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JP6834243B2 - 静電荷像現像用トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジ、画像形成装置、並びに、画像形成方法 - Google Patents

静電荷像現像用トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジ、画像形成装置、並びに、画像形成方法 Download PDF

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JP6834243B2 JP2016159705A JP2016159705A JP6834243B2 JP 6834243 B2 JP6834243 B2 JP 6834243B2 JP 2016159705 A JP2016159705 A JP 2016159705A JP 2016159705 A JP2016159705 A JP 2016159705A JP 6834243 B2 JP6834243 B2 JP 6834243B2
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Description

本発明は、静電荷像現像用トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジ、画像形成装置、並びに、画像形成方法に関する。
電子写真方式の画像形成においては、画像形成材料としてトナーが用いられ、例えば、結着樹脂、離型剤及び着色剤を含有するトナー粒子と、このトナー粒子に外添される外添剤と、を含むトナーが多く使用されている。
また、従来のトナーセットとしては、特許文献1乃至4に記載されたものが挙げられる。
特許文献1には、少なくともイエロー系着色剤と結着樹脂と外添剤とからなるイエロートナーと、少なくともマゼンタ系着色剤と結着樹脂と外添剤とからなるマゼンタトナーと、少なくともシアン系着色剤と結着樹脂と外添剤とからなるシアントナーと、少なくともカーボンブラックと結着樹脂と外添剤とからなるブラックトナーとを組み合せたフルカラートナーにおいて、ブラックトナー以外のいずれか1色もしくは2色のトナーのヘキサンによる抽出で求められるトナー表面のワックス露出量が、残りのトナーのヘキサンによる抽出で求められるトナー表面のワックス露出量より少ないことを特徴とする静電荷像現像用フルカラートナーが記載されている。
特許文献2には、複数色のトナーを重ね合わせて複数層からなるトナー像を形成させ、形成させたトナー像を記録媒体上に定着させることによって、画像を形成する画像形成方法に用いられる複数色のトナーからなるトナーセットであって、前記複数色のトナーが、第1トナーと、前記第1トナーとは異なる色の第2トナーとを備え、前記第1トナー及び前記第2トナーが、それぞれ結着樹脂、着色剤及びワックスを含むトナー母粒子を含有し、前記第1トナーの着色剤として、キナクリドン系顔料を含有し、前記ワックスが、カルナバワックスとカルナバワックス以外の他のワックスとを含有し、前記第1トナー中のカルナバワックス、前記第1トナー中の他のワックス、前記第2トナー中のカルナバワックス、及び前記第2トナー中の他のワックスの、前記各トナーのトナー母粒子における含有量を、それぞれWq1質量%、Wq2質量%、Wo1質量%、Wo2質量%としたときに、下記式(1)及び下記式(2)を満たすことを特徴とするトナーセットが記載されている。
q1/(Wq1+Wq2)<Wo1/(Wo1+Wo2) (1)
3≦Wo1+Wo2<Wq1+Wq2≦10 (2)
特許文献3には、互いに異なる色を呈するn種(nは2以上の整数)のトナーを有し、
第nのトナーのトナー表面における離型剤の存在率をW1(n)としたときに、下記式
(1)の関係を満たすトナーセットが記載されている。
W1(n−1)<W1(n) 式(1)
特許文献4には、黒トナーにより黒トナー像を形成する第1の画像形成ユニットと、黒以外の色のトナーにより他色トナー像を形成する第2の画像形成ユニットと、を有し、前記黒トナー及び黒以外の色のトナーは各々、少なくとも着色剤、結着樹脂及び離型剤を含有し、黒トナーに含有される離型剤の融解温度が、黒以外の色のトナーに含有される離型剤の融解温度よりも3℃以上低い画像形成装置が記載されている。
特開2014−106517号公報 特開2011−048052号公報 特開2014−160208号公報 特開2011−064907号公報
本発明が解決しようとする課題は、マゼンタトナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率が、イエロートナー及びシアントナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率以下である場合に比べ、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損が抑制され、画像ムラの発生が抑制される静電荷像現像用トナーセットを提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。
に係る発明は、
結着樹脂、離型剤及びマゼンタ着色剤を含むトナー粒子を有し、前記トナー粒子の表面における前記離型剤の露出面積率が1.5面積%以上5.0面積%以下であるマゼンタトナーと、
結着樹脂、離型剤及びシアン着色剤を含むトナー粒子を有し、前記トナー粒子の表面における前記離型剤の露出面積率が前記マゼンタトナーにおける前記離型剤の露出面積率よりも低いシアントナーと、
結着樹脂、離型剤及びイエロー着色剤を含むトナー粒子を有し、前記トナー粒子の表面における前記離型剤の露出面積率が前記マゼンタトナーにおける前記離型剤の露出面積率よりも低いイエロートナーと
を有する静電荷像現像用トナーセットである。
に係る発明は、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記マゼンタトナーを含む第1静電荷像現像剤と、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記シアントナーを含む第2静電荷像現像剤と、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記イエロートナーを含む第3静電荷像現像剤と
を有する静電荷像現像剤セットである。
に係る発明は、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記マゼンタトナーを収容した第1トナーカートリッジと、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記シアントナーを収容した第2トナーカートリッジと、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記イエロートナーを収容した第3トナーカートリッジと、
を有し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジセットである。
に係る発明は、
に記載の静電荷像現像剤セットのうち前記第1静電荷像現像剤を収容した第1現像手段と、
に記載の静電荷像現像剤セットのうち前記第2静電荷像現像剤を収容した第2現像手段と、
に記載の静電荷像現像剤セットのうち前記第3静電荷像現像剤を収容した第3現像手段と、
を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
に係る発明は、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記マゼンタトナーによるマゼンタ画像を形成する第1画像形成手段と、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記シアントナーによるシアン画像を形成する第2画像形成手段と、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記イエロートナーによるイエロー画像を形成する第3画像形成手段と、
前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を前記記録媒体上に定着する定着手段と、
を備える画像形成装置である。
>に係る発明は、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記マゼンタトナーによるマゼンタ画像を形成する第1画像形成工程と、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記シアントナーによるシアン画像を形成する第2画像形成工程と、
に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記イエロートナーによるイエロー画像を形成する第3画像形成工程と、
前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を記録媒体上に転写する転写工程と、
前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を前記記録媒体上に定着する定着工程と、
を有する画像形成方法である。
に係る発明によれば、マゼンタトナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率が、イエロートナー及びシアントナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率以下である場合に比べ、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損が抑制され、画像ムラの発生が抑制される静電荷像現像用トナーセットが提供される。
乃至に係る発明によれば、マゼンタトナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率が、イエロートナー及びシアントナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率以下である場合に比べ、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損が抑制され、画像ムラの発生が抑制される静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジ、画像形成装置又は画像形成方法が提供される。
本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
以下に、本実施形態について説明する。
なお、「質量部」及び「質量%」との記載はそれぞれ、「重量部」及び「重量%」と同義である。
<静電荷像現像用トナーセット>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセット(単に「トナーセット」とも称する)は、結着樹脂、離型剤及びマゼンタ着色剤を含むトナー粒子を有し、前記トナー粒子の表面における前記離型剤の露出面積率が1.5面積%以上5.0面積%以下であるマゼンタトナーと、結着樹脂、離型剤及びシアン着色剤を含むトナー粒子を有し、前記トナー粒子の表面における前記離型剤の露出面積率が前記マゼンタトナーにおける前記離型剤の露出面積率よりも低いシアントナーと、結着樹脂、離型剤及びイエロー着色剤を含むトナー粒子を有し、前記トナー粒子の表面における前記離型剤の露出面積率が前記マゼンタトナーにおける前記離型剤の露出面積率よりも低いイエロートナーとを有する。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットは、上記構成により、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損が抑制され、画像ムラの発生が抑制される。この理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと推測される。
マゼンタ(M)トナー、シアン(C)トナー及びイエロー(Y)トナーを使用した有色画像において、解像度の高い画像を得るためにトナー粒径を小さくしトナー使用量を低減した場合、トナー粒子中の着色剤量を多くしなければ十分な画像濃度を得ることが困難になる。マゼンタトナーに使用される着色剤として、特にキナクリドン系マゼンタ顔料は、青味の強いため色相に優れ、また、耐候性に優れており、静電荷像現像用トナーに使用されている。
しかしながら、マゼンタ着色剤、特にキナクリドン系マゼンタ顔料の着色力が低いため、トナー粒子中の添加量を多くする必要がある。
トナー粒子中に着色剤を多く含む場合、定着時、特に厚紙等の厚手の記録媒体における高速定着時に、離型剤が画像表面に染み出し難くなり、離型剤が画像表面に染み出したものと比べ、定着画像を重ねて保存したときの画像欠陥、具体的には、重ねた画像を剥がした際に生じる画像の欠損が発生しやすい。
着色剤を多く含むマゼンタトナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率を1.5面積%以上とし、かつ、シアントナー及びイエロートナーにおける離型剤の露出面積率より高くすると、有色画像間の画像表面に染み出す離型剤が同程度となり、有色画像、特にマゼンタトナーにより形成した画像が画像最表面に位置する有色画像を形成した場合であっても、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損の発生が抑制される。
また、マゼンタトナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率が高すぎると、現像機内などにおいてトナー粒子同士の凝集が一部生じ、定着画像における厚さの均一性(平滑性)が低下することにより、定着画像における光沢に差が生じ、筋状、うろこ状及び斑点状等の画像ムラが発生してしまう。
一方、マゼンタトナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率を5.0面積%以下とすることにより、画像ムラの発生が抑制される。
以下、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットの詳細について説明する。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットは、イエロートナー及びシアントナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率がそれぞれ、マゼンタトナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率よりも低い。
すなわち、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットは、マゼンタトナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率が、イエロートナー及びシアントナーのトナー粒子表面における離型剤の露出面積率よりも高い。
イエロートナーにおける前記露出面積率と、シアントナーにおける前記露出面積率とは、いずれかが高い値であってもよいし、また、同じ値であってもよい。
マゼンタトナーの前記露出面積率は、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損、及び、画像ムラの観点から、イエロートナーにおける前記露出面積率及びシアントナーにおける前記露出面積率に対し、それぞれ1.5倍以上30.0倍以下であることが好ましく、1.5倍以上10.0倍以下であることがより好ましく、2.5倍以上8.0倍以下であることが更に好ましく、3.0倍以上7.0倍以下であることが特に好ましい。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットは、マゼンタトナーの前記露出面積率が、1.5面積%以上5.0面積%以下であり、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損、及び、画像ムラの観点から、1.8面積%以上4.0面積%以下であることが好ましく、2.0面積%以上3.5面積%以下であることがより好ましい。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットは、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損の観点から、イエロートナー及びシアントナーの前記露出面積率がそれぞれ、0面積%以上1.0面積%以下であることが好ましく、0.1面積%以上0.7面積%以下であることがより好ましい。
トナー粒子表面における離型剤の露出面積率は、以下の方法により測定する。
外添剤を有するトナーの場合、事前に外添剤の除去処理を施す。
イオン交換水にコンタミノン(和光純薬工業(株)製)等の界面活性剤を2質量部入れ、そこにトナー2質量部を加え濡らし混合分散させ、その後超音波を15分当てることにより、外添剤の除去を行う。超音波の強さは適宜調整することができ、本操作は外添剤が除去されるまで繰り返し行うことができる。その後、混合分散させた分散液をろ紙に通し、リンス洗浄後、ろ紙上のトナーを乾燥させトナー粒子を得る。
外添剤を除去したトナー粒子は四酸化ルテニウムにより染色した上で、走査型電子顕微鏡(SEM)の10,000倍の拡大画像によってトナー表面を観察する。
染色方法は、トナーと四酸化ルテニウム0.05gとをデシケータ内で4時間放置した後、四酸化ルテニウムを取り出し、更に12時間デシケータ内で四酸化ルテニウム蒸気に曝し、トナー表面を染色した。
SEM画像において、黒く見える部分がトナー表面に露出した離型剤であり、これを「Image−Pro Plus5.1J(MediaCybernetics社製)などの画像処理ソフトで二値化し、それぞれ求めたトナー粒子面積に対する離型剤の露出面積の比として離型剤の露出面積率が求められる。本実施形態においては、トナー粒子100個の平均値を採用する。
露出している離型剤のドメイン長径は、0.3μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
離型剤の大きさを制御するには、例えば乳化凝集法における凝集粒子を加熱して融合・合一することで、離型剤ドメインが成長し、前述した離型剤露出面積率、及び、ドメイン長径を前記範囲内に制御できる。一方、溶解懸濁法などは加熱工程を経ないため、離型剤ドメインが成長せず、トナー表面への露出も抑制され、前述した離型剤露出面積率を規定の範囲内に制御することが困難であり、かつドメイン長径も前記範囲内に制御することは困難である。
なお、本条件で求められるのは、トナー表面に完全に露出している離型剤の面積率であり、他分析方法により求められる表面近傍に存在するがトナー表面に露出されていない離型剤は含まれない。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットにおいて、マゼンタトナーの離型剤の含有量は、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損の観点から、イエロートナーの離型剤の含有量及びシアントナーの離型剤の含有量それぞれに対し、0.5倍以上1.2倍以下であることが好ましく、0.7倍以上1.1倍以下であることがより好ましく、0.8倍以上1.1倍未満であることが更に好ましく、0.95倍以上1.05倍以下であることが特に好ましい。
マゼンタトナーにおいて、離型剤の露出面積率を上記範囲に制御する方法としては、例えば、湿式製法によるトナー粒子の製造において着色剤の添加量を多くする方法、離型剤の種類を選択する方法(例えば、湿式製法によるトナー粒子の製造において、極性の高い離型剤を使用する方法、及び、融解温度が適度な範囲である離型剤を用いる方法)、トナー粒子をコア・シェル構造とし、シェル(被覆層)に離型剤を多く含ませる方法、並びに、これらを組み合わせた方法等が挙げられる。
湿式製法において、比重及び疎水性の点から、着色剤はトナー粒子の中心部に集まりやすいため、着色剤の添加量を多くすることにより、離型剤のトナー粒子の外縁部分における存在量が増加し、露出面積率が高くなると推測される。
また、湿式製法において、極性の高い離型剤を使用した場合も、離型剤のトナー粒子の外縁部分における存在量が増加し、露出面積率が高くなると推測される。
更に、融解温度が低い離型剤を用いた場合、融解した際にトナー粒子の表面に移動しやすく、露出面積率が高くなると推測される。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットは、結着樹脂、離型剤及びマゼンタ着色剤を含むトナー粒子を有するマゼンタトナーと、結着樹脂、離型剤及びシアン着色剤を含むトナー粒子を有するシアントナーと、結着樹脂、離型剤及びイエロー着色剤を含むトナー粒子を有するイエロートナーとを有する。
また、前記イエロートナー、前記マゼンタトナー及び前記シアントナーはそれぞれ、トナー粒子と、必要に応じて、外添剤と、を含んで構成される。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットは、イエロートナー、マゼンタトナー及びシアントナー以外の他のトナー、例えば、結着樹脂、離型剤及びブラック着色剤を含むトナー粒子を有するブラックトナーなどを更に有していてもよい。
以下、本実施形態に用いられる各色トナーの詳細について説明する。
なお、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットは、マゼンタトナーと、シアントナーと、イエロートナーと、必要に応じて、ブラックトナー等その他の色のトナーと、を含むが、離型剤の量及び存在位置(トナー粒子表面における離型剤の露出面積率)、並びに、着色剤が異なる以外は、基本成分は同様の構成とすることがよいことから、以下、本実施形態に係るトナーと称して、その構成について説明する。
(トナー粒子)
トナー粒子は、結着樹脂と、離型剤と、着色剤と、必要に応じて、その他添加剤と、を含んで構成される。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。但し、結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して、含有量が2質量%以上40質量%以下(好ましくは2質量%以上20質量%以下)の範囲で用いることがよい。
なお、樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度10(℃/min)で測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを指す。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
・非晶性ポリエステル樹脂
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5,000以上1,000,000以下が好ましく、7,000以上500,000以下がより好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2,000以上100,000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
非晶性ポリエステル樹脂は、周知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
・結晶性ポリエステル樹脂
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸等の二塩基酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,14−エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジオールとしては、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが好ましい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下が更に好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、非晶性ポリエステルと同様に、周知の製造方法により得られる。
結着樹脂の含有量としては、例えば,トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下が更に好ましい。
−離型剤−
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
これらの中でも、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損、及び、画像ムラの観点から、フィッシャートロプシュワックス、マイクロクリスタリンワックス、及び、ポリエチレンワックスよりなる群から選ばれた離型剤が好ましく、フィッシャートロプシュワックス、及び、マイクロクリスタリンワックスよりなる群から選ばれた離型剤がより好ましく、フィッシャートロプシュワックスが特に好ましい。
離型剤の融解温度は、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損、及び、画像ムラの観点から、50℃以上120℃以下が好ましく、80℃以上110℃以下がより好ましく、85℃以上100℃以下が特に好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
−着色剤−
着色剤としては、公知の着色剤から、目的とするトナーの色に応じて選択される。
マゼンタ着色剤としては、例えば、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、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、ベンズイミダゾール化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物等が挙げられ、具体的には、例えば、C.I.ピグメントレッド1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同8、同9、同10、同11、同12、同13、同14、同15、同16、同17、同18、同19、同21、同22、同23、同30、同31、同32、同37、同38、同39、同40、同41、同48、同49、同50、同51、同52、同53、同54、同55、同57、同58、同60、同63、同64、同68、同81、同83、同87、同88、同89、同90、同112、同114、同122、同123、同163、同146、同184、同202、同206、同207、同209、同238、同269等、ピグメントバイオレット19のマゼンタ顔料や、C.I.ソルベントレッド1、同3、同8、同23、同24、同25、同27、同30、同49、同81、同82、同83、同84、同100、同109、同121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ベーシックレッド1、同2、同9、同12、同13、同14、同15、同17、同18、同22、同23、同24、同27、同29、同32、同34、同35、同36、同37、同38、同39、同40等のマゼンタ染料等、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ロータミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bなどが挙げられる。また、これら顔料の固溶体でもよい。
これらの中でも、前記マゼンタトナーは、マゼンタ着色剤として、色相及び耐候性の観点から、Pigment Red 122、Pigment Red 209、Pigment Red 202及びPigment Violet 19等のキナクリドン系マゼンタ顔料を含むことが好ましい。
シアン着色剤としては、例えば、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等が挙げられ、具体的には、例えば、C.I.ピグメントブルー1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同10、同11、同12、同13、同14、同15、同15:1、同15:2、同15:3、同15:4、同15:6、同16、同17、同23、同60、同65、同73、同83、同180、C.I.バットシアン1、同3、同20等や、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルーの部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBCのシアン顔料、C.I.ソルベントシアン79、162等のシアン染料などが挙げられる。
イエロー着色剤としては、例えば、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等が挙げられ、具体的には、例えば、C.I.ピグメントイエロー2、同3、同15、同16、同17、同74、同97、同155、同180、同185、同139等のイエロー顔料などが挙げられる。
ブラック着色剤としては、例えば、カーボンブラック(アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック)、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、チタンブラック、活性炭、非磁性フェライト、マグネタイト等がある。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。
着色剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
−その他の添加剤−
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
−トナー粒子の特性等−
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、解像度の観点から、2μm以上7μm以下がより好ましく、2μm以上5μm以下が特に好ましい。
なお、トナー粒子の各種平均粒径、及び各種粒度分布指標は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
トナー粒子の形状係数SF1としては、110以上150以下が好ましく、120以上140以下がより好ましい。
なお、形状係数SF1は、下記式により求められる。
式:SF1=(ML/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
(外添剤)
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
(トナーの製造方法)
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。トナー粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
また、前述した離型剤の露出面積率を制御する方法を用いることが好ましい。
具体的には、例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、離型剤粒子分散液と樹脂粒子分散液とを少なくとも混合した分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、離型剤粒子及び樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造することが好ましい。
以下、各工程の詳細について説明する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明する。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
−樹脂粒子分散液準備工程−
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
ここで、樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下が更に好ましい。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
なお、樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤粒子分散液中に分散する着色剤粒子、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。
−凝集粒子形成工程−
次に、樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度−30℃以上ガラス転移温度−10℃以下)の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで撹拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体等が挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
−融合・合一工程−
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、を更に混合し、凝集粒子の表面に更に樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
ここで、融合・合一工程終了後は、溶液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
<静電荷像現像剤セット>
本実施形態に係る静電荷像現像剤セットは、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットのうち前記マゼンタトナーを含む第1静電荷像現像剤と、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットのうち前記シアントナーを含む第2静電荷像現像剤と、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットのうち前記イエロートナーを含む第3静電荷像現像剤と、を有する。
前記第1乃至第3の静電荷像現像剤は、前記各色トナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
なお、磁性粉分散型キャリア、及び樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
二成分現像剤における、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
<画像形成装置/画像形成方法>
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットのうち前記マゼンタトナーによるマゼンタ画像を形成する第1画像形成手段と、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットのうち前記シアントナーによるシアン画像を形成する第2画像形成手段と、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットのうち前記イエロートナーによるイエロー画像を形成する第3画像形成手段と、前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を記録媒体上に転写する転写手段と、前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を前記記録媒体上に定着する定着手段と、を備える。
本実施形態に係る画像形成装置は、第1乃至第3画像形成手段として、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤により像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、を各々有する各画像形成手段を備える形態であってもよい。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、第1乃至第3画像形成手段として、静電荷像現像剤により像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する第1乃至第3現像手段と、を有する形態であってもよい。
本実施形態に係る画像形成装置では、本実施形態に係るトナーセットのうちマゼンタトナーによるマゼンタ画像を形成する第1画像形成工程と、本実施形態に係るトナーセットのうちシアントナーによるシアン画像を形成する第2画像形成工程と、本実施形態に係るトナーセットのうちイエロートナーによるイエロー画像を形成する第3画像形成工程と、前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を記録媒体上に転写する転写工程と、前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を記録媒体上に定着する定着工程と、を有する画像形成方法(本実施形態に係る画像形成方法)が実施される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
また、本実施形態に係る画像形成装置においては、本実施形態に係るトナーセットのうちマゼンタトナーを収容した第1トナーカートリッジと、本実施形態に係るトナーセットのうちシアントナーを収容した第2トナーカートリッジと、本実施形態に係るトナーセットのうちイエロートナーを収容した第3トナーカートリッジと、を有し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジセットが備えられていてもよい。
さらに、本実施形態に係る静電荷像現像剤セットのうち第1静電荷像現像剤を収容した第1現像手段と、本実施形態に係る静電荷像現像剤セットのうち第2静電荷像現像剤を収容した第2現像手段と、本実施形態に係る静電荷像現像剤セットのうち第3静電荷像現像剤を収容した第3現像手段と、を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジが本実施形態に係る画像形成装置に備えられていてもよい。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ロール22及び中間転写ベルト20内面に接する支持ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。なお、支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。なお、第1のユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール5Y(一次転写手段の一例)、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)6Yが順に配置されている。
なお、一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として可視像(現像像)化される。
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で撹拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体の一例)上に保持されている。そして感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー画像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。
感光体1Y上のイエロートナー画像が一次転写へ搬送されると、一次転写ロール5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー画像に作用され、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と逆極性の(+)極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μAに制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
また、第2のユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5Kに印加される一次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー画像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト内面に接する支持ロール24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と同極性の(−)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー画像が記録紙P上に転写される。なお、この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれトナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。
トナー画像を転写する記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙が挙げられる。記録媒体は記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。
定着後における画像表面の平滑性を更に向上させるには、記録紙Pの表面も平滑が好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
<プロセスカートリッジセ/トナーカートリッジセット>
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤セットのうち前記第1静電荷像現像剤を収容した第1現像手段と、本実施形態に係る静電荷像現像剤セットのうち前記第2静電荷像現像剤を収容した第2現像手段と、本実施形態に係る静電荷像現像剤セットのうち前記第3静電荷像現像剤を収容した第3現像手段と、を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記構成に限られず、現像装置と、その他、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図2は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(第1現像手段の一例、第2及び第3現像手段は不図示)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
なお、図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジセットについて説明する。
本実施形態に係るトナーカートリッジセットは、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットのうち前記マゼンタトナーを収容した第1トナーカートリッジと、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットのうち前記シアントナーを収容した第2トナーカートリッジと、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーセットのうち前記イエロートナーを収容した第3トナーカートリッジと、を有し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジセットである。第1乃至第3トナーカートリッジはそれぞれ、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用のトナーを収容するものである。
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱される構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収容されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジが交換される。
以下、実施例及び比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に詳細に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は「質量部」及び「質量%」を表す。
<樹脂粒子分散液の調製>
〔樹脂粒子分散液(A)の調製〕
・テレフタル酸:30モル部
・フマル酸:70モル部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物:12モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物:88モル部
撹拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えたフラスコに、上記の材料を仕込み、1時間を要して温度を210℃まで上げ、上記材料100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、ポリエステル樹脂(A)を合成した。
温度調節手段及び窒素置換手段を備えた容器に、酢酸エチル40部及び2−ブタノール25部を投入し、混合溶剤とした後、ポリエステル樹脂(A)100部を徐々に投入し溶解させ、ここに、10質量%アンモニア水溶液(樹脂の酸価に対してモル比で3倍量相当量)を入れて30分間撹拌した。
次いで、容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を撹拌しながらイオン交換水400部を2部/分の速度で滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を室温(20℃乃至25℃)に戻し、撹拌しつつ乾燥窒素により48時間バブリングを行うことにより、酢酸エチル及び2−ブタノールを1,000ppm以下まで低減させ、イオン交換水を加え、固形分量を30質量%に調整して、体積平均粒径190nmの樹脂粒子分散液(A)とした。
〔樹脂粒子分散液(B)の調製〕
・ドデカン二酸(1,10−デカンジカルボン酸):50モル部
・1,9−ノナンジオール:50モル部
撹拌器、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に上記モノマー成分を入れ、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、チタンテトラブトキサイド(試薬)を前記モノマー成分100部に対して0.25部投入した。窒素ガス気流下、170℃で3時間撹拌反応させた後、温度を更に220℃まで1時間かけて昇温し、反応容器内を3kPaまで減圧し、減圧下で13時間撹拌反応させて、ポリエステル樹脂(B)を得た。
コンデンサー、温度計、水滴下装置、アンカー翼を備えたジャケット付き反応槽(東京理化器械(株)製:BJ−30N)に、ポリエステル樹脂(B)300部と、メチルエチルケトン(溶剤)160部と、イソプロピルアルコール(溶剤)100部とを入れ、水循環式恒温槽にて70℃に維持しながら、100rpmで撹拌混合しつつ樹脂を溶解させた(溶解液調製工程)。
その後、撹拌回転数を150rpmにし、水循環式恒温槽を66℃に設定し、10%アンモニア水(試薬)17部を10分間かけて投入した後、66℃に保温されたイオン交換水を7部/分の速度で、合計900部滴下し転相させて、乳化液を得た。
すぐに、得られた乳化液800部とイオン交換水700部とをナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーター(東京理化器械(株))にセットした。ナスフラスコを回転させながら、60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した。溶剤回収量が1,100部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。得られた分散液に溶剤臭は無かった。この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径D50vは130nmであった。その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20質量%になるように調製し、これを樹脂粒子分散液(B)とした。
<離型剤粒子分散液の調製>
〔離型剤粒子分散液(1)の調製〕
・フィッシャートロプシュワックス(日本精蝋(株)製FNP−0090、融解温度90℃):100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):1部
・イオン交換水:350部
上記材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径203nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(1)(固形分量20質量%)を得た。
〔離型剤粒子分散液(2)の調製〕
フィッシャートロプシュワックスを、マイクロクリスタリンワックス(日本精蝋(株)製HiMic1090、融解温度88℃)に変更した以外は、離型剤粒子分散液(1)と同様にして、体積平均粒径206nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(2)(固形分量20質量%)を得た。
〔離型剤粒子分散液(3)の調製〕
フィッシャートロプシュワックスを、ポリエチレンワックス(ベイカーペトロライト社製ポリワックス725、融解温度104℃)に変更した以外は、離型剤粒子分散液(1)と同様にして、体積平均粒径211nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(3)(固形分量20質量%)を得た。
〔離型剤粒子分散液(4)の調製〕
フィッシャートロプシュワックスを、パラフィンワックス(三井化学(株)製ハイワックス200P、融解温度122℃)に変更した以外は、離型剤粒子分散液(1)と同様にして、体積平均粒径211nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(4)(固形分量20質量%)を得た。
(マゼンタ着色剤分散液(1)の調製)
・C.I.Pigment Red122(クラリアント社製):50部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):5部
・イオン交換水:193部
上記成分を混合し、アルティマイザ((株)スギノマシン製)により240MPaで10分間処理し、マゼンタ着色剤分散液1(固形分濃度:20%)を調製した。
(マゼンタ着色剤分散液(2)の調製)
・C.I.Pigment Violet19及びC.I.Pigment Red122の固溶体顔料(DIC(株)製:Fastogen Super Magenta RE−05):50部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):5部
・イオン交換水:193部
上記成分を混合し、アルティマイザ((株)スギノマシン製)により240MPaで10分間処理し、マゼンタ着色剤分散液2(固形分濃度:20%)を調製した。
(イエロー着色剤分散液の調製)
着色剤をC.I.Pigment Yellow74(大日精化工業(株)製)50部に変更した以外は、マゼンタ着色剤分散液の調製と同様の方法でイエロー着色剤分散液(固形分濃度:20%)を調製した。
(シアン着色剤分散液の調製)
着色剤をC.I.Blue15:3(DIC(株)製)50部に変更した以外は、マゼンタ着色剤分散液の調製と同様の方法でシアン着色剤分散液(固形分濃度:20%)を調製した。
(マゼンタトナー1の作製)
・樹脂粒子分散液(A):314質量部
・樹脂粒子分散液(B):236質量部
・離型剤粒子分散液(1):50質量部
・マゼンタ着色剤分散液(1):190質量部
上記成分を円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により4,000rpmでせん断力を加えながら10分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液1.75部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を5,000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、4枚パドルの撹拌翼を用いた撹拌装置、及び、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、撹拌回転数を700rpmにしてマントルヒーターにて加熱し始め、45℃にて凝集粒子の成長を促進させた。またこの際、0.3Nの硝酸や1Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いて分散液のpHを2.2乃至3.5の範囲に制御した。上記pH範囲で2時間ほど保持し、凝集粒子を形成した。
次に、樹脂粒子分散液(A):200部と離型剤粒子分散液(1):10質量部の混合液を追添加し、前記凝集粒子の表面に結着樹脂の樹脂粒子を付着させた。更に47℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーIIで粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。その後、キレート剤(HIDS、(株)日本触媒製)2.25部を添加し、次いで、5%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを7.8に調整し、15分間保持した。その後、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、85℃まで昇温し、光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認できるまで保持した後、1.0℃/分の降温速度で冷却した。その後20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒子径は4.5μmであった。
得られたトナー粒子100部に対しコロイダルシリカ(日本アエロジル(株)製、R972)1.5部を、ヘンシェルミキサーにて周速30m/sで2分間混合してマゼンタトナー1を得た。
(マゼンタトナー2の作製)
離形剤粒子分散液(1)の代わりに離形剤粒子分散液(2)を使用した以外は、マゼンタトナー1の作製と同様にしてマゼンタトナー2を得た。
(マゼンタトナー3の作製)
離形剤粒子分散液(1)の代わりに離形剤粒子分散液(3)を使用した以外は、マゼンタトナー1の作製と同様にしてマゼンタトナー3を得た。
(マゼンタトナー4の作製)
離形剤粒子分散液(1)の代わりに離形剤粒子分散液(4)を使用した以外は、マゼンタトナー1の作製と同様にしてマゼンタトナー4を得た。
(マゼンタトナー5の作製)
追添加する樹脂粒子分散液(A)の量を:200部から50部に変更した以外は、マゼンタトナー1の作製と同様にしてマゼンタトナー5を得た。
(マゼンタトナー6の作製)
・樹脂粒子分散液(A):343質量部
・樹脂粒子分散液(B):257質量部
・離型剤粒子分散液(1):50質量部
・マゼンタ着色剤分散液(1):140質量部
上記成分を円筒ステンレス容器に入れ、マゼンタトナー1の作製と同様にしてマゼンタトナー6を得た。
(マゼンタトナー7の作製)
マゼンタ着色剤分散液(1)の代わりにマゼンタ着色剤分散液(2)を使用した以外は、マゼンタトナー1の作製と同様にしてマゼンタトナー7を得た。
(マゼンタトナー8の作製)
追添加する離型剤粒子分散液(1)の量を:10部から0部に変更した以外は、マゼンタトナー1の作製と同様にしてマゼンタトナー8を得た。
(マゼンタトナー9の作製)
追添加する樹脂粒子分散液(A)の量を:200部から60部に変更した以外は、マゼンタトナー1の作製と同様にしてマゼンタトナー9を得た。
(樹脂粒子分散液(C)の調製〕
・テレフタル酸:47モル部
・フマル酸:10モル部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物:52モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物:91モル部
上記成分を180℃で加熱混合した後、ジブチル錫オキサイド3部を加え、220℃で加熱しながら水を留去し、ポリエステル樹脂(C)を得た。得られたポリエステル樹脂(C)330部、トリレンジイソシアネート70部、酢酸エチル400部を容器に入れ、この混合物を130℃で3時間加熱して、酢酸エチルを溶媒とした樹脂粒子分散液(C)を得た。
(マゼンタ着色剤分散液(3)の調製)
・C.I.Pigment Red122(クラリアント社製):50部
・ポリエステル樹脂(A)(樹脂粒子分散液(A)の調製で調整した樹脂):50部
上記成分を混合し、加圧ニーダーにて混合して、顔料・ポリエステル樹脂(A)複合体樹脂を作製し、ハンマーミルにて粉砕物とした。この粉砕物を酢酸エチルと混合し、マゼンタ着色剤分散液3(固形分濃度:20%)を得た。
(離型剤分散液(5)の作製)
・フィッシャートロプシュワックス(日本精蝋(株)製FNP−0090、融解温度90℃):100部
・酢酸エチル:270部
上記成分を加熱分散半溶解状態として、ホモジナイザーにて混合を行い、体積平均粒径280nmの離型剤粒子が分散された酢酸エチルを溶媒とした離型剤分散液(5)(固形分量20質量%)を得た。
(スチレンアクリル樹脂粒子分散液の作製)
・スチレン:370部
・n−ブチルアクリレート:30部
・アクリル酸:4部
・ドデカンチオール:24部
・四臭化炭素:4部
上記成分を混合し、溶解した混合物を、非イオン性界面活性剤(三洋化成工業(株)製:ノニポール400)6部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)10部をイオン交換水560部に溶解した水溶液に、フラスコ中で分散及び乳化した後、10分間混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4部をイオン交換水50質量部に溶解した水溶液を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。こうして、平均粒径が180nm、重量平均分子量(Mw)が15,500である樹脂粒子を分散させてなるスチレンアクリル樹脂粒子分散液(樹脂粒子濃度:40質量%)を得た。なお、スチレンアクリル樹脂粒子のガラス転移点は59℃であった。
(水相液の作製)
・スチレンアクリル樹脂粒子分散液:120部
・セロゲンBS−H(第一工業製薬(株)製)の2%水溶液:400部
・イオン交換水:400部
上記成分を撹拌混合し、水相液を得た。
(油相液の作製)
・ポリエステル樹脂(A):310部
・マゼンタ着色剤分散液(3):380部
・離型剤分散液(5):50部
・酢酸エチル:90部
上記成分を撹拌混合後、得られた混合物に樹脂粒子分散液(C)50部を加え、ホモジナイザー(ウルトラタラックス:IKA社製)により2分間攪拌して油相液を得た。
(マゼンタトナー10の作製)
油相液880部に水相液800部を加え、ホモジナイザーで20分間撹拌した。次に、室温(25℃)、常圧(1気圧)で48時間、プロペラ型撹拌機でこの混合液を撹拌し、樹脂粒子分散液(A)10部を追添加した。その後有機溶媒を除去し、粒状物を形成した。その後20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥及び分級してトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒子径は4.5μmであった。
得られたトナー粒子100部に対しコロイダルシリカ(日本アエロジル(株)製、R972)1.5部を、ヘンシェルミキサーにて周速30m/sで2分間混合してマゼンタトナー9を得た。
(イエロートナー1の作製)
・樹脂粒子分散液(A):343質量部
・樹脂粒子分散液(B):257質量部
・離型剤粒子分散液(1):50質量部
・イエロー着色剤分散液:140質量部
上記成分を円筒ステンレス容器に入れ、マゼンタトナー1の作製と同様にしてイエロートナー1を得た。
(イエロートナー2の作製)
離形剤粒子分散液(1)の代わりに離形剤粒子分散液(2)を使用した以外は、イエロートナー1の作製と同様にしてイエロートナー2を得た。
(シアントナー1の作製)
・樹脂粒子分散液(A):366質量部
・樹脂粒子分散液(B):274質量部
・離型剤粒子分散液(1):50質量部
・シアン着色剤分散液:100質量部
上記成分を円筒ステンレス容器に入れ、マゼンタトナー1の作製と同様にしてシアントナー1を得た。
(シアントナー2の作製)
離形剤粒子分散液(1)の代わりに離形剤粒子分散液(2)を使用した以外は、シアントナー1の作製と同様にしてシアントナー2を得た。
(トナー粒子表面における離型剤の露出面積率の測定方法)
トナー粒子表面における離型剤の露出面積率は、前述した方法により測定した。なお、露出している離型剤のドメイン長径は、マゼンタトナー10は0.3μm以下であり、それ以外のトナーは0.3μm以上1.5μm以下の範囲内であった。
(評価)
−画像欠陥の評価−
評価用画像を形成する画像形成装置として、富士ゼロックス(株)製700 Digital Color Press改造機(ブラック用の現像機は作動しないように改造した装置)を用意し、表1又は表2に示すような組み合わせでトナーセット1の現像剤を現像器に入れ、補給トナー(現像剤に含まれるトナーと同じトナー)をトナーカートリッジに入れた。続けて、記録紙(Xerox Digital Color Colotech+、坪量:280g/m)に対して、イエロー、マゼンタ、シアン各色の単色ソリッドパッチ画像、イエロー/マゼンタ/シアンの内2色を重ねたソリッドパッチ画像(用紙側からマゼンタ/イエロー、シアン/イエロー、シアン/マゼンタの順に重ねた3種類)、イエロー/マゼンタ/シアンの3色を重ねたソリッドパッチ画像(用紙側からシアン/マゼンタ/イエローの順に重ねた1種類)を、定着温度160℃、プロセススピードを320mm/秒に設定し、50枚プリントした。それぞれのソリッドパッチ画像は4cm×5cmとし、各パッチのトナー載り量は、単色:2.4g/cm、2色重ね:4.8g/cm、3色重ね:6.0g/cmとした。49枚目及び50枚目の各ソリッドパッチをそれぞれ6cm×6cmの大きさにカットし、画像同士を向かい合わせて重ね、2kgの重りを載せて55℃50%RHのチャンバー内で1ヵ月保管した。なお、同じ組み合わせのサンプルを4セットずつ作製し、1週間ごとに1セットずつ取り出して評価した。
その後、重ねた画像を剥して画像の欠損を確認した。評価結果を表1又は表2に示す。なお、評価基準は以下の通りである。A、Bであれば実用上問題無く、Cは特殊な画像を出力する場合に問題となる場合があるレベルである。
−評価基準−
A:画像の欠損は見られない。
B:画像の欠損は若干見られるが、実用上問題無いレベル。
C:画像の欠損が所々見られ、細かい線の画像では見づらい部分もあるレベル。
D:画像の欠損が著しく、実用上問題となるレベル。
−画像ムラの評価−
評価用画像を形成する画像形成装置として、富士ゼロックス(株)製700 Digital Color Press改造機(ブラック用の現像機は作動しないように改造した装置)を用意し、表1又は表2に示すような組み合わせでトナーセット1の現像剤を現像器に入れ、補給トナー(現像剤に含まれるトナーと同じトナー)をトナーカートリッジに入れた。続けて、記録紙(Xerox Digital Color Colotech+、坪量:280g/m)に対して、イエロー、マゼンタ、シアン各色の単色ソリッドパッチ画像、イエロー/マゼンタ/シアンの内2色を重ねたソリッドパッチ画像(用紙側からマゼンタ/イエロー、シアン/イエロー、シアン/マゼンタの順に重ねた3種類)、イエロー/マゼンタ/シアンの3色を重ねたソリッドパッチ画像(用紙側からシアン/マゼンタ/イエローの順に重ねた1種類)を、用紙の搬送方向の先端部と後端部にそれぞれ用紙端部からの余白20mmとなるように形成し、定着温度160℃、プロセススピードを320mm/秒に設定し、10,000枚プリントした。
10,000枚目の単色定着画像を目視で観察し、評価結果を表1又は表2に示す。なお、評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
A:光沢度の高い部分に対して、光沢度の低い部分が生じて発生する筋状、うろこ状、及び斑点状の画像ムラがいずれも見えない。
B:光沢度の高い部分に対して、光沢度の低い部分が生じて発生する筋状、うろこ状、及び斑点状の画像ムラの少なくともいずれかが僅かに見える。
C:光沢度の高い部分に対して、光沢度の低い部分が生じて発生する筋状、うろこ状、及び斑点状の画像ムラの少なくともいずれかが見える。
上記結果から、本実施例の静電荷像現像用トナーセットは、比較例の静電荷像現像用トナーセットに比べ、定着画像を重ねて保存し、重ねた画像を剥した場合における画像の欠損が抑制され、また、画像ムラの発生が抑制されていることがわかる。
1Y、1M、1C、1K 感光体(像保持体の一例)
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)

Claims (6)

  1. 結着樹脂、離型剤及びマゼンタ着色剤を含むトナー粒子を有し、前記トナー粒子の表面における前記離型剤の露出面積率が1.5面積%以上5.0面積%以下であるマゼンタトナーと、
    結着樹脂、離型剤及びシアン着色剤を含むトナー粒子を有し、前記トナー粒子の表面における前記離型剤の露出面積率が前記マゼンタトナーにおける前記離型剤の露出面積率よりも低いシアントナーと、
    結着樹脂、離型剤及びイエロー着色剤を含むトナー粒子を有し、前記トナー粒子の表面における前記離型剤の露出面積率が前記マゼンタトナーにおける前記離型剤の露出面積率よりも低いイエロートナーと
    を有し、
    前記マゼンタトナーの前記露出面積率が、前記イエロートナーにおける前記露出面積率及び前記シアントナーにおける前記露出面積率に対し、それぞれ2.5倍以上9.8倍以下である
    静電荷像現像用トナーセット。
  2. 請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記マゼンタトナーを含む第1静電荷像現像剤と、
    請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記シアントナーを含む第2静電荷像現像剤と、
    請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記イエロートナーを含む第3静電荷像現像剤と、
    を有する静電荷像現像剤セット。
  3. 請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記マゼンタトナーを収容した第1トナーカートリッジと、
    請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記シアントナーを収容した第2トナーカートリッジと、
    請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記イエロートナーを収容した第3トナーカートリッジと、
    を有し、
    画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジセット。
  4. 請求項2に記載の静電荷像現像剤セットのうち前記第1静電荷像現像剤を収容した第1現像手段と、
    請求項2に記載の静電荷像現像剤セットのうち前記第2静電荷像現像剤を収容した第2現像手段と、
    請求項2に記載の静電荷像現像剤セットのうち前記第3静電荷像現像剤を収容した第3現像手段と、
    を備え、
    画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
  5. 請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記マゼンタトナーによるマゼンタ画像を形成する第1画像形成手段と、
    請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記シアントナーによるシアン画像を形成する第2画像形成手段と、
    請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記イエロートナーによるイエロー画像を形成する第3画像形成手段と、
    前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を記録媒体上に転写する転写手段と、
    前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を前記記録媒体上に定着する定着手段と、
    を備える画像形成装置。
  6. 請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記マゼンタトナーによるマゼンタ画像を形成する第1画像形成工程と、
    請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記シアントナーによるシアン画像を形成する第2画像形成工程と、
    請求項1に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記イエロートナーによるイエロー画像を形成する第3画像形成工程と、
    前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を記録媒体上に転写する転写工程と、
    前記マゼンタ画像、前記シアン画像及び前記イエロー画像よりなる群から選ばれた少なくとも1種の画像を前記記録媒体上に定着する定着工程と、
    を有する画像形成方法。
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