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公開番号2025088860
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-12
出願番号2023203615
出願日2023-12-01
発明の名称プロセスカートリッジ及びプロセスカートリッジセット
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人
主分類G03G 15/02 20060101AFI20250605BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】導電性部材汚染に起因する弊害が発生しづらいカートリッジの提供。
【解決手段】(I)帯電手段の導電層がマトリックス-ドメイン構造を有し、マトリックスのマルテンス硬度をG1、ドメインのマルテンス硬度をG2としたとき、G1、G2が1.0N/mm²以上10.0N/mm²以下であり、G1とG2の差分の絶対値が0.1N/mm²以上7.0N/mm²以下であり、
(II)粒子表面に凝集塊を有するトナー粒子の個数割合CIが1個数%以上15個数%以下であり、
条件Aで処理後のトナーにおける、凝集塊を有する粒子の個数割合をCa(個数%)、条件Bで処理後の凝集塊を有する粒子の個数割合をCb(個数%)としたとき下記式を満たし、ドメインの隣接間距離の算術平均値Dmsと凝集塊のフェレ径の算術平均値Agが、Dms<Agの関係満たす。
0.90≦Ca/CI≦1.00
0.01≦Cb/CI≦0.10
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
トナー、該トナーを収容するトナー収容部、電子写真感光体、該電子写真感光体の表面を帯電させるための帯電手段、該帯電手段の上流側の領域に残留トナーを除去するためのクリーニング手段、該電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像して該電子写真感光体の表面にトナー像を形成するための現像手段を有するプロセスカートリッジであって、
（Ｉ）該帯電手段が、該電子写真感光体に接触可能に配置された導電性部材を有し、
該クリーニング手段が、該電子写真感光体に接触可能に配置されたクリーニングブレードを有し、
該導電性部材が、導電性の外表面を有する支持体および該支持体の該外表面上に設けられた導電層を有し、該導電層が、マトリックスおよび該マトリックスに分散された複数のドメインを有するマトリックス－ドメイン構造を有し、該マトリックスが、第一のゴムを含有し、該ドメインが、第二のゴムを含有し、該導電性部材の表面が、該表面の表面粗さＲａが２．００μｍ以下であり、
該導電性部材の外表面の該マトリックスにおいて荷重１ｍＮで測定したときのマルテンス硬度をＧ１とし、該導電性部材の外表面の該ドメインにおいて荷重１ｍＮで測定したときのマルテンス硬度をＧ２としたとき、Ｇ１、Ｇ２が共に１．０Ｎ／ｍｍ
2
以上１０．０Ｎ／ｍｍ
2
以下の範囲内であり、かつ、Ｇ１とＧ２の差分の絶対値が０．１Ｎ／ｍｍ
2
以上７．０Ｎ／ｍｍ
2
以下であり、
（ＩＩ）該トナーは、少なくともトナー粒子を有し、該トナー粒子表面に、シリカ微粒子と結着成分とを含有する凝集塊が存在し、
該凝集塊を有するトナー粒子の個数割合をＣＩ（個数％）としたとき、該ＣＩが１個数％以上１５個数％以下であり、
下記超音波条件Ａで処理した後のトナーにおける、該凝集塊を有するトナー粒子の個数割合をＣａ（個数％）とし、下記超音波条件Ｂで処理した後のトナーにおける、該凝集塊を有するトナー粒子の個数割合をＣｂ（個数％）としたとき、該ＣＩ、該Ｃａ、該Ｃｂが、式（１）及び（２）を満たし、
・超音波条件Ａ：出力周波数３０ｋＨｚ、出力容量０．７５Ｗ、照射時間３００ｓ
・超音波条件Ｂ：出力周波数３０ｋＨｚ、出力容量３５Ｗ、照射時間３００ｓ
０．９０≦Ｃａ／ＣＩ≦１．００式（１）
０．０１≦Ｃｂ／ＣＩ≦０．１０式（２）
該導電性ローラ外表面に存在するドメインの隣接間距離の算術平均値Ｄｍｓと該凝集塊のフェレ径の算術平均値Ａｇが、Ｄｍｓ＜Ａｇの関係を満たすことを特徴とするプロセスカートリッジ。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記凝集塊を有するトナー粒子を走査電子顕微鏡で観察した表面において、前記凝集塊の結着成分の面積比率が、凝集体全体に対して５％以上５０％以下である、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
前記マルテンス硬度Ｇ１及びＧ２が、Ｇ１＜Ｇ２の関係を満たす、請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記ドメイン間の隣接間距離の算術平均値Ｄｍｓが、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である、請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記凝集塊のフェレ径の算術平均値Ａｇが、１０００ｎｍ以上８０００ｎｍ以下である、請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記ドメインが、電子導電剤を含有する、請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記マトリックスの体積抵抗率が１．００×１０
12
Ω・ｃｍより大きく１．００×１０
17
Ω・ｃｍ以下である、請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記トナーが、外添剤として層状複合化合物を含有する、請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
前記層状複合化合物が、フッ素を含有している、請求項８に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
前記層状複合化合物が、ハイドロタルサイトである、請求項８に記載のプロセスカートリッジ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電子写真法、静電記録法及びトナージェット方式記録法を利用した記録方法に用いられるプロセスカートリッジ及びプロセスカートリッジセットに関する。
続きを表示（約 5,200 文字）【背景技術】
【０００２】
電子写真法など静電潜像を経て画像情報を可視化する方法は、複写機、複合機、プリンタに適用されている。近年では、使用目的の多様化に伴い、電子写真本体、及びプロセスカートリッジの更なる長寿命化や高画質化が求められている。
また、寿命を通して高画質を維持するためは、寿命を通してトナーの帯電性が変化しないように制御することが効果的である。通常の電子写真プロセスにおいては、外添剤と通称される各種有機又は無機微粉体をトナー表面に配置することでトナーの帯電性を制御している。外添剤としては、単一粒子ではなく凝集体として用いる検討もなされており、例えば、特許文献１では、シリカの凝集体を用いることで高温高湿環境下においても高画質を達成できるトナーが開示されている。
また電子写真装置には、帯電部材として導電性部材が使用されている。導電性部材としては、導電性の支持体と、支持体上に設けられた導電層を有する構成が知られている。導電性部材は、導電性の支持体から導電性部材表面まで電荷を輸送し、当接物体に対して、放電又は摩擦帯電によって電荷を与える役割を担う。
帯電部材としての導電性部材は、電子写真感光体との間に放電を発生させ、電子写真感光体表面を帯電させる部材である。導電性部材である帯電部材の表面が、絶縁体である外添剤やトナーによって汚染されると、汚染部の帯電性が変化して画像に顕在化するため、電子写真感光体上のトナーや外添剤を除去して帯電部材への汚染を抑制する目的でクリーニング部材が取り付けられることもある。このクリーニング部では、外添剤がクリーニング部材と電子写真感光体との間に供給されることで形成される阻止層と呼ばれる層が存在しており、この阻止層によってクリーニング性を発揮していることが知られている。
このような導電性部材と例えば、特許文献２では、導電性部材の表面の凹凸を所望の形状に制御し、かつトナーに含まれる外添剤の含有量を選択することにより、帯電部材の表面汚染性を制御することで高品位な画像を提供する試みが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－６５９６３号公報
特開２０１８－７７３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先に述べた通り、長寿命を通して高画質を達成するために、これまで様々な外添剤を有するトナーや、導電性部材を用いたカートリッジが提案されてきた。
一方で、外添剤が部材を汚染してしまうことによる弊害が存在することも知られている。例えばクリーニング部に紙粉や本体内の異物が到達してしまった場合、クリーニング部の阻止層の一部が壊れてしまうと、その領域でのクリーニング性が無くなるため、阻止層が再形成されるまでの間にトナーや外添剤が導電性部材へ大量に供給されてしまう現象が発生する。この現象が発生すると、導電性部材の一部が極端に汚染されることで、縦スジとして画像弊害が現れてしまう。当該現象は、別の目的で外添剤を少量で設計した場合、阻止層の薄層化に伴う場合に顕著である。
一方で、外添剤がクリーニング部に多量に来るように、外添剤を多く設計し、阻止層が維持されていた場合においても、一部の外添剤がクリーニング部をすり抜けて導電性部材を汚染してしまうことがある。この現象が発生すると、導電性部材の全体がまばらに汚染されることで感光体上の電位にムラが発生してしまい、画像の濃度ムラという弊害が発生してしまうことがある。
そして、これらの課題は、外添剤の量の調整だけでは、汚染が蓄積し続けてしまう長寿命の電子写真システムにおいて、より顕著な課題となりうる。
この観点から、特許文献１、及び特許文献２に記載される技術では、より長寿命の電子写真システムにおいては、導電性部材の汚染に伴う画像弊害について、更なる改善の余地があった。
これらの課題を鑑み、本開示では、長寿命を通してクリーニング不良、及び導電性部材汚染に起因する画像弊害が発生しづらく、長寿命高画質を達成できるカートリッジを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、トナー、該トナーを収容するトナー収容部、電子写真感光体、該電子写真感光体の表面を帯電させるための帯電手段、該帯電手段の上流側の領域に残留トナーを除去するためのクリーニング手段、該電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像して該電子写真感光体の表面にトナー像を形成するための現像手段を有するプロセスカートリッジであって、
（Ｉ）該帯電手段が、該電子写真感光体に接触可能に配置された導電性部材を有し、
該クリーニング手段が、該電子写真感光体に接触可能に配置されたクリーニングブレードを有し、
該導電性部材が、導電性の外表面を有する支持体および該支持体の該外表面上に設けられた導電層を有し、該導電層が、マトリックスおよび該マトリックスに分散された複数のドメインを有するマトリックス－ドメイン構造を有し、該マトリックスが、第一のゴムを含有し、該ドメインが、第二のゴムを含有し、該導電性部材の表面が、該表面の表面粗さＲａが２．００μｍ以下であり、
該導電性部材の外表面の該マトリックスにおいて荷重１ｍＮで測定したときのマルテンス硬度をＧ１とし、該導電性部材の外表面の該ドメインにおいて荷重１ｍＮで測定したときのマルテンス硬度をＧ２としたとき、Ｇ１、Ｇ２が共に１．０Ｎ／ｍｍ
2
以上１０．０Ｎ／ｍｍ
2
以下の範囲内であり、かつ、Ｇ１とＧ２の差分の絶対値が０．１Ｎ／ｍｍ
2
以上７．０Ｎ／ｍｍ
2
以下であり、
（ＩＩ）該トナーは、少なくともトナー粒子を有し、該トナー粒子表面に、シリカ微粒子と結着成分とを含有する凝集塊が存在し、
該凝集塊を有するトナー粒子の個数割合をＣＩ（個数％）としたとき、該ＣＩが１個数％以上１５個数％以下であり、
下記超音波条件Ａで処理した後のトナーにおける、該凝集塊を有するトナー粒子の個数割合をＣａ（個数％）とし、下記超音波条件Ｂで処理した後のトナーにおける、該凝集塊を有するトナー粒子の個数割合をＣｂ（個数％）としたとき、該ＣＩ、該Ｃａ、該Ｃｂが、式（１）及び（２）を満たし、
・超音波条件Ａ：出力周波数３０ｋＨｚ、出力容量０．７５Ｗ、照射時間３００ｓ
・超音波条件Ｂ：出力周波数３０ｋＨｚ、出力容量３５Ｗ、照射時間３００ｓ
０．９０≦Ｃａ／ＣＩ≦１．００式（１）
０．０１≦Ｃｂ／ＣＩ≦０．１０式（２）
該導電性ローラ外表面に存在するドメインの隣接間距離の算術平均値Ｄｍｓと該凝集塊のフェレ径の算術平均値Ａｇが、Ｄｍｓ＜Ａｇの関係を満たすことを特徴とするプロセスカートリッジである。
また、本発明は、電子写真装置の本体に脱着可能である第一のカートリッジ及び第二のカートリッジを有するプロセスカートリッジセットであって、
（Ｉ）該第一のカートリッジが、電子写真感光体の表面を帯電させるための帯電手段、該帯電手段の上流側の領域に残留トナーを除去するためのクリーニング手段、及び該帯電手段と該クリーニング手段を支持するための第一の枠体を有し、
該第二のカートリッジが、電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像して電子写真感光体の表面にトナー像を形成するためのトナーを収容しているトナー容器を有し、
（ＩＩ）該帯電手段が、該電子写真感光体に接触可能に配置された導電性部材を有し、
該クリーニング手段が、該電子写真感光体に接触可能に配置されたクリーニングブレードを有し、
該導電性部材が、導電性の外表面を有する支持体および該支持体の該外表面上に設けられた導電層を有し、該導電層が、マトリックスおよび該マトリックスに分散された複数のドメインを有するマトリックス－ドメイン構造を有し、該マトリックスが、第一のゴムを含有し、該ドメインが、第二のゴムを含有し、該導電性部材の表面が、該表面の表面粗さＲａが２．００μｍ以下であり、
該導電性部材の外表面の該マトリックスにおいて荷重１ｍＮで測定したときのマルテンス硬度をＧ１とし、該導電性部材の外表面の該ドメインにおいて荷重１ｍＮで測定したときのマルテンス硬度をＧ２としたとき、Ｇ１、Ｇ２が共に１．０Ｎ／ｍｍ
2
以上１０．０Ｎ／ｍｍ
2
以下の範囲内であり、かつ、Ｇ１とＧ２の差分の絶対値が０．１Ｎ／ｍｍ
2
以上７．０Ｎ／ｍｍ
2
以下であり、
（ＩＩＩ）該トナーは、少なくともトナー粒子を有し、該トナー粒子表面に、シリカ微粒子と結着成分とを含有する凝集塊が存在し、
該凝集塊を有するトナー粒子の個数割合をＣＩ（個数％）としたとき、該ＣＩが１個数％以上１５個数％以下であり、
下記超音波条件Ａで処理した後のトナーにおける、該凝集塊を有するトナー粒子の個数割合をＣａ（個数％）とし、下記超音波条件Ｂで処理した後のトナーにおける、該凝集塊を有するトナー粒子の個数割合をＣｂ（個数％）としたとき、該ＣＩ、該Ｃａ、該Ｃｂが、式（１）及び（２）を満たし、
・超音波条件Ａ：出力周波数３０ｋＨｚ、出力容量０．７５Ｗ、照射時間３００ｓ
・超音波条件Ｂ：出力周波数３０ｋＨｚ、出力容量３５Ｗ、照射時間３００ｓ
０．９０≦Ｃａ／ＣＩ≦１．００式（１）
０．０１≦Ｃｂ／ＣＩ≦０．１０式（２）
該導電性ローラ外表面に存在するドメインの隣接間距離の算術平均値Ｄｍｓと該凝集塊のフェレ径の算術平均値Ａｇが、Ｄｍｓ＜Ａｇの関係を満たすことを特徴とするプロセスカートリッジセットである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、長寿命を通してクリーニング不良、及び導電性部材汚染に起因する画像弊害が発生しづらく、長寿命高画質を達成できるプロセスカートリッジが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
帯電ローラの長手方向に直交する方向の断面図である。
導電層の拡大断面図である。
帯電ローラの導電層からの断面切出し方向の説明図である。
プロセスカートリッジの概要図である。
電子写真装置の概略断面図である。
ドメインの包絡周囲長の説明図である。
凝集塊を有するトナーの代表図である。
凝集塊に含有されている結着成分の分散状態の確認方法において、得られた解析画像に対して、ＩｍａｇｅＪを用いて所定の処理を行うことで得られる画像の一例である。
図８の画像に、中点を基準点として、該基準点を通るように１０°間隔に計１８本の直線を画像の端部から端部まで線分を引いた画像の一例である。
凝集塊を有するトナーの断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示において、数値範囲を表す「ＸＸ以上ＹＹ以下」や「ＸＸ～ＹＹ」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。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。また、以下の説明において、トナー粒子表面に凝集塊が存在する前のトナー粒子を「トナーコア粒子」と称する場合がある。
【０００９】
〔本発明の特徴〕
先述の通り、トナーの外添剤としては、クリーニング部において安定して阻止層を形成する能力、及びクリーニング部をすり抜けづらい、又はすり抜けたとしても導電性部材に付着しづらい能力が求められる。
【００１０】
安定して阻止層を形成する手段としては、外添剤を阻止層に多量に供給することが考えられる。外添剤が多量に供給されることで、多量の外添剤による阻止層が形成され、トナーがすり抜けにくい強固な阻止層が形成されると考えられる。また、多量に外添剤を供給することができれば、阻止層が破壊されたとしても速やかに阻止層を再形成することができると考えられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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