JP2020148822A - 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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太輔 冨田
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Abstract

【課題】引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうる静電荷像現像用トナーを提供する。【解決手段】ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂を含む結着樹脂と、離型剤と、を含有するトナー粒子を含み、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1000ppm以下である静電荷像現像用トナー。【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、ビニル樹脂単位及びポリエステル樹脂単位が化学的に結合している非晶性ポリエステル複合樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂と、を含み、結晶性ポリエステル樹脂および非晶性ポリエステル複合樹脂の質量比が14/86以上30/70以下である結着樹脂と、ビニル樹脂粒子及びウレタン樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも1種と、を含有する静電荷像現像用トナーが開示されている。
特許文献2には、結着樹脂と着色剤と5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドとを含有し、前記着色剤がPigment Red 238及びPigment Red 269の少なくとも一方を含有し、前記着色剤の含有率が1質量%以上20質量%以下であり、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1ppm以上300ppm以下である静電荷像現像用トナーが開示されている。
特開2016−51048号公報 特開2017−9756号公報
本開示は、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が1000ppm超である静電荷像現像用トナーに比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうる静電荷像現像用トナーを提供することを課題とする。
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。
<1> ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂を含む結着樹脂と、離型剤と、を含有するトナー粒子を含み、
5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1000ppm以下である静電荷像現像用トナー。
<2> 前記結着樹脂が結晶性樹脂をさらに含む、<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
<3> 前記非晶性樹脂において前記ポリエステル樹脂セグメントと前記スチレンアクリル樹脂セグメントとの合計量に占める前記スチレンアクリル樹脂セグメントの割合が20質量%以上60質量%以下である、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4> 前記トナー粒子が着色剤としてC.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方を含有する、<1>〜<3>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<5> 前記トナー粒子が着色剤としてC.I.ピグメントレッド122をさらに含有する、<4>に記載の静電荷像現像用トナー。
<6> 前記離型剤がパラフィンワックス及びエステルワックスからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、<1>〜<5>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<7> 5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で300ppm以下である、<1>〜<6>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<8> <1>〜<7>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。
<9> <1>〜<7>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。
<10> <8>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。
<11> 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、<8>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。
<12> 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、<8>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>、<2>、<4>又は<6>に係る発明によれば、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が1000ppm超である静電荷像現像用トナーに比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しう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、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂においてポリエステル樹脂セグメントとスチレンアクリル樹脂セグメントとの合計量に占めるスチレンアクリル樹脂セグメントの割合が20質量%未満又は60質量%超である場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しう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、トナー粒子が着色剤としてC.I.ピグメントレッド238のみ又はC.I.ピグメントレッド269のみを含有する場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しう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、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が300ppm超である静電荷像現像用トナーに比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しう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、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が1000ppm超である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうる静電荷像現像剤が提供される。
<9>に係る発明によれば、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が1000ppm超である静電荷像現像用トナーを適用した場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうるトナーカートリッジが提供される。
<10>に係る発明によれば、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が1000ppm超である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を適用した場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうるプロセスカートリッジが提供される。
<11>に係る発明によれば、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が1000ppm超である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を適用した場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうる画像形成装置が提供される。
<12>に係る発明によれば、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が1000ppm超である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を適用した場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうる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。 本実施形態に係る画像形成装置に着脱され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、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
本開示において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本開示において「(メタ)アクリル」との表記は「アクリル」及び「メタクリル」のいずれでもよいことを意味する。
本開示において、「静電荷像現像用トナー」を単に「トナー」ともいい、「静電荷像現像剤」を単に「現像剤」ともいう。
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態に係るトナーは、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂を含む結着樹脂と、離型剤と、を含有するトナー粒子を含み、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1000ppm以下である。
本開示において「ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂」を「ハイブリッド非晶性樹脂」ともいう。ハイブリッド非晶性樹脂において、ポリエステル樹脂セグメントとスチレンアクリル樹脂セグメントとは化学結合している。
本実施形態において樹脂の「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℃/分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、吸熱ピークの半値幅が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。
本実施形態に係るトナーによって形成された画像は、ハイブリッド非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含むトナーであって5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1000ppm超であるトナーによって形成された画像に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる。その機序は、下記のように推測される。
ハイブリッド非晶性樹脂と離型剤とは互いになじみがよいので、結着樹脂としてハイブリッド非晶性樹脂を含むトナー粒子においては離型剤が微小に分散しやすい。そして、離型剤が微小に分散したトナー粒子は、記録媒体に対する画像の定着性及び画像の堅牢性に優れるので、ハイブリッド非晶性樹脂を含むトナー粒子によって形成された画像は、擦りや引っ掻きに対する耐性を有していた。
しかし、画像が記録媒体から剥がれやすい条件(例えば、記録媒体が樹脂製シートである場合、画像がハーフトーン画像である場合、画像が経年する場合)が重なると、ハイブリッド非晶性樹脂を含むトナー粒子によって形成された画像であっても、引っ掻きによる画像欠損が発生した。
本発明の発明者らが検討したところ、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量を1000ppm以下に減らすことで、引っ掻きに対する耐性が向上することが分かった。
5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドは、極性を有する分子であるので、ハイブリッド非晶性樹脂に対する離型剤の分散を妨げるものと推測される。したがって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量を減らすことで離型剤の分散が良化し、画像の定着性及び堅牢性が向上したものと推測される。
引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成する観点から、トナーに含まれる5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量は少ないほど好ましい。本実施形態に係るトナーは、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1000ppm以下であり、800ppm以下であることが好ましく、500ppm以下であることがより好ましく、300ppm以下であることが更に好ましく、100ppm以下であることが更に好ましく、検出限界を下回ること(すなわち、実質的に0ppm)が更に好ましい。
また、本発明の発明者らが検討したところ、結着樹脂に結晶性樹脂を含むトナーによって形成された画像のほうが、結着樹脂に結晶性樹脂を含まないトナーによって形成された画像に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れることが分かった。結晶性樹脂は、非晶性樹脂と比較して離型剤と分子構造が似ており、離型剤になじみがよいので、結晶性樹脂を含むトナー粒子においては離型剤が微小に分散しやすいものと推測される。そして、離型剤が微小に分散したトナー粒子は記録媒体に対する画像の定着性及び画像の堅牢性に優れるので、結着樹脂に結晶性樹脂を含むトナーによって形成された画像は、引っ掻きに対する耐性に優れるものと推測される。
トナーに含まれる5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量は、高速液体クロマトグラフィー分析装置(ジーエルサイエンス株式会社製、型番GL7700)及びIntersil OSD−3カラム(ジーエルサイエンス株式会社製、粒子径5μm、内径4.6mm、長さ150mm)を用いて測定する。具体的な測定方法は次のとおりである。
トナー0.1gを採取し、テトラヒドロフランを加えた後、15分間超音波で処理する。抽出液をロータリーエバポレーターで濃縮し、アセトニトリルで20mLに定容した液を試験液とする。試験液をバイアルに移し、高速液体クロマトグラフィーで分析する。5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドに当たるピークの面積と、検量線とから、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドを定量し、さらに、トナー全量に対する5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量(ppm)を算出する。
以下、本実施形態に係るトナーの詳細について説明する。
[トナー粒子]
トナー粒子は、ハイブリッド非晶性樹脂と離型剤とを含有する。トナー粒子は、さらに、その他の樹脂、着色剤、その他添加剤を含有していてもよい。
−結着樹脂−
本実施形態におけるトナー粒子は、結着樹脂として、少なくとも1種のハイブリッド非晶性樹脂を含有する。
−ハイブリッド非晶性樹脂−
本実施形態においてトナー粒子に含まれるハイブリッド非晶性樹脂は、1分子中にポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂であれば特に限定されるものではない。
ハイブリッド非晶性樹脂は、ポリエステル樹脂からなる主鎖と、該主鎖に化学結合したスチレンアクリル樹脂からなる側鎖とを有する樹脂;スチレンアクリル樹脂からなる主鎖と、該主鎖に化学結合したポリエステル樹脂からなる側鎖とを有する樹脂;ポリエステル樹脂とスチレンアクリル樹脂とが化学結合してなる主鎖を有する樹脂;ポリエステル樹脂とスチレンアクリル樹脂とが化学結合してなる主鎖と、該主鎖に化学結合したポリエステル樹脂からなる側鎖及び該主鎖に化学結合したスチレンアクリル樹脂からなる側鎖の少なくとも一方の側鎖とを有する樹脂;等のいずれでもよい。
・ポリエステル樹脂セグメント
本実施形態において「ポリエステル樹脂」とは、主鎖にエステル結合(−COO−)を有する高分子を意味する。
本実施形態におけるハイブリッド非晶性樹脂のポリエステル樹脂セグメントとしては、例えば、多価アルコールと多価カルボン酸との縮重合体が挙げられる。
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、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−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、1,12−ドデカンジオール等)、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、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。
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、ソルビトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、芳香族ジオールが好ましく、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物及びビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物からなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましく、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物が更に好ましい。ここで、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物又はビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物の平均付加モル数は、1以上16以下が好ましく、1.2以上12以下がより好ましく、1.5以上8以下が更に好ましく、2以上4以下が更に好ましい。
本実施形態において、ポリエステル樹脂セグメントを構成するアルコール成分全量に占めるビスフェノールAエチレンオキサイド付加物及びビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物の合計量は、10モル%以上90モル%以下であることが好ましく、20モル%以上80モル%以下であることがより好ましく、30モル%以上70モル%以下であることが更に好ましい。
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、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(例えば、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸等)、アジピン酸、セバシン酸、1,12−ドデカン二酸、アゼライン酸等)、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、好ましくは炭素数1以上3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、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、好ましくは炭素数1以上3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種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリエステル樹脂セグメントのカルボン酸成分には、非芳香族性の炭素−炭素不飽和結合を有するジカルボン酸が少なくとも1種含まれることが好ましい。該ジカルボン酸は、多価アルコールと縮重合することでポリエステル樹脂セグメントの一部となり、該ジカルボン酸由来の炭素−炭素不飽和結合にスチレン類又は(メタ)アクリル酸エステル類が付加重合することで、スチレンアクリル樹脂セグメントがポリエステル樹脂セグメントに化学結合する。
非芳香族性の炭素−炭素不飽和結合を有するジカルボン酸としては、フマル酸、マレイン酸、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸、アルケニルコハク酸(例えば、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸等)、及びこれらの無水物が挙げられる。これらの中でも、反応性の観点からフマル酸が好ましい。
・スチレンアクリル樹脂セグメント
本実施形態におけるハイブリッド非晶性樹脂のスチレンアクリル樹脂セグメントとしては、例えば、付加重合性単量体を付加重合してなるセグメントが挙げられる。スチレンアクリル樹脂セグメントを構成する付加重合性単量体としては、スチレンアクリル樹脂の合成に一般的に用いられる、スチレン類、(メタ)アクリル酸エステル類、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体が挙げられる。
スチレンアクリル樹脂セグメントを構成するスチレン類としては、置換又は無置換のスチレンが挙げられる。置換基としては、例えば、炭素数1以上5以下のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、スルホン酸基又はその塩等が挙げられる。具体的なスチレン類としては、スチレン、メチルスチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、メトキシスチレン、スチレンスルホン酸又はその塩等のスチレン類が挙げられる。中でもスチレンが好ましい。
スチレンアクリル樹脂セグメントを構成する(メタ)アクリル酸エステル類としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(例えば、アルキル基の炭素数1以上24以下)、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等が挙げられる。中でも、アルキル基の炭素数1以上18以下の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数1以上12以下の(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましく、アルキル基の炭素数1以上8以下の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが更に好ましい。具体的な(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸(イソ)プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸パルミチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベヘニル等が挙げられる。
スチレンアクリル樹脂セグメントを構成する単量体には、非芳香族性の炭素−炭素不飽和結合を有するモノカルボン酸が少なくとも1種含まれることが好ましい。該モノカルボン酸は、付加重合することでスチレンアクリル樹脂セグメントの一部となり、該モノカルボン酸由来のカルボキシ基にポリエステル樹脂セグメントのアルコール成分が縮重合することで、スチレンアクリル樹脂セグメントとポリエステル樹脂セグメントとが複合化する。非芳香族性の炭素−炭素不飽和結合を有するモノカルボン酸としては、アクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる1種以上が好ましく、アクリル酸がより好ましい。
スチレンアクリル樹脂セグメントを構成するその他の単量体としては、エチレン、プロピレン、ブタジエン等のオレフィン類;塩化ビニル等のハロビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;ビニルメチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニリデンクロリド等のハロゲン化ビニリデン;N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物;などが挙げられる。
本実施形態において、スチレンアクリル樹脂セグメントを構成する単量体全量に占めるスチレン類の合計量は、50質量%以上90質量%以下であることが好ましく、60質量%以上85質量%以下であることがより好ましく、70質量%以上80質量%以下であることが更に好ましい。
本実施形態において、スチレンアクリル樹脂セグメントを構成する単量体全量に占める(メタ)アクリル酸エステル類の合計量は、10質量%以上50質量%以下であることが好ましく、15質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上30質量%以下であることが更に好ましい。
本実施形態において、スチレンアクリル樹脂セグメントを構成する単量体全量に占めるスチレン類と(メタ)アクリル酸エステル類の合計量は、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることが更に好ましく、100質量%であることが更に好ましい。
ハイブリッド非晶性樹脂全体に占めるポリエステル樹脂セグメントとスチレンアクリル樹脂セグメントとの総量は、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることが更に好ましく、100質量%であることが更に好ましい。
ハイブリッド非晶性樹脂は、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成する観点から、ポリエステル樹脂セグメントとスチレンアクリル樹脂セグメントとの合計量に占めるスチレンアクリル樹脂セグメントの割合が、20質量%以上60質量%以下であることが好ましく、25質量%以上55質量%以下であることがより好ましく、30質量%以上50質量%以下であることが更に好ましい。
ハイブリッド非晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上500000以下が好ましく、10000以上100000以下がより好ましく、15000以上50000以下が更に好ましい。
本開示における樹脂の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。
ハイブリッド非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、25℃以上80℃以下が好ましく、30℃以上70℃以下がより好ましく、40℃以上60℃以下が更に好ましい。
本開示における樹脂のガラス転移温度は、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 K7121:1987「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。
ハイブリッド非晶性樹脂の酸価は、5mgKOH/g以上40mgKOH/g以下が好ましく、10mgKOH/g以上35mgKOH/g以下がより好ましく、15mgKOH/g以上30mgKOH/g以下が更に好ましい。
ハイブリッド非晶性樹脂は、以下の(i)〜(iii)のいずれかの方法により製造することが好ましい。
(i)多価アルコールと多価カルボン酸との縮重合によってポリエステル樹脂セグメントを作製した後、スチレンアクリル樹脂セグメントを構成する単量体を付加重合させる。
(ii)付加重合性単量体の付加重合によってスチレンアクリル樹脂セグメントを作製した後、多価アルコールと多価カルボン酸とを縮重合させる。
(iii)多価アルコールと多価カルボン酸との縮重合と、付加重合性単量体の付加重合とを並行して行う。
−その他の非晶性樹脂−
本実施形態においてトナー粒子は、ハイブリッド非晶性樹脂以外のその他の非晶性樹脂を含んでいてもよい。その他の非晶性樹脂としては、例えばポリエステル樹脂が挙げられる。
本実施形態においてトナー粒子に結着樹脂として含まれる非晶性樹脂の全量に占めるハイブリッド非晶性樹脂の割合は、50質量%以上100質量%以下が好ましく、90質量%以上100質量%以下がより好ましく、95質量%以上100質量%以下が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。
−結晶性樹脂−
本実施形態においてトナー粒子は、結晶性樹脂を含有することが好ましく、結晶性ポリエステル樹脂を含有することがより好ましい。
結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重縮合体が挙げられる。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、芳香環を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族の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℃以下がさらに好ましい。
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。
本実施形態におけるトナー粒子が結晶性樹脂を含む場合、結晶性樹脂の含有量は、全結着樹脂に対して、1質量%以上40質量%以下が好ましく、2質量%以上30質量%以下がより好ましく、3質量%以上20質量%以下が更に好ましい。
本実施形態におけるトナー粒子が結晶性ポリエステル樹脂を含む場合、結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、全結着樹脂に対して、1質量%以上40質量%以下が好ましく、2質量%以上30質量%以下がより好ましく、3質量%以上20質量%以下が更に好ましい。
結着樹脂の含有量は、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。
−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等の顔料;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、チアゾール系等の染料;が挙げられる。
着色剤は、1種を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。
着色剤の含有量は、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。
マゼンタ色の着色剤の一例としてC.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269が挙げられる。5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドは、C.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の化学構造の一部と類似する。着色剤としてC.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方を用いると、C.I.ピグメントレッド238又はC.I.ピグメントレッド269に混入していた5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドが、トナーに持ち込まれることがある。C.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方を用いる場合は、予め当該着色剤を精製したり水で洗浄したりして、当該着色剤に含まれる5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの濃度を低下させることが好ましい。
本実施形態においてC.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方を用いる場合、C.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の総含有量は、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、2質量%以上20質量%以下がより好ましく、3質量%以上15質量%以下が更に好ましい。
本実施形態においてトナー粒子をマゼンタ色のトナー粒子とする場合、着色剤としてはC.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方のみを用いてもよいし、C.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方と他の着色剤とを併用してもよい。着色剤全量に占めるC.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の合計割合は、例えば、50質量%以上100質量%以下、80質量%以上100質量%以下、90質量%以上100質量%以下、100質量%である。
本実施形態においてトナー粒子をマゼンタ色のトナー粒子とする場合、着色剤として、C.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方と、C.I.ピグメントレッド122とを併用してもよい。C.I.ピグメントレッド122は、分子構造が対称性を有するので比較的極性の低い分子であり、C.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269に比べて、ハイブリッド非晶性樹脂に対する離型剤の分散を妨げにくい。加えて、C.I.ピグメントレッド122を用いることによって5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドがトナーに持ち込まれることはほとんどない。したがって、C.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の一部をC.I.ピグメントレッド122に置き換えると、離型剤の分散が良化し、画像の定着性及び堅牢性が向上する。
本実施形態においてトナー粒子をマゼンタ色のトナー粒子とし、C.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方とC.I.ピグメントレッド122とを併用する場合、これら3種の着色剤の合計量に占めるC.I.ピグメントレッド122の割合は、20質量%以上80質量%以下が好ましく、30質量%以上70質量%以下がより好ましく、40質量%以上60質量%以下が更に好ましい。
本実施形態においてトナー粒子をマゼンタ色のトナー粒子とし、C.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方とC.I.ピグメントレッド122とを併用する場合、着色剤全量に占めるC.I.ピグメントレッド238、C.I.ピグメントレッド269及びC.I.ピグメントレッド122の合計割合は、例えば、70質量%以上100質量%以下、80質量%以上100質量%以下、90質量%以上100質量%以下、100質量%である。
−離型剤−
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナウバワックス、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。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。
離型剤の含有量は、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。
離型剤の一例としてパラフィンワックスが挙げられる。パラフィンワックスとしては、融解温度60℃以上100℃以下のパラフィンワックスが好ましく、融解温度70℃以上95℃以下のパラフィンワックスがより好ましい。
離型剤の一例としてエステルワックスが挙げられる。エステルワックスとしては、融解温度60℃以上100℃以下のエステルワックスが好ましく、融解温度70℃以上95℃以下のエステルワックスがより好ましい。
−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、無機粉体等の公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。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)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。
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質量%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。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。
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。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等の無機粒子が挙げられる。
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、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。
外添剤の外添量は、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]
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。これらの製法に特に制限はなく、公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を加熱し、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。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−
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。
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、転相乳化法によって分散媒に樹脂粒子を分散させてもよい。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、水系媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの転相を行い、樹脂を水系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。
樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ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は、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。
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、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pH2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に近い温度(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)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℃)で凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpH2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、加熱を行ってもよい。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に含まれ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。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。
凝集剤と共に、該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;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;などが挙げられる。
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;イミノ二酸酢(IDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
キレート剤の添加量は、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を、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。
融合・合一工程終了後、溶液中に形成されたトナー粒子に、公知の洗浄工程、固液分離工程、及び乾燥工程を施して乾燥した状態のトナー粒子を得る。洗浄工程は、帯電性の観点から、イオン交換水による置換洗浄を充分に施すことがよい。固液分離工程は、生産性の観点から、吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。乾燥工程は、生産性の観点から、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>
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係る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を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して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。
磁性粉分散型キャリア、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、この表面を樹脂で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;などが挙げられる。
被覆用の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。被覆用の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。
芯材の表面を樹脂で被覆するには、被覆用の樹脂、及び各種添加剤(必要に応じて使用する)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、使用する樹脂の種類や、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、その後に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及び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;等の公知の画像形成装置が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置が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。
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、画像形成装置に着脱す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、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。以下の説明においては、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。これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に着脱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の上方には、各ユニットを通して中間転写ベルト(中間転写体の一例)20が延設されている。中間転写ベルト20は、駆動ロール22及び支持ロール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に向う方向に走行するようになっている。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。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。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段の一例)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、ブラックの各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、同等の構成及び動作を有しているため、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。
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。
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。各ユニットの一次転写ロール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の値を変える。
以下、第1のユニット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からレーザ光線3Yを照射する。それにより、イエローの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する。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現像され可視化される。
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の内部で攪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位置へ搬送されると、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し、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、第1のユニット10Yでは制御部(図示せず)によって例えば+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。
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にてイエローのトナー画像が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、中間転写ベルトの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し、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。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。記録媒体としては、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さらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑であることが好ましく、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、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。
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、現像手段と、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。以下の説明においては、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(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。
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。
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が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。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、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。
<ハイブリッド非晶性樹脂の合成>
[ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の合成]
−スチレンアクリル樹脂の合成−
冷却管付き反応容器にトルエン100質量部を入れ、そこにスチレン306質量部、n−ブチルアクリレート94質量部、アクリル酸6質量部、及びβ−カルボキシエチルアクリレート0.2質量部を投入してトルエンに溶解した。さらにラジカル重合開始剤であるアゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)0.75質量部を加え、窒素気流下、70℃で16時間攪拌した。反応物をメタノールに沈殿させ、乾燥して、スチレンアクリル樹脂(SA1)を得た。
−非晶性ポリエステル樹脂の合成−
攪拌機、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、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物45モル部、エチレングリコール30モル部、ネオペンチルグリコール25モル部、テレフタル酸90モル部、ドデセニルコハク酸無水物10モル部を投入し、反応容器内を乾燥窒素ガスで置換した。次いで、触媒であるジブチル錫オキサイドをモノマー合計量100質量部に対して1.0質量部投入し、窒素ガス気流下、190℃で5時間攪し、次いで温度を240℃に上げて6時間攪拌した。次いで、反応容器内を10.0mmHgまで減圧し、減圧下で0.5時間攪拌して、非晶性ポリエステル樹脂(PE1)を得た。
−非晶性ポリエステル樹脂とスチレンアクリル樹脂との複合化−
非晶性ポリエステル樹脂(PE1)60質量部とスチレンアクリル樹脂(SA1)40質量部とをトルエン70質量部に溶解した後、冷却管付き反応容器に入れ、窒素気流下、120℃で5時間攪拌を行って重合させ、ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の重量平均分子量(Mw)は36,000、ガラス転移温度(Tg)は55℃であった。
[ハイブリッド非晶性樹脂(HB2)の合成]
ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の合成と同様にして、但し、複合化の工程において非晶性ポリエステル樹脂(PE1)40質量部とスチレンアクリル樹脂(SA1)60質量部とを使用してハイブリッド非晶性樹脂(HB2)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂(HB2)の重量平均分子量(Mw)は37,000、ガラス転移温度(Tg)は53℃であった。
[ハイブリッド非晶性樹脂(HB3)の合成]
ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の合成と同様にして、但し、複合化の工程において非晶性ポリエステル樹脂(PE1)80質量部とスチレンアクリル樹脂(SA1)20質量部とを使用してハイブリッド非晶性樹脂(HB3)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂(HB3)の重量平均分子量(Mw)は38,000、ガラス転移温度(Tg)は57℃であった。
<ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液の調製>
[ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の調製]
ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)3000質量部、イオン交換水10000質量部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム90質量部を、高温高圧乳化装置(キャビトロンCD1010)の乳化タンクに入れ、130℃に加熱溶融した後、110℃に加熱しながら流量3L/分且つ回転速度10000rpmの条件で30分間分散させ、次いで冷却タンクを通過させて、ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)は、固形分量30質量%、樹脂粒子の体積平均粒径115nmであった。
[ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB2)の調製]
ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の調製と同様にして、但し、ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の代わりにハイブリッド非晶性樹脂(HB2)を使用してハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB2)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB2)は、固形分量30質量%、樹脂粒子の体積平均粒径125nmであった。
[ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB3)の調製]
ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の調製と同様にして、但し、ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の代わりにハイブリッド非晶性樹脂(HB3)を使用してハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB3)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB3)は、固形分量30質量%、樹脂粒子の体積平均粒径120nmであった。
<非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製>
溶融状態の非晶性ポリエステル樹脂(PE1)を高温高圧乳化装置(キャビトロンCD1010)の乳化タンクに入れ、さらに濃度0.37質量%の希アンモニア水を入れ、120℃に加熱しながら回転速度60Hz、圧力5kg/cmの条件で30分間分散させ、次いで冷却タンクを通過させて、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(PE1)を得た。非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(PE1)は、固形分量30質量%、樹脂粒子の体積平均粒径130nmであった。
<結晶性ポリエステル樹脂の合成>
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、1,6−ヘキサンジオール1モル部とドデカン二酸1モル部とを投入し、反応容器内を乾燥窒素ガスで置換した。次いで、触媒であるチタンテトラブトキサイドをモノマー合計量100質量部に対して0.25質量部投入した。窒素ガス気流下、170℃で3時間攪拌した後、温度を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時間攪拌して、結晶性ポリエステル樹脂(Cr1)を得た。
<結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製>
コンデンサー、温度計、水滴下装置及びアンカー翼を備えたジャケット付き反応槽に、結晶性ポリエステル樹脂(Cr1)300質量部と、メチルエチルケトン160質量部と、イソプロピルアルコール100質量部とを入れ、水循環式恒温槽にて70℃に維持しながら、回転速度100rpmで攪拌しつつ樹脂を溶解させた。次いで、回転速度を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質量部を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質量部/分の速度で、合計900質量部滴下し転相させて、乳化液を得た。乳化液800質量部とイオン交換水700質量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に設置した。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1100質量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。イオン交換水を加えて、固形分量を20質量%に調製し、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1)を得た。結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1)は、樹脂粒子の体積平均粒径140nmであった。
<離型剤粒子分散液の調製>
[離型剤粒子分散液(P)の調製]
パラフィンワックス(融解温度88℃、日本精蝋株式会社製)50質量部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンRK)5質量部、及びイオン交換水200質量部を混合し110℃に加熱して、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)で分散処理し、離型剤粒子分散液(P)を得た。離型剤粒子分散液(P)は、固形分量26質量%、粒子の体積平均粒径150nmであった。
[離型剤粒子分散液(E)の調製]
離型剤粒子分散液(P)の調製と同様にして、但し、パラフィンワックスの代わりにエステルワックス(融解温度90℃)を用いて、離型剤粒子分散液(E)を得た。離型剤粒子分散液(E)は、固形分量26質量%、粒子の体積平均粒160nmであった。
<マゼンタ色の着色剤粒子分散液の調製>
[着色剤粒子分散液(NM)の調製]
C.I.ピグメントレッド238(市販品)を70質量部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンRK)を1質量部、及びイオン交換水200質量部を混合し、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%となるようにイオン交換水を加え、着色剤粒子分散液(NM)を得た。着色剤粒子分散液(NM)は、着色剤粒子の体積平均粒径190nmであった。
[着色剤粒子分散液(M1)〜(M6)の調製]
着色剤粒子分散液(NM)の調製と同様にして、但し、C.I.ピグメントレッド238をイオン交換水で洗浄した後に着色剤粒子分散液の調製に用いて、着色剤粒子分散液(M1)、(M2)、(M3)、(M4)、(M5)及び(M6)をそれぞれ調製した。イオン交換水を用いたC.I.ピグメントレッド238の洗浄回数を変えることで着色剤粒子分散液(M1)、(M2)、(M3)、(M4)、(M5)及び(M6)を作り分けた。着色剤粒子分散液(M1)、(M2)、(M3)、(M4)、(M5)及び(M6)はそれぞれ、着色剤粒子の体積平均粒径190nmであった。
[着色剤粒子分散液(R)の調製]
着色剤粒子分散液(NM)の調製と同様にして、但し、C.I.ピグメントレッド238の代わりにC.I.ピグメントレッド122(市販品)を用いて、着色剤粒子分散液(R)を得た。着色剤粒子分散液(R)は、着色剤粒子の体積平均粒径190nmであった。
<キャリアの作製>
トルエン14質量部とスチレン−メチルメタクリレート共重合体(重合質量比90:10、重量平均分子量8万)2質量部とカーボンブラック(キャボット社製R330)0.2質量部とを混合しスターラーで10分間攪拌し分散液を調製した。次いで、分散液とフェライト粒子(体積平均粒径36μm)100質量部とを真空脱気型ニーダーに入れて60℃において30分間攪拌し、次いで、加温しながら減圧して脱気し乾燥させてキャリアを得た。
<実施例1>
・ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1):100質量部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1): 15質量部
・離型剤粒子分散液(P) : 15質量部
・着色剤粒子分散液(M1) : 10質量部
・着色剤粒子分散液(R) : 10質量部
・アニオン性界面活性剤水溶液 :0.1質量部
・0.3M硝酸水溶液 : 5質量部
・イオン交換水 :100質量部
上記の材料を丸型ステンレス製フラスコ中に収容して、ポリ塩化アルミニウム(PAC、王子製紙(株)製:30%粉末品)2質量部をイオン交換水20質量部に溶解させたPAC水溶液を添加した。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、加熱用オイルバス中で42℃まで加熱し30分間保持した。凝集粒子が形成されていることを確認し、ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)50質量部を添加し、さらに30分間保持した。次いで、ニトリロ3酢酸Na塩(中部キレスト社製、キレスト70)を全液の3質量%となるように添加した。次いで、1Nの水酸化ナトリウム水溶液をpH7.2に到達するまで穏やかに添加し、攪拌を継続しながら85℃まで加熱し、3時間保持した。次いで、反応生成物を濾過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥してトナー粒子(1)を得た。
トナー粒子(1)100質量部に、第一のシリカ粒子(ゾルゲル法により得られ、ヘキサメチルジシラザンによる表面処理量が5質量%、平均一次粒径が120nmであるシリカ粒子)3質量部及び第二のシリカ粒子(日本アエロジル社製、R972)1質量部を加え、ヘンシェルミキサーを用い、周速30m/sで15分間混合を行った後、45μmの目開きの篩を用いて粗大粒子を除去し、トナー(1)を得た。
トナー(1)とキャリアとを、トナー(1):キャリア=10:90(質量比)の割合でVブレンダーに入れ、20分間攪拌し、現像剤(1)を得た。
<実施例2〜6>
実施例1と同様にして、但し、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M2)、(M3)、(M4)、(M5)又は(M6)を用いて、トナー粒子(2)〜(6)、トナー(2)〜(6)及び現像剤(2)〜(6)を得た。
<実施例7>
実施例1と同様にして、但し、ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の代わりにハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB2)を用い、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M4)を用いて、トナー粒子(7)、トナー(7)及び現像剤(7)を得た。
<実施例8>
実施例1と同様にして、但し、ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の代わりにハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB3)を用い、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M4)を用いて、トナー粒子(8)、トナー(8)及び現像剤(8)を得た。
<実施例9>
実施例1と同様にして、但し、離型剤粒子分散液(P)の代わりに離型剤粒子分散液(E)を用い、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M4)を用いて、トナー粒子(9)、トナー(9)及び現像剤(9)を得た。
<実施例10>
実施例1と同様にして、但し、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M4)を用い、着色剤粒子分散液(R)を用いず、その分、着色剤粒子分散液(M4)を増量して(つまり、着色剤粒子分散液(M4)を20質量部使用した。)、トナー粒子(10)、トナー(10)及び現像剤(10)を得た。
<実施例11>
実施例1と同様にして、但し、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1)を用いず、その分、ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)を増量し、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M4)を用いて、トナー粒子(11)、トナー(11)及び現像剤(11)を得た。
<比較例1>
実施例1と同様にして、但し、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(NM)を用いて、トナー粒子(C1)、トナー(C1)及び現像剤(C1)を得た。
<参考例1>
比較例1と同様にして、但し、ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の代わりに非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(PE1)を用いて、トナー粒子(C2)、トナー(C2)及び現像剤(C2)を得た。
<性能評価>
上記で製造した現像剤を画像形成装置(富士ゼロックス(株)社製、DocuCentre color 400)のマゼンタ色の現像器に充填した。シアン色、イエロー色及び黒色の各現像剤として従来品を各色の現像器に充填した。
記録媒体としてユポ デジタル印刷用紙(厚さ150μm)を用い、電子写真学会テストチャートNo.5−1を1枚出力した。
温度42℃の環境下で、画像形成面に対して、照度550mW/cmの紫外線を6時間照射した。
紫外線照射後、画像形成面におけるマゼンタの階調パッチを引掻き式硬度計318型(エリクセン社製)で1秒間に5mm〜10mmの速度で5mm〜10mmの長さの直線を引っ掻いた。画像の剥れが肉眼で認められない最大の圧縮力(単位N)を引掻き強度とした。実用上問題ない強度は2.5N以上である。
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)
28 定着装置(定着手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
P 記録紙(記録媒体の一例)
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)

Claims (12)

  1. ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂を含む結着樹脂と、離型剤と、を含有するトナー粒子を含み、
    5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1000ppm以下である静電荷像現像用トナー。
  2. 前記結着樹脂が結晶性樹脂をさらに含む、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
  3. 前記非晶性樹脂において前記ポリエステル樹脂セグメントと前記スチレンアクリル樹脂セグメントとの合計量に占める前記スチレンアクリル樹脂セグメントの割合が20質量%以上60質量%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. 前記トナー粒子が着色剤としてC.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方を含有する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 前記トナー粒子が着色剤としてC.I.ピグメントレッド122をさらに含有する、請求項4に記載の静電荷像現像用トナー。
  6. 前記離型剤がパラフィンワックス及びエステルワックスからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  7. 5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で300ppm以下である、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. 請求項1〜請求項7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。
  9. 請求項1〜請求項7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。
  10. 請求項8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。
  11. 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8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。
  12. 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8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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