JP2012215739A - 画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ - Google Patents

画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ Download PDF

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Abstract

【課題】非常に優れた低温定着性と、高い耐ホットオフセット特性と、良好な保存安定性を両立し、且つ、写真光沢に近いスポット高光沢な画像を形成することのできる画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジを提供すること。
【解決手段】電子写真現像用トナーは、有彩色トナーと、透明トナーと、を含み、前記有彩色トナーは、ポリエステル樹脂と、着色剤と、を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以下であり、前記透明トナーは、結晶性のポリエステル樹脂を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以上であることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、透明トナーと有彩色トナーとを用いる画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジに関する。
レーザープリンター、乾式静電複写機等の画像形成装置に用いられる電子写真法は、光導電性層などの像担持体表面を一様に帯電させ、次いでその像担持体表面を露光し、露光された部分の電荷を消散させることにより電気的な(静電的な)潜像を形成する。更に該潜像にトナーと呼ばれる電荷を持った微粉末等を付着させることによって可視化し、得られた可視像を転写紙等の記録媒体に転写した後、加熱、加圧などにより永久定着させると共に、転写できずに像担持体表面に残った微粉末等を清掃する工程を有する。
近年の画像形成装置では、トナー定着時の省エネルギー化の要求や高速で処理できる画像形成装置の要求が高まっており、トナー自体に低温で溶融する特性が求められている。
また、近年の画像形成装置では、高画質化の要求も大きく、写真画像等の画像の要求に対しては記録用紙等の記録媒体表面に光沢性を付与することによって、鮮明な高光沢画像を提供できることが知られている。
これらは例えば有彩色トナーのない非画像部に透明トナーを配置することにより、記録媒体上の有彩色トナーのある部分との光沢差をなくしたり、記録媒体上の全面に透明トナーを配置したりする方法などが用いられている。(特許文献1、特許文献2及び特許文献3参照。)
また有彩色トナーと透明トナーとからなる可視像が形成された記録媒体を、定着装置を用いて加熱溶融し、冷却剥離することで記録媒体全面に高光沢な画像を形成する装置が開示されている。(特許文献4参照。)
これらの方法によれば記録媒体全面で光沢差をなくし均一な光沢を提供可能である。
一方、印刷分野においては、記録媒体の光沢を制御するためには、UVニス印刷、ニス引き、PP貼り加工などが一般に行われ、ある特定の部分を高光沢とするいわゆるスポットニスが行われる。スポット印刷は、通常のカラー印刷の後に部分的に高光沢とするための版を作成し、UVニス等を用いてスポット印刷することが行われている。この方法によると、スポットニスを施した部分は写真のように高光沢を得ることができ、スポットニスを施さない部分は低い光沢で、画像上の光沢差が大きく通常の印刷と比べ差別化が図れるものである。
しかしながら、オフセット印刷でこれを行うためには専用の版を用意する必要があり、また可変データには対応できないため、一定以上の印刷ロット枚数が必要になる。
それに対して、レーザープリンター、乾式静電複写機等の画像形成装置に用いられる電子写真法で本性能を実現できれば、印刷用の版が不要となり可変データにも対応することができる。
電子写真方式で同一記録媒体上に異なる光沢を形成する方法としては、トナーに用いる樹脂の数平均分子量により光沢性を制御する方法(特許文献5参照。)や、有彩色トナーを定着した(第一の画像形成)後、透明トナー像を形成し(第二の画像形成)、定着温度を下げて光沢を下げる方法(特許文献6参照。)が提案さている。更には1回目には光沢範囲を印字、定着し、2回目に非光沢範囲を印字、定着する方法が開示(特許文献7参照。)されている。これらの方法によれば同一記録媒体上で異なる光沢を得ることは可能である。しかしながら、スポットニスで行われているような写真光沢に近いスポット高光沢は未だ実現できていない。
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、即ち、非常に優れた低温定着性と、高い耐ホットオフセット特性と、良好な保存安定性を両立し、且つ、写真光沢に近いスポット高光沢な画像を形成することのできる画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジを提供することを目的としている。
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジは、具体的には下記(1)〜(7)に記載の技術的特徴を有する。
(1):像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を電子写真現像用トナー及びキャリアを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を直接または中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写工程と、当該転写された可視像を記録媒体に定着させる定着工程と、を備える画像形成方法であって、前記電子写真現像用トナーは、有彩色トナーと、透明トナーと、を含み、前記有彩色トナーは、ポリエステル樹脂と、着色剤と、を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以下であり、前記透明トナーは、結晶性のポリエステル樹脂を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以上であることを特徴とする画像形成方法である。
(2):前記有彩色トナーは、前記正接損失の最大ピーク値が2.5以下であり、前記透明トナーは、前記正接損失の最大ピーク値が4以上であることを特徴とする上記(1)に記載の画像形成方法である。
(3):前記透明トナーは、滑剤を含有することを特徴とする上記(1)または(2)に記載の画像形成方法である。
(4):前記透明トナーは、当該透明トナーの粒子内部に脂肪酸アマイド系滑剤を含有することを特徴とする上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の画像形成方法である。
(5):前記脂肪酸アマイド系滑剤は、N,N’−エチレン−ビスステアリン酸アマイドを含むことを特徴とする上記(4)に記載の画像形成方法である。
(6):画像形成装置に着脱自在に備えられるプロセスカートリッジであって、像担持体と、該像担持体上の静電潜像を電子写真現像用トナー及びキャリアを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像手段と、を備え、前記電子写真現像用トナーは、有彩色トナーと、透明トナーと、を含み、前記有彩色トナーは、ポリエステル樹脂と、着色剤と、を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以下であり、前記透明トナーは、結晶性のポリエステル樹脂を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以上であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
(7):像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を電子写真現像用トナー及びキャリアを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を直接または中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写手段と、当該転写された可視像を記録媒体に定着させる定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記電子写真現像用トナーは、有彩色トナーと、透明トナーと、を含み、前記有彩色トナーは、ポリエステル樹脂と、着色剤と、を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以下であり、前記透明トナーは、結晶性のポリエステル樹脂を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以上であることを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、非常に優れた低温定着性と、高い耐ホットオフセット特性と、良好な保存安定性を両立し、且つ、写真光沢に近いスポット高光沢な画像を形成することのできる画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジを提供することができる。
80〜160℃に損失正接のピークがあるトナーの粘弾性の例を示すグラフである。 本発明に係る画像形成方法を実施するための画像形成装置の構成を示す概略図である。 本発明に係る画像形成方法を実施するための画像形成装置における一部である現像装置の構成を示す部分概略図である。 本発明に係る画像形成方法を実施するための画像形成装置における一部である画像形成部の構成を示す部分概略図である。 本発明に係る画像形成方法を実施するための画像形成装置における一部である画像形成部の他の構成を示す部分概略図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの構成を示す部分概略図である。
本発明に係る画像形成方法は、像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を電子写真現像用トナー及びキャリアを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を直接または中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写工程と、当該転写された可視像を記録媒体に定着させる定着工程と、を備える画像形成方法であって、前記電子写真現像用トナーは、有彩色トナーと、透明トナーと、を含み、前記有彩色トナーは、ポリエステル樹脂と、着色剤と、を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以下であり、前記透明トナーは、結晶性のポリエステル樹脂を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以上であることを特徴とする。
次に、本発明に係る画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジについてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
<透明トナー、有彩色トナー>
透明トナーは、低温定着性を高めると、省エネルギー化の効果はもちろんではあるが、定着工程において十分な溶融が得られるために、より光沢性を高くすることができる。光沢性の付与は、透明トナーを用いる最も大きな目的であり、透明トナーの最も重要な役割である。しかし、低温定着性を高めると、副作用として、トナーの保存性が損なわれる傾向があり、透明トナーの低温定着化と保存安定性の両立は、透明トナーを用いた現像システムにおいて課題となっていた。
特に透明トナーは、フルカラー電子写真現像に常用される有彩色トナー(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)と異なり、追加ユニットとして上記イエロー、マゼンタ、シアンの三原色及びブラック以外の色のトナーを搭載した現像ユニット等と必要に応じて交換しながら使用される場合が多い。このような利用状況下にある場合は、他色のトナーが五色目として用いられている間、ユーザーの管理が届き難い状況で保管されることが想定される。そのため、透明トナーの保管安定性は他の色料の三原色及び黒色のトナー以上に高い機能が求められる。
そこで、本発明における透明トナーは、粘弾性測定において損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有しており、正接損失の最大ピーク値が3以上であることが必要である。
理由を以下に説明する。
低温で定着し、かつ、高い光沢性を確保するためには、比較的低い温度から急激に貯蔵弾性が低くなる特性をトナーに持たせる必要がある。定着時のトナーの貯蔵弾性率(G’)を低くすることができれば、表面平滑度の低い記録紙や有彩色トナーの微小凹凸に溶融したトナーが入り込みやすく、また、粘弾性の中で相対的に可塑成分が高くなり、加圧定着後にトナー粒の形状が復元しにくくなる。そのため、延展性に優れ、トナー層表面の平滑度が高くなり、高い光沢度を得ることが可能となる。
その一方で、耐ホットオフセットの観点から貯蔵弾性率(G’)はある粘度になってからは低下の傾きは緩やかになりその粘度を維持することが重要であり、さらに損失弾性率(G”)は貯蔵弾性率(G’)のような急激な低下を起こさない必要がある。
このように貯蔵弾性率(G’)がある温度から急激に低下しつつ、ある温度域で低下の傾きは緩やかにならないと、図1に示すような、正接損失のピークは発現しない。
このようなG“、G’及びtanδの関係を持つトナーのみが正接損失のピークを持つが、その最大ピークの温度は80〜160℃に発現することが好ましい。
正接損失の最大ピーク温度が80℃未満であると保管環境で貯蔵弾性率(G’)が低下しトナーとしての保存性が悪くなってしまい、保管環境でトナーが凝集してしまう。さらに、高温での粘弾性が低くなりすぎ、耐ホットオフセット性が損なわれてしまう。
最大ピークの温度が160℃を超えると低温で定着する目的が損なわれてしまう。
また、正接損失の最大値が小さいと、損失弾性率(G”)と比較して貯蔵弾性率(G’)が低下せず、好ましい低温定着性と耐ホットオフセット性、高光沢を同時に達成させることができなくなる。特に、透明トナーにて記録媒体上に光沢を付与する場合には、以下の理由により、正接損失が3以上であることが重要となる。
トナー層表面の光沢性を高めるためには、トナー層の最表面をできるだけ滑らかにする必要がある。そのためには、前述のように、貯蔵弾性率(G’)を低下させ、最表面を形成するトナー層の延展性を高めることが重要であるが、加えて、最表面を形成するトナー層と、そのトナー層を保持する面との相性も重要な要素となる。
有彩色トナーによる画像形成の場合、トナー層は紙(記録媒体)上に形成される。その場合、トナーの貯蔵弾性率(G’)の割合が比較的高くても、(トナー定着に一般的に用いられている)加圧定着の際に、紙の可塑性がクッションとなってトナーの弾性を吸収したり、平滑面を形成する上で余剰分となった溶融トナーが紙を構成しているセルロースの繊維中に染み入ったりするので、最表面を滑らかな状態にすることができる。
しかし、有彩色トナー画像に対する光沢付与を目的として透明トナーを使用する場合、透明トナー層は有彩色トナーによって形成された樹脂面上に形成することになる。すると、紙上に直に画像を形成した場合と異なり、有彩色トナー層が紙との間の壁となり、透明トナーの弾性が吸収されにくくなったり、平滑面を形成する上で余分となった溶融トナーがセルロースの繊維中へ逃げにくくなくなったりする。
つまり、透明トナーは有彩色トナーのみを用いた画像形成よりも高光沢化に対してよりシビアな条件下で用いられる場合がある。この場合、貯蔵弾性率(G’)の割合が高いと、加圧定着を行なっても、透明トナー自身の弾性による“戻り”のために透明トナー層表面に微小な凹凸やうねりが発生し、滑らかさが損なわれ、高光沢が得られにくくなる。
この現象に対し、本発明者らは鋭意研究を重ねた。その結果、有彩色トナー層の上に透明トナー層を形成した場合でも、定着温度範囲において透明トナーの損失弾性率(G”)と貯蔵弾性率(G’)の比である正接損失(tanδ)のピークが3以上であれば、耐ホットオフセット性を維持しつつ、透明トナーの弾性よりも延展性が勝るため透明トナー層の表面を滑らかにすることが可能となり、高光沢を付与できるということを見出した。
正接損失(tanδ)のピーク温度や最大ピーク値は樹脂の粘弾性によって決まってくるが、トナー製造工程中の樹脂への負荷、例えば溶融混練条件などによりピーク温度や最大ピーク値を変更することが可能である。
また、詳細を後述する結晶性のポリエステルなどを併用する場合は、併用する物質の軟化点、トナーへの配合量によりトナーの粘弾性が変化するため、正接損失(tanδ)のピーク温度や最大ピーク値を変更することが可能となる。
透明トナーは、上記のように有彩色トナー層の上で使用されるばかりではなく、例えば、紙上に単体で用いて“透かし”のように用いたり、紙上に光沢差をつけることで無色の画像を形成したりする場合もある。しかし、最小限の数の透明トナーで様々な用途に対応できるようにしておくと、一台の電子写真装置に過剰に多くの種類のトナー(及びこれに対応する画像形成ユニット)を搭載しなくて済むため、装置のコンパクト化や低コスト化に有利である。また、ユーザーの要望に応じて一台の電子写真装置を多様に利用できるため、利便性の面からも好ましい。そのため、有彩色トナー層上での光沢付与以外の用途でも使用される透明トナーであっても、使用目的の一つに光沢付与があるのであれば、正接損失の最大ピーク値は3以上であることが必要であるが、更に好ましくは4以上である。
本発明における有彩色トナーは、粘弾性測定において損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有しており、正接損失のピーク値が3以下であることが必要であるが、更に好ましくは2.5以下である。
理由を以下に説明する。
上述の通り、透明トナーにおいては損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有しており、正接損失のピーク値が3以上であることにより、高光沢性を確保できるようになった。
一方で、有彩色トナーについては、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有しており、正接損失の最大ピーク値を3以下とすることにより、透明トナーとの光沢差が大きくなり、写真光沢に近いスポット高光沢な画像を形成することができる。また、有彩色トナーの正接損失のピーク値は2.5以下が更に好ましい。
有彩色トナーの正接損失のピーク値を3以下とするには、特にポリエステル樹脂を用いて重合法により生成されるトナーが有用である。
ポリエステル樹脂を用いて重合法により生成されるトナーの正接損失のピーク値が3以下とできる理由については明確とはなっていないが、製法に起因すると推定される。
トナー(透明トナー、有彩色トナー)の正接損失(tanδ)は粘弾性測定によって測定される。本発明においては、トナーを0.8g、φ20mmのダイスを用い30MPaの圧力で成型し、TA社製ADVANCED RHEOMETRIC EXPANSION SYSTEMでφ20mmのパラレルコーンを使用して、周波数1.0Hz、昇温速度2.0℃/分、歪み0.1%(自動歪み制御:許容最小応力1.0g/cm、許容最大応力500g/cm、最大付加歪み200%、歪み調整200%)で、損失弾性率(G”)、貯蔵弾性率(G’)、正接損失(tanδ)の測定を行った。このとき、貯蔵弾性率(G’)が10以下になった場合の正接損失(tanδ)の値は除外した。
本発明におけるトナー(透明トナー、有彩色トナー)の重量平均粒径は3〜8μm、粒径分布において4μm以下の粒子の割合は10〜70個数%、8μm以上の粒子の割合は1〜20体積%、10.08μm以上の粒子の割合は6体積%以下であることが好ましい。
トナー粒子の粒度分布(個数分布、体積分布)の測定にはコールターカウンター法を用いることができ、使用される装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII、III、IV(いずれもコールター社製)等が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはポリオキシエチレンアルキルエーテル)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えば、ISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子またはトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径(Mw)や体積平均粒径(Mv)を求めることができる。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。
本発明における電子写真現像用トナーは、有彩色トナーと透明トナーとを含む。
ここで、有彩色トナーは結着樹脂としてのポリエステル樹脂と、着色剤と、を含有する。また、透明トナーは結晶性のポリエステル樹脂を含有する。
これらの他さらに、上記有彩色トナー及び上記透明トナーのいずれも、結着樹脂、離型剤、帯電制御剤、外添剤、その他公知の材料を含んでなる。
以下、本発明における電子写真現像用トナーを構成する各材料についての詳細を述べる。
(結晶性のポリエステル樹脂)
また本発明における透明トナーは、熱可塑性樹脂として結晶性のポリエステル樹脂(結晶性ポリエステル樹脂)を含有する。
結晶性のポリエステル樹脂を併用すると低温での定着が可能になると共に、低温でも画像の光沢性を上げることが可能になる。結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、好ましくは結着樹脂(非結晶性のポリエステル樹脂等)100重量部に対して1〜25重量部、より好ましくは1〜15重量部である。結晶性ポリエステル樹脂の比率を高くしすぎると、感光体等像担持体表面にフィルミングを起こしやすくなると共に、保存安定性を悪化させてしまう懸念がある。さらに結晶性ポリエステル樹脂の比率が高すぎると樹脂の透明性が損なわれ、透明トナーとして要求される透明性を確保できなくなってしまう。
本発明で用いられる結晶性ポリエステル樹脂としては、多価アルコール単位及びカルボン酸単位を含む、下記一般式(a)で表される構造を少なくとも樹脂全体における全エステル結合の60モル%含有する。
−OCOC−R−COO−(CH− ・・・一般式(a)
(但し、一般式(a)中、Rは炭素数2〜20の直鎖状不飽和脂肪族基を示し、nは2〜20の整数を示す。)
なお、前記一般式(a)中、Rは、好ましくは、直鎖状不飽和脂肪族二価カルボン酸残基を示し、炭素数2〜20であり、より好ましくは2〜4の直鎖状不飽和脂肪族基である。
nは、好ましくは、2〜6の整数である。
前記直鎖状不飽和脂肪族基の具体例としては、マレン酸、フマル酸、1,3−n−プロペンジカルボン酸、1,4−n−ブテンジカルボン酸等の直鎖状不飽和二価カルボン酸由来の直鎖状不飽和脂肪族基を挙げることができる。
前記(CHは直鎖状脂肪族二価アルコール残基を示す。
この場合における直鎖状脂肪族二価アルコール残基の具体例としては、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の直鎖状脂肪族二価アルコールから誘導されたものを示すことができる。
結晶性ポリエステル樹脂は、カルボン酸単位として、直鎖状不飽和脂肪族ジカルボン酸単位を用いたことから、芳香族ジカルボン酸単位を用いた場合に比べて結晶構造を形成し易いという作用効果を示す。
結晶性ポリエステル樹脂は、(1)直鎖状不飽和脂肪族二価カルボン酸又はその反応性誘導体(酸無水物、炭素数1〜4の低級アルキルエステル酸ハライド等)からなる多価カルボン酸単位と、(2)直鎖状脂肪族ジオールからなる多価アルコール単位とを、常法により重縮合反応させることによって製造することができる。
この場合、多価カルボン酸単位には、必要に応じ、少量の他の多価カルボン酸単位が含有されていてもよい。
この場合の多価カルボン酸単位には、(A)分岐鎖を有する不飽和脂肪族二価カルボン酸単位、(B)飽和脂肪族二価カルボン酸や、飽和脂肪族三価カルボン酸等の飽和脂肪族多価カルボン酸単位の他、(C)芳香族二価カルボン酸や芳香族三価カルボン酸等の芳香族多価カルボン酸単位等が包含される。
これらの多価カルボン酸単位の含有量は、全カルボン酸に対して、通常、30モル%以下、好ましくは10モル%以下であり、得られるポリエステルが結晶性を有する範囲内で適宜添加される。
必要に応じて添加することができる多価カルボン酸単位の具体例を示すと、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、シトラコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の二価カルボン酸単位;無水トリメット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸単位等を挙げることができる。
前記多価アルコール単位には、必要に応じ、少量の脂肪族系の分岐鎖二価アルコール単位や環状二価アルコール単位の他、三価以上の多価アルコール単位が含まれていてもよい。
その含有量は、全アルコール単位に対して、30モル%以下、好ましくは10モル%以下であり、得られるポリエステルが結晶性を有する範囲内で適宜添加される。
必要に応じて添加される多価アルコール単位を例示すると、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン単位、ポリエチレングリコール単位、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物単位、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物単位、グリセリン単位等が挙げられる。
結晶性ポリエステル樹脂において、その分子量分布は、低温定着性の点から、シャープであることが好ましく、また、その分子量は、比較的低分子量であることが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の分子量は、そのo−ジクロルベンゼン可溶分のGPCによる分子量分布において、その重量平均分子量(Mw)が5500〜6500、その数平均分子量(Mn)が1300〜1500及びそのMw/Mn比が2〜5であることが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂についての前記分子量分布は、横軸をlog(M:分子量)とし、縦軸を重量%とする分子量分布図に基づくものである。
本発明で用いられる結晶性ポリエステル樹脂の場合、この分子量分布図において、3.5〜4.0(重量%)の範囲に分子量ピークを有することが好ましく、また、そのピークの半値幅が1.5以下であることが好ましい。
(滑剤)
本発明における透明トナーには滑剤を含有することが有用である。透明トナーは画像の最上部に位置するため高い耐ホットオフセット性が求められ、滑剤を含有することで定着部材との離型性を大きくすることが出来る。使用できる滑剤としては流動パラフィン、マイクロリスタンワックス、天然パラフィン、合成パラフィン、ポリオレフィンワックス、及びこれらの部分酸化物、あるいはフッ化物、塩化物などの脂肪族炭化水素系滑剤、牛脂、魚油などの動物油、やし油、大豆油、菜種油、米ぬかワックス、カルナウバワックスなどの植物油、モンタンワックスなど高級脂肪族アルコール・高級脂肪酸系滑剤、脂肪酸アマイド、脂肪酸ビスアマイド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、オレイン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸マグネシウム、ミリスチン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ベヘニン酸亜鉛などの金属石鹸系滑剤、脂肪酸エステル系滑剤、ポリフッ化ビニリデンなどが使用できるがこれらに限定されるものではない。
滑剤は単独或いは複数組合せて用いることができるが、トナー内部に含有する場合は定着用樹脂(結着樹脂)100重量部に対して0.1〜15重量部、好ましくは1〜7重量部の範囲で含有することが好ましい。
ここで、トナー内部に含有するとは、トナー母体中に含まれるものであり外添されている状態を除くことを意味する。即ち、滑剤がトナー母体中に含まれていれば良く、例えば、滑剤がトナー母体表面に全く露出していないカプセル状に内包されている形態であっても良く、滑剤がトナー母体中において均一あるいは適度に分散され一部が当該トナー母体表面に露出している形態であっても良い。
トナー内部に滑剤を含有することにより定着時の耐ホットオフセット性能と定着強度を得ることができ、高い擦り試験強度を得る事ができる。これにより高速の画像形成装置で用いた場合、低温定着性が確保することができる。滑剤の添加量が0.1重量部よりも少ないとオフセットが発生し易くなり、10重量部よりも多くなるとキャリアスペントは発生しやすくなり、さらに画質が劣化し易くなる。
トナー表面層に滑剤を含有する場合は、定着用樹脂100重量部に対して0.001〜1重量部、好ましくは0.01〜0.3重量部の範囲で含有する事が好ましい。
ここで、トナー表面層に含有するとは、トナー母体中に含まれず、外添されている状態を意味する。
トナー表面層に滑剤を含有する場合、滑剤が直接的に像担持体と接触するため、像担持体表面に薄い膜を形成し、トナーを容易に剥がすことや再付着の防止に効果がある。
トナー内部に脂肪酸アマイド系の滑剤を含有すると、滑剤としての効果に加え、結晶性ポリエステルの結晶化が促進され、保存安定性を改良することができるため好ましい。脂肪酸アマイド系の滑剤は単独で用いてもよいが、離型性の機能と結晶性ポリエステルの結晶化促進の機能を分離してコントロールするために、脂肪酸アマイド系以外の滑剤と併用してもよい。脂肪酸アマイド系以外の滑剤としては例えば、離型性に対して効果的であるカルナバワックスやパラフィン系ワックスと脂肪酸アマイド系ワックスを併用して用いてもよい。脂肪酸アマイド系ワックスの例としては、ステアリン酸アマイド、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、エチレン−ビスステアリン酸アマイド等が挙げられ、特に効果的で好ましい例としてN,N’−エチレン−ビスステアリン酸アマイドが挙げられる。
透明トナー画像による少なくとも1層のトナー層は、記録媒体上で最表面に形成されることが好ましい。最表面に形成されることで、透明トナーの光沢性をより効率的引き出すことができる。
透明トナーによるトナー層を最表面に形成する方法としては特に制限はない。有彩色トナーと共に透明トナーを用いた場合は、例えば、現像装置(現像ユニット)として有彩色トナーを用いたものと透明トナーを用いたものとを用いて、有彩色トナーによる像担持体、あるいは中間担持体、あるいは記録媒体上への現像を行なった後に透明トナーを用いた現像を行なうようにすることで実現できる。この場合、現像工程のフローでいえば、有彩色トナーによる現像の下流に透明トナーによる現像がくることになる。例えば有彩色トナーとしてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを用いた場合、該4色分に加えて透明トナーを用いた現像装置もしくは現像ユニットを用いた5つの現像装置(現像ユニット)を備えた、図2に示すような画像形成装置を用いることで本発明を実現できる。
(結着樹脂)
本発明における透明トナー、有彩色トナーに用いられる結着樹脂は、従来より公知の樹脂が使用される。例えば、スチレン、ポリ−α−スチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラート樹脂などが挙げられる。また、これら樹脂の製造方法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
本発明における有彩色トナーでは特にポリエステル樹脂を含有することが好ましい。ポリエステル樹脂は一般的に他の樹脂に比べ、耐熱保存性を維持したまま低温定着が可能であるため本発明には適した結着樹脂である。
本発明で用いられるポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られる。使用されるアルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、1,4−ビス(ヒドロキシメタ)シクロヘキサン、及びビスフェノールA等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価のアルコール単量体、三価以上の多価アルコール単量体を挙げることができる。また、カルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マロン酸等の二価の有機酸単量体、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。ポリエステル樹脂のTgは58〜75℃が好ましい。
(着色剤)
本発明において有彩色トナーに用いられる着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量は有彩色トナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
本発明で用いる着色剤は結着樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練される結着樹脂としては、先にあげた結着樹脂と同様のものを用いることができる。
(離型剤)
本発明における透明トナー、有彩色トナーに用いられる離型剤(ワックス)としては、例えば、天然ワックスとして、動物由来の蜜蝋、鯨蝋、セラック蝋、植物由来のカルナバ蝋、木蝋、米糠蝋(ライスワックス)、キャンデリラワックス、石油由来のパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、鉱物由来のモンタンワックス、オゾケライトなどがあり、また合成ワックスとしては、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、油脂系合成ワック(エステル、ケトン類、アミド)、水素化ワックスなどが挙げられる。これらの離型剤の中でも、低温領域における染み出し効果を発揮するために、示差走査熱量分析計(以下、DSCと略す)による吸熱ピークが80〜110℃であるものであることが好ましい。
特に種類を限定されるものではないが、好ましくは、合成することによって得られる炭化水素系合成ワックス、或いは、石油系のワックスがよい。炭化水素系合成ワックスは次の2種類に大別される。1種類目はフィッシャー・トロプシュ(Fischer−Tropsch)ワックスと呼ばれているもので、一酸化炭素と水素を反応させることにより、生成することができる。他の一種はポリエチレンワックスと呼ばれているもので、エチレンの重合やポリエチレンの熱分解により生成することができる。
DSCはJIS−K7122−1987に準じて測定し、吸熱ピークの温度を融点とする。
さらに本発明に用いられるワックスは、好ましくは極性を有するものであれば良く、さらに好ましくは酸価が3〜8KOHmg/gのものであれば良い。一旦出来上がったワックスを原料として化学的・物理的手段で加工もしくは変性し、極性を持たせることが可能となる。変性ワックスとしては酸化ワックスと合成樹脂等をブレンドした配合ワックスに大別することができる。酸化ワックスは、原料のワックスを薬品や空気中の酸素で酸化することにより生成される。また、配合ワックスは機械的強度が小さいという欠点を補う為、相溶性の良い合成樹脂(エチレン酢ビ共重合体、ポリエチレン、合成ロジン等)を適当量ブレンドしたものである。
さらに、本発明に用いられる離型剤は、針入度が4以下であることが好ましい。針入度は、JISの規格(K−2235−5.4)に定められた方法により、離型剤の硬さを求める測定法である。測定装置で規定温度下に定められた針に100gの荷重をかけ、5秒間で試料に何mm侵入するかを求め、この10倍の数値で表すことができる。
(帯電制御剤)
本発明における透明トナー、有彩色トナーは帯電制御剤を含有することができる。
ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、ホスホニウム塩等の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、高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートの如きジオルガノスズボレート類、有機金属錯体、キレート化合物、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属錯体、第四級アンモニウム塩等があげられる。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノールの如きフェノール誘導体類があげられる。これらの単独或いは2種類以上を組み合せて用いることができる。
これらの帯電制御剤をトナーに内部添加する場合、定着用樹脂(結着樹脂)に対して0.1〜10重量部添加することが好ましく、帯電制御剤により着色されている場合もあるため、透明トナーの場合はできるだけ白色又は透明色のものを選定する。
(外部添加剤;外添剤)
さらには透明トナー、有彩色トナーには外部添加剤を含有する事ができる。外部添加剤には例えば、シリカ、テフロン(登録商標)樹脂粉末、ポリ沸化ビニリデン粉末、酸化セリウム粉末、炭化ケイ素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末の如き研磨剤、或いは例えば酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末の如き流動性付与剤、凝集防止剤、樹脂粉末、或いは例えば、酸化亜鉛粉末、酸化アンチモン粉末、酸化スズ粉末の如き導電性付与剤、また、逆極性の白色微粒子及び黒色微粒子を現像性向上剤として用いることもできる。これらは単独或いは複数組合せて使用することができ、空転等の現像ストレスに対して耐性を持たせるように選択される。
<二成分現像剤>
(キャリア)
二成分現像剤方式を用いる場合、磁性キャリアに用いる磁性体微粒子としてはマグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属(Mn、Ni、Zn、Mg、Cu等)を一種又は二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を使用できる。その形状は粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合は鉄等の強磁性微粒子を用いる事が好ましい。また、化学的な安定性を考慮するとマグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトを用いる事が好ましい。
具体的には、MFL−35S、MFL−35HS(パウダーテック社製)、DFC−400M、DFC−410M、SM−350NV(同和鉄粉工業社製)等が好適な例として挙げられる。
強磁性微粒子の種類及び含有量を選択する事により所望の磁化を有する樹脂キャリアを使用する事もできる。この時のキャリアの磁気特性は1,000エルステッドにおける磁化の強さは30〜150emu/gが好ましい。このような樹脂キャリアは磁性体微粒子と絶縁性バインダー樹脂との溶融混練物をスプレードライアーで噴霧して製造したり、磁性体微粒子の存在下に水性媒体中でモノマーないしプレポリマーを反応、硬化させ縮合型バインダー中に磁性体微粒子が分散された樹脂キャリアを製造できる。
磁性キャリアの表面には正または負帯電性の微粒子または導電性微粒子を固着させたり、樹脂をコーティングしたりして帯電性を制御できる。
表面のコート材としてはシリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、さらに正または負帯電性の微粒子または導電性微粒子を含んでコーティングする事ができるが、シリコーン樹脂及びアクリル樹脂が好ましい。
本発明において、現像装置内に収容されるトナーとキャリアとからなる二成分現像剤中のキャリアの重量比率は、85wt%以上98wt%未満であることが好ましい。85wt%未満であると現像装置からのトナーの飛散が発生しやすくなり、不良画像の原因となる。98wt%以上であると、トナーの帯電量が過度に上昇したり、トナーの供給量が不足したりするため、画像濃度が低下し、不良画像の原因となる。
<トナーの製造方法>
本発明における透明トナーを作製するには、粉砕法が好ましい。
例えば、定着用樹脂、滑剤、必要に応じて着色剤、更に必要に応じて帯電制御剤、滑剤、添加剤を均一に分散した定着用樹脂を組合せてヘンシェルミキサー、スーパーミキサーの如き混合機により十分混合する。次いで、加熱ロール、ニーダ、エクストルーダーの如き熱溶融混練機を用いて溶融混練して素材類を十分に混合せしめた後、冷却固化後微粉砕及び分級を行ってトナーを得る。
この時の粉砕方法としては高速気流中にトナーを包含させ、衝突板にトナーを衝突させそのエネルギーで粉砕するジェットミル方式やトナー粒子同士を気流中で衝突させる粒子間衝突方式、更には高速に回転したローターと狭いギャップ間にトナーを供給し粉砕する機械式粉砕法等が使用できる。
本発明における有彩色トナーの製造方法としては、溶解懸濁法、ポリエステル伸長法、噴霧造粒法などの重合法が好ましい。
以下に、一例として、ポリエステル伸長法を用いて、有彩色トナーを製造する方法について説明する。ポリエステル伸長法は、無変性ポリエステル、プレポリマー(A)、アミノ基を有する化合物(B)、着色剤、離型剤、帯電制御剤等を含むトナー材料を有機溶媒中に溶解又は分散させた第一の液を水系媒体中に分散させた第二の液中で、プレポリマー(A)とアミノ基を有する化合物(B)を反応させた後、有機溶媒を除去し、濾過、洗浄及び乾燥することにより母体粒子を製造する方法である。
トナー材料中のプレポリマー(A)の含有量は、通常、10〜55質量%であり、10〜40質量%が好ましく、15〜30質量%がさらに好ましい。
このとき、トナー材料の一部を、第一の液に添加する代わりに、第一の液を水系媒体中に分散させた後に添加してもよい。具体的には、第一の液を水系媒体中に分散させた後にアミノ基を有する化合物(B)を添加すると、プレポリマー(A)とアミノ基を有する化合物(B)の反応が分散粒子の界面から開始するため、母体粒子の内部にウレア変性ポリエステルの濃度勾配を形成することができる。また、着色剤又は帯電制御剤を、第一の液に添加する代わりに、母体粒子に添加してもよい。具体的には、帯電制御剤を母体粒子に打ち込んでもよいし、母体粒子を染着してもよい。
アミノ基を有する化合物(B)の代わりに、ケチミン、オキサゾリン等を用いた場合、水系媒体中でアミノ基を有する化合物(B)が生成し、プレポリマー(A)と反応することが可能となる。
プレポリマー(A)とアミノ基を有する化合物(B)を反応させる際に、停止剤を用いると、ウレア変性ポリエステルの架橋度及び分子量を調整することができる。このとき、アミノ基を有する化合物(B)を含む第一の液を水系媒体中に分散させた後に、停止剤を添加すると、プレポリマー(A)とアミノ基を有する化合物(B)の反応が分散粒子の界面で抑制されるため、母体粒子の内部にウレア変性ポリエステルの濃度勾配を形成することができる。
停止剤としては、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等の1価のアミン;1価のアミンのアミノ基をブロックしたケチミン、オキサゾリン;n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デシルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジフェニルアルコール、トリフェニルアルコール等の1価のアルコールが挙げられる。中でも、水系媒体中に溶出しにくいことに加え、未反応の停止剤を除去しやすいことから、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、n−ヘキシルアルコールが好ましい。
停止剤が1価のアルコールである場合、停止剤を添加する際に、プレポリマー(A)のイソシアネート基に対する1価のアルコールのヒドロキシル基の当量比は、通常、0.01〜1であり、0.1〜0.8が好ましい。
有機溶媒としては、特に限定されないが、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、テトラヒドロフラン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、酢酸メチル、酢酸エチルが好ましい。
有機溶媒の使用量は、トナー材料100質量部に対して、通常、40〜300質量部であり、60〜140質量部が好ましく、80〜120質量部がさらに好ましい。
水系媒体としては、水又は水と水性溶媒の混合溶媒を用いることができる。水性溶媒としては、特に限定されないが、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール;ジメチルホルムアミド;テトラヒドロフラン;メチルセロソルブ等のセロソルブ;アセトン、メチルエチルケトン等の低級ケトン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
なお、第一の液が分散された水系媒体の粘度を低くするために、プレポリマー(A)が可溶である溶媒を水系媒体に添加してもよい。
水系媒体の使用量は、トナー材料100質量部に対して、通常、50〜2000質量部であり、100〜1000質量部が好ましい。水系媒体の使用量が50質量部未満であると、第一の液を均一に分散させることができなくなることがあり、2000質量部を超えると、コスト面で不利となる。
水系媒体は、母体粒子の粒径制御、造粒性の向上、母体粒子の表面改質を目的として、樹脂粒子を含んでもよい。
樹脂粒子の平均粒径は、通常、5〜200nmであり、20〜300nmが好ましい。
樹脂粒子のガラス転移点は、通常、40〜90℃であり、50〜70℃が好ましい。ガラス転移点が40℃未満であると、有彩色トナーの保存性が低下することがあり、90℃を超えると、有彩色トナーの低温定着性が低下することがある。
樹脂粒子の重量平均分子量は、通常、4000〜200000であり、4000〜50000が好ましい。重量平均分子量が4000未満であると、有彩色トナーの保存性が低下することがあり、200000を超えると、有彩色トナーの低温定着性が低下することがある。
樹脂粒子を構成する樹脂としては、水系媒体中で分散することが可能であれば、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等のビニル系樹脂;エポキシ樹脂、無変性ポリエステル、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすいことから、ビニル系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、無変性ポリエステルが好ましい。
水系媒体中の樹脂粒子の含有量は、造粒性の観点から、第一の液に対して、通常、0.5〜10質量%であり、1〜3質量%が好ましい。
樹脂粒子による母体粒子の表面被覆率は、通常、1〜90%であり、5〜80%が好ましい。表面被覆率が1%未満であると、母体粒子が凝集しやすくなることがあり、90%を超えると、母体粒子の内部に存在する離型剤が母体粒子の表面にブリードアウトしにくくなることがある。
水系媒体中に第一の液を分散させる際に用いる分散機としては、特に限定されないが、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機等が挙げられる。中でも、分散粒子の粒径を2〜20μmにするためには、高速せん断式分散機が好ましい。
高速せん断式分散機を用いる場合、回転数は、通常、1000〜30000rpmであり、5000〜20000rpmが好ましい。分散時間は、バッチ方式の場合、通常、0.1〜5分程度である。分散温度は、通常、0〜150℃(加圧下)であり、40〜98℃が好ましい。
水系媒体は、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、特に限定されないが、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等の陰イオン界面活性剤;アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型の陽イオン界面活性剤;アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等の4級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤;脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等の非イオン界面活性剤;アラニン、ドデシルビス(アミノエチル)グリシン、ビス(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン等の両性界面活性剤が挙げられる。
分散剤は、フルオロアルキル基を有する界面活性剤であることが好ましい。フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数が2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及びその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステル等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製);フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製);ユニダインDS−101、DS−102、(タイキン工業社製);メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製);エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製);フタージェントF−100、F150(ネオス社製)等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するカチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族第一アミン、第二アミン又は第二アミン酸、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族4級アンモニウム塩;ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するカチオン界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキン工業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)等が挙げられる。
水系媒体は、水に難溶性の無機化合物系分散剤を含んでいてもよい。無機化合物系分散剤としては、特に限定されないが、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等が挙げられる。
なお、リン酸カルシウム等の酸又はアルカリに可溶な化合物を用いる場合は、酸又はアルカリを用いて溶解させた後、水洗することにより、母体粒子から除去することが好ましい。その他、酵素を用いて分解することにより除去することもできる。
水系媒体は、高分子系保護コロイドを含んでいてもよい。高分子系保護コロイドとしては、特に限定されないが、アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等の酸基を有する単量体;アクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、グリセリンモノアクリレート、グリセリンモノメタクリレート、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等のヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル系単量体;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等のビニルエーテル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル;アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド及びこれらのメチロール化物;アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等の(メタ)アクリル系単量体の酸クロライド;ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等の窒素原子又はその複素環を有する単量体等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。また、高分子系保護コロイドとしては、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステル等のポリオキシエチレン類;メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース類等も挙げられる。
第二の液から有機溶媒を除去する際には、第二の液を徐々に昇温して、有機溶媒を蒸発除去することができる。また、第二の液を乾燥雰囲気中に噴霧して、有機溶媒及び水系媒体を除去することができる。乾燥雰囲気としては、特に限定されないが、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体が挙げられ、第二の液に含まれる溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が好ましい。このとき、スプレードライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルン等を用いると、有機溶媒及び水系媒体を短時間で除去することができる。
次に、母体粒子に、流動性向上剤、クリーニング性向上剤等の添加剤を添加した後、ミキサーを用いて、混合及び攪拌する。これにより、添加剤が解砕されながら母体粒子の表面を被覆し、有彩色トナーが得られる。
<電子写真現像装置(画像形成装置)、電車写真現像法(画像形成方法)、プロセスカートリッジ>
本発明に係る画像形成方法は、像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を電子写真現像用トナー及びキャリアを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を直接または中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写工程と、当該転写された可視像を記録媒体に定着させる定着工程と、を備える画像形成方法であって、前記電子写真現像用トナーは、上述した電子写真現像用トナー(透明トナー及び有彩色トナー)であることを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を電子写真現像用トナー及びキャリアを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を直接または中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写手段と、当該転写された可視像を記録媒体に定着させる定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記電子写真現像用トナーは、上述した電子写真現像用トナー(透明トナー及び有彩色トナー)であることを特徴とする。
さらに、本発明に係るプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱自在に備えられるプロセスカートリッジであって、像担持体と、該像担持体上の静電潜像を電子写真現像用トナー及びキャリアを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像手段と、を備え、前記電子写真現像用トナーは、上述した電子写真現像用トナー(透明トナー及び有彩色トナー)であることを特徴とする。
即ち本発明では、感光体ベルト、感光体ドラム等の像担持体を、帯電器により一様帯電せしめた後に露光することで静電潜像を形成し(静電潜像形成工程)、上述の電子写真現像用トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により現像して該電子写真現像用トナーよりなる可視像を形成し(現像工程)、次いで、この可視像を中間転写体としての中間転写ベルトを介し、若しくは、直接、記録媒体に転写し(転写工程)、さらに、転写された記録媒体上の未定着のトナーよりなる可視像を熱及び圧力により当該記録媒体に定着することで(定着工程)、記録媒体上に画像を形成する。これらの他、転写後の像担持体をクリーニングブレード、クリーニングローラ等のクリーニング手段により清掃するクリーニング工程、帯電前に像担持体を除電して電位を除去する除電工程、その他公知の工程を備えるものとしても良い。
次に、図面に従い本発明についてさらに詳細に説明するが、以下において特に限定する旨の記載がない限り、本発明は何ら限定されるものではない。
本発明における電子写真現像装置の一例を図2に示す。
図2の符号101Aは駆動ローラ、101Bは従動ローラ、102は感光体ベルト(像担持体)、103は帯電器、104はレーザー書き込み系ユニット、105A〜105Dはそれぞれイエロー,マゼンタ,シアン,ブラックの各色のトナーを収容する現像ユニット、105Eは透明のトナーを収容する現像ユニット、106は給紙カセット、107は中間転写ベルト、107Aは中間転写ベルト駆動用の駆動軸ローラ、107Bは中間転写ベルトを支持する従動軸ローラ、108はクリーニング装置、109は定着ローラ、109Aは加圧ローラ、110は排紙トレイ、113は紙転写ローラを示している。
このカラー画像形成装置では、前記転写ドラムに対して可撓性の中間転写ベルト(中間転写体)107が使用されている。この中間転写体たる中間転写ベルト107は駆動軸ローラ107Aと一対の従動軸ローラ107Bに張架されて時計回り方向に循環搬送されていて、一対の従動軸ローラ107B間のベルト面を駆動ローラ101Aの外周の感光体ベルト102に対して水平方向から当接させた状態としている。
通常のカラー画像出力時では、感光体ベルト102上に形成される各色のトナー像は、形成の都度前記中間転写ベルト107に転写されて、カラーのトナー像を合成し、これを給紙カセット106から搬送される転写紙に対し紙転写ローラ113によって一括転写する。次いで、転写後の転写紙は定着装置の定着ローラ109と加圧ローラ109Aの間へと搬送され、定着ローラ109と加圧ローラ109Aによる定着後、排紙トレイ110に排紙される。
105A〜105Eの現像ユニットがトナーを現像すると、現像ユニットに収容されている現像剤のトナー濃度が低下する。現像剤のトナー濃度の低下はトナー濃度センサ(図示せず)により検知される。トナー濃度の低下が検知されると、各現像ユニットにそれぞれ接続されているトナー補給装置(図示せず)が稼動し、トナーを補給してトナー濃度を上昇させる。このとき、補給されるトナーは、現像ユニットに現像剤排出機構が備わっていれば、キャリアとトナーが混合されている所謂トリクル現像方式用現像剤であってもよい。
図2では中間転写ベルト上にトナー像を重ねて画像を形成しているが、中間転写ベルトを用いることなく転写ドラムから直接に記録媒体へ転写を行なうシステムにおいても、同様に本発明の電子写真画像形成装置とすることができる。
図3は、本発明で用いられる現像装置の一例を示す図であり、後述するような変形例も本発明の範疇に属するものである。
図3において、潜像担持体である感光体ドラム(20)に対向して配設された現像装置(40)は、現像剤担持体としての現像スリーブ(41)、現像剤収容部材(42)、規制部材としてのドクターブレード(43)、支持ケース(44)等から主に構成されている。なお、以下において感光体ドラム(20)は単に感光体(20)とも称することもある。
感光体(20)側に開口を有する支持ケース(44)には、内部にトナー(21)を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー(45)が接合されている。トナーホッパー(45)に隣接した、トナー(21)と、キャリア(23)からなる現像剤を収容する現像剤収容部(46)には、トナー(21)とキャリア(23)を撹拌し、トナー(21)に摩擦/剥離電荷を付与するための、現像剤撹拌機構(47)が設けられている。
トナーホッパー(45)の内部には、図示しない駆動手段によって回動されるトナー供給手段としてのトナーアジテータ(48)及びトナー補給機構(49)が配設されている。トナーアジテータ(48)及びトナー補給機構(49)は、トナーホッパー(45)内のトナー(21)を現像剤収容部(46)に向けて撹拌しながら送り出す。
感光体(20)とトナーホッパー(45)との間の空間には、現像スリーブ(41)が配設されている。図示しない駆動手段で図の矢印方向(反時計回り方向)に回転駆動される現像スリーブ(41)は、キャリア(23)による磁気ブラシを形成するために、その内部に現像装置(40)に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての磁石を有する。
現像剤収容部材(42)の、支持ケース(44)に取り付けられた側と対向する側には、ドクターブレード(43)が一体的に取り付けられている。ドクターブレード(43)は、この例では、その先端と現像スリーブ(41)の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。
このような装置を非限定的に用い、本発明の画像形成方法は、次のように遂行される。即ち、上記構成により、トナーホッパー(45)の内部からトナーアジテータ(48)、トナー補給機構(49)によって送り出されたトナー(21)は、現像剤収容部(46)へ運ばれる。次いで、このトナー(21)は現像剤撹拌機構(47)で撹拌されることによって、所望の摩擦/剥離電荷が付与され、キャリア(23)と共に現像剤として、現像スリーブ(41)に担持されて感光体(20)の外周面と対向する位置まで搬送される。そして、トナー(21)のみが感光体(20)上に形成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光体(20)上にトナー像が形成される。
図4は、図3の現像装置を有する画像形成装置の一例を示す図である。ドラム状の感光体[像担持体](20)の周囲に、帯電部材[帯電手段](32)、像露光系[露光手段](33)、現像装置[現像手段](40)、転写装置[転写手段](50)、クリーニング装置[クリーニング手段](60)、除電ランプ[除電手段](70)が配置されている。また、この例の場合、帯電部材(32)の表面は、感光体(20)の表面とは約0.2mmの間隙を置いて非接触状態にある。帯電部材(32)により感光体(20)に帯電を施す際、帯電部材(32)に図示してない電圧印加手段によって直流成分に交流成分を重畳した電界により、感光体(20)を帯電させることにより、帯電ムラを低減することが可能であり、効果的である。現像方法を含む画像形成方法は、以下の動作で行われる。
画像形成の一連のプロセスは、ネガ−ポジプロセスで説明を行うことができる。有機光導電層を有する感光体(OPC)に代表される感光体(20)は、除電ランプ(70)で除電され[除電工程]、帯電チャージャ、帯電ローラ等の帯電部材(32)で均一にマイナスに帯電され[帯電工程]、レーザー光学系等の像露光系(33)から照射されるレーザー光で潜像形成(この例では、露光部電位の絶対値は、非露光部電位の絶対値より低電位となる)が行われる[静電潜像形成工程(露光工程)]。
レーザー光は、半導体レーザーから発せられて、高速で回転する多角柱の多面鏡(ポリゴン)等により、感光体(20)の表面を、感光体(20)の回転軸方向に走査する。このようにして形成された潜像が、現像装置(40)にある現像剤担持体である現像スリーブ(41)上に供給されたトナー及びキャリアの混合物からなる現像剤により現像され、トナー像が形成される[現像工程]。潜像の現像時には、電圧印加機構(図示せず)から現像スリーブ(41)に、感光体(20)の露光部と非露光部の間に、ある適当な大きさの直流電圧又はこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
一方、転写媒体(記録媒体、例えば紙)(80)が、給紙機構(図示せず)から給送され、上下一対のレジストローラ(図示せず)で画像先端と同期をとって、感光体(20)と転写装置(50)との間に給送され、トナー像が転写される[転写工程]。このとき、転写装置(50)には、転写バイアスとして、トナー帯電の極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。その後、転写媒体(80)は、感光体(20)より分離され、転写像が得られる。
また、感光体(20)上に残存するトナーは、クリーニング部材としてのクリーニングブレード(61)により、クリーニング装置(60)内のトナー回収室(62)に回収される[クリーニング工程]。
回収されたトナーは、トナーリサイクル手段(図示せず)により現像剤収容部(46)及び/又はトナーホッパー(45)に搬送され、再使用されてもよい。
画像形成装置は、上述の現像装置を複数配置し、転写媒体上へトナー像を順次転写した後、定着機構へ送り、熱等によってトナーを定着する装置であってもよく[定着工程]、一旦中間転写媒体上へ複数のトナー像を転写し、これを一括して転写媒体に転写後同様の定着を行う装置であってもよい[定着工程]。
図5には、本発明で用いられる画像形成装置の他の例を示す。
感光体(20)は、導電性支持体上に少なくとも感光層が設けられている。この感光体(20)は、駆動ローラ(24a)、(24b)により駆動され、帯電部材(32)による帯電、像露光系(33)による像露光、現像装置(40)による現像、転写装置(50)を用いる転写、クリーニング前露光光源(26)によるクリーニング前露光、ブラシ状クリーニング手段(64)及びクリーニングブレード(61)によるクリーニング、除電ランプ(70)による除電が繰り返し行われる。図5においては、感光体(20)(勿論この場合は支持体が透光性である)に支持体側よりクリーニング前露光が行われる。
図6には、本発明のプロセスカートリッジの一例が示される。このプロセスカートリッジは、上述の現像剤を使用し、感光体(20)と、近接型のブラシ状接触帯電手段(32)、上述の現像剤を収納する現像手段(40)、クリーニング手段としてのクリーニングブレード(61)を少なくとも有するクリーニング手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジである。本発明においては、上述の画像形成装置の各構成要素をプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成することができる。
即ち、本発明に係るプロセスカートリッジは、図6に示す形態に限られるものではなく、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像を上述の電子写真現像用トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により可視像とする現像装置と、を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能に備えられるものであればよく、必要に応じてさらに上述の電子写真画像形成装置の各構成要素(帯電手段、クリーニング手段等)を備える。
以下、本発明の実施例について説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。
なお、本発明では透明トナーの実施例の結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いているが、他の樹脂でも使用可能である。
(結着樹脂製造例:ポリエステル系樹脂A〜F)
芳香族ジオール成分及びエチレングリコール、グリセリン、アジピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、イタコン酸より選ばれた単量体を下記表1の組成に従って、蒸留塔を有する5リットルのオートクレーブに全量が4000gとなるように仕込み、常圧下、170〜260℃、無触媒の条件でエステル化反応せしめた後、反応系に全カルボン酸成分に対し400ppmの3酸化アンチモンを加え3Torrの真空下でグリコールを系外へ除去しながら250℃で重縮合を行い樹脂を得た。尚、架橋反応は撹拌トルクが10kg・cm(100ppm)となるまで実施し、反応は反応系の減圧状態を解除して停止させた。
Figure 2012215739
*BPA−PO:ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
*BPA−EO:ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
<ポリエステル樹脂の軟化点の測定>
フローテスター(島津製作所製、CFT−500D)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押出し、温度に対するフローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とした。
<ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)の測定>
示差走査熱量計(セイコー電子工業株式会社製、DSC210)を用いて、試料0.01〜0.02gをアルミニウムパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した試料を昇温速度10℃/分で昇温し、吸熱の最高ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とした。
<ポリエステル樹脂の酸価の測定>
JIS K0070の方法に基づき測定した。ただし、測定溶媒のみJIS K0070の規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、アセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))に変更した。
<ポリエステル樹脂の接損失ピーク温度(℃)及び正接損失値の測定>
試料0.8g、φ20mmのダイスを用い30MPaの圧力で成型し、TA社製ADVANCED RHEOMETRIC EXPANSION SYSTEMでφ20mmのパラレルコーンを使用して、周波数1.0Hz、昇温速度2.0℃/分、歪み0.1%(自動歪み制御:許容最小応力1.0g/cm、許容最大応力500g/cm、最大付加歪み200%、歪み調整200%)、GAPはサンプルセット後FORCEが0〜100gmになる範囲で、損失弾性率(G”)、貯蔵弾性率(G’)、正接損失(tanδ)の測定し、正接損失ピーク温度(℃)及び正接損失値を求めた。なお、このとき貯蔵弾性率(G’)が10以下になった場合の正接損失(tanδ)の値は除外した。
<ポリエステル樹脂の分子量の測定>
ポリエステル樹脂の数平均分子量、重量平均分子量は、THF溶解分の分子量分布をGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定装置GPC−150C(ウォーターズ社製)によって測定した。
測定は、カラム(KF801〜807:ショウデックス社製)を使用し、以下の方法で行う。40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHFを毎分1mlの流速で流した。試料0.05gをTHF5gに十分に溶かした後、前処理用フィルター(例えば、孔径0.45μm クロマトディスク(クラボウ製))で濾過し、最終的に試料濃度として0.05〜0.6重量%に調製した樹脂のTHF試料溶液を50〜200μl注入して測定する。試料のTHF溶解分の重量平均分子量Mw、個数平均分子量Mnの測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えばPressureChemical Co.、あるいは東洋ソーダ工業社製の分子量が6×10、2.1×10、4×10、1.75×10、5.1×10、1.1×10、3.9×10、8.6×10、2×10、4.48×10のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出器にはRI(屈折率)検出器を用いた。
(結晶性ポリエステル樹脂A〜Bの製造例)
結晶性ポリエステル樹脂A〜Bは下記表2に示した組成物4000gとハイドロキノン4gを、温度計、攪拌器、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた容量5リットルの4つ口丸底フラスコ内に入れ、このフラスコをマントルヒーターにセットし、窒素ガス導入管より窒素ガスを導入してフラスコ内を不活性雰囲気下に保った状態で昇温し、160℃に保って5時間、続いて200℃で1時間反応させたのち、8.3kPaにて1時間反応させ、各結晶性ポリエステルを得た。
<結晶性ポリエステル樹脂の融点の測定>
示差走査熱量計(セイコー電子工業株式会社製、DSC210)を用いて、試料0.01〜0.02gをアルミニウムパンに計量し、昇温速度10℃/分で、150℃まで昇温し、吸熱の最高ピークの温度を融点とした。
<結晶性ポリエステル樹脂の分子量の測定>
結晶性ポリエステルの分子量の測定は、ポリエステル樹脂の分子量の測定と同様に、GPC(gel permeation chromatography)によって測定した。
Figure 2012215739
(透明トナーの製造例)
・透明トナー1
<原材料>
ポリエステル樹脂A:100重量部、結晶性ポリエステル樹脂A:10重量部、帯電制御剤:2重量部(ボントロンE−84:オリエント化学製)
以上の原材料を、へンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製、FM20B)を用いて予備混合した後、二軸混練機(株式会社池貝製、PCM−30)で100〜130℃の温度で溶融、混練した。得られた混練物は室温まで冷却後、ハンマーミルにて200〜300μmに粗粉砕した。次いで、超音速ジェット粉砕機ラボジェット(日本ニューマチック工業株式会社製)を用いて、重量平均粒径が5.2±0.3μmとなるように粉砕エアー圧を適宜調整しながら微粉砕した後、気流分級機(日本ニューマチック工業株式会社製、MDS−I)で、重量平均粒径が6.0±0.2μm、重量平均粒径/個数平均粒径の比が1.20以下となるようにルーバー開度を適宜調整しながら分級し、トナー母体粒子を得た。次いで、トナー母体粒子100質量部に対し、添加剤(HDK−2000、クラリアント株式会社製)1.0重量部及び(H05TD、クラリアント株式会社製)1.0重量部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、透明トナー1を製造した。
以下、透明トナー2〜透明トナー8は、透明トナー1におけるポリエステル樹脂Aに代えてポリエステル樹脂B〜Fを、透明トナー1における結晶性ポリエステル樹脂Aに代えて結晶性ポリエステル樹脂A〜Bを、さらに必要に応じて滑剤を下記表3に示す処方量で配合し、これ以外は透明トナー1と同様にして作成した。
Figure 2012215739
(マスターバッチの製造例)
カーボンブラック(キャボットコーポレーション製、リーガル400R)50部、ポリエステル樹脂(三洋化成工業株式会社製、RS801)50部を、更には水30部を加え、ヘンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて160℃で50分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕して、ブラックマスターバッチ1を得た。また、C.I.Pigment Red 269、C.I.Pigment Blue 15:3、C.I.Pigment Yellow 155をそれぞれカーボンブラックの代わりに使用すること以外は同様にして、マゼンタマスターバッチ、シアンマスターバッチ、イエローマスターバッチを作成した。
(有彩色トナー1の製造例)
水100部、ビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水分散液(三洋化成工業株式会社製、固形分20%)10部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液(エレミノール MON−7、三洋化成工業株式会社製)20部、高分子保護コロイドであるカルボキシメチルセルロース(セロゲンBSH、三洋化成工業株式会社製)の1%水溶液を40部、および酢酸エチル15部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを水相とする。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに、プレポリマー(ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、アジピン酸、テレフタル酸の縮合物と、イソホロンジイソシアネートの反応物)の50%酢酸エチル溶液(三洋化成工業株式会社製、数平均分子量6500、重量平均分子量18000、Tg55℃、遊離イソシアネート含有量1.5重量%)400g、ビスフェノールAポリプロピレンオキサイド付加物とアジピン酸の縮合物(数平均分子量800)100g、イソホロンジアミン20g、酢酸エチル50gを加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、5時間反応させ後に、減圧下で酢酸エチルを留去してウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂1を得た。この樹脂の軟化点は104℃、Tgは60℃、酸価は18KOHmg/g、水酸基価は45KOHmg/gであった。
次に撹拌棒および温度計をセットした容器に、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂1を500部、カルナウバワックス40部、および酢酸エチル200部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間かけて30℃にまで冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス株式会社製)を用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、ワックスの分散を行いワックス分散液を得た。次いで、撹拌棒および温度計をセットした容器に、前記溶解物740部、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂1を420部、前記ブラックマスターバッチ1を160部、酢酸エチル100部を加え、上記のビーズミルを用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、分散液を得た。これを顔料・ワックス分散液とする。
前記水相1420部、前記顔料・ワックス分散液1420部、乳化安定剤UCAT660M(三洋化成工業株式会社製)5部を容器に入れ、28℃環境下において、TKホモミキサー(プライミクス株式会社製)を用いて9,000rpmで30分間分散混合し乳化スラリーを得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、前記乳化スラリーを投入し、35℃で10時間脱溶剤した後、45℃で12時間熟成を行い、有機溶媒が留去された分散液を得た。前記分散液100部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーTKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキにイオン交換水500部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで30分間撹拌した後、減圧濾過し、濾過ケーキを得た。
上記の濾過ケーキを循風乾燥機にて40℃で24時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、重量平均粒径5.0μm、重量平均粒径/個数平均粒径の比が1.13のトナー母体粒子を得た。
次いで、トナー母体粒子100質量部に対し、添加剤(HDK−2000、クラリアント株式会社製)1.0重量部及び(H05TD、クラリアント株式会社製)1.0重量部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、有彩色トナー1を製造した。
(有彩色トナー2の製造例)
水100部、ビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水分散液(三洋化成工業株式会社製、固形分20%)10部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液(エレミノール MON−7、三洋化成工業株式会社製)20部、高分子保護コロイドであるカルボキシメチルセルロース(セロゲンBSH、三洋化成工業株式会社製)の1%水溶液を40部、および酢酸エチル15部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを水相とする。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、ポリエステル樹脂(Tg64℃、Mw15300、Mn3800、酸価7mgKOH/g)250部、カルナウバワックス40部、および酢酸エチル200部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間かけて30℃にまで冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス株式会社製)を用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、ワックスの分散を行いワックス分散液を得た。次いで、撹拌棒および温度計をセットした容器に、前記溶解物490部、前記ポリエステル樹脂を520部、前記ブラックマスターバッチ1を160部、酢酸エチル100部を加え、上記のビーズミルを用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、分散液を得た。これを顔料・ワックス分散液とする。
前記水相1420部、前記顔料・ワックス分散液1270部、プレポリマーの50%酢酸エチル溶液(三洋化成工業株式会社製、数平均分子量6500、Tg55℃、遊離イソシアネート含有量1.5重量%)150部、イソブチルアルコール1部、イソホロンジアミン7部、乳化安定剤UCAT660M(三洋化成工業株式会社製)5部を容器に入れ、28℃環境下において、TKホモミキサー(特殊機化製)を用いて9,000rpmで30分間混合し、水系媒体分散液を得た。
その後、前記水系媒体分散液を58℃まで昇温し、TKホモミキサーを用いて回転数1,500rpmで1時間更に分散混合し乳化スラリーを得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、前記乳化スラリーを投入し、35℃で10時間脱溶剤した後、45℃で12時間熟成を行い、有機溶媒が留去された分散液を得た。前記分散液100部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーTKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキにイオン交換水500部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで30分間撹拌した後、減圧濾過し、濾過ケーキを得た。
上記の濾過ケーキを循風乾燥機にて40℃で24時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、重量平均粒径5.2μm、重量平均粒径/個数平均粒径の比が1.14のトナー母体粒子を得た。
次いで、トナー母体粒子100質量部に対し、添加剤(HDK−2000、クラリアント株式会社製)1.0重量部及び(H05TD、クラリアント株式会社製)1.0重量部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、有彩色トナー2を製造した。
(有彩色トナー3の製造例)
水100部、ビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水分散液(三洋化成工業製、固形分20%)10部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液(エレミノール MON−7、三洋化成工業製)20部、高分子保護コロイドであるカルボキシメチルセルロース(セロゲンBSH、三洋化成工業製)の1%水溶液を40部、および酢酸エチル15部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを水相とする。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、ポリエステル樹脂(Tg59℃、Mw10800、Mn2800、酸価8mgKOH/g)230部、結晶性ポリエステル樹脂(軟化点95℃)20部、カルナウバワックス40部、および酢酸エチル200部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間かけて30℃にまで冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、ワックスの分散を行いワックス分散液を得た。次いで、撹拌棒および温度計をセットした容器に、前記溶解物490部、前記ポリエステル樹脂を470部、前記結晶性ポリエステル樹脂(軟化点95℃)50部、前記ブラックマスターバッチ1を160部、酢酸エチル100部を加え、上記のビーズミルを用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、分散液を得た。これを顔料・ワックス分散液とする。
前記水相1420部、前記顔料・ワックス分散液1270部、プレポリマーの50%酢酸エチル溶液(三洋化成工業株式会社製、数平均分子量6500、Tg55℃、遊離イソシアネート含有量1.5重量%)150部、イソブチルアルコール1部、イソホロンジアミン7部、乳化安定剤UCAT660M(三洋化成工業株式会社製)5部を容器に入れ、28℃環境下において、TKホモミキサー(プライミクス株式会社製)を用いて9,000rpmで30分間混合し、水系媒体分散液を得た。
その後、前記水系媒体分散液を58℃まで昇温し、TKホモミキサーを用いて回転数1,500rpmで1時間更に分散混合し乳化スラリーを得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、前記乳化スラリーを投入し、35℃で10時間脱溶剤した後、45℃で12時間熟成を行い、有機溶媒が留去された分散液を得た。前記分散液100部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーTKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキにイオン交換水500部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで30分間撹拌した後、減圧濾過し、濾過ケーキを得た。
上記の濾過ケーキを循風乾燥機にて40℃で24時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、重量平均粒径5.2μm、重量平均粒径/個数平均粒径の比が1.14のトナー母体粒子を得た。
次いで、トナー母体粒子100質量部に対し、添加剤(HDK−2000、クラリアント株式会社製)1.0重量部及び(H05TD、クラリアント株式会社製)1.0重量部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、有彩色トナー3を製造した。
(有彩色トナー4の製造例)
ポリエステル樹脂 92重量部
(Tg67℃、Mw25300、Mn3800、酸価5mgKOH/g)
カルナウバワックス(セラリカNODA製カルナウバワックスNo.1) 4重量部
ボントロンE−84(オリエント化学) 2重量部
ブラックマスターバッチ 15重量部
上記のトナー原材料を、使う以外は透明トナー1と同様にして、ブラックトナー4を製造した。
(有彩色トナー5の製造例)
ポリエステル樹脂 92重量部
(Tg57℃、Mw8300、Mn1800、酸価25mgKOH/g)
カルナウバワックス(セラリカNODA製カルナウバワックスNo.1) 4重量部
ボントロンE−84(オリエント化学) 2重量部
ブラックマスターバッチ 15重量部
上記のトナー原材料を、使う以外は透明トナー1と同様にして、ブラックトナー5を製造した。
(有彩色トナー6の製造例)
水100部、ビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水分散液(三洋化成工業株式会社製、固形分20%)10部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液(エレミノール MON−7、三洋化成工業株式会社製)20部、高分子保護コロイドであるカルボキシメチルセルロース(セロゲンBSH、三洋化成工業株式会社製)の1%水溶液を40部、および酢酸エチル15部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを水相とする。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、ポリエステル樹脂(Tg59℃、Mw10800、Mn2800、酸価8mgKOH/g)230部、カルナウバワックス40部、および酢酸エチル200部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間かけて30℃にまで冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス株式会社製)を用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、ワックスの分散を行い、ワックス分散液を得た。次いで、撹拌棒および温度計をセットした容器に、前記溶解物510部、前記ポリエステル樹脂を420部、前記ブラックマスターバッチ1を160部、酢酸エチル100部を加え、上記のビーズミルを用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、分散液を得た。これを顔料・ワックス分散液とする。
前記水相1250部、前記ワックス分散液1130部、イソブチルアルコール1部、イソホロンジアミン7部、乳化安定剤UCAT660M(三洋化成工業株式会社製)5部を容器に入れ、28℃環境下において、TKホモミキサー(プライミクス株式会社製)を用いて9,000rpmで30分間混合し、水系媒体分散液を得た。
その後、前記水系媒体分散液を58℃まで昇温し、TKホモミキサーを用いて回転数1,500rpmで1時間更に分散混合し乳化スラリーを得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、前記乳化スラリーを投入し、35℃で10時間脱溶剤した後、45℃で12時間熟成を行い、有機溶媒が留去された分散液を得た。前記分散液100部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーTKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキにイオン交換水500部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで30分間撹拌した後、減圧濾過し、濾過ケーキを得た。
上記の濾過ケーキを循風乾燥機にて40℃で24時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、重量平均粒径5.2μm、重量平均粒径/個数平均粒径の比が1.14のトナー母体粒子を得た。
次いで、トナー母体粒子100質量部に対し、添加剤(HDK−2000、クラリアント株式会社製)1.0重量部及び(H05TD、クラリアント株式会社製)1.0重量部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、有彩色トナー6を製造した。
(有彩色トナー7の製造例)
水100部、ビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水分散液(三洋化成工業株式会社製、固形分20%)10部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液(エレミノール MON−7、三洋化成工業株式会社製)20部、高分子保護コロイドであるカルボキシメチルセルロース(セロゲンBSH、三洋化成工業株式会社製)の1%水溶液を40部、および酢酸エチル15部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを水相とする。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに、プレポリマー(ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、アジピン酸、テレフタル酸の縮合物と、イソホロンジイソシアネートの反応物)の50%酢酸エチル溶液(三洋化成工業株式会社製、数平均分子量6500、重量平均分子量18000、Tg55℃、遊離イソシアネート含有量1.5重量%)400g、ビスフェノールAポリプロピレンオキサイド付加物とアジピン酸の縮合物(数平均分子量800)、100g、イソホロンジアミン20g、酢酸エチル50gを加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、5時間反応させ後に、減圧下で酢酸エチルを留去してウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂1を得た。この樹脂の軟化点は104℃、Tgは60℃、酸化は18KOHmg/g、水酸基化は45KOHmg/gであった。
次に撹拌棒および温度計をセットした容器に、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂1を500部、カルナウバワックス40部、および酢酸エチル200部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間かけて30℃にまで冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス株式会社製)を用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、ワックスの分散を行いワックス分散液を得た。次いで、撹拌棒および温度計をセットした容器に、前記溶解物740部、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂1を420部、前記ブラックマスターバッチ1を160部、酢酸エチル100部を加え、上記のビーズミルを用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、分散液を得た。これを顔料・ワックス分散液とする。
前記水相1420部、前記顔料・ワックス分散液1420部、乳化安定剤UCAT660M(三洋化成工業株式会社製)5部を容器に入れ、28℃環境下において、TKホモミキサー(プライミクス株式会社製)を用いて9,000rpmで30分間分散混合し乳化スラリーを得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、前記乳化スラリーを投入し、35℃で10時間脱溶剤した後、45℃で12時間熟成を行い、有機溶媒が留去された分散液を得た。前記分散液100部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーTKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキにイオン交換水500部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで30分間撹拌した後、減圧濾過し、濾過ケーキを得た。
上記の濾過ケーキを循風乾燥機にて40℃で24時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、重量平均粒径5.0μm、重量平均粒径/個数平均粒径の比が1.13のトナー母体粒子を得た。
次いで、トナー母体粒子100質量部に対し、添加剤(HDK−2000、クラリアント株式会社製)1.0重量部及び(H05TD、クラリアント株式会社製)1.0重量部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、有彩色トナー7を製造した。
(有彩色トナー8の製造例)
水100部、ビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水分散液(三洋化成工業株式会社製、固形分20%)10部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液(エレミノール MON−7、三洋化成工業株式会社製)20部、高分子保護コロイドであるカルボキシメチルセルロース(セロゲンBSH、三洋化成工業株式会社製)の1%水溶液を40部、および酢酸エチル15部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを水相とする。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、ポリエステル樹脂(Tg60℃、Mw11300、Mn3200、酸価13mgKOH/g)250部、カルナウバワックス35部、および酢酸エチル200部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間かけて30℃にまで冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス株式会社製)を用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、ワックスの分散を行いワックス分散液を得た。次いで、撹拌棒および温度計をセットした容器に、前記溶解物490部、前記ポリエステル樹脂を520部、前記ブラックマスターバッチ1を160部、酢酸エチル100部を加え、上記のビーズミルを用いて、送液速度:1.2Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件で、分散液を得た。これを顔料・ワックス分散液とする。
前記水相1420部、前記顔料・ワックス分散液1270部、プレポリマーの50%酢酸エチル溶液(三洋化成工業株式会社製、数平均分子量6300、Tg53℃、遊離イソシアネート含有量1.5重量%)150部、イソブチルアルコール1部、イソホロンジアミン7部、乳化安定剤UCAT660M(三洋化成工業株式会社製)5部を容器に入れ、28℃環境下において、TKホモミキサー(特殊機化製)を用いて9,000rpmで30分間混合し、水系媒体分散液を得た。
その後、前記水系媒体分散液を58℃まで昇温し、TKホモミキサーを用いて回転数1,500rpmで1時間更に分散混合し乳化スラリーを得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、前記乳化スラリーを投入し、35℃で10時間脱溶剤した後、45℃で12時間熟成を行い、有機溶媒が留去された分散液を得た。前記分散液100部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーTKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで15分間撹拌した後、減圧濾過した。その後、濾過ケーキにイオン交換水500部を加え、TKホモミキサーを用いて回転数6,000rpmで30分間撹拌した後、減圧濾過し、濾過ケーキを得た。
上記の濾過ケーキを循風乾燥機にて40℃で24時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、重量平均粒径5.2μm、重量平均粒径/個数平均粒径の比が1.14のトナー母体粒子を得た。
次いで、トナー母体粒子100質量部に対し、添加剤(HDK−2000、クラリアント株式会社製)1.0重量部及び(H05TD、クラリアント株式会社製)1.0重量部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、ブラックトナー8を製造した。
また、マゼンタマスターバッチ1、シアンマスターバッチ1、イエローマスターバッチ1をそれぞれブラックマスターバッチ1の代わりに使用すること以外は同様にして、それぞれマゼンタトナー8、シアントナー8、イエロートナー8を製造し、ブラックトナー8、マゼンタトナー8、シアントナー8、イエロートナー8から構成されるポリエステル伸長法トナーであるカラートナー8を製造した。
実施例1〜6と比較例1〜6
前記、透明トナーと有彩色トナーを用いて実施例1〜6および比較例1〜6の組合せで各種特性の評価を下記の評価方法および評価基準により実施した。
透明トナーと有彩色トナーの組合せは以下の下記表4の通りである。
Figure 2012215739
<定着性>
定着温度を変化させてコールドオフセット温度(定着下限温度)とホットオフセット温度(耐ホットオフセット温度)を求めた。各特性評価の基準は以下の通りである。
(未定着画像の作成)
リコー製プリンタ IPSiO CX400 にて、未定着画像を作成した。この時のトナー付着量は0.75±0.05mg/cm2にコントロールした。なお、用紙は「My Paper」(株式会社NBSリコー製)を用いた。
(定着特性評価機)
リコー製コピー機 imagio Neo C600を用いて定着設定温度を振って、低温定着性、耐ホットオフセット性の評価を実施した。
[低温定着性]
◎:130℃未満
○:130℃以上140℃未満
□:140℃以上150℃未満
△:150℃以上160℃未満
×:160℃以上
[耐ホットオフセット性]
◎:201℃以上
○:191〜200℃
□:181〜190℃
△:171〜180℃
×:170℃以下
<保存性>
それぞれのトナー10gを30mlのスクリューバイアル瓶に入れタッピングマシンで100回タッピングした後、45℃24時間恒温槽で保管し、室温に戻した後、針入度試験機で針入度を測定し、耐熱保存評価とした。針入度が10mm未満のものは×、10mm以上15未満mmは△、15mm以上20未満mmは○、20mm以上は◎とした。
<光沢度差>
上記ベタ画像として出力した透明トナー画像を用いて、光沢は日本電色工業社製グロスメーターVGS−1Dを用い60度光沢で10箇所の画像を評価し、透明トナーと有彩色トナーの光沢度差が40以上を◎、30〜39を○、20〜29を△、19以下を×とした。
Figure 2012215739
以上より、本発明によれば、非常に優れた低温定着性と、高い耐ホットオフセット特性と、良好な保存安定性を両立し、且つ、写真光沢に近いスポット高光沢な画像を形成することのできる画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジが得られることがわかった。
20 感光体ドラム
21 トナー
23 キャリア
24a 駆動ローラ
24b 駆動ローラ
26 クリーニング前露光光源
32 像担持体帯電部材
33 像露光系
40 現像装置
41 現像スリーブ
42 現像剤収容部材
43 現像剤供給規制部材
44 支持ケース
45 トナーホッパー
46 現像剤収容部
47 現像剤撹拌機構
48 トナーアジテータ
49 トナー補給機構
50 転写機構
60 クリーニング機構
61 クリーニングブレード
62 トナー回収室
64 ブラシ状クリーニング手段
70 除電ランプ
80 中間転写媒体
101A 駆動ローラ
101B 従動ローラ
102 感光体ベルト
103 帯電器
104 レーザー書き込み系ユニット
105A〜105D それぞれイエロー,マゼンタ,シアン,ブラックの各色のトナーを収容する現像ユニット
105E 透明のトナーを収容する現像ユニット
106 給紙カセット
107 中間転写ベルト
107A 中間転写ベルト駆動用の駆動軸ローラ
107B 中間転写ベルトを支持する従動軸ローラ
108 クリーニング装置
109 定着ローラ
109A 加圧ローラ
110 排紙トレイ
113 紙転写ローラ
特開平4−278967号公報 特開平4−362960号公報 特開平9−200551号公報 特開平5−158364号公報 特開平8−220821号公報 特開2009−109926号公報 特開平4−338984号公報

Claims (7)

  1. 像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
    前記静電潜像を電子写真現像用トナー及びキャリアを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像工程と、
    前記可視像を直接または中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写工程と、
    当該転写された可視像を記録媒体に定着させる定着工程と、を備える画像形成方法であって、
    前記電子写真現像用トナーは、有彩色トナーと、透明トナーと、を含み、
    前記有彩色トナーは、ポリエステル樹脂と、着色剤と、を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以下であり、
    前記透明トナーは、結晶性のポリエステル樹脂を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以上であることを特徴とする画像形成方法。
  2. 前記有彩色トナーは、前記正接損失の最大ピーク値が2.5以下であり、
    前記透明トナーは、前記正接損失の最大ピーク値が4以上であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 前記透明トナーは、滑剤を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成方法。
  4. 前記透明トナーは、当該透明トナーの粒子内部に脂肪酸アマイド系滑剤を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成方法。
  5. 前記脂肪酸アマイド系滑剤は、N,N’−エチレン−ビスステアリン酸アマイドを含むことを特徴とする請求項4に記載の画像形成方法。
  6. 画像形成装置に着脱自在に備えられるプロセスカートリッジであって、
    像担持体と、該像担持体上の静電潜像を電子写真現像用トナー及びキャリアを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像手段と、を備え、
    前記電子写真現像用トナーは、有彩色トナーと、透明トナーと、を含み、
    前記有彩色トナーは、ポリエステル樹脂と、着色剤と、を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以下であり、
    前記透明トナーは、結晶性のポリエステル樹脂を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以上であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  7. 像担持体と、
    該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
    前記静電潜像を電子写真現像用トナー及びキャリアを含む現像剤により現像して可視像を形成する現像手段と、
    前記可視像を直接または中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写手段と、
    当該転写された可視像を記録媒体に定着させる定着手段と、を備える画像形成装置であって、
    前記電子写真現像用トナーは、有彩色トナーと、透明トナーと、を含み、
    前記有彩色トナーは、ポリエステル樹脂と、着色剤と、を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以下であり、
    前記透明トナーは、結晶性のポリエステル樹脂を含有し、損失弾性率(G”)/貯蔵弾性率(G’)=正接損失(tanδ)で表される正接損失が80〜160℃に最大ピークを有し、且つ、正接損失の最大ピーク値が3以上であることを特徴とする画像形成装置。
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