JP2019138952A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents

静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 Download PDF

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Abstract

【課題】部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナーを提供すること。【解決手段】第1のトナー粒子を含有する第1のトナーと、前記第1のトナーと色が異なり第2のトナー粒子を含有する第2のトナーと、を含み、チャージスペクトログラフ法により得られた前記第1のトナー及び前記第2のトナーの帯電量分布の最大ピーク位置をそれぞれP1及びP2、半値全幅をそれぞれW1及びW2としたとき、|P1−P2|が3mm以下であり、かつ、|W1−W2|が3mm以下である静電荷像現像用トナーである。【選択図】なし

Description

本発明は、静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法に関する。
特許文献1には、「定着用樹脂、着色剤、表面処理剤を含む静電荷像現像用カラートナーにおいて、所定のカラー色を発色させるために必要な着色剤の構成成分の一部を含む複数のカラートナーを製造し、それらを混合して所定のカラー色を発色させるカラートナーを得る製造方法において、表面処理剤として体積平均粒径が5〜50nmの微粒子を用い、且つ、表面処理剤のトナー表面への固定化率が50%以下であることを特徴とする静電荷像現像用カラートナーの製造方法」が開示されている。
特許文献2には、「少なくとも2色のトナーとキャリアからなる二成分現像剤の製造方法であって、各トナーをキャリアと混合して、各現像剤を得る工程Aと、工程Aで得られた現像剤を混合する工程Bとを含む二成分現像剤の製造方法。」が開示されている。
特開2005−316124号公報 特開2010−39276号公報
複数の色を混合して得られる混合色の画像を形成する方法として、複数の色のトナー画像を重ねることで上記混合色の画像を形成する方法の他に、複数の色のトナーをあらかじめ混合した混合色のトナーを用いて上記混合色の画像を形成する方法が挙げられる。しかし、例えば凹凸のある記録媒体に上記混合色のトナーを用いて混合色の画像を形成すると、形成された画像のうち記録媒体の凹部に相当する箇所等に、色味の異なる領域が発生することがある。また、例えば樹脂製の記録媒体等の帯電しやすい記録媒体に上記混合色のトナーを用いて混合色の画像を形成すると、形成された画像の端部等に、色味の異なる領域が発生することがある。
本発明の課題は、第1のトナー粒子を含む第1のトナーと、前記第1のトナーと色が異なり第2のトナー粒子を含む第2のトナーと、を有し、|P−P|及び|W−W|の少なくとも一方が3mmを超える場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナー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。即ち、
<1>
第1のトナー粒子を含有する第1のトナーと、前記第1のトナーと色が異なり第2のトナー粒子を含有する第2のトナーと、を含み、
チャージスペクトログラフ法により得られた前記第1のトナー及び前記第2のトナーの帯電量分布の最大ピーク位置をそれぞれP及びP、半値全幅をそれぞれW及びWとしたとき、|P−P|が3mm以下であり、かつ、|W−W|が3mm以下である静電荷像現像用トナー。
<2>
前記|P−P|が2mm以下であり、かつ、|W−W|が2mm以下である<1>
に記載の静電荷像現像用トナー。
<3>
前記第1のトナーの色は有彩色であり、
前記第1のトナーにおける色相角度は15度以上75度以下、115度以上225度以下、又は255度以上345度以下である<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4>
前記第2のトナーの色は有彩色であり、かつ、
前記第1のトナーにおける色相角度と前記第2のトナーにおける色相角度との差は150度以下である<3>に記載の静電荷像現像用トナー。
<5>
前記第1のトナーにおける色相角度と前記第2のトナーにおける色相角度との差は105度以下である<4>に記載の静電荷像現像用トナー。
<6>
前記第1のトナーにおける色相角度と前記第2のトナーにおける色相角度との差は60度以下である<4>に記載の静電荷像現像用トナー。
<7>
前記第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子は、コア粒子と、前記コア粒子を被覆し平均厚みが0.1μm以上である被覆層と、を有する<1>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<8>
前記被覆層の平均厚みは0.15μm以上である<7>に記載の静電荷像現像用トナー。
<9>
第1のトナー粒子を含有する第1のトナーと、前記第1のトナーと色が異なり第2のトナー粒子を含有する第2のトナーと、を含み、
前記第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子は、コア粒子と、前記コア粒子を被覆し平均厚みが0.1μm以上である被覆層と、を有する静電荷像現像用トナー。
<10>
前記被覆層の平均厚みは0.15μm以上である<9>に記載の静電荷像現像用トナー。
<11>
<1>〜<10>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
<12>
<1>〜<10>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
<13>
<11>に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記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。
<14>
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記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、
<11>に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記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、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。
<15>
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
<11>に記載の静電荷像現像剤により、前記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工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
<1>に係る発明によれば、第1のトナー粒子を含む第1のトナーと、前記第1のトナーと色が異なり第2のトナー粒子を含む第2のトナーと、を有し、|P−P|及び|W−W|の少なくとも一方が3mmを超える場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナーが提供される。
<2>に係る発明によれば、|P−P|及び|W−W|の少なくとも一方が2mmを超える場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナーが提供される。
<3>に係る発明によれば、第1のトナーにおける色相角度が15度以上75度以下、115度以上225度以下、又は255度以上345度以下であっても、|P−P|及び|W−W|の少なくとも一方が3mmを超える場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナーが提供される。
<4>に係る発明によれば、第1のトナーにおける色相角度と第2のトナーにおける色相角度との差が150度を超える場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナーが提供される。
<5>に係る発明によれば、第1のトナーにおける色相角度と第2のトナーにおける色相角度との差が105度を超える場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナーが提供される。
<6>に係る発明によれば、第1のトナーにおける色相角度と第2のトナーにおける色相角度との差が60度を超える場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナーが提供される。
<7>に係る発明によれば、第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子における被覆層の平均厚みが0.1μm未満である又は被覆層を有さない場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナーが提供される。
<8>に係る発明によれば、前記被覆層の平均厚みが0.15μm未満である場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナーが提供される。
<9>に係る発明によれば、第1のトナー粒子を含有する第1のトナーと、前記第1のトナーと色が異なり第2のトナー粒子を含有する第2のトナーと、を含み、第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子における被覆層の平均厚みが0.1μm未満である又は被覆層を有さない場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナーが提供される。
<10>に係る発明によれば、前記被覆層の平均厚みが0.15μm未満である場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像用トナーが提供される。
<11>、<12>、<13>、<14>、又は<15>に係る発明によれば、第1のトナー粒子を含む第1のトナーと、前記第1のトナーと色が異なり第2のトナー粒子を含む第2のトナーと、を有し、|P−P|及び|W−W|の少なくとも一方が3mmを超える静電荷像現像用トナーを適用した場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、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。
チャージスペクトログラフ法の装置を模式的に示した図である。 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。 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。
以下、本発明について、一例である実施形態を示し詳細に説明する。
<静電荷像現像用トナー>
[第1の態様]
第1の態様に係る静電荷像現像用トナー(単に「トナー」とも称す)は、第1のトナー粒子を含有する第1のトナーと、前記第1のトナーと色が異なり第2のトナー粒子を含有する第2のトナーと、を含む。そして、チャージスペクトログラフ法により得られた第1のトナー及び第2のトナーの帯電量分布の最大ピーク位置をそれぞれP及びP、半値全幅をそれぞれW及びWとしたとき、|P−P|が3mm以下であり、かつ、|W−W|が3mm以下である。
以下、色が異なる2種以上のトナーを含むトナーを「混合トナー」と称する場合がある。また、混合トナーに含まれる各色のトナーの総称として「各色トナー」という場合がある。
第1の態様に係るトナーは、上記構成であることにより、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される。その理由は定かでは無いが、以下のように推測される。
複数の色を混合して得られる混合色の画像を形成する方法として、複数の色のトナー画像を重ねることで上記混合色の画像を形成する方法の他に、複数の色のトナーをあらかじめ混合した混合色のトナー(すなわち、混合トナー)を用いる方法が挙げられる。各色のトナー画像を重ねる方法に比べ、上記混合トナーを用いる方法の方が、目的とする混合色を再現しやすく、混合色の再現安定性も高い。
しかし、混合トナーを用いた場合、記録媒体の種類によっては、部分的に色味の異なる領域が発生した画像が形成される場合がある。
具体的には、例えば凹凸のある記録媒体を用いた場合、記録媒体の凹部では、転写時におけるトナー像と記録媒体表面との距離が凸部に比べて離れているため、転写電界が低くなりやすく、帯電量の低いトナーが転写されにくくなる。そして、混合トナーに含まれる各色トナーの帯電特性が互いに大きく異なると、記録媒体の凹部において、一方の各色トナーと他方の各色トナーとで転写効率に偏りが生じ、部分的に色味の異なる領域が発生した画像が形成されることがある。
また、例えば樹脂製の記録媒体のように、記録媒体自体が帯電しやすい場合、画像の端部において、帯電量の高いトナー又は帯電量の低いトナーが選択的に非画像部への飛び散りが起こりやすくなることがある。そして、混合トナーに含まれる各色トナーの帯電特性が互いに大きく異なると、画像の端部において、一方の各色トナーのみが選択的に非画像部への飛び散りが起こり、部分的に色味の異なる領域が発生した画像となることがある。
これに対して、第1の態様に係る混合トナーでは、チャージスペクトログラフ法により得られた各色トナーの帯電量分布において、最大ピーク位置の差及び半値全幅の差がそれぞれ絶対値で3mm以下である。つまり、第1の態様に係るトナーに含まれる各色トナーは、互いに帯電特性が類似している。そのため、凹凸のある記録媒体の凹部において転写電界が低く、帯電量の低いトナーの転写効率が低下しても、第1のトナーと第2のトナーとの間における転写効率の偏りが生じにくく、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制されると推測される。また、帯電しやすい記録媒体に形成された画像の端部において、帯電量の高いトナー又は帯電量の低いトナーが選択的に非画像部への飛び散りが起こりやすくなったとしても、第1のトナーと第2のトナーとの間における飛び散りの発生割合の差が小さく、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制されると推測される。
なお、第1の態様に係る混合トナーにおいて、前記最大ピーク位置の差及び半値全幅の差を前記範囲とする方法は特に限定されず、例えば、各色のトナー粒子に含まれる着色剤として互いに帯電特性の類似した着色剤を用いる方法のほか、各色のトナー粒子表面における組成のばらつきを抑える方法、各色のトナー粒子表面に付着する外添剤量の調整により帯電量を制御する方法、これらの方法の組み合わせ等が挙げられる。
また、各色のトナー粒子表面における組成のばらつきを抑える方法としては、例えば、後述する第2の態様に係る混合トナーのように各色のトナー粒子が平均厚み0.1μm以上の被覆層を有する形態とする方法、トナー粒子の製造過程で表面に付着した不純物を除去する方法、これらの方法の組み合わせ等が挙げられる。
[第2の態様]
第2の態様に係るトナーは、第1のトナー粒子を含有する第1のトナーと、前記第1のトナーと色が異なり第2のトナー粒子を含有する第2のトナーと、を含む。そして、第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子は、コア粒子と、前記コア粒子を被覆し平均厚みが0.1μm以上である被覆層と、を有する。
第2の態様に係るトナーは、上記構成であることにより、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される。その理由は定かでは無いが、以下のように推測される。
前記の通り、帯電特性が互いに大きく異なる第1のトナー及び第2のトナーを含む混合トナーを用いると、例えば、凹凸のある記録媒体の凹部上画像や、帯電しやすい記録媒体に形成された画像の端部等に、部分的に色味の異なる領域が発生する場合がある。
これに対して、第2の態様に係るトナーでは、第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子のいずれもが、平均厚みが0.1μm以上である被覆層を有している。そのため、コア粒子に含まれる成分(例えば着色剤、不純物等)が表面に露出しにくく、トナー粒子表面の組成のばらつきが抑制される。また、平均厚みが0.1μm以上である被覆層を有することで、コア粒子に含まれる成分による静電的な影響がトナー粒子の表面に現れにくくなる。さらに、外添剤付着強度のばらつきも抑制される。それにより、混合トナーに含まれる各色トナーが、互いに静電的性質の大きく異なる着色剤を含有しても、トナーとしての帯電特性が互いに類似し、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制されると推測される。
以下、第1の態様及び第2の態様の総称として、「本実施形態」という場合がある。
[トナーの色]
第1のトナーの色及び第2のトナーの色は、互いに異なっていれば特に限定されず、それぞれ、有彩色であってもよく、無彩色であってもよく、無色であってもよい。つまり、第1のトナーと第2のトナーとの組み合わせは、有彩色と有彩色との組み合わせ、有彩色と無彩色との組み合わせ、無彩色と無彩色との組み合わせ、有彩色と無色との組み合わせ、及び無彩色と無色との組み合わせのいずれであってもよい。
ここで、「有彩色」とは、明度、色相、及び彩度を併せ持つ色をいい、無彩色以外の色である。また、「無彩色」とは、色相、明度、及び彩度のうち明度のみによって記述される色をいい、白、灰色、及び黒が挙げられる。また、「無色」とは、色相、明度、及び彩度のいずれも有さない(すなわち、色を有さない)ことをいう。
各トナーの明度、色相、及び彩度の測定は、以下のようにして行う。具体的には、混合トナーに含まれる各トナーについて、エックスライト社製X−Rite939(アパーチャー径:4mm、光源(イルミナント):CIE標準光源D50、標準観測者(視野角):2度視野)を用いてCIE1976L表色系の座標値(L値、a値、及びb値)を測定する。測定の際には、白色の上質紙(例えば、富士ゼロックス製ミラーコート紙)を下地として用いる。そして、上記座標値から、以下のようにして明度値、色相角度、及び彩度値を求める。
具体的には、上記「明度値」は、上記座標値のうちL値をいう。
また、上記「色相角度」は、CIE1976L表色系の座標においてa*及びb*が共に0の位置(すなわち、a*軸とb*軸とが交わる無彩色の位置)を原点として、上記座標値のa*及びb*で定まる位置と原点とを結んだ線と、a*軸と、の成す角度をいう。
また、上記「彩度値」は、上記座標値のa*及びb*を用いて下記式により求められるc*の値をいう。
式 : c*=((a+(b1/2
有彩色と有彩色との組み合わせにおいて、「色が異なる」とは、下記式で表される色差ΔEが13.0以上であることをいう。
式 : ΔE={(L−L+(a−a+(b−b1/2
ここで、上記式中、L、a、及びbはそれぞれ、CIE1976L表色系における第1のトナーのL値、a値、及びb値を示し、L、a、及びbはそれぞれ、CIE1976L表色系における第2のトナーのL値、a値、及びb値を示す。
また、無彩色と無彩色との組み合わせにおいて、「色が異なる」とは、明度の差(すなわち、|L−L|の値)が13.0以上であることをいう。
なお、有彩色と無彩色との組み合わせ、有彩色と無色との組み合わせ、及び無彩色と無色との組み合わせは、「色が異なる」組み合わせである。
本実施形態では、第1のトナーの色が有彩色であることが好ましく、第1のトナーにおける色相角度が15度以上75度以下、115度以上225度以下、又は255度以上345度以下であることがより好ましい。
また、第1のトナー及び第2のトナーのいずれもが有彩色であることがさらに好ましい。第1のトナー及び第2のトナーのいずれもが有彩色の場合、両者の色相角度の差は、好ましくは150度以下であり、より好ましくは105度以下であり、さらに好ましくは60度以下である。前記色相角度の差が上記範囲であることにより、部分的に一方のトナーが選択的に転写され偏りが生じても、色味の相違として視認されにくくなる。
なお、第1のトナー及び第2のトナーのいずれもが、有彩色又は無彩色の場合、両者の明度値の差は、好ましくは65以下であり、より好ましくは45以下であり、さらに好ましくは30以下である。また、第1のトナー及び第2のトナーのいずれもが有彩色の場合、両者の彩度値の差は、好ましくは50以下であり、より好ましくは40以下であり、さらに好ましくは30以下である。
なお、前記色相角度の差が150度を超えていても、第1の態様に係る混合トナーは、|P−P|及び|W−W|の少なくとも一方が絶対値で3mmを超える混合トナーに比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される。また、前記色相角度の差が150度を超えていても、第2の態様に係る混合トナーは、第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子における被覆層の平均厚みが0.1μm未満である又は被覆層を有さない場合に比べ、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される。
同様に、前記明度値の差が65を超える場合でも、第1の態様に係る混合トナー及び第2の態様に係る混合トナーは、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される。また、前記彩度値の差が50を超える場合でも、第1の態様に係る混合トナー及び第2の態様に係る混合トナーは、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制された画像が形成される。
[チャージスペクトログラフ法]
以下、チャージスペクトログラフ法について説明する。
図1に示すように、チャージスペクトログラフ法では、長さlの円筒形容器内に、鉛直方向の速度vの空気層流と、この流れと垂直方向の電界Eと、を形成する。この上端部中央から帯電した混合トナーを挿入し、混合トナーに含有される各トナー粒子が空気層流により下端部まで移動する間に電界によって垂直の方向に移動する。円筒形容器の底面にフィルタを敷設しておき、フィルタ上に捕集された各色のトナー粒子それぞれについて、中心点0から垂直方向への分布を顕微鏡で測定する。具体的には、顕微鏡で得られた画像を色分解して二値化し、色ごとに個数を抽出することで、上記分布を求める。
上記フィルタとしては、例えば白色のフィルタが挙げられ、白色のフィルタを用いると観察が困難となる場合(例えば、混合トナーが白色トナー及び無色トナーの少なくとも一方を含む場合)は、着色されたフィルタ(例えば灰色のフィルタ)を用いてもよい。
なお、各トナー粒子において、中心点0から垂直方向への距離dとトナー粒子の電荷量qとの関係は、下記式によって表される。
式: q/r=(6×π×η×d×v)/(l×E)
上記式中、rはトナー粒子の半径を表し、ηは空気の粘性率を表す。すなわち、距離dは、トナー粒子の半径rと電荷量qに依存する因子である。
具体的なチャージスペクトログラフ法の測定条件は、以下の通りである。
円筒形容器の長さlは18cmであり、電界Eは100V/cmである。空気流の速度vは内圧を350mmHgに設定することで一定とする。また、円筒形容器の上部アパーチャー径Aは、0.7mmであり、円筒形容器の直径は、6cmである。
「帯電した混合トナー」は、以下のようにして得る。具体的には、混合トナー8部とキャリア100部とを、ターブラシェイカーミキサー(101回転/分)にセットし5分間撹拌し現像剤を得る。
なお、上記キャリアとしては、下記方法により製造されたものを用いる。
・フェライト粒子(平均粒径50μm) 100部
・トルエン 14部
・スチレン/メチルメタクリレート共重合体(共重合比15/85) 3部
・カーボンブラック 0.2部
フェライト粒子を除く上記成分をサンドミルにて分散して分散液を調製し、この分散液をフェライト粒子とともに真空脱気型ニーダに入れ、攪拌しながら減圧し乾燥させることによりキャリアを得る。
フィルタ上の各色のトナー粒子の測定は、以下のようにして行う。具体的には、中心点0から垂直方向の距離dの位置における500mmあたり(すなわち、50mm×10mmの領域内)の各色トナー粒子の数を、それぞれレーザ顕微鏡(株式会社キーエンス製:VK8500)で測定し、各色トナーそれぞれについて帯電量分布を得る。
そして、上記方法で得られた第1のトナーの帯電量分布における最大ピーク位置をP、半値全幅をWとし、第2のトナーの帯電量分布における最大ピーク位置をP、半値全幅をWとする。なお、上記「最大ピーク位置」は、帯電量分布における最大ピーク(すなわち、単位面積あたりのトナー粒子の数が最も多い点)の距離d(すなわち、中心点0からの距離)をいう。
第1の態様のトナーにおいては、PとPとの差(すなわち、|P−P|)は、3mm以下であり、2mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましい。また、第1の態様のトナーにおいては、WとWとの差(すなわち、|W−W|)は、3mm以下であり、2mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましい。
なお、第2の態様のトナーにおいても、|P−P|及び|W−W|が上記範囲であることが好ましい。
また、本実施形態では、Pに対するPの比(すなわち、P/P)が、0.62以上1.6以下であることが好ましく、0.75以上1.25以下であることがより好ましく、0.85以上1.15以下であることがさらに好ましい。
[混合トナー]
以下、本実施形態に係る混合トナーについて説明する。
混合トナーは、第1のトナーと第2のトナーとを含む。
第1のトナーと第2のトナーとは、色が異なること以外は同じであってもよく異なっていてもよいが、着色剤以外の組成及びトナーの特性(例えば、トナー粒子の粒径、形状等)が同じであることが好ましい。
また、第1のトナー及び第2のトナーがいずれも前記被覆層を有する場合、第1のトナー粒子の被覆層と、第2のトナー粒子の被覆層と、が帯電特性の類似した樹脂を含むことが好ましく、同種の樹脂を含むことがより好ましい。
混合トナーは、必要に応じて、第1のトナー及び第2のトナーに加え、他のトナーを含んでもよい。また、他のトナーは、色が異なる2種以上のトナーを含んでもよい。つまり、混合トナーは、2色以上のトナーを含んでいればよく、3色以上のトナーを含んでもよく、4色以上のトナーを含んでもよい。
混合トナーが他のトナーを含む場合、各色トナーの帯電量分布において、最大ピーク位置の最大値と最小値との差が、絶対値で3mm以下であることが好ましく、2mm以下であることがより好ましく、1mm以下であることがさらに好ましい。また、各色トナーの帯電量分布において、半値全幅の最大値と最小値との差が絶対値で3mm以下であることが好ましく、2mm以下であることがより好ましく、1mm以下であることがさらに好ましい。
混合トナーが他のトナーを含む場合、各色トナーの帯電量分布において、最大ピーク位置の最大値と最小値との比が、0.62以上1.6以下であることが好ましく、0.75以上1.25以下であることがより好ましく、0.85以上1.15以下であることがさらに好ましい。
混合トナーは、必要に応じて、トナー以外の他の成分を含んでもよい。ただし、混合トナー全体に対する他の成分の含有量は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
混合トナーに含まれる第1のトナーに対する第2のトナーの含有比は、目的とする混合トナーの色及び用いる各色トナーの色によって異なり、特に限定はされるものではない。なお、第1のトナーに対する第2のトナーの含有比(すなわち、第2のトナーの含有量/第1のトナーの含有量)としては、例えば0.1以上10以下が挙げられ、0.2以上5以下が好ましく、0.5以上2以下がより好ましい。
混合トナーの製造は、例えば、第1のトナー及び第2のトナーを混合することで行う。なお、第1のトナー及び第2のトナーが外添剤(例えば電荷調整剤)を含む場合は、第1のトナー粒子、第2のトナー粒子、及び外添剤を混合することで各色のトナー粒子に外添剤を付着させてもよく、第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子を混合した後に外添剤を添加してもよく、各色のトナー粒子にそれぞれ外添剤を添加及び混合して付着させ、第1のトナー及び第2のトナーをそれぞれ製造した後に混合してもよい。
上記混合の方法は、特に限定されず、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る混合が挙げられる。
[各色トナー]
以下、各色トナーについて説明する。
各色トナーは、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。
(トナー粒子)
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、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、公知のポリエステル樹脂が挙げられる。
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、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。
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。
ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下がより好ましい。
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
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。
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%以下がさらに好ましい。
−着色剤−
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
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。
また、着色剤として、例えば、ピグメントオレンジ、ピグメントグリーン、ピグメントバイオレット等の有色顔料のほか、酸化チタン、亜鉛華、ピグメントホワイト等の白色顔料、酸性染料(ACID RED、ACID BLUE、ACID GREEN、ACID BROWN、ACID BLACK、ACID VIOLET、ACID YELLOW、ACID ORANGE)、塩基性染料又はカチオン染料(BASIC RED、BASIC VIOLET、BASIC ORANGE、BASIC YELLOW、BASIC BLUE、BASIC GREEN、BASIC Brown)等の染料を用いてもよい。
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。
−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。
離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
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。
−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。
第1の態様に係る混合トナーに含有される第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子は、いずれもコア粒子と被覆層とを有することが好ましい。また、被覆層の平均厚みは、0.1μm以上であることが好ましく、0.15μm以上0.5μm以下であることがより好ましく、0.2μm以上0.4μm以下であることがさらに好ましい。
第2の態様に係る混合トナーに含有される第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子は、いずれもコア粒子と被覆層とを有し、かつ、被覆層の平均厚みが0.1μm以上である。また、被覆層の平均厚みは、0.15μm以上0.5μm以下であることが好ましく、0.2μm以上0.4μm以下であることがより好ましい。
第1の態様及び第2の態様のいずれにおいても、混合トナーが他のトナー粒子を含有する場合、他のトナー粒子もコア粒子と被覆層とを有することが好ましく、さらに被覆層の平均厚みが上記範囲であることがより好ましい。
ここで、被覆層の平均厚みは、以下のようにして測定する。
混合トナーに含有されるトナー粒子をエポキシ樹脂に混合して包埋し、エポキシ樹脂を固化する。得られた固化物を、ウルトラミクロトーム装置(Leica社製UltracutUCT)により切断し、厚さ80nm以上130nm以下の薄片試料を作製する。そして、超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM。日立ハイテクノロジーズ社製S−4800)にて、薄片試料のSEM画像を得る。
100個のトナー粒子のSEM画像において、各トナー粒子の外縁に最も近い位置に存在する着色剤の外縁から、トナー粒子の外縁までの最短距離を測定し、平均した値を「被覆層の平均厚み」とする。
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、4μm以上8μm以下がより好ましい。
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。
トナー粒子の平均円形度としては、0.94以上1.00以下が好ましく、0.95以上0.98以下がより好ましい。
トナー粒子の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA−3000)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
なお、トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
(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)n、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。
(各色トナーの製造方法)
次に、各色トナーの製造方法について説明する。
各色トナーは、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。
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、樹脂粒子分散液中で(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)、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。
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が、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。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以下がさらに好ましい。
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攪拌下、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、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさら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。
また、前記凝集粒子若しくは前記第2凝集粒子の融合・合一工程終了後、又は必要に応じて融合・合一工程後に行う工程(例えば、洗浄工程、個液分離工程、乾燥工程等)の後に、被覆層を形成する工程を経て、トナー粒子を製造してもよい。
上記被覆層を形成する工程は、特に限定されるものではなく、例えば、乾式粒子複合化装置(例えば、ホソカワミクロン(株)製ノビルタ等)により、融合・合一工程を経た粒子の表面に、樹脂(例えば樹脂粒子)を機械的に衝突させることにより樹脂を被覆する方法が挙げられる。
なお、被覆層を形成する工程において前記樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子を用いる場合は、樹脂粒子分散液を濾過して得られた樹脂粒子を、透析、限外濾過等により洗浄して界面活性剤等の不純物を除去した後、噴霧乾燥等により乾燥させて用いてもよい。
さらに、上記被覆層を形成する工程の後に、トナー粒子表面の不純物を除去する処理を施してもよい。
そして、各色トナーは、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。
なお、前記の通り、第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子を混合する際に外添剤を添加して混合トナーを製造してもよく、第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子を予め混合した後に外添剤を添加して混合トナーを製造してもよい。
<静電荷像現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係る混合トナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係る混合トナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該混合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。
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、混合トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、混合トナー: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、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、静電荷像現像剤を収容し、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、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置では、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、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工程と、本実施形態に係る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工程と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を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。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容した現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
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2は、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。
図2に示す画像形成装置は、画像形成ユニットが複数設けられたタンデム型の構成であり、且つ、中間転写ベルトを備えた中間転写方式の画像形成装置である。また、複数の画像形成ユニットの1つに、前述の混合トナーを含む静電荷像現像剤が収容されている。
なお、図2に示す画像形成装置は、5つの画像形成ユニットを有しているが、本実施形態に係る画像形成装置は、少なくとも前述の混合トナーを含む静電荷像現像剤が収容された画像形成ユニットを有していればこれに限られない。つまり、本実施形態に係る画像形成装置は、前述の混合トナーを含む静電荷像現像剤が収容された画像形成ユニット以外の画像形成ユニットを有していなくてもよい。
図2に示す画像形成装置は、例えば、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色のトナー画像を形成する4つの画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Kと、前述の混合トナーを含む現像剤を用いて前記混合色のトナー画像を形成する画像形成ユニット50Bが、間隔をおいて並列的に(タンデム状に)配置されている。
なお、各画像形成ユニットは、中間転写ベルト33の回転方向上流側から、画像形成ユニット50Y、50M、50C、50K、50Bの順に配列されている。
ここで、各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50K、50Bは、収納されている現像剤中のトナーの色を除き同様の構成を有しているため、ここではイエロー画像を形成する画像形成ユニット50Yについて代表して説明する。尚、画像形成ユニット50Yと同様の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、混合色(B)を付した参照符号を付すことにより、各画像形成ユニット50M、50C、50K、50Bの説明を省略する。
イエローの画像形成ユニット50Yは、像保持体としての感光体21Yを備えており、この感光体21Yは、図示の矢印A方向に沿って図示しない駆動手段によって予め定められたプロセススピードで回転駆動されるようになっている。感光体21Yとしては、例えば、赤外領域に感度を持つ有機感光体が用いられる。
感光体21Yの上部には、帯電ロール(帯電手段)28Yが設けられており、帯電ロール28Yには、不図示の電源により予め定められた電圧が印加され、感光体21Yの表面が予め定められた電位に帯電される。
感光体21Yの周囲には、帯電ロール28Yよりも感光体21Yの回転方向下流側に、感光体21Yの表面を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)19Yが配置されている。なお、ここでは露光装置19Yとして、スペースの関係上、小型化が実現されるLEDアレイを用いているが、これに限定されるものではなく、他のレーザビーム等による静電荷像形成手段を用いてもよい。
また、感光体21Yの周囲には、露光装置19Yよりも感光体21Yの回転方向下流側に、イエロー色の現像剤を保持する現像剤保持体を備える現像装置(現像手段)20Yが配置されており、感光体21Y表面に形成された静電荷像を、イエロー色のトナーによって顕像化し、感光体21Y表面にトナー画像を形成する構成になっている。
感光体21Yの下方には、感光体21Y表面に形成されたトナー画像を一次転写する中間転写ベルト(被転写体、一次転写手段)33が、5つの感光体21Y、21M、21C、21K、21Bの下方に渡るように配置されている。この中間転写ベルト33は、一次転写ロール17Yによって感光体21Yの表面に押し付けられている。また、中間転写ベルト33は、駆動ロール22、支持ロール23及びバイアスロール24の3つのロールによって支持され、感光体21Yのプロセススピードと等しい移動速度で、矢印B方向に周動されるようになっている。中間転写ベルト33表面には、イエローのトナー画像が一次転写され、更に、マゼンタ、シアン、ブラック、及び混合色の各色のトナー画像が順次一次転写され、積層される。
また、感光体21Yの周囲には、一次転写ロール17Yよりも感光体21Yの回転方向(矢印A方向)下流側に、感光体21Yの表面に残留したトナーやリトランスファー(再転写)したトナーを清掃するためのクリーニング装置15Yが配置されている。クリーニング装置15Yには、ブレードクリーニング方式の装置が用いられる。クリーニング装置15Yおけるクリーニングブレードは、感光体21Yの表面にカウンター方向に圧接するように取り付けられている。
クリーニングブレードの材質としては、特にその制限はなく、様々な弾性体が用いられる。具体的な弾性体としては、ポリウレタン弾性体、シリコーンゴム、クロロプレンゴム等の弾性体が挙げられる。
中間転写ベルト33を支持するバイアスロール24には、中間転写ベルト33を介して二次転写ロール(二次転写手段)34が圧接されている。中間転写ベルト33表面に一次転写され積層されたトナー画像は、バイアスロール24と二次転写ロール34との圧接部において、図示しない用紙カセットから給紙される記録紙(記録媒体)P表面に、静電的に転写される。この際、中間転写ベルト33上に転写、積層されたトナー画像は混合色のトナー画像が一番上(最上層)になっているため、記録紙P表面に転写されたトナー画像では、混合色のトナー画像が一番下(最下層)になる。
なお、記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機等に使用される普通紙のほか、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、表面に凹凸を有する紙(例えばエンボス紙等)等が挙げられる。また、記録媒体として、樹脂製の記録媒体である樹脂フィルム(例えば、OHPシート等)を用いてもよい。
本実施形態では、表面に凹凸を有する記録媒体(例えば、凸部と凹部との差が0.05mm以上である記録媒体)、帯電しやすい樹脂製の記録媒体(例えば、ポリエステル樹脂性の記録媒体)等を用いても、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制される。
なお、表面に凹凸を有する記録媒体としては、例えば、レザック66(特種東海製紙(株)製、連量:260kg、最大凹凸差:150μm)等のエンボス紙が挙げられる。また、帯電しやすい記録媒体としては、例えば、PETシート、LIMEX(ライメックス、主原料:石灰石)、アルミ蒸着紙、ユポ紙等が挙げられる。
また、二次転写ロール34の下流には(経路は不図示)、記録紙P上に転写されたトナー画像を、熱及び圧力によって記録紙P表面に定着して、永久像とするための定着器(定着手段)35が配置されている。
なお、定着器35としては、例えば、表面にフッ素樹脂成分やシリコーン系樹脂に代表される低表面エネルギー材料を用い、ベルト形状を有する定着ベルト、及び、表面にフッ素樹脂成分やシリコーン系樹脂に代表される低表面エネルギー材料を用い、円筒状の定着ロールが挙げられる。
図2に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ40B、40Y、40M、40C、及び40Kを備えている。トナーカートリッジ40B、40Y、40M、40C、及び40Kは、各色のトナーが収容され、画像形成装置に着脱するカートリッジであり、それぞれの色に対応した現像装置20Y、20M、20C、20K、及び20Bと、図示しないトナー供給管で接続されている。そして、各トナーカートリッジ内に収納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の交換がなされる。
次に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、そして混合色の各色の画像を形成する各ユニット50Y、50M、50C、50K、50Bの動作について説明する。各ユニット50Y、50M、50C、50K、50Bの動作は、それぞれ同様であるため、イエローのユニット50Yの動作を、その代表として説明する。
イエローのユニット50Yにおいて、感光体21Yは、矢印A方向に予め定められたプロセススピードで回転する。帯電ロール28Yにより、感光体21Yの表面は予め定められた電位にマイナス帯電される。その後、感光体21Yの表面は、露光装置19Yによって露光され、画像情報に応じた静電荷像が形成される。続いて、現像装置20Yによりマイナス帯電されたトナーが反転現像され、感光体21Yの表面に形成された静電荷像は感光体21Y表面に可視像化され、トナー画像が形成される。その後、感光体21Y表面のトナー画像は、一次転写ロール17Yにより中間転写ベルト33表面に一次転写される。一次転写後、感光体21Yは、その表面に残留したトナー等の転写残留成分がクリーニング装置15Yのクリーニングブレードにより掻き取られ、清掃され、次の画像形成工程に備える。
以上の動作が各ユニット50Y、50M、50C、50K、50Bで行われ、各感光体21Y、21M、21C、21K、21B表面にそれぞれ可視像化されたトナー画像が、次々と中間転写ベルト33表面に転写されていく。カラーモード時は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、そして混合色の順に各色のトナー画像が多重転写されるが、二色、三色モード時のときもこの順番で、必要な色のトナー画像のみが単独又は多重転写されることになる。その後、中間転写ベルト33表面に単独又は多重転写されたトナー画像は、二次転写ロール34により、図示しない用紙カセットから搬送されてきた記録紙P表面に二次転写され、続いて、定着器35において加熱及び加圧されることにより定着される。二次転写後に中間転写ベルト33表面に残留したトナーは、中間転写ベルト33用のクリーニングブレードで構成されたベルトクリーナ26により清掃される。
また、トナー画像が単独又は多重転写された中間転写ベルト33は、駆動ロール22によって除電される。
図2に示す画像形成装置では、帯電装置として帯電ロールを用いているが、これに限られず、例えば、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器、非接触方式のロール帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も使用される。
図2に示す画像形成装置では、一次転写手段として一次転写ロールを用い、二次転写手段として二次転写ロールを用いているが、これに限られず、例えば、ベルト、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器を用いてもよい。
図2に示す画像形成装置においては、中間転写ベルト33の回転方向上流側から、ユニット50Y、ユニット50M、ユニット50C、ユニット50K、ユニット50Bの順に5つ配列されているが、この順に限定されるものではない。
図2に示す画像形成装置におけるユニット50Bは、混合色の現像剤を保持する現像剤保持体を含む現像装置20Bと感光体21Bと帯電ロール28Bとクリーニング装置15Bとが一体となって画像形成装置本体から着脱するプロセスカートリッジとして構成されてもよい。また、ユニット50M、50C、50K、及び50Yもユニット50Bと同様にプロセスカートリッジとして構成されてもよい。
プロセスカートリッジの構成については、以下に説明する。
<プロセスカートリッジ/トナーカートリッジ>
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を収容し、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3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3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(現像手段の一例)、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3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は、本実施形態に係る混合トナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、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2に示す画像形成装置は、前記の通り、トナーカートリッジ40B、40Y、40M、40C、及び40K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20Y、20M、20C、20K、及び20B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、本実施形態はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。また、「部」及び「%」は特に断りがない限り質量基準である。
<混合トナー(1)〜(57)の作製>
[第1のトナー粒子(1)の作製]
(ポリエステル樹脂粒子分散液(1)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 :10モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物 :90モル部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、上記の材料を仕込み、1時間を要して温度を220℃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、重量平均分子量20,000、酸価13mgKOH/g、ガラス転移温度60℃のポリエステル樹脂(1)を合成した。
次に、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(1)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分間攪拌した。
次いで、容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を攪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、攪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、体積平均粒径200nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。該樹脂粒子分散液にイオン交換水を加え、固形分量を20質量%に調整して、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)とした。
(ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の調製)
・1,10−ドデカン二酸: 50モル部
・1,9−ノナンジオール: 50モル部
攪拌器、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時間攪拌反応させた後、温度を更に210℃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時間攪拌反応させて、ポリエステル樹脂(2)を得た。
得られたポリエステル樹脂(2)は、DSCによる融解温度が73.6℃、GPCによる質量平均分子量Mwが25,000、数平均分子量Mnが10,500、酸価AVが10.1mgKOH/gであった。
次に、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3リットル反応槽(東京理化器械(株)製:BJ−30N)に、ポリエステル樹脂(2)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で攪拌混合しつつ樹脂を溶解させた(溶解液調製工程)。
その後攪拌回転数を150rpmにし、水循環式恒温槽を66℃に設定し、10質量%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2リットルの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、これをポリエステル樹脂粒子分散液(2)とした。
(着色剤粒子分散液(1)の調製)
・イエロー顔料 C.I.Pigment Yellow74(クラリアント社製 HansaYellow5GX01) :70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :30部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の固形分量が20質量%となるようイオン交換水を加え、体積平均粒径140nmの着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液(1)を得た。
(離型剤粒子分散液(1)の調製)
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製 HNP−9) 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200nm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。
(トナー粒子の作製)
・ポリエステル樹脂粒子分散液(1) :425部
・ポリエステル樹脂粒子分散液(2) : 32部
・着色剤分散液(1) :20部
・離型剤分散液(1) :50部
・アニオン性界面活性剤(テイカ(株)製TaycaPower) :30部
上記仕込みの材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10質量%の硝酸水溶液30部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて30℃において分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)100部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.6に調整した後、攪拌を継続しながら100℃まで加熱し、9時間保持した。その後、25℃まで冷却した。そして、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径5.8μmのコアシェル粒子(1)を得た。
一方、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を濾過し、洗浄及び乾燥を行うことで、体積平均粒径200nmの樹脂粒子(1)を得た。具体的には、ポリエステル樹脂分散液(1)500部を透析チューブ(SPECTRUM社 標準RC透析チューブ Sepctra/Pro 5、分画分子量12,000〜14,000ダルトン、平面幅140mm)に入れて、容器にイオン交換水50000部を満たして、適宜イオン交換水を交換し、ポリエステル樹脂分散液(1)の電気伝導度が5S/m以下になるまで繰り返し、洗浄を行った。
また、洗浄後の樹脂粒子を、大川原化工機株式会社 ツインジェッター NL−5 (入り口温度200℃、出口温度50℃、圧力0.2MPa、フィードレート8.5kg/h)により噴霧乾燥(すなわち、スプレードライ)することで、樹脂粒子の乾燥を行い、樹脂粒子(1)を得た。なお、乾燥後の受理収支は、水分率0.4%であった。
そして、ノビルタNOB−300(ホソカワミクロン(株)製)で、装置内温度を65℃に保ちつつ、得られたコアシェル粒子(1)500部と、樹脂粒子(1)53部と、を2,000rpmで10分撹拌することで、体積平均粒径が6.0μmのトナー粒子(1)を得た。なお、トナー粒子(1)全体に対する被覆樹脂の割合は10.6質量%であった。
[第2のトナー粒子(1)の作製]
着色剤粒子分散液の調製において、イエロー顔料の代わりに、マゼンタ顔料C.I.Pigment Red 122(DIC社製 FASTOGEN Super Magenta RE−05)70部を用いた以外は、第1のトナー粒子(1)と同様にして、第2のトナー粒子(1)を得た。
[第1のトナー粒子(2)〜(57)、第2のトナー粒子(2)〜(57)の作製]
着色剤分散液の調製において用いる着色剤の種類を表1〜表3に示すようにし、かつ、トナー粒子の作製における着色剤分散液の添加量を用いた着色剤の種類に応じて以下のようにした以外は、第1のトナー粒子(1)と同様にして、第1のトナー粒子(2)〜(57)及び第2のトナー粒子(2)〜(57)を得た。
なお、表1〜表3中の表記は以下の通りである。
PY74:イエロー顔料 C.I.Pigment Yellow 74(クラリアント社製、HansaYellow5GX01)
PB15:3:シアン顔料 C.I.Pigment Blue 15:3(大日精化社製ECB−301)
PR122:マゼンタ顔料 C.I.Pigment Red 122(DIC社製FASTOGEN Super Red RE−05)
PR254:赤顔料 C.I.Pigment Red 254(DIC社製FASTOGEN Super Red 226−5254)
PO38:橙顔料 C.I.Pigment Orange 38(クラリアント社製Novoperm Red HFG)
PG36:黄緑顔料 C.I.Pigment Green 36(DIC社製FASTOGEN Green 2YK)
PB7:緑顔料 C.I.Pigment Blue 7(DIC社製FASTOGEN Green S)
PB15:6:青顔料 C.I.Pigment Blue 15:6(DIC社製FASTOGEN Blue AE−8)
PV23:紫顔料 C.I.Pigment Violet 23(DIC社製FASTOGEN Violet RNS)
CB:黒顔料 カーボンブラック(エボニック インダストリーズ社製、品番:Nipex 35)
W:白顔料 酸化チタン(テイカ社製、品番:JR−301)
なお、用いた着色剤の種類と、トナー粒子の作製における着色剤分散液の添加量と、の関係は以下の通りである。
・イエロー顔料:20部
・シアン顔料:10部
・マゼンタ顔料:20部
・赤顔料:20部
・橙顔料:30部
・黄緑顔料:30部
・緑顔料:20部
・青顔料:30部
・紫顔料:10部
・黒顔料:10部
・白顔料:100部
[混合トナーの作製]
まず、あらかじめ、各混合トナーの作製に用いる第1のトナー粒子50部と第2のトナー粒子50部とをヘンシェルミキサーにより3分間25m/sの周速で混合し、得られた混合トナー粒子について、前述のチャージスペクトログラフ法で第1のトナー粒子の帯電量分布における最大ピーク位置と第2のトナー粒子の帯電量分布における最大ピーク位置との差を確認した。
この段階で、上記最大ピーク位置の差が3mm以上の場合は、以下の操作を行うことで、第1のトナー及び第2のトナーを得た。具体的には、第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子のうち、相対的に帯電量の低い方のトナー粒子に対しては、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子(日本アエロジル社製RY200)を加えVブレンダーに入れて20分間撹拌することでトナーを得、相対的に帯電量の高い方のトナー粒子に対してはシリカ粒子の添加を行わずそのままトナーとして用いた。また、混合トナー粒子における上記最大ピーク位置の差が3mm未満の場合は、第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子をそのまま、それぞれ第1のトナー及び第2のトナーとした。
第1のトナー50部と、第2のトナー50部と、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子(日本アエロジル社製RY200)5部と、をヘンシェルミキサーにより混合し、混合トナーを得た。
混合トナーにおける明度値の差(表中の「明度差」)、色相角度の差(表中の「色相差(度)」)、彩度値の差(表中の「彩度差」)、色差ΔE(表中の「ΔE」)、|P−P|、|W−W|、及び被覆層の平均厚み(表中の「平均厚み(μm)」)を前述の方法で測定した結果を、表1〜表3に示す。
<混合トナー(58)の作製>
[第1のトナー粒子(58)〜第3のトナー粒子(58)]
着色剤分散液の調製において用いる着色剤の種類を表3に示すようにし、かつ、トナー粒子の作製における着色剤分散液の添加量を用いた着色剤の種類に応じて前記のようにした以外は、第1のトナー粒子(1)と同様にして、第1のトナー粒子(58)、第2のトナー粒子(58)、及び第3のトナー粒子(58)を得た。
[混合トナーの作製]
第1のトナー粒子(1)及び第2のトナー粒子(2)の代わりに、第1のトナー粒子(58)、第2のトナー粒子(58)、及び第3のトナー粒子(58)を用いた以外は、第1のトナー(1)及び第2のトナー(2)と同様にして、第1のトナー(58)、第2のトナー(58)、及び第3のトナー(58)を得た。なお、上記最大ピーク位置の差は、第1のトナー粒子〜第3のトナー粒子のうち差の最も大きい組み合わせにおける「差」を意味する。
第1のトナー(58)40部と、第2のトナー(58)40部と、第3トナー(58)20部と、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子(日本アエロジル社製RY200)5部と、をヘンシェルミキサーにより混合し、混合トナー(58)を得た。
混合トナー(58)における明度値の差(表中の「明度差」)、色相角度の差(表中の「色相差(度)」)、彩度値の差(表中の「彩度差」)、色差ΔE(表中の「ΔE」)、|P−P|、|W−W|、及び被覆層の平均厚み(表中の「平均厚み(μm)」)を前述の方法で測定した結果を、表3に示す。
なお、上記明度値の差、色相角度の差、彩度値、色差ΔE、|P−P|、及び|W−W|はいずれも、第1のトナー粒子〜第3のトナー粒子のうち差の最も大きい組み合わせにおける「差」を意味する。
<混合トナー(59)の作製>
[第1のトナー粒子(59)及び第2のトナー粒子(59)の作製]
第1のトナー粒子(32)及び第2のトナー粒子(32)の作製において、ノビルタによる樹脂粒子の付着を行わずコアシェル粒子をそのままトナー粒子とした以外は、第1のトナー粒子(32)及び第2のトナー粒子(32)と同様にして、それぞれ、第1のトナー粒子(59)及び第2のトナー粒子(59)を得た。
[混合トナーの作製]
第1のトナー粒子(1)及び第2のトナー粒子(1)の代わりに、それぞれ第1のトナー粒子(59)及び第2のトナー粒子(59)を用いた以外は、混合トナー(1)と同様にして、混合トナー(59)を得た。
混合トナー(59)における明度値の差(表中の「明度差」)、色相角度の差(表中の「色相差(度)」)、彩度値の差(表中の「彩度差」)、色差ΔE(表中の「ΔE」)、|P−P|、|W−W|、及び被覆層の平均厚み(表中の「平均厚み(μm)」)を前述の方法で測定した結果を、表3に示す。
<混合トナー(C1)の作製>
[第1のトナー粒子(C1)及び第2のトナー粒子(C1)の作製]
第1のトナー粒子(32)及び第2のトナー粒子(32)の作製において、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)100部を緩やかに追加し1時間保持する工程を行わず、かつ、ノビルタによる樹脂粒子の付着を行わずコア粒子をそのままトナー粒子とした以外は、第1のトナー粒子(32)及び第2のトナー粒子(32)と同様にして、それぞれ、第1のトナー粒子(C1)及び第2のトナー粒子(C2)を得た。
[混合トナーの作製]
第1のトナー粒子(C1)50部と、第2のトナー粒子(C1)50部と、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子(日本アエロジル社製RY200)5部と、をヘンシェルミキサーにより混合し、混合トナー(C1)を得た。
混合トナー(C1)における明度値の差(表中の「明度差」)、色相角度の差(表中の「色相差(度)」)、彩度値の差(表中の「彩度差」)、色差ΔE(表中の「ΔE」)、|P−P|、|W−W|、及び被覆層の平均厚み(表中の「平均厚み(μm)」)を前述の方法で測定した結果を、表3に示す。
<混合トナー(C2)の作製>
[第1のトナー粒子(C2)の作製]
・ポリエステル樹脂(1):200部
・ポリエステル樹脂(2):200部
・オレンジ顔料C.I.Pigment 38 (クラリアント社製、品名:Novoperm Red HFG):79部
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製 HNP−9):47部
・荷電制御剤(オリエント化学社製ボントロンP−51):25部
以上の成分を、75Lヘンシェルミキサーにて前混合した後、スクリュー構成を有する2軸連続混練機(エクストルーダー、株式会社栗本鐵工所製)にて、上記材料の全体の70質量%に対して混練温度180℃、回転数300rpm、混練速度100kg/hの条件で第1混練工程を行った。その後、第1混練工程による混練物及び上記材料の残り(すなわち全体の30質量%)に対して混練温度120℃、回転数150rpm、混練速度300kg/hの条件で第2混練工程を行い、混練物を得た。
第2混練工程で得られた混練物を、400AFG−CR粉砕機(ホソカワミクロン社製)を用いて粉砕した後、空気式エルボージェット分級機(マツボー社製)を使用して微粉及び粗粉を除去し、第1のトナー粒子(C2)を得た。
[第2のトナー粒子(C2)の作製]
オレンジ顔料C.I.Pigment 38 (クラリアント社製、品名:Novoperm Red HFG)の代わりに、ブルー顔料C.I.Pigment 15:6 (DIC社製、品名:FASTOGEN Blue AE−8)79部を用いた以外は、第1のトナー粒子(C2)と同様にして、第2のトナー粒子(C2)を得た。
[混合トナーの作製]
第1のトナー粒子(C2)50部と、第2のトナー粒子(C2)50部と、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子(日本アエロジル社製RY200)5部と、をヘンシェルミキサーにより混合し、混合トナー(C2)を得た。
混合トナー(C2)における明度値の差(表中の「明度差」)、色相角度の差(表中の「色相差(度)」)、彩度値の差(表中の「彩度差」)、色差ΔE(表中の「ΔE」)、|P−P|、|W−W|、及び被覆層の平均厚み(表中の「平均厚み(μm)」)を前述の方法で測定した結果を、表3に示す。
<現像剤(1)〜(59)、(C1)、及び(C2)の作製>
[キャリアの作製]
・フェライト粒子(平均粒径50μm) 100部
・トルエン 14部
・スチレン/メチルメタクリレート共重合体(共重合比15/85) 3部
・カーボンブラック 0.2部
フェライト粒子を除く上記成分をサンドミルにて分散して分散液を調製し、この分散液をフェライト粒子とともに真空脱気型ニーダに入れ、攪拌しながら減圧し乾燥させることによりキャリアを得た。
[現像剤の作製]
混合トナー8部とキャリア100部とを、Vブレンダーに入れ、20分間撹拌することで、現像剤を得た。
<評価>
得られた現像剤を用いて、次の評価を行った。その結果を表1〜表3に示す。
具体的には、評価用画像を形成する画像形成装置として、富士ゼロックス社製ApeosPort IV C4470を用意し、得られた現像剤を現像器に入れ、補給トナー(現像剤に含まれる混合トナーと同じ混合トナー)をトナーカートリッジに入れた。続けて、画像形成装置により、室温(25℃)において、プロセス速度445mm/secで、下記記録媒体1に対して画像面積率100%の5cm×5cmベタ画像(5.0g/m)を100枚形成した後、下記記録媒体2に対して太さ0.5mm長さ50mmの細線画像(出力方向に対して横方向、縦方向が組み合わさったもの)を100枚形成した。
記録媒体1:エンボス紙(竹尾紙工社製、品名:レザック66 白(連量:四六版175kg))
記録媒体2:樹脂フィルム(ダイニック社製、品名:OZK−T100μm)
記録媒体1に形成された画像のうち、記録媒体1の凹部の領域について、1枚目、50枚目、100枚目において、部分的に色味の異なる領域(色むら)が発生しているか否かを目視で観察した。評価結果は下記の通りである。
A:100枚目においても色むらが感じられない。
B:50枚目において色むらが感じられず、100枚目において色むらがわずかに感じられる。
C:50枚目において色むらが感じられず、100枚目において色むらが感じられるが、問題にならない。
D:1枚目において色むらが感じられず、50枚目において色むらがわずかに感じられる。
E:1枚目において色むらが感じられず、50枚目において色むらが感じられるが、問題にならない。
F:1枚目でも色むらがわずかに感じられる。
なお、許容できるのはEまでである。
記録媒体2に形成された画像のうち、1枚目、50枚目と100枚目について細線画像の太さ方向端部を、部分的に色味の異なる領域が発生しているか否かを、目視及びルーペ(倍率:50倍)で観察した。評価結果は下記の通りである。
A:ルーペで観察し、100枚目でも色味の異なる領域は確認できなかった。
B:50枚目の画像をルーペで観察しても色味の異なる領域は確認できなかった。また、100枚目の画像において、目視で観察しても色味の異なる領域は確認できなかったが、ルーペで観察すると色味の異なる領域がわずかに確認された。
C:50枚目の画像をルーペで観察しても色味の異なる領域は確認できなかった。また、100枚目の画像において、目視で観察しても色味の異なる領域がわずかに確認された。
D:1枚目の画像をルーペで観察しても色味の異なる領域は確認できなかった。また、50枚目の画像において、目視で観察しても色味の異なる領域は確認できなかったが、ルーペで観察すると色味の異なる領域がわずかに確認された。なお100枚目でも50枚目との差は確認できなかった。
E:1枚目の画像をルーペで観察しても色味の異なる領域は確認できなかった。また、50枚目の画像において、目視で観察しても色味の異なる領域は確認できなかったが、ルーペで観察すると色味の異なる領域がわずかに確認された。なお100枚目では目視でわずかに色味の異なる領域が確認された。
F:1枚目の画像をルーペで観察しても色味の異なる領域は確認できなかった。また、50枚目の画像において、目視で観察しても色味の異なる領域がわずかに確認された。
G:1枚目の画像において、目視で観察しても色味の異なる領域は確認できなかったが、ルーペで観察すると色味の異なる領域がわずかに確認された。なお50枚目、100枚目では目視でわずかに色味の異なる領域が確認された。
H:1枚目の画像において、目視で観察しても色味の異なる領域がわずかに確認された。なお50枚目、100枚目でも目視で色味の異なる領域が確認されたが許容レベルであった。
I:1枚目の画像において、目視で観察しても色味の異なる領域がわずかに確認された。なお50枚目では目視で確認された色味の異なる領域が許容レベルであったが、100枚目では色味の異なる領域が許容レベルを超えて確認された。
J:1枚目の画像において、目視で観察しても色味の異なる領域が確認され、許容レベルを超えていた。
なお、許容できるのはIまでである。
上記結果から、本実施例では、比較例に比べて、部分的に色味の異なる領域の発生が抑制されていることがわかる。
15B、15Y、15M、15C、15K クリーニング装置
17B、17Y、17M、17C、17K 一次転写ロール
19B、19Y、19M、19C、19K 露光装置
20B、20Y、20M、20C、20K 現像装置
21B、21Y、21M、21C、21K 感光体
22 駆動ロール
23 支持ロール
24 バイアスロール
26 ベルトクリーナー
28B、28Y、28M、28C、28K 帯電ロール
33 中間転写ベルト
34 二次転写ロール
35 定着器
40B、40Y、40M、40C、40K トナーカートリッジ
50B、50Y、50M、50C、50K 画像形成ユニット
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 (15)

  1. 第1のトナー粒子を含有する第1のトナーと、前記第1のトナーと色が異なり第2のトナー粒子を含有する第2のトナーと、を含み、
    チャージスペクトログラフ法により得られた前記第1のトナー及び前記第2のトナーの帯電量分布の最大ピーク位置をそれぞれP及びP、半値全幅をそれぞれW及びWとしたとき、|P−P|が3mm以下であり、かつ、|W−W|が3mm以下である静電荷像現像用トナー。
  2. 前記|P−P|が2mm以下であり、かつ、|W−W|が2mm以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
  3. 前記第1のトナーの色は有彩色であり、
    前記第1のトナーにおける色相角度は15度以上75度以下、115度以上225度以下、又は255度以上345度以下である請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
  4. 前記第2のトナーの色は有彩色であり、かつ、
    前記第1のトナーにおける色相角度と前記第2のトナーにおける色相角度との差は150度以下である請求項3に記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 前記第1のトナーにおける色相角度と前記第2のトナーにおける色相角度との差は105度以下である請求項4に記載の静電荷像現像用トナー。
  6. 前記第1のトナーにおける色相角度と前記第2のトナーにおける色相角度との差は60度以下である請求項4に記載の静電荷像現像用トナー。
  7. 前記第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子は、コア粒子と、前記コア粒子を被覆し平均厚みが0.1μm以上である被覆層と、を有する請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  8. 前記被覆層の平均厚みは0.15μm以上である請求項7に記載の静電荷像現像用トナー。
  9. 第1のトナー粒子を含有する第1のトナーと、前記第1のトナーと色が異なり第2のトナー粒子を含有する第2のトナーと、を含み、
    前記第1のトナー粒子及び第2のトナー粒子は、コア粒子と、前記コア粒子を被覆し平均厚みが0.1μm以上である被覆層と、を有する静電荷像現像用トナー。
  10. 前記被覆層の平均厚みは0.15μm以上である請求項9に記載の静電荷像現像用トナー。
  11. 請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
  12. 請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
    画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
  13. 請求項11に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記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。
  14. 像保持体と、
    前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電した前記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、
    請求項11に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記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、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
    前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
    を備える画像形成装置。
  15. 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
    帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
    請求項11に記載の静電荷像現像剤により、前記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工程と、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
    前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
    を有する画像形成方法。
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