JP2010049245A - Toner and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、及び磁気記録法に用いられるトナー及び画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to a toner used in electrophotography, electrostatic recording, and magnetic recording, and an image forming method.
従来、電子写真法として多数の方法が知られている。一般的な電子写真法には、帯電した像担持体(感光体)上に光導電性物質を利用して種種の方法により電気的潜像を形成し、次いで、該潜像にトナーを供給して可視像化し、トナー画像を得る。必要に応じて紙などの転写材にトナー画像を転写した後に、必要に応じて熱/圧力により転写材上にトナー画像を定着して複写物を得る、また転写工程後に感光体に残余したトナーをクリーニング部材により清掃するという方法が知られている。 Conventionally, many methods are known as electrophotographic methods. In general electrophotography, an electric latent image is formed on a charged image carrier (photosensitive member) by various methods using a photoconductive substance, and then toner is supplied to the latent image. To visualize the toner image. After transferring the toner image to a transfer material such as paper as necessary, the toner image is fixed on the transfer material by heat / pressure as necessary to obtain a copy, and the toner remaining on the photoreceptor after the transfer process There is known a method of cleaning the substrate with a cleaning member.
この内、クリーニング工程としては、シンプルな構造を有することから、ブレード状の弾性部材を感光体に一定圧力以上で当接させ残存トナーを物理的に掻き取る方式が多く用いられる。 Among these, since the cleaning process has a simple structure, a system in which a blade-like elastic member is brought into contact with the photosensitive member at a predetermined pressure or more and the remaining toner is physically scraped is often used.
しかしながら、このブレードクリーニングにおいては、クリーニングブレードの当接圧が低いと感光体−ブレード間からトナーがすり抜け画像弊害を引き起こし、逆に、ブレード当接圧が高い場合、感光体表面の磨耗及びクリーニングブレードの欠け等が促進され十分な寿命をえることができない等、クリーニング性と電子写真部材寿命のバランスをとることが困難であった。 However, in this blade cleaning, if the contact pressure of the cleaning blade is low, the toner slips through between the photoreceptor and the blade, causing an adverse effect on the image. Conversely, if the blade contact pressure is high, the surface of the photoreceptor is worn and the cleaning blade is removed. It has been difficult to balance the cleaning property and the life of the electrophotographic member, for example, the chipping of the toner is promoted and a sufficient life cannot be obtained.
また、感光体分野においては、高耐久性及び高画質化の追求やメンテナンスフリー化を図る目的で、アモルファスシリコン(以下、「a−Si」と称する。)を含む光導電層及び表面保護層を有する感光体を用いることが多くなった。特に、a−Si感光体ドラムは、その表面層が硬質であるため耐磨耗性に優れ、長期にわたり高速で連続プリントするような使用環境において、好適に用いられるようになった。 In the photoreceptor field, a photoconductive layer and a surface protective layer containing amorphous silicon (hereinafter referred to as “a-Si”) are used for the purpose of pursuing high durability and high image quality and making maintenance-free. More and more photoreceptors are used. In particular, the a-Si photosensitive drum is excellent in wear resistance due to its hard surface layer, and has been suitably used in a usage environment where continuous printing is performed at a high speed over a long period of time.
このようなa−Si感光体の基本構成としては、図1に示すようなプラス帯電用a−Si感光体が知られている。プラス帯電用a−Si感光体は、導電性基体101にa−Siで形成されている光受容層102を形成し、更に水素化アモルファス炭化珪素で形成されている表面層(以下、「a−SiC表面層」と称する。)105を積層した構成となっている。
As a basic configuration of such an a-Si photosensitive member, a positive charging a-Si photosensitive member as shown in FIG. 1 is known. The positively charged a-Si photosensitive member is formed by forming a
これらa−Si感光体分野では、特許文献1に示すように更なる耐磨耗性向上を目的として感光体表面硬度を高くしたものが提案されているが、感光体の硬度を上げることにより感光体自体の寿命は延びるものの周辺部材、特にクリーニング部材等の劣化を促進し電子写真システム全体の寿命向上には結びついていないのが現状である。 In the field of a-Si photoreceptors, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260707, ones having a higher photoreceptor surface hardness have been proposed for the purpose of further improving the abrasion resistance. Although the life of the body itself is extended, deterioration of peripheral members, particularly cleaning members, etc., is promoted, and it does not lead to an improvement in the life of the entire electrophotographic system.
また、逆に特許文献2においては感光体表面層中の珪素原子、炭素原子、水素又はフッ素原子の原子密度を所定の値よりも小さくし、a−SiC表面層を比較的粗な膜構造とすることで、感光体表面を削れ易くしクリーニング部材への負荷を低減する感光体が提案されている、しかしながら、感光体自体の磨耗が悪化し、やはり全体最適とはなっていない。 On the contrary, in Patent Document 2, the atomic density of silicon atoms, carbon atoms, hydrogen or fluorine atoms in the photoreceptor surface layer is made smaller than a predetermined value, and the a-SiC surface layer has a relatively rough film structure. Thus, there has been proposed a photoconductor that easily scrapes the surface of the photoconductor and reduces the load on the cleaning member. However, the wear of the photoconductor itself deteriorates, and it is not optimal as a whole.
また、トナー分野においても、これらのクリーニング部材の耐久性向上を目的として、トナー中に研磨剤、潤滑剤として無機微粉体を含有させることが各種提案されている。例えば、特許文献3乃至5においては、それぞれ酸化セリウム粒子、マグネタイト粒子、炭酸カルシウム粒子をトナーに含有させることが開示されている。しかしこのようにトナー単独での改良では、感光体表面に存在する微小な荒れ等により、無機微粉体のクリーニング内での動きが制限され、感光体表面が部分的に研磨されムラができたり、傷等に悪化することがあった。 Also in the toner field, various proposals have been made to include fine inorganic powder as an abrasive and a lubricant in the toner for the purpose of improving the durability of these cleaning members. For example, Patent Documents 3 to 5 disclose that toner contains cerium oxide particles, magnetite particles, and calcium carbonate particles, respectively. However, in the improvement with the toner alone as described above, the movement within the cleaning of the inorganic fine powder is limited due to the minute roughness existing on the surface of the photoreceptor, and the surface of the photoreceptor is partially polished to cause unevenness. It sometimes worsened to scratches.
すなわち、感光体及びクリーニングブレード等の電子写真部材の高耐久性とクリーニング性をバランスよく兼ね備えるためには、感光体、トナー、クリーニング機構それぞれ単独での改良ではなくシステムとしての改良が必要とされている。 In other words, in order to combine the high durability and cleaning properties of electrophotographic members such as the photoconductor and the cleaning blade in a well-balanced manner, it is necessary to improve the system, not the photoconductor, the toner, and the cleaning mechanism. Yes.
本発明の目的は上記問題点を解消したトナー及び画像形成方法を提供することによる。即ち、本発明の目的は、クリーニング不良を発生させることなく、感光体及びクリーニング部材の長寿命化を達成することにある。 An object of the present invention is to provide a toner and an image forming method which have solved the above problems. That is, an object of the present invention is to achieve a long life of the photosensitive member and the cleaning member without causing defective cleaning.
上記目的を達成するため、本発明者らは、特殊な表面層を有する電子写真感光体と、トナーに特殊な無機微粉体を含有させることによりトナーすり抜け等のクリーニング不良を発生させることなく感光体の長寿命化を高度に達成することができることを見出した。 In order to achieve the above object, the present inventors have prepared an electrophotographic photosensitive member having a special surface layer and a photosensitive member without causing a cleaning defect such as toner slipping by containing a special inorganic fine powder in the toner. It has been found that a long life can be achieved at a high level.
すなわち本発明は以下の通りである。 That is, the present invention is as follows.
(1)静電荷像担持体を帯電部材により帯電させる工程と、帯電された静電荷担持体に静電潜像を形成させる静電潜像形成工程と、トナー担持体上に担持させたトナーを該静電潜像に転移させて可視化する現像工程と、該静電荷像担持体上に形成されたトナー画像を記録媒体上に転写する転写工程と、転写後の静電荷像担持体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程とを有する画像形成方法に用いられるトナーにおいて、
該静電荷像担持体は、少なくとも光導電層と、水素化アモルファス炭化珪素で形成されている表面層とを順次積層した電子写真感光体であり、該表面層の珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が6.60×1022原子/cm3以上であり、
該トナーは少なくとも、結着樹脂および着色剤を含有するトナー粒子と無機微粉体を有するトナーであり、該無機微粉体の流速指数FRIが0.8以上2.0以下であることを特徴とするトナー。
(1) charging the electrostatic charge image carrier with a charging member; forming an electrostatic latent image on the charged electrostatic charge carrier; and a toner carried on the toner carrier. Development process for transferring to the electrostatic latent image for visualization, transfer process for transferring the toner image formed on the electrostatic charge image carrier onto the recording medium, and cleaning the surface of the electrostatic charge image carrier after the transfer In a toner used in an image forming method having a cleaning step of cleaning with a member,
The electrostatic image bearing member is an electrophotographic photosensitive member in which at least a photoconductive layer and a surface layer formed of hydrogenated amorphous silicon carbide are sequentially stacked, and the atomic density of silicon atoms and carbon atoms in the surface layer The sum of the atomic densities of 6.60 × 10 22 atoms / cm 3 or more,
The toner is a toner having at least toner particles containing a binder resin and a colorant and an inorganic fine powder, and the flow rate index FRI of the inorganic fine powder is from 0.8 to 2.0. toner.
(2)無機微粉体は、一次粒子の個数平均粒径が30nm以上800nm以下であり、且つ八面体または六面体の形状を有する粒子であることを特徴とするトナー。 (2) The toner, wherein the inorganic fine powder is a particle having a number average particle size of primary particles of 30 nm to 800 nm and having an octahedral or hexahedral shape.
(3)無機微粉体は、脂肪酸または脂肪酸の金属塩で表面処理されていることを特徴とするトナー。 (3) A toner wherein the inorganic fine powder is surface-treated with a fatty acid or a metal salt of a fatty acid.
(4)無機微粉体は、金属炭酸塩であることを特徴とするトナー。 (4) The toner, wherein the inorganic fine powder is a metal carbonate.
(5)静電荷像担持体を帯電部材により帯電させる工程と、帯電された静電荷担持体に静電潜像を形成させる静電潜像形成工程と、トナー担持体上に担持させたトナーを該静電潜像に転移させて可視化する現像工程と、該静電荷像担持体上に形成されたトナー画像を記録媒体上に転写する転写工程と、トナー画像を記録媒体に加熱定着する定着工程と、転写後の静電荷像担持体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程とを有する画像形成方法において、
該静電荷像担持体は、少なくとも光導電層と、水素化アモルファス炭化珪素で形成されている表面層とを順次積層した電子写真感光体であり、該表面層の珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が6.60×1022原子/cm3以上であり、
該トナーは少なくとも、結着樹脂および着色剤を含有するトナー粒子と無機微粉体を有するトナーであり、該無機微粉体の流速指数FRIが0.8以上2.0以下であることを特徴とする画像形成方法。
(5) charging the electrostatic charge image carrier with a charging member; forming an electrostatic latent image on the charged electrostatic charge carrier; and a toner carried on the toner carrier. A developing process for transferring to the electrostatic latent image for visualization, a transferring process for transferring the toner image formed on the electrostatic image bearing member onto a recording medium, and a fixing process for fixing the toner image on the recording medium by heating. And a cleaning step of cleaning the surface of the electrostatic charge image carrier after transfer with a cleaning member,
The electrostatic image bearing member is an electrophotographic photosensitive member in which at least a photoconductive layer and a surface layer formed of hydrogenated amorphous silicon carbide are sequentially stacked, and the atomic density of silicon atoms and carbon atoms in the surface layer The sum of the atomic densities of 6.60 × 10 22 atoms / cm 3 or more,
The toner is a toner having at least toner particles containing a binder resin and a colorant and an inorganic fine powder, and the flow rate index FRI of the inorganic fine powder is from 0.8 to 2.0. Image forming method.
(6)電子写真感光体の表面層は、珪素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比が0.61以上0.75以下であることを特徴とする画像形成方法。 (6) The surface layer of the electrophotographic photosensitive member is characterized in that the ratio of the number of carbon atoms to the sum of the number of silicon atoms and the number of carbon atoms is 0.61 or more and 0.75 or less. Forming method.
(7)該電子写真感光体の表面層において、珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が6.81×1022原子/cm3以上であることを特徴とする画像形成方法。 (7) The image forming method, wherein the sum of the atomic density of silicon atoms and the atomic density of carbon atoms is 6.81 × 10 22 atoms / cm 3 or more in the surface layer of the electrophotographic photosensitive member.
本発明によれば、クリーニング不良の発生がなく、高解像、高精細な画像を環境及びプリント画像に依らず長期に渡り安定的に得ることができる。 According to the present invention, it is possible to stably obtain a high-resolution, high-definition image for a long period of time without depending on an environment and a print image without occurrence of cleaning failure.
本発明は、静電荷像担持体を帯電部材により帯電させる工程と、帯電された静電荷担持体に静電潜像を形成させる静電潜像形成工程と、トナー担持体上に担持させたトナーを該静電潜像に転移させて可視化する現像工程と、該静電荷像担持体上に形成されたトナー画像を記録媒体上に転写する転写工程と、転写後の静電荷像担持体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程とを有する画像形成方法を前提とするものである。 The present invention includes a step of charging an electrostatic charge image carrier with a charging member, an electrostatic latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the charged electrostatic charge carrier, and a toner carried on the toner carrier. A developing process for transferring the toner image to the electrostatic latent image for visualization, a transfer process for transferring the toner image formed on the electrostatic charge image carrier onto a recording medium, and a surface of the electrostatic charge image carrier after the transfer. It is based on an image forming method having a cleaning step of cleaning with a cleaning member.
そして、本発明の特徴は、感光ドラムとして、少なくとも光導電層と、水素化アモルファス炭化珪素で形成されている表面層とを順次積層した構造をとり、該表面層が珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が6.60×1022原子/cm3以上であり、
トナーとして、流速指数FRIが0.8以上2.0以下である無機微粉体を含有する構成を有することにより、クリーニング不良を発生させることなく感光ドラム及びクリーニングブレードの磨耗を抑え長寿命化を達成することができる。
A feature of the present invention is that the photosensitive drum has a structure in which at least a photoconductive layer and a surface layer formed of hydrogenated amorphous silicon carbide are sequentially laminated, and the surface layer has an atomic density of silicon atoms and carbon. The sum of the atomic densities of the atoms is 6.60 × 10 22 atoms / cm 3 or more,
As a toner, it contains inorganic fine powder with a flow rate index FRI of 0.8 or more and 2.0 or less, so that the life of the photosensitive drum and the cleaning blade can be suppressed and long life can be achieved without causing defective cleaning. can do.
すなわち、本発明の流速指数を制御した無機微粉体は、残存トナーとしてクリーニングに供給され感光ドラムとクリーニングブレードエッジの当接部付近に選択的に滞留し、感光体とクリーニングブレードとの潤滑性を向上させるとともにトナーのすり抜けを防止するための阻止層を形成する。さらに本発明の感光体は、珪素原子及び炭素原子の原子密度を制御し耐磨耗性に優れると共に、原子レベルの表面平滑活性を有するため、本発明の無機微粉体により形成した滞留層を長手方向にムラなく安定的に保持することが可能となる。そのためクリーニングブレードの感光ドラムへの当接圧を軽減し、感光ドラム表面及びクリーニングブレードへの負荷を軽減した構成においてもトナーすり抜け等のクリーニング不良を発生させず、感光体、クリーニングブレードの延命を可能にする。 That is, the inorganic fine powder with controlled flow rate index of the present invention is supplied to the cleaning as a residual toner and selectively stays in the vicinity of the contact portion between the photosensitive drum and the cleaning blade edge, thereby improving the lubricity between the photosensitive member and the cleaning blade. A blocking layer is formed to improve the toner and prevent the toner from slipping through. Furthermore, the photoconductor of the present invention controls the atomic density of silicon atoms and carbon atoms and is excellent in wear resistance, and has an atomic level surface smoothing activity. Therefore, the stay layer formed of the inorganic fine powder of the present invention is elongated. It is possible to stably hold in the direction without unevenness. Therefore, the contact pressure of the cleaning blade to the photosensitive drum is reduced, and even if the load on the photosensitive drum surface and the cleaning blade is reduced, it is possible to extend the life of the photosensitive member and cleaning blade without causing defective cleaning such as toner slipping. To.
本発明の特徴は、トナーが流速指数FRI0.8以上2.0以下の無機微粉体を有することを特徴とする。この流速指数FRIは、粉体流動性測定装置パウダーレオメーター(シスメック社製)により測定される数値で、充填した粒子中に回転翼を螺旋状に回転させ、低速(10rpm)回転時に発生する回転トルクと垂直荷重の総和Et(10)及び高速(100rpm)回転時に発生する回転トルクと垂直荷重の総和Et(100)を測定し、その比Et(10)/Et(100)を算出したものである。本発明者らは検討の結果、この流速指数FRI=比Et(10)/Et(100)が、クリーニングブレードエッジ部付近での無機微粉体の挙動に相関があることを見出した。 A feature of the present invention is that the toner has an inorganic fine powder having a flow rate index FRI of 0.8 or more and 2.0 or less. The flow rate index FRI is a numerical value measured by a powder rheometer (manufactured by Sysmec Co., Ltd.). A rotation generated by rotating a rotating blade spirally in packed particles and rotating at a low speed (10 rpm). The total torque Et (10) of torque and vertical load and the total torque Et (100) of rotational torque and vertical load generated during high speed (100 rpm) rotation are measured, and the ratio Et (10) / Et (100) is calculated. is there. As a result of studies, the present inventors have found that the flow velocity index FRI = ratio Et (10) / Et (100) has a correlation with the behavior of the inorganic fine powder in the vicinity of the cleaning blade edge portion.
つまり、流速指数FRIが0.8未満である場合、プリント終了時等の感光体とクリーニングブレードの摺擦速度が遅くなる状況でクリーニングブレードエッジ゛部のすり抜け阻止層が破壊されすり抜けが発生し易くなる。 That is, when the flow velocity index FRI is less than 0.8, the slipping prevention layer at the edge of the cleaning blade is easily destroyed and slipping easily occurs when the rubbing speed between the photosensitive member and the cleaning blade is slow at the end of printing. Become.
一方、流速指数FRIが2.0を超える場合、プリント開始時の感光体とクリーニングブレードの摺擦速度が速くなる状況で、同様にすり抜け阻止層が長手方向に流れ破壊され易くすり抜けが発生する。 On the other hand, when the flow velocity index FRI exceeds 2.0, the slipping prevention layer is similarly easily broken and flows through in the longitudinal direction in the situation where the rubbing speed between the photosensitive member and the cleaning blade at the start of printing increases.
また本発明は、無機微粉体の一次粒子の個数平均粒径が30nm以上800nm以下であることが好ましい。 In the present invention, the number average particle size of the primary particles of the inorganic fine powder is preferably 30 nm or more and 800 nm or less.
個数平均粒子径が30nm未満である場合、無機微粉体自体がクリーニングブレードからすり抜けし易くなり、それにより感光体へのフィルミング現象を引き起こし易い。 When the number average particle diameter is less than 30 nm, the inorganic fine powder itself easily slips out of the cleaning blade, thereby causing a filming phenomenon on the photoreceptor.
また、800nm超である場合、クリーニングブレードエッジ部において感光体を筋状に傷つけることがあり、ハーフトーン画像でのスジ状画像等の画像弊害を引き起こし易い。 On the other hand, if it exceeds 800 nm, the photoconductor may be damaged in a streak pattern at the edge of the cleaning blade, which is liable to cause image problems such as a streak-like image in a halftone image.
また本発明は、無機微粉体が八面体または六面体の形状を有する粒子であることが好ましい。 In the present invention, the inorganic fine powder is preferably particles having an octahedral or hexahedral shape.
無機微粉体が、頂点を有することにより、感光体−クリーニングブレードのニップ付近での引っ掛かりがよく長時間エッジ付近で滞留することができる。それにより長期に渡りトナーすり抜け阻止効果及び潤滑効果を維持することができる。 Since the inorganic fine powder has a vertex, the inorganic fine powder is easily caught near the nip of the photoconductor-cleaning blade and can stay near the edge for a long time. Thereby, it is possible to maintain the toner slip-in preventing effect and the lubricating effect over a long period of time.
また、無機微粉体は、疎水化処理を施すことが好ましい。特に脂肪酸または脂肪酸の金属塩で表面処理されていることが好ましい。 The inorganic fine powder is preferably subjected to a hydrophobic treatment. In particular, the surface treatment is preferably performed with a fatty acid or a metal salt of a fatty acid.
該無機微粉体の表面を疎水化処理剤によりコートすることによりトナーの高湿環境下でのトナーの帯電安定性を向上させるとともに、低湿−高湿環境下でのクリーニングブレードエッジ部付近での無機微粉体の流動性を安定化することが可能となる。 By coating the surface of the inorganic fine powder with a hydrophobizing agent, the charging stability of the toner under a high humidity environment is improved and the inorganic near the edge of the cleaning blade in a low humidity-high humidity environment. It becomes possible to stabilize the fluidity of the fine powder.
本発明における疎水化処理とは、本発明の無機微粉体の疎水化度を70%以上にすることを示す。その方法に限定はないが、疎水化処理剤により本発明の無機微粉体表面をコートすることが好ましい。 The hydrophobization treatment in the present invention indicates that the degree of hydrophobicity of the inorganic fine powder of the present invention is 70% or more. The method is not limited, but it is preferable to coat the surface of the inorganic fine powder of the present invention with a hydrophobizing agent.
無機微粉体の疎水化処理剤としては、シリコーンオイル或いは、カップリング剤ではチタネート系、アルミニウム系、シラン系カップリング剤、脂肪酸金属塩等が挙げられる。 Examples of the hydrophobizing agent for the inorganic fine powder include silicone oils and titanate-based, aluminum-based, silane-based coupling agents, and fatty acid metal salts as coupling agents.
中でも炭素数8乃至35の脂肪酸または炭素数8乃至35の脂肪酸の金属塩で表面処理することで、クリーニングブレードと感光体の潤滑性を向上させる効果を有するため好ましい。 Among these, surface treatment with a fatty acid having 8 to 35 carbon atoms or a metal salt of a fatty acid having 8 to 35 carbon atoms is preferable because it has an effect of improving the lubricity between the cleaning blade and the photoreceptor.
炭素数が35を超えると、無機微粉体の表面と脂肪酸またはその金属塩との密着性が低下し、長期の使用により無機微粉体の表面から剥がれ、耐久性が低下し、剥れた脂肪酸または脂肪酸金属塩がかぶりの原因となるため好ましくない。 When the number of carbon atoms exceeds 35, the adhesion between the surface of the inorganic fine powder and the fatty acid or metal salt thereof is lowered, peeled off from the surface of the inorganic fine powder due to long-term use, and the durability is lowered. Fatty acid metal salts are not preferred because they cause fogging.
無機微粉体に対する脂肪酸またはその金属塩の好ましい処理量は、無機微粉体母体に対して0.1乃至15.0質量%であり、さらに好ましくは0.5乃至12.0質量%である。 A preferable treatment amount of the fatty acid or the metal salt thereof with respect to the inorganic fine powder is 0.1 to 15.0 mass%, more preferably 0.5 to 12.0 mass% with respect to the inorganic fine powder matrix.
処理の方法は、処理する表面処理剤を溶媒中に溶解、分散させ、その中に無機微粉体を添加して撹拌しながら溶媒を除去して処理する湿式方法や、カップリング剤、脂肪酸金属塩と無機微粉体を直接混合して撹拌しながら処理を行う乾式方法などが挙げられる。 The surface treatment agent to be treated is dissolved and dispersed in a solvent, the inorganic fine powder is added to the solution, the solvent is removed while stirring, the wet treatment method, the coupling agent, and the fatty acid metal salt. And a dry method in which the inorganic fine powder is directly mixed and treated with stirring.
また、該無機微粉体は、金属炭酸塩であることが好ましい。 The inorganic fine powder is preferably a metal carbonate.
本発明の無機微粉体は、各種金属酸化物(酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化錫、酸化亜鉛など)、金属酸塩(チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウムなどのチタン酸塩、アルミン酸塩、ジルコン酸塩など)・窒化物(窒化ケイ素など)・炭化物(炭化ケイ素など)、金属塩(硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなど)・脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなど)・カーボンブラック・シリカ等が挙げられるが、好ましくは炭酸塩なかでも炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが無機微粉体の比重が小さくクリーニングブレードに余分な負荷を与えることがなく好ましい。 The inorganic fine powder of the present invention comprises various metal oxides (iron oxide, aluminum oxide, titanium oxide, cerium oxide, magnesium oxide, chromium oxide, tin oxide, zinc oxide, etc.), metal acid salts (strontium titanate, calcium titanate). , Titanates such as magnesium titanate, aluminates and zirconates), nitrides (silicon nitride, etc.), carbides (silicon carbide, etc.), metal salts (calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, etc.), fatty acids Metal salts (zinc stearate, calcium stearate, etc.), carbon black, silica, etc. can be mentioned, but among calcium carbonates, calcium carbonate and magnesium carbonate have a small specific gravity of inorganic fine powder and give an extra load to the cleaning blade. It is preferable because there is no
これら無機微粉体の好ましい添加量は、トナー粒子100質量部に対して、0.03質量部以上5質量部未満である。該無機微粉体の添加量が0.03質量部未満の場合は、十分なクリーニング滞留層形成効果を得ることができないことが多い。また、5質量部以上の場合は、トナーの流動性を悪化させ、現像性等に悪影響を及ぼし易い。 A preferable addition amount of these inorganic fine powders is 0.03 parts by mass or more and less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles. When the added amount of the inorganic fine powder is less than 0.03 parts by mass, a sufficient cleaning stay layer forming effect cannot often be obtained. On the other hand, when the amount is 5 parts by mass or more, the fluidity of the toner is deteriorated and the developability and the like are easily adversely affected.
本発明のトナーに含まれるトナー粒子の結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、ビニル系共重合体樹脂、エポキシ樹脂、又はビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットを有しているハイブリット樹脂を含む結着樹脂を使用することができる。 As the binder resin for the toner particles contained in the toner of the present invention, a polyester resin, a vinyl copolymer resin, an epoxy resin, or a binder resin including a hybrid resin having a vinyl polymer unit and a polyester unit. Can be used.
本発明のトナーに含まれるトナー粒子は、必要に応じて離型剤として添加することができる。 The toner particles contained in the toner of the present invention can be added as a release agent as necessary.
本発明に使用可能な離型剤の例としては、脂肪族炭化水素系ワックス及びその酸化物;その酸化物のブロック共重合物;脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。これら離型剤のうち必要に応じて一種又は二種以上の離型剤を、トナー粒子中に含有させることができる。 Examples of release agents that can be used in the present invention include aliphatic hydrocarbon waxes and oxides thereof; block copolymers of the oxides; waxes based on fatty acid esters; Or what deoxidized all is mentioned. Among these release agents, one or more release agents may be contained in the toner particles as necessary.
前記離型剤の好ましい添加量は、結着樹脂100質量部あたり0.1乃至20質量部であり、さらに好ましくは0.5乃至10質量部である。 A preferable addition amount of the release agent is 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin.
また、これらの離型剤は、通常、樹脂を溶剤に溶解し、樹脂溶液温度を上げ、撹拌しながら添加混合する方法や、混練時に混合する方法でトナー粒子に含有させることができる。 In addition, these release agents can usually be contained in the toner particles by dissolving the resin in a solvent, increasing the temperature of the resin solution, adding and mixing with stirring, or mixing at the time of kneading.
本発明のトナーは、その帯電性をさらに安定化させる為に必要に応じて荷電制御剤を用いることができる。トナーを負荷電性に制御する負荷電性制御剤の例としては、有機金属錯体又はキレート化合物が挙げられる。トナーを正荷電性に制御する正荷電性制御剤の例には、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、4級アンモニウム塩化合物、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料、高級脂肪酸の金属塩等が有効である。 In the toner of the present invention, a charge control agent can be used as necessary in order to further stabilize the chargeability. Examples of the negative charge control agent for controlling the toner to be negative charge include an organometallic complex or a chelate compound. Examples of positive charge control agents that control the toner to be positively charged include modified products of nigrosine and fatty acid metal salts, quaternary ammonium salt compounds, triphenylmethane dyes and their lake pigments, metal salts of higher fatty acids, etc. Is effective.
前記荷電制御剤の好ましい含有量は、結着樹脂100質量部あたり0.5乃至10質量部である。荷電制御剤の量が0.5質量部未満の場合は、十分な帯電特性が得られないことがあり好ましくない。10質量部を超える場合は、他材料との相溶性が悪化したり、低湿下において帯電過剰になったりすることがあり好ましくない。 A preferable content of the charge control agent is 0.5 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin. When the amount of the charge control agent is less than 0.5 parts by mass, sufficient charging characteristics may not be obtained, which is not preferable. When the amount exceeds 10 parts by mass, compatibility with other materials may be deteriorated, or charging may be excessive under low humidity, which is not preferable.
本発明のトナーに含まれるトナー粒子は、必要に応じて磁性体を添加し磁性トナーとすることが好ましい。該記磁性体は、マグネタイト、マグヘマタイト、フェライト等の磁性酸化物及びその混合物が好ましく用いられる。 The toner particles contained in the toner of the present invention are preferably made into a magnetic toner by adding a magnetic material as necessary. As the magnetic material, magnetic oxides such as magnetite, maghematite, ferrite and mixtures thereof are preferably used.
前記磁性体の例には、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、チタン、ジルコニウム、錫、カルシウム、マンガン、コバルト、銅、ニッケル、ストロンチウム及び亜鉛等からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の元素を含有する磁性酸化鉄が含まれる。 Examples of the magnetic material include at least one element selected from the group consisting of magnesium, aluminum, silicon, phosphorus, titanium, zirconium, tin, calcium, manganese, cobalt, copper, nickel, strontium, and zinc. Magnetic iron oxide is included.
これらの磁性体の好ましい個数平均粒径は0.05μm以上1.0μm未満であり、さらに好ましくは0.1μm以上0.5μm未満である。 The number average particle diameter of these magnetic materials is preferably 0.05 μm or more and less than 1.0 μm, more preferably 0.1 μm or more and less than 0.5 μm.
磁性体の好ましい窒素吸着によるBET比表面積は2乃至40m2/gであり、さらに好ましくは4乃至20m2/gである。 The BET specific surface area by nitrogen adsorption of the magnetic material is preferably 2 to 40 m 2 / g, more preferably 4 to 20 m 2 / g.
磁性体の好ましい磁気特性は、磁場795.8kA/mで測定した飽和磁化が10乃至200Am2/kgであり、さらに好ましくは70乃至100Am2/kgである。 A preferable magnetic property of the magnetic material is that the saturation magnetization measured with a magnetic field of 795.8 kA / m is 10 to 200 Am 2 / kg, and more preferably 70 to 100 Am 2 / kg.
好ましい残留磁化は1乃至100Am2/kgであり、さらに好ましくは2乃至20Am2/kgである。 A preferable residual magnetization is 1 to 100 Am 2 / kg, and more preferably 2 to 20 Am 2 / kg.
好ましい抗磁力は1乃至30kA/mであり、さらに好ましくは2乃至15kA/mである。 A preferable coercive force is 1 to 30 kA / m, and more preferably 2 to 15 kA / m.
磁性体の好ましい含有量は結着樹脂100質量部に対して20乃至200質量部である。 A preferable content of the magnetic material is 20 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
本発明のトナーに含まれるトナー粒子は、必要に応じて着色剤を添加することができる。前記着色剤として、任意の適当な顔料または染料を用いることができる。 To the toner particles contained in the toner of the present invention, a colorant can be added as necessary. Any appropriate pigment or dye can be used as the colorant.
前記顔料の例には、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンイエロー、アリザリンイエロー、ベンガラ、フタロシアニンブルー等が含まれる。顔料の好ましい添加量は結着樹脂100質量部に対して0.1乃至20質量部であり、さらに好ましくは0.2乃至10質量部である。 Examples of the pigment include carbon black, aniline black, acetylene black, naphthol yellow, hansa yellow, rhodamine yellow, alizarin yellow, bengara, phthalocyanine blue and the like. A preferable addition amount of the pigment is 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
また、前記染料の例には、アゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料等が含まれる。染料の好ましい添加量は結着樹脂100質量部に対して0.1乃至20質量部であり、さらに好ましくは0.3乃至10質量部である。 Examples of the dye include azo dyes, anthraquinone dyes, xanthene dyes, methine dyes, and the like. A preferable addition amount of the dye is 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
本発明のトナーは、結着樹脂、その他の添加剤等を、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により十分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーのような熱混練機を用いて溶融混練する。 In the toner of the present invention, the binder resin and other additives are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer and a ball mill and then melt-kneaded using a heat kneader such as a heating roll, a kneader, and an extruder. .
さらに、冷却固化後粉砕及び分級を行い、更に複合無機微粉体と必要に応じて所望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により十分混合し、作製される。 Further, after cooling and solidification, pulverization and classification are performed, and further, the composite inorganic fine powder and, if necessary, desired additives are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer.
前記混合機の例には、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製);スーパーミキサー(カワタ社製);リボコーン(大川原製作所社製);ナウターミキサー、タービュライザー、サイクロミックス(ホソカワミクロン社製);スパイラルピンミキサ一(太平洋機工社製);レーディゲミキサー(マツボー社製)が含まれる。 Examples of the mixer include a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining); a super mixer (manufactured by Kawata); a ribocorn (manufactured by Okawara Seisakusho); a nauter mixer, a turbulizer, a cyclomix (manufactured by Hosokawa Micron); Pin mixer one (manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.);
前記混練機の例には、KRCニーダー(栗本鉄工所社製);ブス・コ・ニーダー(Buss社製);TEM型押し出し機(東芝機械社製);TEX二軸混練機(日本製鋼所社製);PCM混練機(池貝鉄工所社製);三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー(井上製作所社製);ニーデックス(三井鉱山社製);MS式加圧ニーダー、ニダールーダー(森山製作所社製);バンバリーミキサー(神戸製鋼所社製)が含まれる。 Examples of the kneader include: KRC kneader (manufactured by Kurimoto Iron Works); bus co-kneader (manufactured by Buss); TEM type extruder (manufactured by Toshiba Machine); TEX twin-screw kneader (manufactured by Nippon Steel Works) PCM kneading machine (manufactured by Ikekai Tekkosho); three roll mill, mixing roll mill, kneader (manufactured by Inoue Seisakusho); kneedex (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.); MS pressure kneader, Nider Ruder (Moriyama Seisakusho) Manufactured); Banbury mixer (manufactured by Kobe Steel).
前記粉砕機の例には、カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ(ホソカワミクロン社製);IDS型ミル、PJMジェット粉砕機(日本ニューマチック工業社製);クロスジェットミル(栗本鉄工所社製);ウルマックス(日曹エンジニアリング社製);SKジェット・オー・ミル(セイシン企業社製);クリプトロン(川崎重工業社製);ターボミル(ターボエ業社製)が含まれる。 Examples of the pulverizer include counter jet mill, micron jet, inomizer (manufactured by Hosokawa Micron Co.); IDS type mill, PJM jet pulverizer (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.); cross jet mill (manufactured by Kurimoto Iron Works Co., Ltd.); ULMAX (manufactured by Nisso Engineering Co., Ltd.); SK Jet O Mill (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.); Kryptron (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.);
前記分級機の例には、クラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラシファイアー(セイシン企業社製);ターボクラッシファイアー(日清エンジニアリング社製);ミクロンセパレータ、ターボプレックス(ATP)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製);エルボージェット(日鉄鉱業社製)、ディスパージョンセパレータ(日本ニューマチックエ業社製);YMマイクロカット(安川商事社製)が含まれる。 Examples of the classifier include a class seal, a micron classifier, a speck classifier (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.); a turbo classifier (manufactured by Nissin Engineering Co., Ltd.); a micron separator, a turboplex (ATP), and a TSP separator (Hosokawa Micron). Elbow Jet (manufactured by Nippon Steel & Mining Co., Ltd.), dispersion separator (manufactured by Nippon Pneumatic Engineering Co., Ltd.); YM Microcut (manufactured by Yaskawa Shoji Co., Ltd.).
粗粒などをふるい分けるために用いられる篩い装置の例には、ウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社);バイブラソニックシステム(ダルトン社製);ソニクリーン(新東工業社製);ターボスクリーナー(ターボエ業社製);ミクロシフター(槙野産業社製);円形振動篩い等が含まれる。 Examples of sieving devices used for sieving coarse particles include Ultrasonic (manufactured by Sakae Sangyo Co., Ltd.); Resonator Sheave, Gyroshifter (Tokuju Kogakusha Co., Ltd.); Vibrasonic System (manufactured by Dalton Co., Ltd.); Shinto Kogyo Co., Ltd.); turbo screener (Turboe Co., Ltd.); micro shifter (Ogino Sangyo Co., Ltd.); circular vibrating screen, etc.
<流速指数の測定方法>
本発明におけるEt100(mJ)およびEt10(mJ)は、「粉体流動性分析装置パウダーレオメータFT4」(Freeman Technology社製、以下、FT4と省略する場合がある。)を用いることによって測定する。
<Measurement method of flow velocity index>
Et100 (mJ) and Et10 (mJ) in the present invention are measured by using a “powder fluidity analyzer powder rheometer FT4” (manufactured by Freeman Technology, hereinafter sometimes abbreviated as FT4).
具体的には、以下の操作により測定を行う。 Specifically, the measurement is performed by the following operation.
全ての操作において、プロペラ型ブレードはFT4専用の48mm径ブレード(図1参照。型番:C210、材質:SUS、以下、ブレードと省略する場合がある。)を用いる。このプロペラ型ブレードは、48mm×10mmのブレード板の中心に法線方向に回転軸が存在し、ブレード板は両最外縁部分(回転軸から24mm部分)が70°、回転軸から12mmの部分が35°というように、反時計回りになめらかにねじられたものである。 In all operations, a 48 mm-diameter blade dedicated to FT4 (see FIG. 1, model number: C210, material: SUS, hereinafter may be abbreviated as “blade”) is used as the propeller blade. This propeller-type blade has a rotation axis in the normal direction at the center of a 48 mm × 10 mm blade plate, and the blade plate has an outermost edge portion (24 mm portion from the rotation shaft) of 70 ° and a portion 12 mm from the rotation shaft. It is smoothly twisted counterclockwise, such as 35 °.
測定容器は、FT4専用の円筒状のスプリット容器(型番:C203、材質:ガラス、直径50mm、容積160ml、底面からスプリット部分までの高さ82mm、以下、容器と省略する場合がある。)を用いる。 As the measurement container, a cylindrical split container dedicated to FT4 (model number: C203, material: glass, diameter 50 mm, volume 160 ml, height 82 mm from the bottom surface to the split part, hereinafter may be abbreviated as container) is used. .
尚、温度23℃、湿度60%RHの環境下に3日以上放置された無機微粉体を、前記の測定容器に100g入れ、粉体層とする。 In addition, 100 g of inorganic fine powder left in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60% RH for 3 days or more is put in the measurement container to form a powder layer.
(1)コンディショニング操作
(a)プロペラ型ブレードを、ブレードの最外縁部の周速が60mm/secとなるように、粉体層表面に対して時計回り(ブレードの回転により粉体層がほぐされる方向)に回転する。このブレードを、移動中のブレードの最外縁部が描く軌跡と粉体層表面とのなす角(以降、なす角と省略する場合がある。)が5°となる進入速度で、粉体層表面から、粉体層の底面から10mmの位置まで垂直方向に進入させる。その後、なす角が2°となる進入速度に変えて、ブレードの最外縁部の周速が60mm/secとなるように、粉体層表面に対して時計回りに回転しながら、トナー粉体層の底面から1mmの位置までブレードを進入させる。さらに、なす角が5°の速度で、ブレードの最外縁部の周速が60mm/secとなるように、粉体層表面に対して時計回りに回転しながら、粉体層の底面から100mmの位置までブレードを移動させ、抜き取りを行う。抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着した無機微粉体を払い落とす。
(b)(1)−(a)の操作を5回繰り返し、粉体層中に取り込まれている空気を取り除く。
(1) Conditioning operation (a) The propeller blade is rotated clockwise with respect to the powder layer surface so that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is 60 mm / sec (the powder layer is loosened by the rotation of the blade). Direction). The surface of the powder layer at an approach speed at which the angle between the locus drawn by the outermost edge of the moving blade and the surface of the powder layer (hereinafter sometimes referred to as the angle formed) is 5 °. To 10 mm from the bottom of the powder layer in the vertical direction. Thereafter, the toner powder layer is rotated while rotating clockwise with respect to the surface of the powder layer so that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is 60 mm / sec. The blade is advanced to a position of 1 mm from the bottom surface. Furthermore, while rotating clockwise with respect to the powder layer surface so that the formed angle is 5 ° and the peripheral speed of the outermost edge of the blade is 60 mm / sec, 100 mm from the bottom surface of the powder layer. Move the blade to the position and remove it. When the extraction is completed, the blade is rotated clockwise and counterclockwise alternately, and the inorganic fine powder adhering to the blade is wiped off.
(B) The operations of (1)-(a) are repeated five times to remove air taken in the powder layer.
(2)スプリット操作
上述のFT4専用容器のスプリット部分で粉体層をすり切り、粉体層上部の無機微粉体を取り除く。尚、この操作により粉体層の体積を測定毎に同じとすることができる。
(2) Split operation The powder layer is ground at the split portion of the above-mentioned FT4 container, and the inorganic fine powder on the upper part of the powder layer is removed. By this operation, the volume of the powder layer can be made the same for each measurement.
(3)測定操作
(i)Et100の測定
(a)(1)−(a)と同様のコンディショニング操作を一回行う。
(b)プロペラ型ブレードを、ブレードの最外縁部の周速が100mm/secとなるように、粉体層表面に対して反時計回り(ブレードの回転により粉体層が押し込まれる方向)に回転する。このブレードを、なす角が5°となる進入速度で、粉体層表面から、トナー粉体層の底面から10mmの位置まで垂直方向に進入させる。その後、ブレードの最外縁部の周速が60mm/secとなるように、粉体層表面に対して時計回りに回転し、粉体層への垂直方向の進入速度をなす角が2°となる進入速度で、粉体層の底面から1mmの位置まで進入させる。さらに、なす角が5°の速度で、粉体層の底面から100mmの位置までブレードを移動させ、抜き取りを行う。抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着した無機微粉体を払い落とす。
(c)(3)−(i)−(b)の操作をさらに6回繰り返し、6回目における、トナー粉体層の底面から100mmの位置から10mmの位置までブレードを進入させた時に得られる回転トルクと垂直荷重の総和Etを、Et100とする。
(3) Measurement operation (i) Et100 measurement (a) Conditioning operation similar to (1)-(a) is performed once.
(B) Rotate the propeller blade counterclockwise with respect to the powder layer surface (direction in which the powder layer is pushed in by rotation of the blade) so that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is 100 mm / sec. To do. The blade is advanced in the vertical direction from the powder layer surface to a position 10 mm from the bottom surface of the toner powder layer at an approach speed of 5 °. Thereafter, the blade rotates clockwise with respect to the surface of the powder layer so that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is 60 mm / sec, and the angle forming the vertical entry speed to the powder layer becomes 2 °. It is made to approach to the position of 1 mm from the bottom face of the powder layer at the approach speed. Further, the blade is moved to a position of 100 mm from the bottom surface of the powder layer at a speed of 5 °, and is extracted. When the extraction is completed, the blade is rotated clockwise and counterclockwise alternately, and the inorganic fine powder adhering to the blade is wiped off.
(C) The operations of (3)-(i)-(b) are further repeated 6 times, and the rotation obtained when the blade enters the position from 100 mm to 10 mm from the bottom of the toner powder layer at the sixth time. The total Et of the torque and the vertical load is Et100.
(ii)Et10の測定
(a)Et100の測定を終了したトナー粉体層を用い、まず上記(1)−(a)と同様のコンディショニング操作を一回行う。
(b)(3)−(i)−(b)と同様の操作を1回行なう。
(c)ブレードの最外縁部の周速を70mm/secに変更する以外は(3)−(i)−(b)と同様の操作を1回行う。
(d)ブレードの最外縁部の周速を40mm/secに変更する以外は(3)−(i)−(b)と同様の操作を1回行う。
(e)ブレードの最外縁部の周速を10mm/secに変更する以外は(3)−(i)−(b)と同様の操作を1回行う。その際のトナー粉体層の底面から100mmの位置から10mmの位置までブレードを進入させた時に得られる回転トルクと垂直荷重の総和Etを、Et10とする。
(Ii) Measurement of Et10 (a) Using the toner powder layer for which the measurement of Et100 has been completed, a conditioning operation similar to the above (1)-(a) is performed once.
(B) The same operation as (3)-(i)-(b) is performed once.
(C) The same operation as (3)-(i)-(b) is performed once except that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is changed to 70 mm / sec.
(D) The same operation as (3)-(i)-(b) is performed once except that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is changed to 40 mm / sec.
(E) The same operation as (3)-(i)-(b) is performed once except that the peripheral speed of the outermost edge portion of the blade is changed to 10 mm / sec. At this time, Et10 is the total Et of rotational torque and vertical load obtained when the blade is moved from the position of 100 mm to the position of 10 mm from the bottom surface of the toner powder layer.
<無機微粉体の粒子径測定方法>
本発明における無機微粉体の個数平均粒子径については、電子顕微鏡にて5万倍の倍率で撮影した写真から100個の粒径を測定して、その平均を求めた。
<Method for measuring particle size of inorganic fine powder>
About the number average particle diameter of the inorganic fine powder in the present invention, 100 average particle diameters were measured from photographs taken at a magnification of 50,000 times with an electron microscope, and the average was determined.
<ワックスの融点の測定方法>
ワックスおよびトナーの最大吸熱ピークのピーク温度は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
<Measurement method of melting point of wax>
The peak temperature of the maximum endothermic peak of the wax and toner is measured according to ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter “Q1000” (manufactured by TA Instruments).
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。 The temperature correction of the device detection unit uses the melting points of indium and zinc, and the correction of heat uses the heat of fusion of indium.
具体的には、トナー約10mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。尚、測定においては、一度200℃まで昇温させ、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度30〜200℃の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピークを、本発明のトナーのDSC測定における吸熱曲線の最大吸熱ピークとする。 Specifically, about 10 mg of toner is precisely weighed, put in an aluminum pan, and an empty aluminum pan is used as a reference. Measurement is performed at ° C / min. In the measurement, the temperature is once raised to 200 ° C., subsequently lowered to 30 ° C., and then the temperature is raised again. The maximum endothermic peak of the DSC curve in the temperature range of 30 to 200 ° C. in the second temperature raising process is defined as the maximum endothermic peak of the endothermic curve in the DSC measurement of the toner of the present invention.
<樹脂の分子量分布の測定方法>
トナーのTHF可溶分の分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
<Measurement method of molecular weight distribution of resin>
The molecular weight distribution of the THF soluble part of the toner is measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
まず、室温で24時間かけて、トナーをテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
First, the toner is dissolved in tetrahydrofuran (THF) at room temperature over 24 hours. The obtained solution is filtered through a solvent-resistant membrane filter “Maescho Disc” (manufactured by Tosoh Corporation) having a pore diameter of 0.2 μm to obtain a sample solution. The sample solution is adjusted so that the concentration of the component soluble in THF is about 0.8% by mass. Using this sample solution, measurement is performed under the following conditions.
Apparatus: HLC8120 GPC (detector: RI) (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: Seven series of Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 (manufactured by Showa Denko KK)
Eluent: Tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 1.0 ml / min
Oven temperature: 40.0 ° C
Sample injection volume: 0.10 ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。 In calculating the molecular weight of the sample, standard polystyrene resin (for example, trade name “TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F— 10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500 ", manufactured by Tosoh Corporation) are used.
以下本発明の感光ドラムについて述べる。 The photosensitive drum of the present invention will be described below.
本発明の特徴のひとつは、a−SiC表面層の珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和を6.60×1022原子/cm3以上とすることである。これにより、耐磨耗性向上及び表面平滑性の維持に大きな効果が得られる。 One of the features of the present invention is that the sum of the atomic density of silicon atoms and the atomic density of carbon atoms in the a-SiC surface layer is 6.60 × 10 22 atoms / cm 3 or more. Thereby, a big effect is acquired in abrasion resistance improvement and maintenance of surface smoothness.
電子写真プロセスにおいては、帯電工程により生成したイオン種と炭素原子との反応により、炭素原子の酸化及び脱離が生じると考えられる。炭素原子の酸化及び脱離により珪素原子と炭素原子との結合が切断され、新たに生成した珪素原子のダングリングボンドに酸化物質が反応し耐磨耗性が悪化する。 In the electrophotographic process, it is considered that oxidation and desorption of carbon atoms occur due to the reaction between ionic species generated in the charging step and carbon atoms. Oxidation and elimination of the carbon atom breaks the bond between the silicon atom and the carbon atom, and the oxidized material reacts with the dangling bond of the newly generated silicon atom, thereby deteriorating the wear resistance.
そのため、これらを抑制するためには、a−SiC表面層を構成する珪素原子及び炭素原子の原子密度を高くすることにより各原子間距離の短縮及び空間率の低減ができ、表面層の構成原子の結合力が高め、最表面での極性基の生成を抑制する。これにより、高硬度な表面層が得られ、その結果、耐磨耗性も向上させ、磨耗による感光体表面の粗面化を抑えることができる。 Therefore, in order to suppress these, by increasing the atomic density of silicon atoms and carbon atoms constituting the a-SiC surface layer, the distance between each atom can be shortened and the space ratio can be reduced. Increases the binding force of and suppresses the formation of polar groups on the outermost surface. As a result, a surface layer having a high hardness can be obtained. As a result, the wear resistance can also be improved, and the surface of the photoreceptor can be prevented from being roughened by the wear.
そのため、a−SiC表面層の珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が高い方がより好ましく、6.81×1022原子/cm3以上にすることで、更に、耐磨耗性の向上に大きな効果が得られる。a−SiCにおいては、上記組成範囲のSiC結晶が最も高密度化した状態であることから、珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和の上限は、13.0×1022原子/cm3以下となる。 Therefore, it is more preferable that the sum of the atomic density of silicon atoms and the atomic density of carbon atoms in the a-SiC surface layer is higher. Further, by setting the sum to 6.81 × 10 22 atoms / cm 3 or more, the wear resistance is further increased. A great effect is obtained in improving the above. In a-SiC, since the SiC crystal having the above composition range is in the highest density state, the upper limit of the sum of the atomic density of silicon atoms and the atomic density of carbon atoms is 13.0 × 10 22 atoms / cm 3. 3 or less.
また、本発明は、珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和を上記範囲とし、且つ、a−SiC表面層の珪素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比を0.61以上0.75以下の組成範囲とすることが、優れた電子写真感光体特性を得る上で好ましい。 In the present invention, the sum of the atomic density of silicon atoms and the atomic density of carbon atoms is in the above range, and the number of carbon atoms relative to the sum of the number of silicon atoms and the number of carbon atoms in the a-SiC surface layer The number ratio is preferably in the range of 0.61 to 0.75 in order to obtain excellent electrophotographic photoreceptor characteristics.
a−SiC表面層において、珪素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比を0.61よりも小さくすると、特に、原子密度の高いa−SiCを作製した場合、a−SiCの抵抗が低下する場合がある。このような場合、静電潜像形成時にキャリアが表面層中で横流れを生じやすくなる。そのため、静電潜像として孤立ドットが小さくなる。その結果、出力画像において、特に、低印字側での画像濃度が低下し、階調性の悪化させる場合がある。 When the ratio of the number of carbon atoms to the sum of the number of silicon atoms and the number of carbon atoms in the a-SiC surface layer is smaller than 0.61, particularly when a-SiC having a high atomic density is produced. The resistance of a-SiC may decrease. In such a case, the carrier tends to cause a lateral flow in the surface layer when forming the electrostatic latent image. As a result, the isolated dots are reduced as an electrostatic latent image. As a result, in the output image, in particular, the image density on the low printing side is lowered, and the gradation may be deteriorated.
また、珪素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比を0.75より大きくすると、特に、原子密度の高いa−SiCを作製した場合、a−SiC表面層での光吸収が急激に増加する場合がある。このような場合、静電潜像形成時に像露光光量を多く必要となり、感度が悪化する場合がある。また、a−SiC表面層の磨耗に対する感度が大きくなることから、電子写真感光体に削れムラが生じた場合に、画像濃度ムラが生じる場合がある。 Further, when the ratio of the number of carbon atoms to the sum of the number of silicon atoms and the number of carbon atoms is greater than 0.75, particularly when a-SiC having a high atomic density is produced, the a-SiC surface layer In some cases, the light absorption at the abruptly increases. In such a case, a large amount of image exposure light is required when forming the electrostatic latent image, and the sensitivity may deteriorate. Further, since the sensitivity to abrasion of the a-SiC surface layer is increased, image density unevenness may occur when the electrophotographic photosensitive member is shaved and uneven.
また、本発明において、珪素原子の原子数、炭素原子の原子数及び水素原子の原子数の和に対する水素原子の原子数の比を0.30以上0.45以下にすることが好ましい。これにより、電子写真感光体特性が良好、且つ、更なる高湿流れ抑制及び耐磨耗性に優れた電子写真感光体が得られる。 In the present invention, the ratio of the number of hydrogen atoms to the sum of the number of silicon atoms, the number of carbon atoms, and the number of hydrogen atoms is preferably 0.30 to 0.45. As a result, an electrophotographic photosensitive member having excellent electrophotographic photosensitive member characteristics and further excellent high-humidity flow suppression and wear resistance can be obtained.
水素原子の原子密度の比は0.30未満である場合、原子密度の高いa−SiC表面層において、光学的バンドギャップが狭くなり、光吸収が増加することにより感度が悪化する場合がある。 When the atomic density ratio of hydrogen atoms is less than 0.30, in an a-SiC surface layer having a high atomic density, the optical band gap becomes narrow, and the sensitivity may deteriorate due to increased light absorption.
一方、水素原子の原子数の比は0.45より多い場合、表面層中に、メチル基のような水素原子の多い終端基が増加する傾向がみられる。これらが、a−SiCの構造中に大きな空間を形成させ、周囲に存在する原子間の結合にひずみを生じさせる場合がある。このような構造上弱い部分は、酸化に対して弱い部分となってしまう可能性がある。 On the other hand, when the ratio of the number of hydrogen atoms is more than 0.45, there is a tendency that the number of terminal groups having many hydrogen atoms such as methyl groups increases in the surface layer. These may form a large space in the structure of a-SiC and cause distortion in the bonds between the atoms existing around. Such a weak part in structure may become a weak part with respect to oxidation.
次に、本発明の電子写真感光体を製造するための製造装置及び製造方法を具体例により示す。 Next, a production apparatus and a production method for producing the electrophotographic photosensitive member of the present invention will be shown by specific examples.
図2は本発明のa−Si系感光体を作製するための高周波電源を用いたRFプラズマCVD法による感光体の堆積装置の一例を模式的に示した図である。 FIG. 2 is a view schematically showing an example of an apparatus for depositing a photoconductor by an RF plasma CVD method using a high frequency power source for producing the a-Si type photoconductor of the present invention.
この装置は大別すると、反応容器1110を有する堆積装置1100、原料ガス供給装置1200、および、反応容器1110内を減圧する為の排気装置(図示せず)から構成されている。 This apparatus is roughly composed of a deposition apparatus 1100 having a reaction vessel 1110, a raw material gas supply apparatus 1200, and an exhaust device (not shown) for depressurizing the inside of the reaction container 1110.
堆積装置1100中の反応容器3110内にはアースに接続された導電性基体1112、導電性基体加熱用ヒーター1113、および、原料ガス導入管1114が設置されている。さらにカソード電極1111には高周波マッチングボックス1115を介して高周波電源1120が接続されている。 A conductive substrate 1112, a conductive substrate heating heater 1113, and a source gas introduction pipe 1114 connected to the ground are installed in the reaction vessel 3110 in the deposition apparatus 1100. Further, a high frequency power source 1120 is connected to the cathode electrode 1111 via a high frequency matching box 1115.
原料ガス供給装置1200は、SiH4,H2,CH4,NO,B2H6等の原料ガスボンベ1221〜1225、バルブ1231〜1235、圧力調整器1261〜1265、流入バルブ1241〜1245、流出バルブ1251〜1255およびマスフローコントローラ1211〜1215から構成されている。各原料ガスを封入したガスのボンベは補助バルブ1260を介して反応容器1110内の原料ガス導入管1114に接続されている。 The source gas supply device 1200 includes source gas cylinders 1221 to 1225 such as SiH 4 , H 2 , CH 4 , NO, and B 2 H 6 , valves 1231 to 1235, pressure regulators 1261 to 1265, inflow valves 1241 to 1245, and outflow valves. 1251 to 1255 and mass flow controllers 1211 to 1215. A gas cylinder filled with each source gas is connected to a source gas introduction pipe 1114 in the reaction vessel 1110 via an auxiliary valve 1260.
次にこの装置を使った堆積膜の形成方法について説明する。まず、あらかじめ脱脂洗浄した導電性基体1112を反応容器1110に受け台1123を介して設置する。次に、排気装置(図示せず)を運転し、反応容器1110内を排気する。真空計1119の表示を見ながら、反応容器1110内の圧力がたとえば1Pa以下の所定の圧力になったところで、基体加熱用ヒーター1113に電力を供給し、導電性基体1112を例えば50℃から350℃の所望の温度に加熱する。このとき、ガス供給装置1200より、Ar、He等の不活性ガスを反応容器1110に供給して、不活性ガス雰囲気中で加熱を行うこともできる。 Next, a method for forming a deposited film using this apparatus will be described. First, the conductive substrate 1112 that has been degreased and washed in advance is placed in the reaction vessel 1110 via a cradle 1123. Next, an exhaust device (not shown) is operated to exhaust the reaction vessel 1110. While viewing the display on the vacuum gauge 1119, when the pressure in the reaction vessel 1110 reaches a predetermined pressure of, for example, 1 Pa or less, power is supplied to the substrate heating heater 1113, and the conductive substrate 1112 is moved to, for example, 50 ° C. to 350 ° C. To the desired temperature. At this time, an inert gas such as Ar or He can be supplied from the gas supply apparatus 1200 to the reaction vessel 1110 and heated in an inert gas atmosphere.
次に、ガス供給装置1200より堆積膜形成に用いるガスを反応容器1110に供給する。すなわち、必要に応じバルブ1231〜1235、流入バルブ1241〜1245、流出バルブ1251〜1255を開き、マスフローコントローラ1211〜1215に流量設定を行う。各マスフローコントローラの流量が安定したところで、真空計1119の表示を見ながらメインバルブ1118を操作し、反応容器1110内の圧力が所望の圧力になるように調整する。所望の圧力が得られたところで高周波電源3120より高周波電力を印加すると同時に高周波マッチングボックス1115を操作し、反応容器1110内にプラズマ放電を生起する。その後、速やかに高周波電力を所望の電力に調整し、堆積膜の形成を行う。
Next, a gas used to form a deposited film is supplied from the gas supply device 1200 to the reaction vessel 1110. That is, if necessary, the valves 1231 to 1235, the inflow valves 1241 to 1245, and the
所定の堆積膜の形成が終わったところで、高周波電力の印加を停止し、バルブ1231〜1235、流入バルブ1241〜1245、流出バルブ1251〜1255、および補助バルブ1260を閉じ、原料ガスの供給を終える。同時に、メインバルブ1118を全開にし、反応容器1110内を1Pa以下の圧力まで排気する。
When the formation of the predetermined deposited film is finished, the application of the high-frequency power is stopped, the valves 1231 to 1235, the inflow valves 1241 to 1245, the
以上で、堆積層の形成を終えるが、複数の堆積層を形成する場合、再び上記の手順を繰り返してそれぞれの層を形成すれば良い。原料ガス流量や、圧力等を光導電層形成用の条件に一定の時間で変化させて、接合領域の形成を行うこともできる。 The formation of the deposited layers is completed as described above. When a plurality of deposited layers are formed, the above procedure is repeated again to form each layer. The bonding region can also be formed by changing the raw material gas flow rate, pressure, and the like to the conditions for forming the photoconductive layer in a certain time.
すべての堆積膜形成が終わったのち、メインバルブ1118を閉じ、反応容器1110内に不活性ガスを導入し大気圧に戻した後、導電性基体1112を取り出す。 After all the deposited films are formed, the main valve 1118 is closed, an inert gas is introduced into the reaction vessel 1110 to return to atmospheric pressure, and then the conductive substrate 1112 is taken out.
本発明の電子写真感光体は、従来周知の電子写真感光体の表面層に比べてa−SiCを構成している珪素原子及び炭素原子の原子密度を上げて、原子密度の高い膜構造の表面層を形成している。上述したように、本発明の原子密度の高いa−SiC表面層を作製する場合には、表面層作成時の条件にもよるが、一般的に、反応容器に供給するガス量が少ない方が良く、高周波電力は高い方が良く、反応容器内の圧力が高い方が良く、更に、導電性基板の温度が高い方が良い。 The electrophotographic photosensitive member of the present invention has a film structure having a high atomic density by increasing the atomic density of silicon atoms and carbon atoms constituting a-SiC as compared with the surface layer of a conventionally known electrophotographic photosensitive member. Forming a layer. As described above, when producing an a-SiC surface layer having a high atomic density according to the present invention, generally, the amount of gas supplied to the reaction vessel is smaller, although it depends on the conditions at the time of creating the surface layer. The high frequency power is better, the pressure in the reaction vessel is better, and the temperature of the conductive substrate is better.
まず、反応容器内に供給するガス量を減らし、且つ高周波電力を上げることにより、ガスの分解を促進させることができる。これにより、珪素原子供給源(例えば、SiH4)よりも分解し難い炭素原子供給源(例えば、CH4)を効率良く分解することができる。その結果、水素原子の少ない活性種が生成され、基体上に堆積した膜中の水素原子が減少するため原子密度の高いa−SiC表面層が形成可能となる。 First, the gas decomposition can be promoted by reducing the amount of gas supplied into the reaction vessel and increasing the high-frequency power. Thereby, a carbon atom supply source (for example, CH 4 ) that is harder to decompose than a silicon atom supply source (for example, SiH 4 ) can be efficiently decomposed. As a result, active species having a small number of hydrogen atoms are generated, and the number of hydrogen atoms in the film deposited on the substrate is reduced, so that an a-SiC surface layer having a high atomic density can be formed.
また、反応容器内の圧力を高めることで、反応容器内に供給された原料ガスの滞留時間が長くなる、また、原料ガスの分解により生じた水素原子により弱結合水素の引き抜き反応が生じるために、珪素原子と炭素原子のネットワーク化が促進したためだと考えている。 In addition, by increasing the pressure in the reaction vessel, the residence time of the raw material gas supplied into the reaction vessel becomes longer, and a weakly bonded hydrogen abstraction reaction occurs due to hydrogen atoms generated by the decomposition of the raw material gas. This is because the networking of silicon and carbon atoms has been promoted.
更に、導電性基板の温度を上げることにより、導電性基板に到達した活性種の表面移動距離が長くなり、より安定した結合をつくることができる。その結果、a−SiC表面層として、より構造的に安定した配置に各原子が結合しているためであると考えている。 Furthermore, by raising the temperature of the conductive substrate, the surface movement distance of the active species that has reached the conductive substrate is increased, and a more stable bond can be created. As a result, it is considered that each atom is bonded to a more structurally stable arrangement as the a-SiC surface layer.
(水素原子(Si)の原子密度と炭素原子(C)の原子密度の和Si+C原子密度、水素原子(H)比の測定
まず、表1の電荷注入阻止層及び光導電層のみを積層させたリファレンス電子写真感光体の任意の周方向における長手方向の中央部を15mm□で切り出し、リファレンス試料を作製した。次に、電荷注入阻止層、光導電層及び表面層を積層させた電子写真感光体を同様に切り出し、測定用試料を作製した。リファレンス試料と測定用試料を分光エリプソメトリー(J.A.Woollam社製:高速分光エリプソメトリー M−2000)により測定し、表面層の膜厚を求めた。
(Measurement of Si + C atomic density and hydrogen atom (H) ratio of atomic density of hydrogen atom (Si) and atomic density of carbon atom (C) First, only the charge injection blocking layer and the photoconductive layer of Table 1 were laminated. A reference sample was prepared by cutting out a longitudinal central portion of the reference electrophotographic photosensitive member in an arbitrary circumferential direction with 15 mm □, and then an electrophotographic photosensitive member in which a charge injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer were laminated. The reference sample and the measurement sample were measured by spectroscopic ellipsometry (manufactured by JA Woollam: high-speed spectroscopic ellipsometry M-2000) to determine the film thickness of the surface layer. It was.
具体的な測定条件は、入射角:60°、65°、70°、測定波長:195nmから700nm、解析ソフト:WVASE32、ビーム径:1mm×2mmである。また、計算モデルとしては、最表面の粗さ層は表面層:空気層=8:2として計算した。 Specific measurement conditions are incident angles: 60 °, 65 °, 70 °, measurement wavelength: 195 nm to 700 nm, analysis software: WVASE 32, beam diameter: 1 mm × 2 mm. As the calculation model, the outermost roughness layer was calculated as surface layer: air layer = 8: 2.
その後、上記測定用試料をRBS(ラザフォード後方散乱法)(日新ハイボルテージ(株)製:後方散乱測定装置 AN−2500)により、珪素原子及び炭素原子の原子数を測定した。また、水素原子の原子数をHFS(水素前方散乱法)(日新ハイボルテージ(株)製:後方散乱測定装置 AN−2500)により測定した。 Thereafter, the number of atoms of silicon atoms and carbon atoms was measured for the above measurement sample by RBS (Rutherford backscattering method) (manufactured by Nisshin High Voltage Co., Ltd .: backscattering measurement device AN-2500). In addition, the number of hydrogen atoms was measured by HFS (hydrogen forward scattering method) (manufactured by Nisshin High Voltage Co., Ltd .: backscattering measuring device AN-2500).
具体的な測定条件は、入射イオン:4He+、入射エネルギー:2.3MeV、入射角:75°、試料電流:35nA、入射ビーム経:1mmであり、RBSの検出器は、散乱角:160°、アパーチャ径:8mm、HFSの検出器は、反跳角:30°、アパーチャ径:8mm+Slitである。 Specific measurement conditions are incident ion: 4He +, incident energy: 2.3 MeV, incident angle: 75 °, sample current: 35 nA, incident beam length: 1 mm, and an RBS detector has a scattering angle of 160 °, Aperture diameter: 8 mm, HFS detector has recoil angle: 30 °, aperture diameter: 8 mm + Slit.
以上のように、分光エリプソメトリーより求めた膜厚と、RBS及びHFSにより求めた珪素原子数、炭素原子数及び水素原子数から、(水素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和、水素原子比を算出した。 As described above, from the film thickness obtained by spectroscopic ellipsometry, the number of silicon atoms, the number of carbon atoms and the number of hydrogen atoms obtained by RBS and HFS, the sum of the atomic density of hydrogen atoms and the atomic density of carbon atoms, hydrogen Atomic ratio was calculated.
(珪素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比C/(Si+C)の測定)
C/(Si+C)は、電子写真感光体の任意の周方向における長手方向の中央部を10mm□で切り出した試料を、XPS装置(X線光電子分光装置)(ULVAC−PHI(株)製:QUANTUM2000 SCANNING ESCA MICROPROBE)により算出した。
(Measurement of the ratio C / (Si + C) of the number of carbon atoms to the sum of the number of silicon atoms and the number of carbon atoms)
C / (Si + C) is an XPS device (X-ray photoelectron spectroscope) (manufactured by ULVAC-PHI Co., Ltd .: QUANTUM2000) obtained by cutting a central portion of the electrophotographic photosensitive member in the longitudinal direction in an arbitrary circumferential direction with 10 mm □. Calculated by SCANNING ESCA MICROPROBE).
具体的には、電子写真感光体最表面から光導電層までの珪素原子(Si)、炭素原子(C)、酸素原子(O)のデプスプロファイルを測定した。得られた結果より、Oが検出されなくなった位置でのSiとCの比率を算出し、その値をC/(Si+C)とした。 Specifically, the depth profiles of silicon atoms (Si), carbon atoms (C), and oxygen atoms (O) from the outermost surface of the electrophotographic photosensitive member to the photoconductive layer were measured. From the obtained results, the ratio of Si and C at a position where O was no longer detected was calculated, and the value was defined as C / (Si + C).
分析したSi、C及びOの軌道は、Si2p、C1s及びO1sであり、測定条件は、スポット径100μm、X線強度=25W−15kV、Pass energy=23.5eV、Step size=0.1eV、SWEEP数=10で行った。また、スパッタ条件は、Arイオンを用いて2mm□の領域を加速電圧4kV、1分間でスパッタリング行った。スパッタリングと測定を交互に行い、Si、C及びOのデプスプロファイルを作成した。
The analyzed orbits of Si, C, and O are Si2p, C1s, and O1s, and the measurement conditions are
以下に実施例に本発明を更に具体的に説明する。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples.
(無機微粉体の製造例1)
生石灰を消和して得られた消石灰粉を用い、濃度120g/Lに調整した。撹拌しながらCO2ガスを石灰乳中に吹き込んで炭酸化反応を行った。炭酸化反応は第1段階として供給速度20m3/m2・hrで炭酸化率が6.0%になるまでCO2含有ガスを吹き込み、次に第2段階として供給速度を1.2m3/m2・hrに下げ炭酸化率が13.0%になるまでCO2含有ガスを吹き込み、さらに第3段階として供給速度を18m3/m2・hrまで上げ炭酸化率を45.0%になるまでCO2含有ガスを吹き込み反応を行い、反応生成物を得た。
(Inorganic fine powder production example 1)
Using slaked lime powder obtained by dehydrating quicklime, the concentration was adjusted to 120 g / L. Carbonation reaction was performed by blowing CO 2 gas into lime milk while stirring. In the carbonation reaction, a CO 2 -containing gas is blown until the carbonation rate reaches 6.0% at a feed rate of 20 m 3 / m 2 · hr as the first stage, and then the feed rate is set to 1.2 m 3 / Reduce to m 2 · hr and blow in CO 2 -containing gas until the carbonation rate reaches 13.0%. Further, as the third stage, increase the feed rate to 18 m 3 / m 2 · hr and increase the carbonation rate to 45.0%. The reaction was carried out by blowing a gas containing CO 2 until the reaction product was obtained.
得られた反応生成物1モルに対し、25℃、濃度400g/Lにおける粘度が2500cpの水酸化カルシウム水性懸濁液1モルを混合した。得られた混合物に反応開始温度25℃でCO2含有ガスを供給速度8.0m3/m2・hrで吹き込み炭酸化率50.5%まで炭酸化して、反応生成物を平均して長径3.8μmで厚さ0.4μmに粗大化させ、水性懸濁液Aを調製した。一方25℃、濃度400g/Lにおける粘度が2500cpの水酸化カルシウム水性懸濁液を、濃度50g/Lに調製し、反応開始温度13℃でCO2含有ガスを供給速度10.0m3/m2・hrで炭酸化率32.3%となるまで吹き込んで、水性懸濁液Bを調製した。次いでA液とB液を、A液中のCa系化合物とB液中のCa系化合物のモル比が100:8になるように混合したのち、反応開始温度15℃でCO2ガスを供給速度15m3/m2・hrで吹き込み、反応させて、個数平均粒径150nmである均一な立方体状炭酸カルシウムを得た。 1 mol of a calcium hydroxide aqueous suspension having a viscosity of 2500 cp at 25 ° C. and a concentration of 400 g / L was mixed with 1 mol of the obtained reaction product. The obtained mixture was blown with a CO 2 -containing gas at a reaction start temperature of 25 ° C. at a supply rate of 8.0 m 3 / m 2 · hr to be carbonated to a carbonation rate of 50.5%. Aqueous suspension A was prepared by coarsening to a thickness of 0.4 μm at 8 μm. On the other hand, an aqueous calcium hydroxide suspension having a viscosity of 2500 cp at 25 ° C. and a concentration of 400 g / L is prepared to a concentration of 50 g / L, and a CO 2 -containing gas is supplied at a reaction start temperature of 13 ° C. at a feed rate of 10.0 m 3 / m 2. Aqueous suspension B was prepared by blowing until hr to a carbonation rate of 32.3%. Next, liquid A and liquid B are mixed so that the molar ratio of the Ca-based compound in liquid A and the Ca-based compound in liquid B is 100: 8, and then the CO 2 gas supply rate at a reaction start temperature of 15 ° C. The mixture was blown at 15 m 3 / m 2 · hr and reacted to obtain uniform cubic calcium carbonate having a number average particle size of 150 nm.
炭酸カルシウムを含む懸濁液を洗浄した後、固形分10質量%のスラリーに調整した。該スラリーを65℃で分散機により撹拌させながら、ステアリン酸ナトリウム含有量が20質量%を添加し、撹拌した後プレス脱水した。得られた濾過ケーキを箱型乾燥機で乾燥させた後、解砕することにより、ステアリン酸で処理された炭酸カルシウム粒子である無機微粉体1を得た。得られた無機微粉体1の物性値を表3に示す。 After washing the suspension containing calcium carbonate, it was adjusted to a slurry having a solid content of 10% by mass. While the slurry was stirred with a disperser at 65 ° C., a sodium stearate content of 20% by mass was added and stirred, followed by press dehydration. The obtained filter cake was dried with a box-type dryer and then crushed to obtain inorganic fine powder 1 which is calcium carbonate particles treated with stearic acid. Table 3 shows the physical property values of the obtained inorganic fine powder 1.
(無機微粉体の製造例2)
3.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液20Lを入れた反応容器に、Fe2+が1.5mol/Lである硫酸第一鉄水溶液20Lを加え、温度を95℃として、水酸化第一鉄コロイドを含有する第一鉄塩懸濁液を生成した。ここに、100L/minの空気を通気させながら90分撹拌してマグネタイトを含む第一鉄懸濁液を得た。ここに、6.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを10.0とした。さらに、100L/minの空気を通気させながら60分撹拌してマグネタイト粒子を生成させた。十分撹拌した後、マグネタイトを濾別した。このマグネタイトを水洗;乾燥後、解砕して八面体形状のマグネタイト粒子を得た。
(Inorganic fine powder production example 2)
To a reaction vessel containing 20 L of 3.0 mol / L sodium hydroxide aqueous solution, 20 L of ferrous sulfate aqueous solution with Fe 2+ of 1.5 mol / L is added, and the temperature is set to 95 ° C. A ferrous salt suspension containing was produced. The mixture was stirred for 90 minutes while aeration of 100 L / min air was conducted to obtain a ferrous suspension containing magnetite. A 6.0 mol / L aqueous sodium hydroxide solution was added thereto to adjust the pH to 10.0. Further, the mixture was stirred for 60 minutes while ventilating 100 L / min of air to generate magnetite particles. After stirring sufficiently, the magnetite was filtered off. The magnetite was washed with water; dried and then crushed to obtain octahedral magnetite particles.
この個数平均粒子径250nmで八面体形状のマグネタイト粒子である無機微粉体4を得た。得られた無機微粉体の物性を表3に示す。 An inorganic fine powder 4 which is octahedral magnetite particles having a number average particle diameter of 250 nm was obtained. Table 3 shows the physical properties of the obtained inorganic fine powder.
(無機微粉体の製造例3)
無機微粉体の製造例2においてマグネタイト粒子を含む懸濁液を洗浄した後、固形分10質量%のスラリーに調整した。該スラリーを65℃で分散機により撹拌させながら、ステアリン酸ナトリウム含有量が15質量%を添加し、撹拌した後プレス脱水した。得られた濾過ケーキを箱型乾燥機で乾燥させた後、解砕することにより、ステアリン酸で処理されたマグネタイト粒子である無機微粉体3を得た。得られた無機微粉体3の物性を表3に示す。
(Inorganic fine powder production example 3)
In Production Example 2 of inorganic fine powder, the suspension containing magnetite particles was washed and then adjusted to a slurry with a solid content of 10% by mass. While stirring the slurry with a disperser at 65 ° C., 15% by mass of sodium stearate content was added and stirred, followed by press dehydration. The obtained filter cake was dried with a box-type dryer and then pulverized to obtain inorganic fine powder 3 which is magnetite particles treated with stearic acid. The physical properties of the obtained inorganic fine powder 3 are shown in Table 3.
(無機微粉体の製造例4)
3.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液20Lを入れた反応容器に、Fe2+が1.5mol/Lである硫酸第一鉄水溶液20Lを加え、温度を95℃として、水酸化第一鉄コロイドを含有する第一鉄塩懸濁液を生成した。ここに、100L/minの空気を通気させながら90分撹拌してマグネタイトを含む第一鉄懸濁液を得た。ここに、6.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを10.0とした。さらに、100L/minの空気を通気させながら60分撹拌してマグネタイト粒子を生成させた。十分撹拌した後、マグネタイトを濾別した。このマグネタイトを水洗;乾燥後、解砕して八面体形状のマグネタイト粒子を得た。
(Inorganic fine powder production example 4)
Into a reaction vessel containing 20 L of 3.0 mol / L sodium hydroxide aqueous solution, 20 L of ferrous sulfate aqueous solution with Fe 2+ of 1.5 mol / L is added, the temperature is set to 95 ° C., and ferrous hydroxide colloid A ferrous salt suspension containing was produced. The mixture was stirred for 90 minutes while aeration of 100 L / min air was conducted to obtain a ferrous suspension containing magnetite. A 6.0 mol / L aqueous sodium hydroxide solution was added thereto to adjust the pH to 10.0. Furthermore, it stirred for 60 minutes, ventilating 100 L / min air, and the magnetite particle | grains were produced | generated. After stirring sufficiently, the magnetite was filtered off. The magnetite was washed with water; dried, and then crushed to obtain octahedral magnetite particles.
この個数平均粒子径250nmで六面体形状のマグネタイト粒子である無機微粉体4を得た。得られた無機微粉体の物性を表3に示す。 The inorganic fine powder 4 which is hexagonal magnetite particles having a number average particle diameter of 250 nm was obtained. Table 3 shows the physical properties of the obtained inorganic fine powder.
(無機微粉体の製造例5)
硫酸第一鉄溶液中にFe2+に対して、0.95当量の水酸化ナトリウム水溶液とを混合した後、Fe(OH)2を含む第一鉄塩水溶液の生成を行った。次いで、Fe(OH)2を含む第一鉄塩水溶液に温度90℃において空気を通気してpH7の条件下で酸化反応をさせた。さらに、この懸濁液に、水酸化ナトリウム水溶液を残存Fe2+に対して、1.05当量添加して、さらに温度90℃で加熱しながら、pH8乃至11.5の条件下で酸化反応して、マグネタイトを生成した。生成したマグネタイトを常法により洗浄、濾過、乾燥、解砕処理を施し、個数平均粒子径40nmで球形のマグネタイト粒子である無機微粉体5を得た。得られた無機微粉体5の物性を表3に示す。
(Inorganic fine powder production example 5)
A ferrous sulfate solution containing 0.95 equivalents of sodium hydroxide aqueous solution was mixed with Fe 2+ in a ferrous sulfate solution, and then a ferrous salt aqueous solution containing Fe (OH) 2 was produced. Next, air was passed through the aqueous ferrous salt solution containing Fe (OH) 2 at a temperature of 90 ° C. to cause an oxidation reaction under the condition of pH 7. Further, 1.05 equivalent of an aqueous sodium hydroxide solution was added to this suspension with respect to the remaining Fe 2+ , and the mixture was further oxidized at a temperature of 8 to 11.5 while being heated at 90 ° C. To produce magnetite. The produced magnetite was washed, filtered, dried, and crushed by a conventional method to obtain an inorganic fine powder 5 that is spherical magnetite particles having a number average particle diameter of 40 nm. Table 3 shows the physical properties of the obtained inorganic fine powder 5.
(無機微粉体の製造例6)
シュウ酸セリウムを1200kg/cm2の圧力で成形し、2200℃の温度で5時間焼結させた。その後機械粉砕し、平均粒径750nmの酸化セリウム粒子である無機微粉体6を得た。得られた無機微粉体6の物性を表3に示す。
(Inorganic fine powder production example 6)
Cerium oxalate was molded at a pressure of 1200 kg / cm 2 and sintered at a temperature of 2200 ° C. for 5 hours. Thereafter, the mixture was mechanically pulverized to obtain inorganic fine powder 6 which is cerium oxide particles having an average particle diameter of 750 nm. Table 3 shows the physical properties of the obtained inorganic fine powder 6.
(無機微粉体の製造例7)
無機微粉体の製造例6において、機械式粉砕の条件を調整し、平均粒径1100nmの酸化セリウム粒子である無機微粉体7を得た。得られた無機微粉体7の物性を表3に示す。
(Inorganic fine powder production example 7)
In Production Example 6 of inorganic fine powder, the conditions for mechanical grinding were adjusted to obtain inorganic fine powder 7 which is cerium oxide particles having an average particle diameter of 1100 nm. Table 3 shows the physical properties of the inorganic fine powder 7 obtained.
(無機微粉体の製造例8)
水酸化アルミニウムを1000kg/cm2の圧力で成形し、1600℃の温度で2時間焼結させた。その後機械粉砕して、個数平均粒子径25nmの酸化アルミニウム粒子である無機微粉体8を得た。得られた無機微粉体8の物性を表3に示す。
(Inorganic fine powder production example 8)
Aluminum hydroxide was molded at a pressure of 1000 kg / cm 2 and sintered at a temperature of 1600 ° C. for 2 hours. Thereafter, the mixture was mechanically pulverized to obtain inorganic fine powder 8 which is aluminum oxide particles having a number average particle diameter of 25 nm. The physical properties of the obtained inorganic fine powder 8 are shown in Table 3.
(無機微粉体の製造例9)
反応容器中にアルゴンと酸素の体積比が3:1の混合ガスを導入し大気と置換させる。この反応容器中に酸素ガスを40m3/hr及び水素ガスを20m3/hrで供給し着火装置を用いて酸素−水素からなる燃焼炎を形成する。次いでこの燃焼炎中に圧力5kg/cm2の水素キャリアガスで原料の金属ケイ素粉末を投入し、粉塵雲を形成する。この粉塵雲は燃焼炎により着火し粉塵爆発による酸化反応を生じさせる。酸化反応後、反応容器内を3℃/分の速度で冷却し個数平均粒子径1100nmで不定形状のシリカを無機微粉体9得た。得られた無機微粉体9の物性を表3に示す。
(Inorganic fine powder production example 9)
A mixed gas having a volume ratio of argon and oxygen of 3: 1 is introduced into the reaction vessel to replace the atmosphere. Oxygen gas is supplied into the reaction vessel at 40 m 3 / hr and hydrogen gas is supplied at 20 m 3 / hr, and a combustion flame composed of oxygen-hydrogen is formed using an ignition device. Next, a metal silicon powder as a raw material is charged into the combustion flame with a hydrogen carrier gas having a pressure of 5 kg / cm 2 to form a dust cloud. This dust cloud is ignited by a combustion flame and causes an oxidation reaction by dust explosion. After the oxidation reaction, the inside of the reaction vessel was cooled at a rate of 3 ° C./min to obtain inorganic fine powder 9 of silica having an irregular shape with a number average particle diameter of 1100 nm. Table 3 shows the physical properties of the inorganic fine powder 9 obtained.
(無機微粉体の製造例10)
湿式法で合成されたシリカ微粉体(比表面積110m2/g)40質量部を、ジメチルシリコーンオイル(12500cSt)60質量部で処理を行い個数平均粒子径2500nmで不定形状のオイル処理シリカである無機微粉体10を得た。得られた無機微粉体10の物性を表3に示す。
(Inorganic fine powder production example 10)
40 parts by mass of silica fine powder (specific surface area 110 m 2 / g) synthesized by a wet method is treated with 60 parts by mass of dimethyl silicone oil (12,500 cSt), and is an inorganic oil-treated silica having a number average particle size of 2500 nm. A fine powder 10 was obtained. Table 3 shows the physical properties of the obtained inorganic fine powder 10.
〔実施例1〕
(トナーの製造例1)
・スチレン−n−ブチルアクリル共重合体
(共重合質量比=78:22、重量平均分子量=38万) 100質量部
・低分子量エチレン−プロピレン共重合体(融点102℃) 6質量部
・荷電制御剤(アゾ系鉄錯体化合物) 2質量部
・磁性酸化鉄 90質量部
(平均粒径0.25μm、保磁力11.2kA/m、残留磁化8.8Am2/kg、飽和磁化80.3Am2/kg)
上記混合物を、130℃に加熱された二軸混練機で溶融混練して、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。さらに衝突式粉砕機により微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、重量平均径7.6μm、10.1μm以上の粒子が6.8体積%であるトナー粒子を得た。
[Example 1]
(Toner Production Example 1)
Styrene-n-butylacrylic copolymer (copolymerization mass ratio = 78: 22, weight average molecular weight = 380,000) 100 parts by mass Low molecular weight ethylene-propylene copolymer (
The above mixture was melt-kneaded with a twin-screw kneader heated to 130 ° C., and the cooled mixture was coarsely pulverized with a hammer mill. Further, the mixture was finely pulverized by a collision type pulverizer, and the obtained finely pulverized product was classified by an air classifier to obtain toner particles having a weight average particle diameter of 7.6 μm, 10.1 μm or more of 6.8 vol% .
このトナー粒子100質量部に対して、疎水性乾式シリカ(BET比表面積:300m2/g)を1.0質量部、無機微粉体1を1.0質量部加え、ヘンシェルミキサーFM500(三井三池社製)により、撹拌羽根回転速度1100rpmで3分間回転させてトナー表面へ分散、固着させ、本発明のトナー1を得た。 To 100 parts by mass of the toner particles, 1.0 part by mass of hydrophobic dry silica (BET specific surface area: 300 m 2 / g) and 1.0 part by mass of inorganic fine powder 1 were added, and a Henschel mixer FM500 (Mitsui Miike Co., Ltd.) was added. The toner 1 of the present invention was obtained by rotating and stirring for 3 minutes at a stirring blade rotation speed of 1100 rpm to disperse and adhere to the toner surface.
(感光体の製造例1〜9)
図2に示す、周波数としてRF帯の高周波電源を用いたプラズマ処理装置を用いて、円筒状基体(直径80mm、長さ358mm、厚さ3mmの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム基体)上に、下記表1に示す条件にて電荷注入阻止層、光導電層、表面層の順に成膜を行い、表面層作製時の高周波電力、SiH4流量及びCH4流量を各々下記表2に示す条件としてプラス帯電a−Si感光体を作製し、感光体1乃至9を作製した。
(Photoconductor Production Examples 1 to 9)
Using a plasma processing apparatus using a high frequency power source in the RF band as shown in FIG. 2, on a cylindrical substrate (cylindrical aluminum substrate having a diameter of 80 mm, a length of 358 mm, and a thickness of 3 mm). The charge injection blocking layer, the photoconductive layer, and the surface layer are formed in this order under the conditions shown in Table 1 below, and the high frequency power, SiH 4 flow rate, and CH 4 flow rate during the surface layer preparation are shown in Table 2 below. A positively charged a-Si photosensitive member was prepared as follows, and photosensitive members 1 to 9 were prepared.
また、電子写真感光体の作製本数は、各成膜条件で2本ずつ作製した。 Two electrophotographic photoreceptors were produced under each film forming condition.
作製した1本の電子写真感光体を用いて、珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和(以下、「Si+C原子密度」と称する)、珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度と水素原子の原子密度の和に対する水素原子の原子密度の比(以下、「H原子比」と称する)、珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和に対する炭素原子の原子密度の比(以下、C/(Si+C)と称する)の評価を行った。そして、もう1本の電子写真感光体により、実機試験、耐磨耗性、評価を後述の条件で行った。その評価結果を表3及び4に示す。 Using the produced electrophotographic photosensitive member, the sum of the atomic density of silicon atoms and the atomic density of carbon atoms (hereinafter referred to as “Si + C atomic density”), the atomic density of silicon atoms and the atomic density of carbon atoms, Ratio of atomic density of hydrogen atom to sum of atomic density of hydrogen atom (hereinafter referred to as “H atomic ratio”), ratio of atomic density of carbon atom to sum of atomic density of silicon atom and atomic density of carbon atom (hereinafter referred to as “H atomic ratio”) , C / (Si + C)). Then, another machine test, wear resistance, and evaluation were performed under the conditions described later using another electrophotographic photosensitive member. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4.
<画像評価試験>
市販の複写機imageRUNNER iR5075N(キヤノン(株)社製)の感光ドラムを本発明の感光ドラム1と交換し、クリーニング部のクリーニングローラを排除し且つクリーニングブレードと感光体の当接圧を線圧12.0gf/cmから9.0gf/cmに変更し、トナー1を用いて、低温低湿環境下(7.5℃/5%RH)、高温高湿環境下(40℃/90%RH)の各々において、印字比率20%のテストチャートを用いて、5枚/30secの間欠モードにて100,0000枚複写を行い、以下に示すとおりに画像濃度、カブリ、ドット再現性の評価を行った。結果を表4に示す。
<Image evaluation test>
The photosensitive drum of a commercially available copying machine imageRUNNER iR5075N (manufactured by Canon Inc.) is replaced with the photosensitive drum 1 of the present invention, the cleaning roller of the cleaning unit is eliminated, and the contact pressure between the cleaning blade and the photosensitive member is set to a linear pressure of 12 0.0 gf / cm is changed to 9.0 gf / cm, and each of toner 1 is used in a low temperature and low humidity environment (7.5 ° C./5% RH) and a high temperature and high humidity environment (40 ° C./90% RH). In Example 1, 100,0000 copies were made in a 5/30 sec intermittent mode using a test chart with a printing ratio of 20%, and image density, fog, and dot reproducibility were evaluated as shown below. The results are shown in Table 4.
上記トナー1を用いて以下に示す評価を行った。 Using the toner 1, the following evaluation was performed.
1)画像濃度
「マクベス反射濃度計」(マクベス社製)で、SPIフィルターを使用して、直径5mm丸の画像の反射濃度を5点測定し、その平均値により評価を行った。
ランク5:反射濃度 1.45以上
ランク4:反射濃度 1.40以上1.44以下
ランク3:反射濃度 1.35以上1.39以下
ランク2:反射濃度 1.30以上1.34以下
ランク1:反射濃度 1.29未満
1) Image Density With a “Macbeth reflection densitometer” (manufactured by Macbeth Co., Ltd.), an SPI filter was used to measure the reflection density of an image having a 5 mm diameter circle, and the average value was evaluated.
Rank 5: Reflection density 1.45 or more Rank 4: Reflection density 1.40 or more and 1.44 or less Rank 3: Reflection density 1.35 or more and 1.39 or less Rank 2: Reflection density 1.30 or more and 1.34 or less Rank 1 : Reflection density less than 1.29
2)カブリ
「反射濃度計」(リフレクトメーター モデルTC−6DS 東京電色社製)を用いて、画像形成前の転写紙の反射濃度(Dr)と、ベタ白画像をコピーした後の反射濃度の最悪値を(Ds)とを測定し、その差分(Ds−Dr)をカブリ値として評価した。
ランク5:カブリ0.1未満
ランク4:カブリ0.1以上0.5未満
ランク3:カブリ0.5以上1.5未満
ランク2:カブリ1.5以上2.0未満
ランク1:カブリ2.0以上
2) Fog Using a reflection densitometer (reflectometer model TC-6DS manufactured by Tokyo Denshoku), the reflection density (Dr) of the transfer paper before image formation and the reflection density after copying the solid white image The worst value was measured as (Ds), and the difference (Ds−Dr) was evaluated as the fog value.
Rank 5: Fog less than 0.1 Rank 4: Fog 0.1 to less than 0.5 Rank 3: Fog 0.5 to less than 1.5 Rank 2: Fog 1.5 to less than 2.0 Rank 1: Fog 2. 0 or more
3)CLNすり抜け評価
100,0000枚の複写試験後、転写装置を取り除き、紙無し設定とし、現像したトナーが感光体を介してクリーニングへ直接供給される状態にして、ベタ黒画像をA3用紙3枚分現像させた。
3) CLN slip-through evaluation After a copy test of 100,000 0000 sheets, the transfer device was removed, the paper was set to be out, and the developed toner was directly supplied to the cleaning via the photoconductor, and a solid black image was printed on A3 paper 3 Developed for one sheet.
現像3枚目中に本体電源を切り、感光体回転を強制的に停止した状態で、感光体のクリーニング下流部分の、感光体表面にセロテープ(登録商標)等の粘着材を貼付した後、その粘着材を転写材上に貼付した。粘着材に付着した残留トナー等による反射濃度を、かぶりの評価と同様に、反射濃度計を使用して測定した。この平均値をDtとする。一方、感光体表面を乾拭き又はアルコール拭きし、表面に残るトナー等を除去した状態で、同位置に粘着材を貼付して、同じく残留トナー等による反射濃度の評価を行った。この値をDnとする。両者の差;Dt−Dnにより、クリーニング不良を判定した。 After the main body power is turned off during the third development and the photoconductor rotation is forcibly stopped, an adhesive material such as cello tape (registered trademark) is applied to the surface of the photoconductor at the downstream of the photoconductor cleaning. An adhesive material was pasted on the transfer material. The reflection density due to residual toner or the like adhering to the adhesive was measured using a reflection densitometer in the same manner as the evaluation of the fog. Let this average value be Dt. On the other hand, with the surface of the photoconductor wiped dry or with alcohol and the toner remaining on the surface was removed, an adhesive was applied to the same position, and the reflection density of the residual toner was evaluated. This value is Dn. The cleaning failure was determined by the difference between the two; Dt−Dn.
上記のかぶりと同様の評価基準に加え、Dt−Dnが2.0%以上、又は画像上の感光体回転方向にトナーによる黒スジが発生している場合、クリーニング不良と判断した。
ランク5:クリーニング不良が非常に良好
黒スジ、黒点無し、且つDt−Dnが、1.0%未満
ランク4:クリーニング不良が良好
黒スジ、黒点無し、且つDt−Dnが、1.0以上1.3%未満
ランク3:.クリーニング不良がやや良好
黒スジ、黒点は1.5mm以内且つ3箇所以内、且つDt−Dnが、1.3以上1.7%未満
ランク2:.実用上問題無し
黒スジ、黒点は2.0mm以内且つ5箇所以内、且つDt−Dnが、1.7以上2.0%未満
ランク1:.実用上やや問題あり
黒スジ、黒点が上記範囲を超えるもの、またはDt−Dnが、2.0%以上とした。
In addition to the evaluation criteria similar to the above-mentioned fogging, when Dt-Dn is 2.0% or more, or black streaks due to toner are generated in the direction of rotation of the photosensitive member on the image, it is determined that the cleaning is defective.
Rank 5: Very good black streak, no black spots, and Dt-Dn is less than 1.0% Rank 4: Good black streak, no black spots, and Dt-Dn is 1.0 or more and 1 Less than 3% Rank 3: Cleaning defects are slightly good black streaks, black spots are within 1.5 mm and within three places, and Dt-Dn is 1.3 or more and less than 1.7%. No black streaks in practical use, black spots are within 2.0 mm and within 5 locations, and Dt-Dn is 1.7 or more and less than 2.0%. Slightly problematic in practical use, black streaks, black spots exceeding the above range, or Dt-Dn was 2.0% or more.
4)ドラム磨耗度
(耐磨耗性評価)
耐磨耗性の評価方法は、100,0000枚の複写試験前後の表面層の膜厚の差分を算出して評価した。
4) Drum wear (Abrasion resistance evaluation)
The abrasion resistance evaluation method was performed by calculating the difference in film thickness of the surface layer before and after the 100,000 000 copy test.
表面層の膜厚の測定方法は、2mmのスポット径で電子写真感光体表面に垂直に光を照射し、分光計(大塚電子製:MCPD−2000)を用いて、反射光の分光測定を行い、得られた反射波形をもとに表面層膜厚を算出した。このとき、波長範囲を500nmから750nm、光導電層の屈折率は3.30とし、表面層の屈折率は前述したSi+C原子密度測定の際に行った分光エリプソメトリーの測定より求まる値を用いた。表面層の膜圧は、電子写真感光体の任意の周方向で長手方向9点(電子写真感光体の長手方向中央を基準として、0mm、±50mm、±90mm、±130mm、±150mm)及び前記任意の周方向から180°回転させた位置での長手方向9点、合計18点を測定し、その18点の平均値により算出した。 The method for measuring the film thickness of the surface layer is to irradiate the surface of the electrophotographic photoreceptor perpendicularly with a spot diameter of 2 mm, and perform spectroscopic measurement of reflected light using a spectrometer (manufactured by Otsuka Electronics: MCPD-2000). The surface layer thickness was calculated based on the obtained reflection waveform. At this time, the wavelength range was 500 nm to 750 nm, the refractive index of the photoconductive layer was 3.30, and the refractive index of the surface layer was a value obtained from the spectroscopic ellipsometry measurement performed during the Si + C atom density measurement described above. . The film pressure of the surface layer is 9 points in the longitudinal direction in any circumferential direction of the electrophotographic photosensitive member (0 mm, ± 50 mm, ± 90 mm, ± 130 mm, ± 150 mm with respect to the longitudinal center of the electrophotographic photosensitive member) 9 points in the longitudinal direction at a position rotated 180 ° from an arbitrary circumferential direction, a total of 18 points, were measured, and the average value of the 18 points was calculated.
そして、感光体の製造例8で作製した感光体8の連続通紙試験前後で得られた表面層の平均膜厚の差分に対する各電子写真感光体の表面層の平均膜厚の差分の比率を求め、相対評価を行った。
ランク5‥感光ドラム8の表面層の平均膜厚の差分に対する各成膜条件にて作製された電子写真感光体の表面層の平均膜厚の差分の比率が60%以下で特に優れた耐磨耗性を有する。
ランク4‥感光ドラム8の表面層の平均膜厚の差分の比率が60%より大きく70%以下で非常に優れた耐磨耗性を有する。
ランク3‥感光ドラム8の表面層の平均膜厚の差分に対して表面層の平均膜厚の差分の比率が70%より大きく80%以下で優れている。
ランク2‥感光ドラム8の表面層の平均膜厚の差分に対して表面層の平均膜厚の差分の比率が80%より大きく90%以下で優れている。
ランク1‥感光ドラム8の表面層の平均膜厚の差分に対して表面層の平均膜厚の差分の比率が90%より大きい
And the ratio of the difference of the average film thickness of the surface layer of each electrophotographic photosensitive member to the difference of the average film thickness of the surface layer obtained before and after the continuous paper passing test of the photoconductor 8 produced in Photoconductor Production Example 8 Relative evaluation was performed.
Rank 5: Particularly excellent abrasion resistance when the ratio of the difference in the average film thickness of the surface layer of the electrophotographic photosensitive member produced under each film forming condition to the difference in the average film thickness of the surface layer of the photosensitive drum 8 is 60% or less. Has wear.
Rank 4... Excellent wear resistance when the ratio of the difference in the average film thickness of the surface layer of the photosensitive drum 8 is greater than 60% and less than 70%.
Rank 3: The ratio of the difference in the average film thickness of the surface layer to the difference in the average film thickness of the surface layer of the photosensitive drum 8 is excellent when it is greater than 70% and 80% or less.
Rank 2: The ratio of the difference in the average film thickness of the surface layer to the difference in the average film thickness of the surface layer of the photosensitive drum 8 is excellent when it is greater than 80% and 90% or less.
Rank 1: The ratio of the difference in the average film thickness of the surface layer to the difference in the average film thickness of the surface layer of the photosensitive drum 8 is greater than 90%.
〔実施例2乃至実施例15及び比較例1乃至4〕
実施例1において、表3に示す通りに、トナーに添加する無機微粉体及び感光体を変更する以外は実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表4に示す。
[Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 to 4]
In Example 1, as shown in Table 3, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the inorganic fine powder added to the toner and the photoreceptor were changed. The evaluation results are shown in Table 4.
100 プラス帯電用電子写真感光体、101 導電性基体、102 光受容層、103 下部電荷注入阻止層、104 光導電層、105 表面層、1100 堆積装置、1110 反応容器、1111 カソード電極、1112 導電性基体、1113 基体加熱用ヒーター、1114 ガス導入管、1115 高周波マッチングボックス、1116 ガス配管、1117 リークバルブ、1118 メインバルブ、1119 真空計、1120 高周波電源、1121 絶縁材料、1123 受け台、1200 ガス供給装置、1211〜1215 マスフローコントローラ、1221〜1225 ボンベ、1231〜1235 バルブ、1241〜1245 流入バルブ、1251〜1255 流出バルブ、1260 補助バルブ、1261〜1265 圧力調整器 100 electrophotographic photoreceptor for positive charging, 101 conductive substrate, 102 photoreceptive layer, 103 lower charge injection blocking layer, 104 photoconductive layer, 105 surface layer, 1100 deposition apparatus, 1110 reaction vessel, 1111 cathode electrode, 1112 conductivity Substrate, 1113 Substrate heating heater, 1114 gas introduction pipe, 1115 high-frequency matching box, 1116 gas piping, 1117 leak valve, 1118 main valve, 1119 vacuum gauge, 1120 high-frequency power supply, 1121 insulating material, 1123 cradle, 1200 gas supply device 1211-1215 Mass flow controller, 1221-1225 cylinder, 1231-1235 valve, 1241-1245 Inflow valve, 1251-1255 Outflow valve, 1260 Auxiliary valve, 1261-1265 Pressure regulator
Claims (7)
該静電荷像担持体は、少なくとも光導電層と、水素化アモルファス炭化珪素で形成されている表面層とを順次積層した電子写真感光体であり、該表面層の珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が6.60×1022原子/cm3以上であり、
該トナーは少なくとも、結着樹脂および着色剤を含有するトナー粒子と無機微粉体を有するトナーであり、該無機微粉体の流速指数FRIが0.8以上2.0以下であることを特徴とするトナー。 A step of charging the electrostatic image carrier with a charging member, an electrostatic latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the charged electrostatic image carrier, and a toner carried on the toner carrier. Development process for transferring to a latent image for visualization, transfer process for transferring a toner image formed on the electrostatic charge image carrier onto a recording medium, and cleaning the surface of the electrostatic charge image carrier after transfer with a cleaning member In a toner used for an image forming method having a cleaning step,
The electrostatic image bearing member is an electrophotographic photosensitive member in which at least a photoconductive layer and a surface layer formed of hydrogenated amorphous silicon carbide are sequentially stacked, and the atomic density of silicon atoms and carbon atoms in the surface layer The sum of the atomic densities of 6.60 × 10 22 atoms / cm 3 or more,
The toner is a toner having at least toner particles containing a binder resin and a colorant and an inorganic fine powder, and the flow rate index FRI of the inorganic fine powder is from 0.8 to 2.0. toner.
該静電荷像担持体は、少なくとも光導電層と、水素化アモルファス炭化珪素で形成されている表面層とを順次積層した電子写真感光体であり、該表面層の珪素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が6.60×1022原子/cm3以上であり、
該トナーは少なくとも、結着樹脂および着色剤を含有するトナー粒子と無機微粉体を有するトナーであり、該無機微粉体の流速指数FRIが0.8以上2.0以下であることを特徴とする画像形成方法。 A step of charging the electrostatic image carrier with a charging member, an electrostatic latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the charged electrostatic image carrier, and a toner carried on the toner carrier. A developing process for transferring to a latent image and visualizing; a transferring process for transferring a toner image formed on the electrostatic charge image bearing member onto a recording medium; a fixing process for fixing the toner image on a recording medium by heating; and a transfer process In the image forming method having a cleaning step of cleaning the surface of the subsequent electrostatic image carrier with a cleaning member,
The electrostatic image bearing member is an electrophotographic photosensitive member in which at least a photoconductive layer and a surface layer formed of hydrogenated amorphous silicon carbide are sequentially stacked, and the atomic density of silicon atoms and carbon atoms in the surface layer The sum of the atomic densities of 6.60 × 10 22 atoms / cm 3 or more,
The toner is a toner having at least toner particles containing a binder resin and a colorant and an inorganic fine powder, and the flow rate index FRI of the inorganic fine powder is from 0.8 to 2.0. Image forming method.
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