JP2022181050A - 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】色域が広い2次色画像を形成する静電荷像現像用トナーを提供すること。【解決手段】結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度NSとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度NAとが、1.0<NS/NA<22.0の関係を満たすトナー粒子を有す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。
電子写真法等、画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。電子写真法においては、帯電及び静電荷像形成により、像保持体の表面に画像情報として静電荷像を形成する。そして、トナーを含む現像剤により、像保持体の表面にトナー画像を形成し、このトナー画像を記録媒体に転写した後、トナー画像を記録媒体に定着する。これら工程を経て、画像情報を画像として可視化する。
例えば、特許文献1には、「少なくとも結着樹脂,着色剤,離型剤及び硫黄原子を有する樹脂を含有するトナー粒子と、該トナー粒子に混合されている無機微粉体を有するトナーであって、i)該トナー粒子が、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム及びリンからなるグループより選ばれる少なくとも一種の元素を含有し、且つ、下記式を満足し、4≦(上記元素の含有量の合計(T):ppm)/(硫黄元素の含有量(S):ppm)≦30、ii)該トナーの重量平均粒径(D4)が3μm~10μmであり、iii)該トナーの平均円形度が0.950~0.995である、ことを特徴とするトナー」が開示されている。
また、特許文献2には、「結着樹脂と着色剤と離型剤を少なくとも含有する芯粒子と、該芯粒子を被覆する被覆層とを有するトナーであって、該被覆層が、該芯粒子を形成した後に、該芯粒子表面に樹脂微粒子を固着させて形成したものであり、該芯粒子のガラス転移温度Tg1(℃)と該樹脂微粒子のガラス転移温度Tg2(℃)との差(Tg2-Tg1)(℃)が5乃至40℃であり、該樹脂微粒子が少なくともカルボキシル基およびスルホン酸基を含有する樹脂で構成されるものであり、且つ、該被覆層に含有される硫黄元素がトナー粒子に対して0.005乃至0.050質量%であることを特徴とするトナー。」が開示されている。
また、特許文献3には、「結着樹脂と、硫黄元素と、Al及びMgから選ばれる1種の元素と、を含有するトナー粒子を有し、前記トナー粒子に含有される硫黄元素の蛍光X線(XRF)分析によるNet強度をCs(kcps)、前記トナー粒子に含有されるAl及びMgから選ばれる1種の元素の蛍光X線(XRF)分析によるNet強度をCm(kcps)としたとき、下記関係式(1):0.2<Cm<0.4及び(2):4.5<Cs/Cm<5.5を満たす静電潜像現像用トナー。」が開示されている。
また、特許文献4には、「体積平均一次粒径が、18μm以上28μm以下であり、 蛍光X線で測定された硫黄元素の含有量(組成比)が、0.01%以上0.1%以下であることを特徴とする透明トナー。」が開示されている。
また、特許文献5には、「結着樹脂と離型剤とを含むトナー粒子を有し、前記トナー粒子の断面をエネルギー分散型X線分析装置(EDX)により分析した前記離型剤のドメイン部分の硫黄元素量をBとしたとき、Bの値が、0.2原子%以上1.5原子%以下である静電荷像現像用トナー。」が開示されている。
また、特許文献6には、「表面に外添剤を有するトナー母体粒子を含有する静電荷像現像用トナーであって、前記外添剤として、少なくともシリカ粒子を含有し、前記シリカ粒子が、硫黄元素を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。」が開示されている。
特開2005-62807号公報 特開2010-181802号公報 特開2011-209313号公報 特開2013-130794号公報 特開2018-25723号公報 特開2018-180279号公報
本発明の課題は、結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、15≧N/Nの関係を満たすトナー粒子を有するトナーに比べ、色域が広い2次色画像を形成する静電荷像現像用トナーを提供することである。
前記課題を解決するための手段には、下記の態様が含まれる。
<1> 結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0<N/N<22.0の関係を満たすトナー粒子を有する静電荷像現像用トナー。
<2> 前記硫黄のNet強度Nと前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0<N/N<18.0の関係を満たす<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
<3> 前記硫黄のNet強度Nが、3.0kcps以上6.0kcps以下である<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4> 前記硫黄のNet強度Nが、3.5kcps以上5.5kcps以下である<3>に記載の静電荷像現像用トナー。
<5> 前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nが、0.2kcps以上4.2kcps以下である<1>~<4>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<6> 前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nが、2.0kcps以上4.0kcps以下である<5>に記載の静電荷像現像用トナー。
<7> 前記トナー粒子において、蛍光X線分析により測定される塩素のNet強度NClが0.10kcps以上1.30kcps以下であり、かつ、前記硫黄のNet強度Nと前記塩素のNet強度NClとが3<N/NCl<40の関係を満たす<1>~<6>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<8> 前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属が、Na、Mg、及びCaよりなる群から選ばれる少なくとも1種を含む<1>~<7>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<9> 前記トナー粒子において、前記硫黄のNet強度NとMgのNet強度Nとが、15.0<N/N<22.0の関係を満たす<1>~<8>に記載の静電荷像現像用トナー。
<10> 前記トナー粒子が、前記結着樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を含む<1>~<9>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<11> 前記結晶性ポリエステル樹脂が、α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とα,ω-直鎖脂肪族ジオールとの重合体である<10>に記載の静電荷像現像用トナー。
<12> 前記α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とα,ω-直鎖脂肪族ジオールとの重合体が、1,10-デカンジカルボン酸と1,6-ヘキサンジオールとの重合体である<11>に記載の静電荷像現像用トナー。
<13> 前記トナー粒子が、離型剤を含む<1>~<12>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<14> 前記離型剤が、エステルワックスである<13>に記載の静電荷像現像用トナー。
<15> 前記トナー粒子の断面を観察したとき、前記トナー粒子の断面における、前記着色剤の分散領域の面積率が、60%以上95%以下である<1>~<14>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<16> 結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとの差が、0.8<N-N<5.0の関係を満たすトナー粒子を有する静電荷像現像用トナー。
<17> <1>~<16>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。
<18> <1>~<16>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。
<19> <17>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。
<20> 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、
<17>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。
<21> 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、
<17>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、結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0≧N/Nの関係を満たすトナー粒子を有するトナーに比べ、色域が広い2次色画像を形成す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、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0≧N/Nの関係を満たす場合に比べ、色域が広い2次色画像を形成す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、硫黄のNet強度Nが3.0kcps未満である場合に比べ、色域が広い2次色画像を形成す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、硫黄のNet強度Nが3.5kcps未満である場合に比べ、色域が広い2次色画像を形成す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、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nが、0.2kcps未満である場合に比べ、色域が広い2次色画像を形成す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、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nが、2.0kcps未満である場合に比べ、色域が広い2次色画像を形成す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、塩素のNet強度NClが0.10kcps未満である場合、又は、硫黄のNet強度Nと塩素のNet強度NClとが3≧N/NClの関係を満たす場合に比べ、色域が広い2次色画像を形成す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、アルカリ金属及びアルカリ土類金属が、Na、Mg、及びCa以外の元素のみを含む場合に比べて、色域が広い2次色画像を形成す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、硫黄のNet強度NとMgのNet強度Nとが、15.0≧N/Nの関係を満たす場合に比べ、色域が広い2次色画像を形成す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、結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0≧N/Nの関係を満たすトナー粒子を有するトナーに比べ、トナー粒子が結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を含んでも、色域が広い2次色画像を形成する静電荷像現像用トナーが提供される。
<11>又は<12>に係る発明によれば、結晶性ポリエステル樹脂がα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とα,ω-直鎖脂肪族ジオールとの重合体以外の樹脂である場合に比べ、色域が広い2次色画像を形成する静電荷像現像用トナーが提供される。
<13>に係る発明によれば、結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0≧N/Nの関係を満たすトナー粒子を有するトナーに比べ、トナー粒子が離型剤を含んでも、色域が広い2次色画像を形成する静電荷像現像用トナーが提供される。
<14>に係る発明によれば、離型剤がカルバナワックスである場合に比べ、色域が広い2次色画像を形成する静電荷像現像用トナーが提供される。
<15>に係る発明によれば、結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0≧N/Nの関係を満たすトナー粒子を有する静電荷像現像用トナーに比べ、トナー粒子の断面における、着色剤が分散領域の面積率が60%以上95%以下であっても、色域が広い2次色画像を形成する静電荷像現像用トナーが提供される。
<16>に係る発明によれば、結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとの差が0.8≧N-Nの関係を満たすトナー粒子を有する静電荷像現像用トナーに比べ、色域が広い2次色画像を形成する静電荷像現像用トナーが提供される。
<17>、<18>、<19>、<20>、又は<21>に係る発明によれば、結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0≧N/Nの関係を満たすトナー粒子を有する静電荷像現像用トナーを適用した場合に比べ、色域が広い2次色画像を形成する静電荷像現像剤、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。
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、本発明の一例である実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は本発明を例示するものであり、本発明を制限するものではない。
本明細書において「~」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。
本明細書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。
本明細書において「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。
本明細書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。
本明細書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。
本明細書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。
本明細書において、「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。
本明細書において、「アルカリ金属」とは、Li、Na、K、Rb、Cs、及びFrを指す。
また、「アルカリ土類金属」とは、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、及びRaを指す。
<静電荷像現像用トナー>
-第一実施形態-
第一実施形態に係るトナーは、結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0<N/N<22.0の関係を満たすトナー粒子を有する。
ここで、トナー粒子中の着色剤の分散性が低いと、得られる2次色画像の色域が狭くなる。特に、低圧定着(例えば、電磁誘導加熱方式の定着装置により定着)した場合、トナー粒子が十分に溶融し難いことから、2次色画像の色域が狭くなり易い。
それに対して、第一実施形態に係るトナーは、上記構成により、色域が広い2次色画像を形成できる。その理由は、次の通り推測される。
トナー粒子に含まれるアルカリ金属及びアルカリ土類金属は、着色剤を凝集させる作用を有するが、その凝集力が緩やかで、局所的な着色剤の凝集を抑制する。一方、
トナー粒子に含まれる硫黄は、着色剤の一次粒子が凝集し難く、安定にトナー粒子中に存在させる作用を有する。
そして、このような作用を有する、アルカリ金属及びアルカリ土類金属に対して、硫黄を多く、トナー粒子中に存在させることで(つまり、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0<N/N<22.0の関係を満たすようにすることで)、トナー粒子中の着色剤の分散性が向上する。それは、イオン半径が相対的に小さく凝集作用が強いアルカリ金属及びアルカリ土類金属に対して、イオン半径が相対的に大きく粒子を安定化させる力の弱い硫黄をより多く含むことでバランスが取れるためと考えられるためである。
そして、トナー粒子中の着色剤の分散性を向上させることで、定着後の画像中の着色剤の分散性も向上し、2次色画像の色域が広くなる。
以上から、第一実施形態に係るトナーは、色域が広い2次色画像を形成できると推測される。
-第二実施形態-
第二実施形態に係るトナーは、結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとの差が、0.8<N-N<5.0の関係を満たすトナー粒子を有する。
第二実施形態に係るトナーも、上記構成により、色域が広い2次色画像を形成できる。その理由は、第一実施形態と同様に、アルカリ金属及びアルカリ土類金属に対して、硫黄を多く、トナー粒子中に存在させることで(つまり、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとの差が、0.8<N-N<5.0の関係を満たすようにすることで)、トナー粒子中の着色剤の分散性が向上するためと推測される。
以下、第一及び第二実施形態に係るトナーのいずれにも該当するトナー(以下「本実施形態に係るトナー」とも称する)について詳細に説明する。ただし、本発明のトナーの一例は、第一及び第二実施形態に係るトナーのいずれか一方に該当するトナーであればよい。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を有する。トナーは、トナー粒子に外添される外添剤を有してもよい。
[トナー粒子]
(トナー粒子における、蛍光X線分析により測定される各元素のNet強度)
トナー粒子において、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとは、1.0<N/N<22.0の関係を満たす。
/Nを1.0超えとすることで、2次色画像の色域が向上する。一方、N/Nを22.0未満とすることで、転写効率の低下が抑制される。
2次色画像の色域向上の観点から、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとは、1.0<N/N<20.0の関係を満たすことが好ましく、1.0<N/N<18.0の関係を満たすことがより好ましい。
なお、N/Nは、2次色画像の色域向上の観点から、10.0以上、又は15.0以上であってもよい。
トナー粒子において、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとの差は、0.8<N-N<5.0の関係を満たす。
-Nを0.8kcps超えとすることで、2次色画像の色域が向上する。一方、N-Nを5.0kcps未満とすることで、転写効率の低下が抑制される。
2次色画像の色域向上の観点から、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nと差は、0.9<N-N<4.8の関係を満たすことが好ましく、1.0<N-N<4.5の関係を満たすことがより好ましい。
なお、N-Nは、2次色画像の色域向上の観点から、2.0以上、又は3.0以上であってもよい。
トナー粒子において、硫黄のNet強度Nは、2.5kcps以上6.5kcps以下が好ましく、3.0kcps以上6.0kcps以下がより好ましく、3.5kcps以上5.5kcps以下がさらに好ましい。
硫黄のNet強度Nを上記範囲にすると、着色剤の分散性が向上し、2次色画像の色域が向上する。
トナー粒子において、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nは、0.2kcps以上4.2kcps以下が好ましく、1.0kcps以上4.1kcps以下がより好ましく、2.0kcps以上4.0kcps以下がさらに好ましい。
硫黄のNet強度Nを上記範囲にすると、局所的な着色剤の凝集が抑制され、2次色画像の色域が向上する。
トナー粒子において、塩素のNet強度NClは、0.05kcps以上1.35kcps以下が好ましく、0.10kcps以上1.30kcps以下がより好ましく、0.08kcps以上1.25kcps以下がさらに好ましい。
塩素のNet強度NClを上記範囲にすると、トナー粒子中での硫黄の分散性が向上する。その結果、硫黄による着色剤の分散性も向上し、2次色画像の色域が向上する。
トナー粒子において、硫黄のNet強度Nと塩素のNet強度NClとが、2.5<N/NCl<50の関係を満たすことが好ましく、3<N/NCl<40の関係を満たすことがより好ましく、4<N/NCl<35の関係を満たすことがさらに好ましい。
硫黄のNet強度Nと塩素のNet強度NClの比率を上記範囲にすると、トナー粒子中での硫黄の分散性が向上する。その結果、硫黄による着色剤の分散性も向上し、2次色画像の色域が向上する。
ここで、2次色画像の色域向上の観点から、アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、Na、Mg、及びCaよりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、Mgを含むことが好ましい。
そして、特に、硫黄のNet強度NとMgのNet強度Nとは、14.0<N/N<25.0の関係を満たすことが好ましく、15.0<N/N<22.0の関係を満たすことがより好ましく、17.0<N/N<20.0の関係を満たすことがより好ましい。
また、トナー粒子における各元素のNet強度を上記範囲とする各元素の供給源の一例は、次の通りである。
硫黄の供給源としては、硫黄を含有する添加剤(界面活性剤、凝集剤、連鎖移動剤、開始剤等)が挙げられる。具体的には、硫黄の供給源としては、例えば、硫酸金属塩、スルホン酸金属塩、硫化金属塩等が挙げられる。
硫酸金属塩としては、硫酸アルカリ金属塩(硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ルビジウム、硫酸セシウム、硫酸フランシウム等)、硫酸アルカリ土類金属塩(硫酸ベリリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウム、硫酸ラジウム等)、硫酸アルミニウム、ポリ硫酸鉄(II)等が挙げられる。
スルホン酸金属塩としては、アルキルベンゼンスルホン酸金属塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム等)が挙げられる。
硫化物としては、多硫化カルシウム等が挙げられる。
硫黄の供給源としては、アルカンジオール(ドデカンチオール等)も挙げられる。
アルカリ金属の供給源としては,アルカリ金属を含有する添加剤(界面活性剤、凝集剤等)が挙げられる。具体的には、アルカリ金属を含有する添加剤としては、例えば、アルカリ金属塩が挙げられる。
アルカリ金属塩としては、塩化リチウム、硫酸リチウム、硝酸リチウム等のリチウム塩;塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム等のナトリウム塩;塩化カリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウム等のカリウム塩;塩化ルビジウム、硫酸ルビジウム、硝酸ルビジウム等のルビジウム塩;塩化セシウム、硫酸セシウム、硝酸セシウム等のセシウム塩;塩化フランシウム、硫酸フランシウム、硝酸フランシウム等のフランシウム塩等)が挙げられる。
アルカリ金属塩としては、スルホン酸アルカリ金属塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等)も挙げられる。
アルカリ土類元素の供給源としては、アルカリ土類元素を含有する添加剤(界面活性剤、凝集剤等)が挙げられる。具体的には、アルカリ土類金属を含有する添加剤としては、例えば、アルカリ土類金属塩が挙げられる。アルカリ土類金属塩としては、塩化ベリリウム、硫酸ベリリウム、硝酸ベリリウム等のベリリウム塩;塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等の等のマグネシウム塩;塩化カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム等のカルシウム塩;塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム等のストロンチウム塩;塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム等のバリウム塩;塩化ラジウム、硫酸ラジウム、硝酸ラジウム等のラジウム塩等が挙げられる。
アルカリ金属塩としては、スルホン酸アルカリ土類金属塩(ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム等のアルキルベンゼンスルホン酸カルシウム等)、硫化金属塩(多硫化カルシウム等)も挙げられる。
塩素の供給源としては、塩素を含有する添加剤(凝集剤等)が挙げられる。具体的には、塩素を含有する添加剤としては、例えば、塩化物が挙げられる。塩化物としては、塩化アンモニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化鉄(II)、塩化亜鉛、塩化アルカリ金属(塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム、塩化フランシウム等)、塩化アルカリ土類金属(塩化ベリリウム、塩化マグネシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、塩化ラジウム等)等が挙げられる。
そして、各元素の供給源の添加量を調整することで、各元素のNet強度の範囲を調整する。
各元素のNet強度の測定方法は、次の通りである。
トナー粒子(トナー粒子に外添剤が外添されている場合、外添剤が外添されたトナー粒子)約200mgを、圧縮成形機を用いて荷重10t且つ60秒の加圧で圧縮し、直径10mm且つ厚さ2mmのディスクを作製する。このディスクを試料にして、走査型蛍光X線分析装置(リガク社製ZSX PrimusII)を用いて、下記測定条件で全元素分析を行い、計測対象の各元素のNet強度(単位:kilo counts per second,kcps)を各々求める。
・管電圧:40kV
・管電流:70mA
・対陰極:ロジウム
・測定時間:15分
・分析径:直径10mm
(トナー粒子の構成)
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。
特に、結着樹脂は、非晶性樹脂と結晶性樹脂とを適用することが好ましく、非晶性鵜ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを適用することが好ましい。
結晶性樹脂として、非晶性樹脂(特に、非晶性鵜ポリエステル樹脂)と共に、結晶性樹脂(特に結晶性ポリエステル樹脂)を適用すると、トナーの低温定着性が向上する。一方で、結晶性樹脂(特に結晶性ポリエステル樹脂)はトナー粒子中でドメイン状に存在し、結晶性樹脂のドメイン領域は着色剤が分散され難い領域となり、トナー粒子中で着色剤が分散される領域が制限される。そのため、トナー粒子に結晶性樹脂(特に結晶性ポリエステル樹脂)を含むと、2次色画像の色域が低下し易くなる。
しかし、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとを制御することで、トナー粒子中で着色剤が分散される領域が制限されても、着色剤の分散性が高まるので、トナー粒子に結晶性樹脂(特に結晶性ポリエステル樹脂)を含むことに起因する2次色画像の色域低下が抑制される。
ここで、非晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)を用いた熱分析測定において、明確な吸熱ピークではなく、階段状の吸熱変化のみを有するものであり、常温固体で、ガラス転移温度以上の温度において熱可塑化するものを指す。
一方、結晶性樹脂とは、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ものをいう。
具体的には、例えば、結晶性樹脂とは、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを意味し、非晶性樹脂とは、半値幅が10℃を超える樹脂、又は明確な吸熱ピークが認められない樹脂を意味する。
非晶性樹脂について説明する。
非晶性樹脂としては、例えば、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ビニル樹脂(例えばスチレンアクリル樹脂等)、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂等の公知の非晶性樹脂が挙げられる。これらの中でも、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ビニル樹脂(特にスチレンアクリル樹脂)が好ましく、非晶性ポリエステル樹脂がより好ましい。
なお、非晶性樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂と、スチレンアクリル樹脂とを併用することも好ましい態様である。また、非晶性樹脂として、非晶性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適用することも好ましい態様である。
・非晶性ポリエステル樹脂
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えば、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えば、シクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、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、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、芳香族ジオールがより好ましい。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂は、公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。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。共重合反応において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重縮合させるとよい。
非晶性ポリエステル樹脂としては、未変性の非晶性ポリエステル樹脂以外に、変性の非晶性ポリエステル樹脂も挙げられる。変性の非晶性ポリエステル樹脂とは、エステル結合以外の結合基が存在する非晶性ポリエステル樹脂、ポリエステルとは異なる樹脂成分が共有結合又はイオン結合等で結合された非晶性ポリエステル樹脂である。変性の非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、イソシアネート基等の官能基を末端に導入した非晶性ポリエステル樹脂と活性水素化合物とを反応させて末端を変性した樹脂が挙げられる。
非晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に占める割合が60質量%以上98質量%以下であることが好ましく、65質量%以上95質量%以下であることがより好ましく、70質量%以上90質量%以下であることが更に好ましい。
・スチレンアクリル樹脂
スチレンアクリル樹脂は、スチレン系単量体(スチレン骨格を有する単量体)と(メタ)アクリル系単量体((メタ)アクリル基を有する単量体、好ましくは(メタ)アクリロキシ基を有する単量体)とを少なくとも共重合した共重合体である。スチレンアクリル樹脂は、例えば、スチレン類の単量体と(メタ)アクリル酸エステル類の単量体との共重合体を含む。
なお、スチレンアクリル樹脂におけるアクリル樹脂部分は、アクリル系単量体及びメタクリル系単量体のいずれか、又は、その両方を重合してなる部分構造である。また、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。
スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、メタクロロスチレン、パラクロロスチレン、パラフルオロスチレン、パラメトキシスチレン、メタ-tert-ブトキシスチレン、パラ-tert-ブトキシスチレン、パラビニル安息香酸、パラメチル-α-メチルスチレン等が挙げられる。スチレン系単量体は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル系単量体としては、(メタ)アクリル酸、(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n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)メタクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル等が挙げられる。(メタ)アクリル系単量体は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
スチレン系単量体と(メタ)アクリル系単量体との重合比は、質量基準で、スチレン系単量体:(メタ)アクリル系単量体=70:30~95:5が好ましい。
スチレンアクリル樹脂は、架橋構造を有していてもよい。架橋構造を有するスチレンアクリル樹脂は、例えば、スチレン系単量体と(メタ)アクリル系単量体と架橋性単量体とを共重合することで製造できる。架橋性単量体としては、特に制限されないが、2官能以上の(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
スチレンアクリル樹脂の作製方法は、特に制限はなく、例えば、溶液重合、沈殿重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合が適用される。重合反応には、公知の操作(例えば、回分式、半連続式、連続式等)が適用される。
スチレンアクリル樹脂は、全結着樹脂に占める割合が0質量%以上20質量%以下であることが好ましく、1質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、2質量%以上10質量%以下であることが更に好ましい。
・非晶性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(以下「ハイブリット非晶性樹脂」とも称する)
ハイブリット非晶性樹脂は、非晶性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が化学結合している非晶性樹脂である。
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;等が挙げられる。
各セグメントの非晶性ポリエステル樹脂及びスチレンアクリル樹脂については、上述下通りであり、説明を省略する。
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は、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。
ハイブリッド非晶性樹脂は、全結着樹脂に占める割合が60質量%以上98質量%以下であることが好ましく、65質量%以上95質量%以下であることがより好ましく、70質量%以上90質量%以下であることが更に好ましい。
非晶性樹脂の特性について説明する。
非晶性樹脂の特性について説明する。
非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性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。
非晶性樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性樹脂の分子量分布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。
結晶性樹脂について説明する。
結晶性樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ビニル樹脂(例えば、ポリアルキレン樹脂、長鎖アルキル(メタ)アクリレート樹脂等)等の公知の結晶性樹脂が挙げられる。これらの中でも、トナーの機械的強度および低温定着性の点から、結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
・結晶性ポリエステル樹脂
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。
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等が挙げられる。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。
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は、例えば、非晶性ポリエステル樹脂と同様に、公知の製造方法により得られる。
結晶性ポリエステル樹脂としては、α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とα,ω-直鎖脂肪族ジオールとの重合体が好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とα,ω-直鎖脂肪族ジオールとの重合体は、非晶性ポリエステル樹脂との相溶性が高いため、トナーの定着時に、着色剤の分散性を阻害し難い。そのため、定着後の画像中の着色剤の分散性が良好となる。その結果、2次色画像の色域が向上する。
α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、2個のカルボキシ基をつなぐアルキレン基の炭素数が3以上14以下であるα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸が好ましく、前記アルキレン基の炭素数は4以上12以下がより好ましく、前記アルキレン基の炭素数は6以上10以下が更に好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、1,6-ヘキサンジカルボン酸(慣用名スベリン酸)、1,7-ヘプタンジカルボン酸(慣用名アゼライン酸)、1,8-オクタンジカルボン酸(慣用名セバシン酸)、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が挙げられ、中でも、1,6-ヘキサンジカルボン酸、1,7-ヘプタンジカルボン酸、1,8-オクタンジカルボン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸が好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸は、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。
α,ω-直鎖脂肪族ジオールとしては、2個のヒドロキシ基をつなぐアルキレン基の炭素数が3以上14以下であるα,ω-直鎖脂肪族ジオールが好ましく、前記アルキレン基の炭素数は4以上12以下がより好ましく、前記アルキレン基の炭素数は6以上10以下が更に好ましい。
α,ω-直鎖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、1,12-ドデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール等が挙げられ、中でも、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-デカンジオールが好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジオールは、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。
α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とα,ω-直鎖脂肪族ジオールとの重合体としては、2次色画像の色域向上の観点から、1,6-ヘキサンジカルボン酸、1,7-ヘプタンジカルボン酸、1,8-オクタンジカルボン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、及び1,10-デカンジカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種と、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-デカンジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種との重合体が好ましく、中でも、1,10-デカンジカルボン酸と1,6-ヘキサンジオールとの重合体がより好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に占める割合が1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、2質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上10質量%以下であることが更に好ましい。
結晶性樹脂の特性について説明する。
結晶性樹脂の融解温度は、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。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
結晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。
結着樹脂の含有量は、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。
これらの中でも、着色剤としては、顔料が好ましい。硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nを制御し、顔料の分散性を向上することで、2次色画像の色域も向上する。
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。
-離型剤-
離型剤は、トナー粒子中でドメイン状に存在し、離型剤のドメイン領域は着色剤が分散され難い領域となり、トナー粒子中で着色剤が分散される領域が制限される。そのため、トナー粒子に結晶性樹脂(特に結晶性ポリエステル樹脂)を含むと、2次色画像の色域が低下し易くなる。
しかし、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとを制御することで、トナー粒子中で着色剤が分散される領域が制限されても、着色剤の分散性が高まるので、トナー粒子に離型剤を含むことに起因する2次色画像の色域低下が抑制される。
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。
離型剤としては、エステルワックスが好ましく、炭素数10以上30以下の高級脂肪酸と1価又は多価の炭素数1以上30以下のアルコールとのエステルワックスがより好ましい。
エステルワックスは、非晶性ポリエステル樹脂との相溶性が高いため、トナーの定着時に、着色剤の分散性を阻害し難い。そのため、定着後の画像中の着色剤の分散性が良好となる。その結果、2次色画像の色域が向上する。
エステルワックスとしては、例えば、炭素数10以上の高級脂肪酸と1価又は多価の炭素数8以上の脂肪族アルコールとのエステル化合物で、融解温度60℃以上110℃以下(好ましくは、65℃以上100℃以下、より好ましくは70℃以上95℃以下)のエステル化合物が挙げられる。
エステルワックスとしては、例えば、高級脂肪酸(カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、オレイン酸等)と、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の1価アルコール;グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール、ペンタエリスリトール等の多価アルコール)とのエステル化合物が挙げられ、具体的には、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、ホホバ油、木ろう、蜜ろう、イボタワックス、ラノリン、モンタン酸エステルワックス等が挙げられる。
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。
離型剤の融解温度は、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。
-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-
トナー粒子に、低温定着性及び離型性を付与する目的で結晶性樹脂(特に結晶性ポリエステル樹脂)及び離型剤の少なくとも一方を含ませると、結晶性樹脂(特に結晶性ポリエステル樹脂)及び離型剤は、トナー粒子中,ドメイン状で存在する。そして、結晶性樹脂及び離型剤のドメイン領域は着色剤が分散され難い領域となり、トナー粒子中で着色剤が分散される領域が制限される。そのため、トナー粒子に結晶性樹脂(特に結晶性ポリエステル樹脂)及び離型剤の少なくとも一方を含むと、2次色画像の色域が低下し易くなる。
しかし、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとを制御することで、トナー粒子中で着色剤が分散される領域が制限されても、着色剤の分散性が高まるので、トナー粒子に結晶性樹脂(特に結晶性ポリエステル樹脂)及び離型剤の少なくとも一方を含むことに起因する2次色画像の色域低下が抑制される。
具体的には、トナー粒子の断面を観察したとき、トナー粒子の断面における、着色剤の分散領域の面積率が、例えば、55%以上97%以下、60%以上95%以下、又は60%以上80%以下に制限されても、2次色画像の色域低下が抑制され、色域の向上が図れる。
ここで、着色剤の分散領域とは、トナー粒子の断面における結晶性樹脂及び離型剤のドメインを除く領域である。そして、着色剤の分散領域の面積率の測定は、次の通りである
トナー粒子(又は外添剤が付着したトナー粒子)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。次に、得られた薄片試料を30℃のデシケータ内で四酸化ルテニウムにより3時間染色する。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、染色された薄片試料の透過像モードのSTEM観察画像(加速電圧:30kV、倍率:20000倍)を得る。
トナー粒子中、コントラストと形状から結晶性ポリエステル樹脂と離型剤の判断を実施する。SEM画像において、ルテニウム染色された結晶性樹脂は、非晶性樹脂、離型剤等と比べ、離型剤以外の結着樹脂は二重結合部分を多く有し四酸化ルテニウムによって染色されるため、離型剤部分と離型剤以外の樹脂部分が識別される。
つまり、ルテニウム染色により、離型剤が一番薄く染色されるドメインであり、次いで結晶性樹脂(例えば、結晶性ポリエステル樹脂)
が染色され、非晶性樹脂(例えば、非晶性ポリエステル樹脂)が一番濃く染色される。コントラストを調整することで、離型剤は白色に、非晶性樹脂は黒色に、結晶性樹脂はライトグレー色のように観察されるドメインとして判断することができる。
そして、結晶性樹脂及び離型剤の領域の面積を画像解析し、結晶性樹脂及び離型剤の領域の面積をトナー粒子の断面の面積から差し引き、着色剤の分散領域の面積とする。そして、式:着色剤の分散領域の面積率(%)=着色剤の分散領域の面積/トナー粒子の断面の面積×100から、着色剤の分散領域の面積率を算出する。
なお、「着色剤の分散領域の面積率」は、トナー粒子50個の平均値とする。
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。
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。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、超音波処理を行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、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に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
ここで、トナー粒子における、上記各元素のNet強度を上記範囲とするために、トナー粒子の製造過程で、上記各元素の供給源を添加する。
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。
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、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
<画像形成装置/画像形成方法>
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、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1は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ロール22及び中間転写ベルト20内面に接する支持ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。なお、支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。なお、第1のユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール5Y(一次転写手段の一例)、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)6Yが順に配置されている。
なお、一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が-600V乃至-800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率:1×10-6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として可視像(現像像)化される。
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で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へ搬送されると、一次転写ロール5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー画像に作用され、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と逆極性の(+)極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μAに制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
また、第2のユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5Kに印加される一次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー画像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト内面に接する支持ロール24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と同極性の(-)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー画像が記録紙P上に転写される。なお、この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれトナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。
トナー画像を転写する記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙が挙げられる。記録媒体は記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑が好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
<プロセスカートリッジ/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。
なお、図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。
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。
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱される構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収容されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジが交換される。
以下、実施例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、これら実施例に限定されるものではない。以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
<非晶性ポリエステル樹脂(A)の合成>
・テレフタル酸 :68部
・フマル酸 :32部
・エチレングリコール :42部
・1,5-ペンタンジオール:47部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ及び精留塔を備えたフラスコに上記の材料を入れ、窒素ガス気流下、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記の材料の合計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240℃まで温度を上げ、240℃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97000、ガラス転移温度60℃の非晶性ポリエステル樹脂(A)を得た。
<非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)の作製>
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部を入れ混合溶剤とした後、非晶性ポリエステル樹脂100部を徐々に投入し溶解させ、ここに、10%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部を滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を25℃に戻し、体積平均粒径195nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)を得た。
<シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)の作製>
非晶性ポリエステル樹脂(A)250部と、C.I.Pigment Blue 15:3(フタロシアニン系顔料、大日精化製、シアニンブルー4937) 50部とをヘンシェルミキサーに入れ、スクリュー回転数600rpmにて120秒間混合し、原料(A)を得た。原料(A)200部と、50%水酸化ナトリウム水溶液0.2部とを、二軸押出機(TEM-58SS、東芝機械(株)製)の原料投入口に投入し、二軸押出機の4バレル目からアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製、固形分12%、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム) 40部を投入し、各バレル設定温度95℃、スクリュー回転数240rpmで混練した。二軸押出機の5バレル目から温度95℃のイオン交換水を150部、7バレル目から温度95℃のイオン交換水を150質量部、9バレル目から温度95℃のイオン交換水を15部投入し、原料(A)の平均供給量は200kg/hで混練して、体積平均粒径180nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を得た。
<マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)の作製>
着色剤をC.I.Pigment Blue 15:3からC.I.Pigment Red 269(キナクリドン系顔料、日本インキ化学製、SYMULER FAST RED1022)に変更した以外は、シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)と同様の方法で、マゼンタ着色剤(C.I.Pigment Red 269)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)を得た。
<イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)の作製>
着色剤をC.I.Pigment Blue 15:3からC.I.Pigment Yellow74(モノアゾ系顔料、大日精化製、セイカファストイエロー2054)に変更した以外は、シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)と同様の方法で、イエロー着色剤(C.I.Pigment Yellow74)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)を得た。
<ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)の作製>
着色剤をC.I.Pigment Blue 15:3からカーボンブラック(キャボット社製、Regal330) に変更した以外は、シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)と同様の方法で、ブラック着色剤(カーボンブラック)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)を得た。
<各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C2/M2/Y2/K2)の作製>
二軸押出機の4バレル目から投入するアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製、固形分12%、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)の部数を40部から20部に変更する以外は、シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)と同様の方法で、次の各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。
・シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)を含む非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C2)
・マゼンタ着色剤(C.I.Pigment Red 269)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M2)
・イエロー着色剤(C.I.Pigment Yellow74)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y2)
・ブラック着色剤(カーボンブラック)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K2)を得た。
<各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C3/M3/Y3/K3)の作製>
二軸押出機の4バレル目から投入するアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製、固形分12%、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)の部数を40部から60部に変更する以外は、シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)と同様の方法で、次の各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。
・シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C3)
・マゼンタ着色剤(C.I.Pigment Red 269)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M3)
・イエロー着色剤(C.I.Pigment Yellow74)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y3)
・ブラック着色剤(カーボンブラック)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K3)
<各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C4/M4/Y4/K4)の作製>
二軸押出機の4バレル目から投入するアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製、固形分12%、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)の部数を40部から5部に変更する以外は、シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)と同様の方法で、次の各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。
・シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C4)
・マゼンタ着色剤(C.I.Pigment Red 269)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M4)
・イエロー着色剤(C.I.Pigment Yellow74)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y4)
・ブラック着色剤(カーボンブラック)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K4)
<各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C5/M5/Y5/K5)の作製>
二軸押出機の4バレル目から投入するアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製、固形分12%、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの部数を40部から75部に変更する以外は、シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)と同様の方法で、次の各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。
・シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C5)
・マゼンタ着色剤(C.I.Pigment Red 269)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M5)
・イエロー着色剤(C.I.Pigment Yellow74)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y5)
・ブラック着色剤(カーボンブラック)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K5)を得た。
<各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C6/M6/Y6/K6)の作製>
二軸押出機の4バレル目から投入するアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製、固形分12%、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの部数を40部から25部に変更する以外は、シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)と同様の方法で、次の各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。
・シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C6)
・マゼンタ着色剤(C.I.Pigment Red 269)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M6)
・イエロー着色剤(C.I.Pigment Yellow74)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y6)
・ブラック着色剤(カーボンブラック)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K6)を得た。
<各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C7/M7/Y7/K7)の作製>
二軸押出機の4バレル目から投入するアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製、固形分12%、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの部数を40部から55部に変更する以外は、シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)と同様の方法で、次の各種着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。
・シアン着色剤(C.I.Pigment Blue 15:3)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C7)
・マゼンタ着色剤(C.I.Pigment Red 269)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M7)
・イエロー着色剤(C.I.Pigment Yellow74)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y7)
・ブラック着色剤(カーボンブラック)含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K7)を得た。
<結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)の作製>
・1,10-デカンジカルボン酸:260部
・1,6-ヘキサンジオール :167部
・ジブチル錫オキサイド(触媒):0.3部
加熱乾燥した三口フラスコに上記の材料を入れ、三口フラスコ内の空気を窒素ガスで置換して不活性雰囲気とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌還流を行った。次いで、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間攪拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させた。こうして、重量平均分子量12500、融解温度73℃の結晶性ポリエステル樹脂を得た。結晶性ポリエステル樹脂90部とアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製、固形分12%、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)1.8部とイオン交換水210部とを混合し、120℃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、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理を1時間行い、体積平均粒径195nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)を得た。
<結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B2)の作製>
・1,8-オクタンジカルボン酸:260部
・1,6-ヘキサンジオール :167部
・ジブチル錫オキサイド(触媒):0.3部
加熱乾燥した三口フラスコに上記の材料を入れ、三口フラスコ内の空気を窒素ガスで置換して不活性雰囲気とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌還流を行った。次いで、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間攪拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させた。こうして、重量平均分子量12500、融解温度73℃の結晶性ポリエステル樹脂を得た。結晶性ポリエステル樹脂90部とアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製、固形分12%、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)1.8部とイオン交換水210部とを混合し、120℃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、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理を1時間行い、体積平均粒径195nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B2)を得た。
<スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S1)の作製>
・スチレン :375部
・n-ブチルアクリレート: 25部
・アクリル酸 : 2部
・ドデカンチオール : 24部
・四臭化炭素 : 4部
上記の材料を混合して溶解した混合物を、非イオン性界面活性剤(三洋化成工業製、ノニポール400)6部及びアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製、固形分12%、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)10部をイオン交換水550部に溶解した界面活性剤溶液に、フラスコ中で分散及び乳化した。次いで、フラスコ内を攪拌しながら20分間かけて、過硫酸アンモニウム4部をイオン交換水50部に溶解した水溶液を投入した。次いで、窒素置換を行った後、フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、70℃に5時間維持して乳化重合を継続した。こうして、体積平均粒径150nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S1)を得た。
<ハイブリット樹脂(非晶性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)粒子分散液(SPE1)の調製>
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した四つ口フラスコの内部を窒素置換し、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5,670部、ポリオキシエチレン(2.0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン585部、テレフタル酸2,450部及びジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)44部を入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、5時間維持した後、更にフラスコ内の圧力を下げ、8.0kPaにて1時間維持した。大気圧に戻した後、190℃に冷却し、フマル酸42部及びトリメリット酸207部を加え、190℃の温度下で2時間維持した後に、2時間かけて210℃まで昇温した。更にフラスコ内の圧力を下げ、8.0kPaにて4時間維持させて、非晶性ポリエステル樹脂A(ポリエステルセグメント)を得た。
次に、冷却管、撹拌装置及び熱電対を装備した4つ口フラスコに非晶性ポリエステル樹脂Aを800部添加し、窒素雰囲気下、撹拌速度200rpmにて撹拌を行った。その後、付加重合性モノマーとして、スチレンを40部、アクリル酸エチルを142部、アクリル酸16部、1,10-デカンジオールジアクリレート2部及びトルエン1000部を添加し、更に30分間混合した。
更に、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(非イオン性界面活性剤、商品名:エマルゲン430、花王(株)製)6部、15%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液(アニオン性界面活性剤、商品名:ネオペレックスG-15、花王(株)製)40部及び5%水酸化カリウム233部を入れ、撹拌しながら、95℃に昇温して溶融し、95℃で2時間混合して、樹脂混合物溶液を得た。
次に、樹脂混合物溶液を撹拌しながら、1,145部の脱イオン水を6部/分の速度で滴下し、乳化物を得た。次に、得られた乳化物を25℃に冷却し、200メッシュの金網を通し、脱イオン水を加えて、固形分を30%に調整して、ハイブリット樹脂粒子分散液(SPE1)を得た。
なお、合成したハイブリット樹脂におけるスチレン由来の構成単位の含有量は、ハイブリット樹脂の全質量に対し、4質量%であった。
<離型剤粒子分散液(W1)の作製>
・エステルワックス(日本油脂(株)製、WEP-8、融解温度79℃):100部
・アニオン性界面活性剤 : 1部
(TaycaPower、テイカ(株)製、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)
・イオン交換水 :350部
上記の材料を混合して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、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径220nmの離型剤粒子が分散した離型剤粒子分散液を得た。この離型剤粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、離型剤粒子分散液(W1)とした。
<離型剤粒子分散液(W2)の作製>
・カルナバワックス(東亜化成社製、RC-160融解温度:84℃):100部
・アニオン性界面活性剤 : 1部
(TaycaPower、テイカ(株)製、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)
・イオン交換水 :350部
上記の材料を混合して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、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径220nmの離型剤粒子が分散した離型剤粒子分散液を得た。この離型剤粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、離型剤粒子分散液(W2)とした。
<実施例1>
[トナー粒子の作製]
・イオン交換水 :200部
・シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1) :145部
・スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S1) : 30部
・離型剤粒子分散液(W1) : 10部
上記の材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1N(0.1mol/L)の硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、塩化マグネシウム6部をイオン交換水30部に溶解させた塩化マグネシウム水溶液を添加した。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、体積平均粒径が4.5μmとなるまで保持した。
次いで、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)30部と結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)15部とを添加し、30分間保持した。30分おきに、これら2つの分散液添加を合計4回行った。
次いで、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)40部を添加し、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0に調整した。
次いで、攪拌を継続しながら、昇温速度0.05℃/分で85℃まで昇温し、85℃で3時間保持した後、15℃/分で30℃まで冷却(1回目冷却)した。次いで、昇温速度0.2℃/分で85℃まで加熱(再昇温)し、30分間保持した後、0.5℃/分で30℃まで冷却(2回目冷却)した。
次いで、固形分を濾別し、イオン交換水で洗浄し、乾燥させ、体積平均粒径5.9μmのシアントナー粒子(C1)を得た。
[外添剤の外添]
シアントナー粒子(C1)100部と、疎水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、RY50)1.5部とを混合し、サンプルミルを用いて回転速度10000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、トナー(C1)を得た。トナー(C1)の体積平均粒子径は5.9μmであった。
[キャリアの作製]
球状マグネタイト粉末粒子(体積平均粒子径0.55μm)500部をヘンシェルミキサーで攪拌した後、チタネート系カップリング剤5部を添加し100℃まで昇温して30分間攪拌した。次いで、四つ口フラスコに、フェノール6.25部と、35%ホルマリン9.25部と、チタネート系カップリング剤で処理したマグネタイト粒子500部と、25%アンモニア水6.25部と、水425部とを入れて攪拌し、攪拌しながら85℃で120分間反応させた。次いで、25℃まで冷却し、水500部を添加後、上澄み液を除去して沈殿物を水洗した。水洗した沈殿物を減圧下で加熱して乾燥し、平均粒径35μmのキャリア(CA)を得た。
[トナーとキャリアとの混合]
シアントナー(C1)とキャリア(CA)とをトナー(C1):キャリア(CA)=5:95(質量比)の割合でVブレンダーに入れ20分間攪拌し、シアン現像剤(C1)を得た。
[各種現像剤の作製]
シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)に変更した以外はシアントナー粒子(C1)と同様の方法にて、マゼンタトナー粒子(M1)、イエロートナー粒子(Y1)、ブラックトナー粒子(K1)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法にて、マゼンタ現像剤(M1)、イエロー現像剤(Y1)、ブラック現像剤(K1)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例1の現像剤セットとした。
<実施例2、4、比較例1>
シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C2、C4、C6)、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M2、M4、M6)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y2、Y4、Y6)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K2、K4、K6)に変更し、塩化マグネシウム水溶液と共に、塩化カルシウム3部をイオン交換水30部に溶解させた塩化カルシウム水溶液を添加した以外は、シアントナー粒子(C1)と同様の方法にて、シアントナー粒子(C2、C4、C6)、マゼンタトナー粒子(M2、M4、M6)、イエロートナー粒子(Y2、Y4、Y6)、ブラックトナー粒子(K2、K4、K6)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法にて、シアン現像剤(C2、C4、C6)、マゼンタ現像剤(M2、M4、M6)、イエロー現像剤(Y2、Y4、Y6)、ブラック現像剤(K2、K4、K6)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例2、比較例1、実施例4の現像剤セットとした。
<実施例3、5、比較例2>
シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C3、C5、C7)、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M3、M5、M7)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y3、Y5、Y7)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K3、K5、K7)に変更した以外は、シアントナー粒子(C1)と同様の方法にて、シアントナー粒子(C3、C5、C7)、マゼンタトナー粒子(M3、M5、M7)、イエロートナー粒子(Y3、Y5、Y7)、ブラックトナー粒子(K3、K5、K7)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法にて、シアン現像剤(C3、C5、C7)、マゼンタ現像剤(M3、M5、M7)、イエロー現像剤(Y3、Y5、Y7)、ブラック現像剤(K3、K5、K7)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例3、比較例2、実施例5の現像剤セットとした。
<実施例6>
塩化マグネシウム水溶液と共に、塩化カルシウム2部をイオン交換水30部に溶解させた塩化カルシウム水溶液を添加した以外は、シアントナー粒子(C1)と同様の方法で、シアントナー粒子(C8)を得た。また、シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)に変更した以外はシアントナー粒子(C8)と同様の方法にて、マゼンタトナー粒子(M8)、イエロートナー粒子(Y8)、ブラックトナー粒子(K8)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法にて、シアン現像剤(C8)、マゼンタ現像剤(M8)、イエロー現像剤(Y8)、ブラック現像剤(K8)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例6の現像剤セットとした。
<実施例7>
塩化マグネシウム水溶液と共に、塩化カルシウム4部をイオン交換水30部に溶解させた塩化カルシウム水溶液を添加した以外はシアントナー粒子(C1)と同様の方法で、シアントナー粒子(C9)を得た。また、シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)に変更した以外はシアントナー粒子(C9)と同様の方法にて、マゼンタトナー粒子(M9)、イエロートナー粒子(Y9)、ブラックトナー粒子(K9)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法にて、シアン現像剤(C9)、マゼンタ現像剤(M9)、イエロー現像剤(Y9)、ブラック現像剤(K9)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例7の現像剤セットとした。
<実施例8>
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)を結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B2)に変更した以外は、シアントナー粒子(C1)と同様の方法で、シアントナー粒子(C10)を得た。また、シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)に変更した以外は、シアントナー粒子(C10)と同様の方法にて、マゼンタトナー粒子(M10)、イエロートナー粒子(Y10)、ブラックトナー粒子(K10)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法にて、シアン現像剤(C10)、マゼンタ現像剤(M10)、イエロー現像剤(Y10)、ブラック現像剤(K10)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例8の現像剤セットとした。
<実施例9>
離型剤粒子分散液(W1)を離型剤粒子分散液(W2)に変更した以外は、シアントナー粒子(C1)と同様の方法で、シアントナー粒子(C11)を得た。また、シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)に変更した以外は、シアントナー粒子(C11)と同様の方法にて、マゼンタトナー粒子(M11)、イエロートナー粒子(Y11)、ブラックトナー粒子(K11)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法で、シアン現像剤(C11)、マゼンタ現像剤(M11)、イエロー現像剤(Y11)、ブラック現像剤(K11)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例9の現像剤セットとした。
<実施例10>
スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S1)を30部から50部、合計4回添加する結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)を15部から20部に変更した以外は、シアントナー粒子(C1)と同様の方法で、シアントナー粒子(C12)を得た。また、シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)に変更した以外は、シアントナー粒子(C12)と同様の方法にて、マゼンタトナー粒子(M12)、イエロートナー粒子(Y12)、ブラックトナー粒子(K12)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法にて、シアン現像剤(C12)、マゼンタ現像剤(M12)、イエロー現像剤(Y12)、ブラック現像剤(K12)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例10の現像剤セットとした。
<実施例11>
スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S1)を30部から10部、離型剤粒子分散液(W1)を10部から5部、合計4回添加する結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)を15部から2.5部に変更した以外は、シアントナー粒子(C1)と同様の方法で、シアントナー粒子(C13)を得た。また、シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)に変更した以外は、シアントナー粒子(C13)と同様の方法で、マゼンタトナー粒子(M13)、イエロートナー粒子(Y13)、ブラックトナー粒子(K13)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法にて、シアン現像剤(C13)、マゼンタ現像剤(M13)、イエロー現像剤(Y13)、ブラック現像剤(K13)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例11の現像剤セットとした。
<実施例12>
スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S1)を30部から50部、離型剤粒子分散液(W1)を10部から40部、合計4回添加する結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)を15部から20部に変更した以外は、シアントナー粒子(C1)と同様の方法で、シアントナー粒子(C14)を得た。また、シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)に変更した以外は、シアントナー粒子(C14)と同様の方法で、マゼンタトナー粒子(M14)、イエロートナー粒子(Y14)、ブラックトナー粒子(K14)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法にて、シアン現像剤(C14)、マゼンタ現像剤(M14)、イエロー現像剤(Y14)、ブラック現像剤(K14)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例12の現像剤セットとした。
<実施例13>
スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S1)を30部から10部、離型剤粒子分散液(W1)を10部から5部、合計4回添加する結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)を15部から0部に変更した以外は、シアントナー粒子(C1)と同様の方法で、シアントナー粒子(C15)を得た。また、シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)に変更した以外は、シアントナー粒子(C15)と同様の方法で、マゼンタトナー粒子(M15)、イエロートナー粒子(Y15)、ブラックトナー粒子(K15)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法にて、シアン現像剤(C15)、マゼンタ現像剤(M15)、イエロー現像剤(Y15)、ブラック現像剤(K15)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例13の現像剤セットとした。
<実施例14>
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)をハイブリット樹脂(非晶性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)粒子分散液(SPE1)に変更した以外は、シアントナー粒子(C1)と同様の方法で、シアントナー粒子(C16)を得た。また、シアン着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を、マゼンタ着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(M1)、イエロー着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Y1)、ブラック着色剤含有非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(K1)に変更した以外は、シアントナー粒子(C16)と同様の方法で、マゼンタトナー粒子(M16)、イエロートナー粒子(Y16)、ブラックトナー粒子(K16)を得た。
そして、シアントナー粒子(C1)に代えて、得られた各トナー粒子を用いた以外は、シアン現像剤(C1)と同様の方法にて、シアン現像剤(C16)、マゼンタ現像剤(M16)、イエロー現像剤(Y16)、ブラック現像剤(K16)を得た。
得られた、各色の現像剤のセットを、実施例14の現像剤セットとした。
[各元素のNet強度の測定]
各例の現像剤セットのうち、シアン現像剤におけるトナー粒子について、次の元素のNet強度を既述の方法に従って測定した。その結果を表1に示す。なお、他の色の現像剤におけるトナー粒子の「各元素のNet強度」は、シアン現像剤におけるトナー粒子の「各元素のNet強度」とほぼ同じであった。
・硫黄のNet強度N(表中、「S(N」と表記)
・アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度N(表中、「ALKALI(N)と表記)
・NaのNet強度N(表中、「Na(N)」と表記)
・MgのNet強度N(表中、「Mg(N)」と表記)
・CaのNet強度NCa(表中、「Ca(NCa)」と表記)
・Na、Mg及びCa以外のアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度NA-NM((表中、「ALKALI-(Na+Mg+Ca)(NA-NMC)」と表記))
・塩素のNet強度NCl(表中、「Cl(NCl)」と表記))
・トナー粒子断面における着色剤の分散領域の面積率%
[色域評価]
各例の現像剤セットを画像形成装置ApeosPortIV C5575(富士ゼロックス社製)改造機の現像装置に収容した。この改造機を用いて、OKトップコート紙上の各単色100%画像の現像トナー量を4.0g/mに調整し、5cm×5cmのシアントナー100%とマゼンタトナー100%からなるシアン/マゼンタ2次色画像、シアントナー100%とイエロートナー100%からなるシアン/イエロー2次色画像、マゼンタトナー100%とイエロートナー100%からなるマゼンタ/イエロー2次色画像とをそれぞれ作製し、得られた画像濃度(L*)と彩度(C*=(a*2+b*2)0.5)を測定した。測定には、X-Rite939(アパーチャー4mm)を用いて、画像面内をランダムに10回測定し平均した。
なお、評価は以下を基準として行った。
(シアン/マゼンタ(C/M)2次色画像濃度)
G5: L*が18未満
G4: L*が18以上19未満
G3: L*が19以上20未満
G2: L*が20以上21未満
G1: L*が21以上
シアン/マゼンタ(C/M)2次色画像濃度(L*)は小さいほど高濃度であり、G3~G5までが許容できる範囲である。
(シアン/マゼンタ(C/M)2次色画像彩度)
G5: C*が56以上
G4: C*が54以上56未満
G3: C*が52以上54未満
G2: C*が50以上52未満
G1: C*が48未満
シアン/マゼンタ(C/M)2次色画像彩度(C*)は大きいほど高彩度であり、G3~G5までが許容できる範囲である。
(シアン/イエロー(C/Y)2次色画像濃度)
G5: L*が48未満
G4: L*が48以上49未満
G3: L*が49以上50未満
G2: L*が50以上51未満
G1: L*が51以上
シアン/イエロー(C/Y)2次色画像濃度(L*)は小さいほど高濃度であり、G3~G5までが許容できる範囲である。
(シアン/イエロー(C/Y)2次色画像彩度)
G5: C*が76以上
G4: C*が74以上76未満
G3: C*が72以上74未満
G2: C*が70以上72未満
G1: C*が70未満
シアン/イエロー(C/Y)2次色画像彩度(C*)は大きいほど高彩度であり、G3~G5までが許容できる範囲である。
(マゼンタ/イエロー(M/Y)2次色画像濃度)
G5: L*が47未満
G4: L*が47以上48未満
G3: L*が48以上49未満
G2: L*が49以上50未満
G1: L*が50以上
マゼンタ/イエロー(M/Y)2次色画像濃度(L*)は小さいほど高濃度であり、G3~G5までが許容できる範囲である。
(マゼンタ/イエロー(M/Y)2次色画像彩度)
G5: C*が90以上
G4: C*が88以上90未満
G3: C*が86以上88未満
G2: C*が84以上86未満
G1: C*が82未満
マゼンタ/イエロー(M/Y)2次色画像彩度(C*)は大きいほど高彩度であり、G3~G5までが許容できる範囲である。
[転写効率評価]
各例の現像剤セットを画像形成装置ApeosPortIV C5575(富士ゼロックス社製)改造機の現像装置に収容した。この改造機を用いて高温高湿環境下(30℃、85%RH)で1日間放置後、画像密度1%の画像を10000枚出力した。
その後、シアン色の3cm×4cmのソリッドバッチを現像・転写し、中間転写ベルト上の転写トナー像を粘着テープ表面の粘着性を利用して採取し、その質量(W1)を測定した。次に、同様のトナー像を紙表面に転写させ、その転写画像の質量(W2)を測定した。これらの結果から以下の式によって転写効率を求めた。
転写効率(%)=(W2/W1)×100
A(〇): 90%以上
B(△): 80%以上90%未満
C(×): 80%未満
Figure 2022181050000001
Figure 2022181050000002
Figure 2022181050000003
上記結果から、本実施例では、本比較例に比べ、2次色画像の色域が向上していることがわかる。また、転写効率も良好であることもわかる。
1Y、1M、1C、1K 感光体(像保持体の一例)
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
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 (21)

  1. 結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0<N/N<22.0の関係を満たすトナー粒子を有する静電荷像現像用トナー。
  2. 前記硫黄のNet強度Nと前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとが、1.0<N/N<18.0の関係を満たす請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
  3. 前記硫黄のNet強度Nが、3.0kcps以上6.0kcps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. 前記硫黄のNet強度Nが、3.5kcps以上5.5kcps以下である請求項3に記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nが、0.2kcps以上4.2kcps以下である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  6. 前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nが、2.0kcps以上4.0kcps以下である請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
  7. 前記トナー粒子において、蛍光X線分析により測定される塩素のNet強度NClが0.10kcps以上1.30kcps以下であり、かつ、前記硫黄のNet強度Nと前記塩素のNet強度NClとが3<N/NCl<40の関係を満たす請求項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. 前記アルカリ金属及びアルカリ土類金属が、Na、Mg、及びCaより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7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  9. 前記トナー粒子において、前記硫黄のNet強度NとMgのNet強度Nとが、15.0<N/N<22.0の関係を満たす請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  10. 前記トナー粒子が、前記結着樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を含む請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  11. 前記結晶性ポリエステル樹脂が、α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とα,ω-直鎖脂肪族ジオールとの重合体である請求項10に記載の静電荷像現像用トナー。
  12. 前記α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とα,ω-直鎖脂肪族ジオールとの重合体が、1,10-デカンジカルボン酸と1,6-ヘキサンジオールとの重合体である請求項11に記載の静電荷像現像用トナー。
  13. 前記トナー粒子が、離型剤を含む請求項1~請求項12のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  14. 前記離型剤が、エステルワックスである請求項13に記載の静電荷像現像用トナー。
  15. 前記トナー粒子の断面を観察したとき、前記トナー粒子の断面における、前記着色剤の分散領域の面積率が、60%以上95%以下である請求項1~請求項14のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  16. 結着樹脂、及び着色剤を含有し、蛍光X線分析により測定される、硫黄のNet強度Nとアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計のNet強度Nとの差が、0.8<N-N<5.0の関係を満たすトナー粒子を有する静電荷像現像用トナー。
  17. 請求項1~請求項16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。
  18. 請求項1~請求項16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。
  19. 請求項17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。
  20. 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17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。
  21. 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17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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