專利名稱：顯影裝置及其所用的載有顯影劑的部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在成像體上顯現(xiàn)形成的靜電潛像的顯影裝置，以及其所用的把顯影劑帶到顯影區(qū)的顯影劑攜帶部件。
在以電攝影光敏鼓形式的圖形成像部件上顯示的靜電潛像里，例如具有一種成分顯影劑的磁性上色粒子的顯影裝置中，利用以顯影套管形式的載有顯影劑的部件和磁性上色粒子之間的摩擦，使磁性上色粒子荷有與在光敏鼓上的靜電像的電荷具有相反極性的電荷，并達(dá)到顯影的參數(shù)電位。在顯影套管上加上一薄層的磁性上色粒子，并將它傳送到與光敏鼓面對(duì)的顯影套管的顯影區(qū)。在顯影區(qū)，磁性上色粒子被轉(zhuǎn)移到在光敏鼓表面上形成的靜電潛像上，并在鼓上定影，于是使靜電潛像成為一種上色的像。這樣一種顯影裝置是已知的。
如果，在這樣一種顯影裝置中，連續(xù)顯現(xiàn)具有大的空白背景區(qū)域的圖像，之后不同的圖形得到顯影，那末所形成的圖像可能具有前一圖像的滯后影像，這就是所謂“重像顯影”。出現(xiàn)這種重像的原因如下如果空白背景連續(xù)，則顯影套管上的上色劑沒有被消耗掉，所以一層非常細(xì)的過電荷的上色劑粒子受很強(qiáng)的力被靜電吸引到套管的表面上，這種細(xì)粒子上色劑層不容易轉(zhuǎn)移到光敏鼓上，與此同時(shí)阻止套管和加到其中的新的上色劑粒子之間的摩擦荷電。由此，如果具有大的空的背景區(qū)域的圖像被連續(xù)地形成，之后再形成顯黑的圖像，那么顯黑圖像的像密度是低的。這就是為什么重像顯影出現(xiàn)的原因。
阻止重像顯影出現(xiàn)的顯影裝置已由美國專利U.S.4，989，044提出過，其中，套管具有一層外涂層，該涂層是把細(xì)石墨粒子分散在一種樹脂材料中。細(xì)的石墨粒子對(duì)于使過荷的細(xì)上色劑粒子的電荷的放電是有效的。此外，它還呈現(xiàn)出一種高固態(tài)的潤滑作用，所以它對(duì)于減弱細(xì)上色劑粒子被吸引到套管是有效的。這種做法阻止上述的細(xì)上色劑粒子層的產(chǎn)生，于是抑制了重像顯影的出現(xiàn)。然而，在這樣的裝置中，產(chǎn)生了不同于重像顯影或現(xiàn)象的問題。尤其是在顯影像在顯影作用進(jìn)行的方向上含有一個(gè)低像密度部分的情況下。上述問題會(huì)產(chǎn)生。在字母圖像的情況下，字母會(huì)減薄，在半色調(diào)圖像或?qū)嵭娘@黑圖像時(shí)，圖像密度是低的。
在本說明書中，上述情況稱為“淡變”。在淡變現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)觀察顯影套管，可見在套管上形成一層均勻厚度的上色劑層。然而，對(duì)套管上上色劑的摩擦起電的電荷量的測(cè)量揭示，在圖像的低密度區(qū)域的上色劑的電荷量低于正常的電荷量值。
出現(xiàn)局部低的線示圖量部分的原因尚不清楚，但是，可考慮到，在相鄰于套管的顯影容器內(nèi)的上色劑滯留區(qū)中上色劑的流動(dòng)性是不夠的。
總之，低電荷的上色劑粒子通過一個(gè)厚度相當(dāng)于正常荷電的上色劑粒子層的顯影劑層厚度調(diào)節(jié)區(qū)與套管發(fā)生摩擦。所以，在套管上上色劑的厚度是均勻的。
淡變現(xiàn)象趨于發(fā)生在高溫和高濕度的情況下，在這種情況下上色劑摩擦起電的傾向是低的。
本發(fā)明的基本目的在于提供一種顯影裝置，其中重像現(xiàn)象和淡變現(xiàn)象可以得到有效地阻止。
本發(fā)明的其它目的在于顯影裝置能形成高質(zhì)量的顯影圖像。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的在于顯影劑載帶部件能夠有效地阻止重像現(xiàn)象和淡變現(xiàn)象，所以能夠提供高質(zhì)量的顯影圖像。
本發(fā)明的更進(jìn)一步目的在于提供一種評(píng)價(jià)顯影劑載帶部件的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)容，在于提供用于顯現(xiàn)靜電潛像的一種顯影裝置，它包括一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的顯影劑載帶部件，用于把一種成分的顯影劑載到顯影區(qū)，在該區(qū)域把顯影劑供到具有靜電潛像的部件上;一個(gè)用于調(diào)節(jié)在所說顯影劑載帶部件上的顯影區(qū)的顯影劑層的厚度的調(diào)節(jié)部件;其中所說的顯影劑載帶部件包括一層在樹脂材料中有分散細(xì)石墨粒子的涂層，該涂層表面的功函數(shù)側(cè)量曲線的斜率不小于10(cps/ev)。
在顯影劑載帶部件的涂層中摻有細(xì)的石墨粒子將允許過量荷電的細(xì)上色劑粒子的電荷逃逸，細(xì)石墨粒子的固態(tài)潤滑作用在機(jī)械上很容易使細(xì)上色劑粒子的積存力釋放到顯影劑載帶部件。由此，可抑制重像顯影或重像現(xiàn)象的發(fā)生。
表面涂層的功函數(shù)測(cè)量曲線的斜率(γ)不小于10(cps/ev)。斜率(γ)相當(dāng)于量子效率，所以相當(dāng)于摩擦起電電荷加到顯影劑的力。如果斜率γ不小于10(cps/ev)，則顯影劑可以具有足夠的摩擦電荷。
另外，斜率γ也相當(dāng)于在涂層內(nèi)石墨細(xì)粒子的曝光比，所以也相當(dāng)于涂層表面的固體潤滑度。如果斜率γ不小于10(cps/ev)，那末顯影劑粒子可以十分容易地在顯影劑載帶部件的表面上滑動(dòng)。因此，具有低電荷的顯影劑不能夠在顯影劑層的調(diào)節(jié)部件下面通過，所以，利用鏡像作用力將由摩擦起電而使之適當(dāng)帶電的顯影劑靜電地存積到顯影劑載帶部件上，由此它能在調(diào)節(jié)部件的下面通過。
結(jié)果，由適當(dāng)?shù)哪Σ翈щ姷娘@影劑粒子組成的均勻顯影劑層形成在顯影劑載帶部件上。所以，即使在高溫和高濕度的條件下，淡變現(xiàn)象也能得到阻止。
此外，甚至在大量的圖像連續(xù)復(fù)印的情況下，顯影圖像的成像密度也可得到穩(wěn)定。
本發(fā)明的上述這些和其它的目的，性能和優(yōu)點(diǎn)將隨著下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例以及附圖的考慮而更加明白。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯影裝置的局部示意圖。
圖2是功函數(shù)測(cè)量曲線圖。
圖3是用于拋光顯影套管表面的拋光裝置的透視圖。
圖4A是在拋光處理前套管的涂層的斷面圖。
圖4B是拋光處理后套管涂層的斷面圖。
參見圖1，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯影裝置，該裝置包括以電攝影光敏鼓1形式的成像部件，鼓1以箭頭A所示方向上可轉(zhuǎn)動(dòng)，在鼓上能顯有靜電潛像。光敏鼓1可以或不可以有一層表面絕緣層。光敏鼓1可以用一種光敏紙或光敏帶來替代。
利用圖未示的顯影器件使光敏鼓1均勻地帶上一種負(fù)極性的電荷，用根據(jù)圖像信息信號(hào)調(diào)制的激光束進(jìn)行曝光，于是在光敏鼓1上形成一個(gè)負(fù)的靜電潛像。利用LED列陳或類似手段代替激光束，可以將圖像信息光束投射到光敏鼓1的表面。
利用帶有可摩擦荷電到負(fù)極性的磁性上色劑的顯影裝置D把靜電潛像反轉(zhuǎn)到顯影區(qū)7。
顯影裝置D包括以一種顯影套管2形式的成像部件，該套管位于含有一種組分顯影劑，即磁性上色劑5的顯影劑容器4的開孔部分位置。顯影套管2面對(duì)著光敏鼓1。
顯影套管2載有容器4內(nèi)的上色劑5，并在B方向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)，套管2把上色劑帶到由套管2對(duì)著光敏鼓1的顯影區(qū)。永磁鐵3的多個(gè)磁極被固定設(shè)置在套管2內(nèi)。從磁極的磁鐵N1跨過套管2的一個(gè)位置，設(shè)置一個(gè)顯影劑層厚度調(diào)節(jié)部件，該部件是一種由磁性材料做成的刮片6，該刮片離開顯影套管2有一定的間隙，以調(diào)節(jié)顯影套管2上的上色劑層成為所需預(yù)定的厚度。從磁極N1延伸的磁場(chǎng)被集中到刮片6上。在該實(shí)施例中，刮片6和顯影套管2之間的間隙大約為50-500微米。
操作時(shí)，當(dāng)顯影套管2在B方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在顯影劑容器4內(nèi)的上色劑5，由于它和顯影套管2的表面摩擦而帶電有一種用于顯現(xiàn)靜電潛像的極性，并且把上色劑5帶到顯影套管2的表面。于是，通過磁鐵3的磁極N1和刮片6之間的磁場(chǎng)控制，顯影套管2表面上的上色劑5的薄層成為均勻的和具有近似厚度為30-300微米的薄的上色劑層。隨著顯影套管2的轉(zhuǎn)動(dòng)，上色劑5以薄層5′的形式被帶近顯影區(qū)7，在此使上色劑5供到光敏鼓1的表面，并在其上顯現(xiàn)出靜電潛像。更有甚者，上色劑被存集到潛像的光照電位區(qū)。在顯影區(qū)7，上色劑層5′的厚度小于顯影鼓1和顯影套管2之間的最小間隙。例如，該厚度約為50-500微米，這種顯影作用稱之為非接觸方式的顯影作用。
顯影套管2加上一個(gè)由電壓源8提供的以直流偏置的交流電壓形式的振蕩偏壓，利用這種做法，在顯影區(qū)7內(nèi)形成一個(gè)振蕩電場(chǎng)，該電場(chǎng)促使上色劑從套管2向鼓1方向移動(dòng)，所以可以產(chǎn)生一種高密度的無灰霧背景的圖像。
在本實(shí)施例中，顯影套管2具有至少內(nèi)含作為導(dǎo)電細(xì)粒子的結(jié)晶石墨的樹脂材料的表面涂層10，該層厚約為0.5-30微米。在其上帶有涂層10的顯影套管2的基體部件是呈鋁、或不銹鋼或其它材料制的圓柱筒9的形式。
至于細(xì)的導(dǎo)電粒子，細(xì)的結(jié)晶石墨粒子或細(xì)的無定形碳粒子和結(jié)晶石墨細(xì)粒子的混合物均可使用。在本實(shí)施例中所使用的結(jié)晶的石墨可以把它分類，分成天然石墨和人工石墨。人工石墨可以利用固化瀝青，把它在約1200℃燒結(jié)，然后放入石墨爐內(nèi)在約2300℃將它加熱，使碳晶體變成石墨。天然石墨靠長時(shí)期的地?zé)岷蛪毫ψ饔檬顾蔀橥耆氖瘉碇迫　?br> 碳石墨是一種深灰色或黑光澤的和具有高度滑動(dòng)性的非常軟的碳晶體。所以它的結(jié)晶結(jié)構(gòu)是六角形的或斜方形的，是完全夾層的。至于電性質(zhì)，在碳之間的結(jié)合部分內(nèi)存在著自由電子，所以它是一種良好的導(dǎo)電材料。在本實(shí)施例中，或者使用天然的，或者使用人造的石墨，所選用的平均石墨的粒子大小為0.5-20微米。
至于細(xì)的碳粒子，導(dǎo)電的無定形碳也是可的使用的。通常，導(dǎo)電的無定形碳被定義為，由燃燒或在空氣不足條件下熱解碳?xì)浠蛱嫉幕衔锼迫〉木w的聚集體。利用本實(shí)施例得到的導(dǎo)電無定形碳的平均粒子大小是選用10-80微米，最好選用15-40微米。
所使用的使細(xì)的導(dǎo)電粒子在其內(nèi)分?jǐn)?shù)的結(jié)合劑樹脂包括，例如熱塑樹脂，如苯乙烯樹脂，乙烯樹脂，聚醚砜樹脂，聚碳酸樹脂，聚苯撐氧樹脂，聚酰胺樹脂，氟化樹脂，纖維素樹脂，丙烯酸樹脂或其它樹脂;熱定型或熱固化樹脂，如環(huán)氧樹脂，聚酯樹脂，醇酸樹脂，酚醛樹脂，三聚氰胺樹脂，聚氨酯樹脂，脲樹脂，硅酮樹脂，聚酰亞胺樹脂或其它。在他們中間，硅酮樹脂，氟化樹脂等具有特別的性能，聚醚砜樹脂，聚碳酸樹脂，聚苯撐氧樹脂，聚酰胺樹脂，酚醛樹脂，聚酯樹脂，聚胺酯樹脂，苯乙烯樹脂等具有高機(jī)械強(qiáng)度，它們是所希望的。
本發(fā)明中所用的一種組分的顯影劑(上色劑)下面將予以介紹。
至于結(jié)合劑樹脂，可以使用公知的多種樹脂，例如，他們可以是，苯乙烯樹脂及其衍生物，如，苯乙烯，α-甲基苯乙烯，P-氯苯乙烯;一元碳酸及其具有雙健的衍生物，如，丙烯酸，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸十二酯，丙烯酸辛酯，苯基丙烯酸，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯乙酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸辛酯，丙烯腈，甲基丙烯腈，二甲基氨基甲基丙烯酸，丙烯酸胺;重碳酸及其帶有雙鍵的衍生物，如，馬來酸，馬來酸丁酯，馬來酸甲酯，馬來酸二甲酯;聚合物或一個(gè)或多個(gè)乙烯單體的共聚物例如，乙烯基樹脂，如氯乙烯，乙酸乙烯，苯甲酸酯，乙烯基酯樹脂，乙烯醚樹脂，如乙烯乙基醚，乙烯甲基醚，乙烯異丁基醚等;苯乙烯-丁二烯共聚物，硅酮樹脂，聚酯樹脂，聚氨酯樹脂，聚酰氨樹脂，環(huán)氧樹脂，聚乙烯丁基樹脂，松脂，改性松脂，萜烯樹脂，酚醛樹脂，脂族或脂環(huán)族烴化樹脂，芳香族石油樹脂，氟化石蠟等等。他們可以單獨(dú)使用或者結(jié)合起來使用。
上色劑可以含有顏料，后者包括碳黑，尼格洛辛(nigrosin)染料，燈黑，蘇丹(sudan)黑SM，基牢黃G，聯(lián)苯黃，顏料黃，吲哚基牢橙，伊加嗪紅(irgazine red)，對(duì)硝基安尼林(parani troany line)紅，甲苯胺樹脂(toluizine)，洋紅FB，持久棗紅FRR，顏料橙R，立索紅2G，色淀紅C，羅丹明FB，羅丹明B色淀，甲基紫B色淀，酞菁蘭，顏料蘭，亮綠B，酞菁綠，油黃GG，硝化纖維基牢黃CGG，Kayaset Y 963，Kayaset YG，Sumiplast黃GG，硝化纖維基牢橙RR，猩紅油，Sumiplast橙，Orazole棕B，硝化纖維基牢猩紅CG，Izenspiron紅BEH，油性粉紅OP等。
為了賦于上色劑磁性，可在上色劑內(nèi)包含磁性粒子，磁性粒子的例子包括鐵磁金屬粉末如鐵、鈷、鎳一類的粉末，以及金屬合金或化合物如磁鐵礦，赤鐵礦，鐵淦氧體等。磁性粒子的含量近似于上色劑量的15-70%(重量)。
上色劑粉末可以包含各種分離的材料，常用的分離材料包括聚氯乙烯，氟化樹脂，氟碳化油，硅酮油，低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯等。為了促進(jìn)上色劑的正性或負(fù)性荷電，可以添加電荷控制劑。
這些包括上色劑結(jié)合劑樹脂材料的各材料被混合，攪拌和粉化處理，所得到的粒子具有作為上色劑用的所需的粒子大小。由此為獲取上色劑粉末，需添加和攪拌膠體硅或類似的添加物，這作為上色劑來說是有用的。
由于套管2涂上內(nèi)含分散狀的細(xì)石墨粒子的樹脂層10，因此一部分過省電的細(xì)上色劑粒子的電荷通過石墨粒逃逸。此外，露于層10表面的細(xì)石墨粒子的潤滑性質(zhì)對(duì)減少細(xì)上色劑粒子和套管表面之間的沉積力是有效的。所以，重像的產(chǎn)生可以得到阻止。
在層10中分散有細(xì)的無定形碳粒子的地方，這些碳粒子對(duì)允許部分過荷電的細(xì)粒子上色劑的電荷逃逸是有貢獻(xiàn)的。如在前面所敘述那樣，淡變現(xiàn)象是歸因于不希望使低電荷上色劑層只在套管的部分縱向區(qū)域內(nèi)建立。不足的荷電上色劑粒子以及足夠荷電的上色劑粒子利用由顯影套管的表面所施加的摩擦作用，通過由磁性材料的刮片6和磁鐵3之間形成的集中的磁場(chǎng)，并且使他們保持在套管上的上色劑層內(nèi)。所以，上色劑層的電荷量在局部地方是低的，而且既使把他的放在另一個(gè)由光敏鼓和顯影套管之間電場(chǎng)中，低電荷上色劑層對(duì)光敏鼓上的靜電潛像的顯現(xiàn)也不起作用。只是在所顯現(xiàn)的圖象上含有縱向直條紋或低密度部分的條紋(在此，縱向是指顯影作用行進(jìn)的方向)。
為了阻止上述這種情況，希望使通過靜電力被吸附著在套管上的低電荷上色劑在通過刮片6和磁鐵3之間的集中磁場(chǎng)(磁場(chǎng)簾)時(shí)受到阻止，而允許相對(duì)于套管具有合適靜電沉積力的正常荷電的上色劑通過集中的磁場(chǎng)，并且套管的表面是能夠使上色劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪Σ梁呻姟?br> 在本實(shí)施例中，考慮到這些，使層10到面即套管2表面的功函數(shù)測(cè)量曲線的斜率γ不小于10(cps/ev)。
斜率γ相當(dāng)于在層10的表面，即在套管的表面處的細(xì)石墨粒子的曝光比。所以，斜率γ相當(dāng)于加到上色劑的摩擦電荷動(dòng)力，也就是相當(dāng)于套管表面的滑動(dòng)性能。
由斜率γ表示的功函數(shù)被定義為從材料的表面取出一個(gè)電子恰好到該表面之外所需要的最小能量?？梢岳霉怆娮訙y(cè)量器件，如AC-1型由日本Riken Keiki Kabushiki Kaisha提供的測(cè)量器件來進(jìn)行測(cè)量。器件AC-1的特性是，顯影套管2的表面功函數(shù)很容易在大氣條件下予以測(cè)定。本發(fā)明者確信，由器件AC-1測(cè)量的功函數(shù)等價(jià)于由Kelvin方法測(cè)量的值(接觸電位方法，IBM，J.RES，DEVELOP 22，1978)。
圖2表示用器件AC-1測(cè)得的功函數(shù)測(cè)量曲線。在圖2中，橫座標(biāo)表示激勵(lì)能(ev)，縱座標(biāo)表示光電子的數(shù)目(產(chǎn)率)(cps，即每秒光電子計(jì)數(shù))。通常，發(fā)射的光電子數(shù)在某一數(shù)值位置會(huì)突然增加，曲線的斜率會(huì)陡然增加，該位置點(diǎn)定義為功函數(shù)wf的值，之后光電子發(fā)射度(wf點(diǎn)的右側(cè))被定義為近似于測(cè)量曲線的直線l的斜率γ。
本實(shí)施例的例子將在下面描述。
例1-4顯影套管2按本實(shí)施例制造，并用于顯影操作和圖像的形成，以及一些數(shù)值的測(cè)量。
所用的上色劑材料為下苯乙烯-丁基丙烯酸-n-丁基半酯馬來酸共聚物
100重量份磁性鐵 60重量份負(fù)電荷控制劑 2重量份低分子量聚丙烯 2重量份諸材料需要粉化，分類以制取具有重量平均的粒子大小為12.5微米的上色劑粉末，內(nèi)含20%的大小為6.35微米或稍小一點(diǎn)的粒子，以及含1.5%重量的大小為20.2微米或稍大一點(diǎn)的上色劑粒子。
為了評(píng)價(jià)圖像形成的操作。把一臺(tái)商業(yè)上可得到的激光打印機(jī)LBP-SX(由日本，Canon.Kabushiki Kaisha得到的)經(jīng)改動(dòng)后把它連到能夠提供多種圖像圖形的輸出裝置處，所用的成型夾具是商業(yè)上可得到的用于LBP-SX的夾具。顯影套管的末端裝到成型夾具的法蘭上。在溫度24℃和65%相對(duì)濕度，以及30℃和80%相對(duì)溫度條件下進(jìn)行圖像形成的測(cè)試工作。
用于涂層的樹脂液體材料為下酚醛樹脂 100重量份石墨 90重量份碳墨 10重量份溶劑 200重量份所用的溶劑是具有滿意的相容性的IPA和丁醇(1∶1)的混合物，制取四種石墨粒子，即其粒子大小不超過1微米的，大小為5微米的，大小為10微米的，以及那些粒子大小為20微米的粒子。利用砂靡機(jī)把他們分散和混合以制取涂層樹脂液體。通過浸漬方法，把液體涂到在其縱向相反的末端已經(jīng)具有法蘭的鋁筒上。將它干燥，在顯影套管上形成厚度為20微米的樹脂涂層10，將這種涂層用于顯影操作。
表 1石墨的平均粒子大小 γ 淡變(μm) (cps/ev)試樣1 ≤1 5 N(G)試樣2 5 10 G(F)試樣3 10 25 G(G)試樣4 20 40 E(E)在表1中，在括號(hào)外的淡變度的評(píng)價(jià)是適用于溫度為24℃，相對(duì)濕度為60%的條件，而在括號(hào)內(nèi)的評(píng)價(jià)是適用于溫度為30℃，相對(duì)濕度為80%的條件，在這種評(píng)價(jià)中，E表示最好;G表示好;F表示一般但是它際上可用;N表示不好。
代表1可明白，隨著具有樹脂涂層10的顯影套管2的功函數(shù)測(cè)量曲線的斜率γ的增加，淡變受阻效應(yīng)也增加，在斜率γ等于或大于10(cps/ev)時(shí)具有好的結(jié)果。
例子 5-9石墨粒子的大小變?yōu)?微米，改變石墨等的含量，而其它條件相同于例1-5的條件。樹脂涂層10形成在顯影套筒2上，根據(jù)所形成的圖像情況來評(píng)價(jià)多種樹脂涂層，結(jié)果列于表2。
表 2
酚醛樹脂 石墨 碳 溶劑 γ 淡變(wt%) (wt%) (wt%) (wt%) (cps/ev)試樣5 100 27 3 260 7 N(N)試樣6 100 45 5 300 8 F(N)試樣7 100 90 10 400 10 G(G)試樣8 100 180 20 600 25 G(G)試樣9 100 270 30 800 35 E(E)如表2可知，既使改變石墨等的含量，隨著具有樹脂涂層10的顯影套筒2表面的功函數(shù)測(cè)量曲線的斜率γ的增加，阻止淡變(退色)的效應(yīng)變得越來越好。在斜率γ等于或大于10(cps/ev)時(shí)將取得好的結(jié)果。
例10-14代替具有良好互溶性的溶劑IPA/丁醇，而采用不具有良好互溶性的溶劑MEK/甲苯，而其它條件與例1-4中所述的相同。制取具有樹脂涂層10的顯影套管2并用于成像，根據(jù)所形成的圖像質(zhì)量作出評(píng)價(jià)。在表3中列出多種結(jié)果。
酸醛樹脂 100重量份石墨 90重量份碳墨 10重量份溶劑(MEK/甲苯) 200重量份表 3石墨的平均粒子大小 γ 淡變(μm) (cps/ev)試樣10 ≤1 10 G(F)試樣11 5 25 G(G)試樣12 7 35 E(E)試樣13 10 38 E(E)試樣14 20 40 E(E)從表3可知，具有樹脂涂層10的顯影套管表面的功函數(shù)測(cè)量曲線的斜率γ與相應(yīng)的阻止淡變效應(yīng)的關(guān)系。
表4是從例1和例10的結(jié)果中取出來的，從該表可知，即使在相對(duì)于樹脂的相同含量中使用相同的石墨，用于涂層10的溶劑的改變將能增加顯影套管2表面功函數(shù)曲線的斜率γ，從而能增淡變阻止效應(yīng)。
表 4石墨的平均粒子大小 γ 淡變(μm) (cps/ev)例1 ≤1 5 N(N)
例10 ≤1 10 G(F)如同前面所述，斜率γ與層10表面細(xì)石墨粒子的曝光度相適應(yīng)。
鑒于此，為了控制在套管的制取過程中細(xì)石墨粒子的曝光度，套管基底9被涂上層10并干燥后可對(duì)層10的表面進(jìn)行拋光，這一點(diǎn)將予以詳細(xì)介紹。
為制取顯影套管2，使用拉制的加工方法提供一個(gè)坯料套管9(表面粗糙度為2s)，把坯料套管用涂層樹脂液體噴上一層，其厚度約為0.5-30微米，所用的液體有下述的成分，并對(duì)液體在150℃的烘于爐內(nèi)干燥，利用加熱固化液體樹脂使其成為樹脂涂層10樹脂液體的例子1為結(jié)合劑樹脂酚醛樹脂 30重量份數(shù)導(dǎo)電潤滑劑天然石墨 27重量份數(shù)(Nippon Kokuen，Japan)碳墨Conductex(哥倫比亞碳) 3重量份數(shù)稀釋劑甲醇+甲氧基乙醇 200重量份數(shù)樹脂溶劑的例子2結(jié)合劑樹脂酚醛樹脂 15重量份數(shù)導(dǎo)電潤滑劑人工石墨 15重量份數(shù)(粒子大小10微米)稀釋劑甲醇+甲氧基乙醇 225重量份數(shù)用這種方式簡(jiǎn)便地制取涂層10，但是要提供具有高度的石墨曝光層卻是困難的，所以對(duì)顯影套管2的表面進(jìn)行精細(xì)地拋光是行之有效的。例2，用呢絨對(duì)層10的表面拋光，這種適當(dāng)?shù)膾伖饧庸な强赡艿摹?br> 下面將對(duì)具有涂層10的顯影套管的拋光工藝方法予以述說，用于拋光的磨料是HW呢絨，它可從Hayashi Felt Kabushiki Kaisha，Japan得到，它是標(biāo)準(zhǔn)密度為0.34g/cm2的100%羊毛制品，寬度為40mm，長為200mm，厚為3mm。
圖3表示能夠容易地對(duì)包含在顯影套管2的涂層10中的結(jié)晶石墨進(jìn)行暴露的拋光裝置，如圖可見，顯影套管2予以垂直地放置，并由位于頂端和底端的主軸12固定，靠由驅(qū)動(dòng)裝置(圖未示)驅(qū)動(dòng)的主軸12來使套管2轉(zhuǎn)動(dòng)。繞著顯影套管2的外圓套著呢絨磨帶，它以一種軟股線形式固定在夾持器14上并向外伸出，同時(shí)在a的方向受到拉力。此時(shí)的張力大小可通過直接連到夾持器14上的負(fù)載探測(cè)器15予以測(cè)量。負(fù)載探測(cè)器15安裝在托板16上，托極16在顯影套管2的縱向方向上連同拋光帶13一起是可移動(dòng)的。
縱向端部固定到軸12的顯影套管2以一種預(yù)定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。在初始階段，阻止拋光帶接觸具有樹脂涂層10的表面，所以拋光帶13被安放在顯影套管2的頂端或底端，之后利用夾持器14固定到拋光帶13的負(fù)載操測(cè)器15以預(yù)定的負(fù)載拉緊拋光帶13，同時(shí)使托板16以預(yù)定的速度相對(duì)于顯影套管2作上下運(yùn)動(dòng)。如此動(dòng)作，由與顯影套管2受力接觸的拋光帶13對(duì)顯影套管2的表面進(jìn)行拋光，由此，使包含在涂層10內(nèi)的結(jié)晶石墨暴露出來。
圖4A是顯影套管在拋光加工之前的斷面圖，圖4B是在拋光之后的斷面圖。在使拋光帶13受壓力接觸到內(nèi)含結(jié)合劑樹脂18和結(jié)晶石墨(見圖4A)的樹脂涂層10表面時(shí)，涂層10的表面部分靠受壓力作用而塌陷，同時(shí)隨著表面的剪切斷裂而作用上一種剪切刀。于是，成為圖4B所示，在涂層10中涂上一薄層結(jié)合劑樹脂18的結(jié)晶石墨19得到暴露，所以晶體20的表面表現(xiàn)出來。利用拋光帶13控制該壓力，就能控制石墨19表露的程度。選擇拋光帶13的寬度，石墨19的表露程度也能予以控制。在涂層10中結(jié)合劑樹脂18或者結(jié)晶石墨19(也可以是導(dǎo)電無定形碳等)，在他們欲從涂層10去除時(shí)可以通過拋光帶逐步地得到吸收，這是因?yàn)閽伖鈳У谋砻?3是軟性的，所去除的材料不保留在顯影套管2的表面。所以，顯影套管2的表面受到拋光，同時(shí)又很干凈。
如上所述，通過拋光層10的表面，功函數(shù)測(cè)量曲線的斜率γ增加，于是提高了抗淡變的效果。已發(fā)現(xiàn)，表面拋光處理對(duì)穩(wěn)定圖像密度，對(duì)外界環(huán)境改變的穩(wěn)定性，以及防止涂層在其圓周方面的不均勻性也是十分有效的。
為了提高顯影套管2的耐用性，例如涂層10自身的強(qiáng)度，抗剝落性能，或者從提高涂層10的均勻性，和/或?yàn)榱嗽陲@影套管2的表面表露更多的石墨，而又不至于使由樹脂固定的結(jié)晶石墨很容易地去除等觀點(diǎn)來考慮，已發(fā)現(xiàn)，在涂層10被干燥和固化后，此表面被拋光。
例15-20在本例中使用的上色劑材料為下;
苯乙烯-丁基丙烯酸酯-丙烯酸共聚物
100重量份數(shù)磁性鐵 65重量份數(shù)負(fù)電荷控制劑 2重量份數(shù)低分子量聚丙烯 2重量份數(shù)把上述材料混合，如需要，還要粉化和分類，分成具有重量平均的大小為11.8微米以上色劑粉末，并且粉末中含有占總數(shù)的26%的大小為6.35微米或小于該值的粒子，或者合占總數(shù)的1.2%的大小為20.2微米或大于該值的粒子(用Conlter計(jì)數(shù)器TA-Ⅱ測(cè)量)。尚需在上色劑粉末中添加0.4%的膠體硅。
為了依據(jù)圖像的形成來對(duì)顯影作出評(píng)價(jià)，需改裝一臺(tái)商用的激光束打印機(jī)LBP-SX(取用自Canon Kabushiki Kaisha，Japan)，把它安置上一個(gè)能夠提供多種圖像圖形的輸出裝置。與這種激光束打印機(jī)一起使用的操作盒是一種用于打印機(jī)LBP-SX的在商業(yè)上可得到的操作盒。為了允許把顯影套管安裝到操作盒內(nèi)，把空心顯影套管的縱向末端做成法蘭狀的。在溫度為23℃和相對(duì)濕度為65%的條件下近行圖像形成測(cè)試。
采用下述的方法制取顯影套筒。首先，涂層樹脂液體的材料選用如下酚醛樹脂30重量份數(shù)結(jié)晶石墨(平均粒子大小為9微米)36重量份數(shù)碳黑4重量份數(shù)所用的溶劑是IPA/丁醇(220重量份數(shù))的混合物。把整個(gè)配料用砂磨研磨，得到涂層樹脂液，把它涂到鋁筒上(在筒端有法蘭)，并且使液體在150℃溫度下予以固化成為具有8微米厚的樹脂涂層。
之后，使用如圖3所示的拋光裝置，通過控制磨料的拉力來控制拋光程度。于是，由表1所示的一個(gè)顯影套管樣品就制取了。把顯影套管配裝在LBP-SX的操作盒內(nèi)，進(jìn)行圖像形成的測(cè)試操作，所得到的測(cè)試結(jié)果見表5。
表 5拋光壓力 γ 圖像密度 淡變(kg/cm2) (cps/ev)例15 4.5 48 1.2-1.4 G例16 3.5 38 1.2-1.4 E例17 2.5 30 1.2-1.4 E例18 1.5 24 1.2-1.3 G例19 0.5 10 1.1-1.3 G例20 不拋光 5 0.8-1.4 N在表5中，圖像密度是指那些連續(xù)生產(chǎn)的大量印刷件的像密度，不同的測(cè)試數(shù)據(jù)是用Macbeth反射型光密度計(jì)測(cè)量得到的。淡變度的評(píng)價(jià)是E表示很好，G表示好，N表示不好。
在例20中不采用拋光處理，顯影套筒表面的功函數(shù)測(cè)量曲線的斜率小到5，所以，抗淡變效果很差。例15-19采用拋光處理，其斜率γ超過10，抗淡變效果是滿意的。
例21-28石墨含量和碳含量相對(duì)于結(jié)合劑量的比可予以改變，而其它條件均與例15-20的相同。制做顯影套管，并進(jìn)行相同的測(cè)試操作，涂層厚度為10微米。表6中表示出各種結(jié)果酚醛樹脂 石墨 碳 拋光壓力 斜率γ 像密度 淡變(wt%) (wt%) (wt%) (kg/cm) (cps/ev)例21 30 9 1 3 25 1.1-1.3 G例22 30 9 1 未拋光 5 0.6-1.2 N例23 30 18 2 3 32 1.2-1.4 E例24 30 18 2 未拋光 7 0.8-1.3 N例25 30 27 3 3 38 1.2-1.4 E例26 30 27 3 未拋光 9 0.7-1.3 N例27 30 40 5 3 42 1.1-1.4 E例28 30 40 5 未拋光 10 0.7-1.2 G由表可見，對(duì)涂層10的拋光處理增加斜率γ，所以抗淡變能力也得到提高。此外，在連續(xù)印刷時(shí)圖像密度的穩(wěn)定性也得到改善。
在前述的實(shí)施例中，所用的磁性上色劑是作為一種成分的顯影劑。然而，本發(fā)明并不僅限于一種上色劑，也可在包含非磁性上色劑的一種成分顯影劑的情況下應(yīng)用。
本發(fā)明適用于一種普通的顯影類型的顯影裝置，其中上色劑沉集在靜電潛像的暗電位區(qū)域上。
顯影偏壓可以用直流電壓而不是交流電壓。
在參照在此所公開的結(jié)構(gòu)描述本發(fā)明時(shí)，并不局限于至此所詳述的內(nèi)容，這種應(yīng)用將擴(kuò)展到包括在本發(fā)明的目的內(nèi)作出的改進(jìn)或者下述權(quán)利要求的范圍所包括的各種改進(jìn)和改變。
權(quán)利要求
1.一種呈現(xiàn)靜電潛像的顯影裝置，該裝置包括一個(gè)用于攜帶一種成分的顯影劑到顯影區(qū)的可動(dòng)顯影劑載帶部件，所述的顯影劑被加到靜電潛像成像部件的顯影區(qū)上；一個(gè)用于調(diào)節(jié)載帶到所述顯影劑載帶部件上的顯影區(qū)的顯影劑層厚度的調(diào)節(jié)部件；其特征是，所述的顯影劑載帶部件包含一層內(nèi)含樹脂材料的涂層，細(xì)的石墨粒子被分散在樹脂材料中，而涂層表面的功函數(shù)測(cè)量曲線的斜率不小于10(cps/ev)。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，涂層有一個(gè)拋光的表面。
3.按權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是，所述的涂層包含在其內(nèi)予以分散的細(xì)的無定形碳粒子。
4.按權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是，所述的顯影劑載帶部件使顯影劑摩擦帶電以供靜電潛像的顯像。
5.按權(quán)利要求4所述的裝置，其特征是，調(diào)節(jié)部件正對(duì)著所述的顯影劑載帶部件，并且它們之間具一定的間隙。
6.按權(quán)利要求5所述的裝置，該裝置還包括一個(gè)設(shè)置在所述的顯影劑載帶部件上的不動(dòng)的磁鐵，其特征是，一種成分的顯影劑是磁性的，所述的調(diào)節(jié)部件設(shè)置成通過所述顯影劑載帶部件而位于磁鐵磁極的對(duì)面，并在磁極和所述調(diào)節(jié)部件之間形成一個(gè)磁場(chǎng)。
7.按權(quán)利要求6所述的裝置，其特征是，該裝置還包括一個(gè)用于對(duì)所述的顯影劑載帶部件施加振蕩偏壓的電壓源。
8.按權(quán)利要求7所述的裝置，其特征是，靠所述的調(diào)節(jié)部件調(diào)節(jié)的顯影劑層的厚度在顯影區(qū)小于所述的顯影劑載帶部件和潛像成像部件之間的最小間距。
9.按權(quán)利要求4所述的裝置，其特征是，該裝置還包括一個(gè)供給所述顯影劑載帶部件振蕩偏壓的電壓源。
10.按權(quán)利要求9所述的裝置，其特征是，由所述的調(diào)節(jié)部件調(diào)節(jié)的顯影劑層的厚度在顯影區(qū)小于所述的顯影劑載帶部件和潛像成像部件之間的最小間距。
11.一種用于攜帶一種成分的顯影劑到顯影區(qū)以對(duì)靜電潛像進(jìn)行顯影用的顯影劑載帶部件，包括一個(gè)基本部件;在所述的基本部件上有一層外涂層，外涂層包括樹脂材料和分散在其內(nèi)的細(xì)的石墨粒子，其特征是，所述涂層表面的功函數(shù)測(cè)量曲線的斜率不小于10(cps/ev)。
12.按權(quán)利要求11所述的部件，其特征是，涂層有一個(gè)經(jīng)拋光的表面。
13.按權(quán)利要求11或12所述的部件，其特征是，所述的涂層包括分散在該涂層內(nèi)的細(xì)的無定形碳粒子。
14.按權(quán)利要求11或12所述的部件，其特征是，所述的部件使一種成分的顯影劑通過摩擦帶電以使顯影劑用于顯現(xiàn)靜電潛像。
全文摘要
一種顯現(xiàn)靜電潛像用的顯影裝置包括一個(gè)用于把一種成分的顯影劑攜帶到顯影區(qū)的顯影劑載帶部件，在該顯影區(qū)顯影劑被加到靜電潛像成像部件上；一個(gè)用于調(diào)節(jié)顯影劑載帶部件上顯影區(qū)的顯影劑厚度的調(diào)節(jié)部件；其特征是顯影劑載帶部件包括一層內(nèi)含樹脂材料的涂層，在樹脂材料中分散有細(xì)的石墨粒子，以及涂層的表面功函數(shù)曲線的斜率不小于10(cps/ev)。
文檔編號(hào)G03G15/08GK1065144SQ92101430
公開日1992年10月7日 申請(qǐng)日期1992年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月31日
發(fā)明者後關(guān)康秀神奈川, 田中成人, 海野章, 山田佑介, 藤島健司 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社