JP7224910B2 - Process cartridge and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真画像形成装置に関するものである。ここで、電子写真画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」ともいう)とは、電子写真画像形成方式を用いて記録材(記録媒体)に画像を形成するものである。画像形成装置の例としては、複写機、プリンタ(レーザービームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、及び、これらの複合機(マルチファンクションプリンタ)などが含まれる。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus. Here, an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter also simply referred to as an "image forming apparatus") forms an image on a recording material (recording medium) using an electrophotographic image forming method. Examples of image forming apparatuses include copiers, printers (laser beam printers, LED printers, etc.), facsimile machines, word processors, and multifunction machines (multifunction printers).
従来、電子写真方式の画像形成装置において用いられる電子写真感光体(以下、単に「感光体」ともいう。)としては、低価格及び高生産性の利点から、有機感光体が普及している。これは、光導電性物質(電荷発生物質や電荷輸送物質)として有機材料を用いた感光層(有機感光層)が支持体上に設けられて構成される。有機感光体としては、高感度及び材料設計の多様性の利点から、積層型感光層を有する感光体が主流である。これは、光導電性染料や光導電性顔料の電荷発生物質を含有する電荷発生層と、光導電性ポリマーや光導電性低分子化合物の電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、が積層されて構成される。
感光体の表面には、帯電、露光、現像、転写、クリーニングにおいて、電気的外力及び/又は機械的外力が直接加えられるため、感光体には、これら外力に対する耐久性が要求される。具体的には、これら外力による表面の傷や摩耗の発生に対する耐久性、すなわち、耐傷性及び耐摩耗性が要求される。
一般に、有機感光体の表面の耐傷性や耐摩耗性を向上させる技術としては、次に挙げるものなどが知られている。
結着樹脂として硬化性樹脂を用いた硬化層を表面層とした感光体。
炭素-炭素二重結合を有するモノマーと炭素-炭素二重結合を有する電荷輸送性モノマーとを熱又は光のエネルギーにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層を表面層とした感光体。
同一分子内に連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を電子線のエネルギーにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層を表面層とした感光体。
さらに近年では、画像形成装置の高速化や長寿命化に対する市場ニーズの高まりから、一層、高耐傷性及び高耐摩耗性を有する感光体が要求されている。この要求に応えるために、感光体表層に耐摩耗性の保護層(Over Coat Layer:OCL)を有する感光体が開発されており、表面層の機械的強度を高める技術が確立されてきている。
しかしながら感光体の摩耗を抑制すると、感光体表面がリフレッシュされにくくなり、特に高湿環境下において、「画像流れ」と呼ばれる静電潜像のボケが生じやすくなる。画像流れの発生原因は次のように考えられている。主に帯電手段によってオゾンやNOxなどの放電生成物が発生し、感光体の表面に付着する。感光体の表面は、表面摩擦係数が低い上に硬いので削れにくく、表面に付着した放電生成物が除去されにくい。そして、感光体の表面に付着した除去されにくい放電生成物が高湿環境下で吸湿して、感光体の表面の電荷保持能力を低下させ、静電潜像のボケを発生させる。
したがって、特に、感光体の硬度が高い場合には、その表面に付着した放電生成物はますます除去されにくくなり、画像流れが生じやすくなる。
このような画像流れ等の、放電生成物に起因する画像不良を防止する方法として、
特許文献1では感光体周囲にヒーターを配置し、消費電力の削減という目的で、感光体を回転駆動させる時に生じるモータの負荷トルクを検出することでヒーターの動作を行うか否かを決定することが提案されている。
特許文献2では、感光体の表面を研磨するための研磨粒子を現像手段内の現像剤中に添加する方法が提案されている。この方法では、現像手段から感光体を経由して、感光体に
当接しているクリーニング手段に研磨粒子を貯めることによって、研磨粒子により感光体の表面を摺擦して放電生成物を除去している。
また、特許文献3では、現像剤中に金属石鹸を含有させ、現像剤担持体から感光体表面に金属石鹸を供給する方法が提案されている。この方法では、金属石鹸であるステアリン酸亜鉛を、現像手段を経由して供給し、感光体の表面を被覆して、耐摩耗性を保持しつつ画像流れを抑制している。
2. Description of the Related Art Conventionally, organic photoreceptors have been widely used as electrophotographic photoreceptors (hereinafter also simply referred to as "photoreceptors") used in electrophotographic image forming apparatuses due to their advantages of low cost and high productivity. This is constituted by providing a photosensitive layer (organic photosensitive layer) using an organic material as a photoconductive substance (charge-generating substance or charge-transporting substance) on a support. As an organic photoreceptor, a photoreceptor having a laminated photosensitive layer is mainly used because of its advantages of high sensitivity and diversity of material design. In this, a charge generation layer containing a charge generation substance such as a photoconductive dye or a photoconductive pigment, and a charge transport layer containing a charge transport substance such as a photoconductive polymer or a photoconductive low molecular weight compound are laminated. It consists of
Electrical and/or mechanical external forces are directly applied to the surface of the photoreceptor during charging, exposure, development, transfer, and cleaning, so the photoreceptor is required to have durability against these external forces. Specifically, it is required to have durability against occurrence of scratches and wear on the surface due to these external forces, that is, scratch resistance and wear resistance.
In general, the following techniques are known for improving the scratch resistance and wear resistance of the surface of an organic photoreceptor.
A photoreceptor having a surface layer of a hardened layer using a hardening resin as a binder resin.
A photoreceptor having a surface layer of a charge-transporting cured layer formed by curing and polymerizing a monomer having a carbon-carbon double bond and a charge-transporting monomer having a carbon-carbon double bond with heat or light energy. .
A photoreceptor having a surface layer of a charge-transporting cured layer formed by curing and polymerizing a hole-transporting compound having a chain polymerizable functional group in the same molecule with electron beam energy.
Furthermore, in recent years, due to the increasing market needs for higher speed and longer life of image forming apparatuses, there is a demand for a photoreceptor having even higher scratch resistance and abrasion resistance. In order to meet this demand, a photoreceptor having an abrasion-resistant protective layer (over coat layer: OCL) on the surface of the photoreceptor has been developed, and a technique for increasing the mechanical strength of the surface layer has been established.
However, when the wear of the photoreceptor is suppressed, the surface of the photoreceptor becomes difficult to refresh, and blurring of the electrostatic latent image called "image deletion" tends to occur particularly in a high-humidity environment. The cause of image deletion is considered as follows. Discharge products such as ozone and NOx are generated mainly by the charging means and adhere to the surface of the photoreceptor. Since the surface of the photoreceptor has a low surface friction coefficient and is hard, it is difficult to be scraped off, and discharge products adhering to the surface are difficult to remove. In addition, the discharge products attached to the surface of the photoreceptor that are difficult to remove absorb moisture in a high-humidity environment, lowering the charge retention capacity of the surface of the photoreceptor and causing blurring of the electrostatic latent image.
Therefore, especially when the hardness of the photoreceptor is high, it becomes more difficult to remove the discharge products adhering to the surface of the photoreceptor, and image smearing is more likely to occur.
As a method for preventing image defects caused by discharge products such as image smearing,
In
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 proposes a method of containing a metallic soap in a developer and supplying the metallic soap from a developer carrying member to the surface of a photoreceptor. In this method, zinc stearate, which is a metal soap, is supplied through a developing means to coat the surface of the photoreceptor, thereby suppressing image deletion while maintaining abrasion resistance.
しかしながら、特許文献1のように感光体周囲にヒーターを配置してしまうと、画像形成装置の大型化、消費電力の増加につながる。さらに、加熱制御等のダウンタイムが発生し、ユーザビリティが低下してしまう。
また、特許文献2のように研磨粒子を感光体に供給すると、放電生成物とともに感光体表面も研磨されてしまい、長寿命化に必要な高耐傷性及び高耐摩耗性が維持できなくなる。
また、特許文献3のように現像剤から供給された金属石鹸が感光体表面を被覆した状態であれば耐摩耗性と画像流れ抑制の両立が可能であるが、現像手段から感光体上に供給された金属石鹸はクリーニング手段によって掻き取られてしまうため、現像手段から常に金属石鹸を供給し続ける必要がある。したがって、現像手段が感光体と離間した状態での動作や、現像装置の寿命後半で現像剤中の金属石鹸量が減少した状態など、金属石鹸の供給量が不足する条件において画像流れが発生することがあった。
本発明の目的は、像担持体の耐久性を高めた構成においても、像担持体表面の金属石鹸の供給量を維持することによって画像流れの発生を抑制することが可能なプロセスカートリッジを提供することである。
However, arranging the heater around the photosensitive member as in
In addition, when abrasive particles are supplied to the photoreceptor as in
In addition, as in
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process cartridge capable of suppressing the occurrence of image smearing by maintaining the amount of metal soap supplied to the surface of an image carrier even in a configuration in which the durability of the image carrier is enhanced. That is.
上記目的を達成するため、本発明におけるプロセスカートリッジは、
画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、
潜像が形成される周面を有する回転可能な像担持体と、
前記像担持体上の前記潜像を現像するために前記像担持体へ現像剤を供給する現像手段と、
前記像担持体の前記周面に当接して当該周面をクリーニングするクリーニング部材と、を備え、
前記現像剤が、
トナー粒子、及び、金属石鹸を有するトナーを含有し、
前記像担持体は、前記周面に、前記周面の周方向に延びる溝が回転軸方向に複数並ぶように形成されており、前記像担持体の周面の十点平均面粗さ(Rz)が0.10≦Rz≦0.70(μm)であり、かつ該周面の凹凸の平均間隔(Sm)が5≦Sm≦70.0(μm)であり、
前記周面は、前記金属石鹸の平均粒径より小さい前記像担持体の周面の十点平均面粗さを有し、前記トナーから前記像担持体の表面の溝に前記金属石鹸が供給されるように、前記金属石鹸の平均粒径が0.15μm以上2.00μm以下である
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
装置本体と、
前記装置本体に対して着脱可能な、本発明のプロセスカートリッジと、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the process cartridge of the present invention comprises:
A process cartridge used in an image forming apparatus,
a rotatable image carrier having a peripheral surface on which a latent image is formed;
developing means for supplying a developer to the image carrier for developing the latent image on the image carrier;
a cleaning member that contacts the peripheral surface of the image carrier to clean the peripheral surface;
The developer is
containing toner particles and a toner having a metallic soap;
The image carrier has a peripheral surface on which a plurality of grooves extending in the peripheral direction of the peripheral surface are formed so as to be aligned in the rotation axis direction. Rz) is 0 . 10 ≤ Rz ≤ 0.70 (μm), and the average interval (Sm) of the unevenness of the peripheral surface is 5 ≤ Sm ≤ 70.0 (μm) ,
The peripheral surface has a ten-point average surface roughness of the peripheral surface of the image carrier smaller than the average particle size of the metallic soap, and the metallic soap is supplied from the toner to the grooves on the surface of the image carrier. so that the average particle diameter of the metal soap is 0.15 μm or more and 2.00 μm or less
It is characterized by
In order to achieve the above object, the image forming apparatus of the present invention includes:
a device body;
a process cartridge of the present invention, which is detachable from the apparatus main body;
characterized by comprising
本発明によれば、像担持体の耐久性を維持しつつ、簡易な構成、制御によって、画像流れの発生を抑制することが可能なプロセスカートリッジを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a process cartridge capable of suppressing the occurrence of image deletion with a simple configuration and control while maintaining the durability of the image carrier.
本発明において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○~××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態又は実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、該実施形態又は実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
In the present invention, unless otherwise specified, the descriptions of "○○ or more and XX or less" and "○○ to XX", which represent numerical ranges, mean numerical ranges including the lower and upper limits that are endpoints.
Embodiments or examples of the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, and the like of the components described in the embodiment or example may be changed as appropriate depending on the configuration of the device to which the invention is applied and various conditions, and therefore may not be particularly specific. Unless otherwise stated, they are not intended to limit the scope of the invention only to them.
[実施形態1]
本発明は、目的を達成するための手段として、像担持体(感光体)表面を粗面化処理することによって像担持体(感光体)表面に微小な凹凸を形成し、その凹凸に金属石鹸を蓄えることで像担持体(感光体)表面上の金属石鹸量を維持して画像流れの発生を抑制することを特徴としている。
[Embodiment 1]
As a means for achieving the object of the present invention, the surface of an image carrier (photoreceptor) is roughened to form fine unevenness on the surface of the image carrier (photoreceptor), and metal soap is formed on the surface of the image carrier (photoreceptor). is stored to maintain the amount of metal soap on the surface of the image carrier (photoreceptor), thereby suppressing the occurrence of image deletion.
<画像形成装置の全体的な概略構成>
本発明の実施形態に係る電子写真画像形成装置(画像形成装置)の全体構成について説明する。図1は、本発明の実施形態1の画像形成装置100の概略断面図である。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式を利用した複写機、プリンタなどが挙げられ、ここではレーザプリンタに適用した場合について説明する。実施形態1の画像形成装置100は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザプリンタである。画像形成装置100は、画像情報にしたがって、記録材(たとえば、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100に接続された画像読み取り装置(不図示)、或いは、画像形成装置100に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト機器(不図示)から、画像形成装置100に入力される。
<Overall Schematic Configuration of Image Forming Apparatus>
An overall configuration of an electrophotographic image forming apparatus (image forming apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an
画像形成装置100は、複数の画像形成部として、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第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKを有する。本実施形態では、第1~第4の画像形成部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。
尚、本実施形態では、第1~第4の画像形成部SY、SM、SC、SKの構成及び動作
は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Y、M、C、Kは省略して、総括的に説明する。
In this embodiment, the configurations and operations of the first to fourth image forming units SY, SM, SC, and SK are substantially the same except that the colors of the images to be formed are different. Therefore, hereinafter, the suffixes Y, M, C, and K given to the reference numerals to indicate that the elements are provided for one of the colors are omitted unless distinction is particularly required. explain.
本実施形態1では、画像形成装置100は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に併設された4個のドラム型の電子写真感光体(以下、感光体)1を有する。静電潜像(静電像)を担持する像担持体としての感光体1は、駆動手段(不図示)により回転駆動される。画像形成装置100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を照射して、感光体1上に静電潜像を形成する露光手段である。また、画像形成装置100には、4個の感光体1に対向して、感光体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。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、すべての感光体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。
In the first embodiment, the
中間転写ベルト31の内周面側には、各感光体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が併設されている。そして、一次転写ローラ32に、一次転写バイアス印加手段(不図示)としての一次転写バイアス電源から、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。
Four
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、二次転写バイアス印加手段(不図示)としての二次転写バイアス電源から、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の移動と同期がとられて記録材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。
A
二次転写ローラ33で記録材12に転写されず、中間転写ベルト31上に残留したトナーは中間転写体用クリーニング装置35に搬送され、除去される。
トナー像が転写された記録材12は、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ることで、記録材12にトナー像が定着される。
Toner remaining on the
The
本実施形態では、感光体1と、感光体1に作用するプロセス手段としての後述する帯電ローラ2、現像ローラ4、クリーニングブレード8等とは、一体化され、即ち、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ7を形成している。
In this embodiment, the
<プロセスカートリッジの概略構成>
本実施形態1の画像形成装置100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。図2は、感光体1の長手方向(回転軸線方向)に沿って見た本実施形態1のプロセスカートリッジ7の断面(主断面)図である。プロセスカートリッジ7は、画像形成装置100に設けられた不図示の装着ガイド、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。本実施形態1では、各色用のプロセスカートリッジ7はすべ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10が収容されている。本実施形態1では、プロセスカートリッジ7全体が画像形成
装置100に対して着脱可能な構成とされている場合について説明するが、かかる構成に限定されない。例えば、プロセスカートリッジ7のうち後述する現像装置3が単独で(後述する感光体ユニット13と分離して)画像形成装置100に着脱可能な構成としても良い。
尚、本実施形態1では、収容しているトナー10の種類(色)を除いて、各色用のプロセスカートリッジ7の構成及び動作は実質的に同一である。
<Schematic Configuration of Process Cartridge>
The overall structure of the
In the first embodiment, the configuration and operation of the
プロセスカートリッジ7は、現像ローラ4等を備えた現像装置3と、感光体1を備えた感光体ユニット13とを有する。
The
現像装置3は、現像ローラ4と、トナー供給ローラ5と、トナー搬送部材22と、それらを回転可能に支持する現像枠体18と、を備える。現像枠体18は、現像ローラ4とトナー供給ローラ5が配置された現像室18aと、トナー10を収容するトナー収容室(現像剤収容室)18bと、を備える。現像室18aとトナー収容室18bは、開口部18cを介して連通している。
The developing
トナー収容室18bには、トナー10を現像室18a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10を現像室18aへと搬送している。
現像室18aには、感光体1と接触して図示矢印D方向に回転するトナー担持体(現像剤担持体)としての現像ローラ4が設けられている。本実施形態1では、現像ローラ4と感光体1とは、対向部(接触部)において互いの表面が同一方向に移動するように、すなわち、回転方向が互いに逆になるように、それぞれ回転する。
また、現像室18aの内部には、トナー収容室18bから搬送されたトナー10を現像ローラ4に供給するトナー供給部材としてのトナー供給ローラ(以下、「供給ローラ」という)5が配置されている。また、現像室18aの内部には、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10のコート量規制及び電荷付与を行うトナー量規制部材6が配置されている。
A
In the developing
A toner supply roller (hereinafter referred to as "supply roller") 5 serving as a toner supply member for supplying the
現像ローラ4、供給ローラ5、トナー量規制部材6には高圧電源(不図示)からそれぞれ独立した電圧が印加される。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10は、現像ローラ4と規制部材6との間での摺擦により摩擦帯電され、電荷を付与されると同時に層厚が規制される。規制された現像ローラ4上のトナー10は、現像ローラ4の回転により、感光体1との対向部に搬送され、感光体1上の静電潜像をトナー像として現像、可視化する。
本実施形態1では、感光体1上の静電潜像をトナー像として現像、可視化する際、現像ローラ4は感光体1の周面と接触した状態で回転駆動される。すなわち、像担持体上の潜像を現像剤で現像するために現像剤担持体を像担持体に接触させる接触現像方式である。これは、トナーの詳細で後述するトナーに外添された金属石鹸を感光体1上に供給しやすくするためである。
Independent voltages are applied to the developing
In the first embodiment, when the electrostatic latent image on the
一方、感光体ユニット13には、感光体1等の感光体ユニット13における各部材を支持する枠体としてのクリーニング枠体9を有する。クリーニング枠体9には、軸受(不図示)を介して感光体1が回転可能に取り付けられている。感光体1は、画像形成装置100の装置本体に設けられた駆動モータ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
また、感光体ユニット13には、感光体1の周面上に接触するように、帯電ローラ2、板状弾性体としてのクリーニングブレード(クリーニング部材)8が配置されている。帯電ローラ2の芯金には高圧電源(不図示)から電圧が印加されており、感光体1の表面を
所定の電圧に帯電させる。クリーニングブレード8は一端が板状支持体である金属板金8aに固定されており、自由端である他端が感光体1に当接し、感光体1との当接部(以下、「クリーニングニップ」という)を形成する。
金属板金8aは、クリーニング枠体9に固定されている。金属板金8aは、一端がクリーニング枠体9に固定され、自由端である他端にクリーニングブレード8が固定されている。金属板金8aは、L字に折り曲げられた一方の板部がクリーニング枠体9にビス等の締結具によって固定されており、他方の板部が一方の板部に対して略直交する方向に延びており、その先端にクリーニングブレード8が固定されている(図2参照)。金属板金8a(他方の板部)とクリーニングブレード8は、金属板金8aの固定端(一方の板部)から略同じ方向に一体的に延びている。その延びる方向は、感光体1周面においてクリーニングブレード8の先端(他端)が当接する部分における、感光体1の回転方向に対して対向する方向(逆方向)となる。金属板金8a及びクリーニングブレード8が延びる方向は、下方から上方に向かう方向である。感光体1の回転方向は、感光体1周面においてクリーニングブレード8の先端(他端)が当接する部分が上方から下方に向かう方向に移動する方向になる。
なお、図2のプロセスカートリッジ7の姿勢は、画像形成装置本体に装着された状態(使用時)での姿勢であり、本明細書においてプロセスカートリッジの各部材の位置関係や方向等について記載する場合はこの姿勢における位置関係や方向等を示している。すなわち、図2における紙面の上下方向が鉛直方向に対応し、紙面の左右方向が水平方向に対応する。なお、この配置構成の設定は、画像形成装置が、通常の設置状態として、水平面に設置されることを前提とした設定である。
クリーニングブレード8が感光体1周面と摺擦することにより、転写工程で残留したトナー10や微粒子を感光体1から掻き取り、残留トナー等が帯電ローラ2を汚染したり感光体1へ連れ周ることによる画像問題の発生を防止する。クリーニングブレード8で感光体1から除去されたトナー10は、クリーニング枠体9において、クリーニングブレード8の下方に設けられた廃トナー収容室9aへ落下、収容される。
In the
The
Note that the attitude of the
As the
<感光体の詳細>
本実施形態1における感光体(感光ドラム)1は、特許第4027407号公報に記載の製造方法により作製した。図6(a)は、本実施形態1における感光体1の模式的断面図である。図6(a)に示すように、感光体1は円筒状で導電性を有する金属支持体1dと、支持体1dの下引き層としての導電層1eと、下引き層1e上に形成される感光層(電荷発生層1f1、電荷輸送層1f2)1fと、感光層1f上に形成される保護層1gからなっている。また、感光体1(保護層1g)の表面1aには研磨による粗面化処理が施されている。
<Details of photoreceptor>
The photoreceptor (photosensitive drum) 1 in
(支持体)
本実施形態1において、感光体1は、支持体1dを有する。本実施形態1において、支持体1dは導電性を有する導電性支持体であることが好ましい。また、支持体1dの形状としては、円筒状、ベルト状、シート状などが挙げられる。中でも、円筒状支持体であることが好ましい。また、支持体1dの表面に、陽極酸化などの電気化学的な処理や、ブラスト処理、切削処理などを施してもよい。支持体1dの材質としては、金属、樹脂、ガラスなどが好ましい。
(support)
In
金属としては、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、金、ステンレスや、これらの合金などが挙げられる。中でも、アルミニウムを用いたアルミニウム製支持体であることが好ましい。
また、樹脂やガラスには、導電性材料を混合又は被覆するなどの処理によって、導電性を付与してもよい。
Examples of metals include aluminum, iron, nickel, copper, gold, stainless steel, and alloys thereof. Among them, an aluminum support using aluminum is preferable.
Conductivity may be imparted to the resin or glass by treatment such as mixing or coating with a conductive material.
また、本実施形態1において、支持体1dの上に、導電層1eを設けてもよい。導電層1eを設けることで、支持体1d表面の傷や凹凸を隠蔽することや、支持体1d表面における光の反射を制御することができる。導電層1eは、導電性粒子と、樹脂と、を含有することが好ましい。導電性粒子の材質としては、金属酸化物、金属、カーボンブラックなどが挙げられる。
Further, in
金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化ビスマスなどが挙げられる。金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などが挙げられる。これらの中でも、導電性粒子として、金属酸化物を用いることが好ましく、特に、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛を用いることがより好ましい。 Metal oxides include zinc oxide, aluminum oxide, indium oxide, silicon oxide, zirconium oxide, tin oxide, titanium oxide, magnesium oxide, antimony oxide, and bismuth oxide. Metals include aluminum, nickel, iron, nichrome, copper, zinc, silver and the like. Among these, metal oxides are preferably used as the conductive particles, and titanium oxide, tin oxide, and zinc oxide are particularly preferably used.
導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、金属酸化物の表面をシランカップリング剤などで処理したり、金属酸化物にリンやアルミニウムなど元素やその酸化物をドーピングしたりしてもよい。
また、導電性粒子は、芯材粒子と、その粒子を被覆する被覆層とを有する積層構成としてもよい。芯材粒子としては、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛などが挙げられる。被覆層としては、酸化スズなどの金属酸化物が挙げられる。
また、導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、その体積平均粒子径が、1nm以上500nm以下であることが好ましく、3nm以上400nm以下であることがより好ましい。
When a metal oxide is used as the conductive particles, the surface of the metal oxide may be treated with a silane coupling agent or the like, or the metal oxide may be doped with an element such as phosphorus or aluminum or an oxide thereof.
Also, the conductive particles may have a laminated structure including core particles and a coating layer that covers the particles. Examples of core material particles include titanium oxide, barium sulfate, and zinc oxide. The coating layer includes metal oxides such as tin oxide.
When metal oxides are used as the conductive particles, the volume average particle diameter is preferably 1 nm or more and 500 nm or less, more preferably 3 nm or more and 400 nm or less.
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。 Examples of resins include polyester resins, polycarbonate resins, polyvinyl acetal resins, acrylic resins, silicone resins, epoxy resins, melamine resins, polyurethane resins, phenol resins, and alkyd resins.
また、導電層1eは、シリコーンオイル、樹脂粒子、酸化チタンなどの隠蔽剤などを更に含有してもよい。
導電層1eの平均膜厚は、1μm以上50μm以下であることが好ましく、3μm以上40μm以下であることが特に好ましい。
導電層1eは、上述の各材料及び溶剤を含有する導電層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。導電層用塗布液中で導電性粒子を分散させるための分散方法としては、ペイントシェーカー、サンドミル、ボールミル、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。
In addition, the
The average film thickness of the
The
(下引き層)
本実施形態1において、支持体1d又は導電層1eの上に、下引き層1fを設ける。下引き層1fを設けることで、層間の接着機能が高まり、電荷注入阻止機能を付与することができる。
下引き層1fは、樹脂を含有することが好ましい。また、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として下引き層を形成してもよい。
(Undercoat layer)
In
The
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレンオキシド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、セルロース樹脂などが挙げられる。
重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、イソシアネート基、ブ
ロックイソシアネート基、メチロール基、アルキル化メチロール基、エポキシ基、金属アルコキシド基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、カルボン酸無水物基、炭素-炭素二重結合基などが挙げられる。
Resins include polyester resins, polycarbonate resins, polyvinyl acetal resins, acrylic resins, epoxy resins, melamine resins, polyurethane resins, phenol resins, polyvinyl phenol resins, alkyd resins, polyvinyl alcohol resins, polyethylene oxide resins, polypropylene oxide resins, and polyamide resins. , polyamic acid resins, polyimide resins, polyamideimide resins, cellulose resins, and the like.
Examples of the polymerizable functional group possessed by the monomer having a polymerizable functional group include an isocyanate group, a blocked isocyanate group, a methylol group, an alkylated methylol group, an epoxy group, a metal alkoxide group, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a thiol group, Carboxylic anhydride groups, carbon-carbon double bond groups, and the like.
また、下引き層1fは、電気特性を高める目的で、電子輸送物質、金属酸化物、金属、導電性高分子などを更に含有してもよい。これらの中でも、電子輸送物質、金属酸化物を用いることが好ましい。
電子輸送物質としては、キノン化合物、イミド化合物、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物、フルオレノン化合物、キサントン化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル化合物、ハロゲン化アリール化合物、シロール化合物、含ホウ素化合物などが挙げられる。電子輸送物質として、重合性官能基を有する電子輸送物質を用い、上述の重合性官能基を有するモノマーと共重合させることで、硬化膜として下引き層を形成してもよい。
金属酸化物としては、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素などが挙げられる。金属としては、金、銀、アルミなどが挙げられる。
また、下引き層1fは、添加剤を更に含有してもよい。
In addition, the
Examples of electron-transporting substances include quinone compounds, imide compounds, benzimidazole compounds, cyclopentadienylidene compounds, fluorenone compounds, xanthone compounds, benzophenone compounds, cyanovinyl compounds, halogenated aryl compounds, silole compounds, and boron-containing compounds. . An electron-transporting substance having a polymerizable functional group may be used as the electron-transporting substance, and an undercoat layer may be formed as a cured film by copolymerizing the electron-transporting substance with the above-mentioned monomer having a polymerizable functional group.
Metal oxides include indium tin oxide, tin oxide, indium oxide, titanium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, and silicon dioxide. Metals include gold, silver, and aluminum.
In addition, the
下引き層1fの平均膜厚は、0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、0.2μm以上40μm以下であることがより好ましく、0.3μm以上30μm以下であることが特に好ましい。
下引き層1fは、上述の各材料及び溶剤を含有する下引き層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥及び/又は硬化させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。
The average film thickness of the
The
(電荷発生層)
電荷発生層1f1は、電荷発生物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。電荷発生物質としては、アゾ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、フタロシアニン顔料などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、フタロシアニン顔料が好ましい。フタロシアニン顔料の中でも、オキシチタニウムフタロシアニン顔料、クロロガリウムフタロシアニン顔料、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料が好ましい。
電荷発生層1f1中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生層1f1の全質量に対して、40質量%以上85質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
(Charge generation layer)
The charge generation layer 1f1 preferably contains a charge generation substance and a resin. Examples of charge-generating substances include azo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, indigo pigments, and phthalocyanine pigments. Among these, azo pigments and phthalocyanine pigments are preferred. Among the phthalocyanine pigments, oxytitanium phthalocyanine pigments, chlorogallium phthalocyanine pigments, and hydroxygallium phthalocyanine pigments are preferred.
The content of the charge-generating substance in the charge-generating layer 1f1 is preferably 40% by mass or more and 85% by mass or less, and 60% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the total mass of the charge-generating layer 1f1. is more preferred.
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロース樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリビニルブチラール樹脂がより好ましい。
また、電荷発生層1f1は、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤を更に含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、などが挙げられる。
Resins include polyester resins, polycarbonate resins, polyvinyl acetal resins, polyvinyl butyral resins, acrylic resins, silicone resins, epoxy resins, melamine resins, polyurethane resins, phenol resins, polyvinyl alcohol resins, cellulose resins, polystyrene resins, and polyvinyl acetate resins. , polyvinyl chloride resin, and the like. Among these, polyvinyl butyral resin is more preferable.
In addition, the charge generation layer 1f1 may further contain additives such as an antioxidant and an ultraviolet absorber. Specific examples include hindered phenol compounds, hindered amine compounds, sulfur compounds, phosphorus compounds, and benzophenone compounds.
電荷発生層1f1の平均膜厚は、0.1μm以上1μm以下であることが好ましく、0.15μm以上0.4μm以下であることがより好ましい。
電荷発生層1f1は、上述の各材料及び溶剤を含有する電荷発生層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル
系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。
The average film thickness of the charge generation layer 1f1 is preferably 0.1 μm or more and 1 μm or less, more preferably 0.15 μm or more and 0.4 μm or less.
The charge-generating layer 1f1 can be formed by preparing a charge-generating layer coating liquid containing each of the materials and solvents described above, forming a coating film thereon, and drying the coating film. Solvents used in the coating liquid include alcohol solvents, sulfoxide solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, aromatic hydrocarbon solvents and the like.
(電荷輸送層)
電荷輸送層1f2は、電荷輸送物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。電荷輸送物質としては、例えば、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、エナミン化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物や、これらの物質から誘導される基を有する樹脂などが挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物が好ましい。
電荷輸送層1f2中の電荷輸送物質の含有量は、電荷輸送層1f2の全質量に対して、25質量%以上70質量%以下であることが好ましく、30質量%以上55質量%以下であることがより好ましい。
(Charge transport layer)
The charge transport layer 1f2 preferably contains a charge transport material and a resin. Examples of charge-transporting substances include polycyclic aromatic compounds, heterocyclic compounds, hydrazone compounds, styryl compounds, enamine compounds, benzidine compounds, triarylamine compounds, and resins having groups derived from these substances. be done. Among these, triarylamine compounds and benzidine compounds are preferred.
The content of the charge transport substance in the charge transport layer 1f2 is preferably 25% by mass or more and 70% by mass or less, and is 30% by mass or more and 55% by mass or less with respect to the total mass of the charge transport layer 1f2. is more preferred.
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂としては、特にポリアリレート樹脂が好ましい。
電荷輸送物質と樹脂との含有量比(質量比)は、4:10~20:10が好ましく、5:10~12:10がより好ましい。
また、電荷輸送層1f2は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤などの添加剤を含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子などが挙げられる。
Examples of resins include polyester resins, polycarbonate resins, acrylic resins, and polystyrene resins. Among these, polycarbonate resins and polyester resins are preferred. A polyarylate resin is particularly preferable as the polyester resin.
The content ratio (mass ratio) of the charge transport substance and the resin is preferably 4:10 to 20:10, more preferably 5:10 to 12:10.
Also, the charge transport layer 1f2 may contain additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, plasticizers, leveling agents, slipperiness agents, and abrasion resistance improvers. Specifically, hindered phenol compounds, hindered amine compounds, sulfur compounds, phosphorus compounds, benzophenone compounds, siloxane-modified resins, silicone oils, fluororesin particles, polystyrene resin particles, polyethylene resin particles, silica particles, alumina particles, boron nitride particles etc.
電荷輸送層1f2の平均膜厚は、5μm以上50μm以下であることが好ましく、8μm以上40μm以下であることがより好ましく、10μm以上30μm以下であることが特に好ましい。本実施形態1では12μmとした。
電荷輸送層1f2は、上述の各材料及び溶剤を含有する電荷輸送層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。これらの溶剤の中でも、エーテル系溶剤または芳香族炭化水素系溶剤が好ましい。
The average film thickness of the charge transport layer 1f2 is preferably 5 μm or more and 50 μm or less, more preferably 8 μm or more and 40 μm or less, and particularly preferably 10 μm or more and 30 μm or less. In the first embodiment, the thickness is set to 12 μm.
The charge-transporting layer 1f2 can be formed by preparing a charge-transporting-layer coating liquid containing each of the materials and solvents described above, forming a coating film thereon, and drying the coating film. Solvents used in the coating liquid include alcohol solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, and aromatic hydrocarbon solvents. Among these solvents, ether solvents and aromatic hydrocarbon solvents are preferred.
尚、本実施形態1では、電荷発生層1f1と電荷輸送層1f2とを有する積層型感光体を使用したが、電荷発生物質と電荷輸送物質を共に含有する単層型感光体を使用してもよい。単層型感光体は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂及び溶剤を含有する感光層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂としては、積層型感光体における材料の例示と同様である。
In
(保護層)
本実施形態1における感光体1は、耐摩耗性改善のため、最表層に耐摩耗性の保護層1gを設けている。保護層1gを設けることで、耐久性を向上することができる。
保護層1gは、導電性粒子及び/又は電荷輸送物質と、樹脂とを含有することが好ましい。
(protective layer)
The
The
導電性粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物の粒子が挙げられる。
電荷輸送物質としては、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、エナミン化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物や、これらの物質から誘導される基を有する樹脂などが挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物が好ましい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
Conductive particles include particles of metal oxides such as titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, and indium oxide.
Charge-transporting substances include polycyclic aromatic compounds, heterocyclic compounds, hydrazone compounds, styryl compounds, enamine compounds, benzidine compounds, triarylamine compounds, and resins having groups derived from these substances. Among these, triarylamine compounds and benzidine compounds are preferred.
Examples of resins include polyester resins, acrylic resins, phenoxy resins, polycarbonate resins, polystyrene resins, phenol resins, melamine resins, and epoxy resins. Among them, polycarbonate resins, polyester resins, and acrylic resins are preferred.
また、保護層1gは、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として形成してもよい。その際の反応としては、熱重合反応、光重合反応、放射線重合反応などが挙げられる。重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、アクリル基、メタクリル基などが挙げられる。重合性官能基を有するモノマーとして、電荷輸送能を有する材料を用いてもよい。
Alternatively, the
保護層1gは、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤、などの添加剤を含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子などが挙げられる。
The
保護層1gの平均膜厚は、0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、1μm以上7μm以下であることが好ましい。
保護層1gは、上述の各材料及び溶剤を含有する保護層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥及び/又は硬化させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、スルホキシド系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。
本実施形態1では、保護層1gの平均膜厚を3μmとした。
The average film thickness of the
The
In
(粗面化処理)
本実施形態1の感光体1は、金属石鹸の効果を持続させるため、表面に微小な凹凸を形成する粗面化処理を行っている。特許第4027407号公報によれば、感光体1の周面に該周面の略周方向に延びる幅が0.5μm以上40μm以下の範囲内にある溝が長手方向(母線方向、感光体1の回転軸方向)に複数並ぶように形成されている。
図6(b)に、感光体1の周面1aに形成される溝1bの状態の例を示す。図6(b)に示すように、各溝1bは、それぞれ感光体1の周面1a上においてその周方向に延びる環状の溝であり、周面1aの母線方向において互いに間隔を空けて並ぶように形成されている。すなわち、周面1aは、溝1bが形成されていない平坦部1cと、溝1bと、が母線方向に交互に形成された構成となっている。なお、周面1aにおいて溝1bが形成される領域は、少なくとも、クリーニングブレード8が当接する領域を含んでいればよく、必ずしも、周面1aの長手方向の全域に渡って形成する必要はない。
なお、上記公報でも述べているように、溝1bは、図6(b)に示すように周方向と同じ方向に延びるように形成される構成に限定されない。例えば、溝1bが周方向に対して10°の角度をもたせて形成される構成でもよい。また、溝1bが周方向に対して±30°の角度をもたせて形成された構成とし、角度の異なる溝1bが互いに交差するように構成してもよい。本実施形態において、「略周方向」とは、完全に周方向である場合とほぼ周方向である場合とを含み、ほぼ周方向とは、具体的には、周方向に対して±60°未満の方向である。
(roughening treatment)
The
FIG. 6B shows an example of the state of the
In addition, as described in the above publication, the
図3は、感光体1の表面を研磨する研磨装置の概略図である。
研磨シート40は巻き取り機構(不図示)で矢印方向に巻き取られる。感光体1は矢印方向に回転する。バックアップローラー41は矢印方向に回転する。研磨条件としては、研磨シート40として理研コランダム社製の研磨シート(商品名:GC♯3000、基層シート厚:75μm)を用い、バックアップローラー41としては硬度20°のウレタンローラー(外径:50mm)を用い、侵入量:2.5mm、シート送り量:200~40
0mm/sとして、研磨シートの送り方向と感光体の回転方向を同一として、5~30秒間研磨した。
研磨した後の感光体1の表面粗さは、表面粗さ測定機(商品名:SE700,SMB-9、(株)小坂研究所製)を用いて、下記の条件で測定した。
感光体1の長手方向に、塗布上端から30、110、185mmの位置において測定した、また、120°手前に回転させた後、同様にして塗布上端から30、110、185mmの位置において測定した。更に、120°手前に回転させた後、同様にして測定し、計9点の測定を行い、表1の感光体a~eを作製した。測定条件は、測定長さ:2.5mm、カットオフ値:0.8mm、送り速さ:0.1mm/s、フィルタ特性:2CR、レベリング:直線(全域)とした。
感光体a~dは上記粗面化処理条件の研磨時間を変えて作製した。また感光体eは粗面化処理を実施していない感光体である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a polishing device for polishing the surface of the
The polishing
At 0 mm/s, the feed direction of the polishing sheet and the rotation direction of the photoreceptor were the same, and polishing was performed for 5 to 30 seconds.
The surface roughness of the
Measurements were taken at
Photoreceptors a to d were produced by changing the polishing time under the above roughening treatment conditions. Photoreceptor e is a photoreceptor that has not been roughened.
<現像剤>
本発明において、現像剤は、トナー粒子、及び、金属石鹸を有するトナーを含有する。
また、本実施形態1の現像剤は、トナー粒子、該トナー粒子の表面に存在する無機ケイ素微粒子、及び、金属石鹸を有するトナーを含有する。
本発明において、トナー粒子は、結着樹脂を構成成分として含有させるとよい。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂が挙げられる。
ポリエステル樹脂は、通常一般に知られている、アルコール成分と酸成分とを縮重合する方法を用いて製造するとよい。
ビニル系樹脂としては、スチレン及びその誘導体;不飽和モノオレフィン類;不飽和ポリエン類;α-メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸エステル類;ビニルケトン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドのようなアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体などの重合性単量体を重合して製造するとよい。
トナー粒子は離型剤を含有してもよい。該離型剤としては離型性を高められるものであれば制限はないが、例えば以下のものが挙げられる。
ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスのような脂肪族炭化水素系ワックス。
離型剤の含有量は、結着樹脂又は結着樹脂を生成する重合性単量体100.0質量部に対して、1.0質量部以上30.0質量部以下であることが好ましく、5.0質量部以上25.0質量部以下であることがより好ましい。
トナーは、磁性一成分トナー、非磁性一成分トナーのいずれのトナーとしても使用できるが、非磁性一成分トナーであることが好ましい。
非磁性一成分トナーとして用いる場合の着色剤としては、従来知られている種々の染料や顔料などが挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、又は以下に示すイエロー、マゼンタ、及びシアン着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。
イエロー着色剤としては、モノアゾ化合物、ジスアゾ化合物、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物などが挙げられる。
マゼンタ着色剤としては、モノアゾ化合物、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物などが挙げられる。
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物などが挙げられる。
該着色剤の含有量は、結着樹脂又は結着樹脂を生成する重合性単量体100.0質量部に対して、1.0質量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。
トナー粒子は荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤としては、公知のものが使用できる。特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナー粒子を直接重合法により製造する場合には、重合阻害性が低く、水系媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。
荷電制御剤として、トナー粒子を負荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。
有機金属化合物及びキレート化合物として、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、又はエステル類、ビスフェノールのようなフェノール誘導体類なども含まれる。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーンが挙げられる。
一方、トナー粒子を正荷電性に制御する荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。
ニグロシン及び脂肪酸金属塩のようなによるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム-1-ヒドロキシ-4-ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートのような4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩のようなオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。
これら荷電制御剤は単独で又は2種類以上組み合わせて含有することができる。これらの荷電制御剤の添加量としては、結着樹脂又は結着樹脂を生成する重合性単量体100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
<Developer>
In the present invention, the developer contains toner particles and a toner having a metallic soap.
In addition, the developer of the first embodiment contains toner particles, inorganic silicon fine particles present on the surfaces of the toner particles, and toner having metallic soap.
In the present invention, the toner particles preferably contain a binder resin as a constituent component.
Examples of binder resins include polyester resins, vinyl resins, epoxy resins, and polyurethane resins.
The polyester resin may be produced using a generally known method of polycondensation of an alcohol component and an acid component.
Examples of vinyl resins include styrene and its derivatives; unsaturated monoolefins; unsaturated polyenes; α-methylene aliphatic monocarboxylic acid esters; acrylic acid esters; vinyl ketones; It may be produced by polymerizing a polymerizable monomer such as acrylic acid or methacrylic acid derivative.
The toner particles may contain a release agent. The release agent is not particularly limited as long as it can enhance the releasability, and examples thereof include the following.
Aliphatic hydrocarbon waxes such as polyolefin copolymers, polyolefin waxes, microcrystalline waxes, paraffin waxes and Fischer-Tropsch waxes.
The content of the release agent is preferably 1.0 parts by mass or more and 30.0 parts by mass or less with respect to 100.0 parts by mass of the binder resin or the polymerizable monomer forming the binder resin. It is more preferably 5.0 parts by mass or more and 25.0 parts by mass or less.
The toner can be used as either a magnetic one-component toner or a non-magnetic one-component toner, but the non-magnetic one-component toner is preferred.
When used as a non-magnetic one-component toner, coloring agents include conventionally known various dyes and pigments.
Black colorants include carbon black or those toned to black using the yellow, magenta, and cyan colorants shown below.
Examples of yellow colorants include monoazo compounds, disazo compounds, condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds.
Examples of magenta colorants include monoazo compounds, condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinone compounds, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds.
Cyan colorants include copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds, and the like.
The content of the coloring agent is preferably 1.0 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less with respect to 100.0 parts by mass of the binder resin or the polymerizable monomer forming the binder resin.
The toner particles may contain charge control agents. A known charge control agent can be used. In particular, a charge control agent that has a high charging speed and can stably maintain a constant charge amount is preferred. Furthermore, when the toner particles are produced by a direct polymerization method, a charge control agent which has a low polymerization inhibitory property and substantially no solubilized substances in an aqueous medium is particularly preferred.
Examples of charge control agents that control toner particles to be negatively chargeable include the following.
As organometallic compounds and chelate compounds, monoazo metal compounds, acetylacetone metal compounds, aromatic oxycarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, oxycarboxylic acids and dicarboxylic acid metal compounds. Others include aromatic oxycarboxylic acids, aromatic mono- and polycarboxylic acids and their metal salts, anhydrides, or esters, phenol derivatives such as bisphenol, and the like. Furthermore, urea derivatives, metal-containing salicylic acid-based compounds, metal-containing naphthoic acid-based compounds, boron compounds, quaternary ammonium salts, and calixarenes are included.
On the other hand, examples of the charge control agent for controlling the toner particles to be positively charged include the following.
nigrosine and nigrosine modifications such as fatty acid metal salts; guanidine compounds; imidazole compounds; tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate; and their lake pigments; triphenylmethane dyes and their lake pigments (the lake agents include phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide, ferrocyanide, etc.); metal salts of higher fatty acids; resin charge control agents.
These charge control agents may be contained alone or in combination of two or more. The amount of these charge control agents to be added is preferably 0.01 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin or the polymerizable monomer forming the binder resin.
<トナーの詳細>
本実施形態1に用いたトナーの模式図を図4に示す。本実施形態1では、トナー粒子45aに流動性の担保と帯電性の改善のため無機ケイ素微粒子45bを外添したトナー45を用いている。
本実施形態1で使用するトナーは、マイナスに帯電極性をもつ非磁性1成分の重合トナーであり、重量平均粒径は7.0μmである。
さらに、画像流れの抑制を目的として、無機ケイ素微粒子45bに加えて金属石鹸(不図示)が外添される。金属石鹸を感光体に供給し保護膜を形成することにより放電生成物などの付着を軽減することができ、感光体1の画像流れを抑制することができる。
無機ケイ素微粒子としては、湿式製法シリカ微粒子、乾式製法シリカ微粒子のようなシリカ微粒子、それらシリカ微粒子をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、又は
シリコーンオイル等により表面処理を施した疎水化処理シリカ微粒子が挙げられる。
乾式製法シリカ微粒子とは、例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用して製造するもので、基礎となる反応式は次のようなものである。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
この製造工程において、塩化アルミニウム又は塩化チタンなどの他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属酸化物の複合微粒子を得ることも可能であり、無機ケイ素微粒子としてはそれらも包含する。
該無機ケイ素微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)は、5nm以上、10nm以上、15nm以上、20nm以上、25nm以上であることが好ましく、また、500nm以下、400nm以下、300nm以下、250nm以下、200nm以下であることが好ましい。該数値範囲は任意に組み合わせることができる。
該無機ケイ素微粒子の含有量は、トナー粒子100.0質量部に対して、0.1質量部以上10.0質量部以下であることが好ましく、1.0質量部以上5.0質量部以下であることがより好ましい。
<Toner details>
FIG. 4 shows a schematic diagram of the toner used in the first embodiment. In the first embodiment, the
The toner used in the first embodiment is a non-magnetic one-component polymerized toner having a negatively charged polarity, and has a weight average particle diameter of 7.0 μm.
Furthermore, in addition to the inorganic silicon
Examples of inorganic silicon microparticles include silica microparticles such as wet-process silica microparticles and dry-process silica microparticles, and hydrophobized silica microparticles obtained by surface-treating these silica microparticles with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, silicone oil, or the like. is mentioned.
Dry-process silica fine particles are produced, for example, by utilizing the thermal decomposition oxidation reaction of silicon tetrachloride gas in an oxyhydrogen flame, and the basic reaction formula is as follows.
SiCl 4 +2H 2 +O 2 →SiO 2 +4HCl
In this production process, it is also possible to obtain composite fine particles of silica and other metal oxides by using other metal halide compounds such as aluminum chloride or titanium chloride together with silicon halide compounds. contain.
The number average particle diameter (D1) of the primary particles of the inorganic silicon fine particles is preferably 5 nm or more, 10 nm or more, 15 nm or more, 20 nm or more, and 25 nm or more, and is 500 nm or less, 400 nm or less, 300 nm or less, and 250 nm or less. , 200 nm or less. The numerical ranges can be combined arbitrarily.
The content of the inorganic silicon fine particles is preferably 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less, and 1.0 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100.0 parts by mass of the toner particles. is more preferable.
本発明のトナーには、金属石鹸が外添される。金属石鹸を感光ドラムに供給し保護膜を形成することにより放電生成物などの付着を軽減することができ、感光ドラム1の画像流れを抑制することができる。
金属石鹸は、長鎖脂肪酸と、ナトリウム・カリウム以外の金属塩の総称である。具体的には、ステアリン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、リシノール酸、オクチル酸などの脂肪酸と、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛などの金属との金属塩が挙げられる。
より具体的には、ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛などが挙げられる。なお、金属石鹸の種類としてはこれらに限定されるものではない。
本発明の実施形態では、金属石鹸として、ステアリン酸亜鉛を外添した。
トナー中の金属石鹸の含有量は、0.60質量%以下、0.50質量%以下、0.40質量%以下、0.30質量%以下であることが好ましい。一方、含有量は、0.05質量%以上、0.10質量%以上、0.15質量%以上、0.20質量%以上であることが好ましい。該数値範囲は任意に組み合わせることができる。
該含有量が多いほど画像流れの抑制には効果があるが、過剰に添加するとトナーの流動性が低下し、ベタ追従性に影響する場合がある。
金属石鹸の平均粒径は、0.15μm以上2.00μm以下であることが好ましい。
該粒径が0.15μmより小さくなると、トナーから感光体表面の溝に供給されにくくなる。一方、粒径が2.00μmより大きくなるとトナーから遊離しやすくなり、現像装置内のトナー規制部材などを通過できずに現像容器内に取り残され、感光体表面に供給されにくくなる。
金属石鹸の平均粒径は、以下の方法で測定した。
金属石鹸0.5gに10mLのエタノールを加え、日本精機株式会社製の超音波分散器を用いて5分間超音波分散を行った。次に、測定溶媒としてエタノールを循環している、日機装株式会社製マイクロトラック レーザー回折・散乱式 粒度分布測定装置(SPA型)に、得られた金属石鹸分散液を、DV値が0.6~0.8になるまで添加した。そして、この状態における粒度分布を測定し、メジアン径を平均粒径とした。
また、上記平均粒径の金属石鹸は、例えば、脂肪酸塩水溶液と無機金属塩の水溶液又は分散液を反応させる複分解法を用いて製造するとよい。
本発明の実施形態では、平均粒径が0.60μmのステアリン酸亜鉛を用いた。ステアリン酸亜鉛の平均粒径は0.15~2.00μmであることが好ましい。
金属石鹸はトナーと逆極性に帯電させることでトナー粒子に付着されており、非画像形成時に感光ドラム上に供給される。
A metallic soap is externally added to the toner of the present invention. By supplying metal soap to the photosensitive drum to form a protective film, adhesion of discharge products and the like can be reduced, and image deletion on the
Metal soap is a general term for long-chain fatty acids and metal salts other than sodium and potassium. Specific examples include metal salts of fatty acids such as stearic acid, myristic acid, lauric acid, ricinoleic acid and octylic acid and metals such as lithium, magnesium, calcium, barium and zinc.
More specific examples include lead stearate, cadmium stearate, barium stearate, calcium stearate, aluminum stearate, zinc stearate, magnesium stearate, zinc laurate and zinc myristate. The types of metal soaps are not limited to these.
In an embodiment of the present invention, zinc stearate was externally added as a metallic soap.
The content of the metal soap in the toner is preferably 0.60% by mass or less, 0.50% by mass or less, 0.40% by mass or less, and 0.30% by mass or less. On the other hand, the content is preferably 0.05% by mass or more, 0.10% by mass or more, 0.15% by mass or more, and 0.20% by mass or more. The numerical ranges can be combined arbitrarily.
The larger the content, the more effective it is in suppressing image deletion, but if added excessively, the fluidity of the toner is lowered, which may affect the solid followability.
The average particle size of the metal soap is preferably 0.15 μm or more and 2.00 μm or less.
If the particle size is smaller than 0.15 μm, it becomes difficult for the toner to be supplied to the grooves on the surface of the photoreceptor. On the other hand, if the particle size is larger than 2.00 μm, it is likely to separate from the toner, and is left behind in the developing container without being able to pass through the toner regulating member in the developing device, making it difficult to supply to the surface of the photoreceptor.
The average particle size of metal soap was measured by the following method.
10 mL of ethanol was added to 0.5 g of metal soap, and ultrasonically dispersed for 5 minutes using an ultrasonic disperser manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd. Next, the obtained metallic soap dispersion was measured by Nikkiso Co., Ltd. Microtrac Laser Diffraction/Scattering Particle Size Distribution Analyzer (SPA type) in which ethanol was circulated as a measurement solvent, and the DV value was 0.6 to 0.6. Add to 0.8. Then, the particle size distribution in this state was measured, and the median diameter was defined as the average particle diameter.
The metal soap having the above average particle size may be produced, for example, by using a double decomposition method in which an aqueous solution of a fatty acid salt and an aqueous solution or dispersion of an inorganic metal salt are reacted.
In an embodiment of the present invention, zinc stearate with an average particle size of 0.60 μm was used. The average particle size of zinc stearate is preferably 0.15 to 2.00 μm.
The metal soap is attached to the toner particles by being charged to have a polarity opposite to that of the toner, and is supplied onto the photosensitive drum during non-image formation.
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。
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、及び必要に応じて着色剤など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。
A known means can be used as a method for producing toner particles, and a kneading pulverization method or a wet production method can be used. A wet production method can be preferably used from the viewpoint of uniformity of particle size and shape controllability. Furthermore, the wet production method includes a suspension polymerization method, a dissolution suspension method, an emulsion polymerization aggregation method, an emulsion aggregation method, and the like.
Here, the suspension polymerization method will be explained. In the suspension polymerization method, first, a polymerizable monomer for forming a binder resin and, if necessary, other additives such as a colorant are dispersed using a dispersing machine such as a ball mill or an ultrasonic dispersing machine. is uniformly dissolved or dispersed to prepare a polymerizable monomer composition (preparation step of 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, and the like 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 droplets of the polymerizable monomer composition are formed by a stirrer or a disperser having a high shear force. (granulation 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 production process.
Dispersion stabilizers are generally classified broadly into macromolecules that generate repulsive force due to steric hindrance and poorly water-soluble inorganic compounds that stabilize dispersion by electrostatic repulsive force. Fine particles of poorly water-soluble inorganic compounds are preferably used because they are dissolved by acid or alkali and can be dissolved and easily removed by washing with acid or alkali after polymerization.
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 perform a stirring operation so that the temperature distribution in the container becomes uniform. When the polymerization initiator is added, it can be added at any timing and required time. Further, in order to obtain a desired molecular weight distribution, the temperature may be raised in the second half of the polymerization reaction, and further, in order to remove unreacted polymerizable monomers, by-products, etc. from the system, the second half of the reaction or the end of the reaction may be heated. Afterwards, a portion 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(D4)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(D4)は後述する。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。 As for the particle size of the toner particles, the weight average particle size (D4) is preferably 3.0 μm or more and 10.0 μm or less from the viewpoint of obtaining high-definition and high-resolution images. The weight average particle diameter (D4) of toner will be described later. The toner particle dispersion thus obtained is sent to a filtration step for solid-liquid separation of 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 can be carried out by a general filtration method. It is preferable to carry out further washing, such as by spraying. After sufficient washing is performed, solid-liquid separation is performed again to obtain a toner cake. Thereafter, it is dried by a known drying means, and if necessary, is classified to separate a particle group having a particle size other than the predetermined one to obtain toner particles. The separated particle groups having non-predetermined particle sizes may be reused to improve the final yield.
(トナー粒子の重量平均粒径D4の測定方法)
トナー粒子の重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出した。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装
置「コールター・カウンターMultisizer3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いた。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールターMultisizer3Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いた。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行った。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、「ISOTONII」(ベックマン・コールター社製)を使用した。
(Method for Measuring Weight Average Particle Diameter D4 of Toner Particles)
The weight average particle size (D4) of the toner particles was calculated as follows. As a measurement device, a precision particle size distribution measurement device "
As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, "ISOTONII" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.), which is prepared by dissolving special grade sodium chloride in ion-exchanged water so that the concentration becomes about 1% by mass, was used.
尚、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行った。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOMME)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定した。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定した。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTONIIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れた。
Before conducting the measurement and analysis, the dedicated software was set as follows.
On the "Change standard measurement method (SOMME)" screen of the dedicated software, set the total count number of control mode to 50000 particles, set the number of measurements to 1, and set the Kd value to "standard particle 10.0 μm" (Beckman Coulter Co.) was used to set the values obtained. The threshold and noise level were automatically set by pressing the "threshold/noise level measurement button". Also, the current was set to 1600 μA, the gain was set to 2, the electrolyte was set to ISOTON II, and a check was put in the “flash of aperture tube after measurement”.
前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定した。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行った。そして、専用ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去した。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れた。この中に分散剤として「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)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加えた。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個の位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetra150」(日科機バイオス社製)を準備した。超音波分散器の水槽内に約3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2mL添加した。(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させた。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整した。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー粒子約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させた。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続した。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節した。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー粒子を分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整した。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行った。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)を算出した。尚、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
On the "pulse-to-particle size conversion setting" screen of the dedicated software, the bin interval was set to logarithmic particle size, the particle size bin was set to 256 particle size bins, and the particle size range was set to 2 μm to 60 μm.
A specific measuring method is as follows.
(1) About 200 mL of the electrolytic aqueous solution was placed in a 250 mL round-bottomed glass beaker exclusively for
(2) About 30 mL of the electrolytic aqueous solution was placed in a 100 mL flat-bottom glass beaker. As a dispersant, "Contaminon N" (a 10% by mass aqueous solution of a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments at
(3) An ultrasonic disperser "Ultrasonic
(5) While the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) was irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner particles were added little by little to the electrolytic aqueous solution and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion treatment was continued for another 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the temperature of the water in the water tank was appropriately adjusted to 10°C or higher and 40°C or lower.
(6) The electrolytic aqueous solution of (5) above, in which toner particles are dispersed, is dropped into the round-bottomed beaker of (1) above set in the sample stand, and adjusted so that the measured concentration is about 5%. bottom. The measurement was continued until the number of measured particles reached 50,000.
(7) The measurement data was analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle size (D4) was calculated. Incidentally, the weight average particle diameter (D4) is the "average diameter" on the "analysis/volume statistical value (arithmetic mean)" screen when graph/vol% is set in the dedicated software.
<実施例>
以下、各材料の「部」は特に断りがない場合、全て質量基準である。
本実施形態1では、上記トナーの製造方法を用いて、無機ケイ素微粒子と金属石鹸を外添したトナーaを作製した。
表2にトナーaの外添条件を示す。なお、外添条件である速度、時間についての詳細は特開2016-38591号公報の記載の通りである。
また、無機ケイ素微粒子とともに外添する金属石鹸は、ステアリン酸亜鉛である。
使用するトナーaの製造方法を示す。
(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。
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。
(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。
(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た。得られたスラリーの温度を冷却してトナー粒子のスラリーを得た。
(洗浄、乾燥工程)
該トナー粒子のスラリーに塩酸を加えpH=1.5以下に調整して1時間撹拌放置してから加圧ろ過器で固液分離し、トナーケーキを得た。これをイオン交換水でリスラリーして再び分散液とした後に、前述のろ過器で固液分離した。リスラリーと固液分離とを、ろ液の電気伝導度が5.0μS/cm以下となるまで繰り返した後に、最終的に固液分離してトナーケーキを得た。
得られたトナーケーキは気流乾燥機フラッシュジェットドライヤー(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a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。
<Example>
Hereinafter, "parts" of each material are all based on mass unless otherwise specified.
In
Table 2 shows the external addition conditions for toner a. The details of the speed and time, which are external addition conditions, are as described in JP-A-2016-38591.
Moreover, the metal soap externally added together with the inorganic silicon fine particles is zinc stearate.
A manufacturing method of toner a to be used is shown.
(Preparation step of aqueous medium 1)
To 1000.0 parts of ion-exchanged water in a reaction vessel, 14.0 parts of sodium phosphate (12 hydrate, manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd.) was added, and the mixture was kept at 65° C. for 1.0 hour while purging with nitrogen.
T. K. Using a homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), while stirring at 12000 rpm, a calcium chloride aqueous solution obtained by dissolving 9.2 parts of calcium chloride (dihydrate) in 10.0 parts of ion-exchanged water is mixed together. to prepare an aqueous medium containing a dispersion stabilizer. Furthermore, 10% by mass hydrochloric acid was added to the aqueous medium to adjust the pH to 5.0, and an
(Preparation step of polymerizable monomer composition)
・Styrene: 60.0 parts ・C.I. I. Pigment Blue 15:3: 6.5 parts The above material was put into an attritor (manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.), and zirconia particles with a diameter of 1.7 mm were dispersed at 220 rpm for 5.0 hours to obtain 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 adduct) and 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 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 water-based
(Polymerization process)
After the granulation step, the agitator was changed to a propeller agitating blade, and while stirring at 150 rpm, the mixture was maintained at 70°C and polymerized for 5.0 hours. gone. The temperature of the resulting slurry was cooled to obtain a slurry of toner particles.
(Washing and drying process)
Hydrochloric acid was added to the slurry of the toner particles to adjust the pH to 1.5 or less, and the mixture was allowed to stand with stirring for 1 hour, followed by solid-liquid separation using a pressure filter to obtain a toner cake. This was reslurried with ion-exchanged water to form a dispersion again, and then subjected to solid-liquid separation with the aforementioned filter. After reslurry and solid-liquid separation were repeated until the electrical conductivity of the filtrate became 5.0 μS/cm or less, solid-liquid separation was finally performed to obtain a toner cake.
The resulting toner cake was dried with a flash jet dryer (manufactured by Seishin Enterprises), and a multi-division classifier utilizing the Coanda effect was used to cut fine and coarse particles to obtain toner particles a. The drying conditions were a blowing temperature of 90.degree. C., a dryer outlet temperature of 40.degree.
(無機ケイ素微粒子の作製)
撹拌機、滴下ロート及び温度計を備えた3リットルのガラス製反応器に、メタノール590.0g、水42.0g、28質量%アンモニア水48.0gを加えて混合した。得ら
れた溶液を35℃となるように調整し、撹拌しながら、テトラメトキシシラン1100.0g(7.23mol)及び5.5質量%アンモニア水395.0gを同時に添加し始めた。テトラメトキシシランは6時間かけて、アンモニア水は5時間かけて、それぞれを滴下した。滴下が終了した後、さらに0.5時間撹拌を継続して加水分解を行うことにより、親水性球状ゾルゲルシリカ微粒子のメタノール-水分散液を得た。次いで、ガラス製の反応器にエステルアダプターと冷却管とを取り付け、前記分散液を80℃、減圧下で十分乾燥させた。得られたシリカ粒子を、恒温槽にて400℃で10分間加熱した。
得られたシリカ微粒子を、パルベライザー(ホソカワミクロン社製)にて解砕処理を行なった。
その後、シリカ微粒子500gを内容積1000mlのポリテトラフルオロエチレン内筒式ステンレスオートクレーブに仕込んだ。オートクレーブ内を窒素ガスで置換した後、オートクレーブ付属の撹拌羽を400rpmで回転させながら、0.5gのHMDS(ヘキサメチルジシラザン)及び0.1gの水を、二流体ノズルにて霧状にしてシリカ微粒子に均一になるように吹き付けた。30分間撹拌した後、オートクレーブを密閉し、220℃で2時間加熱した。続いて、加熱したまま系中を減圧して脱アンモニア処理を行い、シリカ微粒子(無機ケイ素微粒子、一次粒子の個数平均粒径が80nm)を得た。
(Preparation of inorganic silicon fine particles)
590.0 g of methanol, 42.0 g of water, and 48.0 g of 28 mass % aqueous ammonia were added and mixed in a 3-liter glass reactor equipped with a stirrer, a dropping funnel and a thermometer. The resulting solution was adjusted to 35° C., and while stirring, 1100.0 g (7.23 mol) of tetramethoxysilane and 395.0 g of 5.5% by mass ammonia water were simultaneously added. Tetramethoxysilane was added dropwise over 6 hours, and aqueous ammonia was added dropwise over 5 hours. After the dropwise addition was completed, stirring was continued for 0.5 hour for hydrolysis to obtain a methanol-water dispersion of hydrophilic spherical sol-gel silica fine particles. Then, an ester adapter and a cooling tube were attached to the glass reactor, and the dispersion was thoroughly dried at 80° C. under reduced pressure. The obtained silica particles were heated at 400° C. for 10 minutes in a constant temperature bath.
The obtained silica fine particles were pulverized by a pulverizer (manufactured by Hosokawa Micron Corporation).
After that, 500 g of fine silica particles were charged into a polytetrafluoroethylene inner cylindrical stainless steel autoclave having an inner volume of 1000 ml. After replacing the inside of the autoclave with nitrogen gas, while rotating the stirring blade attached to the autoclave at 400 rpm, 0.5 g of HMDS (hexamethyldisilazane) and 0.1 g of water were atomized with a two-fluid nozzle. It was sprayed evenly on the silica fine particles. After stirring for 30 minutes, the autoclave was closed and heated at 220° C. for 2 hours. Subsequently, while the system was heated, the system was decompressed to perform a deammonification treatment to obtain fine silica particles (inorganic silicon fine particles, the number average particle size of the primary particles being 80 nm).
(無機ケイ素微粒子及び金属石鹸の外添)
トナー粒子aに対し、該シリカ微粒子及び金属石鹸を特開2016-38591号公報の実施例に記載の方法に従って外添することで、トナーaを得た。
すなわち、トナー粒子aに対して、(トナー中の含有量が表中の条件になるように)該シリカ微粒子及び(トナー中の含有量が0.20質量%になるように)ステアリン酸亜鉛を、図7から図11に示す装置a(表面改質装置)101を用い、表に示す条件で2段階の処理を行った。その後、200メッシュの篩を用いて、粗大粒子を除去することで、トナーaを得た。
図7に示すように、トナー処理装置101は、処理室(処理槽)110、舞上げ手段としての撹拌羽根120、回転体130、駆動モータ150、及び制御部160で構成されている。処理室110は、トナー粒子及び外添剤を含む被処理物を収容するためのものである。撹拌羽根120は、処理室内における回転体130の下方となる処理室110の底部に回転可能に設けられている。回転体130は、撹拌羽根120よりも上方で回転可能に設けられている。図8に処理室110の概略図を示す。図8では、説明の便宜上、処理室110の内周面(内壁)110aを一部切断した状態を示している。処理室110は略平らな底部を持った円筒形の容器であり、底部の略中心に撹拌羽根120や回転体130を取り付けるための駆動軸111を備えている。図9(a)および(b)に舞上げ手段としての撹拌羽根120の概略図を示す(図9(a)に上面図、図9(b)に側面図を示す)。撹拌羽根120は、回転することで、トナー粒子及び外添剤を含む被処理物を処理室110内で舞上げ可能に構成されている。撹拌羽根120は、回転中心から外側(径方向の外向き(外径方向)、外径側)に向かって伸びる羽根部121を有し、羽根部121の先端が被処理物を舞上げるように跳ねあげられた形状をしている。撹拌羽根120は、処理室110の底部の駆動軸111に固定され、上方から見て(図9(a)に示す状態で)時計方向(矢印R方向)に回転する。撹拌羽根120の回転により、被処理物は処理室110内で撹拌羽根120と同じ方向に回転しながら上昇し、やがて重力によって下降してくる。このようにして被処理物は均一に混合される。図10、11に回転体130の概略図を示す。図10(a)は回転体130の上面図、図10(b)は側面図である。図11(a)は処理室110内に設置された回転体130を示す上面図、図11(b)は回転体130の要部を示す斜視図、図11(c)は図10(b)のA-A断面を示す図である。回転体130は、処理室110内で撹拌羽根120よりも上方にあって、撹拌羽根120と同じ駆動軸111に固定され、撹拌羽根120と同じ方向(矢印R方向)に回転する。回転体130は、回転体本体131と、回転体130の回転により被処理物に衝突して該被処理物を処理する処理面133を備えた処理部132と、で構成されている。処理面1
33は、回転体本体131の外周面131aから外径方向に延び、かつ、処理面133のうち回転体本体131から離れた領域の方が、該領域より回転体本体131に近い領域より、回転体130の回転方向下流側に位置するように形成されている。すなわち図11(a)において、処理面133は、回転体130の半径方向に対して、回転体130の回転方向Rの方向に傾いて配置されている。回転体130の回転により、被処理物と処理面133が衝突することによって外添剤凝集物の解砕処理が行われる。
(External Addition of Inorganic Silicon Fine Particles and Metal Soap)
Toner a was obtained by externally adding the silica fine particles and metal soap to toner particles a according to the method described in the example of JP-A-2016-38591.
That is, the silica fine particles (so that the content in the toner satisfies the conditions in the table) and zinc stearate (so that the content in the toner is 0.20% by mass) are added to the toner particles a. , using the apparatus a (surface modification apparatus) 101 shown in FIGS. Thereafter, coarse particles were removed using a 200-mesh sieve to obtain Toner a.
As shown in FIG. 7, the
33 extends in the outer diameter direction from the outer
実施形態1では、感光体表面を粗面化処理することによって感光体表面に微小な凹凸を形成し、その凹凸にトナー粒子に外添した金属石鹸を供給して留めることで感光体表面上の金属石鹸量を維持して画像流れの発生を抑制することを特徴としている。
感光体表面に粗面化処理を施し、像担持体の周面の十点平均面粗さ(Rz)は0<Rz≦0.70(μm)であり(好ましくは、0.10≦Rz≦0.50(μm))、かつ該周面の凹凸の平均間隔(Sm)は0<Sm≦70(μm)(好ましくは、5≦Sm≦70(μm))である。上記範囲とすることで、安定的に金属石鹸を像担持体(感光体)表面に維持しうる構成とすることが可能であり、その結果、画像流れを長期にわたって抑制することができる。
In
The surface of the photoreceptor is roughened, and the peripheral surface of the image carrier has a ten-point average surface roughness (Rz) of 0<Rz≦0.70 (μm) (preferably 0.10≦Rz≦ 0.50 (μm)), and the average interval (Sm) of the irregularities on the peripheral surface is 0<Sm≦70 (μm) (preferably 5≦Sm≦70 (μm)). By setting the amount in the above range, it is possible to provide a structure in which the metal soap can be stably maintained on the surface of the image carrier (photoreceptor), and as a result, image deletion can be suppressed over a long period of time.
像担持体の周面の十点平均面粗さ(Rz)及び凹凸の平均間隔(Sm)は、JIS規格(JIS B 0601)を基準とし、(株)小坂研究所製の表面粗さ測定器サーフコーダSE3500型を用い、以下の条件で測定した。
検出器:R2μm
0.7mNのダイヤモンド針
フィルタ:2CR
カットオフ値:0.8mm
測定長さ:2.5mm
送り速さ:0.1mm
なお、本発明においては、感光体の母線方向の3箇所で、それぞれの箇所での円周方向について各4箇所の計12箇所を測定箇所とした。
The 10-point average surface roughness (Rz) of the peripheral surface of the image carrier and the average spacing (Sm) of the unevenness were determined based on the JIS standard (JIS B 0601) using a surface roughness measuring instrument manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd. Using a Surfcorder Model SE3500, measurements were made under the following conditions.
Detector: R2 μm
0.7mN diamond stylus Filter: 2CR
Cutoff value: 0.8mm
Measurement length: 2.5mm
Feeding speed: 0.1mm
In the present invention, 3 points in the meridian direction of the photoreceptor and 4 points in the circumferential direction at each point, totaling 12 points, were used as measurement points.
一方、像担持体の周面の凹凸の平均間隔(Sm)とは、図6(b)に示すように、周面1aの母線方向において並ぶ、複数の溝1bの母線方向(長手方向)における間隔、あるいは平坦部1cの母線方向(長手方向)における間隔、として定義することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, the average spacing (Sm) of the irregularities on the peripheral surface of the image carrier means that in the generatrix direction (longitudinal direction) of the plurality of
本発明の実施例1~3、比較例1~2として、表3に示すようなトナーaと表面粗さの異なる感光体との組み合わせを準備した。 As Examples 1 and 3 of the present invention and Comparative Examples 1 and 2, combinations of toner a and photosensitive members having different surface roughness as shown in Table 3 were prepared.
(実験)
実施例1~3、比較例1~2の画像流れの発生を確認するため、1%印字率で一日10000枚間連続通紙後に一日機内で放置し、放置後画像流れの発生の有無を比較した。
画像流れテストは、ハーフトーン画像を1枚印字し評価した。評価は以下の通りである。
〇:発生なし
(画像全域で潜像なまりによる白ぬけや画像境界部の輪郭ボケなし)
×:発生
(画像の一部もしくは全域で潜像なまりによる白抜けや画像境界部の輪郭ボケ発生)
通紙及びテストは、32℃、80%RHの環境で行った。全通紙量は50000枚まで行なった。
また、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。
実験結果を表4に示す。
(experiment)
In order to confirm the occurrence of image deletion in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, 10,000 sheets of paper were continuously fed per day at a printing rate of 1%, and then left in the machine for one day. compared.
The image deletion test was evaluated by printing a halftone image on one sheet. Evaluation is as follows.
〇: Not generated (no white spots due to latent image dullness or outline blurring at image borders in the entire image)
×: Occurred (overall or part of the image due to latent image dullness and outline blurring at image boundaries)
Paper threading and testing were performed in an environment of 32° C. and 80% RH. The total number of sheets passed was up to 50,000 sheets.
Also, the photosensitive member surface speed was 296 mm/s, the developing roller surface speed was 425 mm/s, the photosensitive member surface potential was −500 V, the voltage applied to the developing roller was −350 V, the voltage of the supply roller was −450 V, and the voltage of the regulating member was −450 V.
Table 4 shows the experimental results.
表4に示すように、実施例1~3では画像流れは実験を通して良好であった。これに対して、粗面化処理を施していない感光体を用いた比較例2では、30000枚までは良好なものの、40000枚で画像流れが発生している。これは、粗面化処理によって感光体表面に形成された溝を金属石鹸が埋めることで、クリーニングブレードによって金属石鹸が除去されず感光体表面に残り続けることができ、その結果画像流れの抑制効果が維持されていると考察できる。 As shown in Table 4, in Examples 1 to 3, image deletion was good throughout the experiment. On the other hand, in Comparative Example 2 using a photoreceptor that has not been subjected to roughening treatment, image deletion occurs after 40,000 sheets, although the image quality is good up to 30,000 sheets. This is because the metal soap fills the grooves formed on the surface of the photoreceptor by the roughening treatment, so that the metal soap remains on the surface of the photoreceptor without being removed by the cleaning blade, resulting in the effect of suppressing image deletion. can be considered to be maintained.
一方、比較例2の粗面化処理のない感光体では、感光体周面の凹凸の平均間隔を表すSmが大きく、感光体表面の長手全面にクリーニングブレードの端面が隙間なく追従することで供給された金属石鹸が除去されてしまうため、金属石鹸による画像流れ抑制効果が発揮されない。 On the other hand, in the photoreceptor without surface roughening treatment of Comparative Example 2, Sm, which represents the average spacing of unevenness on the peripheral surface of the photoreceptor, is large, and the end face of the cleaning blade follows the entire surface of the photoreceptor surface in the longitudinal direction without gaps. Since the deposited metal soap is removed, the effect of suppressing image deletion by the metal soap is not exhibited.
また、比較例1は粗面化処理を実施した感光体にも関わらず、粗面化処理のない比較例2と同様に40000枚で画像流れが発生している。比較例2の感光体dは溝が深く形成されているため、溝を埋めきるまで多くの金属石鹸が必要となり、十分に効果を発揮できなかった。 Further, in Comparative Example 1, although the photoreceptor was roughened, image deletion occurred after 40,000 sheets, as in Comparative Example 2 without roughening. Since the photoreceptor d of Comparative Example 2 had deep grooves, a large amount of metal soap was required to completely fill the grooves, and the effect was not sufficiently exhibited.
一般的に、感光体の摩耗を抑制すると、感光体の表面がリフレッシュされにくくなり、高湿環境下で画像流れという画像欠陥が生じやすい。
トナー粒子に金属石鹸を外添したトナーは画像流れに有効だが、クリーニングブレードによって金属石鹸が感光体上から掻きとられてしまい効果が持続しにくい。
本実施形態1の構成においては、感光体表面に粗面化処理を施し、像担持体の周面の十点平均面粗さ(Rz)の範囲が0<Rz≦0.70(μm)であり、かつ該周面の凹凸の平均間隔(Sm)の範囲が0<Sm≦70.0(μm)である。各パラメータを上記範囲に制御することで、安定的に金属石鹸を感光体表面に維持する構成とすることで画像流れを長期にわたって抑制することが可能となった。
In general, when the abrasion of the photoreceptor is suppressed, the surface of the photoreceptor becomes difficult to refresh, and image defects such as image smearing are likely to occur in a high-humidity environment.
A toner in which a metallic soap is externally added to toner particles is effective for image smearing, but the metallic soap is scraped off the photoreceptor by a cleaning blade, and the effect is difficult to maintain.
In the structure of
[実施形態2]
本発明の実施形態1では図4に示したような無機ケイ素微粒子を外添したトナーを用いた場合について説明をしてきた。
発明者らにより、トナーの表層状態をいくつか変更し実験を行ったところ、有機ケイ素重合体を含有する微粒子がトナー粒子の表面に存在するトナーが好ましい効果を有することがわかった。
これは、実施形態1のように、無機ケイ素微粒子がトナー粒子の表面に存在するトナーは、無機ケイ素微粒子が感光体表面を削りやすく、感光体表面に局所的に深い傷(溝)が発生する場合がある。
その結果、深い傷部に金属石鹸の供給が不足し、画像流れが発生してしまう。
一方、無機ケイ素微粒子の代わりに、有機ケイ素重合体を含有する微粒子がトナー粒子の表面に存在するトナーの場合は、無機ケイ素微粒子の場合よりも表面自由エネルギーが小さく低摩擦性を有するので、感光体表面に深い傷が入りにくくなると考察できる。
本発明の実施形態2では、有機ケイ素重合体を含有する微粒子がトナー粒子の表面に存在するトナーを使用することによって、より高寿命な構成においても感光体の耐久性を維持しつつ、簡易な構成によって、画像流れの発生を抑制する構成であることを特徴とする。なお、実施形態2において実施形態1と重複する部分については説明を割愛する。
[Embodiment 2]
In
The inventors conducted experiments by changing the state of the surface layer of the toner, and found that the toner in which fine particles containing an organosilicon polymer are present on the surface of the toner particles has a favorable effect.
This is because, as in
As a result, the metal soap is insufficiently supplied to the deep scratches, resulting in image deletion.
On the other hand, in the case of a toner in which fine particles containing an organic silicon polymer are present on the surface of the toner particles instead of the inorganic silicon fine particles, the surface free energy is smaller than that of the inorganic silicon fine particles and the frictional property is low. It can be considered that deep scratches are less likely to occur on the body surface.
In
<有機ケイ素重合体を含有する微粒子がトナー粒子の表面に存在するトナー>
本実施形態2では、現像剤が、トナー粒子、前記トナー粒子の表面に存在する、下記式(1)で示される構造を有する有機ケイ素重合体を含有する微粒子、及び金属石鹸を有するトナーを含有する。
R-SiO3/2 (1)
該Rは、炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。また、該Rは、炭素数1以上5以下の脂肪族炭化水素基又はフェニル基であることが好ましく、炭素数が1以上3以下の脂肪族炭化水素基であることがより好ましい。炭素数が1以上3以下の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、又はプロピル基、又はビニル基が好ましく例示できる。
また、該微粒子の固着率は、30%以上90%以下であることが好ましい。
<Toner in Which Fine Particles Containing Organosilicon Polymer are Present on the Surface of Toner Particles>
In
R—SiO 3/2 (1)
The R represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. R is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more and 5 or less carbon atoms or a phenyl group, and more preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more and 3 or less carbon atoms. Preferred examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a vinyl group.
Moreover, the adhesion rate of the fine particles is preferably 30% or more and 90% or less.
(有機ケイ素重合体を含有する微粒子)
有機ケイ素重合体を含有する微粒子は、アルキルトリアルコキシシランの脱水縮合で得られる、ポリアルキルシルセスキオキサンを含有する微粒子であることが好ましく、ポリアルキルシルセスキオキサン微粒子であることがより好ましい。
なお、該ポリアルキルシルセスキオキサンは、3官能性シランを加水分解することで得
られる、R-SiO3/2の構造(該Rは、炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。)を有するネットワーク型ポリマーである。
上記アルキルトリアルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、n-ヘキシルメトキシシラン、n-ヘキシルトリエトキシシラン、などを使用することができる。これらは、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
(Fine particles containing organosilicon polymer)
The microparticles containing an organosilicon polymer are preferably microparticles containing polyalkylsilsesquioxane obtained by dehydration condensation of alkyltrialkoxysilane, and more preferably polyalkylsilsesquioxane microparticles. .
The polyalkylsilsesquioxane has an R—SiO 3/2 structure (R represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms) obtained by hydrolyzing a trifunctional silane. ) is a network polymer.
Examples of the alkyltrialkoxysilanes include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, isobutyltrialkoxysilane. Ethoxysilane, n-hexylmethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, and the like can be used. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
(有機ケイ素重合体を含有する微粒子の製造方法)
2000mLフラスコに、水200.0g、及び触媒として酢酸0.1gを仕込み、30℃で撹拌した。ここにメチルトリメトキシシラン100.0gを加えて2時間撹拌した。これを、工程Aとする。
500mLフラスコに、水150g、メタノール200.0g及び水酸化ナトリウム5gを投入して30℃で5分間撹拌し、アルカリ性水系触媒を作製した。このアルカリ性水系触媒を、前記工程Aの2000mLフラスコに投入した。その後10分間撹拌した。これを、工程Bとする。
5000mLフラスコに、水2500gを投入し、これを35℃で撹拌しながら工程Bで得た水溶液全量を投入した。その後8時間撹拌を継続し、ポリメチルシルセスキオキサン微粒子を含む分散液を得た。これを、工程Cとする。
工程Cで得られた分散液を吸引濾過し、ポリメチルシルセスキオキサン微粒子のケーキを形成した。さらに、メタノール洗浄を2回行った。その後、40℃で24時間減圧乾燥して白色の微粒子を得た。その後、この白色微粒子を風力分級機でふるい分けすることで粒度を調整した。これによって、ポリメチルシルセスキオキサン微粒子(A)が得られた。該ポリメチルシルセスキオキサン微粒子(A)個数平均粒径は、102nmであった。
(Method for producing microparticles containing organosilicon polymer)
A 2000 mL flask was charged with 200.0 g of water and 0.1 g of acetic acid as a catalyst, and stirred at 30°C. 100.0 g of methyltrimethoxysilane was added thereto and stirred for 2 hours. This is referred to as process A.
150 g of water, 200.0 g of methanol and 5 g of sodium hydroxide were put into a 500 mL flask and stirred at 30° C. for 5 minutes to prepare an alkaline aqueous catalyst. This alkaline aqueous catalyst was put into the 2000 mL flask of step A above. It was then stirred for 10 minutes. This is referred to as process B.
2500 g of water was put into a 5000 mL flask, and the whole amount of the aqueous solution obtained in step B was put into the flask while stirring at 35°C. After that, stirring was continued for 8 hours to obtain a dispersion containing polymethylsilsesquioxane fine particles. This is referred to as process C.
The dispersion liquid obtained in Step C was suction filtered to form a cake of polymethylsilsesquioxane microparticles. Furthermore, methanol washing was performed twice. Then, it was dried under reduced pressure at 40° C. for 24 hours to obtain white fine particles. After that, the particle size was adjusted by sieving the white fine particles with an air classifier. Polymethylsilsesquioxane fine particles (A) were thus obtained. The polymethylsilsesquioxane fine particles (A) had a number average particle diameter of 102 nm.
(有機ケイ素重合体を含有する微粒子の個数平均粒径の測定方法)
該微粒子の個数平均粒径は、電界放出形走査電子顕微鏡(FE-SEM)「S-4800、日立ハイテクノロジーズ」を用い、微粒子を10万倍に拡大して撮影された画像から測定した。
まず、微粒子を、メタノールに濃度0.5質量%程度に懸濁し、ホモジナイザー(出力20W)で1分間分散させた液を用意した。その後、観察用の台座に滴下し、風乾させた。これを、30秒間の白金蒸着をほどこし、上記FE-SEMを用い、10万倍の拡大画像を得た。次に、得られた画像を印刷するが、その際、100個以上測れるだけの複数の画像を出力した。これら印刷物からランダムで100個選び、ノギスで長径を測定した。その100個の長径の算術平均値を、個数平均粒径(単位:nm)とした。
(Method for measuring number average particle diameter of microparticles containing organosilicon polymer)
The number-average particle diameter of the fine particles was measured from an image of the fine particles magnified 100,000 times using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) "S-4800, Hitachi High-Technologies".
First, fine particles were suspended in methanol to a concentration of about 0.5% by mass, and dispersed for 1 minute with a homogenizer (output 20 W) to prepare a liquid. After that, it was dropped onto a pedestal for observation and air-dried. This was subjected to platinum vapor deposition for 30 seconds, and an enlarged image of 100,000 times was obtained using the above FE-SEM. Next, the obtained images were printed, and at that time, a plurality of images that could measure 100 or more were output. 100 pieces were randomly selected from these prints, and the major axis was measured with a vernier caliper. The arithmetic average value of the 100 long diameters was taken as the number average particle diameter (unit: nm).
(トナーの製造例)
20L反応容器に、イオン交換水400質量部に、0.1M-Na3PO4水溶液450質量部を投入し、60℃に加温した後、TK式ホモミクサー(特殊機化工業製)を用いて、6,000rpmにて撹拌した。これに1.0M-CaCl2水溶液68部を添加し、リン酸カルシウム塩を含む水系媒体を得た。
(Toner production example)
In a 20 L reaction vessel, 400 parts by mass of ion-exchanged water and 450 parts by mass of 0.1M Na PO aqueous solution were added, heated to 60°C, and then mixed with a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). , and stirred at 6,000 rpm. 68 parts of a 1.0 M-CaCl 2 aqueous solution was added to this to obtain an aqueous medium containing a calcium phosphate salt.
一方、
・スチレン 75部
・n-ブチルアクリレート 25部
・C.I.PigmentBlue15:3 5部
・ポリエステル樹脂 5部
(重量平均分子量=12500、酸価=5.5mgKOH/g)
・ジアルキルサリチル酸のアルミニウム化合物 1部
・炭化水素ワックス 3部
(吸熱ピーク=80℃、半値幅=8、重量平均分子量=750)
・エステルワックス 9部
(吸熱ピーク=67℃、半値幅=4、重量平均分子量=690)
・ジビニルベンゼン 0.05部
on the other hand,
・Styrene 75 parts ・n-Butyl acrylate 25 parts ・C.I. I. Pigment Blue 15:3 5
- Aluminum compound of
・Divinylbenzene 0.05 parts
上記処方を、5L容器投入して60℃に加温しながら、TK式ホモミクサー(特殊機化工業製)を用いて、5,000rpmにて均一に溶解・分散した。これに、重合開始剤2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)3.5部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。前記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、70℃,N2雰囲気下において、TK式ホモミクサーにて10,000rpmで撹拌し重合性単量体組成物の液滴を造粒した。
その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ、重合性ビニル系単量体の重合転化率が90%に達したところで、0.1mol/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加して水系分散媒体のpHを8に調製した。
更に昇温速度40℃/hrで80℃に昇温し4時間反応させた。
重合反応終了後、減圧下で残存モノマーを留去した。冷却後、塩酸を加えpHを1.4にし、3時間撹拌することでリン酸カルシウム塩を溶解した。
濾過・水洗を行った後、40℃にて48時間乾燥し、風力分級により微粉と粗粉を取り除き、トナー粒子bを得た。トナー粒子bの重量平均粒径(D4)は、7.0μmであった。
このトナー粒子100部に対し、ポリメチルシルセスキオキサン微粒子(A)2.0部及び(トナー中の含有量が0.20質量%になるように)ステアリン酸亜鉛を後述する方法で外添して、本実施例のトナーbとした。
The above formulation was put into a 5 L container and heated to 60° C., and uniformly dissolved and dispersed at 5,000 rpm using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). 3.5 parts of a polymerization initiator, 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), was dissolved in this to prepare a polymerizable monomer composition. The polymerizable monomer composition is added to the aqueous medium, and stirred at 10,000 rpm with a TK homomixer at 70° C. under N2 atmosphere to granulate droplets of the polymerizable monomer composition. bottom.
After that, while stirring with a paddle stirring blade, when the polymerization conversion rate of the polymerizable vinyl monomer reaches 90%, a 0.1 mol/liter sodium hydroxide aqueous solution is added to adjust the pH of the aqueous dispersion medium to 8. was prepared to
Further, the temperature was raised to 80° C. at a rate of temperature rise of 40° C./hr, and reaction was carried out for 4 hours.
After completion of the polymerization reaction, residual monomers were distilled off under reduced pressure. After cooling, hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.4, and the mixture was stirred for 3 hours to dissolve the calcium phosphate.
After filtering and washing with water, the particles were dried at 40° C. for 48 hours, and fine particles and coarse particles were removed by air classification to obtain toner particles b. The weight average particle size (D4) of the toner particles b was 7.0 μm.
To 100 parts of the toner particles, 2.0 parts of polymethylsilsesquioxane fine particles (A) and zinc stearate (so that the content in the toner is 0.20% by mass) are externally added by a method described later. Thus, toner b of the present embodiment was obtained.
(トナー粒子の重量平均粒径D4の測定方法)
トナー粒子の重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出した。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンターMultisizer3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いた。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールターMultisizer3Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いた。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行った。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、「ISOTONII」(ベックマン・コールター社製)を使用した。
(Method for Measuring Weight Average Particle Diameter D4 of Toner Particles)
The weight average particle size (D4) of the toner particles was calculated as follows. As a measurement device, a precision particle size distribution measurement device "
As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, "ISOTON II" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.), which is prepared by dissolving special grade sodium chloride in ion-exchanged water so as to have a concentration of about 1% by mass, was used.
尚、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行った。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOMME)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定した。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定した。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTONIIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れた。
Before conducting the measurement and analysis, the dedicated software was set as follows.
On the "Change standard measurement method (SOMME)" screen of the dedicated software, set the total count number of control mode to 50000 particles, set the number of measurements to 1, and set the Kd value to "standard particle 10.0 μm" (Beckman Coulter Co.) was used to set the values obtained. The threshold and noise level were automatically set by pressing the "threshold/noise level measurement button". Also, the current was set to 1600 μA, the gain was set to 2, the electrolyte was set to ISOTON II, and a check was put in the “flash of aperture tube after measurement”.
前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定した。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回
りで24回転/秒にて行った。そして、専用ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去した。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れた。この中に分散剤として「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)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加えた。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個の位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetra150」(日科機バイオス社製)を準備した。超音波分散器の水槽内に約3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2mL添加した。(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させた。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整した。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー粒子約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させた。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続した。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節した。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー粒子を分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整した。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行った。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)を算出した。尚、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
On the "pulse-to-particle size conversion setting" screen of the dedicated software, the bin interval was set to logarithmic particle size, the particle size bin was set to 256 particle size bins, and the particle size range was set to 2 μm to 60 μm.
A specific measuring method is as follows.
(1) About 200 mL of the electrolytic aqueous solution was placed in a 250 mL round-bottomed glass beaker exclusively for
(2) About 30 mL of the electrolytic aqueous solution was placed in a 100 mL flat-bottom glass beaker. As a dispersant, "Contaminon N" (a 10% by mass aqueous solution of a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments at
(3) An ultrasonic disperser "Ultrasonic
(5) While the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) was irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner particles were added little by little to the electrolytic aqueous solution and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion treatment was continued for another 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the temperature of the water in the water tank was appropriately adjusted to 10°C or higher and 40°C or lower.
(6) The electrolytic aqueous solution of (5) above, in which toner particles are dispersed, is dropped into the round-bottomed beaker of (1) above set in the sample stand, and adjusted so that the measured concentration is about 5%. bottom. The measurement was continued until the number of measured particles reached 50,000.
(7) The measurement data was analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle size (D4) was calculated. Incidentally, the weight average particle diameter (D4) is the "average diameter" on the "analysis/volume statistical value (arithmetic mean)" screen when graph/vol% is set in the dedicated software.
(トナー粒子の表面に対する微粒子の固着率の測定方法)
上記ポリメチルシルセスキオキサン微粒子(A)の固着率(%)の測定方法を以下に示す。
(Method for measuring adhesion rate of fine particles to surface of toner particles)
A method for measuring the fixation rate (%) of the polymethylsilsesquioxane fine particles (A) is shown below.
イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)160gを加え、湯煎しながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブ(容量50mL)に該ショ糖濃厚液を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。
160 g of sucrose (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) is added to 100 mL of ion-exchanged water and dissolved in a hot water bath to prepare a concentrated sucrose solution. 31 g of the sucrose concentrate and Contaminon N (a
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などで採取する。採取したトナーを含む水溶液を減圧濾過機で濾過した後、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。該洗浄後のトナーと洗浄前のトナーの測定対象の元素量比から、トナー粒子の表面に対する微粒子の固着率(%)を計算する。 The centrifuge tube is shaken on a shaker at 350 spm (strokes per min) for 20 minutes. After shaking, the solution is transferred to a swivel rotor glass tube (capacity 50 mL) and separated in a centrifuge (manufactured by H-9R Kokusan Co., Ltd.) at 3500 rpm for 30 minutes. It is visually confirmed that the toner and the aqueous solution are sufficiently separated, and the separated toner on the uppermost layer is collected with a spatula or the like. After the collected aqueous solution containing the toner is filtered with a vacuum filter, it is dried with a dryer for 1 hour or more. The dried product is pulverized with a spatula, and the amount of silicon is measured with fluorescent X-rays. The rate (%) of fine particles adhering to the surface of the toner particles is calculated from the element amount ratio of the measurement object between the toner after washing and the toner before washing.
各元素の蛍光X線の測定は、JIS K 0119-1969に準ずるが、具体的には以下のとおりである。
測定装置としては、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)と、測定条件設定および測定データ解析をするための付属の専用ソフト「SuperQver.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。
Fluorescent X-ray measurement of each element conforms to JIS K 0119-1969, but specifically as follows.
As a measurement device, a wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometer "Axios" (manufactured by PANalytical) and attached dedicated software "SuperQver.4.0F" (manufactured by PANalytical) for setting measurement conditions and analyzing measurement data. Use 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 light elements, a proportional counter (PC) is used, and when measuring heavy elements, 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の中に洗浄後のトナー又は洗浄前のトナーを約1g入れて平らにならし、錠剤成型圧縮機「BRE-32」(前川試験器製作所社製)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 washed toner or unwashed toner was placed in a special aluminum ring with a diameter of 10 mm for press, and was flattened. (manufacturer), pressurized at 20 MPa for 60 seconds, 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、単位時間当たりの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。 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(SiO2)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十分混合する。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。
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検量線用の試料のペレットを作製し、PETを分光結晶に用いた際に回折角(2θ)=109.08°に観測されるSi-Kα線の計数率(単位:cps)を測定する。この際、X線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、24kV、100mAとする。得られたX線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のSiO2添加量を横軸として、一次関数の検量線を得る。
As a method for quantifying the amount of silicon in the toner, for example, silica (SiO 2 ) fine powder is added to 0.5 parts by mass per 100 parts by mass of toner particles, and thoroughly mixed using a coffee mill. do. Similarly, 2.0 parts by mass and 5.0 parts by mass of fine silica powder are mixed with the toner particles, respectively, and these are used as samples for the calibration curve.
For each sample, a pellet of the sample for the calibration curve was prepared as described above using a tablet press, and when PET was used as the analyzing crystal, the diffraction angle (2θ) was observed at 109.08°. The Si-Kα ray count rate (unit: cps) is measured. At this time, the acceleration voltage and current value of the X-ray generator are set to 24 kV and 100 mA, respectively. A linear function calibration curve is obtained with the obtained X-ray count rate on the vertical axis and the amount of SiO 2 added in each calibration curve sample on 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ケイ素の含有量を求める。上記方法により算出した洗浄前のトナーのケイ素量に対して、洗浄後のトナーのケイ素量の比率を求め、固着率(%)とする。 Next, the toner to be analyzed is made into pellets as described above using a tablet press, and the Si--Kα ray count rate is measured. Then, the content of silicon in the toner is obtained from the above calibration curve. The ratio of the amount of silicon in the toner after washing to the amount of silicon in the toner before washing calculated by the above method is obtained and defined as the fixation rate (%).
(外添方法)
本実施形態2のトナーは、トナー粒子bに対し、ポリメチルシルセスキオキサン微粒子(A)及び金属石鹸を特開2016-38591号公報の実施例記載の方法に従って外添することで得た。
すなわち、100質量部のトナー粒子bに対して、ポリメチルシルセスキオキサン微粒子(A)2.00質量部及び(トナー中の含有量が0.20質量%になるように)ステアリン酸亜鉛を、図7から図11に示す装置a(表面改質装置)101を用い、下記表に示
す条件で2段階の処理を行った。その後、200メッシュの篩を用いて、粗大粒子を除去することで、トナーbを得た。
(External attachment method)
The toner of
That is, 2.00 parts by mass of polymethylsilsesquioxane fine particles (A) and zinc stearate (so that the content in the toner is 0.20% by mass) are added to 100 parts by mass of toner particles b. , using the apparatus a (surface modification apparatus) 101 shown in FIGS. Thereafter, coarse particles were removed using a 200-mesh sieve to obtain toner b.
図7に示すように、トナー処理装置101は、処理室(処理槽)110、舞上げ手段としての撹拌羽根120、回転体130、駆動モータ150、及び制御部160で構成されている。処理室110は、トナー粒子及び外添剤を含む被処理物を収容するためのものである。撹拌羽根120は、処理室内における回転体130の下方となる処理室110の底部に回転可能に設けられている。回転体130は、撹拌羽根120よりも上方で回転可能に設けられている。図8に処理室110の概略図を示す。図8では、説明の便宜上、処理室110の内周面(内壁)110aを一部切断した状態を示している。処理室110は略平らな底部を持った円筒形の容器であり、底部の略中心に撹拌羽根120や回転体130を取り付けるための駆動軸111を備えている。図9(a)および(b)に舞上げ手段としての撹拌羽根120の概略図を示す(図9(a)に上面図、図9(b)に側面図を示す)。撹拌羽根120は、回転することで、トナー粒子及び外添剤を含む被処理物を処理室110内で舞上げ可能に構成されている。撹拌羽根120は、回転中心から外側(径方向の外向き(外径方向)、外径側)に向かって伸びる羽根部121を有し、羽根部121の
先端が被処理物を舞上げるように跳ねあげられた形状をしている。撹拌羽根120は、処理室110の底部の駆動軸111に固定され、上方から見て(図9(a)に示す状態で)時計方向(矢印R方向)に回転する。撹拌羽根120の回転により、被処理物は処理室110内で撹拌羽根120と同じ方向に回転しながら上昇し、やがて重力によって下降してくる。このようにして被処理物は均一に混合される。図10、11に回転体130の概略図を示す。図10(a)は回転体130の上面図、図10(b)は側面図である。図11(a)は処理室110内に設置された回転体130を示す上面図、図11(b)は回転体130の要部を示す斜視図、図11(c)は図11(b)のA-A断面を示す図である。回転体130は、処理室110内で撹拌羽根120よりも上方にあって、撹拌羽根120と同じ駆動軸111に固定され、撹拌羽根120と同じ方向(矢印R方向)に回転する。回転体130は、回転体本体131と、回転体130の回転により被処理物に衝突して該被処理物を処理する処理面133を備えた処理部132と、で構成されている。処理面133は、回転体本体131の外周面131aから外径方向に延び、かつ、処理面133のうち回転体本体131から離れた領域の方が、該領域より回転体本体131に近い領域より、回転体130の回転方向下流側に位置するように形成されている。すなわち図11(a)において、処理面133は、回転体130の半径方向に対して、回転体130の回転方向Rの方向に傾いて配置されている。回転体130の回転により、被処理物と処理面133が衝突することによって外添剤凝集物の解砕処理が行われる。
As shown in FIG. 7, the
トナーにおけるポリメチルシルセスキオキサン微粒子の含有量は、トナー粒子100.00質量部に対して、0.01質量部以上3.00質量部以下であることが好ましい。
この方法により得ることができるトナー粒子の表面に対する該微粒子の固着率は2段階の処理時に羽先端周速と時間を振ることで調整可能である。
本発明において、該固着率は30%以上90%以下であることが好ましい。固着率が30%を下回ると、トナー粒子間の接触する機会が増加することでトナー付着力が変化し、帯電性が変化する場合がある。また、上記の外添方法では90%より高い固着率を得ることは難しい。
The content of the polymethylsilsesquioxane fine particles in the toner is preferably 0.01 parts by mass or more and 3.00 parts by mass or less with respect to 100.00 parts by mass of the toner particles.
The adherence ratio of the fine particles to the surface of the toner particles obtained by this method can be adjusted by changing the peripheral speed of the blade tip and the time during the two-stage treatment.
In the present invention, the fixation rate is preferably 30% or more and 90% or less. If the fixation rate is less than 30%, the chances of contact between toner particles increase, which may change the toner adhesion force and change the chargeability. Moreover, it is difficult to obtain a fixation rate higher than 90% by the above external addition method.
本実施形態2では、有機ケイ素重合体微粒子を外添したトナーを用いることで、粗面化処理を施した感光体表面の凹凸形状を、周面の十点平均面粗さ(Rz)の範囲が0<Rz≦0.7(μm)であり、かつ該周面の凹凸の平均間隔(Sm)の範囲が0<Sm≦70(μm)に維持することができる。その結果金属石鹸による画像流れ抑制効果を維持することができる。また、該トナーは、無機ケイ素微粒子を外添剤として用いないことも好ましい態様である。
In
<実施例>
本実施形態2では、上記トナーの製造方法を用いて、有機ケイ素重合体微粒子と金属石鹸を外添したトナーbを作製した。
表5にトナーbの外添条件を示す。金属石鹸は、実施形態1と同様にステアリン酸亜鉛を外添している。
<Example>
In
Table 5 shows external additive conditions for toner b. The metal soap externally adds zinc stearate as in the first embodiment.
表6に示すようなトナーと感光体との組み合わせを準備した。 Combinations of toners and photosensitive members as shown in Table 6 were prepared.
(実験)
実施例1、4、比較例3の画像流れの発生を確認するため、1%印字率で一日10000枚間連続通紙後に一日機内で放置し、放置後画像流れの発生の有無を比較した。
画像流れテストは、ハーフトーン画像を1枚印字し評価した。評価は以下の通りである。
〇:発生なし
(画像全域で潜像なまりによる白ぬけや画像境界部の輪郭ボケなし)
×:発生
(画像の一部もしくは全域で潜像なまりによる白抜けや画像境界部の輪郭ボケ発生)
通紙及びテストは、32℃、80%RHの環境で行った。全通紙量は70000枚まで行なった。
また、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。
実験結果を表7に示す。
(experiment)
In order to confirm the occurrence of image smearing in Examples 1, 4, and Comparative Example 3, 10,000 sheets of paper were continuously fed per day at a printing rate of 1%, then left in the machine for a day, and the presence or absence of image smearing after standing was compared. bottom.
The image deletion test was evaluated by printing one halftone image. Evaluation is as follows.
〇: Not generated (no white spots due to latent image dullness or outline blurring at image borders in the entire image)
×: Occurs (overall or part of the image due to latent image dullness and outline blurring at image boundaries)
Paper threading and testing were performed in an environment of 32° C. and 80% RH. The total number of sheets passed was up to 70,000 sheets.
Also, the photosensitive member surface speed was 296 mm/s, the developing roller surface speed was 425 mm/s, the photosensitive member surface potential was −500 V, the voltage applied to the developing roller was −350 V, the voltage of the supply roller was −450 V, and the voltage of the regulating member was −450 V.
Table 7 shows the experimental results.
表7に示すように、有機ケイ素重合体を含有する微粒子を有するトナーbを用いた実施例4の画像流れは実験を通して良好であった。これに対して、無機ケイ素微粒子を外添したトナーaを用いた実施例1では、50000枚までは良好であるものの、60000枚で画像流れが発生している。感光体表面を比較すると、画像流れ発生時の実施例1の感光体には、比較例3で用いた感光体dのような深い傷が局所的に入っており、初期の粗面化処理形状から変化していた。これは、トナーに外添された無機ケイ素微粒子が現像部やクリーニング部のような感光体との当接部で感光体表面を削ってしまい、局所的な深い傷(溝)を形成したものと推測される。溝が深く形成されると、溝を埋めきるまで多くの金属石鹸が必要となり、画像流れ抑制効果が低下する場合がある。
一方、有機ケイ素重合体を含有する微粒子を有するトナーbを用いた実施例4では、実験を通じて初期の粗面化処理形状を維持していた。有機ケイ素重合体を含有する微粒子は無機ケイ素微粒子よりも表面自由エネルギーが小さく低摩擦性なため、感光体表面に深い傷が入りにくくなると思われる。
As shown in Table 7, image bleeding in Example 4 using toner b having fine particles containing an organosilicon polymer was good throughout the experiment. On the other hand, in Example 1 using the toner a to which the inorganic silicon fine particles were externally added, although the image quality was good up to 50,000 sheets, image deletion occurred after 60,000 sheets. When the surface of the photoreceptor is compared, the photoreceptor of Example 1 when the image deletion occurs has deep scratches like the photoreceptor d used in Comparative Example 3. was changing from This is because the inorganic silicon fine particles externally added to the toner scraped the surface of the photoreceptor in contact with the photoreceptor, such as the developing section and the cleaning section, forming local deep scratches (grooves). guessed. If the grooves are formed deep, a large amount of metal soap is required until the grooves are completely filled, which may reduce the effect of suppressing image deletion.
On the other hand, in Example 4 using toner b having fine particles containing an organosilicon polymer, the initial roughened shape was maintained throughout the experiment. Fine particles containing an organosilicon polymer have a smaller surface free energy and a lower frictional property than inorganic silicon fine particles, so it is believed that deep scratches are less likely to occur on the surface of the photoreceptor.
なお、比較例3は、初期から深い溝が形成された感光体dを用いているため、トナーbに外添されている微粒子が有機ケイ素重合体を含有する微粒子であっても、40000枚で画像流れが発生した。 In Comparative Example 3, since the photosensitive member d in which deep grooves were formed from the beginning was used, even if the fine particles externally added to the toner b were fine particles containing an organosilicon polymer, 40,000 sheets were required. Image blur has occurred.
本実施形態2の構成においては、有機ケイ素重合体を含有する微粒子を有するトナーbを用いることで、像担持体の周面の十点平均面粗さ(Rz)の範囲を0<Rz≦0.70(μm)、該周面の凹凸の平均間隔(Sm)の範囲を0<Sm≦70.0(μm)に維持することができる。その結果、安定的に金属石鹸を感光体ドラム表面に維持できる構成となり、より高寿命な構成においても感光体の耐久性を維持しつつ、簡易な構成によって、画像流れの発生を抑制することが可能となった。 In the configuration of the second embodiment, the ten-point average surface roughness (Rz) of the peripheral surface of the image carrier is reduced to 0<Rz≦0 by using the toner b having fine particles containing an organosilicon polymer. .70 (μm), and the range of the average interval (Sm) of the irregularities on the peripheral surface can be maintained within the range of 0<Sm≦70.0 (μm). As a result, the metal soap can be stably maintained on the surface of the photoreceptor drum, and the durability of the photoreceptor can be maintained even in a longer-life configuration, and the occurrence of image smearing can be suppressed with a simple configuration. It has become possible.
[実施形態3]
本発明の実施形態1では図4に示したような無機ケイ素微粒子を外添したトナーを用いた場合について説明をしてきた。
また、実施形態2では、有機ケイ素重合体を含有する微粒子を、トナー粒子の表面に有するトナーを用いた場合について説明をした。
次に、本実施形態3について説明する。
本実施形態3では、現像剤が、トナー粒子、該トナー粒子の表面を被覆する、下記式(1)で示される構造を有する有機ケイ素重合体、及び、金属石鹸を有するトナーに関する。
R-SiO3/2 (1)
(前記Rは、炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。)
該トナーは、実施形態2のトナーを使用した場合に比べて有機ケイ素重合体がトナーから外れにくいため、金属石鹸だけを効率よく感光体の溝に供給することができるという特徴を有する。
以下の説明において、上述した実施形態と同様の部分については、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
In
Further, in the second embodiment, the case of using the toner having the fine particles containing the organosilicon polymer on the surface of the toner particles has been described.
Next,
R—SiO 3/2 (1)
(The above R represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.)
This toner is characterized in that the organosilicon polymer is less likely to come off from the toner than in the case of using the toner of
In the following description, descriptions of the same parts as those of the above-described embodiment are omitted.
<トナー>
本実施形態3では、トナー粒子、及び、該トナー粒子の表面を被覆する、式(1)で示される構造を有する有機ケイ素重合体を有するトナーを用いる。
<Toner>
In
トナー粒子の表面が、式(1)で示される構造を有する有機ケイ素重合体で被覆されている場合、トナー粒子の最表面に存在する層である表層を有する。すなわち、トナー粒子は、式(1)で示される構造を有する有機ケイ素重合体を含有する表層を有する。
該表層は従来のトナー粒子に比べてとても硬い。そのため、定着性の観点からトナー粒
子表面の一部に表層が形成されていない部分を設けることも好ましい。
When the surface of the toner particles is coated with the organosilicon polymer having the structure represented by formula (1), the toner particles have a surface layer which is the outermost layer. That is, the toner particles have a surface layer containing an organosilicon polymer having a structure represented by formula (1).
The surface layer is very hard compared to conventional toner particles. Therefore, from the viewpoint of fixability, it is also preferable to provide a portion where the surface layer is not formed on a part of the surface of the toner particles.
ただし、有機ケイ素重合体を含有する表層の厚みが2.5nm以下である分割軸の数の割合(以下、表層の厚み2.5nm以下の割合ともいう)が、20.0%以下であることが好ましい。この条件は、トナー粒子の表面のうち少なくとも80.0%以上が、2.5nm以上の有機ケイ素重合体を含有する表層で構成されていることを近似している。すなわち、本条件を満たすと、有機ケイ素重合体を含有する表層が十分にトナー粒子の表面を被覆することとなる。より好ましくは10.0%以下である。測定は透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた断面観察により規定できるが、詳細は後述する。 However, the ratio of the number of splitting axes in which the thickness of the surface layer containing the organosilicon polymer is 2.5 nm or less (hereinafter also referred to as the ratio of the thickness of the surface layer of 2.5 nm or less) is 20.0% or less. is preferred. This condition approximates that at least 80.0% or more of the surface of the toner particles is composed of a surface layer containing an organosilicon polymer of 2.5 nm or more. That is, when this condition is satisfied, the surface layer containing the organosilicon polymer sufficiently covers the surface of the toner particles. More preferably, it is 10.0% or less. The measurement can be defined by cross-sectional observation using a transmission electron microscope (TEM), the details of which will be described later.
(式(1)で示される構造を有する有機ケイ素重合体)
トナーは、トナー粒子、及び、該トナー粒子の表面を被覆する、式(1)で示される構造を有する有機ケイ素重合体を有する。
R-SiO3/2 (1)
(Rは炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。)
(Organosilicon polymer having a structure represented by formula (1))
The toner has toner particles and an organosilicon polymer having a structure represented by formula (1) covering the surfaces of the toner particles.
R—SiO 3/2 (1)
(R represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.)
式(1)で示される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。
In the organosilicon polymer having the structure represented by formula (1), one of the four valences of Si atoms is bonded to R and the remaining three are bonded to O atoms. The O atom forms a state in which both of its two valences are bonded to Si, that is, a siloxane bond (Si--O--Si).
Considering Si atoms and O atoms as an organosilicon polymer, it is expressed as —SiO 3/2 because it has two Si atoms and three O atoms.
さらに、トナー粒子のテトラヒドロフラン(THF)不溶分の29Si-NMRの測定で得られるチャートにおいて、有機ケイ素重合体の全ピーク面積に対する式(1)の構造に帰属されるピーク面積の割合が20%以上であることが好ましい。詳細な測定法は後述するが、これはトナー粒子に含まれる有機ケイ素重合体の中でR-SiO3/2で表される部分構造を、20%以上有していることを近似している。 Furthermore, in the chart obtained by 29 Si-NMR measurement of the tetrahydrofuran (THF)-insoluble portion of the toner particles, the ratio of the peak area attributed to the structure of formula (1) to the total peak area of the organosilicon polymer was 20%. It is preferable that it is above. Although the detailed measurement method will be described later, this approximates that the organosilicon polymer contained in the toner particles has a partial structure represented by R—SiO 3/2 at 20% or more. .
前述の通り、Si原子の4つの原子価のうち、3つが酸素原子と結合し、さらにそれら酸素原子が別のSi原子と結合することが、-SiO3/2の構造の意味である。もし、そのうち酸素1つがシラノール基であったとすると、その有機ケイ素重合体の構造はR-SiO2/2-OHで表現される。さらに、酸素2つがシラノール基であれば、その構造はR-SiO1/2(-OH)2となる。これら構造を比較すると、より多くの酸素原子がSi原子と架橋構造を形成するほうが、SiO2で表わされるシリカ構造に近い。そのため-SiO3/2骨格が多いほど、トナー粒子表面の表面自由エネルギーを低くすることができるため、環境安定性及び耐部材汚染に優れた効果がある。 As described above, the —SiO 3/2 structure means that three of the four valences of Si atoms are bonded to oxygen atoms, and these oxygen atoms are bonded to other Si atoms. If one of the oxygens is a silanol group, the structure of the organosilicon polymer is represented by R--SiO 2/2 --OH. Furthermore, if two oxygens are silanol groups, the structure will be R--SiO 1/2 (--OH) 2 . Comparing these structures, more oxygen atoms forming a bridge structure with Si atoms is closer to the silica structure represented by SiO 2 . Therefore, the more the —SiO 3/2 skeleton is, the lower the surface free energy of the toner particle surface can be, resulting in excellent environmental stability and member contamination resistance.
また、式(1)で表される構造による耐久性と、式(1)中のRの疎水性及び帯電性により、表層よりも内部に存在する、染み出しやすい低分子量(Mw1000以下の)樹脂、及びガラス転移温度の低い(Tgが40℃以下)の樹脂のブリードが抑えられる。場合によっては離型剤のブリードも抑えられる。 In addition, due to the durability due to the structure represented by formula (1) and the hydrophobicity and chargeability of R in formula (1), a low molecular weight (Mw of 1000 or less) resin that is present inside the surface layer and is easy to seep out. , and low glass transition temperature (Tg is 40° C. or lower) resin bleeding is suppressed. Bleeding of the release agent can also be suppressed in some cases.
式(1)で示される構造のピーク面積の割合は、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、並びに、有機ケイ素重合体形成時の加水分解、付加重合及び縮合重合の反応温度、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。 The ratio of the peak area of the structure represented by formula (1) depends on the type and amount of the organosilicon compound used to form the organosilicon polymer, and the reaction temperature of hydrolysis, addition polymerization, and condensation polymerization during the formation of the organosilicon polymer. , reaction time, reaction solvent and pH.
式(1)で表される構造において、Rは炭素数が1以上6以下の炭化水素基である。これにより帯電量が安定しやすい。特に環境安定性に優れている、炭素数が1以上6以下の脂肪族炭化水素基、又はフェニル基が好ましい。 In the structure represented by formula (1), R is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. This tends to stabilize the charge amount. An aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group, which is particularly excellent in environmental stability, is preferable.
本発明の実施形態において、上記Rは炭素数が1以上3以下の脂肪族炭化水素基であることが、帯電性及びカブリ防止のさらなる向上のためにより好ましい。帯電性が良好であると、転写性が良く転写残トナーが少ないためドラム、帯電部材及び転写部材の汚染が良化する。
炭素数が1以上3以下の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、又はビニル基が好ましく例示できる。環境安定性と保存安定性の観点から、より好ましくは、Rはメチル基である。
In the embodiment of the present invention, R is more preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more and 3 or less carbon atoms in order to further improve chargeability and antifogging. If the chargeability is good, the transferability is good and the amount of residual toner after transfer is small, so that the contamination of the drum, the charging member and the transfer member is improved.
Preferred examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a vinyl group. From the viewpoint of environmental stability and storage stability, R is more preferably a methyl group.
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。 A sol-gel method is preferable as an example of the production of the organosilicon polymer. The sol-gel method is a method of hydrolyzing and condensation-polymerizing a liquid raw material as a starting raw material to form a sol state and then gelling, and is used in a method of synthesizing glasses, ceramics, organic-inorganic hybrids, and nanocomposites. By using this production method, functional materials in various shapes such as surface layers, fibers, bulk bodies, and fine particles can be produced from the liquid phase at low temperatures.
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。
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。
Specifically, the organosilicon polymer present on the surface layer of the toner particles is preferably produced by hydrolysis and polycondensation of a silicon compound represented by alkoxysilane.
By providing the surface layer containing the organosilicon polymer on the toner particles, it is possible to obtain a toner with improved environmental stability, less deterioration in toner performance during long-term use, and excellent storage stability. .
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, the sol-gel method starts from a liquid and forms a material by gelling the liquid, so various microstructures and shapes can be produced. In particular, when the toner particles are produced in an aqueous medium, the particles are easily precipitated on the surface of the toner particles due to the hydrophilicity of the hydrophilic group such as the silanol group of the organosilicon compound. The fine structure and shape can be adjusted by the reaction temperature, reaction time, reaction solvent, pH, the type and amount of the organometallic compound, and the like.
該有機ケイ素重合体は、下記式(Z)で示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 is preferably a polycondensation product of an organosilicon compound having a structure represented by the following formula (Z).
(式(Z)中、R1は、炭素数1以上6以下の炭化水素基を表し、R2、R3及びR4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; R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a halogen atom, a hydroxy group, an acetoxy group, or represents an alkoxy group.)
R1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。R1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R1は炭素数1以上3以下の脂肪族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。 Hydrophobicity can be improved by the hydrocarbon group (preferably alkyl group) of R 1 , and toner particles with excellent environmental stability can be obtained. An aryl group, such as a phenyl group, which is an aromatic hydrocarbon group can also be used as the hydrocarbon group. When the hydrophobicity of R 1 is large, the charge amount tends to increase in various environments. Therefore, in view of environmental stability, R 1 is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more and 3 or less carbon atoms. It is preferably a methyl group, more preferably a methyl group.
R2、R3及びR4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し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以上3以下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、R2、R3及びR4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 form a crosslinked structure through hydrolysis, addition polymerization, and condensation polymerization, and a toner excellent in member contamination resistance and development durability can be obtained. From the viewpoint of moderate hydrolyzability at room temperature and deposition and coating properties on the surface of toner particles, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methoxy group or an ethoxy group is more preferable. preferable. Also, the hydrolysis, addition polymerization and condensation polymerization of R 2 , R 3 and R 4 can be controlled by reaction temperature, reaction time, reaction solvent and pH.
本発明の実施形態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R1を除く一分子中に3つの反応基(R2、R3及びR4)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。 In order to obtain the organosilicon polymer used in the embodiment of the present invention, three reactive groups (R 2 , R 3 and R 4 ) in one molecule excluding R 1 in the formula (Z) shown above Organosilicon compounds (hereinafter also referred to as trifunctional silanes) may be used singly or in combination.
上記式(Z)としては以下のものが挙げられる。
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルジエトキシメトキシシラン、メチルエトキシジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルメトキシジクロロシラン、メチルエトキシジクロロシラン、メチルジメトキシクロロシラン、メチルメトキシエトキシクロロシラン、メチルジエトキシクロロシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルジアセトキシメトキシシラン、メチルジアセトキシエトキシシラン、メチルアセトキシジメトキシシラン、メチルアセトキシメトキシエトキシシラン、メチルアセトキシジエトキシシラン、メチルトリヒドロキシシラン、メチルメトキシジヒドロキシシラン、メチルエトキシジヒドロキシシラン、メチルジメトキシヒドロキシシラン、メチルエトキシメトキシヒドロキシシラン、メチルジエトキシヒドロキシシラン、のような三官能性のメチルシラン。
エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、エチルトリアセトキシシラン、エチルトリヒドロキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリクロロシラン、プロピルトリアセトキシシラン、プロピルトリヒドロキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリクロロシラン、ブチルトリアセトキシシラン、ブチルトリヒドロキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシルトリクロロシラン、ヘキシルトリアセトキシシラン、ヘキシルトリヒドロキシシランのような三官能性のシラン。
フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリアセトキシシラン、フェニルトリヒドロキシシランのような三官能性のフェニルシラン。
Examples of the above formula (Z) include the following.
Methyltrimethoxysilane, Methyltriethoxysilane, Methyldiethoxymethoxysilane, Methylethoxydimethoxysilane, Methyltrichlorosilane, Methylmethoxydichlorosilane, Methylethoxydichlorosilane, Methyldimethoxychlorosilane, Methylmethoxyethoxychlorosilane, Methyldiethoxychlorosilane, Methyl triacetoxysilane, methyldiacetoxymethoxysilane, methyldiacetoxyethoxysilane, methylacetoxydimethoxysilane, methylacetoxymethoxyethoxysilane, methylacetoxydiethoxysilane, methyltrihydroxysilane, methylmethoxydihydroxysilane, methylethoxydihydroxysilane, methyldimethoxysilane trifunctional methylsilanes such as hydroxysilane, methylethoxymethoxyhydroxysilane, methyldiethoxyhydroxysilane;
ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltrichlorosilane, ethyltriacetoxysilane, ethyltrihydroxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, propyltrichlorosilane, propyltriacetoxysilane, propyltrihydroxysilane, butyltri Trifunctional such as methoxysilane, butyltriethoxysilane, butyltrichlorosilane, butyltriacetoxysilane, butyltrihydroxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, hexyltrichlorosilane, hexyltriacetoxysilane, hexyltrihydroxysilane sex silane.
Trifunctional phenylsilanes such as phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltrichlorosilane, phenyltriacetoxysilane, phenyltrihydroxysilane.
また、本発明の効果を損なわない程度に、式(Z)で表される構造を有する有機ケイ素化合物とともに、以下を併用して得られた有機ケイ素重合体を用いてもよい。一分子中に4つの反応基を有する有機ケイ素化合物(四官能性シラン)、一分子中に2つの反応基を有する有機ケイ素化合物(二官能性シラン)又は1つの反応基を有する有機ケイ素化合物(一官能性シラン)。例えば以下のようなものが挙げられる。 Moreover, an organosilicon polymer obtained by using the following together with an organosilicon compound having a structure represented by formula (Z) may be used to the extent that the effects of the present invention are not impaired. An organosilicon compound with four reactive groups in one molecule (tetrafunctional silane), an organosilicon compound with two reactive groups in one molecule (bifunctional silane), or an organosilicon compound with one reactive group ( monofunctional silane). Examples include the following.
ジメチルジエトキシシラン、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリイソシアネートシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルジエトキシメトキシシラン、ビニルエトキシジメトキシシラン、ビニルエトキシジヒドロキシシラン、ビニルジメトキシヒドロキシシラン、ビニルエトキシメトキシヒドロキシシラン、ビニルジエトキシヒドロキシシラン、のような三官能性のビニルシラン。 dimethyldiethoxysilane, tetraethoxysilane, hexamethyldisilazane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriemethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, 3-(2-amino ethyl)aminopropyltriethoxysilane, vinyltriisocyanatesilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyldiethoxymethoxysilane, vinylethoxydimethoxysilane, vinylethoxydihydroxysilane, vinyldimethoxyhydroxysilane, vinylethoxymethoxyhydroxysilane, Trifunctional vinylsilanes, such as vinyldiethoxyhydroxysilane.
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。
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。
Furthermore, 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.
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 the member contamination and fogging can be suppressed. . Charge-up can be made difficult to occur because it is 10.5% by mass or less. The content of the organosilicon polymer is controlled by the type and amount of the organosilicon compound used to form the organosilicon polymer, the method of producing toner particles during the formation of the organosilicon polymer, reaction temperature, reaction time, reaction solvent and pH. can be done.
表層とトナー粒子は、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 and the toner particles are in contact with each other without gaps. As a result, the occurrence of bleeding due to the resin component, release agent, etc. inside the toner particles is suppressed from the surface layer of the toner particles, and a toner excellent in storage stability, environmental stability and development durability can be obtained. In addition to the organosilicon polymer described above, the surface layer may contain resins such as styrene-acrylic copolymer resins, polyester resins and urethane resins, and various additives.
上述した懸濁重合法についてさらに詳細に説明する。
重合性単量体として、以下に示すビニル系重合性単量体が好適に例示できる。
スチレン;α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、p-メトキシスチレン、p-フェニルスチレンのようなスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、iso-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、iso-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-アミルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート、n-ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2-ベンゾイルオキシエチルアクリレートのようなアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、iso-プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、iso-ブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、n-アミルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、n-ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートのようなメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、蟻酸ビニルのようなビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトン。
The suspension polymerization method described above will be described in more detail.
As the polymerizable monomer, the following vinyl-based polymerizable monomers can be preferably exemplified.
Styrene; α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p-tert-butylstyrene, p- styrene derivatives such as n-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene, pn-dodecylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene; methyl acrylate; , ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, n - acrylic polymerizable monomers such as nonyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, dimethyl phosphate ethyl acrylate, diethyl phosphate ethyl acrylate, dibutyl phosphate ethyl acrylate, 2-benzoyloxyethyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate , n-propyl methacrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, n-nonyl methacrylate , diethyl phosphate ethyl methacrylate, methacrylic polymerizable monomers such as dibutyl phosphate ethyl methacrylate; methylene aliphatic monocarboxylic acid esters; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, vinyl butyrate, vinyl benzoate, vinyl esters such as vinyl formate; vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether; vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, vinyl isopropyl ketone.
難水溶性無機化合物の分散安定剤としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、リンのいずれかが含まれているものが好ましく用いられる。より好ましくは、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、リンのいずれかが含まれていることが望まれる。具体的には、以下のものが挙げられる。
リン酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ヒドロキシアパタイド。
上記分散安定剤に有機系化合物、例えばポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプンを併用しても構わない。これら分散安定剤は、重合性
単量体100質量部に対して、0.01質量部以上2.00質量部以下使用することが好ましい。
さらに、これら分散安定剤の微細化のため、重合性単量体100質量部に対して、0.001質量部以上0.1質量部以下の界面活性剤を併用してもよい。具体的には市販のノニオン、アニオン、カチオン型の界面活性剤が利用できる。例えばドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウムが好ましく用いられる。
As the dispersion stabilizer for the sparingly water-soluble inorganic compound, one containing any one of magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum and phosphorus is preferably used. More preferably, one of magnesium, calcium, aluminum and phosphorus is desired. Specifically, the following are mentioned.
Magnesium phosphate, tricalcium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate, hydroxyapatide.
Organic compounds such as polyvinyl alcohol, gelatin, methyl cellulose, methylhydroxypropyl cellulose, ethyl cellulose, sodium salts of carboxymethyl cellulose, and starch may be used in combination with the dispersion stabilizer. It is preferable to use 0.01 parts by mass or more and 2.00 parts by mass or less of these dispersion stabilizers with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
Furthermore, in order to make these dispersion stabilizers finer, 0.001 parts by mass or more and 0.1 parts by mass or less of a surfactant may be used together with 100 parts by mass of the polymerizable monomer. Specifically, commercially available nonionic, anionic, and cationic surfactants can be used. For example, sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate and calcium oleate are preferably used.
懸濁重合法において使用する重合開始剤としては、一般的に油溶性開始剤が用いられる。例えば、以下のものが挙げられる。
2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリルのようなアゾ化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、デカノニルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシピバレート、クメンヒドロパーオキサイドのようなパーオキサイド系開始剤。
重合開始剤は必要に応じて水溶性開始剤を併用してもよく、以下のものが挙げられる。過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、2,2’-アゾビス(N,N’-ジメレンイソブチロアミジン)塩酸塩、2,2’-アゾビス(2-アミノジノプロパン)塩酸塩、アゾビス(イソブチルアミジン)塩酸塩、2,2’-アゾビスイソブチロニトリルスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄又は過酸化水素。
An oil-soluble initiator is generally used as the polymerization initiator used in the suspension polymerization method. For example:
2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 1,1'-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis-4 - azo compounds such as methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile; acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, decanonyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, propionyl peroxide, acetyl peroxide, tert- Butyl peroxy-2-ethylhexanoate, benzoyl peroxide, tert-butyl peroxyisobutyrate, cyclohexanone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, dicumyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, di-tert-butylperoxide peroxide initiators such as oxide, tert-butyl peroxypivalate and cumene hydroperoxide;
If necessary, a water-soluble initiator may be used in combination with the polymerization initiator, and examples thereof include the following. ammonium persulfate, potassium persulfate, 2,2'-azobis(N,N'-dimeleneisobutyroamidine) hydrochloride, 2,2'-azobis(2-aminodinopropane) hydrochloride, azobis(isobutylamidine) hydrochloride,
これらの重合開始剤は単独又は複数を併用して使用でき、重合性単量体の重合度を制御するために、連鎖移動剤、重合禁止剤等をさらに添加し用いることも可能である。 These polymerization initiators can be used singly or in combination, and in order to control the degree of polymerization of the polymerizable monomer, a chain transfer agent, a polymerization inhibitor, etc. can be further added and used.
ここで、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。 Here, in the case of forming the surface layer having the organosilicon polymer, in the case of forming the toner particles in the aqueous medium, the hydrolyzate of the organosilicon compound is added as described above while performing the polymerization process in the aqueous medium. can be added to form the surface layer. The surface layer may be formed by adding a hydrolyzate of an organosilicon compound to the polymerized toner particle dispersion as the core particle dispersion. In the case of a kneading pulverization method other than an aqueous medium, the obtained toner particles are dispersed in an aqueous medium and used as a core particle dispersion, and the hydrolyzate of the organosilicon compound is added as described above to form the surface layer. can be formed.
(NMR測定用のトナー粒子のTHF不溶分の調製法)
トナー粒子のテトラヒドロフラン(THF)不溶分は、以下のように調製した。
トナー粒子10.0gを秤量し、円筒濾紙(東洋濾紙製No.86R)に入れてソックスレー抽出器にかける。溶媒としてTHF200mLを用いて20時間抽出し、円筒濾紙中の濾物を40℃で数時間真空乾燥を行って得られたものをNMR測定用のトナー粒子のTHF不溶分とした。
(Method for preparing THF-insoluble portion of toner particles for NMR measurement)
The tetrahydrofuran (THF)-insoluble portion of the toner particles was prepared as follows.
10.0 g of toner particles are weighed, placed in a thimble (No. 86R manufactured by Toyo Roshi Kaisha Ltd.), and placed in a Soxhlet extractor. Extraction was performed using 200 mL of THF as a solvent for 20 hours, and the filtered matter in the thimble was vacuum-dried at 40° C. for several hours.
なお、外添剤などでトナー粒子の表面が処理されている場合は、下記方法によって外添剤を除去し、トナー粒子を得る。
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)に該ショ
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。
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。この操作により、トナー粒子と外れた外添剤が分離する。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。採取したトナーを減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥し、トナー粒子を得る。この操作を複数回実施して、必要量を確保する。
When the surface of the toner particles is treated with an external additive or the like, the external additive is removed by the following method to obtain toner particles.
160 g of sucrose (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) is added to 100 mL of ion-exchanged water and dissolved in a hot water bath to prepare a concentrated sucrose solution. 31 g of the sucrose concentrate and Contaminon N (a
The centrifuge tube is shaken on a shaker at 350 spm (strokes per min) for 20 minutes. After shaking, the solution is transferred to a swing rotor glass tube (capacity 50 mL) and separated in a centrifuge (manufactured by H-9R Kokusan Co., Ltd.) at 3500 rpm for 30 minutes. This operation separates the toner particles from the detached external additive. It is visually confirmed that the toner and the aqueous solution are sufficiently separated, and the separated toner on the uppermost layer is collected with a spatula or the like. After filtering the collected toner with a vacuum filter, it is dried with a dryer for 1 hour or more to obtain toner particles. This operation is carried out multiple times to ensure the required amount.
(式(1)で示される構造の確認方法)
トナー粒子に含有される有機ケイ素重合体における、式(1)で表される構造の確認には以下の方法を用いる。
式(1)のRで表される炭化水素基は、13C-NMRにより確認した。
(Confirmation method of the structure represented by formula (1))
The following method is used to confirm the structure represented by formula (1) in the organosilicon polymer contained in the toner particles.
The hydrocarbon group represented by R in formula (1) was confirmed by 13C-NMR.
≪13C-NMR(固体)の測定条件≫
装置:JEOLRESONANCE製JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料:NMR測定用のトナー粒子のテトラヒドロフラン不溶分150mg
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:123.25MHz(13C)
基準物質:アダマンタン(外部標準:29.5ppm)
試料回転数:20kHz
コンタクト時間:2ms
遅延時間:2s
積算回数:1024回
<< 13 C-NMR (solid) measurement conditions >>
Device: JNM-ECX500II manufactured by JEOLRESONANCE
Sample tube: 3.2 mmφ
Sample: 150 mg of tetrahydrofuran-insoluble matter of toner particles for NMR measurement
Measurement temperature: Room temperature Pulse mode: CP/MAS
Measurement nuclear frequency: 123.25 MHz ( 13 C)
Reference substance: adamantane (external standard: 29.5 ppm)
Sample rotation speed: 20 kHz
Contact time: 2ms
Delay time: 2s
Accumulated times: 1024 times
当該方法にて、ケイ素原子に結合しているメチル基(Si-CH3)、エチル基(Si-C2H5)、プロピル基(Si-C3H7)、ブチル基(Si-C4H9)、ペンチル基(Si-C5H11)、ヘキシル基(Si-C6H13)またはフェニル基(Si-C6H5-)などに起因するシグナルの有無により、式(1)のRで表される炭化水素基を確認した。 In this method, a methyl group (Si—CH 3 ), an ethyl group (Si—C 2 H 5 ), a propyl group (Si—C 3 H 7 ), a butyl group (Si—C 4 H 9 ), pentyl group (Si—C 5 H 11 ), hexyl group (Si—C 6 H 13 ) or phenyl group (Si—C 6 H 5 —), etc. The hydrocarbon group represented by R was confirmed.
≪トナー粒子に含有される有機ケイ素重合体における、式(1)の構造に帰属されるピーク面積の割合の算出方法≫
トナー粒子のTHF不溶分の29Si-NMR(固体)測定を、以下の測定条件で行う。
<<Method for calculating the ratio of the peak area attributed to the structure of formula (1) in the organosilicon polymer contained in the toner particles>>
29 Si-NMR (solid) measurement of the THF-insoluble portion of the toner particles is performed under the following measurement conditions.
≪29Si-NMR(固体)の測定条件≫
装置:JEOLRESONANCE製JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料:NMR測定用のトナー粒子のテトラヒドロフラン不溶分150mg
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:97.38MHz(29Si)
基準物質:DSS(外部標準:1.534ppm)
試料回転数:10kHz
コンタクト時間:10ms
遅延時間:2s
積算回数:2000~8000回
<< 29 Si-NMR (solid) measurement conditions >>
Device: JNM-ECX500II manufactured by JEOLRESONANCE
Sample tube: 3.2 mmφ
Sample: 150 mg of tetrahydrofuran-insoluble matter of toner particles for NMR measurement
Measurement temperature: Room temperature Pulse mode: CP/MAS
Measured nuclear frequency: 97.38 MHz ( 29 Si)
Reference substance: DSS (external standard: 1.534 ppm)
Sample rotation speed: 10 kHz
Contact time: 10ms
Delay time: 2s
Accumulated times: 2000 to 8000 times
上記測定後に、トナー粒子のテトラヒドロフラン不溶分の、置換基及び結合基の異なる複数のシラン成分をカーブフィティングにて下記X1構造、X2構造、X3構造、及びX4構造にピーク分離して、それぞれピーク面積を算出する。
X1構造:(Ri)(Rj)(Rk)SiO1/2 (2)
X2構造:(Rg)(Rh)Si(O1/2)2 (3)
X3構造:RmSi(O1/2)3 (4)
X4構造:Si(O1/2)4 (5)
After the above measurement, a plurality of silane components having different substituents and bonding groups in the tetrahydrofuran-insoluble portion of the toner particles were peak-separated into the following X1 structure, X2 structure, X3 structure, and X4 structure by curve fitting. Calculate area.
X1 structure: (Ri) (Rj) (Rk) SiO 1/2 (2)
X2 structure: (Rg)(Rh)Si(O 1/2 ) 2 (3)
X3 structure: RmSi(O 1/2 ) 3 (4)
X4 structure: Si(O 1/2 ) 4 (5)
(式(2)、(3)及び(4)中のRi、Rj、Rk、Rg、Rh、Rmはケイ素に結合している、炭素数1~6の炭化水素基などの有機基、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示す。)
本発明の実施形態においては、トナー粒子のTHF不溶分の29Si-NMRの測定で得られるチャートにおいて、前記有機ケイ素重合体の全ピーク面積に対する式(1)の構
造に帰属されるピーク面積の割合が20%以上であることが好ましい。
なお、上記式(1)で示される構造をさらに詳細に確認する必要がある場合、上記13C-NMR及び29Si-NMRの測定結果と共に1H-NMRの測定結果によって同定してもよい。
(Ri, Rj, Rk, Rg, Rh, and Rm in formulas (2), (3), and (4) are bonded to silicon, organic groups such as hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms, halogen atoms , indicates a hydroxy group, an acetoxy group, or an alkoxy group.)
In the embodiment of the present invention, in the chart obtained by 29 Si-NMR measurement of the THF-insoluble portion of the toner particles, the ratio of the peak area attributed to the structure of formula (1) to the total peak area of the organosilicon polymer It is preferable that the ratio is 20% or more.
When the structure represented by the above formula (1) needs to be confirmed in more detail, it may be identified by the measurement results of 1 H-NMR together with the measurement results of 13 C-NMR and 29 Si-NMR.
(透過型電子顕微鏡(TEM)を用いたトナー粒子の断面観察によって測定される、有機ケイ素重合体を含有する表層の厚みが2.5nm以下の割合の測定方法)
本発明の実施形態において、トナー粒子の断面観察は以下の方法により行う。
トナー粒子の断面を観察する具体的な方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子を十分分散させた後、40℃の雰囲気下で2日間硬化させる。得られた硬化物からダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサンプルを切り出す。このサンプルを透過型電子顕微鏡(JEOL製JEM-2800)(TEM)で1万~10万倍の倍率に拡大し、トナー粒子の断面を観察する。
結着樹脂と表層材料の原子量の違いを利用し、原子量が大きいとコントラストが明るくなることを利用して確認を行うことができる。材料間のコントラストを付けるためには四酸化ルテニウム染色法及び四酸化オスミウム染色法を用いる。
当該測定に用いた粒子は、上記TEMの顕微鏡写真より得られたトナー粒子の断面から円相当径Dtemを求め、その値がトナー粒子の重量平均粒径D4の±10%の幅に含まれるものとする。
上述のように、JEOL製JEM-2800を用い、加速電圧200kVでトナー粒子断面の暗視野像を取得する。次にGatan社製EELS検出器GIFQuantamを用い、ThreeWindow法によりマッピング像を取得して表層を確認する。
次いで、円相当径Dtemがトナー粒子の重量平均粒径D4の±10%の幅に含まれるトナー粒子1個について、トナー粒子断面の長軸Lと、長軸Lの中心を通りかつ垂直な軸L90の交点を中心にして、トナー粒子断面を均等に16分割する(図5参照)。次に、該中心からトナー粒子の表層へ向かう分割軸をそれぞれAn(n=1~32)、分割軸の長さをRAn、表層の厚みをFRAnとする。
そして、32本存在する各分割軸上における有機ケイ素重合体を含有する表層の厚みが2.5nm以下である分割軸の数の割合を求める。平均化するため、トナー粒子10個の測定を行い、トナー粒子1個あたりの平均値を計算する。
(Method for measuring the proportion of surface layers containing an organosilicon polymer having a thickness of 2.5 nm or less, measured by cross-sectional observation of toner particles using a transmission electron microscope (TEM))
In the embodiment of the present invention, cross-sectional observation of toner particles is performed by the following method.
As a specific method for observing the cross section of the toner particles, the toner particles are sufficiently dispersed in a room-temperature-curable epoxy resin, and then cured in an atmosphere of 40° C. for 2 days. A flaky sample is cut from the obtained cured product using a microtome equipped with diamond teeth. This sample is magnified by a magnification of 10,000 to 100,000 times with a transmission electron microscope (JEM-2800 manufactured by JEOL) (TEM) to observe the cross section of the toner particles.
This can be confirmed by utilizing the difference in atomic weight between the binder resin and the surface layer material, and by utilizing the fact that the greater the atomic weight, the brighter the contrast. Ruthenium tetroxide staining and osmium tetroxide staining are used to provide contrast between materials.
The particles used for the measurement are those whose circle-equivalent diameter Dtem is obtained from the cross section of the toner particles obtained from the TEM micrograph, and whose value is within ±10% of the weight-average particle diameter D4 of the toner particles. and
As described above, using JEM-2800 manufactured by JEOL, a dark field image of the cross section of the toner particles is obtained at an accelerating voltage of 200 kV. Next, using an EELS detector GIFQuantam manufactured by Gatan, a mapping image is acquired by the Three Window method to confirm the surface layer.
Next, for one toner particle whose circle-equivalent diameter Dtem is within ±10% of the weight-average particle diameter D4 of the toner particle, the long axis L of the toner particle cross section and an axis perpendicular to the center of the long axis L The cross section of the toner particles is evenly divided into 16 with the intersection point of L90 as the center (see FIG. 5). Next, let An (n=1 to 32) be the division axis extending from the center to the surface layer of the toner particle, RAn be the length of the division axis, and FRAn be the thickness of the surface layer.
Then, the ratio of the number of dividing axes having a surface layer containing the organosilicon polymer having a thickness of 2.5 nm or less among the 32 dividing axes is obtained. For averaging, 10 toner particles are measured and the average per toner particle is calculated.
(透過型電子顕微鏡(TEM)写真より得られたトナー粒子の断面から求めた円相当径(Dtem))
TEM写真より得られたトナー粒子の断面から求めた円相当径(Dtem)は以下の方法で求める。まず、1つのトナー粒子に対して、TEM写真より得られるトナー粒子の断面から求めた円相当径Dtemを下記式に従って求める。
[TEM写真より得られたトナー粒子の断面から求めた円相当径(Dtem)]=(RA1+RA2+RA3+RA4+RA5+RA6+RA7+RA8+RA9+RA10+RA11+RA12+RA13+RA14+RA15+RA16+RA17+RA18+RA19+RA20+RA21+RA22+RA23+RA24+RA25+RA26+RA27+RA28+RA29+RA30+RA31+RA32)/16
トナー粒子10個の円相当径を求め、粒子1個あたりの平均値を計算してトナー粒子の断面から求めた円相当径(Dtem)とする。
(Circle equivalent diameter (Dtem) obtained from a cross section of toner particles obtained from a transmission electron microscope (TEM) photograph)
The circle equivalent diameter (Dtem) obtained from the cross section of the toner particles obtained from the TEM photograph is obtained by the following method. First, for one toner particle, the equivalent circle diameter Dtem obtained from the cross section of the toner particle obtained from the TEM photograph is obtained according to the following formula.
[Circle equivalent diameter (Dtem) obtained from the cross section of toner particles obtained from a TEM photograph]=(RA1+RA2+RA3+RA4+RA5+RA6+RA7+RA8+RA9+RA10+RA11+RA12+RA13+RA14+RA15+RA16+RA17+RA18+RA19+RA20+RA21+RA22+RA23+RA24+RA25+RA23+RA26+RA23+RA26+RA23+RA26+RA27/RA27)
Equivalent circle diameters of 10 toner particles are obtained, and the average value per particle is calculated as the equivalent circle diameter (Dtem) obtained from the cross section of the toner particles.
(有機ケイ素重合体を含有する表層の厚み2.5nm以下の割合)
[有機ケイ素重合体を含有する表層の厚み(FRAn)が2.5nm以下である割合]=〔{有機ケイ素重合体を含有する表層の厚み(FRAn)が2.5nm以下である分割軸の数}/32〕×100
この計算をトナー粒子10個に対して行い、得られた10個の表層の厚み(FRAn)が2.5nm以下である割合の平均値を求め、トナー粒子の表層の厚み(FRAn)が2
.5nm以下である割合とした。
(Proportion of surface layer containing organosilicon polymer having a thickness of 2.5 nm or less)
[Percentage of surface layer containing organosilicon polymer having thickness (FRAn) of 2.5 nm or less]=[{Number of splitting axes having surface layer containing organosilicon polymer having thickness (FRAn) of 2.5 nm or less] }/32]×100
This calculation is performed for 10 toner particles, and the average value of the ratio of the 10 toner particles having a surface layer thickness (FRAn) of 2.5 nm or less is obtained.
. A ratio of 5 nm or less was used.
<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。
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。洗浄後のトナーと洗浄前のトナーの測定対象の元素量比から固着率(%)を計算する。
<Method for measuring fixation 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 in a hot water bath to prepare a concentrated sucrose solution. 31 g of the concentrated sucrose solution and Contaminon N (a
The centrifuge tube is shaken on a shaker at 350 spm (strokes per min) for 20 minutes. After shaking, the solution is replaced in a swing rotor glass tube (capacity 50 mL) and separated in a centrifuge (H-9R manufactured by Kokusan Co., Ltd.) at 3500 rpm for 30 minutes. It is visually confirmed that the toner and the aqueous solution are sufficiently separated, and the separated toner on the uppermost layer is collected with a spatula or the like. After the collected aqueous solution containing the toner is filtered with a vacuum filter, it is dried with a dryer for 1 hour or longer. The dried product is pulverized with a spatula, and the amount of silicon is measured with fluorescent X-rays. The fixation rate (%) is calculated from the ratio of the amount of the element to be measured between the toner after washing and the toner before washing.
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。
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。
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。
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。
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(SiO2)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。
それぞれの試料について、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにして検量線用の試料のペレットを作製し、PETを分光結晶に用いた際に回折角(2θ)=109.08°に観測されるSi-Kα線の計数率(単位:cps)を測定する。この際、X線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、24kV、100mAとする。得られたX線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のSiO2添加量を横軸として、一次関数の検量線を得る。
次に、分析対象のトナーを、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにしてペレットとし、そのSi-Kα線の計数率を測定する。そして、上記の検量線からトナー中の有機ケイ素重合体の含有量を求める。上記方法により算出した洗浄前のトナーの元素量に対して、洗浄後のトナーの元素量の比率を求め固着率(%)とした。
Fluorescent X-ray measurement of each element conforms to JIS K 0119-1969, but is specifically as follows.
As a measurement device, a wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometer "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. A proportional counter (PC) is used to measure light elements, and a scintillation counter (SC) is used to measure heavy elements.
As a measurement sample, about 1 g of the toner after washing with water and the initial toner was placed in a dedicated press aluminum ring with a diameter of 10 mm, and the toner was flattened. ), pressurized at 20 MPa for 60 seconds, and used pellets molded to a thickness of about 2 mm.
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.
As a method for quantifying the amount of silicon in the toner, for example, silica (SiO 2 ) fine powder is added to 100 parts by mass of toner particles so as to be 0.5 parts by mass, and the mixture is sufficiently mixed using a coffee mill. do. Similarly, 2.0 parts by mass and 5.0 parts by mass of fine silica powder are mixed with the toner particles, respectively, and these are used as samples for the calibration curve.
For each sample, a pellet of the sample for the calibration curve was prepared as described above using a tablet press, and when PET was used as the analyzing crystal, the diffraction angle (2θ) was observed at 109.08°. The count rate (unit: cps) of Si-Kα ray is measured. At this time, the acceleration voltage and current value of the X-ray generator are set to 24 kV and 100 mA, respectively. A linear function calibration curve is obtained with the obtained X-ray count rate on the vertical axis and the amount of SiO 2 added in each calibration curve sample on the horizontal axis.
Next, the toner to be analyzed is made into pellets as described above using a tablet press, and the Si--Kα ray count rate of the pellets 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 to the elemental amount of the toner before washing calculated by the above method was obtained and defined as the fixation rate (%).
<トナーの製造例>
以下に、本実施形態3を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。実施例中及び比較例中の各材料の「部」は特に断りがない場合、全て質量基
準である。
<Toner production example>
The third embodiment will be specifically described below, but the present invention is not limited to these examples. All "parts" of each material in Examples and Comparative Examples are based on mass unless otherwise specified.
(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。
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。
(Preparation step of aqueous medium 1)
To 1000.0 parts of ion-exchanged water in a reaction vessel, 14.0 parts of sodium phosphate (12 hydrate, manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd.) was added, and the mixture was kept at 65° C. for 1.0 hour while purging with nitrogen.
T. K. Using a homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), while stirring at 12000 rpm, a calcium chloride aqueous solution in which 9.2 parts of calcium chloride (dihydrate) is dissolved in 10.0 parts of ion-exchanged water is mixed together. to prepare an aqueous medium containing a dispersion stabilizer. Furthermore, 10% by mass hydrochloric acid was added to the aqueous medium to adjust the pH to 5.0, and an
(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 into a reactor equipped with a stirrer and a thermometer, and the pH was adjusted to 3.0 using 10% by mass 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 hydrolyzed by stirring for 2 hours or more. The end point of the hydrolysis was visually confirmed by confirming that the oil and water did not separate and became one layer, and then cooled to obtain a hydrolyzate 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。
(Preparation step of polymerizable monomer composition)
- Styrene 60.0 parts - C.I. I. Pigment Blue 15:3 6.5 parts The material was put into an attritor (manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.), and further dispersed using zirconia particles with a diameter of 1.7 mm at 220 rpm for 5.0 hours to disperse the pigment. A liquid 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 adduct) and 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)
- 7.0 parts of Fischer-Tropsch wax (melting point 78°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.
(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。
(Granulation process)
The temperature of the
(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 agitator was changed to a propeller agitating blade, and while stirring at 150 rpm, the mixture was maintained at 70°C and polymerized for 5.0 hours. core particles were obtained. When the temperature of the slurry was cooled to 55° C. and the pH was measured, it was pH=5.0. While stirring was continued at 55° C., 20.0 parts of the hydrolyzate of the organosilicon compound for the surface layer was added to start forming the surface layer of the toner. After holding for 30 minutes as it is, the slurry was adjusted to pH=9.0 for completion of condensation using an aqueous sodium hydroxide solution and held for an additional 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、トナー粒子ケーキを得た。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粒子ケーキを得た。
得られたトナー粒子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℃、トナー粒子ケーキの供給速度はトナー粒子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。
(Washing and drying process)
After completion of the polymerization step, the slurry of toner particles is cooled, hydrochloric acid is added to the slurry of toner particles to adjust the pH to 1.5 or less, and the mixture is left with stirring for 1 hour and then solid-liquid separated by a pressure filter to obtain toner particles. got cake. This was reslurried with ion-exchanged water to form a dispersion again, and then subjected to solid-liquid separation with the aforementioned filter. After reslurry and solid-liquid separation were repeated until the electrical conductivity of the filtrate became 5.0 μS/cm or less, solid-liquid separation was finally performed to obtain a toner particle cake.
The resulting toner particle cake was dried with a flash jet dryer (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.), and a multi-division classifier utilizing the Coanda effect was used to cut fine and coarse particles to obtain toner particles. The conditions for drying were blowing temperature of 90° C., outlet temperature of the dryer of 40° C., and supply speed of the toner particle cake was adjusted so that the outlet temperature would not deviate from 40° C. depending on the moisture content of the toner particle cake.
トナー粒子の断面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、有機ケイ素重合体を含有するトナー粒子の表層の厚みが2.5nm以下である分割軸の数の割合が、20.0%以下であることを確認した。以降のいずれの実施例トナーにおいても、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、表層の厚み2.5nm以下である分割軸の数の割合が20.0%以下であることを確認した。本実施例においては、得られたトナー粒子に対し、すくなくとも無機ケイ素微粒子を外添せずにそのままトナーcとして用いた。 Silicon mapping is performed in the cross-sectional TEM observation of the toner particles, and the presence of silicon atoms in the surface layer and the ratio of the number of dividing axes having a thickness of 2.5 nm or less in the surface layer of the toner particles containing the organosilicon polymer is 20. 0% or less. In any of the toners of the following examples, the surface layer containing the organosilicon polymer was found to have silicon atoms in the surface layer by the same silicon mapping, and the ratio of the number of dividing axes having a thickness of 2.5 nm or less in the surface layer was 20. 0% or less. In this example, the obtained toner particles were used as the toner c as they were without externally adding at least inorganic silicon fine particles.
トナー粒子の表面における前記トナー粒子の表面を被覆する、前記式(1)で示される構造を有する有機ケイ素重合体の固着率は、30%以上100%以下であることが好ましい。また、本実施形態において用いる実施例トナーの、トナー粒子の表面を被覆する、前記式(1)で示される構造を有する有機ケイ素重合体の固着率は30%以上とした。これは有機ケイ素重合体が存在していない表層部の面積が増えることで、トナー同士の付着力が増加し、帯電性が変わってしまうためである。 The fixation rate of the organosilicon polymer having the structure represented by the formula (1) covering the surfaces of the toner particles is preferably 30% or more and 100% or less. Further, in the example toner used in the present embodiment, the fixation rate of the organosilicon polymer having the structure represented by the formula (1), which coats the surface of the toner particles, was set to 30% or more. This is because the area of the surface layer where the organosilicon polymer does not exist increases, and the adhesion force between toner particles increases, resulting in a change in chargeability.
本実施形態3では、無機ケイ素微粒子や有機ケイ素重合体を含有する微粒子を外添するのではなく、有機ケイ素重合体をトナー粒子の表面に被覆させたトナーを用いている。無機ケイ素微粒子や有機ケイ素重合体を含有する微粒子を外添したトナーを使用した場合に比べて、有機ケイ素重合体がトナーから外れにくい(固着率が高い)。そのため、金属石鹸だけを効率よく感光体の溝に供給することができ、金属石鹸による画像流れ抑制効果をより維持することが可能となる。
In
<実施例>
本実施形態3では、上記トナーの製造方法を用いて、有機ケイ素重合体の固着率が異なるように作製したトナーc~eを用意した。
固着率はトナーの作製条件により変わる。本実施形態においては、重合工程における加水分解液を添加するときの条件、及び、添加後の保持時間を変えることにより固着率違いのトナーを作製した。尚、スラリーにpH調整は塩酸及び水酸化ナトリウム水溶液で行った。表8にそれぞれの固着率違いのトナーを作製するための条件を示す。
また、上記方法で作製したトナーc~eは、実施形態1と同様の方法で金属石鹸として、ステアリン酸亜鉛を、トナー中の含有量が0.20質量%になるように処理した。
<Example>
In
The fixation rate varies depending on the toner production conditions. In this embodiment, toners with different fixation rates were produced by changing the conditions for adding the hydrolyzate in the polymerization step and the holding time after the addition. The slurry was adjusted with hydrochloric acid and an aqueous solution of sodium hydroxide. Table 8 shows the conditions for producing toners with different fixing rates.
Toners c to e produced by the above method were treated with zinc stearate as metal soap in the same manner as in
表9に示すようなトナーと感光体との組み合わせを準備した。 Combinations of toners and photosensitive members as shown in Table 9 were prepared.
(実験)
実施例1、4~7の画像流れの発生を確認するため、1%印字率で一日10000枚間連続通紙後に一日機内で放置し、放置後画像流れの発生の有無を比較した。
画像流れテストは、ハーフトーン画像を1枚印字し評価した。評価は以下の通りである。
〇:発生なし
(画像全域で潜像なまりによる白ぬけや画像境界部の輪郭ボケなし)
×:発生
(画像の一部もしくは全域で潜像なまりによる白抜けや画像境界部の輪郭ボケ発生)
通紙及びテストは、32℃、80%RHの環境で行った。全通紙量は100000枚まで行なった。
また、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。
実験結果を表10に示す。
(experiment)
In order to confirm the occurrence of smeared images in Examples 1 and 4 to 7, 10,000 sheets of paper were continuously fed per day at a printing rate of 1%, and then left in the machine for one day to compare the presence or absence of smeared images after standing.
The image deletion test was evaluated by printing a halftone image on one sheet. Evaluation is as follows.
〇: Not generated (no white spots due to latent image dullness or outline blurring at image borders in the entire image)
×: Occurred (overall or part of the image due to latent image dullness and outline blurring at image boundaries)
Paper threading and testing were performed in an environment of 32° C. and 80% RH. The total number of sheets passed was up to 100,000 sheets.
Also, the photosensitive member surface speed was 296 mm/s, the developing roller surface speed was 425 mm/s, the photosensitive member surface potential was −500 V, the voltage applied to the developing roller was −350 V, the voltage of the supply roller was −450 V, and the voltage of the regulating member was −450 V.
Experimental results are shown in Table 10.
表10に示すように、有機ケイ素重合体をトナー粒子の表面に被覆させたトナーを用いた実施例5~7では、画像流れは実験を通して良好であった。これに対して、トナー粒子の表面に、無機ケイ素微粒子を有するトナーを用いた実施例1では50000枚までは良好であるものの、60000枚で画像流れが発生している。また、トナー粒子の表面に、有機ケイ素重合体を含有する微粒子を有するトナーを用いた実施例4では80000枚までは良好であるものの、90000枚で画像流れが発生している。
これは、以下のように考察できる。無機ケイ素微粒子の固着率、有機ケイ素重合体の固着率が低いと、トナーから遊離しやすくなる。遊離した無機ケイ素微粒子や遊離した有機ケイ素重合体も金属石鹸と同様に感光体表面の溝に供給されるため、本来金属石鹸を溝に供給したいにもかかわらず、無機ケイ素微粒子や有機ケイ素重合体が溝を埋めてしまう。無機ケイ素微粒子や有機ケイ素重合体が感光体の溝に入り込むことによって、金属石鹸の溝への供給量が減少し、金属石鹸による画像流れ抑制効果が低下すると考えられる。
As shown in Table 10, in Examples 5 to 7 using the toner in which the surface of the toner particles was coated with the organosilicon polymer, the image flow was good throughout the experiment. On the other hand, in Example 1 using the toner having inorganic silicon fine particles on the surface of the toner particles, although the image quality was good up to 50,000 sheets, image deletion occurred after 60,000 sheets. Further, in Example 4 using the toner having fine particles containing an organosilicon polymer on the surface of the toner particles, although the image quality was good up to 80,000 sheets, image deletion occurred after 90,000 sheets.
This can be considered as follows. If the fixing rate of the inorganic silicon fine particles and the fixing rate of the organic silicon polymer are low, they are easily released from the toner. Since the free inorganic silicon fine particles and the free organic silicon polymer are also supplied to the grooves on the surface of the photoreceptor in the same way as the metal soap, the inorganic silicon fine particles and the organic silicon polymer are not supplied to the grooves even though it is originally desired to supply the metal soap to the grooves. fills the gap. It is thought that the amount of metal soap supplied to the grooves is reduced when the inorganic silicon fine particles and the organic silicon polymer enter the grooves of the photoreceptor, and the effect of the metal soap in suppressing image deletion is reduced.
金属石鹸による画像流れ抑制効果を持続させるためには、実施例5~7のように固着率が90%以上、95%以上、97%以上であることが好ましい。
しかしながら、無機ケイ素微粒子や有機ケイ素重合体を含有する微粒子をトナー表面に存在させる場合、上述の方法では90%より高い固着率を得ることは難しい。一方、有機ケイ素重合体をトナー粒子の表面に被覆させたトナーでは、該固着率の達成が可能である。また、該トナーは、無機ケイ素微粒子を外添剤として用いないことも好ましい態様である。
In order to maintain the effect of suppressing image deletion by the metallic soap, it is preferable that the fixation rate is 90% or more, 95% or more, or 97% or more as in Examples 5-7.
However, when inorganic silicon fine particles or fine particles containing an organic silicon polymer are present on the toner surface, it is difficult to obtain a fixation rate higher than 90% by the above-described method. On the other hand, a toner in which the surfaces of the toner particles are coated with an organosilicon polymer can achieve this fixing rate. It is also a preferred embodiment that the toner does not use inorganic silicon fine particles as an external additive.
1:感光体、2:帯電ローラ、3:現像装置、18a:現像室、18b:トナー収容室、4:現像ローラ、5:供給ローラ、6:トナー量規制部材、7:プロセスカートリッジ、8:クリーニングブレード、9a:廃トナー収容室、10:トナー、12:記録材、13:感光体ユニット、30:スキャナユニット、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:定着装置、35:中間転写体用クリーニング装置、40:研磨シート、41:バックアップローラー、45:無機粒子外添トナー、45a:トナー粒子、45b:無機ケイ素微粒子、100:画像形成装置、101:トナー処理装置(表面改質装置)、110:処理室(処理槽)、110a:内周面(内壁)、111:駆動軸、120:撹拌羽根、121:羽根部、130:回転体、131:回転体本体、131a:外周面、132:処理部、133:処理面、133a:回転体本体に最も近い第1部位、133b:駆動軸の中心からの長さが内周面の半径の80%(0.8L)となる位置に位置する第2部位、150:駆動モータ、160:制御部、R:回転方向、θ:回転方向Rの下流側の角の大きさ、a:回転体本体に最も近い第1部位と、駆動軸からの長さが内周面の半径の80%となる位置に位置する第2部位とを結ぶ線、b:駆動軸を中心とし第2部位を通る円の第2部位における接線
1: Photoreceptor 2: Charging roller 3: Developing device 18a: Developing chamber 18b: Toner storage chamber 4: Developing roller 5: Supply roller 6: Toner amount regulating member 7: Process cartridge 8: Cleaning blade 9a: Waste toner storage chamber 10: Toner 12: Recording material 13: Photoreceptor unit 30: Scanner unit 31: Intermediate transfer belt 32: Primary transfer roller 33: Secondary transfer roller 34 : Fixing device 35: Cleaning device for intermediate transfer body 40: Polishing sheet 41: Backup roller 45: Inorganic particle externally added toner 45a: Toner particles 45b: Inorganic silicon fine particles 100: Image forming apparatus 101: Toner processing device (surface modification device), 110: processing chamber (processing tank), 110a: inner peripheral surface (inner wall), 111: drive shaft, 120: stirring blade, 121: blade portion, 130: rotating body, 131: Body of rotation 131a: Outer peripheral surface 132: Processing part 133: Processing surface 133a: First portion closest to the body of rotation 133b: The length from the center of the drive shaft is 80% of the radius of the inner peripheral surface (0.8L), 150: drive motor, 160: control unit, R: direction of rotation, θ: size of angle downstream of direction of rotation R, a: body of rotator A line connecting the nearest first portion and the second portion located at a position where the length from the drive shaft is 80% of the radius of the inner peripheral surface, b: a line of a circle centered on the drive shaft and passing through the second portion tangent at the second part
Claims (9)
潜像が形成される周面を有する回転可能な像担持体と、
前記像担持体上の前記潜像を現像するために前記像担持体へ現像剤を供給する現像手段と、
前記像担持体の前記周面に当接して当該周面をクリーニングするクリーニング部材と、を備え、
前記現像剤が、
トナー粒子、及び、金属石鹸を有するトナーを含有し、
前記像担持体は、前記周面に、前記周面の周方向に延びる溝が回転軸方向に複数並ぶように形成されており、前記像担持体の周面の十点平均面粗さ(Rz)が0.10≦Rz≦0.70(μm)であり、かつ該周面の凹凸の平均間隔(Sm)が5≦Sm≦70.0(μm)であり、
前記周面は、前記金属石鹸の平均粒径より小さい前記像担持体の周面の十点平均面粗さを有し、前記トナーから前記像担持体の表面の溝に前記金属石鹸が供給されるように、前記金属石鹸の平均粒径が0.15μm以上2.00μm以下であることを特徴とするプロセスカートリッジ。 A process cartridge used in an image forming apparatus,
a rotatable image carrier having a peripheral surface on which a latent image is formed;
developing means for supplying a developer to the image carrier for developing the latent image on the image carrier;
a cleaning member that contacts the peripheral surface of the image carrier to clean the peripheral surface;
The developer is
containing toner particles and a toner having a metallic soap;
The image carrier has a peripheral surface on which a plurality of grooves extending in the peripheral direction of the peripheral surface are formed so as to be aligned in the rotation axis direction. Rz) is 0 . 10 ≤ Rz ≤ 0.70 (μm), and the average interval (Sm) of the unevenness of the peripheral surface is 5 ≤ Sm ≤ 70.0 (μm) ,
The peripheral surface has a ten-point average surface roughness of the peripheral surface of the image carrier smaller than the average particle size of the metallic soap, and the metallic soap is supplied from the toner to the grooves on the surface of the image carrier. , wherein the metal soap has an average particle size of 0.15 μm or more and 2.00 μm or less .
カートリッジ。 5. The process cartridge according to any one of claims 1 to 4 , wherein said developing means is contact developing means for performing development by bringing a developer bearing member carrying said developer into contact with said image bearing member. .
前記クリーニング部材は、板状弾性体と、前記板状弾性体を支持する板状支持体と、を有し、
前記板状弾性体は、一端が前記板状支持体に固定され、自由端である他端が前記周面に当接し、
前記板状支持体は、一端が前記枠体に固定され、自由端である他端に前記板状弾性体が固定され、
前記板状支持体の前記一端から前記板状弾性体の前記他端へ延びる方向が、前記他端が前記周面と当接する部分における前記像担持体の回転方向とは逆方向である
ことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。 a frame that rotatably supports the image carrier and to which the cleaning member is fixed;
The cleaning member has a plate-like elastic body and a plate-like support supporting the plate-like elastic body,
one end of the plate-shaped elastic body is fixed to the plate-shaped support, and the other end, which is a free end, is in contact with the peripheral surface;
One end of the plate-like support is fixed to the frame, and the plate-like elastic body is fixed to the other free end,
A direction extending from the one end of the plate-like support to the other end of the plate-like elastic body is opposite to a rotating direction of the image carrier at a portion where the other end contacts the peripheral surface. The process cartridge according to any one of claims 1 to 6 , characterized in that:
ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。 8. The image carrier according to any one of claims 1 to 7 , wherein, in a posture during use, the image carrier rotates so that the peripheral surface moves downward at a portion with which the cleaning member abuts. 1. The process cartridge according to 1.
前記装置本体に対して着脱可能な、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と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 a device body;
a process cartridge according to any one of claims 1 to 8 , which is detachable from the apparatus main body;
An image forming apparatus comprising:
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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