicallndustries, Ltd.制造) 100. 0質(zhì)量份
聚合型二苯甲烷二異氰酸酯(商品名MILLI0NATE MR-200 ；
由 Nippon Polyurethane Industry Co.，Ltd.帝[J造)24. 3 質(zhì)量份
然后，在以下條件下將16. 2質(zhì)量份的MEK肟滴到混合物反應產(chǎn)物的溫度為 50°C。因此，得到重均分子量Mw為25，000和平均官能團數(shù)為3. 1的異氰酸酯化合物0的 丁基溶纖劑溶液。
<在其任一末端具有異氰酸酯基的聚醚型聚氨酯P>
除了將反應時間變?yōu)?. 0小時外，以與異氰酸酯化合物0相同的方式得到重均分 子量Mw為60，000和平均官能團數(shù)為3. 0的異氰酸酯化合物P的丁基溶纖劑溶液。
下表1-1和1-2示出在上述中得到的聚醚型聚氨酯多元醇A至D和Z，以及在其任 一末端各自具有異氰酸酯基的聚醚型聚氨酯L至P。[
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)顯影輥的方法，所述顯影輥包括芯軸、在所述芯軸外周上的樹脂層和在所 述樹脂層外周上的表面層，所述方法包括固化含有炭黑以及以下組分(a)和(b)的混合物 并形成所述表面層的步驟(a)通過數(shù)均分子量為650以上至1，000以下的聚丁二醇與4，4‘-二苯甲烷二異氰 酸酯之間的反應得到的二醇，所述二醇的重均分子量為8，000以上至12，000以下；和(b)通過數(shù)均分子量為700以上至2，000以下的聚丙二醇(PPG)和聚合型二苯甲烷二 異氰酸酯之間的反應得到的異氰酸酯化合物，所述異氰酸酯化合物至少在其任一末端具有 異氰酸酯基，并且所述異氰酸酯化合物具有3. 0以上至3. 5以下的平均官能團數(shù)和25，000 以上至60，000以下的重均分子量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)顯影輥的方法，其中在所述混合物中所述組分(b)的量 與所述組分(a)和(b)的總量的比為32質(zhì)量％以上至42質(zhì)量％以下。
3.—種顯影輥，其通過根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法生產(chǎn)。
4.一種處理盒，所述處理盒包括根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯影輥，其中所述顯影輥從電 子照相設備的主體可拆卸地構(gòu)成。
5.一種電子照相圖像形成設備，其包括電子照相感光構(gòu)件；和顯影輥，該顯影輥與所述電子照相感光構(gòu)件相對配置，其中所述顯影輥包括根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯影輥。
全文摘要
用于獲得在各種環(huán)境中能夠提供高清晰電子照相圖像的顯影輥的方法。用于制造包括軸芯和在所述軸芯外周上的樹脂層的顯影輥的方法包括通過使炭黑、特定的二醇和特定的異氰酸酯化合物的混合物固化以形成表面層的步驟。
文檔編號G03G15/08GK102037414SQ20098011762
公開日2011年4月27日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者中村實, 山田真樹, 長岡一聰, 高山義之 申請人:佳能株式會社