JP7261086B2 - プロセスカートリッジおよび電子写真装置 - Google Patents
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Description
該電子写真感光体に当接し、該電子写真感光体を帯電する帯電手段と、トナーを収容し、かつ該電子写真感光体上に形成された静電潜像を該トナーにより現像してトナー画像を形成するための現像手段と、クリーニングブレードを有し、かつ該電子写真感光体に該クリーニングブレードを当接させて該電子写真感光体上の該トナーを除去するためのクリーニング手段と、を有するプロセスカートリッジであって、該トナーが、着色剤および結着樹脂を含有するトナー母体と、有機ケイ素重合体を含有する表層と、を有し、該トナー母体に対する該有機ケイ素重合体の固着率が、85.0%以上99.0%以下であり、該電子写真感光体が、支持体および表面層を有し、該電子写真感光体の表面層のユニバーサル硬さ値(HU)が、210N/mm 2 以上250N/mm 2 以下であり、該電子写真感光体の表面層の弾性変形率(We)が、37%以上52%以下である、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る電子写真装置は、記載のプロセスカートリッジと、露光手段と、転写手段と、を有する、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る電子写真装置は、電子写真感光体と、露光手段と、該電子写真感光体に当接し、該電子写真感光体を帯電する帯電手段と、トナーを収容し、かつ該電子写真感光体上に形成された静電潜像を該トナーにより現像してトナー画像を形成するための現像手段と、転写手段と、クリーニングブレードを有し、かつ該電子写真感光体に該クリーニングブレードを当接させて該電子写真感光体上の該トナーを除去するためのクリーニング手段と、を有する電子写真装置であって、該トナーが、着色剤および結着樹脂を含有するトナー母体と、有機ケイ素重合体を含有する表層と、を有し、該トナー母体に対する該有機ケイ素重合体の固着率が、85.0%以上99.0%以下であり、該電子写真感光体が、支持体および表面層を有し、該電子写真感光体の表面層のユニバーサル硬さ値(HU)が、210N/mm 2 以上250N/mm 2 以下であり、該電子写真感光体の表面層の弾性変形率(We)が、37%以上52%以下である、ことを特徴とする。
上記技術課題を解決するために、特定の表層を有するトナーと特定の表面層を有する電子写真感光体の組合せを用いる点が本発明の特徴である。
本発明におけるトナーは、着色剤および結着樹脂を含有するトナー母体と、有機ケイ素重合体を含有する表層とを有し、かつ、トナー母体に対する有機ケイ素重合体の固着率が85.0%以上99.0%以下である。該固着率は90.0%以上99.0%以下であることがより好ましい。
また、上記トナーの有機ケイ素重合体は、下記式(B)で表わされる部分構造を有し、有機ケイ素重合体がトナー粒子表層で凸形状を形成することが好ましい。このとき、トナー中の有機ケイ素重合体の含有量が0.5質量%以上5.0質量%以下であり、かつ、該凸形状の凸高さが40nm以上100nm以下の範囲内であることが好ましい。
R1-SiO3/2 式(B)
(式中のR1は炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。)
さらには、有機ケイ素重合体の含有量は1.5質量%以上5.0質量%以下であることがより好ましい。
本発明の一態様に係る電子写真感光体は、支持体と、該支持体上に表面層と、を有することを特徴とする。
電子写真感光体を製造する方法としては、後述する各層の塗布液を調製し、所望の層の順番に塗布して、乾燥させる方法が挙げられる。このとき、塗布液の塗布方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、インクジェット塗布、ロール塗布、ダイ塗布、ブレード塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、リング塗布などが挙げられる。これらの中でも、効率性および生産性の観点から、浸漬塗布が好ましい。
以下、各層について説明する。
本発明において、電子写真感光体は、支持体を有する。本発明において、支持体は導電性を有する導電性支持体であることが好ましい。また、支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、シート状などが挙げられる。中でも、円筒状支持体であることが好ましい。また、支持体の表面に、陽極酸化などの電気化学的な処理や、ブラスト処理、切削処理などを施してもよい。
支持体の材質としては、金属、樹脂、ガラスなどが好ましい。
金属としては、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、金、ステンレスや、これらの合金などが挙げられる。中でも、アルミニウムを用いたアルミニウム製支持体であることが好ましい。
また、樹脂やガラスには、導電性材料を混合または被覆するなどの処理によって、導電性を付与してもよい。
本発明において、支持体の上に、導電層を設けてもよい。導電層を設けることで、支持体表面の傷や凹凸を隠蔽することや、支持体表面における光の反射を制御することができる。
導電層は、導電性粒子と、樹脂と、を含有することが好ましい。
これらの中でも、導電性粒子として、金属酸化物を用いることが好ましく、特に、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛を用いることがより好ましい。
導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、金属酸化物の表面をシランカップリング剤などで処理したり、金属酸化物にリンやアルミニウムなど元素やその酸化物をドーピングしたりしてもよい。
また、導電性粒子は、芯材粒子と、その粒子を被覆する被覆層とを有する積層構成としてもよい。芯材粒子としては、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛などが挙げられる。被覆層としては、酸化スズなどの金属酸化物が挙げられる。
また、導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、その体積平均粒径が、1nm以上500nm以下であることが好ましく、3nm以上400nm以下であることがより好ましい。
また、導電層は、シリコーンオイル、樹脂粒子、酸化チタンなどの隠蔽剤などをさらに含有してもよい。
導電層は、上述の各材料および溶剤を含有する導電層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。導電層用塗布液中で導電性粒子を分散させるための分散方法としては、ペイントシェーカー、サンドミル、ボールミル、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。
本発明において、支持体または導電層の上に、下引き層を設けてもよい。下引き層を設けることで、層間の接着機能が高まり、電荷注入阻止機能を付与することができる。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレンオキシド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、セルロース樹脂などが挙げられる。
重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、イソシアネート基、ブロックイソシアネート基、メチロール基、アルキル化メチロール基、エポキシ基、金属アルコキシド基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、カルボン酸無水物基、炭素-炭素二重結合基などが挙げられる。
電子輸送物質としては、キノン化合物、イミド化合物、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物、フルオレノン化合物、キサントン化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル化合物、ハロゲン化アリール化合物、シロール化合物、含ホウ素化合物などが挙げられる。電子輸送物質として、重合性官能基を有する電子輸送物質を用い、上述の重合性官能基を有するモノマーと共重合させることで、硬化膜として下引き層を形成してもよい。
金属酸化物としては、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素などが挙げられる。金属としては、金、銀、アルミなどが挙げられる。
また、下引き層は、添加剤をさらに含有してもよい。
下引き層は、上述の各材料および溶剤を含有する下引き層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥および/または硬化させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。
電子写真感光体の感光層は、主に、(1)積層型感光層と、(2)単層型感光層とに分類される。(1)積層型感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、を有する。(2)単層型感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質を共に含有する感光層を有する。
積層型感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層と、を有する。
電荷発生層は、電荷発生物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
電荷発生層中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生層の全質量に対して、40質量%以上85質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
電荷発生層は、上述の各材料および溶剤を含有する電荷発生層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。
電子写真感光体が保護層を有しない場合、電荷輸送層は本発明における表面層である。すなわち、電荷輸送層は、ユニバーサル硬さ値(HU)が210以上250以下(N/mm2)であり、かつ弾性変形率(We)が37%以上52%以下である。
電荷輸送層は、電荷輸送物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
電荷輸送層が表面層であるときは、電荷輸送層は電荷輸送物質として上記式(A-1)で示される構造、および上記式(A-2)で示される構造の両方を有することが好ましい。
電荷輸送層が表面層でないとき、電荷輸送層中の電荷輸送物質の含有量は、電荷輸送層の全質量に対して、25質量%以上70質量%以下であることが好ましく、30質量%以上55質量%以下であることがより好ましい。また、電荷輸送物質と樹脂との含有量比(質量比)は、4:10~20:10が好ましく、5:10~12:10がより好ましい。
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂および溶剤を含有する感光層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂としては、上記「(1)積層型感光層」における材料の例示と同様である。
本発明の一態様に係る電子写真感光体は、感光層の上に保護層を有してもよい。電子写真感光体が保護層を有する場合は、保護層が本発明における表面層となる。
先に述べたように、表面層としての保護層は、ユニバーサル硬さ値(HU)が210以上250以下(N/mm2)であり、かつ弾性変形率(We)が37%以上52%以下である。
また、表面層としての保護層は、式(A-1)で示される構造、および式(A-2)で示される構造の両方を有することが好ましい。表面層としての保護層中の式(A-1)および式(A-2)の構造単位の合計の割合が60質量%以上であると本発明の効果がより高く得られるので好ましい。また、式(A-1)の構造単位に対する式(A-2)の構造単位の割合は20質量%以上70質量%以下であることが適度な架橋密度と電子輸送構造の配置のためにより好ましい。
また、表面層としての保護層は、Ra=0.010μm以上0.045μm以下、Sm=0.005mm以上0.060mm以下の範囲内の形状を有することが好ましい。さらに、表面層としての保護層は、Ra=0.010μm以上0.030μm以下、Sm=0.005mm以上0.060mm以下の範囲内の形状を有することがより好ましい。
電荷輸送能を有する重合性官能基を有するモノマーの例としては以下の化合物が挙げられる。これらの中でも式(A-12)と式(A-25)または式(A-27)の組み合わせで保護層を形成すると本発明の効果がより効果的に発現する観点から特に好ましい。
導電性粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物の粒子が挙げられる。
電荷輸送物質としては、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、エナミン化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物や、これらの物質から誘導される基を有する樹脂などが挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物が好ましい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
<表層>
本発明の一態様に係るトナー粒子の表層は有機ケイ素重合体を含有する表層であり、上記有機ケイ素重合体のトナー母体に対する固着率が85.0%以上99.0%以下である。上記有機ケイ素重合体は、式(B)で表される部分構造を有することが好ましい。さらに、上記トナー粒子の表面のX線光電子分光分析(ESCA)において、炭素原子の濃度dC、酸素原子の濃度dO、およびケイ素原子の濃度dSiの合計を100.0atomic%とする。このとき、ケイ素原子の濃度dSiが2.5atomic%以上28.6atomic%以下であることが好ましい。
R1-SiO3/2 式(B)
(R1は炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。)
上記式(Z)としては以下のものが挙げられる。
トナーは、結着樹脂を含有するものである。結着樹脂は特段限定されず、従来公知のものを用いることができる。結着樹脂はビニル系樹脂、ポリエステル樹脂などが好ましく例示できる。ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂およびその他の結着樹脂として、以下の樹脂または重合体が例示できる。
トナー粒子を構成する結着樹脂の分子量をコントロールする為に、重合性単量体の重合に際して、架橋剤を添加してもよい。
例えば、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジビニルベンゼン、ビス(4-アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート(MANDA 日本化薬)、および以上のアクリレートをメタクリレートに変えたものが挙げられる。
架橋剤の添加量としては、重合性単量体に対して0.001質量%以上15.000質量%以下であることが好ましい。
本発明において、トナー粒子を構成する材料の1つとして、離型剤を含有することが好ましい。上記トナー粒子に使用可能な離型剤としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムのような石油系ワックスおよびその誘導体、モンタンワックスおよびその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックスおよびその誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィンワックスおよびその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックスのような天然ワックスおよびその誘導体、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸のような脂肪酸、あるいはその化合物、酸アミドワックス、エステルワックス、ケトン、硬化ヒマシ油およびその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、シリコ-ン樹脂が挙げられる。なお、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。なお、離型剤の含有量は、結着樹脂または重合性単量体100.0質量部に対して5.0質量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。
トナーは、着色剤を含有するものである。着色剤は特段限定されず、例えば以下に示す公知のものを使用することができる。
C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、155、168、180。
パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリアントオレンジGK。
C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254。
C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66。
緑色顔料としては、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンGが挙げられる。白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛が挙げられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、非磁性フェライト、マグネタイト、上記黄色系着色剤、赤色系着色剤および青色系着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。これらの着色剤は、単独または混合して、さらには固溶体の状態で用いることができる。
なお、着色剤の含有量は、結着樹脂または重合性単量体100.0質量部に対して3.0質量部以上15.0質量部以下であることが好ましい。
本発明において、トナー粒子は荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤としては、公知のものが使用できる。特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナー粒子を直接重合法により製造する場合には、重合阻害性が低く、水系媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。
有機金属化合物およびキレート化合物として、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸およびダイカルボン酸系の金属化合物。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノおよびポリカルボン酸およびその金属塩、無水物、またはエステル類、ビスフェノールのようなフェノール誘導体類なども含まれる。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーンが挙げられる。
ニグロシンおよび脂肪酸金属塩のようなニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム-1-ヒドロキシ-4-ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートのような4級アンモニウム塩、およびこれらの類似体であるホスホニウム塩のようなオニウム塩およびこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料およびこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。
トナー粒子は、外添せずにトナーを構成することもできるが、流動性、帯電性、クリーニング特性などを改良するために、いわゆる外添剤である流動化剤、クリーニング助剤などを添加してトナーを構成してもよい。
トナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。
キャリアとしては、例えば鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、これらの中ではフェライト粒子を用いることが好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなる樹脂分散型キャリアなどを用いてもよい。
キャリアとしては、体積平均粒径が15μm以上100μm以下のものが好ましく、25μm以上80μm以下のものがより好ましい。
トナー粒子は、まずトナー粒子を製造するための公知の手段を用いてトナーのコア粒子を製造した後、コア粒子の表面に表層を形成することで製造することができる。トナー粒子を製造するための公知の手段としては、混練粉砕法や湿式製造法を用いることができる。粒径の均一化や形状制御性の観点からは湿式製造法を好ましく用いることができる。さらに湿式製造法には懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化重合凝集法、乳化凝集法などを挙げることができる。
2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリルのようなアゾ化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、デカノニルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシピバレート、クメンヒドロパーオキサイドのようなパーオキサイド系開始剤。
トナー中の有機ケイ素重合体の含有量の測定は、例えば、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)と、測定条件設定および測定データ解析をするための付属の専用ソフト「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いて行うことができる。上記装置を用いた場合の具体的な測定方法について、以下に述べる。
以下に有機ケイ素重合体のトナー母体に対する固着率を算出する方法の具体的な例を示す。
イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学株式会社製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブ(容量50mL)に上記ショ糖濃厚液を31gと、コンタミノンN(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業株式会社(現:富士フィルム和光純薬工業株式会社)製)を6mL入れ分散液を作製する。この分散液にトナー1gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
遠心分離用チューブをシェイカーにて350spm(strokes per min)、20分間で振とうして水洗する。
振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R 株式会社コクサン製)にて3500rpm、30分間の条件で分離する。
トナーと水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナーをスパチュラなどで採取する。採取されたトナーを含む水溶液を減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥する。
乾燥品をスパチュラで解砕し、蛍光X線で有機ケイ素重合体の量を測定する。水洗後のトナーと初期のトナーの測定対象の元素量比から固着率(%)を計算する。
測定装置としては、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)と、測定条件設定および測定データ解析をするための付属の専用ソフト「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いる。
なお、X線管球のアノードとしてはRhを用い、測定雰囲気は真空、測定径(コリメーターマスク径)は10mm、測定時間10秒とする。また、軽元素を測定する場合にはプロポーショナルカウンタ(PC)、重元素を測定する場合にはシンチレーションカウンタ(SC)で検出する。
測定サンプルとしては、専用のプレス用アルミリング直径10mmの中に水洗後のトナーと初期のトナーを約1g入れて平らにならし、錠剤成型圧縮機「BRE-32」(株式会社前川試験機製作所製)を用いて、20MPaで60秒間加圧し、厚さ約2mmに成型したペレットを用いる。
上記条件で測定を行い、得られたX線のピーク位置をもとに元素を同定し、単位時間あたりのX線光子の数である計数率(単位:cps)からその濃度を算出する。
それぞれの試料について、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにして検量線用の試料のペレットを作製し、PETを分光結晶に用いた際に回折角(2θ)=109.08°に観測されるSi-Kα線の計数率(単位:cps)を測定する。この際、X線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、24kV、100mAとする。得られたX線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のSiO2添加量を横軸として、一次関数の検量線を得る。次に、分析対象のトナーを、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにしてペレットとし、そのSi-Kα線の計数率を測定する。そして、上記の検量線からトナー中の有機ケイ素重合体の含有量を求める。上記方法により算出した初期のトナーの元素量に対して、水洗後のトナーの元素量の比率を求め、トナー母体に対する固着率(%)とした。
式(B)で表される構造における、ケイ素原子に結合する炭化水素基などの構造は、13C-NMR(固体)により確認することができる。
「13C-NMR(固体)の測定条件」
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料:NMR測定用のトナー粒子のテトラヒドロフラン不溶分 150mg
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:123.25MHz(13C)
基準物質:アダマンタン(外部標準:29.5ppm)
試料回転数:20kHz
コンタクト時間:2ms
遅延時間:2s
積算回数:1024回
当該方法にて、ケイ素原子に結合しているメチル基(Si-CH3)、エチル基(Si-C2H5)、プロピル基(Si-C3H7)、ブチル基(Si-C4H9)、ペンチル基(Si-C5H11)、ヘキシル基(Si-C6H13)、フェニル基(Si-C6H5-)などに起因するシグナルの有無により、式(B)のR1で表わされる炭化水素基を確認することができる。
なお、上記式(B)で表される部分構造をさらに詳細に確認する必要がある場合、上記13C-NMRの測定に加えて1H-NMRの測定を行って同定してもよい。
トナー粒子中の有機ケイ素重合体の凸高さは、トナーの断面を作製した後、得られたトナーの断面について走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いて画像を取得し、さらに得られた画像について画像解析することで測定することができる。
トナーの断面の作製手順を以下に説明する。
カバーガラス(松波硝子株式会社、角カバーグラス;正方形No.1)上にトナーを一層となるように散布し、オスミウム・プラズマコーター(filgen社、OPC80T)を用いて、保護膜としてトナーにOs膜(5nm)及びナフタレン膜(20nm)を施す。
次に、PTFE製のチューブ(Φ1.5mm×Φ3mm×3mm)に光硬化性樹脂D800(日本電子株式会社)を充填し、チューブの上に上記カバーガラスをトナーが光硬化性樹脂D800に接するような向きで静かに置く。この状態で光を照射して樹脂を硬化させた後、カバーガラスとチューブを取り除くことで、最表面にトナーが包埋された円柱型の樹脂を形成する。
超音波ウルトラミクロトーム(Leica社、UC7)により、切削速度0.6mm/sで、円柱型の樹脂の最表面からトナーの半径(例えば、重量平均粒径(D4)が8.0μmの場合は4.0μm)の長さだけ切削して、トナー中心部の断面を出す。
次に、膜厚100nmとなるように切削し、トナーの断面の薄片サンプルを作製する。以上のようにして、トナー中心部の断面を得ることができる。
・プローブサイズ:1nm
・画像サイズ:1024×1024pixel
・明視野像のDetector Controlパネル
Contrast:1425
Brightness:3750
・Image Controlパネル
Contrast:0.0
Brightness:0.5
Gammma:1.00
・画像倍率:100,000倍
画像解析は、例えば次のようにして行うことができる。まず、ライン描画ツールにてトナーの球状部22の外周23に沿ってラインを描く。続いて、描いた曲線のラインを直線となるように画像を変換する。このとき、トナーの球状部22を形成する球の中心から、凸形状の有機ケイ素重合体の表面までの距離が変化しないように変換を行う。その後、変換後の画像中の、凸形状の各有機ケイ素重合体について、例えば図4に示すように、凸形状の有機ケイ素重合体24の、直線に変換したラインからの最長距離を計測し、有機ケイ素重合体の凸高さHとする。
本発明の一態様に係るプロセスカートリッジは、これまで述べてきた電子写真感光体と、該電子写真感光体に当接して該電子写真感光体を帯電する帯電手段と、該電子写真感光体上にトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段と、該電子写真感光体にブレードを当接し該電子写真感光体上のトナーを除去するクリーニング手段と、を有する。
電子写真感光体1は円筒状の電子写真感光体であり、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。電子写真感光体1の表面は、帯電手段3により、正または負の所定電位に帯電される。帯電された電子写真感光体1の表面には、露光手段(不図示)から露光光4が照射され、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。電子写真感光体1の表面に形成された静電潜像は、現像手段5内に収容されたトナーで現像され、電子写真感光体1の表面にはトナー像が形成される。電子写真感光体1の表面に形成されたトナー像は、転写手段6により、転写材7に転写される。トナー像が転写された転写材7は、定着手段8へ搬送され、トナー像の定着処理を受け、電子写真装置の外へプリントアウトされる。電子写真装置は、転写後の電子写真感光体1の表面に残ったトナーなどの付着物を除去するための、クリーニング手段9を有していてもよい。電子写真装置は、電子写真感光体1の表面を、前露光手段(不図示)からの前露光光10により除電処理する除電機構を有していてもよい。また、本発明の一態様に係るプロセスカートリッジ11を電子写真装置本体に着脱するために、レールなどの案内手段12を設けてもよい。
(水系媒体1の調製工程)
反応容器中のイオン交換水300.0部に、リン酸ナトリウム(ラサ工業株式会社製・12水和物)4.2部を投入し、窒素パージしながら65℃で1.0時間保温した。
これに、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、12000rpmにて攪拌しながら、イオン交換水3.0部に2.8部の塩化カルシウム(2水和物)を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。さらに、水系媒体に10質量%塩酸を投入し、pHを6.0に調整し、水系媒体1を得た。
・スチレン:60.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 :6.5部
上記材料をアトライタ(三井三池化工機株式会社製)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5.0時間分散させて、顔料分散液を調製した。
上記顔料分散液に下記材料を加えた。
・スチレン:20.0部
・n-ブチルアクリレート:20.0部
・架橋剤 ジビニルベンゼン:0.3部
・飽和ポリエステル樹脂:5.0部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)とテレフタル酸との重縮合物(モル比10:12)、ガラス転移温度Tg=68℃、重量平均分子量Mw=10000、分子量分布Mw/Mn=5.12)
・フィッシャートロプシュワックス(融点78℃):7.0部
これを65℃に保温し、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、500rpmにて均一に溶解、分散し、重合性単量体組成物を調製した。
撹拌機、温度計を備えた反応容器に、イオン交換水60.0部を秤量し、10wt%の塩酸を用いてpHを3.0に調整した。これを撹拌しながら加熱し、温度を70℃にした。その後、メチルトリエトキシシラン40.0部を添加して2時間撹拌して表層用有機ケイ素化合物の加水分解を行った。加水分解の終点は目視にて油水が分離せず1層になったことで確認を行い、冷却して表層用有機ケイ素化合物の加水分解液を得た。
水系媒体1の温度を70℃、撹拌装置の回転数を12000rpmに保ちながら、水系媒体1中に重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤であるt-ブチルパーオキシピバレート9.0部を添加した。そのまま該撹拌装置にて12000rpmを維持しつつ10分間造粒した。
高速撹拌装置からプロペラ撹拌羽根に撹拌機を代え、150rpmで攪拌しながら70℃を保持して5.0時間重合を行い、85℃に昇温して2.0時間加熱することで重合反応を行い、トナー粒子のスラリーを得た。その後、スラリーの温度を70℃に冷却してpHを測定したところ、pH=5.0だった。70℃で撹拌を継続したまま、表層用有機ケイ素化合物の加水分解液を20.0部添加してトナー粒子の表層形成を開始した。そのまま90分保持した後に、水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーの縮合を完結させるためにpH=9.0に調整してさらに300分保持して表層を形成させた。
重合工程終了後、トナー粒子のスラリーを冷却し、トナー粒子のスラリーに塩酸を加えpH=1.5以下に調整して1時間撹拌放置してから加圧ろ過器で固液分離し、トナーケーキを得た。これをイオン交換水でリスラリーして再び分散液とした後に、前述のろ過器で固液分離した。リスラリーと固液分離とを、ろ液の電気伝導度が5.0μS/cm以下となるまで繰り返した後に、最終的に固液分離してトナーケーキを得た。得られたトナーケーキは気流乾燥機フラッシュジェットドライヤー(株式会社セイシン企業製)にて乾燥を行い、さらにコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて微粗粉をカットしてトナー粒子1を得た。乾燥の条件は吹き込み温度90℃、乾燥機出口温度40℃、トナーケーキの供給速度はトナーケーキの含水率に応じて出口温度が40℃から外れない速度に調整した。トナー粒子1の断面TEM観察においてケイ素マッピングを行い、表層に均一なケイ素原子が存在すること、有機ケイ素重合体を含有するトナー粒子の表層の厚みが2.5nm以下である分割軸の数の割合が、20.0%以下であることを確認した。以降の実施例および比較例においても、有機ケイ素重合体を含有する表層は同様のケイ素マッピングで表層に均一なケイ素原子が存在すること、表層の厚み2.5nm以下である分割軸の数の割合が20.0%以下であることを確認した。本実施例においては、得られたトナー粒子1を外添せずにそのままトナー1として用いた。
トナー1の製造において、加水分解液の添加条件および加水分解液後の保持時間をそれぞれ表1に示すように変更した。それ以外はトナー1と同様にしてトナー2~16、比較トナー1~3を製造した。
比較トナー4として、市販のキヤノン株式会社製レーザービームプリンタLBP712Ciのプロセスカートリッジに充填されているシアントナーを用いた。
トナー1の製造において、加水分解液の添加条件および加水分解液後の保持時間をそれぞれ表1に示すように変更した。それ以外はトナー1と同様にしてトナーを製造した。さらに得られたトナーに対して、外添剤としてチタン酸ストロンチウム0.2部をトナー100gに対して秤量し、SUPERMIXER PICCOLO SMP-2(株式会社カワタ製)に投入して、3000rpmで10分間混合を行い、トナー17を得た。
直径24mm、長さ257mmのアルミニウムシリンダー(JIS-A3003、アルミニウム合金)を支持体(導電性支持体)とした。
次に、以下の材料を用意した。
・金属酸化物粒子としての酸素欠損型酸化スズ(SnO2)で被覆されている酸化チタン(TiO2)粒子(平均一次粒径230nm)214部
・結着材料としてのフェノール樹脂(フェノール樹脂のモノマー/オリゴマー)(商品名:プライオーフェンJ-325、大日本インキ化学工業株式会社(現:DIC株式会社)製、樹脂固形分:60質量%)132部
・溶剤としての1-メトキシ-2-プロパノール98部を、直径0.8mmのガラスビーズ450部
これらを用いたサンドミルに入れ、回転数:2000rpm、分散処理時間:4.5時間、冷却水の設定温度:18℃の条件で分散処理を行い、分散液を得た。この分散液からメッシュ(目開き:150μm)でガラスビーズを取り除いた。続いて、表面粗し付与材としてのシリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、平均粒径2μm)を分散液に添加した。シリコーン樹脂粒子の添加量は、ガラスビーズを取り除いた後の分散液中の金属酸化物粒子と結着材料の合計質量に対して10質量%になるようにした。また、分散液中の金属酸化物粒子と結着材料の合計質量に対して0.01質量%になるように、レベリング剤としてのシリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング株式会社製)を分散液に添加した。次に、メタノールと1-メトキシ-2-プロパノールの混合溶剤(質量比1:1)を分散液に添加し、攪拌することによって、導電層用塗布液を調製した。混合溶剤の添加量は、分散液中の金属酸化物粒子と結着材料と表面粗し付与材の合計質量(すなわち、固形分の質量)が分散液の質量に対して67質量%になるようにした。この導電層用塗布液を支持体上に浸漬塗布し、これを30分間150℃で加熱することによって、膜厚が30.0μmの導電層を形成した。
以下の材料を用意した。
・下記式(E)で示される電子輸送物質4部
・ブロックイソシアネート(商品名:デュラネートSBN-70D、旭化成ケミカルズ株式会社製)5.5部
・ポリビニルブチラール樹脂(エスレックKS-5Z、積水化学工業株式会社製)0.3部・触媒としてのヘキサン酸亜鉛(II)(三津和化学薬品株式会社製)0.05部
これらを、テトラヒドロフラン50部と1-メトキシ-2-プロパノール50部の混合溶媒に溶解して下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、これを30分間170℃で加熱することによって、膜厚が0.7μmの下引き層を形成した。
次に、CuKα特性X線回折より得られるチャートにおいて、7.5°および28.4°の位置にピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン10部とポリビニルブチラール樹脂(商品名:エスレックBX-1、積水化学工業株式会社製)5部を用意した。これらをシクロヘキサノン200部に添加し、直径0.9mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で6時間分散し、これにシクロヘキサノン150部と酢酸エチル350部をさらに加えて希釈して電荷発生層用塗布液を得た。得られた塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、95℃で10分間乾燥することにより、膜厚が0.20μmの電荷発生層を形成した。なお、X線回折の測定は、次の条件で行ったものである。
使用測定機:理学電気株式会社製、X線回折装置RINT-TTRII
X線管球:Cu
管電圧:50KV
管電流:300mA
スキャン方法:2θ/θスキャン
スキャン速度:4.0°/min
サンプリング間隔:0.02°
スタート角度(2θ):5.0°
ストップ角度(2θ):40.0°
アタッチメント:標準試料ホルダー
フィルター:不使用
インシデントモノクロ:使用
カウンターモノクロメーター:不使用
発散スリット:開放
発散縦制限スリット:10.00mm
散乱スリット:開放
受光スリット:開放
平板モノクロメーター:使用
カウンター:シンチレーションカウンター。
次に、以下の材料を用意した。
・下記式(C-1)で示される化合物(電荷輸送物質(正孔輸送性化合物))6部
・下記式(C-2)で示される化合物(電荷輸送物質(正孔輸送性化合物))3部
・下記式(C-3)で示される化合物(電荷輸送物質(正孔輸送性化合物))1部
・ポリカーボネート(商品名:ユーピロンZ400、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製)10部
・(C-4)と(C-5)の共重合ユニットを有するポリカーボネート樹脂0.02部(x/y=9/1:Mw=20000)
これらをo-キシレン25部/安息香酸メチル25部/ジメトキシメタン25部の混合溶剤に溶解させることによって電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を30分間120℃で乾燥させることによって、膜厚が12μmの電荷輸送層を形成した。
以下に示す材料を用意した。
・下記式(A-12)で示される化合物10部
・下記式(A-25)で示される化合物10部
・1-プロパノール25部
・シクロヘキサン50部
これらを混合し、撹拌した。その後ポリフロンフィルター(商品名:PF-020、アドバンテック東洋株式会社製)でこの溶液を濾過することによって、保護層用塗布液を調製した。
電子写真感光体1の製造において、保護層を形成する際の、加速電圧、電子線照射時間を表2に示すように変更した。それ以外は、電子写真感光体1と同様にして電子写真感光体2および3を製造した。
電子写真感光体1の製造において、保護層を形成した後、電子写真感光体の表面を、図2に示す研磨装置を用いて研磨し、粗面化処理を行った。
研磨シート18として理研コランダム株式会社製の研磨シート(商品名:GC#3000、基層シート厚:75μm)を用いた。また、バックアップローラ20としては硬度20°のウレタンローラ(外径:50mm)を用いた。研磨条件としては、侵入量:2.5mm、シート送り量:400mm/sとし、研磨シートの送り方向と電子写真感光体の回転方向を同一として、5秒間研磨した。このようにして電子写真感光体4を製造した。
電子写真感光体4の製造において、保護層を形成する際の、加速電圧、電子線照射時間、および保護層を研磨する際の研磨時間を表2に示すように変更した。また、感光体11と13は表2に示す化合物に変更した。それ以外は電子写真感光体4と同様にして電子写真感光体5~7を製造した。
電子写真感光体1の製造において、保護層の形成に用いる化合物を、上記式(A-12)で示される化合物8.2部、上記式(A-25)で示される化合物1.8部、および電荷輸送機能を有さない下記式(O-1)で示される化合物12部に変更した。それ以外は、電子写真感光体1と同様にして電子写真感光体8を製造した。
電子写真感光体1の製造において、保護層の形成に用いる化合物を、上記式(A-12)で示される化合物2.5部、上記式(A-25)で示される化合物7.5部、および電荷輸送機能を有さない下記式(O-1)で示される化合物12部に変更した。また、保護層を形成する際の加速電圧を表2に示すように変更した。それ以外は、電子写真感光体1と同様にして電子写真感光体9を製造した。
電子写真感光体4の製造において、保護層の形成に用いる化合物を、上記式(A-12)で示される化合物7部および上記式(A-25)で示される化合物13部に変更した。また、保護層を形成する際の加速電圧、電子線照射時間、および保護層を研磨する際の研磨時間を表2に示すように変更した。それ以外は、電子写真感光体4と同様にして電子写真感光体16を製造した。
電子写真感光体8の製造において、保護層を形成する際の、加速電圧を表2に示すように変更した。さらに、研磨時間を15秒とした以外は電子写真感光体4と同様にして粗面化処理を行った。それ以外は、電子写真感光体8と同様にして電子写真感光体17を製造した。
電子写真感光体9の製造において、保護層を形成する際の、加速電圧を表2に示すように変更した。さらに、研磨時間を55秒とした以外は電子写真感光体4と同様にして粗面化処理を行った。それ以外は、電子写真感光体9と同様にして電子写真感光体18を製造した。
電子写真感光体1の製造において、保護層用塗布液を調製に用いる材料を以下のように変更した。
・下記式(A-14)で示される化合物20部
・ポリテトラフルオロエチレン粒子(商品名:ルブロンL-2、ダイキン工業株式会社製)15部
・1-プロパノール50部、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン(商品名:ゼオローラH、日本ゼオン株式会社製)40部
これらを超高圧分散機に入れ、分散混合することによって、保護層用塗料液を調製した。それ以外は電子写真感光体1と同様にして比較電子写真感光体1を製造した。
比較電子写真感光体1の製造において、保護層用塗布液の調製にポリテトラフルオロエチレン粒子を用いなかった。また、保護層を形成する際の、加速電圧を表2に示すように変更した。それ以外は比較電子写真感光体1と同様にして比較電子写真感光体2を製造した。
比較電子写真感光体2の製造において、保護層の形成に用いる化合物を、電子写真感光体として、比較例2における保護層の形成工程において、上記式(A-14)で示される化合物10部、下記記式(O-2)で示される化合物10部とした。それ以外は比較電子写真感光体2と同様にして比較電子写真感光体3を製造した。
比較電子写真感光体3の製造において、保護層を形成する際の、加速電圧を表2に示すように変更した。さらに、研磨時間を30秒とした以外は電子写真感光体4と同様にして粗面化処理を行った。それ以外は、比較電子写真感光体3と同様にして比較電子写真感光体4を製造した。
電子写真感光体1の製造において、保護層を形成しなかった。また、研磨時間を30秒とした以外は電子写真感光体4と同様にして粗面化処理を行った。それ以外は、電子写真感光体1と同様にして比較電子写真感光体5を製造した。
上記製造により得られたトナーについて、先に述べた方法により表層の、マルテンス硬度、トナー中の有機ケイ素重合体の含有量、有機ケイ素重合体のトナー母体に対する固着率、トナー粒子中の有機ケイ素重合体の凸高さを測定した。評価結果を表3に示す。
また上記製造により得られた電子写真感光体について、以下に示すようにして表面層の硬度および粗さを測定した。およびプロセスカートリッジについて行った評価について、その方法を以下に述べる。
ユニバーサル硬さ値(HU)および弾性変形率は、25℃/50%RH環境下、微小硬さ測定装置フィシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて測定した。
測定条件は、フィッシャー硬度計(商品名:H100VP-HCU、フィッシャー社製)を用いて、温度23℃湿度50%RHの環境下にて測定した。圧子として対面角136°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を使用し、測定対象の保護層表面に該ダイヤモンド圧子を押し込み、7秒かけて2mNまで荷重をかけた後、7秒かけて徐々に減少させて荷重が0mNになるまでの押し込み深さを連続的に測定した。その結果から、ユニバーサル硬さ値(HU)および弾性変形率(We)を求めた。
研磨した後の電子写真感光体の保護層の表面粗さは、表面粗さ測定機(商品名:SE700,SMB-9、株式会社小坂研究所製)を用いて、下記の条件で測定した。測定はJIS B 0601-2001規格で、周方向に掃引して測定した十点平均面粗さ(Rzjis)、周方向に掃引して測定した平均間隔(RSm)について行った。
電子写真感光体の長手方向に、塗布上端から30、70、150、210mmの位置において測定した、また、120°手前に回転させた後、同様にして塗布上端から30、70、150、210mmの位置において測定した。さらに、120°手前に回転させた後、同様にして測定し、計12点の測定の平均値よりRzjisおよびRSmを求めた。測定条件は、測定長さ:2.5mm、カットオフ値:0.8mm、送り速さ:0.1mm/s、フィルタ特性:2CR、レベリング:直線(全域)とした。
評価結果を表4に示す。
市販のキヤノン株式会社製レーザービームプリンタLBP712Ciの改造機を用いた。改造点は、評価機本体のギアおよびソフトウェアを変更することにより、現像ローラの回転数をドラムに対して2倍の周速で回転するように設定したこと、プロセススピードを300mm/secに変更したことである。
LBP712Ciのプロセスカートリッジに、表5に示すトナーを60gを装填し、また、表5に示す電子写真感光体を取り付け、実施例1~29、比較例1~11に係るプロセスカートリッジとした。同様にしてイエロー、マゼンター、シアン、ブラック全てのプロセスカートリッジを変更した。
各プロセスカートリッジを高温高湿(30℃/80%RH)の環境下で24時間放置した。各環境下で24時間放置後のプロセスカートリッジを上記LBP712Ciに4色共に取り付け、実施例1~29、比較例1~11に係る電子写真装置とした。各電子写真装置を用い、30℃/80%RHの環境下でフルカラー1.0%の印字率画像をA4用紙横方向で5,000枚までプリントアウトした。
5000枚通紙後、LETTERサイズのXEROX4200用紙(XEROX社製、75g/m2)にシアンのハーフトーン(トナーの載り量:0.2mg/cm2)の画像をプリントアウトし、トナー耐久性の指標として現像スジの評価をした。基準Bまでが実用上問題のないレベルである。
(評価基準)
A:現像ローラ上および画像上のいずれにも排紙方向の縦スジは見られない。
B:現像ローラの両端に周方向の細いスジが5本以下見られる。または画像上に排紙方向の縦スジがほんの少し見られる。しかし、画像処理で消せる程度である。
C:現像ローラの両端に周方向の細いスジが6本以上20本以下見られる。または画像上にも細かいスジが数本見られる。画像処理でも消せない。
D:現像ローラ上と画像上に21本以上のスジが見られ、画像処理でも消せない。
初期10枚通紙後と5,000枚通紙後、上記評価装置中で、現像機を離間させた状態で300mm/secでクリーニングブレードに対してカウンター方向回転させ60秒後のシアンのプロセスカートリッジのトルク測定を行った。
トナーの載り量が0.2mg/cm2であるハーフトーン画像を5枚印刷し、評価した。
A:クリーニング不良画像なし、帯電ローラ汚れなし。
B:クリーニング不良画像なし、帯電ローラ汚れあり。
C:ハーフトーン画像上にクリーニング不良が少し確認できる。
D:ハーフトーン画像上にクリーニング不良が目立つ。
クリーニング特性評価終了後、10秒間の停止期間をおいてから、次のジョブを開始するという間欠モードで、ベタ白画像を100枚出力した。その際、クリーニングブレードのびびり・捲れを以下の評価項目に従い評価を行った。
A:ブレードのびびり・捲れは発生しない。
B:90枚出力後、感光体の回転開始時および停止時に、若干びびりが発生した。
C:50枚出力後、感光体の回転開始時および停止時に、びびりが発生した。
D:ブレード回転時、停止時に、頻繁にびびり・捲れが発生したため実用は難しい。
評価結果を表5に示す。
2 軸
3 帯電手段
4 露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 転写材
8 定着手段
9 クリーニング手段
10 前露光光
11 プロセスカートリッジ
12 案内手段
21 STEM画像
22 トナーの球状部
23 外周
24 凸形状の有機ケイ素重合体
H 有機ケイ素重合体の凸高さ
Claims (7)
- 電子写真感光体と、
該電子写真感光体に当接し、該電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
トナーを収容し、かつ該電子写真感光体上に形成された静電潜像を該トナーにより現像してトナー画像を形成するための現像手段と、
クリーニングブレードを有し、かつ該電子写真感光体に該クリーニングブレードを当接させて該電子写真感光体上の該トナーを除去するためのクリーニング手段と、
を有するプロセスカートリッジであって、
該トナーが、
着色剤および結着樹脂を含有するトナー母体と、
有機ケイ素重合体を含有する表層と、
を有し、
該トナー母体に対する該有機ケイ素重合体の固着率が、85.0%以上99.0%以下であり、
該電子写真感光体が、支持体および表面層を有し、
該電子写真感光体の表面層のユニバーサル硬さ値(HU)が、210N/mm 2 以上250N/mm 2 以下であり、
該電子写真感光体の表面層の弾性変形率(We)が、37%以上52%以下である、
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 前記有機ケイ素重合体は、下記式(B)で表される部分構造を有し、
R 1 -SiO 3/2 式(B)
(式(B)中、R 1 は、炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。)
前記トナー中の前記有機ケイ素重合体の含有量が、0.5質量%以上5.0質量%以下であり、
前記有機ケイ素重合体が、前記表層で凸形状を形成し、
該凸形状の凸高さが、40nm以上100nm以下である、
請求項1または2に記載のプロセスカートリッジ。 - 前記電子写真感光体の表面層のRaが、0.010μm以上0.045μm以下であり、
前記電子写真感光体の表面層のSmが、0.005mm以上0.060mm以下である、
請求項1~3のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。 - 前記トナーの、最大荷重2.0×10-4Nの条件で測定したときのマルテンス硬度が、200MPa以上1100MPa以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジと、
露光手段と、
転写手段と、
を有する、ことを特徴とする電子写真装置。 - 電子写真感光体と、
露光手段と、
該電子写真感光体に当接し、該電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
トナーを収容し、かつ該電子写真感光体上に形成された静電潜像を該トナーにより現像してトナー画像を形成するための現像手段と、
転写手段と、
クリーニングブレードを有し、かつ該電子写真感光体に該クリーニングブレードを当接させて該電子写真感光体上の該トナーを除去するためのクリーニング手段と、
を有する電子写真装置であって、
該トナーが、
着色剤および結着樹脂を含有するトナー母体と、
有機ケイ素重合体を含有する表層と、
を有し、
該トナー母体に対する該有機ケイ素重合体の固着率が、85.0%以上99.0%以下であり、
該電子写真感光体が、支持体および表面層を有し、
該電子写真感光体の表面層のユニバーサル硬さ値(HU)が、210N/mm 2 以上250N/mm 2 以下であり、
該電子写真感光体の表面層の弾性変形率(We)が、37%以上52%以下である、
ことを特徴とする電子写真装置。
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Citations (15)
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---|---|---|---|---|
JP2005250455A (ja) | 2004-02-03 | 2005-09-15 | Canon Inc | 電子写真装置 |
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JP2008268644A (ja) | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Canon Inc | 電子写真装置及びプロセスカートリッジ |
JP2010032596A (ja) | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Canon Inc | トナー及び画像形成方法 |
JP2010164812A (ja) | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Ricoh Co Ltd | 1成分画像形成装置 |
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Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005250455A (ja) | 2004-02-03 | 2005-09-15 | Canon Inc | 電子写真装置 |
WO2005093518A1 (ja) | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | 電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、プロセスカートリッジおよび電子写真装置 |
JP2008268644A (ja) | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Canon Inc | 電子写真装置及びプロセスカートリッジ |
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