JP5266978B2 - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像剤、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像剤、画像形成方法及び画像形成装置 Download PDFInfo
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Description
また、特許文献2には、ビス脂肪酸アミド類を30〜70重量部含有する組成物を、結着剤成分として含むことを特徴とする圧力定着トナーが開示されている。
特許文献3には、密度0.94g/cm3以上のポリエチレンとC12〜C99の炭素連鎖を有する長鎖化合物とを含有するトナー材料を溶融状態で噴霧して微粒化したことを特徴とするトナーが開示されている。
特許文献4には、芯材と該芯材を被覆するための外壁とを有するマイクロカプセル型トナーにおいて、該芯材が重量平均分子量/数平均分子量の値が3.5〜20のビニル系重合体を主成分として含有することを特徴とするマイクロカプセル型トナーが開示されている。
<1>結晶性ポリエステルブロック及び非結晶性ポリエステルブロックを有するポリエステルブロック共重合体、並びに、エチレン性不飽和化合物の重合体を含む結着樹脂を含み、フローテスター印加圧力5kgf/cm2において、前記結着樹脂の粘度が104Pa・sになる温度T(P5)が110℃以上であり、フローテスター印加圧力300kgf/cm2において、前記結着樹脂の粘度が104Pa・sになる温度T(P300)が80℃以下であり、30℃≦T(P5)−T(P300)≦80℃であることを特徴とする静電荷像現像用トナー、
<2>前記結晶性ポリエステルブロックのTgが0℃以下であり、前記非結晶性ポリエステルブロックのTgが50℃以上である、前記<1>に記載の静電荷像現像用トナー、
<3>前記エチレン性不飽和化合物がスチレン及び/又はその誘導体を含む、前記<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー、
<4>前記エチレン性不飽和化合物の重合体の含有量が、前記結着樹脂に対して5〜50重量%である、前記<1>〜<3>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<5>外殻を有する、前記<1>〜<4>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<6>少なくともエチレン性不飽和化合物、並びに、結晶性ポリエステルブロック及び非結晶性ポリエステルブロックを有するポリエステルブロック共重合体を加熱混合して混合物を得る工程、前記混合物を水系媒体中に乳化分散する分散工程、前記エチレン性不飽和化合物を重合し、凝集粒子用樹脂粒子分散液を得る重合工程、分散した凝集粒子用樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る凝集工程、並びに、前記凝集粒子を加熱して融合する融合工程を含むことを特徴とする前記<1>〜<5>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法、
<7>前記凝集工程で得た凝集粒子の表面に外殻形成用樹脂粒子を凝集付着させて外殻を形成する外殻形成工程をさらに含み、前記融合工程が前記外殻形成工程で得られた外殻を有する凝集粒子を加熱して融合させる融合工程である、前記<6>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法、
<8>前記分散工程及び前記重合工程が、ミニエマルション重合による乳化重合工程を含む、前記<6>又は<7>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法、
<9>前記ポリエステルブロック共重合体が、硫黄酸を触媒として150℃以下の温度にて重合された、前記<6>〜<8>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法、
<10>前記<1>〜<5>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー又は前記<6>〜<9>いずれか1つに記載の製造方法により製造された静電荷像現像用トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤、
<11>潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナー又は前記トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を加圧又は加熱加圧して定着する定着工程を含み、前記トナーが前記<1>〜<5>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーもしくは前記<6>〜<9>いずれか1つに記載の製造方法により製造された静電荷像現像用トナーであり、又は、前記静電荷像現像剤が前記<10>に記載の静電荷像現像剤であり、前記定着工程の定着圧力が5〜300kgf/cm2であることを特徴とする画像形成方法、
<12>潜像保持体、前記潜像保持体を帯電させる帯電手段、帯電した前記潜像保持体を露光して前記潜像保持体上に静電潜像を形成させる露光手段、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段、前記トナー像を前記潜像保持体から被転写体に転写する転写手段、及び、前記被転写体表面に転写された前記トナー像を加圧又は加熱加圧して定着する定着手段を有し、前記定着手段の定着圧力が5〜300kgf/cm2であり、前記トナーが前記<1>〜<5>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーもしくは前記<6>〜<9>いずれか1つに記載の製造方法により製造された静電荷像現像用トナーであり、又は、前記静電荷像現像剤が前記<10>に記載の静電荷像現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
<2>に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、より常温又は少量の熱エネルギーとの併用で優れた圧力定着性を示す、静電荷像現像用トナーを提供することができる。
<3>に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、より常温又は少量の熱エネルギーとの併用で優れた圧力定着性を示す、静電荷像現像用トナーを提供することができる。
<4>に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、より現像機内トナー強度に優れ、優れた定着画像強度が得られる静電荷像現像用トナーを提供することができる。
<5>に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、より現像機内トナー強度に優れ、優れた定着画像強度が得られる静電荷像現像用トナーを提供することができる。
<6>に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、環境に対する負荷が少ない、前記静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することができる。
<7>に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、より現像機内トナー強度に優れ、優れた定着画像強度が得られる静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することができる。
<8>に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、より環境に対する負荷が少ない、前記静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することができる。
<9>に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、より環境に対する負荷が少ない、前記静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することができる。
<10>に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、常温又は少量の熱エネルギーとの併用で優れた圧力定着性を示し、VOCの発生がなく、現像機内トナー強度に優れ、優れた定着画像強度が得られる静電荷像現像剤を提供することができる。
<11>に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、常温又は少量の熱エネルギーとの併用で優れた圧力定着性を示し、VOCの発生がなく、現像機内トナー強度に優れ、優れた定着画像強度が得られる画像形成方法を提供することができる。
<12>に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、常温又は少量の熱エネルギーとの併用で優れた圧力定着性を示し、VOCの発生がなく、現像機内トナー強度に優れ、優れた定着画像強度が得られる画像形成装置を提供することができる。
本実施形態の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)は、結晶性ポリエステルブロック及び非結晶性ポリエステルブロックを有するポリエステルブロック共重合体、並びに、エチレン性不飽和化合物の重合体を含む結着樹脂を含み、フローテスター印加圧力5kgf/cm2において、前記結着樹脂の粘度が104Pa・sになる温度T(P5)が110℃以上であり、フローテスター印加圧力300kgf/cm2において、前記結着樹脂の粘度が104Pa・sになる温度T(P300)が80℃以下であり、30℃≦T(P5)−T(P300)≦80℃であることを特徴とする。なお、「30℃≦T(P5)−T(P300)≦80℃」という表記は、「30℃≦{T(P5)−T(P300)}≦80℃」と同義であり、「{T(P5)−T(P300)}の値が30℃以上、80℃以下」と同義である。以下、本実施形態の静電荷像現像用トナーについて詳細に説明する。なお、本発明において、「A〜B」等の数値範囲の記載は、特に断りのない限り「A以上、B以下」と同義である。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、結晶性ポリエステルブロック及び非結晶性ポリエステルブロックを有するポリエステルブロック共重合体、並びに、エチレン性不飽和化合物の重合体を含む結着樹脂を含む。
前記結着樹脂は、前記ポリエステルブロック共重合体及びエチレン性不飽和化合物の重合体を含むものであればよく、他の樹脂を含んでいてもよい。また、前記トナーが内殻及び少なくとも1層の外殻を有する多層構造を有するものであれば、前記結着樹脂は、前記内殻及び外殻に含まれる樹脂を意味する。
十分な定着性能のためには、80℃以下の加熱と圧力との併用でトナーを定着させることが好ましく、この場合、T(P300)は80℃以下である必要がある。T(P300)が80℃を超える場合は、十分な定着性が得られずその定着画質強度において問題となる。T(P300)は60〜80℃が好ましく、60〜75℃がより好ましい。上記の数値の範囲内であると、トナーの圧力下における定着性が良好である。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、結晶性ポリエステルブロック(以下、「結晶性ポリエステル樹脂」ともいう。)及び非結晶性ポリエステルブロック(以下、「非結晶性ポリエステル樹脂」ともいう。)を有するポリエステルブロック共重合体を含む。
本実施形態においては、結晶性ポリエステルブロックと非結晶性ポリエステルブロックを有するポリエステルブロック共重合体を使用することにより、一定以上の加圧下において流動性を付与することができ、それ以下の圧力においては、極めて固体的に振る舞わせることができる。従って、加圧又は加熱加圧定着時以外の現像工程、転写工程、クリーニング工程等における信頼性の向上を図ることができる。
特に、本実施形態の静電荷像現像用トナーは、加圧により可塑化流動挙動が得られるため、定着時に温度変動が発生しやすい厚紙への定着に好適に使用することができる。これまでは、高速定着が困難であり、定着速度を落としたり、高い加熱温度を設定したりしない限り困難であった厚紙への定着も、薄紙への定着と同様の定着速度や温度設定で行うことが可能である。
結晶性ポリエステルブロックのTgが0℃以下とは、ポリエステルブロック共重合体に用いる結晶性ポリエステル樹脂ホモポリマーのガラス転移点Tgが0℃以下であることを意味する。また、非結晶性ポリエステルブロックのTgが50℃以上とは、非結晶性ポリエステル樹脂のホモポリマーのガラス転移点が50℃以上であることを意味する。
結晶性ポリエステルのTgは圧力及び/又は温度による定着性能に影響を与え、この値が0℃以下であると、定着のための圧力や熱エネルギーを低減できる。また、非結晶性ポリエステル樹脂のTgはトナーの現像機内でのつぶれや凝集などに対する現像機内安定性に影響を与え、この値が50℃以上であると、現像機内での十分な安定性が得られる。
ポリエステルブロック共重合体は、結晶性ポリエステルブロック及び非結晶性ポリエステルブロックを50〜100重量%有することが好ましく、80〜100重量%有することがより好ましく、結晶性ポリエステルブロック及び非結晶性ポリエステルブロックよりなるポリエステルブロック共重合体が好ましい。
前記ポリエステルブロック共重合体は、Tgが0℃以下である結晶性ポリエステルブロック及びTgが50℃以上である非結晶性ポリエステルブロックを有することが好ましい。Tgが0℃以下である結晶性ポリエステルブロック及びTgが50℃以上である非結晶性ポリエステルブロックの他に、他の結晶性又は非結晶性ポリエステルブロックを有することもできるが、少なくとも1種以上のTgが0℃以下である結晶性ポリエステルブロック及び少なくとも1種以上のTgが50℃以上である非結晶性ブロックのみからなるポリエステルブロック共重合体であることが好ましく、1種のTgが0℃以下である結晶性ポリエステルブロック及び1種のTgが50℃以上である非結晶性ポリエステルブロックのみからなるジブロック共重合体であることがより好ましい。中でも、1つのTgが0℃以下である結晶性ポリエステルブロック及び1つのTgが50℃以上である非結晶性ブロックのみからなるジブロック共重合体がさらに好ましい。
このうち、ジカルボン酸は1分子中にカルボキシ基を2個含有する化合物であり、例えば、シュウ酸、グルタル酸、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、β−メチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、フマル酸、シトラコン酸、ジグリコール酸、シクロヘキサン−3,5−ジエン−1,2−カルボン酸、リンゴ酸、クエン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、マロン酸、ピメリン酸、酒石酸、粘液酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラクロルフタル酸、クロルフタル酸、ニトロフタル酸、p−カルボキシフェニル酢酸、p−フェニレン二酢酸、m−フェニレンジグリコール酸、p−フェニレンジグリコール酸、o−フェニレンジグリコール酸、ジフェニル酢酸、ジフェニル−p,p’−ジカルボン酸、ナフタレン−1,4−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5−ジカルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等を挙げることができる。
また、ジカルボン酸以外の多価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、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピレントリカルボン酸、ピレンテトラカルボン酸等を挙げることができる。
また、これらカルボン酸のカルボキシ基を酸無水物、混合酸無水物、酸塩化物、又は、エステル等に誘導したものを用いてもよい。
また、ジオール以外の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサエチロールメラミン、テトラメチロールベンゾグアナミン、テトラエチロールベンゾグアナミン等を挙げることができる。
これらの多価アルコールは水系媒体に難溶あるいは不溶であるため、多価アルコールが水系媒体に分散したモノマー滴中でエステル合成反応が進行する。
具体的には、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸、ヒドロキシデカン酸、ヒドロキシウンデカン酸、乳酸が例示できる。これらの中でも乳酸を使用することが好ましい。
本実施形態においては、これらの重縮合性単量体の組み合わせにより非結晶性ポリエステルブロックや結晶性ポリエステルブロックを容易に得ることができる。
また、カプロラクトンなど環状単量体を開環重合することにより得られる結晶性ポリエステルブロックも好ましく用いることができる。
これらの中でも、テレフタル酸やその低級エステル、ジフェニル二酢酸、シクロヘキサンジカルボン酸等を用いることが好ましい。なお、低級エステルとは、炭素数1〜8の脂肪族アルコールのエステルをいう。
また非結晶性ポリエステル樹脂としてヒドロキシカルボン酸の重縮合体を用いることができる。
なお、測定結果の信頼性は、上述の測定条件で行ったNBS706ポリスチレン標準試料が、数平均分子量Mn=13.7×104となることにより確認することができる。
また、用いるGPCのカラムとしては、前記条件を満足するものであるならばいかなるカラムを採用してもよい。具体的には、例えばTSK−GEL、GMH(東ソー(株)製)等を用いることができる。なお、溶媒及び測定温度は上記に記載した条件に限定されるものではなく、適当な条件に変更してもよい。
具体的には、上記多価アルコールと多価カルボン酸、必要に応じて触媒を入れ、温度計、撹拌器、流下式コンデンサを備えた反応容器に配合し、不活性ガス(窒素ガス等)の存在下で加熱し、副生する低分子化合物を連続的に反応系外に除去し、所定の数平均分子量に達した時点で反応を停止させ、冷却し、目的とする反応物を取得することによって製造することができる。
反応温度が150℃以下であると、低エネルギーで製造することができるので好ましい。中でも、ポリエステルブロック共重合体を形成する工程が、結晶性ポリエステルブロック及び非結晶性ポリエステルブロックに、触媒として硫黄酸触媒を添加し、150℃以下にて加熱することにより得られたものであることが好ましい。
希土類含有触媒としては具体的には、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタノイド元素として、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネオジウム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)などを含むものが有効である。これらは、特にアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、トリフラート構造を有するものが有効であり、前記トリフラートとしては、構造式では、X(OSO2CF3)3が例示できる。ここでXは、希土類元素であり、これらの中でも、Xは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、イッテルビウム(Yb)、サマリウム(Sm)などであることが好ましい。
また、ランタノイドトリフラートについては、有機合成化学協会誌、第53巻第5号、p44−54)に詳しい。
上記のエステラーゼのうち、グリセロールエステルを加水分解し脂肪酸を遊離する酵素を特にリパーゼと呼ぶが、リパーゼは有機溶媒中での安定性が高く、収率良くエステル合成反応を触媒し、さらに安価に入手できることなどの利点がある。従って、本実施形態においても、収率やコストの面からリパーゼを用いることが望ましい。
リパーゼには種々の起源のものを使用できるが、好ましいものとして、シュードモナス(Pseudomonas)属、アルカリゲネス(Alcaligenes)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、カンジダ(Candida)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、リゾプス(Rhizopus)属、ムコール(Mucor)属等の微生物から得られるリパーゼ、植物種子から得られるリパーゼ、動物組織から得られるリパーゼ、さらに、パンクレアチン、ステアプシン等を挙げることができる。このうち、シュードモナス属、カンジダ属、アスペルギルス属の微生物由来のリパーゼを用いることが望ましい。
また、アルコール性水酸基との化合物やアセチルアセトンとのキレート化合物等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
エチレン性不飽和化合物とは、少なくとも1つのエチレン性不飽和結合を有する単量体であって、エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、スチリル基、(メタ)アクリルアミド基、及び、ビニルエーテル基等が好ましく例示できる(なお、「(メタ)アクリルオキシ基」等は「アクリルオキシ基及び/又はメタクリルオキシ基」を意味しており、以下、同様とする。)。
さらにエチレン性不飽和結合を有する単量体としては、芳香族系ビニル単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、ビニルエステル系単量体、ビニルエーテル系単量体、モノオレフィン系単量体、ジオレフィン系単量体、ハロゲン化オレフィン系単量体等を挙げることができる。
スチレン及びその誘導体としては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン及びその誘導体が挙げられる。
ビニルエーテル系単量体としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルフェニルエーテル等が挙げられる。
モノオレフィン系単量体としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン等が挙げられる。
ジオレフィン系単量体としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。
ハロゲン化オレフィン系単量体としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等を例示することができる。本実施形態に用いることができるエチレン性不飽和化合物は、これらに制限されることはなく、またこれらのエチレン性不飽和化合物は単独又は2種類以上併用して用いてもよい。
ここで、主成分であるとは、スチレン及びその誘導体が全エチレン性不飽和化合物のうち50重量%以上であることを意味する。スチレン及びその誘導体の含有量が50重量%以上であると、トナーとして使用する場合において、帯電特性(帯電量、帯電速度)が良好である。
また、前記エチレン性不飽和化合物の重合体の数平均分子量は5,000〜50,000が好ましく、8,000〜30,000がより好ましい。上記の数値の範囲内であると、トナーのシステム内強度、定着性、定着後の画像強度が良好であるため好ましい。
上記の数値の範囲内であると、トナーの現像機内での安定性に優れ、トナーつぶれや凝集が生じることなく、優れた画質特性を獲得することができ、ポリエステルブロック共重合体による十分な低エネルギー定着特性が得られる。
親水性基としては、極性基が挙げられ、例えば、カルボキシ基、スルホ基、ホスホニル基等の酸性極性基、アミノ基等の塩基性極性基、アミド基、ヒドロキシ基、シアノ基、ホルミル基等の中性極性基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
これらの中で、特にトナーに好ましく用いられるのは、酸性極性基である。この酸性極性基及びエチレン性不飽和結合を有する単量体が、樹脂粒子表面に一定量存在することにより、樹脂粒子に凝集性を付与し、樹脂粒子のトナー化が容易となり、さらにトナーに十分な帯電性を与えることができる。
好ましく用いられる酸性極性基としては、カルボキシ基、スルホ基が挙げられる。この酸性極性基を有する単量体としては、例えば、カルボキシ基を有するα,β−エチレン性不飽和化合物及びスルホ基を有するα,β−エチレン性不飽和化合物を挙げることができる。上記カルボキシ基を有するα,β−エチレン性不飽和化合物としては、例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチルエステルを挙げることができる。
これらの単量体は、1種を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
本実施形態においては、前記内殻は少なくとも前記ポリエステルブロック共重合体を結着樹脂として含む粒子であることが好ましく、結着樹脂の他にも着色剤及び離型剤等を含む粒子であることがより好ましい。
また、外殻は前記内殻の表面を被覆する結着樹脂層であることが好ましく、機械的強度の観点から、前記ポリエステルブロック共重合体を含まない結着樹脂層であることがより好ましい。トナーの機械的強度を増加させるときには、前記外殻として用いる結着樹脂としては、前記エチレン性不飽和化合物の重合体、非結晶性ポリエステル樹脂等の樹脂を単独又は複数を組み合わせて用いることが好ましい。
本実施形態において、静電荷像現像用トナーは、いずれの方法によっても製造することができるが、下記の方法によって製造することが好ましい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーの製造方法は、少なくともエチレン性不飽和化合物、並びに、結晶性ポリエステルブロック及び非結晶性ポリエステルブロックを有するポリエステルブロック共重合体を加熱混合して混合物を得る混合工程、前記混合物を水系媒体中に乳化分散する分散工程、前記エチレン性不飽和化合物を重合し、凝集粒子用樹脂粒子分散液を得る重合工程、分散した凝集粒子用樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る凝集工程、並びに、前記凝集粒子を加熱して融合させる融合工程を含むことを特徴とする。
以下、各工程について説明する。
本実施形態においては、乳化分散前に、従来分散させる樹脂を溶解するために使用していた有機溶剤の代わりにエチレン性不飽和化合物を使用する。すなわち、本実施形態によれば、無溶剤乳化が可能となるため、樹脂粒子分散液から有機溶剤を除去する工程を省略することが可能であり、有機溶剤の除去に要したコストや熱エネルギー等を削減できる。また、有機溶剤を使用しないため、環境に対する負荷の削減も可能となる。
分散はいずれの既知の方法により分散することができ、例えば機械的シェアや超音波などを使用して乳化又は分散する手法、水系媒体により転相させる転相乳化法などを利用できる。
また、水系媒体には、水混和性の有機溶媒を含んでいてもよい。水混和性の有機溶媒としては、例えば、アセトンや酢酸等が挙げられる。
前記界面活性剤は、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。前記非イオン系界面活性剤は、前記アニオン界面活性剤又はカチオン系界面活性剤と併用することが好ましい。
カチオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。
非イオン系界面活性剤としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドのエステル、ソルビタン脂肪族エステル等を挙げることができる。
さらに、通常、水系媒体中でのミニエマルション法による樹脂粒子作製においては、単量体エマルション粒子のOstwald Ripening現象を防ぐためにしばしば、ヘプタノールやオクタノールに代表される高級アルコール類、ヘキサデカンに代表される高級脂肪族炭化水素類を安定助剤として配合することも可能である。
エチレン性不飽和化合物の重合時に使用する重合開始剤の例として下記に示す化合物を使用することができる。
重合開始剤としては、公知の重合開始剤を用いることができ、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)ジハイドロクロライド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、クミルパーピバレート、t−ブチルパーオキシラウレート、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,4−ビス(t−ブチルパーオキシカルボニル)シクロヘキサン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)オクタン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バリレート、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルジパーオキシイソフタレート、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、ジ−t−ブチルパーオキシ−α−メチルサクシネート、ジ−t−ブチルパーオキシジメチルグルタレート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼラート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジエチレングリコール−ビス(t−ブチルパーオキシカーボネート)、ジ−t−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、トリス(t−ブチルパーオキシ)トリアジン、ビニルトリス(t−ブチルパーオキシ)シラン、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジンジハイドロクロライド)、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]、4,4’−アゾビス(4−シアノワレリックアシド)等が挙げられる。
凝集工程では、上記の樹脂粒子は、水系媒体中で調製されるため、そのまま樹脂粒子分散液として利用することができ、この樹脂粒子分散液を、必要に応じて着色剤粒子分散液や離型剤粒子分散液と混合し、さらに凝集剤を添加し、これら粒子をヘテロ凝集を生じさせることによりトナー径の凝集粒子を形成することができる。
これらの凝集剤の添加量は、電荷の価数により異なるが、いずれも少量であって、二価の場合は1重量%以下、三価の場合は0.5重量%以下である。凝集剤の量は少ない方が好ましいため、価数の多い化合物を用いることが好ましい。
さらに、凝集処理後、粒子表面からの着色剤の滲出を抑える等の目的で、熱処理を施す等により粒子表面を架橋させてもよい。なお、用いられた界面活性剤等は、必要に応じて、水洗浄、酸洗浄、あるいはアルカリ洗浄等によって除去してもよい。
すなわち、本実施形態の前記凝集工程においては、第一の凝集粒子形成後、さらに樹脂粒子分散液を添加し第一の粒子表面に第二の外殻を形成する等、粒子を多層化して内殻及び外殻を有するトナーを形成することも可能である。
外殻の形成に用いる樹脂粒子分散液は、第一の凝集粒子の形成に用いた樹脂粒子分散液と同一のものでもよいが、トナーの機械的強度を増強させるために前記エチレン性不飽和化合物の重合体単独の樹脂粒子分散液や、非結晶性ポリエステル樹脂の樹脂粒子分散液等の樹脂粒子分散液を単独又は複数を組み合わせて用いてもよい。かかる実施形態においては、結着樹脂は、前記内殻及び前記外殻に含まれる樹脂の両方を含む。
なお、本実施形態においてトナーを作製するに当たり、樹脂粒子を水系媒体中で重合する際に、予め着色剤やワックスなどの定着助剤、その他帯電助剤など通常トナーに必要な成分を水系媒体中に予め混合し、重縮合と共に重縮合樹脂粒子中に配合させることも可能である。
黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、マグネタイト等を挙げることができる。
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエロー、ハンザイエロー、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーメネントイエローNCG等を挙げることができる。
橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、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、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリアントオレンジGK等を挙げることができる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ等を挙げることができる。
青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーBC、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、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレレートなどを挙げることができる。
紫色顔料としては、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等を挙げることができる。
緑色顔料としては、酸化クロム、クロムグリーン、ピグメントグリーン、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等を挙げることができる。
白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等を挙げることができる。
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等を挙げることができる。
また、染料としては、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料、例えば、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等が挙げられる。
また、これらの着色剤は極性を有する界面活性剤を用いて、ホモジナイザーによって水系媒体に分散することもでき、また、その他の微粒子成分と共に混合溶媒中に一度に添加してもよいし、分割して多段回で添加してもよい。
前記着色剤の配合量は、定着時の発色性を確保するための必要量である。また、トナー中の着色剤粒子の中心径(メジアン径)は100〜330nmにすることにより、OHP透明性及び発色性を確保することができる。なお、着色剤粒子の中心径は、例えばレーザー回析式粒度分布測定装置((株)堀場製作所製、LA−920)で測定できる。
これらのワックス類は、室温付近では、トルエンなど溶剤にはほとんど溶解しないか、溶解しても極めて微量である。
これらのワックス類は、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質とともに分散し、融点以上に加熱するとともに、強い剪断付与能力を有するホモジナイザーや圧力吐出型分散機(ゴーリンホモジナイザー、ゴーリン社製)で粒子状に分散させ、1μm以下の粒子の分散液を作製することができる。これらの離型剤は、トナー構成固体分総重量に対して5〜25重量%の範囲で添加することが、オイルレス定着システムにおける定着画像の剥離性を確保する上で望ましい。なお、得られた離形剤粒子分散液の粒子径は、例えばレーザー回析式粒度分布測定装置((株)堀場製作所製、LA−920)で測定した。また、離型剤を使用するときには、樹脂粒子、着色剤粒子及び離型剤粒子を凝集した後に、さらに樹脂粒子分散液を追加して凝集粒子表面に樹脂粒子を付着することが帯電性、耐久性を確保する観点から望ましい。
帯電制御剤として4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料やトリフェニルメタン系顔料など通常使用される種々の帯電制御剤を使用することができるが、凝集や合一時の安定性に影響するイオン強度の制御と廃水汚染減少の点から水に溶解しにくい材料が好適である。
融合工程において、結着樹脂に含まれるポリエステルブロック共重合体、エチレン性不飽和化合物の重合体のガラス転移点以上又は融点以上の温度に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、必要に応じて洗浄、乾燥することにより、トナーを得ることができる。
本実施形態に用いることができる無機粒子としては、好ましくは一次粒子径が5nm〜2μmであり、より好ましくは5nm〜500nmである粒子である。またBET法による比表面積は20〜500m2/gであることが好ましい。トナーに混合される割合は好ましくは0.01〜5重量%であり、より好ましくは0.01〜2.0重量%である。
このような無機粒子としては例えば、シリカ粉末、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化硅素、窒化硅素などが挙げられるが、シリカ粉末が特に好ましい。
ここでいうシリカ粉末はSi−O−Si結合を有する粉末であり、乾式法及び湿式法で製造されたもののいずれも含まれる。また、無水二酸化ケイ素の他、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛などいずれでもよいが、SiO2を85重量%以上含むものが好ましい。
これらシリカ粉末の具体例としては種々の市販のシリカがあるが、表面に疎水性基を有するものが好ましく、例えばAEROSIL R−972、R−974、R−805、R−812(以上、アエロジル(株)製)、タラックス500(タルコ社製)等を挙げることができる。その他シランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコンオイル、側鎖にアミンを有するシリコンオイル等で処理されたシリカ粉末などが使用可能である。
また、本実施形態のトナーの体積平均粒度分布指標GSDvは1.30以下であることが好ましい。体積平均粒度分布指標GSDvが1.30以下であると解像性が良好で、トナー飛散やカブリ等の画像欠陥が起こりにくい。
本実施形態のトナーの累積体積平均粒子径D50や平均粒度分布指標GSDvは、例えば、コールターカウンターTA−II(ベックマン・コールター(株)製)、マルチサイザーII(ベックマン・コールター(株)製)等の測定器で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D16v、数D16P、累積50%となる粒径を体積D50v、数D50P、累積84%となる粒径を体積D84v、数D84Pと定義する。これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16V)1/2、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84P/D16P)1/2として算出される。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、静電荷像現像剤として使用することができる。静電荷像現像剤は、本実施形態の静電荷像現像用トナーを含有することの他は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとることができる。静電荷像現像用トナーを、単独で用いると一成分系の静電荷像現像剤として調製され、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像剤として調製される。
一成分系現像剤として、現像スリーブ又は帯電部材と摩擦帯電して、帯電トナーを形成して、静電潜像に応じて現像する方法も適用できる。
二成分系の静電荷像現像剤における本実施形態のトナーとキャリアとの混合割合は、好ましくはキャリア100重量部に対して、トナー2〜10重量部である。また、静電荷像現像剤の調製方法は、特に限定されないが、例えば、Vブレンダー等で混合する方法等が挙げられる。
本実施形態の画像形成方法は、潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナー又は前記トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を加圧又は加熱加圧して定着する定着工程を含み、前記トナーが本実施形態の静電荷像現像用トナーもしくは本実施形態の製造方法により製造された静電荷像現像用トナーであり、又は、前記静電荷像現像剤が本実施形態の静電荷像現像剤であり、前記定着工程の定着圧力が5〜300kgf/cm2であることを特徴とする。
前記転写工程又は前記転写手段において、中間転写体を用いて2回以上転写する転写工程又は転写手段を設けてもよい。
定着圧力は、10〜200kgf/cm2が好ましく、20〜100kgf/cm2がより好ましい。上記範囲内であると、上記定着性及び画質特性を両立可能である。
電子写真感光体の場合、該電子写真感光体の表面を、コロトロン帯電器、接触帯電器等により一様に帯電した後、露光し、静電潜像を形成する(潜像形成工程)。次いで、表面に現像剤層を形成させた現像ロールと接触もしくは近接させて、静電潜像にトナーの粒子を付着させ、電子写真感光体上にトナー像を形成する(現像工程)。形成されたトナー像は、コロトロン帯電器等を利用して紙等の被転写体表面に転写される(転写工程)。さらに、被転写体表面に転写されたトナー像は、定着機により加圧又は加熱加圧定着され(定着工程)、最終的なトナー像が形成される。
なお、定着機による加圧定着又は加熱加圧定着の際には、オフセット等を防止するため、定着機における定着部材に離型剤が供給されることが好ましい。
なお、下記実施例において、各種粒子径の測定は以下の方法で行った。また、分子量、ガラス転移点(Tg)、フローテスター粘度の測定は、前述の説明中に記載した方法を用いた。
粒子の体積平均粒子径測定には、コールターマルチサイザーTA−II型(ベックマン・コールター(株)製)を用いた。この場合、粒子の粒径レベルにより、最適なアパーチャーを用いて測定した。測定した粒子の粒径は、体積平均粒子径(μm)で表す。
粒子の粒径がおよそ5μm以下の場合は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(LA−700、(株)堀場製作所製)を用いて測定した。
・エステルワックス(日油(株)製:WE−2、融点65℃):50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK):5部
・イオン交換水:200部
以上を95℃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(ゴーリン社製)で分散処理し、平均粒径が230nmである離型剤を分散させてなる離型剤粒子分散液(離型剤濃度:20重量%)を調製した。
・シアン顔料(大日精化工業(株)製、Pigment Blue 15:3(銅フタロシアニン)):1,000部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンR):150部
・イオン交換水:9,000部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて約1時間分散して着色剤(シアン顔料)を分散させてなる着色剤粒子分散液を調製した。着色剤粒子分散液における着色剤(シアン顔料)の平均粒径は、0.15μm、着色剤粒子濃度は23重量%であった。
<結晶性ポリエステル樹脂(1)の重合>
多価カルボン酸成分:コハク酸 60mol部
多価アルコール成分:プロパンジオール 50mol部
撹拌装置、窒素導入管、温度センサー、精留塔を備えたフラスコに、上記多価カルボン酸成分及び多価アルコール成分を各50mol部の比率で合計3,000部仕込み、1時間を要して190℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した後、触媒Ti(OBu)4(後添加も含む多価カルボン酸成分全量に対し、0.003重量%)を投入した。
さらに、生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃でさらに24時間脱水縮合反応を継続し重合を行った後、残りのコハク酸10mol部を添加しさらに8時間重合を継続し結晶性ポリエステル樹脂(1)を得た。
得られた結晶性ポリエステル樹脂(1)の分子量をGPCにて測定したところ、数平均分子量11,080であった。またDSC測定でのTgは−39℃であった。
多価カルボン酸成分:テレフタル酸 50mol部
多価アルコール成分:ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 60mol部
上記、結晶性ポリエステル樹脂(1)と同様にフラスコに、上記多価カルボン酸成分及び多価アルコール成分を各50mol部の比率で合計3,000部仕込み、1時間を要して190℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した後、触媒Ti(OBu)4(多価カルボン酸成分全量に対し、0.003重量%)を投入した。
さらに、生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して260℃まで温度を上げ、260℃でさらに24時間脱水縮合反応を継続し重合を行った後、残りのビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物10mol部を添加し、さらに重合を8時間継続し非結晶性ポリエステル樹脂(1)を得た。
得られた非結晶性ポリエステル樹脂(1)の分子量をGPCにて測定したところ、数平均分子量15,680であった。またDSC測定でのTgは70℃であった。
得られた結晶性ポリエステル樹脂(1)と非結晶性ポリエステル樹脂(1)とを各1,000部ずつ上記フラスコに投入し、150℃にてよく混合した後、ドデシルベンゼンスルホン酸0.5重量部を添加し、0.5kPaの減圧下で、同温度で反応を継続しポリエステルブロック共重合体(1)を得た。得られた樹脂の分子量をGPCにて測定したところ、数平均分子量25,800であった。
スチレンとブチルアクリレート及び分子量調整剤としてドデカンチオールをそれぞれ75重量部、25重量部、1重量部となるように予め混合したエチレン性不飽和化合物の混合液9重量部にソルビタン酸エステルセスキオレート(HLB:3.8)を2重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩1重量部を添加し溶解させた後、上記ポリエステルブロック共重合体(1)を91重量部添加し、還流冷却管、撹拌機、イオン交換水滴下装置、加熱装置の付いた反応器に投入後、70℃にてよく混合した。
その後、25%アンモニア水溶液を3重量部添加し、さらに70℃にて1時間加熱混合を行った。
その後、同温度で135重量部のイオン交換水を1時間かけて滴下し転相乳化を行った後、過硫酸アンモニウム1%水溶液を10重量部添加し、窒素雰囲気下、70℃にて6時間重合を行い、ポリエステルブロック共重合体(1)とエチレン性不飽和化合物の重合体とを含む樹脂粒子分散液(1)を得た。得られた樹脂粒子分散液(1)の体積平均粒子径を(株)堀場製作所製LA−920を使用して測定すると230nmであった。また、樹脂粒子分散液(1)の固形分濃度を測定したところ42.5重量%であった。
・樹脂粒子分散液(1):565部(固形分240部)
・着色剤粒子分散液:22.87部(固形分5.3部)
・離型剤粒子分散液:50部(固形分10部)
上記原料の内、樹脂粒子分散液(1)158部(固形分67部)を残して、上記原料を円筒ステンレス容器に入れ、Ultraturrax(IKA社製)により8,000rpmで剪断力を加えながら30分間分散混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液0.14部を滴下した。またこの際、原料分散液のpHは4.2〜4.5の範囲に制御した。必要に応じて、0.3Nの硝酸や1Nの水酸化ナトリウム水溶液でpH調整を行った。その後、撹拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移して加熱し、40℃にて凝集粒子の成長を促進させ、体積平均粒子径が5.0μmになった時点で、先に取り分けた樹脂粒子分散液(1)158部を徐々に後添加し、温度を50℃まで昇温させ、粒子径を6.1μmとした。さらにpHを7.5に上げた後、98℃まで昇温させ98℃で6時間保持した後pHを6.5まで徐々に下げた後、加熱を止め、放冷した。その後45μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、凍結乾燥機で乾燥しトナー粒子(1)を得た。
トナー粒子の体積平均粒子径を測定した結果、体積平均粒子径が6.3μm、体積平均粒子径分布が1.21であった。
得られたトナー粒子(1)100部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル(株)製、R−972)1部を外添し、ヘンシェルミキサーを用いて混合することにより、静電荷像現像用トナー(1)を得た。
一方、フェライト粒子(パウダーテック(株)製EFC50B、平均粒径50μm)100部とポリメチルメタクリレート樹脂(三菱レイヨン(株)製、分子量95,000)1部とを、トルエン500部と共に加圧式ニーダーに入れ、常温で15分間混合した後、減圧混合しながら70℃まで昇温し、トルエンを留去した後、冷却し、105μmの篩を用いて分粒することにより、フェライトキャリア(樹脂被覆キャリア)を作製した。
このフェライトキャリアと、上記静電荷像現像用トナー(1)とを混合し、トナー濃度が7重量%である二成分系の静電荷像現像剤(1)を作製した。
富士ゼロックス(株)製のDocuCentre f1100の改造機(プリント速度:110枚/分:定着機の圧力を可変にできるようにしたもの)を用いた。また、定着機については最大定着圧力を調整できる2ロール型の定着機を改造し、さらに、画像側圧力ロールをSUS管にテフロン(登録商標)をコートした高硬度ロールに変更した。転写用紙としては富士ゼロックス(株)製S紙を用いた。
トナーのシステム内強度を検討するために、画像濃度が5%にて連続50,000枚のプリントを行った後、現像機内でのトナーのつぶれ、破壊、凝集の有無の目視確認を行い以下の基準で評価を行った。
○:トナーのつぶれ、破壊、凝集がなく問題ないレベル
△:トナーのつぶれ、破壊、凝集が多少観察されるが実用上問題のないレベル
×:トナーのつぶれ、破壊、凝集が顕著で実用上大きな問題となるレベル
上記、静電荷像現像用トナー(1)及び静電荷像現像剤(1)を用いた、システム内トナー評価の結果、トナーつぶれ、トナーの破壊、凝集がなく実用上問題のないレベル(○)であった。
定着機の定着圧力を10kgf/cm2、50kgf/cm2、100kgf/cm2に設定した後、定着ロールを60℃に加熱し画像の定着を行い定着性に関して以下の基準で評価を行った。
○:画像むらがなく(グロスむら)、紙との密着性も良好で問題ないレベル
△:軽微な画像むらが観察されるものの、紙との密着性は良好で実用上問題ないレベル
×:画像むら、紙との密着性において実用上問題のあるレベル
上記、静電荷像現像用トナー(1)及び静電荷像現像剤(1)を用いた、定着性評価の結果、全ての圧力において、良好な定着性(○)を示した。
上記、10kgf/cm2定着後の画像部のJIS K5400に基づく鉛筆引っかき試験を行い、その鉛筆硬度により以下の判定を行った。
○:鉛筆硬度H以上でまったく問題ないレベル
△:鉛筆硬度HB以上で実用上問題ないレベル
×:鉛筆硬度HB未満で実用上問題のあるレベル
上記、静電荷像現像用トナー(1)及び静電荷像現像剤(1)を用いた、定着画像強度評価の結果、鉛筆硬度H以上を示し実用上問題のないレベルであった(○)。
<結晶性ポリエステル樹脂(2)の重合>
多価カルボン酸成分:グルタル酸 60mol部
多価アルコール成分:エチレングリコール 50mol部
実施例1と同様に、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを各50mol部の比率で合計3,000部フラスコに仕込み、残りの10mol部のグルタル酸を実施例1と同様に添加して重合を完了し結晶性ポリエステル樹脂(2)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂(2)の数平均分子量は15,600、Tgは−45℃であった。
実施例1と同様に、結晶性ポリエステル樹脂(2)と非結晶性ポリエステル樹脂(1)とを用いて、ポリエステルブロック共重合体(2)を得た。得られたポリエステルブロック共重合体(2)の分子量をGPCにて測定したところ、数平均分子量30,800であった。
エチレン性不飽和化合物を15重量部、ポリエステルブロック共重合体(2)を85重量部使用した以外は実施例1と同様に樹脂粒子分散液(2)を調製した。得られた樹脂粒子分散液(2)の粒子径は260nm、固形分濃度は42.5%であった。また、得られた樹脂粒子分散液(2)を乾燥し、樹脂を取り出しフローテスター粘度が104Pa・sになる温度を測定した結果を表1に示した。
樹脂粒子分散液(2)を用い、実施例1と同様の方法でトナー粒子(2)の作製した。トナー粒子の体積平均粒子径を測定した結果、体積平均粒子径が6.1μm、体積平均粒子径分布が1.25であった。
トナー粒子(2)を用いて、実施例1と同様にして静電荷像現像用トナー(2)を作製した。
静電荷像現像用トナー(2)を用いて、実施例1と同様に静電荷像現像剤(2)を作製した。
静電荷像現像用トナー(2)及び静電荷像現像剤(2)を用いて、実施例1と同様にトナー強度、定着試験、定着画像強度試験を行った。その結果を表1に示した。
<結晶性ポリエステル樹脂(3)の重合>
多価カルボン酸成分:セバシン酸 60mol部
多価アルコール成分:プロパンジオール 50mol部
実施例1と同様に、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを各50mol部の比率で合計3,000部フラスコに仕込み、残りの10mol部のセバシン酸を実施例1と同様に添加して重合を完了し結晶性ポリエステル樹脂(3)を得た。結晶性ポリエステル樹脂(3)の数平均分子量は8,000、Tgは−54℃であった。
多価カルボン酸成分:テレフタル酸 50mol部
多価アルコール成分:ビスフェノールAエチレンオキサイド3モル付加物 60mol部
上記材料を用いて、実施例1と同様にして非結晶性ポリエステル樹脂(2)を得た。非結晶性ポリエステル(2)の数平均分子量は9,000、Tgは83℃であった。
実施例1と同様に、結晶性ポリエステル樹脂(3)と非結晶性ポリエステル樹脂(2)とを用いて、ポリエステルブロック共重合体(3)を得た。
得られたポリエステルブロック共重合体(3)の分子量をGPCにて測定したところ、数平均分子量15,800であった。
ポリエステルブロック共重合体(3)を用いた以外は、実施例1と同様に分散を行い樹脂粒子分散液(3)を調製した。
得られた分散液の粒子径は230nm、固形分濃度は42.5%であった。
また、得られた分散液を乾燥し、樹脂を取り出しフローテスター粘度が104Pa・sになる温度を測定した結果を表1に示した。
樹脂粒子分散液(3)を用い、実施例1と同様の方法でトナー粒子(3)を作製した。トナー粒子(3)の体積平均粒子径を測定した結果、体積平均粒子径が5.8μm、体積平均粒子径分布が1.24であった。
トナー粒子(3)を用いて、実施例1と同様にして静電荷像現像用トナー(3)を作製した。
静電荷像現像用トナー(3)を用いて、実施例1と同様にして静電荷像現像剤(3)を作製した。
静電荷像現像用トナー(3)及び静電荷像現像剤(3)を用いて、実施例1と同様にトナー強度、定着試験、定着画像強度試験を行った。その結果を表1に示した。
<ポリエステルブロック共重合体(4)の調製>
結晶性ポリエステル樹脂として、実施例3で用いたものと同じ結晶性ポリエステル樹脂(3)を使用した。
用いるエチレン性不飽和化合物の混合液を40重量部、ポリエステルブロック共重合体(4)を60重量部使用した以外は実施例1と同様にして樹脂粒子分散液(4)を調製した。得られた分散液中の樹脂粒子の粒子径は228nm、固形分濃度は42.5%であった。また、得られた分散液を乾燥し、樹脂を取り出しフローテスター粘度が104Pa・sになる温度を測定した結果を表1に示した。
樹脂粒子分散液(4)を用い、実施例1と同様の方法でトナー粒子(4)を作製した。トナー粒子(4)の体積平均粒子径は5.9μm、体積平均粒子径分布は1.21であった。
トナー粒子(4)を用いて、実施例1と同様にして静電荷像現像用トナー(4)を作製した。
静電荷像現像用トナー(4)を用いて、実施例1と同様に静電荷像現像剤(4)を作製した。
静電荷像現像用トナー(4)及び静電荷像現像剤(4)を用いて、実施例1と同様にトナー強度、定着試験、定着画像強度試験を行った。その結果を表1に示した。
<樹脂粒子分散液(5)の調製>
ポリエステルブロック共重合体として、ポリエステルブロック共重合体(1)を用いた。上記ポリエステルブロック共重合体(1)400重量部にメチルエチルケトン(MEK)200重量部、8重量部のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを溶解したイソプロピルアルコール(IPA)50重量部を添加し、還流冷却管、撹拌機、イオン交換水滴下装置、加熱装置の付いた反応器に投入後、65℃にてよく混合した。その後、25%アンモニア水溶液を3重量部添加し、さらに65℃にて1時間加熱混合を行った。その後1,000重量部のイオン交換水を1時間で滴下し樹脂の転相乳化を行った後冷却し、エバポレータを用いて60℃/減圧下、乳化液からMEK、IPAを除去し樹脂粒子分散液(5)を得た。得られた樹脂粒子分散液中の樹脂粒子の体積平均径は210nmであり、固形分濃度42.5%、残留MEK、IPA総量は100ppmであった。
また、分散液を乾燥し、樹脂を取り出しフローテスター粘度が104Pa・sになる温度を測定した結果を表1に示した。
樹脂粒子分散液(5)を用い、実施例1と同様の方法でトナー粒子(5)を作製した。トナー粒子(5)の体積平均粒子径を測定した結果、体積平均粒子径が5.8μm、体積平均粒子径分布が1.24であった。
トナー粒子(5)を用いて実施例1と同様に静電荷像現像用トナー(5)を作製した。
静電荷像現像用トナー(5)を用いて、実施例1と同様に静電荷像現像剤(5)を作製した。
静電荷像現像用トナー(5)及び静電荷像現像剤(5)を用いて、実施例1と同様にトナー強度、定着試験、定着画像強度試験を行った。
<樹脂粒子分散液(6)の調製>
ポリエステル樹脂として、ポリエステルブロック共重合体の代わりに実施例1で使用した非結晶性ポリエステル樹脂(1)を用いて、比較例1で作製した樹脂粒子分散液(5)と同様の手法で、樹脂粒子分散液(6)を作製した。得られた樹脂粒子分散液(6)中の樹脂粒子の粒子径は244nm、固形分濃度は42.5%であった。
また、得られた樹脂粒子分散液(6)を乾燥し、樹脂を取り出しフローテスター粘度が104Pa・sになる温度を測定した結果を表1に示した。
樹脂粒子分散液(6)を用い、実施例1と同様の方法でトナー粒子(6)を作製した。トナー粒子(6)の体積平均粒子径を測定した結果、体積平均粒子径が5.9μm、体積平均粒子径分布が1.24であった。
トナー粒子(6)を用いて、実施例1と同様にして静電荷像現像用トナー(6)を作製した。
静電荷像現像用トナー(6)を用いて、実施例1と同様にして静電荷像現像剤(6)を作製した。
静電荷像現像剤(6)を用いて、実施例1と同様にトナー強度、定着試験、定着画像強度試験を行った。結果を表1に示した。
<樹脂粒子分散液(7)の調製>
ポリエステル樹脂として、ポリエステルブロック共重合体の代わりに実施例1で使用した結晶性ポリエステル樹脂(1)を用いて、比較例1で作製した樹脂粒子分散液(5)と同様の手法で、樹脂粒子分散液(7)を作製した。得られた分散液の粒子径は205nm、固形分濃度は42.5%であった。
また、得られた樹脂粒子分散液を乾燥し、樹脂を取り出しフローテスター粘度が104Pa・sになる温度を測定した結果を表1に示した。
樹脂粒子分散液(7)を用い、実施例1と同様の方法でトナー粒子(7)を作製した。トナー粒子の体積平均粒子径を測定した結果、体積平均粒子径が6.5μm、体積平均粒子径分布が1.22であった。
トナー粒子(7)を用いて実施例1と同様に静電荷像現像用トナー(7)を作製した。
静電荷像現像用トナー(7)を用いて、実施例1と同様に静電荷像現像剤(7)を作製した。
静電荷像現像用トナー(7)及び静電荷像現像剤(7)を用いて、実施例1と同様にトナー強度、定着試験、定着画像強度試験を行った。
Claims (13)
- ジカルボン酸及びジオールより得られた結晶性ポリエステルブロック、及び、ジカルボン酸及びジオールより得られた非結晶性ポリエステルブロックのみからなるポリエステルブロック共重合体、並びに、芳香族ビニル単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体より得られたランダム共重合体を結着樹脂として含み、
フローテスター印加圧力5kgf/cm2において、前記結着樹脂の粘度が104Pa・sになる温度T(P5)が110℃以上であり、
フローテスター印加圧力300kgf/cm2において、前記結着樹脂の粘度が104Pa・sになる温度T(P300)が80℃以下であり、
30℃≦T(P5)−T(P300)≦80℃であることを特徴とする
静電荷像現像用トナー。 - 前記結晶性ポリエステルブロックのTgが0℃以下であり、前記非結晶性ポリエステルブロックのTgが50℃以上である、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結晶性ポリエステルブロックが、エチレングリコール及びプロピレングリコールよりなる群から選ばれたジオール、並びに、コハク酸、グルタル酸、及びセバシン酸よりなる群から選ばれたジカルボン酸より得られ、かつ、前記非結晶性ポリエステルブロックが、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物をジオールとし、テレフタル酸をジカルボン酸として得られる、請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記エチレン性不飽和化合物がスチレン及びブチルアクリレートを含む、請求項1〜3いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記エチレン性不飽和化合物のランダム共重合体の含有量が、前記結着樹脂の総量に対して5〜50重量%である、請求項1〜4いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ポリエステルブロック共重合体及び前記ランダム共重合体を結着樹脂として含む外殻を有する、請求項1〜5いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- 芳香族ビニル単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体よりなるエチレン性不飽和化合物、並びに、ジカルボン酸及びジオールよりなる結晶性ポリエステルブロック及びジカルボン酸及びジオールよりなる非結晶性ポリエステルブロックのみからなるポリエステルブロック共重合体を加熱混合して混合物を得る工程、
前記混合物を水系媒体中に乳化分散する分散工程、
前記エチレン性不飽和化合物を重合して、凝集粒子用樹脂粒子分散液を得る重合工程、
分散した凝集粒子用樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る凝集工程、並びに、
前記凝集粒子を加熱して融合する融合工程を含むことを特徴とする
請求項1〜6いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 前記凝集工程で得た凝集粒子の表面に外殻形成用樹脂粒子を凝集付着させて外殻を形成する外殻形成工程をさらに含み、前記融合工程が前記外殻形成工程で得られた外殻を有する凝集粒子を加熱して融合させる融合工程である、請求項7に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記分散工程及び前記重合工程が、ミニエマルション重合による乳化重合工程を含む、請求項7又は8に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記ポリエステルブロック共重合体が、硫黄酸を触媒として150℃以下の温度にて重合された、請求項7〜9いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 請求項1〜6いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー又は請求項7〜10いずれか1つに記載の製造方法により製造された静電荷像現像用トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤。
- 潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、
前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナー又は前記トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、
前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を加圧又は加熱加圧して定着する定着工程を含み、
前記トナーが請求項1〜6いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーもしくは請求項7〜10いずれか1つに記載の製造方法により製造された静電荷像現像用トナーであるか、又は、前記静電荷像現像剤が請求項11に記載の静電荷像現像剤であり、
前記定着工程の定着圧力が5〜300kgf/cm2であることを特徴とする
画像形成方法。 - 潜像保持体、
前記潜像保持体を帯電させる帯電手段、
帯電した前記潜像保持体を露光して前記潜像保持体上に静電潜像を形成させる露光手段、
トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段、
前記トナー像を前記潜像保持体から被転写体に転写する転写手段、及び、
前記被転写体表面に転写された前記トナー像を加圧又は加熱加圧して定着する定着手段を有し、
前記定着手段の定着圧力が5〜300kgf/cm2であり、
前記トナーが請求項1〜6いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーもしくは請求項7〜10いずれか1つに記載の製造方法により製造された静電荷像現像用トナーであり、又は、前記静電荷像現像剤が請求項11に記載の静電荷像現像剤であることを特徴とする
画像形成装置。
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