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CN101164019A - 用于电子照相功能部件的正电荷控制树脂、显影辊和电子照相设备 - Google Patents

用于电子照相功能部件的正电荷控制树脂、显影辊和电子照相设备 Download PDF

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CN101164019A CNA2006800138212A CN200680013821A CN101164019A CN 101164019 A CN101164019 A CN 101164019A CN A2006800138212 A CNA2006800138212 A CN A2006800138212A CN 200680013821 A CN200680013821 A CN 200680013821A CN 101164019 A CN101164019 A CN 101164019A
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Abstract

提供正电荷控制树脂，使用该树脂能够使与调色剂接触的电子照相功能部件以与调色剂极性相反的极性带电，且该树脂在主粘合剂中具有优良的分散性且与主粘合剂具有优良的相容性。本发明是具有通过聚合特定的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体、含氨基单体和含羧基单体作为共聚组分获得的共聚物的正电荷控制树脂。

Description

用于电子照相功能部件的正电荷控制树脂、显影辊和电子照相设备
技术领域
本发明涉及用于在干法电子照相中使静电潜像成为可见图像的电子照相功能部件的正电荷控制树脂。本发明还涉及使用该树脂的显影辊，和具有该显影辊的电子照相设备。
背景技术
在干法电子照相中，电子照相功能部件如刮板和供纸辊(feed roller)施加压力等以使调色剂通过产生于调色剂和这种电子照相功能部件的表面间的摩擦力而摩擦带电，从而使调色剂载在其它电子照相功能部件如显影辊上。因此，作为电子照相功能部件的表面层，当调色剂应当带正电时有必要选择可带负电的材料，当调色剂应当带负电时必须选择可带正电的材料。作为前一材料，建议使用氟树脂或其类似物，作为后一材料，建议使用尼龙树脂、聚氨酯树脂或其类似物。
同时，在电子照相功能部件中，为了例如更好地保证辊隙宽度和减小对调色剂的应力，优选使用主要由橡胶材料组成的软基材(base material)层。然而，当使用主要为软的基材层时，仅产生于调色剂与电子照相功能部件表面间的摩擦力可能提供小的电荷量，通过仅仅使用通常建议的上述氟树脂、尼龙树脂或聚氨酯树脂可能难以获得良好的图像。
为了解决这个问题并考虑到有意地改进电子照相功能部件的表面层的带电特性，使用其中将电荷控制剂加入到与调色剂接触的电子照相功能部件中的方法。最近，建议其中将可溶于有机溶剂并能够涂布在显影辊或显影套筒上的电荷控制树脂用作电荷控制剂的方法，和报道其中将它用于显影套筒的方法(例如，日本专利申请特开No.2000-242033、No.2002-244426和No.2003-005507)。在所有这些中，含氨基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸甲酯的共聚物用作电荷控制树脂。
本发明者已发明将公开在例如上述日本专利申请特开No.2000-242033、No.2002-244426和No.2003-005507的电荷控制树脂的甲基丙烯酸甲酯用具有4个以上碳原子的烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体替代，并将其与含氨基的单体共聚，获得当加入到基材树脂时能够提供较大电荷量的电荷控制树脂(日本专利申请特开No.2005-31656和No.2005-31657)。认为，当加入到基材树脂时，包含在丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体中的具有4个以上碳原子的烷基促进包含在含氨基单体中的氨基的表面定向，从而保证更大的电荷量。
由于电荷量变大，加入上述电荷控制树脂到电子照相功能部件表面层带来可见的图像特性的改进。然而，另一方面，已经发现，可以看到由于加入这种电荷控制树脂引起的图像特性的困难依赖于图像评价的条件。
发明内容
本发明的目的是提供正电荷控制树脂，利用该树脂能够使与调色剂接触的电子照相功能部件以与调色剂极性相反的极性带电，该树脂能够阻止由于加入电荷控制树脂到电子照相功能部件的表面层引起的困难出现，并且具有在主粘合剂(mainbinder)中良好的分散性和与主粘合剂良好的相容性，并提供含有该电荷控制树脂的电子照相功能部件。
本发明者还继续进行研究并发现除了丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体和含氨基的单体外可以共聚含羧基单体，且这能够阻止由于加入电荷控制树脂到电子照相功能部件的表面层引起的困难出现。
本发明涉及包括通过聚合作为共聚组分的式(1)表示的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体、式(2)和/或式(3)表示的含氨基单体及式(4)和/或式(5)表示的含羧基单体获得的共聚物的正电荷控制树脂：
Figure S2006800138212D00031
其中R1代表具有4个以上碳原子的烷基，或具有1至14个碳原子且具有3个以上氟原子的氟烷基；R2、R2a、R2b、R2c和R2d每一个独立地代表氢原子或甲基；R3a和R3b每一个独立地代表具有1至7个碳原子的二价有机基团；R4a、R4b、R5a和R5b每一个独立地代表氢原子，具有1至20个碳原子的有机基团，或具有4至20个碳原子的二价有机基团且其中R4a与R5a或R4b与R5b已化学结合，或具有4至19个碳原子的二价有机基团，其含有氧原子、氮原子和硫原子的至少一个且其中R4a与R5a或R4b与R5b已化学结合；R6代表具有2至6个碳原子的亚烷基；R7代表具有2至4个碳原子的亚烷基；R8代表1，2-亚乙基、1，2-亚乙烯基、1，2-亚环己烯基或1，2-亚苯基；n代表0至10的整数。
本发明也涉及显影辊，其包括导电轴和依次设置在该导电轴外周的弹性层和至少一层覆盖层，该显影辊是在其表面载有以薄层形成的带负电性显影剂且使该薄层带负电性显影剂与静电图像承载构件接触或接近以使形成在静电图像承载构件上的静电潜像显影的显影辊，其中，该覆盖层含有上述正电荷控制树脂。
本发明还涉及电子照相设备，其包括静电图像承载构件、使静电图像承载构件表面带静电的充电组件、在静电图像承载构件的带电区域形成静电潜像的静电潜像形成组件、将带负电性显影剂进给至形成在静电图像承载构件表面上的静电潜像以使静电潜像可见而形成显影剂图像的显影组件、将显影剂图像转印至转印材料的转印组件，其中，该显影组件具有的显影辊是上述显影辊。
本发明的正电荷控制树脂使阻止由于加入电荷控制树脂到电子照相功能部件引起的困难出现成为可能，具有在主粘合剂中良好的分散性和与主粘合剂良好的相容性，能够使与调色剂接触的电子照相功能部件以与调色剂极性相反的极性带电，并能够获得良好的带电性能。在其在电子照相设备构件的使用中，可以获得良好的图像。
附图说明
图1A是显示本发明的显影辊的基本构造的截面图。
图1B是另一个显示本发明的显影辊的基本构造的截面图。
图2是显示具有本发明的显影辊的激光束打印机的构造的示意图。
图3是用于倾斜板法(inclined plate method)测量电荷量的装置的示意图。
具体实施方式
根据本发明者进行的研究，已发现，尽管详细的原因不清楚，使用包含通过聚合作为共聚物组分的式(1)表示的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体和式(2)和/或式(3)表示的含氨基单体，及除此之外的式(4)和/或式(5)表示的含羧基单体获得的共聚物的正电荷控制树脂，明显带来以下效果：由于向电子照相功能部件的表面层加入电荷控制树脂使电荷量变大和阻止由于加入该电荷控制树脂而引起的困难出现。
Figure S2006800138212D00051
在式中，R1代表具有4个以上碳原子的烷基或具有1至14个碳原子和3个以上氟原子的氟烷基；R2、R2a、R2b、R2c和R2d每一个独立地代表氢原子或甲基；R3a和R3b每一个独立地代表具有1至7个碳原子的二价有机基团；R4a、R4b、R5a和R5b每一个独立地代表氢原子、具有1至20个碳原子的有机基团、或具有4至20个碳原子的二价有机基团且其中R4a与R5a或R4b与R5b已经化学结合、或具有4至19个碳原子，含有氧原子、氮原子和硫原子的至少一个且其中R4a与R5a、或R4b与R5b已经化学结合的二价有机基团；R6代表具有2至6个碳原子的亚烷基；R7代表具有2至4个碳原子的亚烷基；R8代表1，2-亚乙基、1，2-亚乙烯基、1，2-亚环己烯基或1，2-亚苯基；n代表0至10的整数。
式(1)表示的其中R1为具有4个以上碳原子的烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体可以具体包括，例如，丙烯酸或甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸或甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸或甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸或甲基丙烯酸正戊酯、丙烯酸或甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸或甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸或甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸或甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸或甲基丙烯酸正壬酯、丙烯酸或甲基丙烯酸正癸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸正月桂酯、丙烯酸或甲基丙烯酸正十三酯、丙烯酸或甲基丙烯酸正十八酯、丙烯酸或甲基丙烯酸异冰片酯。式(1)表示的其中R1为具有1至14个碳原子和3个以上氟原子的氟烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体可以具体包括，例如，丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，2-三氟乙酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，3-五氟丙酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，4-七氟丁酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，5-九氟戊酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，6-十一氟己酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，7-十三氟庚酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，8-十五氟辛酯、丙烯酸或甲基丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，8-十三氟辛酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，10-十九氟癸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，10-十七氟癸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2-三氟甲基-3，3，3-三氟丙酯、丙烯酸或甲基丙烯酸3-三氟甲基-4，4，4-三氟丁酯、丙烯酸或甲基丙烯酸1-甲基-2，2，3，3，3-五氟丙酯、丙烯酸或甲基丙烯酸1-甲基-2，2，3，3，4，4，4-七氟丁酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3-四氟丙酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4-六氟丁酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6-十氟己酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7-十二氟庚酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8-十四氟辛酯、丙烯酸或甲基丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8-十二氟辛酯、丙烯酸或甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10-十八氟癸酯和丙烯酸或甲基丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10-十六氟癸酯。这些单体的任何一种可以单独或以两种以上的组合使用。
式(2)表示的含氨基单体可包括，例如，丙烯酸或甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基甲酯、丙烯酸或甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基甲酯、丙烯酸或甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、丙烯酸或甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸或甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基丙酯、丙烯酸或甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基丁酯、丙烯酸或甲基丙烯酸对-N，N-二甲基氨基苯酯、丙烯酸或甲基丙烯酸对-N，N-二乙基氨基苯酯、丙烯酸或甲基丙烯酸对-N，N-二丙基氨基苯酯、丙烯酸或甲基丙烯酸对-N，N-二丁基氨基苯酯、丙烯酸或甲基丙烯酸对-N-月桂基氨基苯酯、丙烯酸或甲基丙烯酸对-N-硬脂基氨基苯酯、丙烯酸或甲基丙烯酸对-N，N-二甲基氨基苄酯、丙烯酸或甲基丙烯酸对-N，N-二乙基氨基苄酯、丙烯酸或甲基丙烯酸对-N，N-二丙基氨基苄酯、丙烯酸或甲基丙烯酸对-N，N-二丁基氨基苄酯、丙烯酸或甲基丙烯酸对-N-月桂基氨基苄酯和丙烯酸或甲基丙烯酸对-N-硬脂基氨基苄酯。这些单体的任何一种可以单独或以两种以上的组合使用。
式(3)表示的含氨基单体可包括，例如，N，N-二甲基氨基乙基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基氨基乙基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基氨基丙基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、对-N，N-二甲基氨基苯基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、对-N，N-二乙基氨基苯基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、对-N，N-二丙基氨基苯基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、对-N，N-二丁基氨基苯基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、对-N-月桂基氨基苯基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、对-N-硬脂基氨基苯基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、对-N，N-二甲基氨基苄基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、对-N，N-二乙基氨基苄基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、对-N，N-二丙基氨基苄基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、对-N，N-二丁基氨基苄基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、对-N-月桂基氨基苄基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和对-N-硬脂基氨基苄基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。这些单体的任何一种可以单独或以两种以上的组合使用。
另外，作为式(2)和/或式(3)表示的含氨基单体，可以仅使用式(2)表示的含氨基单体，可以仅使用式(3)表示的含氨基单体，或可以组合使用式(2)表示的含氨基单体和式(3)表示的含氨基单体。
式(4)表示的含羧基单体可包括，例如，丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸或甲基丙烯酸二聚体和ω-羧基-聚己内酯单丙烯酸酯或-甲基丙烯酸酯(条件是己内酯单元为10个以下)。
式(5)表示的含羧基单体可包括，例如，2-丙烯酰氧基或-甲基丙烯酰氧基乙基丁二酸、2-丙烯酰氧基或-甲基丙烯酰氧基乙基马来酸、2-丙烯酰氧基或-甲基丙烯酰氧基乙基富马酸、2-丙烯酰氧基或-甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基或-甲基丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸。
另外，作为式(4)和/或式(5)表示的含羧基单体，可以仅使用式(4)表示的含羧基单体，可以仅使用式(5)表示的含羧基单体，或可以组合使用式(4)表示的含羧基单体和式(5)表示的含羧基单体。
本发明的正电荷控制树脂可以具有优选5mgKOH/g以上至350mgKOH/g以下，更优选15mgKOH/g以上至345mgKOH/g以下，进一步更优选30mgKOH/g以上至340mgKOH/g以下的氨基值。如果正电荷控制树脂具有小于5mgKOH/g的氨基值，则它可能不能提供充分的电荷量。如果其具有大于350mgKOH/g的氨基值，则不希望地，它趋于与主粘合剂具有低的相容性而不能提供充分的电荷量。
本发明的正电荷控制树脂可以具有优选0.1mgKOH/g以上至150mgKOH/g以下，更优选0.5mgKOH/g以上至145mgKOH/g以下，进一步更优选1mgKOH/g以上至140mgKOH/g以下的酸值。如果正电荷控制树脂具有小于0.1mgKOH/g的酸值，则不能充分地阻止由于其加入而引起的困难出现。如果正电荷控制树脂具有大于150mgKOH/g的酸值，不希望地，它可能不能提供充分的电荷量。
本发明的正电荷控制树脂可以具有优选2000以上至500000以下，更优选3000以上至300000以下，进一步更优选5000以上至200000以下的重均分子量(Mw)。如果其具有小于2000的重均分子量(Mw)，它可能不希望地随时间渗出。如果其具有大于500000的重均分子量(Mw)，不希望地，它可能与主粘合剂具有低的相容性。
本发明的正电荷控制树脂可以具有优选-100℃以上至180℃以下，更优选-90℃以上至170℃以下，进一步更优选-80℃以上至160℃以下的玻璃化转变温度(Tg)。如果其具有低于-100℃的玻璃化转变温度(Tg)，则不希望地，它可能具有高粘合性和大摩擦系数。如果其具有高于180℃的玻璃化转变温度(Tg)，则不希望地，该正电荷控制树脂可能以非均匀状态分散于主粘合剂中。
获得本发明的正电荷控制树脂的聚合方法可以包括，但不特别限于本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。考虑到反应易于控制的优点，优选溶液聚合。作为其溶剂，可以使用的是，但不特别限于二甲苯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸异丁酯、异丙醇、甲醇、甲乙酮、甲基异丁酮、N，N-二甲基甲酰胺和二甲基甲酰胺。聚合可优选在溶剂/单体比例为，但不特别限于基于100质量份的溶剂30质量份以上至400质量份以下单体中进行。
用于获得本发明的正电荷控制树脂的聚合中的聚合引发剂可包括，但不特别限于叔丁基过氧-2-乙基正己酸酯、过新戊酸枯基酯、过氧月桂酸叔丁酯、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化辛酰、过氧化二-叔丁基、过氧化二-叔丁基枯基、过氧化二枯基、2，2′-偶氮双异丁腈、2，2′-偶氮双(2-甲基丁腈)、2，2′-偶氮双(2，4-二甲基戊腈)、2，2′-偶氮双(4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈)和2，2′-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲酯。它们中的任何一种可以单独或组合使用。
聚合引发剂可以以基于100质量份单体0.05质量份以上至30质量份以下，优选0.1质量份以上至15质量份以下的浓度使用。作为聚合温度，根据欲使用的溶剂、引发剂和单体，可以没有任何特别限定地设定。聚合可以优选在40℃以上至150℃以下进行。
同时，本发明的显影辊包含导电轴和依次设置在该导电轴外周的弹性层和至少一层覆盖层。欲作为表面层的该覆盖层含有正电荷控制树脂。然后，将其用作在其表面载有以薄层形成的带负电性显影剂且使该薄层带负电性显影剂与静电图像承载构件接触或接近以使形成于静电图像承载构件上的静电潜像显影的显影辊。由于该正电荷控制树脂，该显影辊可以是具有以下特征的显影辊：可使其覆盖层表面以与调色剂的极性相反的极性带电，且其具有优良的调色剂带电性能，并能够阻止由于加入正电荷控制树脂而引起的困难出现。
图1A和1B示意性地说明本发明的显影辊的实施方案。图1B是沿显影辊的轴的示意性截面视图。图1A是其中以轴向观察显影辊的视图。根据示于这些附图的实施方案的显影辊114包括用作导电轴的轴114a和依次设置在其外周的弹性层114b及表面层，覆盖层114c。
轴114a可以是具有在模塑或成型时及实际使用时能耐受的足够高强度的轴。其可以优选具有4至10mm的外径。作为轴114a的材料，其可以包括以金属如铁、铝、钛、铜和镍；含有任何这些金属的合金，如不锈钢、硬铝、黄铜和青铜；以及由塑料硬化的炭黑或碳纤维组成的复合材料为例的刚性和导电性材料。
该弹性层114b可以是任何已知材料形成的弹性层。可用的是，例如，橡胶材料如天然橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、二元乙丙橡胶、丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶(chloroprene rubber)、氯丁橡胶(neoprene rubber)、异戊二烯橡胶和丁腈橡胶(NBR)，其中已经加入炭黑、石墨、导电性粒子、导电性橡胶等的任意一种。对于如何形成弹性层没有特别限制，可以使用任何已知方法。例如，可用的方法如其中将轴放置在模具中并将橡胶材料浇铸在其中，接着热成型以在轴外周提供弹性层的方法，和其中在其轴外周用独立形成的弹性橡胶材料覆盖轴的方法。优选弹性层114b具有导电性。还优选弹性层114b具有2.0mm以上至10mm以下的厚度。因为弹性层114b具有2.0mm以上厚度，其可以容易地具有足够低的硬度，因为其具有10mm以下的厚度，其能够具有适当的电阻率。因此，优选这样的厚度。
覆盖层114c用作显影辊114的表面层。它是使用通过在基材树脂中混合上述正电荷控制树脂制备的覆盖层构成材料形成的。这样的覆盖层构成材料可以优选含有0.01质量份以上至50质量份以下，更优选0.1质量份以上至30质量份以下的正电荷控制树脂，基于100质量份的基材树脂。
作为基材树脂，可以使用任何已知的树脂，其可以包括，例如，苯乙烯树脂(含有苯乙烯或苯乙烯衍生物的均聚物或共聚物)、丙烯酸类树脂(含有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的均聚物或共聚物)、氯乙烯树脂、苯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、松香改性的马来酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、氟树脂、低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、离聚物树脂、聚氨酯树脂、尼龙树脂、硅酮树脂、酮树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、二甲苯树脂和聚乙烯缩丁醛树脂。作为基材树脂，进行本发明时尤其优选它可以包括聚氨酯树脂、尼龙树脂、丙烯酸类树脂和氟树脂，因为显影辊要求具有耐磨性、调色剂带电生能和调色剂传送性能。基材树脂可以单独或以两种以上的组合使用。
为了控制导电性也优选加入炭黑。为此目的使用的炭黑可以包括，例如，炉黑、灯黑、热裂炭黑、乙炔黑和槽黑。用于覆盖层构成材料的炭黑的量可以根据目标显影辊的性质适当设定。例如，炭黑可以以1质量份以上至40质量份以下的量掺入，基于100质量份基材树脂。
也优选向覆盖层构成材料中加入作为表面粗化材料的具有5μm以上至30μm以下平均粒径的绝缘性粒子，例如聚氨酯颗粒、尼龙颗粒、丙烯酸酯颗粒和聚硅酮颗粒。添加到覆盖层构成材料中的表面粗化材料的量可根据目标显影辊的性质适当设定。例如，表面粗化材料可以以1质量份以上至60质量份以下的量掺入，基于100质量份基材树脂。
对如何形成覆盖层没有特别限制，可以使用任何已知方法，例如使用模塑或涂布的方法。例如，作为使用涂布的方法，可以优选使用以下方法：通过通常已知的使用小球的分散设备如砂磨机、油漆搅拌器、Dyno mill或瓷球球磨机将含有上述组分的覆盖层构成材料分散在溶剂中，分散后，加入固化剂或固化催化剂，接着搅拌，制备用于形成覆盖层的涂布液，然后将因此获得的涂布液通过喷涂、浸涂等涂布在弹性层表面，接着干燥和固化，形成覆盖层。作为溶剂，可用的是，例如，甲乙酮、甲苯和醇。
考虑到获得耐磨性而不损害弹性层的屈挠性，覆盖层可以优选以2μm以上至100μm以下的厚度形成。
上述实例是具有一层覆盖层的显影辊，其也可以是具有两层以上覆盖层的显影辊。在后一情况下，上述正电荷控制树脂可以至少包含在形成表面层的覆盖层中。在其中正电荷控制树脂不包含在位于表面层内侧的覆盖层中的实施方案的情况下，除了不含有正电荷控制树脂外，覆盖层可以以与以上相同的方式构成。两层以上覆盖层可以同样构成或可以根据要使用的覆盖层构成材料的组分、组成等以不同的方式构成。
以下描述本发明的电子照相设备。本发明的电子照相设备的特征在于，显影组件具有的显影辊是本发明的上述显影辊。具体而言，该电子照相设备包括：静电图像承载构件、使静电图像承载构件表面带静电的充电组件、在静电图像承载构件的带电区域形成静电潜像的静电潜像形成组件、将带负电性显影剂进给至形成在静电图像承载构件表面上的静电潜像以使静电潜像可见而形成显影剂图像的显影组件、和将显影剂图像转印至转印材料的转印组件，其中显影组件具有的显影辊是本发明的上述显影辊。本发明的这种电子照相设备保证具有优良的图像特性且能够形成良好的图像。
本发明的电子照相设备(激光束打印机)如图2示意构造。在图2中显示的内容中，激光束打印机的显影组件10使用非磁性单组分显影体系。在其显影剂容器12中，装有显影剂11(由可带负电的非磁性调色剂组成的单组分显影剂)。显影辊24布置在显影剂容器12的开口，其面向作为静电图像承载构件的感光鼓9，因此使它与感光鼓9接触。如上所述，显影辊24由轴24a和在其上形成的弹性层24b及覆盖层24c构成。由轴25a和在其上形成的弹性层25b及覆盖层25c构成的进给辊25以其能够向显影辊24进给显影剂11的状态布置。
该显影辊24和进给辊25沿箭头方向旋转，由此将装在显影剂容器12中的显影剂11载在显影辊24上。其上承载的显影剂11借助刮板16控制，以致显影剂薄层11a形成于显影辊24上，再将该显影剂传送到面向感光鼓9的显影区域13。同时，感光鼓9的表面首先借助充电组件具有的充电辊19带静电，借助来自静电潜像形成组件具有的激光束发射装置发射的激光束L在其上形成静电潜像。横穿显影辊24和感光鼓9，施加来自恒压电源18的显影偏压，将显影剂进给到形成在感光鼓9上的静电潜像，使静电潜像可见(即，使静电潜像显影)，从而形成显影剂图像。此后，借助转印组件(未示出)将显影剂图像转印到转印材料，然后借助定影组件(未示出)定影。将具有已经这样定影的图像的转印材料输出设备。
实施例
以下通过给出实施例更详细地描述本发明。本发明决不限于这些实施例。用于实施例的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体A1、A2和A3的结构式分别表示为(6)、(7)和(8)；含氨基单体B1和B2的结构式分别表示为(9)和(10)；含羧基单体C1和C2的结构式分别表示为(11)和(12)。另外，含羧基单体C2是n＝1的化合物和n＝2的化合物的混合物；它们的平均值为n＝1.4。
Figure S2006800138212D00151
实施例1
生产正电荷控制树脂CCR1并评价物理性质
将20g甲基丙烯酸2-乙基己酯(A1)、25g甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯(B1)和5g 2-甲基丙烯酰氧基乙基丁二酸(C1)作为共聚单体、37.5g甲苯和12.5g乙醇作为溶剂及2.0g 2，2′-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲酯作为聚合引发剂投入安装有搅拌器、冷凝器、温度计和氮气进给管的可分离的四口烧瓶中。将这些物质搅拌，在氮气氛中在80℃下进行溶液聚合8小时，获得正电荷控制树脂CCR1的溶液。其后将所获得的一部分溶液在减压下干燥，获得正电荷控制树脂CCR1。使用这种物质评价正电荷控制树脂CCR1的物理性质。
分别用全自动滴定计(商品名AT-510，由Kyoto ElectronicsManufacturing Co.，Ltd.制造)、GPC(凝胶渗透色谱)(仪器：商品名HLC-8120GPC，由Toso Corporation制造；柱：商品名KF-805L，两根柱，从Showa Denko K.K.购得)、及DSC(示差扫描量热计)(仪器：商品名DSC6200，由Seiko Instruments Inc.制造)测量所获得的正电荷控制树脂CCR1的氨基值和酸值、重均分子量(Mw)和Tg。结果示于表1。
生产显影辊1
将8mm外径的轴(由SUM(高速切削碳钢)制成)居中放置于内径为16mm的圆柱模具中，将液体导电硅橡胶(从Dow CorningToray Silicone Co.，Ltd.得到；Asker-C硬度：35度；体积电阻率：10×109Ωcm)浇铸在模具中。然后，将其置于130℃烘箱中进行热成型20分钟。将所获得的模制的产品脱模，其后在200℃烘箱中二次硫化4小时。因此在轴周围形成4mm厚的弹性层。
然后，将聚氨酯涂布材料(商品名：NIPPOLAN N5033；从Nippon Polyurethane Industry Co.，Ltd.得到)用甲乙酮稀释而使固体物质浓度为10％。向该聚氨酯涂布材料中，基于100质量份其固含量，将10质量份正电荷控制树脂CCR1、50质量份炭黑(商品名：#7360SB；从Tokai Carbon Co.，Ltd.购得)作为导电试剂和6质量份平均粒径为14μm的聚氨酯颗粒(商品名：ART PEARLC400；从Negami Chemical Industrial Co.，Ltd.得到)作为表面粗化剂(roughening agent)加入，并将各个组分彻底分散。向所获得的分散物中基于100质量份聚氨酯涂布材料的固体物质以10质量份的量加入固化剂(改性的TDI(甲苯二异氰酸酯))，商品名：COLONATEL；从Nippon Polyurethane Industry Co.，Ltd.购得)，接着搅拌，获得涂布液，然后通过浸涂将其涂布在之前形成的弹性层上，如此涂布以使干燥和以以下方式固化后层厚度为20μm。将形成的湿涂层在80℃烘箱中干燥15分钟，然后在140℃烘箱中固化4小时以形成覆盖层而获得显影辊1。
测量表面层的倾斜板法电荷量
将上述表面层形成涂布材料均匀地涂施于SUS不锈钢板上，然后将形成的湿涂层在80℃的烘箱中干燥15分钟，接着在140℃烘箱中固化4小时，生产电荷量测量样品板。
倾斜板法测量电荷量在常温和常湿环境(N/N)(22℃、55％RH)中并使用级联(cascade)型表面电荷测量仪(由ToshibaChemical Corporation制造)来进行，该仪器示于图3。在图3中，附图标记1表示参比粉末加料斗；2为倾斜板(样品台)；3为参比粉末；4为接收器；5为绝缘板；6为静电计量器(electrometer)；7为连接末端的计量器。
首先，称量接收器4的质量，并以W1(g)表示。将测量样品板固定于具有60度倾斜角的倾斜板2，使参比粉末3从参比粉末加料斗1中下落20秒。参比粉末下落后，用静电计量器6测量测量样品板的电荷，并以Q(μC)表示。此外，称量整个接收器4的质量，并用W2(g)表示。根据以下表达式计算倾斜板法电荷量，得到示于表2的结果。
倾斜板法电荷量(μC/g)＝Q/(W2-W1)。
评价显影辊1
将如上所述获得的显影辊1安装于使用由可带负电的非磁性调色剂组成的单组分显影剂的评价用激光束打印机，并在高温和高湿环境(H/H)(32.5℃、80％RH)中将所述图像(字符型图像)连续打印至18000张纸张上。然后，测量附着于显影辊表面的调色剂的电荷量并通过后面描述的方法评价图像密度和起雾。
也构造低温和低湿环境(L/L)(15℃、10％RH)，其中打印起始阶段图像。此后，通过后面描述的方法对飞散在图像周围的任何调色剂(线图像周围的斑点)和花斑(在运行期间出现在全黑和半色调图像中的斑点图像不均匀)进行评价。
结果示于表3中。
实施例2至5
生产正电荷控制树脂CCR2至CCR5并评价物理性质。
除了如表1所示使用丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体、含氨基单体和含羧基单体之外，以与实施例1的正电荷控制树脂的生产中相同的方式获得正电荷控制树脂CCR2至CCR5。以与实施例1的正电荷控制树脂的物理性质评价相同的方式分别评价所获得的正电荷控制树脂CCR2至CCR5的氨基值、酸值、重均分子量(Mw)和Tg。结果示于表1。
生产显影辊2至5
除了分别使用正电荷控制树脂CCR2至CCR5代替CCR1之外，以与实施例1中相同的方式生产显影辊2至5。
测量表面层的倾斜板法电荷量
以与实施例1中相同的方式评价。结果示于表2。
评价显影辊2至5
以与实施例1中相同的方式评价。结果示于表3。
比较例1和2
生产正电荷控制树脂CCR6和CCR7并评价物理性质
除了如表1所示使用丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体、含氨基单体和含羧基单体之外，以与实施例1的正电荷控制树脂的生产中相同的方式获得正电荷控制树脂CCR6和CCR7。以与实施例1的正电荷控制树脂的物理性质评价相同的方式分别评价所获得的正电荷控制树脂CCR6和CCR7的氨基值、酸值、重均分子量(Mw)和Tg。结果示于表1。
生产显影辊6和7
除了分别使用正电荷控制树脂CCR6和CCR7代替CCR1之外，以与实施例1中相同的方式生产显影辊6和7。
测量表面层的倾斜板法电荷量
以与实施例1中相同的方式评价。结果示于表2。
评价显影辊6和7
以与实施例1中相同的方式评价。结果示于表3。
比较例3
生产显影辊8
除了不使用正电荷控制树脂之外，以与实施例1中相同的方式生产显影辊8。
测量表面层的倾斜板法电荷量
以与实施例1中相同的方式评价。结果示于表2。
评价显影辊8
以与实施例1中相同的方式评价。结果示于表3。
1)电荷量(Q/M)：
通过金属圆柱管和圆柱过滤器借助抽吸收集维持在显影辊上的调色剂。在库仑计上读取连接于该金属圆柱管的电容器上累积的电荷的电荷量Q，测量收集的调色剂的质量M。从由此获得的电荷量Q和质量M计算每单位质量的电荷量Q/M(μC/g)得到电荷量(Q/M)。
2)起雾：
测量全白图像的反射率和空白转印纸张的反射率。当将全白图像的反射率的最小值从空白转印纸张的反射率的最大值减去后得到的值作为起雾密度。用TC-6DS(商品名；由TokyoDenshoku Co.，Ltd.制造)测量反射率。
起雾评价：
A：很好(低于1.0％)。
B：好(1.0％以上至小于2.0％)。
C：差(2.0％以上)。
3)图像密度：
复制全黑图像，用Macbeth Densitometer RD-918(商品名；从Sakata Inx Corporation得到)测量它们的图像密度。
图像密度评价：
A：很好(1.4以上)。
B：好(1.2以上至小于1.4)。
C：差(小于1.2)。
4)调色剂飞散：
目测评价形成的图像以评价是否看到调色剂飞散(线图像周围的斑点)。
A：未见调色剂飞散。
C：可见调色剂飞散。
5)花斑：
目测评价形成的图像以评价是否看到任何花斑。
对花斑的评价：
A：未见花斑。
C：可见花斑。
表1
正电荷控制树脂       丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体 含氨基单体 含羧基单体 氨基值(mgKOH/g) 酸值(mgKOH/g) Mw Tg℃
符号 量(g) 符号 量(g) 符号 量(g)
  实施例：
  1   CCR1   A1   20   B1   25   C1   5     176.7     36.0  15700   7.5
  2   CCR2   A1   10   B1   30   C1   10     216.3     70.7  89200   9.1
  3   CCR3   A3   15   B1   30   C1   5     205.6     37.1  6300   10.3
  4   CCR4   A2   5   B1   35   C1   10     257.3     69.2  13800   18.2
  5   CCR5   A1   10   B2   35   C2   5     256.4     35.2  12400   1.2
  比较例：
  1   CCR6   A1   15   B1   35   -   -     241.4     0.0  19100   11.7
  2   CCR7   A1   25   -   -   C1   25     0.0     177.8  13500   1.1
  3   -   -   -   -   -   -   -     -     -  -   -
表2
显影辊号 CCR号     在N/N环境中表面层的倾斜板法电荷量(μC/g))
    实施例：
    12345     12345     12345     12.612.511.57.411.5
    比较例：
    123     678     67-     10.90.90.8
表3
显影辊号 CCR号    在H/H环境中   在L/L环境中
   电荷量Q/M(μC/g) 起雾  图像密度   调色剂飞散 花斑
 实施例：
 1    12    23    34    45    5     12345     -69-64-61-65-67   AAAAA   AAAAA     AAAAA     AAAAA
 比较例：
 1    62    73    8     67-   -68-33-40   ACC   ABB     CAA     CAA
在实施例1至5中，通过使显影辊表面层具有较高电荷量而使调色剂具有较高电荷量，从而带来良好的图像密度、更少的起雾且也没有调色剂飞散或花斑。
另一方面，比较例1尽管其在电荷量和起雾方面显示良好的结果，但在L/L评价中的图像评价中在调色剂飞散和花斑方面有问题。另外，比较例2显示低调色剂电荷量且也带来严重的起雾。认为这是由于不能使显影辊以与调色剂极性相反的极性带电的事实所致，因为正电荷控制树脂CCR7含有含羧基单体的单元但不含有含氨基单体的单元。另外，比较例3显示低调色剂电荷量且也带来严重的起雾。认为这是由于不含有正电荷控制树脂的事实所致。
本申请要求2005年6月15日提交的日本专利申请No.2005-174683和2005年6月24日提交的日本专利申请No.2005-185453的优先权，其在这里引入以作参考。

Claims (6)

1.一种正电荷控制树脂，其包括通过聚合作为共聚组分的式(1)表示的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体、式(2)和/或式(3)表示的含氨基单体和式(4)和/或式(5)表示的含羧基单体而获得的共聚物：
Figure S2006800138212C00011
其中R1代表具有4个以上碳原子的烷基或具有1至14个碳原子且具有3个以上氟原子的氟烷基；R2、R2a、R2b、R2c和R2d每一个独立地代表氢原子或甲基；R3a和R3b每一个独立地代表具有1至7个碳原子的二价有机基团；R4a、R4b、R5a和R5b每一个独立地代表氢原子，具有1至20个碳原子的有机基团，或具有4至20个碳原子的二价有机基团且其中R4a与R5a或R4b与R5b已化学结合，或具有4至19个碳原子的二价有机基团，其含有氧原子、氮原子和硫原子的至少一个且其中R4a与R5a或R4b与R5b已化学结合；R6代表具有2至6个碳原子的亚烷基；R7代表具有2至4个碳原子的亚烷基；R8代表1，2-亚乙基、1，2-亚乙烯基、1，2-亚环己烯基或1，2-亚苯基；n代表0至10的整数。
2.根据权利要求1所述的正电荷控制树脂，其中所述共聚物具有氨基值为5mgKOH/g以上至350mgKOH/g以下，和酸值为0.1mgKOH/g以上至150mgKOH/g以下。
3.根据权利要求1所述的正电荷控制树脂，其中所述共聚物具有重均分子量Mw为2000以上至500000以下。
4.根据权利要求1所述的正电荷控制树脂，其中所述共聚物具有玻璃化转变温度Tg为-100℃以上至180℃以下。
5.一种显影辊，其包括导电轴和依次设置在该导电轴外周的弹性层和至少一层覆盖层；
所述显影辊在其表面载有以薄层形成的带负电性显影剂且使该薄层带负电性显影剂与静电图像承载构件接触或接近以使形成在静电图像承载构件上的静电潜像显影；
所述覆盖层含有根据权利要求1所述的正电荷控制树脂。
6.一种电子照相设备，其包括静电图像承载构件、使静电图像承载构件表面带静电的充电组件、在静电图像承载构件的带电区域形成静电潜像的静电潜像形成组件、将带负电性显影剂进给至形成在静电图像承载构件表面上的静电潜像以使静电潜像可见而形成显影剂图像的显影组件、和将显影剂图像转印至转印材料的转印组件，其中；
所述显影组件具有的显影辊是根据权利要求5所述的显影辊。
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