JP2020086195A - Process cartridge and image formation device - Google Patents

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靖数 井上
Yasukazu Inoue
靖数 井上
駿介 松下
Shunsuke Matsushita
駿介 松下
洸輔 井加田
Kosuke Ikada
洸輔 井加田
慎一 萩原
Shinichi Hagiwara
慎一 萩原
良浩 三井
Yoshihiro Mitsui
良浩 三井
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Abstract

To provide a process cartridge which is low in photoreceptor drive torque without image issues due to contaminated charging member, and an image formation device.SOLUTION: A process cartridge 7 has: a developing unit 3 including a developing roller 4 and the like; and a photoreceptor unit 13 including a photoreceptor drum 1 and the like. The developing unit 3 is composed of a developing chamber 17 and a developer storage chamber 18, and the developer storage chamber 18 stores therein toner 10 as developer. The toner 10 has Martens hardness of 200-1100 MPa at maximum load 2.0x10-4 N, and contains organic silicon polymer in a surface layer. The organic silicon polymer has a fastening ratio of 90% or more with respect to the toner 10. A charging roller 2 and a cleaning blade 8 as a cleaning member are disposed on the photoreceptor unit 13. A contact part of the cleaning blade 8 with the photoreceptor drum 1 has dynamic hardness of 0.07-1.1 mN/μm2.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式の画像形成装置に搭載されるプロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。 The present invention relates to a process cartridge and an image forming apparatus mounted on an electrophotographic or electrostatic recording type image forming apparatus.

電子写真方式の画像形成装置は像担持体である感光体ドラム上に現像装置から現像剤であるトナーの像を形成し、感光体ドラムから記録材にトナーを転写させ、順次定着することにより、画像を得るものである。カラー画像形成装置においては、感光ドラムから中間転写ベルトにトナー像を転写させたのち、中間転写ベルトから記録材に再度トナー像を転写させる中間転写ベルト方式の画像形成装置も実用化されている。 An electrophotographic image forming apparatus forms an image of toner, which is a developer, on a photosensitive drum, which is an image carrier, from a developing device, transfers the toner from the photosensitive drum to a recording material, and sequentially fixes the toner. To get the image. In a color image forming apparatus, an image forming apparatus of an intermediate transfer belt system, which transfers a toner image from a photosensitive drum to an intermediate transfer belt and then transfers the toner image again from the intermediate transfer belt to a recording material, has been put into practical use.

感光体ドラムから中間転写ベルトへの転写工程では、正規と逆極性に帯電したトナーや帯電量の低いトナーは転写工程で転写されずに感光体ドラムに残ることがあり、これを除去する装置として、クリーニング装置が感光体ドラムに当接させて用いられている。 In the transfer process from the photoconductor drum to the intermediate transfer belt, toner charged to the opposite polarity to normal or toner with a low charge amount may remain on the photoconductor drum without being transferred in the transfer process. A cleaning device is used in contact with the photosensitive drum.

これら現像装置、感光体ドラム、クリーニング装置は画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジとして一体に構成されることがある。 The developing device, the photosensitive drum, and the cleaning device may be integrally configured as a process cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus.

クリーニング装置としては、構成の単純さと除去能力の観点から、弾性体で構成されたクリーニングブレードをカウンター方向で当接させるカウンター方式のブレードクリーニングが広く用いられている。 As a cleaning device, a counter-type blade cleaning in which a cleaning blade made of an elastic body is contacted in a counter direction is widely used from the viewpoint of the simple structure and the removal ability.

カウンター方式のブレードクリーニングでは、クリーニングブレードが感光体ドラムに対して強く当接され摺擦される。このため、感光体ドラムの駆動トルクがプロセスカートリッジ駆動トルクの多くを占める。 In the counter type blade cleaning, the cleaning blade is strongly brought into contact with and rubbed against the photosensitive drum. Therefore, the drive torque of the photosensitive drum occupies most of the process cartridge drive torque.

プロセスカートリッジが搭載される画像形成装置の駆動トルクの低減による消費電力の低減や画像形成装置および装置の小型化に向け、ブレードクリーニングにおけるトルクを低減したものとして以下のものがある。 To reduce power consumption by reducing the drive torque of the image forming apparatus in which the process cartridge is mounted and to reduce the size of the image forming apparatus and the apparatus, there are the following that reduce the torque in blade cleaning.

特許文献1では、トナーに球形シリカと非球形シリカを外添し、かつ、脂肪酸金属塩などの潤滑剤を感光体ドラムに塗布したものがある。ここでは、低温低湿環境では潤滑剤の効果により低トルクを達成している。また、高温高湿環境では潤滑剤に放電生成物が付着し却って高トルクとなるため、球形シリカ外添剤をクリーニングブレードと感光体の間(以下、接触部)に介在させることによりトルクを低減している。 In Patent Document 1, there is a toner in which spherical silica and non-spherical silica are externally added to a toner, and a lubricant such as a fatty acid metal salt is applied to a photosensitive drum. Here, in the low temperature and low humidity environment, low torque is achieved by the effect of the lubricant. Also, in a high temperature and high humidity environment, discharge products adhere to the lubricant, resulting in high torque, so torque is reduced by interposing a spherical silica external additive between the cleaning blade and the photoconductor (hereinafter referred to as the contact part). is doing.

特許文献2においては、トナーに含まれる外添剤の遊離率が1%以上になっており、外添剤をクリーニング部材に供給させて、文献1と同様に接触部に介在させてトルクを下げている。 In Patent Document 2, the liberation rate of the external additive contained in the toner is 1% or more, and the external additive is supplied to the cleaning member, and the torque is lowered by interposing it in the contact portion as in Document 1. ing.

特開2015−22078号公報JP, 2005-22078, A 特開2003−280255号公報JP, 2003-280255, A

しかしながら、上記先行技術には以下のような問題があった。特許文献1、2においては、接触部に外添剤を介在させることで低トルク化を実現している。このため、クリーニングブレードの下流側に外添剤が徐々に排出されることを意味しており、長期の使用においては、帯電部材の汚染により画像上にスジ状の濃度変化が発生したり、ムラが生じたりするおそれがある。 However, the above-mentioned prior art has the following problems. In Patent Documents 1 and 2, a low torque is realized by interposing an external additive in the contact portion. For this reason, it means that the external additive is gradually discharged to the downstream side of the cleaning blade, and during long-term use, contamination of the charging member causes streak-like density change on the image, and unevenness in the image. May occur.

また、特許文献1においては、低トルクを実現するために、潤滑剤として脂肪酸金属塩を使っている。脂肪酸金属塩は感光体ドラムに膜状に形成されトルクを低下させるものであるが、脂肪酸金属塩の膜を適切に保たないと却ってトルクが増大することがある。このため、クリーニングブレードの当接圧を精密に制御したり、均し部材を設けたりする必要があり、部材追加により画像形成装置の構造や脂肪酸金属塩の供給、均しの制御が複雑になる。 Further, in Patent Document 1, a fatty acid metal salt is used as a lubricant in order to achieve low torque. The fatty acid metal salt forms a film on the photoconductor drum to reduce the torque. However, if the film of the fatty acid metal salt is not properly maintained, the torque may rather increase. For this reason, it is necessary to precisely control the contact pressure of the cleaning blade or to provide a leveling member, and the addition of members complicates the structure of the image forming apparatus and the supply and leveling control of the fatty acid metal salt. ..

本発明の目的は、帯電部材の汚染による画像の問題がなく、感光体駆動トルクの低いプロセスカートリッジを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a process cartridge having a low photosensitive member driving torque without causing a problem of an image due to contamination of a charging member.

本発明は、上記課題を解決し、画像形成装置に搭載されるプロセスカートリッジの駆動トルクの低減と、帯電部材の汚染防止を両立することを目的とし、
現像剤と、現像装置と、現像剤によって静電潜像が現像されて形成される現像剤像を担持する像担持体と、帯電部材と、前記像担持体と接触する接触部を備え、前記接触部によって前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、を有するプロセスカートリッジであって、
前記現像剤は表層にR0−SiO(R0は炭素1〜6個のアルキル基)で示される有機ケイ素重合体を含み、
前記有機ケイ素重合体の現像剤に対する固着率が90%以上であって、
最大荷重2.0×10−4Nの条件で測定した時のマルテンス硬度が、200MPa以上1100MPa以下であって、
前記クリーニング部材の前記像担持体との接触部のダイナミック硬度をDHsとし、ダイナミック硬度は、
0.07(mN/μm2)≦DHs≦1.1(mN/μm2)
であることを特徴とする。
An object of the present invention is to solve the above problems, and to reduce the driving torque of a process cartridge mounted in an image forming apparatus and prevent contamination of a charging member.
A developer, a developing device, an image carrier for carrying a developer image formed by developing the electrostatic latent image by the developer, a charging member, and a contact portion for contacting the image carrier, A process cartridge having a cleaning member for cleaning the surface of the image carrier by a contact portion,
The developer in the surface layer R0-SiO 3/2 (R0 carbon 6 alkyl group) include organosilicon polymer represented by,
The fixing rate of the organosilicon polymer to the developer is 90% or more,
The Martens hardness when measured under the condition of the maximum load of 2.0×10 −4 N is 200 MPa or more and 1100 MPa or less,
The dynamic hardness of the contact portion of the cleaning member with the image carrier is DHs, and the dynamic hardness is
0.07 (mN/μm2)≦DHs≦1.1 (mN/μm2)
Is characterized in that

本発明によれば、クリーニング部で変形しにくく、表層の固着率が高いトナーを表面硬度の高いクリーニングブレードで十分に圧力をかけて保持することで、帯電部材の汚染による画像の問題がなく、感光体駆動トルクの低い画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is difficult to deform in the cleaning portion, and the toner having a high sticking ratio of the surface layer is sufficiently pressed and held by the cleaning blade having a high surface hardness, so that there is no problem of the image due to the contamination of the charging member. It is possible to provide an image forming apparatus having a low photosensitive member drive torque.

本発明にかかる画像形成装置全体を表す図である。FIG. 1 is a diagram showing an entire image forming apparatus according to the present invention. 本発明にかかるプロセスカートリッジを表す図である。It is a figure showing the process cartridge concerning this invention. 本発明にかかるクリーニングブレードの概要を表す図である。It is a figure showing the outline of the cleaning blade concerning the present invention. 本発明でクリーニングブレードの感光体ドラムに対する当接状態の定義を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the definition of the contact state of the cleaning blade with the photosensitive drum in the present invention. 本発明のメカニズムにかかるクリーニングブレード接触部におけるトナーの介在状態を表す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a toner interposition state in a cleaning blade contact portion according to the mechanism of the present invention.

以下、図面を参照し、像担持体の駆動トルクを低減しつつ、帯電部材の汚染を防止したプロセスカートリッジの実施の形態を更に詳しく説明する。 Hereinafter, an embodiment of a process cartridge in which the driving torque of the image carrier is reduced and the charging member is prevented from being contaminated will be described in more detail with reference to the drawings.

(画像形成装置)
電子写真画像形成装置の一実施の形態の全体構成について説明する。図1は、本実施の形態の画像形成装置100の断面図である。本実施の形態の画像形成装置100は、タンデム方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザービームプリンタである。画像形成装置100は、画像情報に従って、記録材(例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など)にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体に接続された画像読み取り装置、或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。画像形成装置100は、複数の画像形成部としてのプロセスカートリッジ7が、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成するためのSY、SM、SC、SKを有する。本実施の形態では、画像形成部SY、SM、SC、SKは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。
(Image forming device)
The overall configuration of one embodiment of the electrophotographic image forming apparatus will be described. FIG. 1 is a sectional view of an image forming apparatus 100 according to this embodiment. The image forming apparatus 100 according to the present embodiment is a full-color laser beam printer that employs a tandem system and an intermediate transfer system. The image forming apparatus 100 can form a full-color image on a recording material (for example, recording paper, plastic sheet, cloth, etc.) according to the image information. The image information is input to the image forming apparatus main body from an image reading apparatus connected to the image forming apparatus main body or a host device such as a personal computer communicably connected to the image forming apparatus main body. In the image forming apparatus 100, the process cartridges 7 as a plurality of image forming units form SY and SM for forming images of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), respectively. , SC, SK. In the present embodiment, the image forming units SY, SM, SC, SK are arranged in a line in a direction intersecting the vertical direction.

プロセスカートリッジ7は、画像形成装置本体に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置100に着脱可能となっている。本実施の形態では、各色用のプロセスカートリッジ7は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ7内には、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー(現像剤)が収容されている。本実施の形態では、プロセスカートリッジについて説明するが、現像装置3が単独で画像形成装置本体に着脱可能な構成としても良い。 The process cartridge 7 is attachable/detachable to/from the image forming apparatus 100 via a mounting guide such as a mounting guide and a positioning member provided in the main body of the image forming apparatus. In the present embodiment, the process cartridges 7 for each color have the same shape, and the process cartridges 7 for each color have yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black ( The toner (developer) of each color of K) is stored. Although the process cartridge is described in the present embodiment, the developing device 3 may be configured to be independently attachable to and detachable from the image forming apparatus main body.

静電像(静電潜像)を担持する像担持体としての感光体ドラム1は、図示しない駆動手段(駆動源)により回転駆動される。感光体ドラム1の周囲にはスキャナユニット(露光装置)30が配置されている。スキャナユニット30は、画像情報に基づきレーザーを照射して感光体ドラム1上に静電像(静電像)を形成する露光手段である。4個の感光体ドラム1に対向して、感光体ドラム1上のトナー像を記録材12に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト31が配置されている。 The photosensitive drum 1 as an image carrier that carries an electrostatic image (electrostatic latent image) is rotationally driven by a driving unit (driving source) not shown. A scanner unit (exposure device) 30 is arranged around the photosensitive drum 1. The scanner unit 30 is an exposure unit that irradiates a laser based on image information to form an electrostatic image (electrostatic image) on the photosensitive drum 1. An intermediate transfer belt 31 as an intermediate transfer member for transferring the toner image on the photosensitive drums 1 to the recording material 12 is arranged facing the four photosensitive drums 1.

中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト31は、全ての感光体ドラム1に当接し、図示矢印B方向(反時計方向)に循環移動(回転)する。 The intermediate transfer belt 31 formed of an endless belt as an intermediate transfer member contacts all the photoconductor drums 1 and circulates (rotates) in the direction of arrow B (counterclockwise) in the drawing.

中間転写ベルト31の内周面側には、各感光体ドラム1に対向するように、一次転写手段としての、4個の一次転写ローラ32が並設されている。そして、一次転写ローラ32に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源(高圧電源)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、感光体ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト31上に転写(一次転写)される。 On the inner peripheral surface side of the intermediate transfer belt 31, four primary transfer rollers 32 as primary transfer means are arranged in parallel so as to face each photoconductor drum 1. Then, a voltage having a polarity opposite to the regular charging polarity of the toner is applied to the primary transfer roller 32 from a primary transfer bias power source (high voltage power source) as a primary transfer bias applying unit (not shown). As a result, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred (primary transfer) onto the intermediate transfer belt 31.

また、中間転写ベルト31の外周面側において二次転写手段としての二次転写ローラ33が配置されている。そして、二次転写ローラ33に、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源(高圧電源)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト31上のトナー像が記録材12に転写(二次転写)される。例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、画像形成部SY、SM、SC、SKにおいて順次に行われ、中間転写ベルト31上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。その後、中間転写ベルト31の移動と同期が取られて記録材12が二次転写部へと搬送される。そして、記録材12を介して中間転写ベルト31に当接している二次転写ローラ33の作用によって、中間転写ベルト31上の4色トナー像は、一括して記録材12上に二次転写される。 Further, a secondary transfer roller 33 as a secondary transfer means is arranged on the outer peripheral surface side of the intermediate transfer belt 31. Then, a voltage having a polarity opposite to the regular charging polarity of the toner is applied to the secondary transfer roller 33 from a secondary transfer bias power source (high voltage power source) as a secondary transfer bias applying unit (not shown). As a result, the toner image on the intermediate transfer belt 31 is transferred (secondarily transferred) to the recording material 12. For example, when forming a full-color image, the above-described process is sequentially performed in the image forming units SY, SM, SC, and SK, and the toner images of the respective colors are sequentially superposed and primarily transferred onto the intermediate transfer belt 31. Then, the recording material 12 is conveyed to the secondary transfer portion in synchronization with the movement of the intermediate transfer belt 31. Then, the four-color toner images on the intermediate transfer belt 31 are collectively secondarily transferred onto the recording material 12 by the action of the secondary transfer roller 33 that is in contact with the intermediate transfer belt 31 via the recording material 12. It

トナー像が転写された記録材12は、定着手段としての定着装置34に搬送される。定着装置34において記録材12に熱および圧力を加えられることで、記録材12にトナー像が定着される。 The recording material 12 to which the toner image is transferred is conveyed to a fixing device 34 as a fixing unit. By applying heat and pressure to the recording material 12 in the fixing device 34, the toner image is fixed on the recording material 12.

(プロセスカートリッジ)
本実施の形態の画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジ7の全体構成について説明する。
(Process cartridge)
The overall structure of the process cartridge 7 installed in the image forming apparatus of this embodiment will be described.

図2は、感光体ドラム1の長手方向(回転軸線方向)に沿って見た本実施の形態のプロセスカートリッジ7の断面(主断面)図である。尚、本実施の形態では、収容している現像剤の種類(色)を除いて、各色用のプロセスカートリッジ7の構成および動作は実質的に同一である。本実施形態における各動作は不図示のCPUの制御部(制御手段)により制御される。 FIG. 2 is a cross-sectional (main cross-sectional) view of the process cartridge 7 according to the present embodiment as viewed along the longitudinal direction (rotational axis direction) of the photosensitive drum 1. In this embodiment, the configuration and operation of the process cartridge 7 for each color are substantially the same except for the type (color) of the contained developer. Each operation in this embodiment is controlled by a control unit (control means) of a CPU (not shown).

プロセスカートリッジ7は、現像ローラ4等を備えた現像ユニット3と、感光体ドラム1等を備えた感光体ユニット13とを有する。 The process cartridge 7 includes a developing unit 3 including the developing roller 4 and the like, and a photoconductor unit 13 including the photoconductor drum 1 and the like.

現像ユニット3は、現像室17と現像剤収容室18から成り、現像剤収容室18は現像室17の下方に配置されている。この現像剤収容室18の内部には、現像剤としてのトナー10が収容されている。本実施形態において、このトナー10の正規帯電極性は負極性である。ここで、正規帯電極性とは、静電像を現像するための帯電極性である。本実施の形態では負極性の静電像を反転現像するので、トナーの正規帯電極性は負極性である。ただし、本発明は、負帯電性トナーに限定されるものではない。 The developing unit 3 includes a developing chamber 17 and a developer containing chamber 18, and the developer containing chamber 18 is arranged below the developing chamber 17. The toner 10 as a developer is stored in the developer storage chamber 18. In this embodiment, the normal charging polarity of the toner 10 is negative. Here, the regular charging polarity is the charging polarity for developing the electrostatic image. In this embodiment, since the negative electrostatic image is reversely developed, the normal charging polarity of the toner is negative. However, the present invention is not limited to the negatively chargeable toner.

また、現像剤収容室18には、このトナー10を現像室17に搬送するためのトナー搬送部材22が設けられており、図中矢印Gの方向へ回転することによってトナーを現像室17へと搬送している。 Further, the developer accommodating chamber 18 is provided with a toner conveying member 22 for conveying the toner 10 to the developing chamber 17, and the toner is conveyed to the developing chamber 17 by rotating in the direction of arrow G in the figure. Transporting.

現像室17には、感光体ドラム1と接触して図示矢印D方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ4が設けられている。本実施の形態では、現像ローラ4と感光体ドラム1とは、対向部において互いの表面が同方向に移動するようにそれぞれ回転する。また、現像ローラ4には、第一電圧印加手段としての不図示の第一電源(高圧電源)から、感光体ドラム1上の静電像をトナー像として現像、可視化するのに十分な電圧が印加される。 The developing chamber 17 is provided with a developing roller 4 as a developer carrying member that comes into contact with the photosensitive drum 1 and rotates in a direction indicated by an arrow D. In the present embodiment, the developing roller 4 and the photoconductor drum 1 rotate so that their surfaces move in the same direction at the facing portions. A voltage sufficient for developing and visualizing the electrostatic image on the photosensitive drum 1 as a toner image is applied to the developing roller 4 from a first power source (high voltage power source) (not shown) as first voltage applying means. Is applied.

また、現像室17の内部には、トナー収容室18から搬送されたトナーを現像ローラ4に供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ(以下、単に「供給ローラ」という。)5と、供給ローラ5によって供給された現像ローラ4上のトナーのコート量規制及び電荷付与を行う現像剤量規制部材(以下、単に「規制部材」という。)6が配置されている。 Further, inside the developing chamber 17, a toner supply roller (hereinafter, simply referred to as “supply roller”) 5 as a developer supply member for supplying the toner conveyed from the toner storage chamber 18 to the developing roller 4, and supply. A developer amount regulating member (hereinafter, simply referred to as “regulating member”) 6 that regulates the amount of toner coated on the developing roller 4 supplied by the roller 5 and imparts electric charge is arranged.

供給ローラ5は、導電性芯金と、表面に発泡層とを有する弾性スポンジローラであり、現像ローラ4との間に接触部を形成して配設されており、図示矢印Eの方向に回転する。ただし、供給ローラの回転方向はEと逆方向であってもよい。 The supply roller 5 is an elastic sponge roller having a conductive cored bar and a foam layer on the surface, and is arranged so as to form a contact portion with the developing roller 4, and is rotated in the direction of arrow E in the figure. To do. However, the rotation direction of the supply roller may be opposite to E.

また、供給ローラ5には、第二電圧印加手段としての不図示の第二電源(高圧電源)から電圧が印加される。 Further, a voltage is applied to the supply roller 5 from a second power source (high voltage power source) (not shown) as a second voltage applying means.

供給ローラ5によって現像ローラ4に供給されたトナーは、現像ローラ4の矢印D方向への回転によって、規制部材8と現像ローラ4との当接部へ侵入する。トナーは現像ローラ4と規制部材8との間での摺擦で摩擦帯電され、電荷を付与されると同時にその層厚が規制される。規制された現像ローラ4上のトナーは、現像ローラ4の回転により、感光体ドラム1との対向部に搬送され、感光体ドラム1上の静電像をトナー像として現像、可視化する。 The toner supplied to the developing roller 4 by the supply roller 5 enters the contact portion between the regulation member 8 and the developing roller 4 by the rotation of the developing roller 4 in the arrow D direction. The toner is triboelectrically charged by the sliding friction between the developing roller 4 and the regulating member 8 and is given an electric charge, and at the same time, its layer thickness is regulated. The regulated toner on the developing roller 4 is conveyed to a portion facing the photoconductor drum 1 by the rotation of the developing roller 4, and the electrostatic image on the photoconductor drum 1 is developed and visualized as a toner image.

一方、感光体ユニット13には、図示しない軸受を介して感光体ドラム1が回転可能に取り付けられている。感光体ドラム1は、有機感光体ドラムであり外径24mmである。ドラム駆動手段としての不図示の駆動モータPの駆動力を受けることによって、図示矢印A方向に回転駆動される。 On the other hand, the photoconductor drum 1 is rotatably attached to the photoconductor unit 13 via a bearing (not shown). The photoconductor drum 1 is an organic photoconductor drum and has an outer diameter of 24 mm. By receiving the driving force of a driving motor P (not shown) as a drum driving means, the drum is driven to rotate in the direction of arrow A.

また、感光体ユニット13には、感光体ドラム1の周面上に接触するように、帯電ローラ2、クリーニング部材8が配置されている。帯電ローラ2は不図示のばねによって感光体ドラムに付勢されており、感光体ドラムの回転に従い従動回転する。 Further, in the photoconductor unit 13, the charging roller 2 and the cleaning member 8 are arranged so as to contact the peripheral surface of the photoconductor drum 1. The charging roller 2 is biased to the photosensitive drum by a spring (not shown), and is driven to rotate as the photosensitive drum rotates.

クリーニングブレードは感光体ドラム1の回転によって、感光体ドラム1の表面速度と等しい相対速度で感光体ドラム1を摺擦し、転写工程で残留したトナーをかきとり、帯電部材の汚染を防止する。また、帯電工程で感光体ドラムの表面に付着する放電生成物を除去し、感光体ドラム1の摩擦の増大などを防止している。 The cleaning blade rubs the photosensitive drum 1 at a relative speed equal to the surface speed of the photosensitive drum 1 by the rotation of the photosensitive drum 1, scrapes off the toner remaining in the transfer process, and prevents the charging member from being contaminated. In addition, in the charging step, the discharge products attached to the surface of the photosensitive drum 1 are removed to prevent the friction of the photosensitive drum 1 from increasing.

かきとられたトナーは回収室9に収納される。回収室9を介して画像形成装置に設けられたトナー回収容器に収容する構成としてもよい。 The scraped toner is stored in the collection chamber 9. The toner may be stored in a toner recovery container provided in the image forming apparatus via the recovery chamber 9.

以下、本発明にかかるトナーとクリーングブレードの詳細を記述する。 Hereinafter, details of the toner and the cleaning blade according to the present invention will be described.

(トナー)
最大荷重2x10−4Nにおけるマルテンス硬度200〜1100MPaを有するトナーは表層に有機ケイ素重合体を形成することで得ることができる。また、固着率90%以上を達成するためにも、表層に有機ケイ素重合体を形成する方法が適している。以下、さらに詳細に説明する。
(toner)
A toner having a Martens hardness of 200 to 1100 MPa at the maximum load of 2×10 −4 N can be obtained by forming an organic silicon polymer on the surface layer. Further, a method of forming an organic silicon polymer on the surface layer is also suitable for achieving a fixing rate of 90% or more. The details will be described below.

<トナー硬度の測定方法>
硬度とは、物体の表面又は表面近傍の機械的性質の一つであり、異物によって変形や傷を与えられようとするときの、物体の変形しにくさ、物体の傷つきにくさであり、様々な測定方法や定義が存在する。例えば測定方法は測定領域の広さによって使い分けられ、測定領域が10μm以上の場合にはビッカース法、10μm以下の場合にはナノインデンテーション法、1μm以下の場合にはAFMなどと使い分けられることが多い。定義としては、例えば押し込み硬さとしてはブリネル硬度やビッカース硬度、引っ掻き硬さとしてはマルテンス硬度、反発硬さとしてはショア硬度などが使い分けられている。
<Method of measuring toner hardness>
Hardness is one of the mechanical properties on or near the surface of an object, and is the degree of difficulty in deforming or scratching an object when it is about to be deformed or scratched by foreign matter. There are various measurement methods and definitions. For example, the measuring method is used properly depending on the size of the measuring area. In the case where the measuring area is 10 μm or more, the Vickers method is used. .. As a definition, for example, Brinell hardness or Vickers hardness is used as indentation hardness, Martens hardness is used as scratch hardness, and Shore hardness is used as repulsion hardness.

トナーの測定においては、一般的な粒径は3μm〜10μmであるから、ナノインデンテーション法が好ましく用いられる測定方法である。発明者らの検討によると本発明の効果を発現するための硬度の規定として、引っ掻き硬さを表すマルテンス硬度が適当であった。これは、トナーが現像機内で金属や外添剤などの硬い物質に引っ掻かれることに対する強さを表し得るのが引っ掻き硬さであるためと考えている。 In the toner measurement, the nano-indentation method is preferably used since the general particle size is 3 μm to 10 μm. According to the studies by the inventors, the Martens hardness, which represents the scratch hardness, is suitable as the regulation of the hardness for expressing the effect of the present invention. This is because the scratch hardness can represent the strength of the toner against scratching by a hard substance such as a metal or an external additive in the developing machine.

ナノインデンテーション法にてトナーのマルテンス硬度を測定する方法は市販のISO14577−1に準拠した装置にて、ISO14577−1に規定された押込み試験の手順に従って、得られた荷重−変位曲線から算出することができる。本発明においては、前記ISO規格に準拠した装置として、超微小押し込み硬さ試験機「ENT−1100b」(株式会社エリオニクス製)を用いた。測定方法は、装置に付属の「ENT1100操作マニュアル」に記載されているが、具体的な測定方法は以下の通りである。 The method for measuring the Martens hardness of the toner by the nanoindentation method is calculated from the obtained load-displacement curve in a commercially available device conforming to ISO14577-1 according to the procedure of the indentation test specified in ISO14577-1. be able to. In the present invention, an ultra-fine indentation hardness tester “ENT-1100b” (manufactured by Elionix Co., Ltd.) was used as a device conforming to the ISO standard. The measuring method is described in the "ENT1100 operation manual" attached to the apparatus, and the specific measuring method is as follows.

測定環境は、付属の温度調節装置にてシールドケース内を30.0℃に保った。雰囲気温度を一定に保つことは熱膨張やドリフトなどによる測定データのバラつき低減に有効である。設定温度は、トナーが摩擦される現像機近辺の温度を想定した30.0℃の条件とした。試料台は装置に付属の標準試料台を用い、トナーを塗布した後にトナーが分散するように微弱なエアーを吹き付け、その試料台を装置にセットして1時間以上保持してから測定を行った。 Regarding the measurement environment, the inside of the shield case was kept at 30.0° C. by the attached temperature control device. Keeping the ambient temperature constant is effective in reducing variations in measured data due to thermal expansion and drift. The set temperature was set to 30.0° C. assuming the temperature in the vicinity of the developing device where the toner rubs. The standard sample table attached to the device was used as the sample table. After the toner was applied, weak air was blown so that the toner was dispersed, and the sample table was set in the device and held for 1 hour or more before measurement. ..

圧子には装置に付属の先端が20μm四方の平面である平圧子(チタン製圧子、先端はダイヤモンド製)を用いて測定した。トナーの様に小径かつ球形の物体、外添剤が付着している物体、表面に凹凸が存在する物体においては、尖った圧子を用いると測定精度に大きな影響を与えるため平圧子を用いる。試験の最大荷重は2.0×10−4Nに設定して行う。この試験荷重に設定することで、現像部においてトナー1粒が受けるストレスに相当する条件で、トナーの表層を破壊せずに硬度を測定することが可能である。本発明においては、耐摩擦性が重要であるから表層を破壊せずに維持したまま硬さを測ることが重要である。 For the indenter, a flat indenter (titanium indenter, the tip of which is made of diamond) having a 20 μm square plane attached to the device was used as the indenter. For a small-diameter and spherical object such as toner, an object to which an external additive is attached, or an object having unevenness on the surface, a flat indenter is used because a sharp indenter greatly affects the measurement accuracy. The maximum load of the test is set to 2.0×10 −4 N. By setting this test load, the hardness can be measured without destroying the surface layer of the toner under the condition corresponding to the stress applied to one toner particle in the developing section. In the present invention, since abrasion resistance is important, it is important to measure hardness while maintaining the surface layer without breaking it.

測定対象の粒子としては、装置付属の顕微鏡による測定用画面(視野サイズ:横幅160μm、縦幅120μm)にトナーが単独で存在しているものを選択する。ただし、変位量の誤差を極力無くすため、粒子径(D)が個数平均粒径(D1)の±0.5μmの範囲にあるもの(D1−0.5μm≦D≦D1+0.5μm)を選択する。なお、測定対象粒子の粒径測定は装置付属のソフトを用いてトナーの長径と短径を測定し、[(長径+短径)/2]をもって粒子径D(μm)とした。また、個数平均粒径は「コールター・カウンター Multisizer 3(ベックマン・コールター株式会社製)により後述する方法にて測定する。 As the particles to be measured, those in which the toner alone is present on the measurement screen (field size: width 160 μm, height 120 μm) by the microscope attached to the apparatus are selected. However, in order to eliminate the error of the displacement amount as much as possible, the particle diameter (D) is selected within a range of ±0.5 μm of the number average particle diameter (D1) (D1-0.5 μm≦D≦D1+0.5 μm). .. The particle diameter of the particles to be measured was measured by measuring the major axis and the minor axis of the toner using software attached to the apparatus, and [(major axis+minor axis)/2] was defined as the particle diameter D (μm). Further, the number average particle diameter is measured by a method described later using "Coulter Counter Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)".

測定に際しては、粒子径D(μm)が上記条件を満たす任意のトナー100粒を選んで測定を行う。測定の際に入力する条件は以下の通りである。
試験モード :負荷−除荷試験
試験荷重 :20.000mgf(=2.0×10−4N)
分割数:1000step
ステップインターバル:10msec
解析メニュー「データ解析(ISO)」を選択して測定を行うと、測定後に装置付属ソフトでマルテンス硬度が解析され、出力される。トナー100粒について上記測定を行って、その相加平均値を本発明におけるマルテンス硬度とした。
At the time of measurement, 100 particles of any toner having a particle diameter D (μm) satisfying the above conditions are selected and measured. The conditions to be input at the time of measurement are as follows.
Test mode: Load-unload test Test load: 20.000 mgf (=2.0×10 −4 N)
Number of divisions: 1000step
Step interval: 10 msec
When the analysis menu “Data analysis (ISO)” is selected and measurement is performed, the Martens hardness is analyzed and output by the software attached to the apparatus after the measurement. The above measurement was performed on 100 toner particles, and the arithmetic mean value thereof was defined as the Martens hardness in the present invention.

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を200MPa以上1100MPa以下に調整することにより、従来のトナーよりもクリーニングニップにおけるトナーの変形を少なくすることが可能になった。つまり、クリーニングブレードと感光体ドラムの接触面積を小さく保ち、低トルクとすることができる。 By adjusting the Martens hardness when measured under the condition of the maximum load of the toner of 2.0×10 −4 N to 200 MPa or more and 1100 MPa or less, it is possible to reduce the deformation of the toner in the cleaning nip as compared with the conventional toner. became. That is, the contact area between the cleaning blade and the photosensitive drum can be kept small and the torque can be reduced.

当該マルテンス硬度が200MPaよりも低い場合には本発明の効果が満足に得られない。 If the Martens hardness is lower than 200 MPa, the effect of the present invention cannot be satisfactorily obtained.

一方、当該マルテンス硬度が1100MPaよりも高いと、場合によっては感光体ドラムや現像部材を傷つける原因となる場合もあるので注意が必要である。 On the other hand, if the Martens hardness is higher than 1100 MPa, it may cause damage to the photosensitive drum or the developing member in some cases, so it is necessary to be careful.

最大荷重2.0×10−4Nの条件で測定する時のマルテンス硬度を200MPa以上1100MPa以下に調整するための手段は特に限定されない。ただし、当該硬度は一般的なトナーに用いられている有機樹脂の硬さに比べて大幅に硬いため、硬度を上げるために通常行われている手段では達成が困難である。例えば、ガラス転移温度の高い樹脂設計にする手段、樹脂分子量を上げる手段、熱硬化する手段、表層にフィラーを添加する手段などでは達成が難しい。 The means for adjusting the Martens hardness at the time of measurement under the maximum load of 2.0×10 −4 N to 200 MPa or more and 1100 MPa or less is not particularly limited. However, since the hardness is significantly higher than the hardness of the organic resin used for a general toner, it is difficult to achieve it by a means that is usually used to increase the hardness. For example, it is difficult to achieve it by means of designing a resin having a high glass transition temperature, increasing the molecular weight of resin, thermosetting, adding a filler to the surface layer, or the like.

一般的なトナーに用いられている有機樹脂のマルテンス硬度は、最大荷重2.0×10−4Nの条件で測定すると50MPa〜80MPa程度である。さらに樹脂設計や分子量を上げるなどして硬度を上げた場合でも120MPa以下程度である。さらに、磁性体やシリカといったフィラーを表層近傍に充填して熱硬化させた場合でも180MPa以下程度であり、本発明のトナーは一般的なトナーに比べて大幅に硬い。 The Martens hardness of the organic resin used for a general toner is about 50 MPa to 80 MPa when measured under the condition of the maximum load of 2.0×10 −4 N. Further, even when the hardness is increased by designing the resin or increasing the molecular weight, it is about 120 MPa or less. Furthermore, even when a filler such as a magnetic material or silica is filled in the vicinity of the surface layer and cured by heat, it is about 180 MPa or less, and the toner of the present invention is significantly harder than general toner.

<硬度の制御方法>
上記特定の硬度範囲に調整するための1つの手段として、例えば、適切な硬度を持つ無機物などの物質でトナーの表層を形成させ、更にその化学構造やマクロ構造を適切な硬度を持つ様に制御する方法が挙げられる。
<Hardness control method>
As one means for adjusting the specific hardness range, for example, the surface layer of the toner is formed of a substance such as an inorganic material having an appropriate hardness, and the chemical structure or macro structure is controlled to have an appropriate hardness. There is a method of doing.

具体的な例示として、上記特定の硬度を持ち得る物質としては有機ケイ素重合体が挙げられ、材料の選択として有機ケイ素重合体のケイ素原子に直接結合している炭素原子の数や炭素鎖長などによって硬度を調整することが可能である。トナー粒子が、有機ケイ素重合体を含有する表層を有し、該有機ケイ素重合体のケイ素原子に直接結合している炭素原子の数が1個以上3個以下(好ましくは1個以上2個以下、より好ましくは1個)であると、上記特定の硬度に調整しやすいため好ましい。 As a specific example, the substance that can have the above-mentioned specific hardness includes an organic silicon polymer, and the selection of the material includes the number of carbon atoms directly bonded to the silicon atom of the organic silicon polymer and the carbon chain length. The hardness can be adjusted by. The toner particles have a surface layer containing an organosilicon polymer, and the number of carbon atoms directly bonded to silicon atoms of the organosilicon polymer is 1 or more and 3 or less (preferably 1 or more and 2 or less). , And more preferably 1), since it is easy to adjust to the above specific hardness.

化学構造によりマルテンス硬度を調整する手段としては表層物質の架橋や重合度などの化学構造の調整などにより可能である。マクロ構造によりマルテンス硬度を調整する手段としては、表層の凸凹形状や凸間を繋ぐネットワーク構造の調整などにより可能である。これらの調整は有機ケイ素重合体を表層として用いる場合には、有機ケイ素重合体を前処理する際のpH、濃度、温度、時間などで調整可能である。また、トナーのコア粒子に有機ケイ素重合体を表層付けするタイミングや形態、濃度、反応温度などによって調整可能である。 As a means for adjusting the Martens hardness by the chemical structure, it is possible to adjust the chemical structure such as crosslinking of the surface layer substance or the degree of polymerization. As means for adjusting the Martens hardness by the macro structure, it is possible to adjust the uneven shape of the surface layer or the network structure for connecting the projections. When the organosilicon polymer is used as the surface layer, these adjustments can be made by adjusting the pH, concentration, temperature, time, etc. when pretreating the organosilicon polymer. Further, it can be adjusted by the timing, form, concentration, reaction temperature and the like of applying the surface layer of the organosilicon polymer to the core particles of the toner.

本発明において特に好ましいのは以下の方法である。まず、結着樹脂及び着色剤を含むトナーのコア粒子を製造して水系媒体に分散し、コア粒子分散液を得る。この時の濃度はコア粒子分散液総量に対し、コア粒子の固形分が10質量%以上40質量%以下となる濃度で分散することが好ましい。そして、該コア粒子分散液の温度は35℃以上に調整しておくことが好ましい。また、該コア粒子分散液のpHは有機ケイ素化合物の縮合が進みにくいpHに調整することが好ましい。有機ケイ素重合体の縮合が進みにくいpHは物質によって異なるため、最も反応が進みにくいpHを中心として、±0.5以内が好ましい。 The following method is particularly preferred in the present invention. First, core particles of a toner containing a binder resin and a colorant are manufactured and dispersed in an aqueous medium to obtain a core particle dispersion liquid. The concentration at this time is preferably such that the solid content of the core particles is 10% by mass or more and 40% by mass or less based on the total amount of the core particle dispersion liquid. The temperature of the core particle dispersion is preferably adjusted to 35°C or higher. Further, the pH of the core particle dispersion liquid is preferably adjusted to a pH at which condensation of the organosilicon compound is difficult to proceed. Since the pH at which condensation of the organosilicon polymer is difficult to proceed differs depending on the substance, it is preferably within ±0.5 around the pH at which the reaction is most difficult to proceed.

一方、有機ケイ素化合物は加水分解処理を行ったものを用いることが好ましい。例えば、有機ケイ素化合物の前処理として別容器で加水分解しておく。加水分解の仕込み濃度は有機ケイ素化合物の量を100質量部とした場合、イオン交換水やRO水などイオン分を除去した水40質量部以上500質量部以下が好ましく、より好ましくは水100質量部以上400質量部以下である。加水分解の条件としては、好ましくはpHが2〜7、温度が15〜80℃、時間が30〜600分である。 On the other hand, it is preferable to use a hydrolyzed organosilicon compound. For example, the organosilicon compound is hydrolyzed in a separate container as a pretreatment. When the amount of the organosilicon compound is 100 parts by mass, the charged concentration of hydrolysis is preferably 40 parts by mass or more and 500 parts by mass or less of water obtained by removing ion components such as ion-exchanged water and RO water, and more preferably 100 parts by mass of water. It is above 400 parts by mass. As conditions for hydrolysis, the pH is preferably 2 to 7, the temperature is 15 to 80° C., and the time is 30 to 600 minutes.

得られた加水分解液とコア粒子分散液とを混合して縮合に適したpH(好ましくは6〜12、又は1〜3、より好ましくは8〜12)に調整することで、有機ケイ素化合物を縮合させながらトナーのコア粒子表面に表層付けすることができる。縮合と表層付けは35℃以上で60分間以上取ることが好ましい。また、縮合に適したpHに調整する前に35℃以上で保持する時間を調整することで表面のマクロ構造を調整可能であるが、時間が長すぎると本発明のマルテンス硬度のトナーが得られにくいため、3分以上120分以下が好ましい。 By mixing the obtained hydrolyzed liquid and the core particle dispersion liquid and adjusting the pH (preferably 6 to 12, or 1 to 3, and more preferably 8 to 12) suitable for condensation, the organosilicon compound is removed. A surface layer can be applied to the surface of the core particles of the toner while being condensed. Condensation and surface coating are preferably performed at 35° C. or higher for 60 minutes or longer. Further, the surface macrostructure can be adjusted by adjusting the time of holding at 35° C. or higher before adjusting the pH suitable for condensation, but if the time is too long, the toner of Martens hardness of the present invention can be obtained. Since it is difficult, 3 minutes or more and 120 minutes or less are preferable.

以上のような手段によって反応残基を減らすことができ、表層に凹凸を形成させることができ、更に凸間にネットワーク構造を形成させることができるため、上記特定のマルテンス硬度のトナーを得られやすい。 By the means as described above, it is possible to reduce the reaction residues, form irregularities on the surface layer, and further form a network structure between the protrusions, so that it is easy to obtain a toner having the above specific Martens hardness. ..

有機ケイ素重合体を含有する表層を用いる場合には、有機ケイ素重合体の固着率が90%以上100%以下であることが好ましい。より好ましくは、95%以上である。有機ケイ素重合体の固着率の測定方法は後述する。 When the surface layer containing the organosilicon polymer is used, the fixing rate of the organosilicon polymer is preferably 90% or more and 100% or less. More preferably, it is 95% or more. The method for measuring the sticking rate of the organosilicon polymer will be described later.

<有機ケイ素重合体を含有する表層について>
トナー粒子が有機ケイ素重合体を含有する表層を有する場合、式(1)で表される部分構造を有することが好ましい。
<Regarding Surface Layer Containing Organosilicon Polymer>
When the toner particles have a surface layer containing an organic silicon polymer, it preferably has a partial structure represented by the formula (1).

R−SiO3/2 式(1)
(Rは炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。)
式(1)の構造を有する有機ケイ素重合体において、Si原子の4個の原子価のうち1個はRと、残り3個はO原子と結合している。O原子は、原子価2個がいずれもSiと結合している状態、つまり、シロキサン結合(Si−O−Si)を構成する。有機ケイ素重合体としてのSi原子とO原子を考えると、Si原子2個でO原子3個を有することになるため、−SiO3/2と表現される。この有機ケイ素重合体の−SiO3/2構造は、多数のシロキサン結合で構成されるシリカ(SiO)と類似の性質を有することが考えられる。従って、従来の有機樹脂により表層形成されたトナーに比べて無機物に近い構造のため、マルテンス硬度を高くすることが可能であると考えられる。
R-SiO 3/2 formula (1)
(R represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.)
In the organosilicon polymer having the structure of formula (1), one of the four valences of Si atoms is bonded to R and the remaining three are bonded to O atoms. Each of the O atoms has a valence of 2 and is bonded to Si, that is, a siloxane bond (Si-O-Si). Considering Si atoms and O atoms as the organosilicon polymer, two Si atoms have three O atoms, and thus they are expressed as —SiO 3/2 . It is considered that the -SiO 3/2 structure of this organosilicon polymer has properties similar to silica (SiO 2 ) composed of many siloxane bonds. Therefore, it is considered that it is possible to increase the Martens hardness because it has a structure closer to that of an inorganic substance as compared with the toner formed by the surface layer of the conventional organic resin.

有機ケイ素重合体の製造例としては、ゾルゲル法が好ましい。ゾルゲル法は、液体原料を出発原料に用いて加水分解及び縮合重合させ、ゾル状態を経てゲル化する方法であり、ガラス、セラミックス、有機−無機ハイブリット、ナノコンポジットを合成する方法に用いられる。この製造方法を用いれば、表層、繊維、バルク体、微粒子などの種々の形状の機能性材料を液相から低温で作製することができる。 As a production example of the organosilicon polymer, the sol-gel method is preferable. The sol-gel method is a method in which a liquid raw material is used as a starting raw material to undergo hydrolysis and condensation polymerization to gel through a sol state, and is used for synthesizing glass, ceramics, organic-inorganic hybrids, and nanocomposites. By using this manufacturing method, it is possible to manufacture functional materials having various shapes such as surface layers, fibers, bulk bodies, and fine particles from a liquid phase at a low temperature.

トナー粒子の表層に存在する有機ケイ素重合体は、具体的には、アルコキシシランに代表されるケイ素化合物の加水分解及び縮重合によって生成されることが好ましい。 Specifically, the organosilicon polymer present in the surface layer of the toner particles is preferably produced by hydrolysis and polycondensation of a silicon compound represented by alkoxysilane.

この有機ケイ素重合体を含有する表層をトナー粒子に設けることによって、環境安定性が向上し、かつ、長期使用時におけるトナーの性能低下が生じにくく、保存安定性に優れたトナーを得ることができる。 By providing the toner particles with a surface layer containing the organosilicon polymer, environmental stability is improved, and it is possible to obtain a toner having excellent storage stability, which is unlikely to cause deterioration in toner performance during long-term use. ..

さらに、ゾルゲル法は、液体から出発し、その液体をゲル化することによって材料を形成しているため、様々な微細構造及び形状をつくることができる。特に、トナー粒子が水系媒体中で製造される場合には、有機ケイ素化合物のシラノール基のような親水基による親水性によってトナー粒子の表面に析出させやすくなる。上記微細構造及び形状は反応温度、反応時間、反応溶媒、pHや有機金属化合物の種類及び量などによって調整することができる。 Furthermore, since the sol-gel method starts from a liquid and forms the material by gelling the liquid, various fine structures and shapes can be formed. In particular, when the toner particles are manufactured in an aqueous medium, the hydrophilicity of a hydrophilic group such as a silanol group of the organosilicon compound facilitates precipitation on the surface of the toner particles. The fine structure and shape can be adjusted by the reaction temperature, reaction time, reaction solvent, pH and the kind and amount of the organometallic compound.

トナー粒子の表層の有機ケイ素重合体は、下記式(Z)で表される構造を有する有機ケイ素化合物の縮重合物であることが好ましい。 The organosilicon polymer on the surface layer of the toner particles is preferably a polycondensation product of an organosilicon compound having a structure represented by the following formula (Z).

式(Z)中、Rは、炭素数1以上6以下の炭化水素基を表し、R、R及びRは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は、アルコキシ基を表す。 In formula (Z), R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 2 , R 3 and R 4 are each independently a halogen atom, a hydroxy group, an acetoxy group or an alkoxy. Represents a group.

の炭化水素基(好ましくはアルキル基)により疎水性を向上することができ、環境安定性に優れたトナー粒子を得ることができる。また、炭化水素基として芳香族炭化水素基であるアリール基、例えばフェニル基を用いることもできる。Rの疎水性が大きい場合、様々な環境において帯電量変動が大きくなる傾向を示すことから、環境安定性を鑑みてRは炭素数1以上3以下の炭化水素基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。 The hydrocarbon group (preferably an alkyl group) of R 1 can improve the hydrophobicity, and toner particles having excellent environmental stability can be obtained. Further, an aryl group which is an aromatic hydrocarbon group, for example, a phenyl group can be used as the hydrocarbon group. When R 1 has a large hydrophobicity, the charge amount tends to increase in various environments. Therefore, in view of environmental stability, R 1 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, It is more preferably a methyl group.

、R及びRは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は、アルコキシ基である(以下、反応基ともいう)。これらの反応基が加水分解、付加重合及び縮重合させて架橋構造を形成し、耐部材汚染及び現像耐久性に優れたトナーを得ることができる。加水分解性が室温で穏やかであり、トナー粒子の表面への析出性と被覆性の観点から、炭素数1〜3のアルコキシ基であることが好ましく、メトキシ基やエトキシ基であることがより好ましい。また、R、R及びRの加水分解、付加重合及び縮合重合は、反応温度、反応時間、反応溶媒及びpHによって制御することができる。 R 2 , R 3 and R 4 are each independently a halogen atom, a hydroxy group, an acetoxy group or an alkoxy group (hereinafter, also referred to as a reactive group). These reactive groups are hydrolyzed, addition-polymerized and polycondensed to form a crosslinked structure, and a toner excellent in member contamination resistance and development durability can be obtained. Hydrolyzability is mild at room temperature, and an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methoxy group and an ethoxy group are more preferable, from the viewpoints of the depositability on the surface of the toner particles and the coatability. .. The hydrolysis, addition polymerization and condensation polymerization of R 2 , R 3 and R 4 can be controlled by the reaction temperature, reaction time, reaction solvent and pH.

本発明に用いられる有機ケイ素重合体を得るには、上記に示す式(Z)中のRを除く一分子中に3つの反応基(R、R及びR)を有する有機ケイ素化合物(以下、三官能性シランともいう)を1種又は複数種を組み合わせて用いるとよい。
さらに、トナー粒子中の有機ケイ素重合体の含有量は0.5質量%以上10.5質量%以下であることが好ましい。
To obtain the organosilicon polymer used in the present invention, an organosilicon compound having three reactive groups (R 2 , R 3 and R 4 ) in one molecule excluding R 1 in the above formula (Z) is used. (Hereinafter, also referred to as trifunctional silane) may be used alone or in combination of two or more.
Further, the content of the organosilicon polymer in the toner particles is preferably 0.5% by mass or more and 10.5% by mass or less.

有機ケイ素重合体の含有量が0.5質量%以上であることで、表層の表面自由エネルギーを更に小さくすることができ、流動性が向上し、部材汚染やカブリの発生を抑制することができる。10.5質量%以下であることで、チャージアップを発生し難くすることができる。有機ケイ素重合体の含有量は有機ケイ素重合体形成に用いる有機ケイ素化合物の種類及び量、有機ケイ素重合体形成時のトナー粒子の製造方法、反応温度、反応時間、反応溶媒及びpHによって制御することができる。 When the content of the organosilicon polymer is 0.5% by mass or more, the surface free energy of the surface layer can be further reduced, the fluidity can be improved, and member contamination and fogging can be suppressed. .. When the content is 10.5% by mass or less, it is possible to make charge-up less likely to occur. The content of the organosilicon polymer should be controlled by the type and amount of the organosilicon compound used for forming the organosilicon polymer, the method for producing toner particles during the formation of the organosilicon polymer, the reaction temperature, the reaction time, the reaction solvent and the pH. You can

有機ケイ素重合体を含有する表層とトナーコア粒子は、隙間なく接していることが好ましい。これにより、トナー粒子の表層よりも内部の樹脂成分や離型剤等によるブリードの発生が抑えられ、保存安定性、環境安定性及び現像耐久性に優れたトナーを得ることができる。表層には上記の有機ケイ素重合体の他に、スチレン−アクリル系共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂や各種添加剤などを含有させてもよい。 It is preferable that the surface layer containing the organosilicon polymer and the toner core particles are in contact with each other without any space. As a result, the occurrence of bleeding due to the resin component or the release agent inside the surface of the toner particles is suppressed, and a toner having excellent storage stability, environmental stability, and development durability can be obtained. In addition to the above organosilicon polymer, the surface layer may contain a resin such as a styrene-acrylic copolymer resin, a polyester resin or a urethane resin, and various additives.

<トナー粒子の製造方法>
トナー粒子の製造方法は公知の手段を用いることができ、混練粉砕法や湿式製造法を用いることができる。粒子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。
<Method of manufacturing toner particles>
As a method for producing the toner particles, known means can be used, and a kneading and pulverizing method or a wet production method can be used. From the viewpoint of making the particle diameter uniform and controlling the shape, the wet manufacturing method can be preferably used. Further, as the wet production method, a suspension polymerization method, a dissolution suspension method, an emulsion polymerization aggregation method, an emulsion aggregation method and the like can be mentioned.

ここでは懸濁重合法について説明する。懸濁重合法においてはまず、結着樹脂を生成するための重合性単量体、着色剤及び必要に応じてその他の添加剤をボールミル、超音波分散機のような分散機を用いてこれらを均一に溶解又は分散させた重合性単量体組成物を調製する(重合性単量体組成物の調製工程)。このとき、必要に応じて多官能性単量体や連鎖移動剤、また、離型剤としてのワックスや荷電制御剤、可塑剤などを適宜加えることができる。 Here, the suspension polymerization method will be described. In the suspension polymerization method, first, a polymerizable monomer for producing a binder resin, a colorant and, if necessary, other additives are added using a ball mill or a disperser such as an ultrasonic disperser. A polymerizable monomer composition that is uniformly dissolved or dispersed is prepared (step of preparing the polymerizable monomer composition). At this time, if necessary, a polyfunctional monomer, a chain transfer agent, a wax as a release agent, a charge control agent, a plasticizer, etc. can be appropriately added.

次に、上記重合性単量体組成物を予め用意しておいた水系媒体中に投入し、高せん断力を有する撹拌機や分散機により、重合性単量体組成物からなる液滴を所望のトナー粒子のサイズに形成する(造粒工程)。 Next, the polymerizable monomer composition is put into an aqueous medium prepared in advance, and a droplet made of the polymerizable monomer composition is desired by a stirrer or a disperser having a high shearing force. To the size of the toner particles (granulating step).

造粒工程における水系媒体は分散安定剤を含有していることが、トナー粒子の粒径制御、粒度分布のシャープ化、製造過程におけるトナー粒子の合一を抑制するために好ましい。分散安定剤としては、一般的に立体障害による反発力を発現させる高分子と、静電気的な反発力で分散安定化を図る難水溶性無機化合物とに大別される。難水溶性無機化合物の微粒子は、酸やアルカリにより溶解するため、重合後に酸やアルカリで洗浄することにより溶解させて容易に除去することができるため、好適に用いられる。 It is preferable that the aqueous medium in the granulation step contains a dispersion stabilizer in order to control the particle size of the toner particles, sharpen the particle size distribution, and suppress coalescence of the toner particles in the manufacturing process. The dispersion stabilizer is generally classified into a polymer that exhibits a repulsive force due to steric hindrance and a poorly water-soluble inorganic compound that stabilizes the dispersion by electrostatic repulsive force. Since the fine particles of the poorly water-soluble inorganic compound are dissolved by an acid or an alkali, they can be easily dissolved and removed by washing with an acid or an alkali after the polymerization, and thus are preferably used.

造粒工程の後、あるいは造粒工程を行いながら、好ましくは50℃以上90℃以下の温度に設定して、重合性単量体組成物に含まれる重合性単量体の重合を行い、トナー粒子分散液を得る(重合工程)。 After the granulation step or while performing the granulation step, the temperature is preferably set to 50° C. or higher and 90° C. or lower to polymerize the polymerizable monomer contained in the polymerizable monomer composition to obtain a toner. A particle dispersion is obtained (polymerization step).

重合工程では容器内の温度分布が均一になる様に攪拌操作を行うことが好ましい。重合開始剤を添加する場合、任意のタイミングと所要時間で行うことができる。また、所望の分子量分布を得る目的で重合反応後半に昇温してもよく、さらに、未反応の重合性単量体、副生成物などを系外に除去するために反応後半、または反応終了後に、一部水系媒体を蒸留操作により留去してもよい。蒸留操作は常圧又は減圧下で行うことができる。 In the polymerization step, it is preferable to carry out a stirring operation so that the temperature distribution in the container becomes uniform. When the polymerization initiator is added, it can be carried out at an arbitrary timing and required time. Further, the temperature may be raised in the latter half of the polymerization reaction for the purpose of obtaining a desired molecular weight distribution, and further in the latter half of the reaction or the end of the reaction in order to remove unreacted polymerizable monomers, by-products and the like outside the system. After that, part of the aqueous medium may be distilled off by a distillation operation. The distillation operation can be performed under normal pressure or reduced pressure.

トナー粒子の粒径は、高精細かつ高解像の画像を得るという観点から重量平均粒径が3.0μm以上10.0μm以下であることが好ましい。トナーの重量平均粒径は細孔電気抵抗法により測定することができる。例えば「コールター・カウンター Multisizer 3」(ベックマン・コールター(株)製)用いて測定することができる。こうして得られたトナー粒子分散液は、トナー粒子と水系媒体を固液分離する濾過工程へと送られる。 The particle diameter of the toner particles is preferably 3.0 μm or more and 10.0 μm or less in terms of obtaining a high-definition and high-resolution image. The weight average particle diameter of the toner can be measured by the pore electrical resistance method. For example, it can be measured by using "Coulter Counter Multisizer 3" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.). The toner particle dispersion liquid thus obtained is sent to a filtration step for solid-liquid separating the toner particles and the aqueous medium.

得られたトナー粒子分散液からトナー粒子を得るための固液分離は、一般的な濾過方法で行うことができ、その後トナー粒子表面から除去しきれなかった異物を除去するため、リスラリーや洗浄水のかけ洗いなどによって更に洗浄を行うことが好ましい。十分な洗浄が行なわれた後に、再び固液分離してトナーケーキを得る。その後、公知の乾燥手段により乾燥され、必要であれば分級により所定外の粒径を有する粒子群を分離してトナー粒子を得る。このとき分離された所定外の粒径を有する粒子群は最終的な収率を向上させるために再利用してもよい。 Solid-liquid separation for obtaining toner particles from the obtained toner particle dispersion liquid can be carried out by a general filtration method, and thereafter, in order to remove foreign substances that could not be completely removed from the toner particle surface, reslurry or washing water is used. Further washing is preferably carried out by washing with water. After sufficient washing is performed, solid-liquid separation is performed again to obtain a toner cake. After that, it is dried by a known drying means, and if necessary, a group of particles having a particle diameter outside the predetermined range is separated by classification to obtain toner particles. The particles having a particle size outside the predetermined range may be reused in order to improve the final yield.

有機ケイ素重合体を有する表層を形成する場合は、水系媒体中でトナー粒子を形成する場合には水系媒体中で重合工程などを行いながら前述のように有機ケイ素化合物の加水分解液を添加して該表層を形成させることができる。重合後のトナー粒子の分散液をコア粒子分散液として用いて、有機ケイ素化合物の加水分解液を添加し、該表層を形成させてもよい。また、混練粉砕法など水系媒体以外の場合には得られたトナー粒子を水系媒体に分散してコア粒子分散液として用いて、前述のように有機ケイ素化合物の加水分解液を添加し、該表層を形成させることができる。 When forming a surface layer having an organosilicon polymer, when forming the toner particles in an aqueous medium, the hydrolysis solution of the organosilicon compound is added as described above while performing the polymerization step in the aqueous medium. The surface layer can be formed. Using the dispersion of toner particles after polymerization as the dispersion of core particles, a hydrolyzed liquid of an organosilicon compound may be added to form the surface layer. Further, in the case of other than an aqueous medium such as a kneading and pulverizing method, the obtained toner particles are dispersed in an aqueous medium and used as a core particle dispersion liquid, and as described above, the hydrolysis liquid of the organosilicon compound is added to the surface layer. Can be formed.

<有機ケイ素重合体の固着率の測定方法>
イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)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、和光純薬工業社製)を6mL入れ分散液を作製する。この分散液にトナー1.0gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
<Measurement Method of Securing Rate of Organosilicon Polymer>
160 g of sucrose (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) is added to 100 mL of ion-exchanged water and dissolved with a water bath to prepare a concentrated sucrose solution. In a centrifuge tube (volume 50 ml), 31 g of the above concentrated sucrose solution and 10 parts of a contaminone N (nonionic surfactant, anionic surfactant, organic builder, pH 7 precision measuring instrument washing neutral detergent) 6% of a mass% aqueous solution, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. is added to prepare a dispersion liquid. To this dispersion, 1.0 g of toner is added, and a lump of toner is loosened with a spatula or the like.

遠心分離用チューブをシェイカーにて350spm(strokes per min)、20分間振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(容量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等で採取する。採取し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線でケイ素の量を測定する。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。 The centrifuge tube is shaken with a shaker at 350 spm (strokes per min) for 20 minutes. After shaking, the solution is replaced with a glass tube for swing rotor (capacity: 50 mL), and separated by a centrifuge (H-9R, manufactured by Kokusan Co., Ltd.) under conditions of 3500 rpm and 30 minutes. Visually confirm that the toner and the aqueous solution are sufficiently separated, and collect the toner separated in the uppermost layer with a spatula or the like. The collected aqueous solution containing the toner is filtered with a vacuum filter and then dried with a dryer for 1 hour or more. The dried product is disintegrated with a spatula and the amount of silicon is measured by fluorescent X-ray. The sticking ratio (%) is calculated from the ratio of the element amounts of the toner after washing and the initial toner to be measured.

各元素の蛍光X線の測定は、JIS K 0119−1969に準ずるが、具体的には以下の通りである。 The measurement of the fluorescent X-ray of each element conforms to JIS K 0119-1969, and specifically is as follows.

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、測定条件設定及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。 As the measuring device, a wavelength dispersive X-ray fluorescence analyzer "Axios" (manufactured by PANalytical) and attached dedicated software "SuperQ ver. 4.0F" (manufactured by PANalytical) for setting measurement conditions and analyzing measurement data. ) Is used. Rh is used as the anode of the X-ray tube, the measurement atmosphere is vacuum, the measurement diameter (collimator mask diameter) is 10 mm, and the measurement time is 10 seconds. When measuring a light element, a proportional counter (PC) is used, and when measuring a heavy element, a scintillation counter (SC) is used.

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」(前川試験機製作所社製)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。 As a measurement sample, about 1 g of the toner after washing and the initial toner was put into a dedicated aluminum ring for press with a diameter of 10 mm and flattened, and the tablet compression machine "BRE-32" (made by Maekawa Testing Machine Co., Ltd. ) Is used to press for 60 seconds at 20 MPa, and pellets molded to a thickness of about 2 mm are used.

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。 The measurement is performed under the above conditions, the element is identified based on the obtained X-ray peak position, and the concentration is calculated from the count rate (unit: cps), which is the number of X-ray photons per unit time.

トナー中の定量方法としては、例えばケイ素量はトナー粒子100質量部に対して、例えば、シリカ(SiO)微粉末を0.5質量部となるように添加し、コーヒーミルを用いて充分混合する。同様にして、シリカ微粉末を2.0質量部、5.0質量部となるようにトナー粒子とそれぞれ混合し、これらを検量線用の試料とする。 As a quantification method in the toner, for example, silica (SiO 2 ) fine powder is added to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles, and sufficiently mixed using a coffee mill. To do. Similarly, fine silica powder is mixed with toner particles so as to be 2.0 parts by mass and 5.0 parts by mass, respectively, and these are used as a sample for a calibration curve.

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SiO添加量を横軸として、一次関数の検量線を得る。 For each sample, pellets of the sample for the calibration curve were prepared as described above using the tablet molding compressor, and when PET was used for the dispersive crystal, it was observed at the diffraction angle (2θ)=109.08°. The Si-Kα ray count rate (unit: cps) is measured. At this time, the acceleration voltage and the current value of the X-ray generator are set to 24 kV and 100 mA, respectively. A calibration curve of a linear function is obtained with the obtained X-ray count rate as the vertical axis and the addition amount of SiO 2 in each calibration curve sample as the horizontal axis.

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固着率(%)とした。 Next, the toner to be analyzed is pelletized as described above using a tablet molding compressor, and the count rate of the Si-Kα ray is measured. Then, the content of the organosilicon polymer in the toner is determined from the above calibration curve. The ratio of the elemental amount of the toner after washing with respect to the initial elemental amount of the toner calculated by the above method was determined and defined as the fixation rate (%).

〔外添剤〕
トナー粒子は、外添せずにトナーとすることもできるが、流動性、帯電性、クリーニング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としてもよい。
[External additive]
The toner particles can be used as a toner without external addition, but in order to improve fluidity, charging property, cleaning property, etc., so-called external additives such as a fluidizing agent and a cleaning aid are added. It may be toner.

外添剤としては、例えば、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子などよりなる無機酸化物微粒子や、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子などの無機ステアリン酸化合物微粒子、あるいは、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛などの無機チタン酸化合物微粒子などが挙げられる。これらは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the external additive, for example, inorganic oxide fine particles made of alumina fine particles, titanium oxide fine particles, etc., inorganic stearate compound fine particles such as aluminum stearate fine particles, zinc stearate fine particles, or strontium titanate, zinc titanate, etc. Inorganic titanate compound fine particles and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって、耐熱保管性の向上、環境安定性の向上のために、光沢処理が行われていることが好ましい。外添剤のBET比表面積は、10m/g以上450m/g以下であることが好ましい。 It is preferable that these inorganic fine particles are subjected to a gloss treatment with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a higher fatty acid, a silicone oil or the like in order to improve heat resistant storage stability and environmental stability. The BET specific surface area of the external additive is preferably 10 m 2 /g or more and 450 m 2 /g or less.

BET比表面積は、BET法(好ましくはBET多点法)に従って、動的定圧法による低温ガス吸着法により求めることができる。例えば、比表面積測定装置(商品名:ジェミニ2375 Ver.5.0、(株)島津製作所製)を用いて、試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて測定することにより、BET比表面積(m/g)を算出することができる。 The BET specific surface area can be determined by the low temperature gas adsorption method by the dynamic constant pressure method according to the BET method (preferably the BET multipoint method). For example, by using a specific surface area measuring device (trade name: Gemini 2375 Ver. 5.0, manufactured by Shimadzu Corporation), nitrogen gas is adsorbed on the surface of the sample, and measurement is performed using the BET multipoint method. The BET specific surface area (m 2 /g) can be calculated.

これらの種々の外添剤の添加量は、その合計が、トナー粒子100質量部に対して、好ましくは0.05質量部以上5質量部以下、より好ましくは0.1質量部以上3質量部以下である。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。 The total amount of these various external additives added is preferably 0.05 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 3 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the toner particles. It is below. Further, various external additives may be used in combination.

トナーは、トナー粒子の表面にポジ帯電粒子を有することが好ましい。ポジ帯電粒子の個数平均粒子径は、0.10μm以上1.00μm以下が好ましい。より好ましくは0.20μm以上0.80μm以下である。 The toner preferably has positively charged particles on the surface of the toner particles. The number average particle diameter of the positively charged particles is preferably 0.10 μm or more and 1.00 μm or less. More preferably, it is 0.20 μm or more and 0.80 μm or less.

この様なポジ帯電粒子を有すると、耐久使用を通して転写効率が良好である事が明らかとなった。当該粒径のポジ帯電粒子であることで、トナー粒子表面で転がり可能であり、感光ドラムと転写ベルトの間で摩擦されてトナーの負帯電が促進され、結果的に転写バイアス印加によるポジ化を抑制しているためと考えられる。本発明のトナーは表面が硬いことが特徴であり、ポジ帯電粒子がトナー粒子表面に固着又は埋没しにくいため、転写効率を高く維持できる。 It has been revealed that the transfer efficiency is improved by using such positively charged particles through durable use. With the positively charged particles having the particle diameter, the toner particles can roll on the surface of the toner particles, friction between the photosensitive drum and the transfer belt promotes negative charging of the toner, and as a result, a positive charge is generated by applying the transfer bias. It is thought that this is due to suppression. The toner of the present invention is characterized by having a hard surface, and since positively charged particles are unlikely to stick or be buried in the surface of the toner particles, the transfer efficiency can be kept high.

なお、本発明におけるポジ帯電粒子とは日本画像学会から提供される標準キャリア(アニオン性:N−01)と混合撹拌して摩擦帯電させた時に正帯電する粒子である。 The positively charged particles in the present invention are particles that are positively charged when mixed and stirred with a standard carrier (anionic: N-01) provided by the Japan Imaging Society to be triboelectrically charged.

外添剤の個数平均粒子径の測定は、走査型電子顕微鏡「S−4800」(日立製作所製)を用いて行う。外添剤が外添されたトナーを観察して、最大20万倍に拡大した視野において、ランダムに100個の外添剤の一次粒子の長径を測定して個数平均粒子径を求める。観察倍率は、外添剤の大きさによって適宜調整する。 The number average particle diameter of the external additive is measured using a scanning electron microscope "S-4800" (manufactured by Hitachi, Ltd.). The toner to which the external additive is externally added is observed, and the major axis of 100 primary particles of the external additive is randomly measured in a field of view magnified up to 200,000 times to obtain the number average particle diameter. The observation magnification is appropriately adjusted depending on the size of the external additive.

トナー粒子の表面に、ポジ帯電粒子を存在させる手段としては種々の方法が考えられ、いかなる方法でもよいが、外添により付与する方法が好ましい。トナーのマルテンス硬度が本発明の範囲であれば、ポジ帯電粒子を均一にトナー粒子表面に存在させることが可能であることを見出した。ポジ帯電粒子のトナー粒子に対する固着率は、5%以上75%以下であることが好ましく、5%以上50%以下であることがより好ましい。固着率がこの範囲であれば、トナー粒子及びポジ帯電粒子の摩擦帯電を促進する事によって、転写効率を高く維持することが可能となる。固着率の測定方法は後述する。 Various methods are conceivable as means for allowing the positively charged particles to be present on the surface of the toner particles, and any method may be used, but a method of applying by external addition is preferable. It has been found that when the Martens hardness of the toner is within the range of the present invention, the positively charged particles can be uniformly present on the surface of the toner particles. The fixing rate of the positively charged particles to the toner particles is preferably 5% or more and 75% or less, and more preferably 5% or more and 50% or less. When the sticking ratio is within this range, the transfer efficiency can be maintained high by promoting the triboelectric charging of the toner particles and the positively charged particles. The method of measuring the sticking rate will be described later.

ポジ帯電粒子の種類としては、ハイドロタルサイト、酸化チタン、及びメラミン樹脂等が好ましい。この中でも特にハイドロタルサイトが好ましい。 Preferred types of positively charged particles include hydrotalcite, titanium oxide, and melamine resin. Of these, hydrotalcite is particularly preferable.

<ポジ帯電粒子の固着率の測定方法>
有機ケイ素重合体の固着率の測定方法において、測定対象の元素をポジ帯電粒子に含まれる元素とする。例えば、ハイドロタルサイトの場合にはマグネシウムとアルミニウムを測定対象とする。それ以外は同様の方法にてポジ帯電粒子の固着率を測定する。
<Measurement method of fixing rate of positively charged particles>
In the method for measuring the sticking rate of the organosilicon polymer, the element to be measured is the element contained in the positively charged particles. For example, in the case of hydrotalcite, magnesium and aluminum are measured. Otherwise, the fixing rate of positively charged particles is measured by the same method.

以下、製造したトナーを示す。 The toners produced are shown below.

[トナー1]
(水系媒体1の調製工程)
反応容器中のイオン交換水1000.0部に、リン酸ナトリウム(ラサ工業社製・12水和物)14.0部を投入し、窒素パージしながら65℃で1.0時間保温した。
[Toner 1]
(Preparation process of aqueous medium 1)
To 1000.0 parts of ion-exchanged water in the reaction vessel, 14.0 parts of sodium phosphate (12 hydrate manufactured by Lhasa Kogyo Co., Ltd.) was charged, and the temperature was kept at 65° C. for 1.0 hour while purging with nitrogen.

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10.0部に9.2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5.0に調整し、水系媒体1を得た。 T. K. Using a homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), while stirring at 12000 rpm, an aqueous solution of calcium chloride in which 9.2 parts of calcium chloride (dihydrate) was dissolved in 10.0 parts of ion-exchanged water was collected. Then, an aqueous medium containing the dispersion stabilizer was prepared. Furthermore, 10 mass% hydrochloric acid was added to the aqueous medium to adjust the pH to 5.0, and thus an aqueous medium 1 was obtained.

(表層用有機ケイ素化合物の加水分解工程)
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、10質量%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、表層用有機ケイ素化合物であるメチルトリエトキシシラン40.0部を添加して2時間以上撹拌して加水分解を行った。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。
(Hydrolysis step of organosilicon compound for surface layer)
60.0 parts of ion-exchanged water was weighed in a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, and the pH was adjusted to 3.0 using 10% by mass of hydrochloric acid. This was heated with stirring to bring the temperature to 70°C. Thereafter, 40.0 parts of methyltriethoxysilane, which is an organosilicon compound for the surface layer, was added and stirred for 2 hours or more for hydrolysis. The end point of the hydrolysis was visually confirmed by the fact that the oil and water did not separate to form a single layer, and it was cooled to obtain a hydrolyzed solution of the organosilicon compound for the surface layer.

(重合性単量体組成物の調製工程)
・スチレン :60.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 :6.5部
前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。前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。
(造粒工程) 水系媒体1の温度を70℃、T.K.ホモミクサーの回転数を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。
(Process for preparing polymerizable monomer composition)
-Styrene: 60.0 parts-C.I. I. Pigment Blue 15:3:6.5 parts The above materials were put into an attritor (manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.), and further dispersed using zirconia particles having a diameter of 1.7 mm at 220 rpm for 5.0 hours to prepare a pigment. A dispersion was prepared. The following materials were added to the pigment dispersion.
-Styrene: 20.0 parts-n-butyl acrylate: 20.0 parts-Crosslinking agent (divinylbenzene): 0.3 parts-Saturated polyester resin: 5.0 parts (Propylene oxide-modified bisphenol A (2 mol addition product) Polycondensate of terephthalic acid (molar ratio 10:12), glass transition temperature Tg=68° C., weight average molecular weight Mw=10000, molecular weight distribution Mw/Mn=5.12)
Fischer-Tropsch wax (melting point 78° C.): 7.0 parts This was kept warm at 65° C. K. A homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) was used to uniformly dissolve and disperse at 500 rpm to prepare a polymerizable monomer composition.
(Granulation Step) The temperature of the aqueous medium 1 is 70° C. K. While maintaining the rotation speed of the homomixer at 12000 rpm, the polymerizable monomer composition was charged into the aqueous medium 1, and 9.0 parts of t-butylperoxypivalate as a polymerization initiator was added. Granulation was performed for 10 minutes while maintaining 12,000 rpm with the stirring device.

(重合工程)
造粒工程の後、攪拌機をプロペラ撹拌羽根に換え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ってコア粒子を得た。スラリーの温度を55℃に冷却してpHを測定したところ、pH=5.0だった。55℃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部添加してトナーの表層形成を開始した。そのまま30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を縮合完結用にpH=9.0に調整して更に300分保持し、表層を形成させた。
(Polymerization process)
After the granulation step, the stirrer was changed to a propeller stirring blade to carry out polymerization for 5.0 hours while maintaining 70°C while stirring at 150 rpm, and the polymerization reaction was performed by heating to 85°C and heating for 2.0 hours. To obtain core particles. When the temperature of the slurry was cooled to 55° C. and the pH was measured, it was pH=5.0. While continuing stirring at 55° C., 20.0 parts of the hydrolyzed liquid of the organosilicon compound for the surface layer was added to start the surface layer formation of the toner. After maintaining as such for 30 minutes, the pH of the slurry was adjusted to 9.0 for completion of condensation using an aqueous solution of sodium hydroxide, and the slurry was further maintained for 300 minutes to form a surface layer.

(洗浄、乾燥工程)
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。
(Washing and drying process)
After the completion of the polymerization process, the toner particle slurry is cooled, hydrochloric acid is added to the toner particle slurry to adjust the pH to 1.5 or less, and the mixture is left to stir for 1 hour, followed by solid-liquid separation with a pressure filter to obtain a toner cake. Got This was reslurried with ion-exchanged water to form a dispersion again, and then solid-liquid separation was performed with the above-mentioned filter. The reslurry and solid-liquid separation were repeated until the electric conductivity of the filtrate became 5.0 μS/cm or less, and finally solid-liquid separation was performed to obtain a toner cake.

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(セイシン企業製)にて乾燥を行い、更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。 The obtained toner cake was dried using a flash jet dryer, a flash jet dryer (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.), and fine coarse powder was cut using a multi-division classifier utilizing the Coanda effect to obtain toner particles 1. The drying conditions were such that the blowing temperature was 90° C., the dryer outlet temperature was 40° C., and the toner cake supply rate was adjusted so that the outlet temperature did not deviate from 40° C. according to the water content of the toner cake.

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、表層にケイ素原子が存在することを確認した。以降のトナー製造例においても、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ケイ素原子が存在することを確認した。本製造例においては、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。 It was confirmed that silicon atoms were present in the surface layer by performing silicon mapping in cross-sectional TEM observation of the toner particles 1. Also in the following toner production examples, it was confirmed by the same silicon mapping that the surface layer containing the organic silicon polymer had silicon atoms in the surface layer. In this production example, the obtained toner particles 1 were used as the toner 1 as they were without external addition.

トナー1について行った評価について、その方法を以下に述べる。 The evaluation method performed on Toner 1 will be described below.

<マルテンス硬度の測定>
「トナー硬度の測定方法」で述べた方法により測定を行った。
<Measurement of Martens hardness>
The measurement was performed by the method described in "Method of measuring toner hardness".

<固着率の測定方法>
「有機ケイ素重合体の固着率の測定方法」にて述べた方法により測定を行った。
<Method of measuring sticking rate>
The measurement was carried out by the method described in "Measurement Method of Organosilicon Polymer Sticking Ratio".

[トナー2、トナー3]
(重合工程)における加水分解液を添加する時の条件、及び添加後の保持時間を表1のように変えた以外は、トナー1と同様の方法でトナーを作製した。なお、スラリーのpH調整は塩酸及び水酸化ナトリウム水溶液で行った。得られたトナー2、トナー3の測定結果を表1に示す。
[Toner 2, Toner 3]
A toner was prepared in the same manner as Toner 1, except that the conditions for adding the hydrolyzed liquid in the (polymerization step) and the holding time after the addition were changed as shown in Table 1. The pH of the slurry was adjusted with hydrochloric acid and sodium hydroxide aqueous solution. Table 1 shows the measurement results of the obtained toner 2 and toner 3.

[トナー4]
トナー1に対して、表2のように外添を行い、トナー4を作製した。外添の方法は、トナー粒子100部に対し、表2に記載の部数の外添剤をSUPERMIXER PICCOLO SMP−2(株式会社カワタ製)に投入して、3000rpmで10分間混合を行った。得られたトナーの測定結果を表1に示す。
[Toner 4]
Toner 1 was externally added as shown in Table 2 to prepare Toner 4. As the method of external addition, 100 parts of the toner particles were charged with SUPERMIXER PICCOLO SMP-2 (manufactured by Kawata Co., Ltd.) in the number of parts shown in Table 2 and mixed at 3000 rpm for 10 minutes. Table 1 shows the measurement results of the obtained toner.

[トナー5]
(重合工程)における加水分解液を添加する時の条件、及び添加後の保持時間を表1のように変えた以外は、トナー1と同様の方法でトナー5を作製した。得られたトナーの評価結果を表1に示す。
[Toner 5]
Toner 5 was produced in the same manner as in Toner 1, except that the conditions for adding the hydrolysis liquid in the (polymerization step) and the holding time after addition were changed as shown in Table 1. The evaluation results of the obtained toner are shown in Table 1.

[トナー6]
(表層用有機ケイ素化合物の加水分解工程)は行わなかった。代わりに、表層用有機ケイ素化合物のメチルトリエトキシシラン30部をモノマーのまま(重合性単量体組成物の調製工程)で添加した。
[Toner 6]
(Hydrolysis step of organosilicon compound for surface layer) was not performed. Instead, 30 parts of methyltriethoxysilane, which is an organosilicon compound for the surface layer, was added as a monomer (step of preparing a polymerizable monomer composition).

(重合工程)では70℃に冷却してpH測定を行った後、加水分解液の添加を行わなかった。70℃で撹拌を継続したまま、水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーを縮合完結用にpH=9.0に調整して更に300分保持して表層を形成させた。 In the (polymerization step), after cooling to 70° C. and measuring the pH, the hydrolysis solution was not added. While continuing stirring at 70° C., the pH of the slurry was adjusted to 9.0 for completion of condensation with an aqueous sodium hydroxide solution, and the slurry was further held for 300 minutes to form a surface layer.

得られたトナー6の評価結果を表1に示す。 The evaluation results of Toner 6 thus obtained are shown in Table 1.

表中、DHT−4Aは共和化学工業(株)製である。 In the table, DHT-4A is manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.

(クリーニングブレード)
<クリーニングブレードの構成>
本発明のクリーニングブレード8は、弾性部材8aと、弾性部材を支持する支持部材8bとから構成されている。弾性部材は被クリーニング部材に当接されるエッジEDを形成する第一の面M1および第二の面M2が存在する。感光体ドラムの回転方向上流側に位置する面を第一の面、下流側の面をM2とする。
(Cleaning blade)
<Structure of cleaning blade>
The cleaning blade 8 of the present invention includes an elastic member 8a and a support member 8b that supports the elastic member. The elastic member has a first surface M1 and a second surface M2 that form an edge ED that contacts the member to be cleaned. A surface located on the upstream side in the rotation direction of the photosensitive drum is a first surface, and a downstream surface is M2.

本発明のクリーニングブレードにおいて、弾性部材の「自由端」とは、支持部材によって支持されている端部と反対側の弾性部材の端部である。また、弾性部材の「自由端部分」とは、自由端及びその近傍である。「エッジ」とは、被クリーニング部材に当接されるクリーニングブレードの当接部であって、第一の面および第二の面が交差することによって形成される稜線部である。 In the cleaning blade of the present invention, the "free end" of the elastic member is the end of the elastic member opposite to the end supported by the support member. The “free end portion” of the elastic member is the free end and its vicinity. The "edge" is a contact portion of the cleaning blade that contacts the member to be cleaned, and is a ridge portion formed by the intersection of the first surface and the second surface.

本例のクリーニングブレードは、金型内に支持部材を配置した後、ポリウレタンエラストマー等の原料組成物を上記金型内に注入し、加熱して反応硬化させ脱型することによって得ることができる。脱型した後、必要に応じて弾性部材の自由端の先端部及び弾性部材の長手方向の両端部を切断等することができる。 The cleaning blade of this example can be obtained by arranging a supporting member in a mold, injecting a raw material composition such as polyurethane elastomer into the mold, heating and reacting to cure and releasing the mold. After releasing from the mold, the tip of the free end of the elastic member and both ends of the elastic member in the longitudinal direction can be cut as necessary.

自由端部分にダイナミック硬度DHs、0.07≦DHs≦1.1の部分を形成するには、自由端部分の硬化工程を設けることで実現することができる。弾性部材の先端部に硬化領域を形成する工程は、その切断前であっても切断後でもよい。これにより弾性部材と支持部材とが一体化されたクリーニングブレードを得ることができる。 The formation of the portion having the dynamic hardness DHs and 0.07≦DHs≦1.1 in the free end portion can be realized by providing a hardening step of the free end portion. The step of forming the hardened region at the tip of the elastic member may be performed before or after cutting. This makes it possible to obtain a cleaning blade in which the elastic member and the support member are integrated.

〔支持部材〕
本発明のクリーニングブレードの支持部材を構成する材料は特に限定されず、例えば以下の材料を挙げることができる。鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛めっき鋼板、クロムフリー鋼板の如き金属材料、6−ナイロン、6,6−ナイロンの如き樹脂材料等。また、支持部材の構造も特に限定されない。クリーニングブレードの弾性部材は、その一端が支持部材によって支持されている。
[Supporting member]
The material forming the support member of the cleaning blade of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following materials. Metallic materials such as steel plate, stainless steel plate, galvanized steel plate, chrome-free steel plate, resin materials such as 6-nylon and 6,6-nylon. Further, the structure of the support member is not particularly limited. One end of the elastic member of the cleaning blade is supported by the supporting member.

〔弾性部材〕
本発明のクリーニングブレード6の弾性部材を構成する材料としては、例えば以下の材料が挙げられる。ポリウレタンエラストマー、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、NBRの水素化物、多硫化ゴム等。ポリウレタンエラストマーとしては、機械的特性が優れることから、ポリエステルウレタンエラストマーが好ましい。ポリウレタンエラストマーは、主にポリイソシアネート、ポリオール、鎖延長剤、触媒、その他添加剤等の原料から得られる材料である。
[Elastic member]
Examples of the material forming the elastic member of the cleaning blade 6 of the present invention include the following materials. Polyurethane elastomer, ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), fluorine Rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, hydride of NBR, polysulfide rubber, etc. As the polyurethane elastomer, a polyester urethane elastomer is preferable because it has excellent mechanical properties. Polyurethane elastomer is a material mainly obtained from raw materials such as polyisocyanate, polyol, chain extender, catalyst and other additives.

〔硬化領域の形成部位〕
弾性部材の先端部における硬化領域の形成部位は、被クリーニング部材に当接される第一の面と第二の面の少なくとも一方の表面である。また、該表面近傍の内部を硬化したものも用いることができる。
[Cured area forming part]
The portion where the hardened region is formed at the tip of the elastic member is at least one of the first surface and the second surface that is in contact with the member to be cleaned. Moreover, what hardened the inside of this surface vicinity can also be used.

硬化領域は更に、弾性部材の先端部の他の面、即ち、第二の面に対向する面、及び弾性部材の長手方向の両端面において形成されていてもよい。この場合、弾性部材の両端面部の剛性を向上させることができる。 The hardened region may be further formed on the other surface of the tip portion of the elastic member, that is, the surface facing the second surface, and both end surfaces in the longitudinal direction of the elastic member. In this case, the rigidity of both end surface portions of the elastic member can be improved.

〔弾性部材の形状〕
本発明の弾性部材において、第一の面と第二の面とによって形成されるエッジの角度は、特に限定されないが、通常、85〜95度程度である。
[Shape of elastic member]
In the elastic member of the present invention, the angle of the edge formed by the first surface and the second surface is not particularly limited, but is usually about 85 to 95 degrees.

本発明の弾性部材における国際ゴム硬さ(IRHD)は、60度以上であることが好ましく、65度以上であることがより好ましい。 The international rubber hardness (IRHD) of the elastic member of the present invention is preferably 60 degrees or more, and more preferably 65 degrees or more.

<クリーニングブレードの製造方法>
〔硬化領域の形成方法〕
先端部分に硬化領域を形成する方法は、硬化領域形成用の材料を塗布して硬化させることによって行うことができる。この硬化領域形成用の材料は必要に応じて希釈溶剤で希釈して使用され、ディッピング、スプレー、ディスペンサ、刷毛塗り、ローラ塗布等、公知の手段で塗布することができる。硬化領域形成用の材料としてはイソシアネート化合物等を用いることができる。また、表面よりも内部に高硬度領域を存在させるためには、硬化領域形成用の材料(イソシアネート化合物等)を十分に弾性部材の中に含浸する必要がある。硬化領域形成用の材料を高濃度かつ低粘度にすることで含浸は促進されるため、硬化領域形成用材料を希釈等せずに加熱することが効果的である。材料温度は60℃以上が好ましい。
<Method of manufacturing cleaning blade>
[Method of forming cured area]
The method of forming the hardened area on the tip portion can be performed by applying a material for forming the hardened area and hardening the material. The material for forming the cured region is used by diluting it with a diluting solvent as necessary, and can be applied by a known means such as dipping, spraying, dispenser, brush coating, roller coating and the like. An isocyanate compound or the like can be used as the material for forming the cured region. Further, in order to allow the high hardness region to exist inside the surface, it is necessary to sufficiently impregnate the elastic member with the material for forming the cured region (isocyanate compound or the like). Since the impregnation is promoted by making the material for forming the hardened region high in concentration and low in viscosity, it is effective to heat the material for forming the hardened region without diluting it. The material temperature is preferably 60° C. or higher.

以下、硬化領域形成用の材料としてイソシアネート化合物を用いた例によって、硬化領域の形成方法の一例を説明する。硬化領域形成用の材料を塗布した弾性部材を「前駆体」と称す場合がある。 Hereinafter, an example of a method of forming a hardened area will be described by using an isocyanate compound as a material for forming the hardened area. The elastic member coated with the material for forming the cured region may be referred to as a "precursor".

〔硬化領域形成用の材料〕
硬化領域を形成するための材料は、弾性部材を硬化することが可能なもの、または、弾性部材の表面上に硬化領域を形成することが可能なものであれば特に限定されず、例えばイソシアネート化合物やアクリル樹脂等が挙げられる。硬化領域を形成する材料は、溶剤等で希釈して用いてもよい。希釈に用いる溶剤としては、使用する材料を溶解するものであれば特に限定されず、例えば、トルエン、キシレン、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。
[Material for forming cured area]
The material for forming the cured region is not particularly limited as long as it is capable of curing the elastic member or capable of forming the cured region on the surface of the elastic member, and is, for example, an isocyanate compound. And acrylic resin. The material forming the cured region may be diluted with a solvent or the like and used. The solvent used for dilution is not particularly limited as long as it dissolves the material used, and examples thereof include toluene, xylene, butyl acetate, methyl isobutyl ketone, and methyl ethyl ketone.

弾性部材の構成材料がポリエステルウレタンエラストマーである場合、硬化領域を形成する材料としては、弾性部材との相溶性や弾性部材への含浸性を考慮すると、ポリエステルウレタンエラストマーの構成材料であるイソシアネート化合物を用いることがより好ましい。弾性部材に接触させるイソシアネート化合物としては、分子中に1個以上のイソシアネート基を有するものを使用することができる。分子中に1個のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物としては、オクタデシルイソシアネート(ODI)等の脂肪族モノイソシアネート、フェニルイソシアネート(PHI)等の芳香族モノイソシアネートなどを使用することができる。分子中に2個のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物としては、通常、ポリウレタン樹脂の製造に用いられるものが使用でき、具体的には、以下のものを挙げることができる。2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、m−フェニレンジイソシアネート(MPDI)、テトラメチレンジイソシアネート(TMDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等。また、分子中に3個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物として、例えば、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート、2,4,4’−ビフェニルトリイソシアネート、2,4,4’−ジフェニルメタントリイソシアネート等が使用できる。また、2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物は、その変性誘導体や多量体等も使用可能である。中でも、硬化領域の硬度を効率的に上げるためには、結晶性の高い、つまり構造が対称性をもっているMDIが好ましく、さらに、変性体を含んだMDIは常温で液体であるため、作業性の面からより好ましい。 When the constituent material of the elastic member is a polyester urethane elastomer, as the material forming the cured region, considering the compatibility with the elastic member and the impregnation property into the elastic member, the isocyanate compound which is the constituent material of the polyester urethane elastomer is used. It is more preferable to use. As the isocyanate compound brought into contact with the elastic member, one having one or more isocyanate groups in the molecule can be used. As the isocyanate compound having one isocyanate group in the molecule, aliphatic monoisocyanate such as octadecyl isocyanate (ODI) and aromatic monoisocyanate such as phenyl isocyanate (PHI) can be used. As the isocyanate compound having two isocyanate groups in the molecule, those generally used for producing a polyurethane resin can be used, and specific examples thereof include the following. 2,4-Tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-Tolylene diisocyanate (2,6-TDI), 4,4′-Diphenylmethane diisocyanate (MDI), m-Phenylene diisocyanate (MPDI), Tetra Methylene diisocyanate (TMDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) and the like. Moreover, as an isocyanate compound having three or more isocyanate groups in the molecule, for example, 4,4′,4″-triphenylmethane triisocyanate, 2,4,4′-biphenyltriisocyanate, 2,4,4′ -Diphenylmethane triisocyanate, etc. can be used.In addition, an isocyanate compound having two or more isocyanate groups can also be used as a modified derivative or a polymer thereof. Above all, in order to efficiently increase the hardness of the cured region, The MDI having high crystallinity, that is, the structure having symmetry is preferable, and the MDI containing the modified product is more preferable in terms of workability since it is liquid at room temperature.

前記硬化領域は、前記弾性部材の被クリーニング部材に当接されるエッジを形成する第一の面と第二の面の両面に形成されていることが更に好ましい。クリーニング時には像担持体に第一の面と第二の面の両面が接する場合があるためである。 It is further preferable that the hardening region is formed on both of the first surface and the second surface that form an edge of the elastic member that contacts the member to be cleaned. This is because both the first surface and the second surface may contact the image carrier during cleaning.

<クリーニングブレードの硬度の測定方法>
本発明において硬化領域の硬度は、以下の方法により測定することができる。測定機と
しては、島津製作所製「島津ダイナミック超微小硬度計 DUH−W211S」を用いる
ことができる。圧子としては、115°三角すい圧子を用い、以下の計算式よりダイナミ
ック硬度を求めることができる。
ダイナミック硬度:DHs=α×P/D2
式中、αは、圧子形状による定数を、Pは、試験力(mN)を、また、Dは圧子のサンプ
ルへの侵入量(押し込み深さ)(μm)を表す。
<Method of measuring hardness of cleaning blade>
In the present invention, the hardness of the cured region can be measured by the following method. As a measuring machine, "Shimadzu dynamic ultra-micro hardness meter DUH-W211S" manufactured by Shimadzu Corporation can be used. As the indenter, a 115° triangular cone indenter is used, and the dynamic hardness can be obtained by the following calculation formula.
Dynamic hardness: DHs=α×P/D2
In the formula, α represents a constant depending on the shape of the indenter, P represents the test force (mN), and D represents the amount of penetration of the indenter into the sample (pushing depth) (μm).

尚、測定条件は以下の通りである。
α:3.8584、
P:1.0mN、
負荷速度:0.03mN/sec、
保持時間:5秒、
測定環境:温度23℃、相対湿度55%、
測定サンプルのエージング:温度23℃、相対湿度55%の環境下で6時間以上放置
(測定サンプルの調整方法)
測定サンプルの調製方法は以下の通りである。測定サンプルは、画像形成領域内における長手方向を3等分した3箇所のそれぞれの中間点(3個所)から、長手方向に4mm(中間点から両方向に2mm)、短手方向はエッジ7から2mmの寸法で切り出す。
The measurement conditions are as follows.
α: 3.8584,
P: 1.0 mN,
Load speed: 0.03mN/sec,
Hold time: 5 seconds,
Measurement environment: temperature 23 ℃, relative humidity 55%,
Aging of measurement sample: left for 6 hours or longer in an environment of temperature 23°C and relative humidity 55% (method of adjusting measurement sample)
The method for preparing the measurement sample is as follows. The measurement sample is 4 mm in the longitudinal direction (2 mm in both directions from the intermediate point) from each of the three intermediate points (3 points) that divide the longitudinal direction into three equal parts in the image forming area, and in the lateral direction from the edge 7 to 2 mm. Cut out with the dimensions of.

測定サンプルの硬化領域の硬化表面(第一の面)に圧子が垂直に当たるようにサンプルを配置し、長手方向は端部から2mmの位置、短手方向もしくは厚み方向はエッジEDから100μmの位置のダイナミック硬度を測定する。これは当接時に第一の面が主に当接し、トナーを保持する主な役割を担っているためである。 The sample was placed so that the indenter hits the cured surface (first surface) of the cured region of the measurement sample vertically, and the longitudinal direction was 2 mm from the end, and the lateral or thickness direction was 100 μm from the edge ED. Dynamic hardness is measured. This is because the first surface mainly comes into contact with each other at the time of contact and plays a main role of holding the toner.

この測定を3個の測定サンプルについて行い、その平均値をクリーニングブレードの表面のダイナミック硬度DHsとする。 This measurement is performed on three measurement samples, and the average value thereof is defined as the dynamic hardness DHs of the surface of the cleaning blade.

<クリーニングブレードの製造方法>
(クリーニングブレード前駆体の製造)
本発明に係るクリーニングブレードの製造方法は、公知の方法の中から適したものを選択すればよく、特に限定されない。また、弾性部材の製造方法は、金型成形法や遠心成形法等の公知の方法の中から適したものを選択すればよい。例えば、弾性部材を形成するためのキャビティを備えたクリーニングブレード用金型内に、弾性部材との接触部分に接着剤を塗布した支持部材を配置する。一方、ポリイソシアネートとポリオールを部分的に重合したプレポリマーならびにポリオール、鎖延長剤、触媒、その他添加剤を含む硬化剤を注型機内に投入し、ミキシングチャンバー内で、一定比率にて混合、攪拌し、ポリウレタンエラストマー等の原料組成物を得る。この原料組成物を上記金型内に注入して支持部材の接着剤塗布面上に硬化成型物(弾性部材)を形成し、反応硬化後に脱型する。必要に応じて、弾性部材を所定の寸法や、弾性部材の当接部のエッジ寸法精度を確保するために適宜切断して、支持部材と弾性部材が一体的に成形されたクリーニングブレード前駆体を製造することができる。
<Method of manufacturing cleaning blade>
(Production of cleaning blade precursor)
The method for manufacturing the cleaning blade according to the present invention is not particularly limited as long as a suitable method may be selected from known methods. Further, as a method for manufacturing the elastic member, a suitable one may be selected from known methods such as a mold molding method and a centrifugal molding method. For example, in a cleaning blade mold provided with a cavity for forming an elastic member, a support member having an adhesive applied to a contact portion with the elastic member is arranged. On the other hand, a prepolymer obtained by partially polymerizing polyisocyanate and a polyol and a curing agent containing a polyol, a chain extender, a catalyst, and other additives are put into a casting machine, and mixed and stirred at a constant ratio in a mixing chamber. Then, a raw material composition such as a polyurethane elastomer is obtained. The raw material composition is poured into the mold to form a cured molded product (elastic member) on the adhesive-coated surface of the support member, and the mold is removed after reaction curing. If necessary, the elastic member is appropriately cut in order to secure the predetermined size and the edge dimensional accuracy of the contact portion of the elastic member, and a cleaning blade precursor in which the supporting member and the elastic member are integrally molded is formed. It can be manufactured.

また、弾性部材を遠心成形機により製造する場合は、ポリイソシアネートとポリオールを部分的に重合したプレポリマーならびにポリオール、鎖延長剤、触媒、その他添加剤を含む硬化剤を混合、攪拌して得たポリウレタンエラストマー等の原料組成物を、回転するドラム内に投入し、ポリウレタンエラストマーシートを得る。このポリウレタンエラストマーシートを、所定の寸法や、弾性部材の当接部のエッジ寸法精度を確保するために切断する。このようにして得られたポリウレタンエラストマーシート(弾性部材)を、接着剤を塗布した支持部材に貼り付けて、クリーニングブレード前駆体を製造することができる。 When the elastic member is manufactured by a centrifugal molding machine, a prepolymer obtained by partially polymerizing polyisocyanate and a polyol, and a curing agent containing a polyol, a chain extender, a catalyst, and other additives are mixed and stirred. A raw material composition such as a polyurethane elastomer is put into a rotating drum to obtain a polyurethane elastomer sheet. This polyurethane elastomer sheet is cut in order to ensure a predetermined size and edge dimensional accuracy of the contact portion of the elastic member. The polyurethane elastomer sheet (elastic member) thus obtained can be attached to a support member coated with an adhesive to produce a cleaning blade precursor.

(硬化領域の形成)
硬化領域の形成は既に説明した方法によって行うことができる。即ち、先ず、クリーニングブレード前駆体の弾性部材の先端部の第一の面及び第二の面等に硬化領域形成用の材料を塗布する。次いで、弾性部材の先端部を、例えば温度80℃以上で3分間以上、加熱処理する。これにより、弾性部材の先端部の表面及び内部に硬化領域を形成することができる。
(Formation of hardening area)
The hardened region can be formed by the method described above. That is, first, a material for forming a hardened region is applied to the first surface and the second surface of the tip portion of the elastic member of the cleaning blade precursor. Next, the tip portion of the elastic member is heat-treated at a temperature of 80° C. or higher for 3 minutes or longer. As a result, a hardened region can be formed on the surface and inside of the tip of the elastic member.

被クリーニング部材に当接するためのエッジをクリーニングブレードに形成するために弾性部材を切断することが必要な場合、硬化領域の形成はその切断前でも切断後であっても構わない。なお、遠心成形の場合は支持部材に接合される前に硬化領域を形成することもできる。以上のようにして、クリーニングブレードを得ることができる。 When it is necessary to cut the elastic member in order to form the edge for contacting the member to be cleaned on the cleaning blade, the hardening region may be formed before or after the cutting. In the case of centrifugal molding, the hardened region can be formed before being joined to the support member. The cleaning blade can be obtained as described above.

以下、製造したクリーニングブレードの例を示す。 Hereinafter, an example of the manufactured cleaning blade will be shown.

[クリーニングブレード1]
この製造例においては、図3に示す一体成型タイプのクリーニングブレードを製造して評価した。
[Cleaning blade 1]
In this manufacturing example, an integrally molded type cleaning blade shown in FIG. 3 was manufactured and evaluated.

1.支持部材
厚さ1.6mmの亜鉛めっき鋼板を用意し、これを加工して、断面がL字形状の支持部材8bを得た。なお、この支持部材の弾性部材8aが接触する箇所に、ポリウレタン樹脂接着用の接着剤(商品名;ケムロック219、ロード・コーポレーション社製)を塗布した。
1. Support Member A 1.6 mm thick galvanized steel plate was prepared and processed to obtain a support member 8b having an L-shaped cross section. An adhesive (product name: Chemlock 219, manufactured by Road Corporation) for bonding a polyurethane resin was applied to a portion of the support member that was brought into contact with the elastic member 8a.

2.弾性部材用原料の調製
表1中の成分1の欄に示す種類と量の材料を80℃で3時間、攪拌しながら反応させてイソシアネートのモル濃度が8.50%のプレポリマーを得た。このプレポリマー1000gに、表1中の成分2の欄に示す種類と量の材料からなる硬化剤212.9gを混合して、イソシアネート基に対する水酸基のモル比(α値)0.60のポリウレタンエラストマー組成物を調製し、これを弾性部材用原料とした。
2. Preparation of Raw Material for Elastic Member The materials shown in the column of Component 1 in Table 1 were reacted with stirring at 80° C. for 3 hours to obtain a prepolymer having a molar concentration of isocyanate of 8.50%. A polyurethane elastomer having a molar ratio (α value) of 0.60 of a hydroxyl group to an isocyanate group of 0.60 is obtained by mixing 1000 g of this prepolymer with 212.9 g of a curing agent composed of the materials of the types and amounts shown in the column of Component 2 in Table 1. A composition was prepared and used as a raw material for an elastic member.

3.支持部材と弾性部材の一体成型
上記支持部材の接着剤塗布箇所をキャビティ内に突出する様に配置したクリーニングブレード用成形金型内に、前記ポリウレタンエラストマー組成物を注入し、130℃で2分間硬化させた後に脱型して、弾性部材と支持部材との一体成型体を得た。
3. Integral molding of support member and elastic member The polyurethane elastomer composition is injected into a molding die for a cleaning blade, which is arranged so that the adhesive application portion of the support member is projected into the cavity, and is cured at 130° C. for 2 minutes. After that, the mold was removed to obtain an integrally molded body of the elastic member and the supporting member.

この一体成型体を、硬化領域形成前に適宜切断して、エッジの角度90度、弾性部材の短手方向、厚み方向および長手方向の距離をそれぞれ7.5mm、1.6mm、237mmとした。 This integrally molded body was appropriately cut before forming the cured region, and the edge angle was 90 degrees, and the distances in the lateral direction, the thickness direction, and the longitudinal direction of the elastic member were 7.5 mm, 1.6 mm, and 237 mm, respectively.

4.硬化領域の形成
硬化領域形成用材料として変性MDI(商品名;ミリオネートMTL、東ソー社製)を準備した。この硬化領域形成用材料を90℃に加熱し、この材料中に、支持部材に対向する側の表面(図2中の符号11)を除く他の5表面が浸漬するように前記一体成型体の弾性部材を30秒間浸漬して、各表面上に前記材料を塗工した。その後、溶剤として酢酸ブチルを浸したスポンジにて、弾性部材の表面上の硬化領域形成用材料を拭きとった。
4. Formation of Hardened Area Modified MDI (trade name; Millionate MTL, manufactured by Tosoh Corporation) was prepared as a material for forming a hardened area. The material for forming a hardened region is heated to 90° C., and the other five surfaces except the surface (the reference numeral 11 in FIG. 2) facing the supporting member are immersed in the material so as to be immersed in the integrally molded body. The elastic member was dipped for 30 seconds to apply the material on each surface. Then, the material for forming a hardened region on the surface of the elastic member was wiped off with a sponge soaked with butyl acetate as a solvent.

このようにして、弾性部材の5つの表面(第一の面、第二の面、第二の面に対向する面、長手方向の両端面)及びそれら表面下の内部に硬化領域が形成されたクリーニングブレード1を得た。なお、弾性部材の成型から24時間経過後に硬化領域の形成を行った。 In this way, the cured regions were formed on the five surfaces of the elastic member (the first surface, the second surface, the surface facing the second surface, both end surfaces in the longitudinal direction) and the interiors below the surfaces. The cleaning blade 1 was obtained. The cured region was formed 24 hours after the elastic member was molded.

[クリーニングブレード2]
硬化領域形成の工程を省いた以外は、クリーニングブレード1と同じの条件でクリーニングブレードを形成した。
[Cleaning blade 2]
The cleaning blade was formed under the same conditions as the cleaning blade 1 except that the step of forming the cured region was omitted.

[クリーニングブレード3]
弾性部材用原料の調製製造方法において、イソシアネート基に対する水酸基のモル比(α値)0.90のポリウレタンエラストマー組成物を調製しこれを弾性部材用原料とした以外は、クリーニングブレード2と同じ条件でクリーニングブレード3を形成した。硬化領域形成の処理は行わなかった。
[Cleaning blade 3]
Under the same conditions as the cleaning blade 2, except that a polyurethane elastomer composition having a molar ratio (α value) of hydroxyl groups to isocyanate groups of 0.90 was prepared and used as the raw material for the elastic member in the method for preparing and producing the elastic member raw material. The cleaning blade 3 was formed. No treatment for forming a cured region was performed.

[クリーニングブレード4]
硬化領域の形成における、硬化領域形成用材料の温度を90℃、浸漬時間を90秒に変更した以外は、クリーニングブレード1と同じ条件でクリーニングブレード4を得た。
[Cleaning blade 4]
A cleaning blade 4 was obtained under the same conditions as those of the cleaning blade 1 except that the temperature of the material for forming a hardened area was changed to 90° C. and the dipping time was changed to 90 seconds in forming the hardened area.

〔クリーニングブレード5〕
硬化領域の形成における、硬化領域形成用材料の温度を90℃、浸漬時間を150秒に変更した以外は、クリーニングブレード1と同じ条件でクリーニングブレード5を得た。
[Cleaning blade 5]
A cleaning blade 5 was obtained under the same conditions as the cleaning blade 1 except that the temperature of the material for forming a hardened area was changed to 90° C. and the dipping time was changed to 150 seconds in forming the hardened area.

表4に作成したクリーニングブレードの製造条件とダイナミック硬度の測定結果を示す。 Table 4 shows the manufacturing conditions of the prepared cleaning blade and the measurement results of the dynamic hardness.

(クリーニングブレードと感光体ドラムの位置関係)
上記特徴を有し、先端が微小に変形するブレードにおいて、マルテンス硬度200MPa〜1100MPaのトナーをクリーニングするために必要な力を発生させるには、設定角18〜26°、侵入量0.6〜1.4mmが好適である。
(Position relationship between cleaning blade and photoconductor drum)
In the blade having the above characteristics and having a slightly deformed tip, in order to generate a force necessary for cleaning toner having a Martens hardness of 200 MPa to 1100 MPa, a set angle is 18 to 26° and an intrusion amount is 0.6 to 1 0.4 mm is preferred.

なお、クリーニングブレードの設定角、侵入量は以下のように規定される。 The set angle of the cleaning blade and the amount of penetration are defined as follows.

(1)設定角
クリーニングブレードをその弾性体エッジが丁度感光体ドラムと接する仮想点Fに配置した時の感光体ドラムの接線とクリーニングブレードのエッジを挟む感光体ドラム回転方向下流側の平面のなす角度θ。図4(a)
(2)侵入量
前記仮想点Fから前記接線と90°方向にクリーニングブレードを感光体ドラムと当接する方向に移動させたときの移動量δ。図4(b)
感光体ドラムがいない状態でクリーニングブレードのエッジが上記(1)(2)の位置に配置されるようにクリーニングブレードを固定する。固定し、感光体ドラムと接したとき、実際のクリーニングブレードは図4(c)のような形に変形する。
(1) Set angle The tangent line of the photosensitive drum when the cleaning blade is placed at the virtual point F where its elastic edge just contacts the photosensitive drum, and the plane on the downstream side in the rotational direction of the photosensitive drum that sandwiches the edge of the cleaning blade Angle θ. Figure 4(a)
(2) Penetration amount A movement amount δ when the cleaning blade is moved in a direction of 90° from the imaginary point F with the tangent line in a direction of contacting the photosensitive drum. Figure 4(b)
The cleaning blade is fixed so that the edge of the cleaning blade is located at the above positions (1) and (2) without the photosensitive drum. When fixed and brought into contact with the photosensitive drum, the actual cleaning blade is deformed into a shape as shown in FIG.

(実施例)
実施例1〜6、比較例1〜4として表5に示すようなトナー1〜6とクリーニングブレード1〜5の組み合わせを準備した。
(Example)
As Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4, combinations of toners 1 to 6 and cleaning blades 1 to 5 as shown in Table 5 were prepared.

(実験)
(トルク)
プロセスカートリッジ7の現像剤室18に実施例1〜6、比較例1〜4のトナー100gを充填した。同じく、感光体ユニット13に実施例1〜6、比較例1〜4のクリーニングブレードを取り付け、設定角θ22°、侵入量δ1.0mmに設定した。
(Experiment)
(torque)
The developer chamber 18 of the process cartridge 7 was filled with 100 g of the toners of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-4. Similarly, the cleaning blades of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 were attached to the photoconductor unit 13, and the setting angle θ22° and the penetration amount δ1.0 mm were set.

室温15℃、相対湿度10%Rh環境で、現像ローラ当接状態において、感光体表面速度296mm/s、現像ローラの表面速度425mm/sで回転させながら、帯電ローラに−1kV、現像ローラを接地、供給ローラと規制部材に−100Vを印可した。 At room temperature of 15° C. and relative humidity of 10% Rh, with the developing roller in contact with the developing roller, the charging roller is −1 kV and the developing roller is grounded while rotating at the photosensitive member surface speed of 296 mm/s and the developing roller surface speed of 425 mm/s. -100V was applied to the supply roller and the regulating member.

回転開始から30秒経過後から2秒間の感光体駆動トルクを測定した。評価は以下のように行った。
A:低トルク性良好 0.16N・m以下
B:低トルク効果あり 0.16N・mを超え0.18N・m以下
C:低トルク効果が見られない 0.18N・mを超える。
評価A、Bであったものを低トルク化の効果ありとした。結果を表5「トルク」の列に示す。
The photoconductor drive torque was measured for 2 seconds after 30 seconds had elapsed from the start of rotation. The evaluation was performed as follows.
A: Good low torque 0.16 N·m or less B: Low torque effect 0.16 N·m or more and 0.18 N·m or less C: No low torque effect observed 0.18 N·m or more.
The evaluations of A and B were determined to have the effect of reducing the torque. The results are shown in Table 5, "Torque" column.

(帯電部材の汚れ)
トルク評価でA、Bであった例に対し、画像形成装置100により、室温15℃、相対湿度10%Rh環境で、印字率1%の15000枚の画像形成を行った。画像形成2枚ごとに間欠時間3秒を設けた。
(Dirt of charging member)
For the examples in which the torque evaluations were A and B, the image forming apparatus 100 formed an image on 15,000 sheets with a printing rate of 1% in an environment of room temperature of 15° C. and relative humidity of 10% Rh. An intermittent time of 3 seconds was set for every two sheets of image formation.

感光体表面速度296mm/s、現像ローラ表面速度425mm/sとし、感光体表面電位−500V、現像ローラの印可電圧−350V、供給ローラの電圧−450V、規制部材の電圧−450Vとした。 The surface speed of the photosensitive member was 296 mm/s, the surface speed of the developing roller was 425 mm/s, the surface potential of the photosensitive member was -500 V, the applying voltage of the developing roller was -350 V, the voltage of the supplying roller was -450 V, and the voltage of the regulating member was -450 V.

15000枚画像形成後の帯電ローラの汚れ具合を評価した。評価は以下のように行った。
A:目視で汚れなく、画像への影響なし
B:目視で軽微な汚れあるが画像への影響なし
C:目視で汚れており、画像への影響もある
画像への影響とは、ハーフトーン画像の記録材搬送方向に帯電ローラの汚染に起因するスジの発生があるものを影響ありとしている。
The degree of smearing of the charging roller after image formation on 15,000 sheets was evaluated. The evaluation was performed as follows.
A: No stain on the eye and no effect on the image B: Slight stain on the eye but no effect on the image C: Stain on the eye and influence on the image The effect on the image is a halftone image. Those having streaks due to contamination of the charging roller in the recording material conveyance direction are considered to have an influence.

結果を表5「帯電部材汚染」の列に示す。画像への影響がないA、Bを発明の効果ありとした。 The results are shown in the column of "Contamination of charging member" in Table 5. A and B, which had no effect on the image, were considered to have the effect of the invention.

実施例1〜6においてはトルクが0.18N・m以下となっており、低トルク化できることが分かった。 In Examples 1 to 6, the torque was 0.18 N·m or less, and it was found that the torque could be reduced.

現像剤であるトナーに対する有機ケイ素重合体の表層の固着率を90%以上にすることで、図5(a)に示すように、クリーニングブレード6と像担持体である感光体ドラムの接触部でトナーからはがれた有機ケイ素重合体表層粒子が少ない状態となる。これにより、マルテンス硬度200〜1100MPaの、変形しにくいトナー粒子Tがクリーニングブレードと感光体ドラムの間に挟まれたときにスペーサとして作用し、接触面積が減らされトルクを下げられる。 By setting the adhesion rate of the surface layer of the organosilicon polymer to the toner, which is the developer, to 90% or more, the contact portion between the cleaning blade 6 and the photoconductor drum, which is the image carrier, as shown in FIG. A small amount of the organic silicon polymer surface layer particles peeled from the toner is obtained. As a result, when the toner particles T having a Martens hardness of 200 to 1100 MPa and which are difficult to deform are sandwiched between the cleaning blade and the photoconductor drum, they act as spacers, and the contact area is reduced and the torque is reduced.

この状態でクリーニングブレードのダイナミック硬度をDHsを0.07〜1.1とすることでトナー粒子に十分な力を加えることができ、すり抜けが起こらず、帯電部材の汚れを防止できる。 In this state, by setting the dynamic hardness of the cleaning blade to DHs of 0.07 to 1.1, sufficient force can be applied to the toner particles, slipping does not occur, and contamination of the charging member can be prevented.

比較例1ではトナーのマルテンス硬度が高いため、接触部に挟まれたトナーが感光体ドラムを傷つけ、傷部からトナー、有機ケイ素重合体のすり抜けが発生した。 In Comparative Example 1, since the Martens hardness of the toner was high, the toner sandwiched between the contact portions damaged the photosensitive drum, and the toner and the organosilicon polymer slipped from the scratched portion.

比較例2ではトナーのマルテンス硬度が低く、また有機ケイ素の固着率も90%以下であるため、トルクが高くなった。15000枚印字は行っていないが、トルク測定試験において帯電部材の汚れが発生しており、長期の使用においては帯電部材の汚れも問題になると予想される。 In Comparative Example 2, the toner had a low Martens hardness and the organosilicon fixing rate was 90% or less, so the torque was high. Although 15,000 sheets have not been printed, the charging member is contaminated in the torque measurement test, and it is expected that the charging member will be contaminated during long-term use.

トナーのマルテンス硬度が200MPa以下であるとトナーは図5(b)に示すように接触部で扁平に変形し、トナーを介した弾性体と感光体の接触面積が増えトルクが増大する。また、図5(c)に示すように、クリーニング部やその他の場所でトナーからはがれたケイ素重合体表層によってクリーニングブレードとトナーと感光体ドラムで形成されるすき間が埋められてしまい(図5中Mで表記)、接触面積が増してトルクが高くなってしまったと考えられる。 When the Martens hardness of the toner is 200 MPa or less, the toner deforms flat at the contact portion as shown in FIG. 5B, and the contact area between the elastic body and the photoconductor via the toner increases and the torque increases. Further, as shown in FIG. 5(c), the silicon polymer surface layer peeled from the toner in the cleaning section or other places fills the gap formed by the cleaning blade, the toner and the photosensitive drum (see FIG. 5). It is considered that the torque increased because the contact area increased.

比較例3ではクリーニングブレードの硬度が低すぎるため、トナーに十分な圧力が作用せず、接触部からトナーすり抜けが発生し、帯電部材が汚染された。 In Comparative Example 3, since the hardness of the cleaning blade was too low, sufficient pressure did not act on the toner, the toner slipped out from the contact portion, and the charging member was contaminated.

比較例4ではクリーニングブレード硬度が高く、変形が極小さいため接触部にトナーが挟まれない。また、固着率が高いためクリーニングブレードと感光体ドラムが直接接触することとなり、耐久でクリーニングブレードの欠けが発生し、欠けからトナーのすり抜けが発生し、帯電部材の汚れとなって表れた。 In Comparative Example 4, since the cleaning blade has a high hardness and the deformation is extremely small, the toner is not caught in the contact portion. Further, since the fixing rate is high, the cleaning blade and the photoconductor drum come into direct contact with each other, and the cleaning blade is chipped due to durability, and the toner slips through the chipping, which appears as dirt on the charging member.

(低トルクと耐久高画質を両立できるクリーニングブレードの姿勢範囲)
実施例1の構成に対して、設定角θと侵入量δをさまざまに変え、室温15℃、相対湿度10%Rhでトルクを測定した。結果を表6に示す。符号は表5の通りである。設定角18〜26°、侵入量0.6〜1.4mmの範囲であれば、トルクは0.2N・m以下となる。
(Position range of cleaning blade that can achieve both low torque and durable high image quality)
With respect to the configuration of Example 1, the setting angle θ and the penetration amount δ were variously changed, and the torque was measured at room temperature of 15° C. and relative humidity of 10% Rh. The results are shown in Table 6. The symbols are as shown in Table 5. When the set angle is 18 to 26° and the penetration amount is 0.6 to 1.4 mm, the torque is 0.2 N·m or less.

また、室温15℃、相対湿度10%Rhの環境で15000枚の1%印字率画像形成を行った。表7に結果を示す。クリーニング性は侵入量が大きくなるほど接触部の接触力が増し、クリーニング性がよくなるので、0.6〜1.4mmの範囲、設定角18〜26°の範囲で好適にクリーニングできることが分かった。 Further, 15,000 sheets of 1% printing rate image formation was performed in an environment of room temperature of 15° C. and relative humidity of 10% Rh. The results are shown in Table 7. As for the cleaning property, the greater the penetration amount, the greater the contact force of the contact portion and the better the cleaning property. Therefore, it was found that the cleaning can be preferably performed in the range of 0.6 to 1.4 mm and the set angle of 18 to 26°.

以上より、本発明のトナーで十分な圧力を加えて好適にクリーニングしつつ、トルク低減効果を維持するには、18〜26°、0.6〜1.4mm、より好ましくは、20〜24°、0.9〜1.2mmの範囲である。 From the above, 18 to 26°, 0.6 to 1.4 mm, and more preferably 20 to 24° are maintained in order to maintain the torque reduction effect while appropriately cleaning the toner of the present invention by applying sufficient pressure. , 0.9 to 1.2 mm.

なお、侵入量0.6mm未満または、設定角18°未満の領域では室温10℃、相対湿度15%Rhの環境においてクリーニングブレードの追従性が低く、感光体ドラムの偏心やクリーニングブレードのエッジの微小凹凸に起因してトナーが帯状にすり抜けることがある。 In the region where the penetration amount is less than 0.6 mm or the setting angle is less than 18°, the cleaning blade has low followability in an environment where the room temperature is 10° C. and the relative humidity is 15% Rh. Due to the unevenness, the toner may slip through in a band shape.

また、侵入量1.4mm以上または設定角26°を超える範囲では、室温30℃、相対湿度80%Rhの環境において、クリーニングブレードのめくれが発生することがあった。 Further, when the penetration amount is 1.4 mm or more or the setting angle exceeds 26°, the cleaning blade may be turned over in an environment of room temperature of 30° C. and relative humidity of 80% Rh.

以上述べたように、本発明によれば、感光体ドラムとクリーニングブレードの接触面積を小さく保つことができ、かつ、接触部のトナーに十分な保持圧力を加えることができる。これにより、感光体駆動トルクが低く、帯電部材の汚染によるスジ画像、濃度ムラの問題がないプロセスカートリッジ供することができる。 As described above, according to the present invention, the contact area between the photosensitive drum and the cleaning blade can be kept small, and a sufficient holding pressure can be applied to the toner at the contact portion. As a result, it is possible to provide a process cartridge in which the photosensitive member driving torque is low and there is no problem of streak images and density unevenness due to contamination of the charging member.

1 感光体ドラム、2 帯電ローラ、3 現像ユニット、4 現像ローラ、
5 供給ローラ、6 現像剤規制ブレード、7 プロセスカートリッジ、
8 クリーニングブレード、9 トナー回収容器、10 現像剤、
12 記録材、13 感光体ユニット、17 現像室、18 現像剤収容室、
22 撹拌シート、30 スキャナ、31 中間転写ベルト、
32 一次転写ローラ、33 二次転写ローラ、34 定着器、
35 中間転写ベルトクリーナ、100 画像形成装置
1 photoconductor drum, 2 charging roller, 3 developing unit, 4 developing roller,
5 supply roller, 6 developer regulating blade, 7 process cartridge,
8 cleaning blade, 9 toner recovery container, 10 developer,
12 recording material, 13 photoconductor unit, 17 developing chamber, 18 developer accommodating chamber,
22 stirring sheet, 30 scanner, 31 intermediate transfer belt,
32 primary transfer roller, 33 secondary transfer roller, 34 fixing device,
35 intermediate transfer belt cleaner, 100 image forming apparatus

Claims (3)

現像剤と、現像装置と、現像剤によって静電潜像が現像されて形成される現像剤像を担持する像担持体と、帯電部材と、前記像担持体と接触する接触部を備え、前記接触部によって前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、を有するプロセスカートリッジであって、
前記現像剤は表層にR0−SiO(R0は炭素1〜6個のアルキル基)で示される有機ケイ素重合体を含み、
前記有機ケイ素重合体の現像剤に対する固着率が90%以上であって、
最大荷重2.0×10−4Nの条件で測定した時のマルテンス硬度が、200MPa以上1100MPa以下であって、
前記クリーニング部材の前記像担持体との接触部のダイナミック硬度をDHsとし、ダイナミック硬度は、
0.07(mN/μm2)≦DHs≦1.1(mN/μm2)
であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
A developer, a developing device, an image carrier for carrying a developer image formed by developing the electrostatic latent image by the developer, a charging member, and a contact portion for contacting the image carrier, A process cartridge having a cleaning member for cleaning the surface of the image carrier by a contact portion,
The developer in the surface layer R0-SiO 3/2 (R0 carbon 6 alkyl group) include organosilicon polymer represented by,
The fixing rate of the organosilicon polymer to the developer is 90% or more,
The Martens hardness when measured under the condition of the maximum load of 2.0×10 −4 N is 200 MPa or more and 1100 MPa or less,
The dynamic hardness of the contact portion of the cleaning member with the image carrier is DHs, and the dynamic hardness is
0.07 (mN/μm2)≦DHs≦1.1 (mN/μm2)
Process cartridge characterized in that
前記クリーニング部材の前記像担持体に対する当接姿勢において設定角θ、侵入量δとしたとき、
18≦θ≦26(°)、
0.6≦δ≦1.4(mm)
であることを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
When the set angle θ and the penetration amount δ are set in the contact posture of the cleaning member with respect to the image carrier,
18≦θ≦26 (°),
0.6≦δ≦1.4 (mm)
The process cartridge according to claim 1, wherein
請求項1又は2に記載のプロセスカートリッジを着脱可能に備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the process cartridge according to claim 1 or 2 detachably.
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