JP2021021942A5

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Publication number: JP2021021942A5
Application number: JP2020113407A
Authority: JP
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2023-07-05
Anticipated expiration: 2040-06-30

Description

上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明にかかるプロセスカートリッジおよび電子写真装置は、トナーを有する現像手段と、電子写真感光体とを有し、
該トナーが、トナー粒子を有し、前記トナー粒子が、その表面の少なくとも一部に多価酸金属塩を有し、
該多価酸金属塩が、第３族から第１３族に含まれる金属元素からなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含み、
該電子写真感光体の表面層が、アクリル樹脂またはメタクリル樹脂を含有する、ことを特徴とするプロセスカートリッジおよび電子写真装置である。

以下、好適な実施の形態を挙げて、本発明を詳細に説明する。
上記課題を解決するために、トナー粒子の表面の一部に、第３族から第１３族に含まれる金属元素からなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含む多価酸金属塩を有しているトナーと、表面層がアクリル樹脂またはメタクリル樹脂を含有している電子写真感光体の組み合わせを用いることが本発明の特徴である。

電子写真プロセスにおいて、画像形成は、電子写真感光体上にトナー像を形成し、中間転写体や紙上に転写される方法が一般的である。
トナー粒子の表面の一部に、第３族から第１３族に含まれる金属元素からなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含む多価酸金属塩を有しているトナーは、多価酸金属塩の分極によって負に帯電しやすく、帯電性に優れている。また、多価酸金属塩が適度な抵抗値を有することで、電荷が移動しやすい。

一方で、アクリル樹脂またはメタクリル樹脂を含有している電子写真感光体は、表面の一部に、第３族から第１３族に含まれる金属元素からなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含む多価酸金属塩を有しているトナーと比較して、正に帯電しやすい。
そのため、電子写真感光体上にトナー像を形成した際に電子写真感光体からトナーへと負電荷が供給されることで、トナーの帯電均一性が向上し、カブリが低減されていると推測している。

［トナー］
本発明におけるトナーは、トナー粒子を有するトナーであって、前記トナー粒子の表面の一部に、第３族から第１３族に含まれる金属元素からなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含む多価酸金属塩を有していることを特徴とする。

多価酸金属塩は、第３族から第１３族に含まれる金属元素からなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含むことが好ましい。第３族から第１３族に含まれる金属元素と多価酸によって構成される塩は、吸湿性が低いため、高湿環境においても安定してカブリを低減する効果を得ることができる。

本発明のトナーは、前記多価酸金属塩に含まれる金属元素を金属元素Ｍとし、前記トナー粒子のＸ線光電子分光分析によって得られたスペクトルから求められる、前記トナー粒子の表面の構成元素に対する、前記金属元素Ｍの比率をＭ１（ａｔｍ％）としたときに、Ｍ１が、１．０ａｔｍ％以上１０．０ａｔｍ％以下であることが好ましい。

また、前記トナー１ｇを、６１．５％のショ糖水溶液３１ｇと、非イオン性界面活性剤および陰イオン界面活性剤からなる１０％の精密測定器洗浄用中性洗剤水溶液６ｇと、からなる混合水溶液に分散させ、シェーカーを用いて１分間に３００回振とうする処理（ａ）を施して得たトナーをトナー（ａ）とする。前記トナー（ａ）のＸ線光電子分光分析によって得られたスペクトルから求められる、前記トナー粒子の表面の構成元素に対する、前記金属元素Ｍの比率をＭ２（ａｔｍ％）としたとき、前記Ｍ１および前記Ｍ２が、ともに、１．０ａｔｍ％以上１０．０ａｔｍ％以下であり、前記Ｍ１およびＭ２が、以下の関係式（ＭＥ－１）を満たすことが好ましい。
０．９０≦Ｍ２／Ｍ１（ＭＥ－１）

上記Ｍ１およびＭ２が、ともに、１．０ａｔｍ％以上１０．０ａｔｍ％以下の範囲であると、トナーの負帯電性および電荷の移動性が良好になるため、電子写真感光体からトナーへの電荷移動がよりスムーズになり、カブリの低減の効果を得やすい。

上記Ｍ１およびＭ２は、１．０ａｔｍ％以上７．０ａｔｍ％以下であるとより好ましく、１．５ａｔｍ％以上５．０ａｔｍ％以下であるとさらに好ましい。

前記アクリル樹脂または前記メタクリル樹脂は、下記式（Ａ）で示される構造を有していることが好ましい。

（Ｒ^１４は、水素原子、または、メチル基を示し、Ｙは、トリアリールアミン構造を有する基を示す。）

さらに、前記アクリル樹脂または前記メタクリル樹脂は、前記式（Ａ）で示される構造として、下記式（Ａ－１）で示される構造、または、下記式（Ａ－２）で示される構造を有することが好ましい。

（式（Ａ－１）中、Ｒ^１１～Ｒ^１５は、水素原子、または、メチル基を示し、Ｘ^１１およびＸ^１２は、炭素数２～５のアルキレン基、または、フェニレン基を示す。）

（式（Ａ－２）中、Ｒ^２１～Ｒ^２５は、水素原子、または、メチル基を示し、Ｘ^２１は、炭素数２～５のアルキレン基、または、フェニレン基を示す。）

表面層のアクリル樹脂またはメタクリル樹脂は、下記一般式（Ｂ－１）または（Ｂ－２）で示される構造を有していることがより好ましい。

（一般式（Ｂ－１）中、Ｒ^１０１～Ｒ^１１２において、Ｒ^１０１、Ｒ^１０５およびＲ^１０９のうち少なくとも２つは、下記一般式（Ｂ－３）で表される構造を示し、残りの置換基は、水素原子、または、メチル基を示す。）

（一般式（Ｂ－２）中、Ｒ^２１１～Ｒ^２２４において、Ｒ^２１１、Ｒ^２２４は、下記一般式（Ｂ－３）で表される構造を示し、残りの置換基は、水素原子、または、メチル基を示す。）

（一般式（Ｂ－３）中、Ｒ^３１は、単結合、または、置換基を有していてもよいメチレン基を示し、Ｘ^３１は、結合を有することを示し、Ｘ^３１中には、下記一般式（Ｂ－４）で表される構造が含まれる。）

（一般式（Ｂ－４）中、Ｒ^４１は、水素原子、または、メチル基を示し、Ｒ^４２は、メチレン基を示し、Ｙ^４１は、結合を有することを示す。）

電子写真感光体の表面のＲａが０．０１０μｍ以上０．０４５μｍ以下であり、電子写真感光体の表面のＳｍが０．００５ｍｍ以上０．０６０ｍｍ以下であることが好ましい。
ここでＲａは周方向に掃引して測定した算術平均粗さ、Ｓｍは周方向に掃引して測定した平均間隔である。さらに、電子写真感光体の表面のＲａが０．０１０μｍ以上０．０３０μｍ以下、電子写真感光体の表面のＳｍが０．００５ｍｍ以上０．０６０ｍｍ以下であることがより好ましい。表面層が前記範囲内の粗さを有することで、接触面積が増加し、表面に多価酸金属塩を有するトナーへの電荷授受の効率が向上する。

前記電子写真感光体の表面のＲａと、前記凸部の凸高さとが、以下の関係式（ＴＲ－１）を満たすことが好ましい。
凸高さＨ×０．１＜電子写真感光体の表面のＲａ＜凸高さＨ（ＴＲ－１）

Claims

トナーを有する現像手段と、電子写真感光体と、を有するプロセスカートリッジであって、
該プロセスカートリッジは、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されており、
該トナーが、トナー粒子を有し、
該トナー粒子が、その表面の少なくとも一部に多価酸金属塩を有し、
該多価酸金属塩が、第３族から第１３族に含まれる金属元素からなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含み、
該電子写真感光体の表面層が、アクリル樹脂またはメタクリル樹脂を含有する、
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
前記アクリル樹脂または前記メタクリル樹脂が、下記式（Ａ）で示される構造を有する、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。

（式（Ａ）中、Ｒ^１４は、水素原子、または、メチル基を示し、Ｙは、トリアリールアミン構造を有する基を示す。）
前記アクリル樹脂または前記メタクリル樹脂が、前記式（Ａ）で示される構造として、下記式（Ａ－１）で示される構造、または、下記式（Ａ－２）で示される構造を有する、請求項２に記載のプロセスカートリッジ。

（式（Ａ－１）中、Ｒ^１１～Ｒ^１５は、水素原子、または、メチル基を示し、Ｘ^１１およびＸ^１２は、炭素数２～５のアルキレン基、または、フェニレン基を示す。）

（式（Ａ－２）中、Ｒ^２１～Ｒ^２５は、水素原子、または、メチル基を示し、Ｘ ^２１は、炭素数２～５のアルキレン基、または、フェニレン基を示す。）
前記アクリル樹脂または前記メタクリル樹脂が、下記一般式（Ｂ－１）または（Ｂ－２）で示される構造を有する、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。

（一般式（Ｂ－１）中、Ｒ ^１０１～Ｒ ^１１２において、Ｒ ^１０１、Ｒ ^１０５およびＲ ^１０９のうち少なくとも２つは、下記一般式（Ｂ－３）で表される構造を示し、残りの置換基は、水素原子、または、メチル基を示す。）

（一般式（Ｂ－２）中、Ｒ ^２１１～Ｒ ^２２４において、Ｒ ^２１１およびＲ ^２２４は、下記一般式（Ｂ－３）で表される構造を示し、残りの置換基は、水素原子、または、メチル基を示す。）

（一般式（Ｂ－３）中、Ｒ ^３１は、単結合、または、置換基を有していてもよいメチレン基を示し、Ｘ ^３１は、結合を有することを示し、Ｘ ^３１中には、下記一般式（Ｂ－４）で表される構造が含まれる。）

（一般式（Ｂ－４）中、Ｒ ^４１は、水素原子、または、メチル基を示し、Ｒ ^４２は、メチレン基を示し、Ｙ ^４１は、結合を有することを示す。）
前記トナーのＸ線光電子分光分析によって得られたスペクトルから求められる、前記トナー粒子の表面の構成元素に対する、前記多価酸金属塩に含まれる金属元素Ｍの比率Ｍ１が、１．０ａｔｍ％以上１０．０ａｔｍ％以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
前記トナー１ｇを、６１．５％のショ糖水溶液３１ｇと、非イオン性界面活性剤および陰イオン界面活性剤からなる１０％の精密測定器洗浄用中性洗剤水溶液６ｇと、からなる混合水溶液に分散させ、シェーカーを用いて１分間に３００回振とうする処理（ａ）を施して得たトナーをトナー（ａ）とし、
前記トナー（ａ）のＸ線光電子分光分析によって得られたスペクトルから求められる、前記トナー粒子の表面の構成元素に対する、前記多価酸金属塩に含まれる金属元素Ｍの比率をＭ２（ａｔｍ％）としたとき、
前記Ｍ１および前記Ｍ２が、ともに、１．０ａｔｍ％以上１０．０ａｔｍ％以下であり、
前記Ｍ１およびＭ２が、以下の関係式（ＭＥ－１）を満たす、
０．９０≦Ｍ２／Ｍ１（ＭＥ－１）
請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
前記電子写真感光体の表面層における前記アクリル樹脂またはメタクリル樹脂の含有量が、前記電子写真感光体の表面層に対して３０質量％以上である、請求項１～６のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
前記電子写真感光体が、電荷輸送層を有し、
前記表面層が、該電荷輸送層上に形成されており、
前記表面層の膜厚が、３μｍ以下であり、
該電荷輸送層の膜厚が、１７μｍ以下である、
請求項１～７のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
前記電子写真感光体の表面のＲａが、０．０１０μｍ以上０．０４５μｍ以下であり、
前記電子写真感光体の表面のＳｍが、０．００５ｍｍ以上０．０６０ｍｍ以下である、
請求項１～８のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
前記トナー粒子が、結着樹脂を含有するトナー母粒子、および、該トナー母粒子の表面の有機ケイ素重合体を含む、請求項１～９のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
前記トナー粒子が、結着樹脂を含有するトナー母粒子、および、該トナー母粒子の表面の凸部を有し、
該凸部が、有機ケイ素重合体を含む、
請求項１～１０のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
前記凸部の凸高さＨが、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である、請求項１１に記載のプロセスカートリッジ。
前記電子写真感光体の表面のＲａと、前記凸部の凸高さＨとが、以下の関係式（ＴＲ－１）を満たす、請求項１１または１２に記載のプロセスカートリッジ。
凸高さＨ×０．１＜電子写真感光体の表面のＲａ＜凸高さＨ（ＴＲ－１）
請求項１～１３のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジを有する電子写真装置。
トナーを有する現像手段と、電子写真感光体と、を有する電子写真装置であって、
該トナーが、トナー粒子を有し、
該トナー粒子が、その表面の少なくとも一部に多価酸金属塩を有し、
該多価酸金属塩が、第３族から第１３族に含まれる金属元素からなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含み、
該電子写真感光体の表面層が、アクリル樹脂またはメタクリル樹脂を含有する、
ことを特徴とする電子写真装置。
前記アクリル樹脂または前記メタクリル樹脂が、下記式（Ａ）で示される構造を有する、請求項１５に記載の電子写真装置。

（式（Ａ）中、Ｒ ^１４は、水素原子、または、メチル基を示し、Ｙは、トリアリールアミン構造を有する基を示す。）