JP5915243B2 - 透明トナー及びそれを用いて形成されたトナー像、静電潜像現像剤、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、並びに、画像形成方法 - Google Patents

透明トナー及びそれを用いて形成されたトナー像、静電潜像現像剤、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、並びに、画像形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、透明トナー及びそれを用いて形成されたトナー像、静電潜像現像剤、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、並びに、画像形成方法に関する。
電子写真法などにより、静電潜像を経て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、帯電および露光(潜像形成)工程により潜像保持体(感光体)表面に画像情報を静電潜像として形成し、トナーを含む現像剤を用いて、感光体表面にトナー像を現像し、このトナー像を、用紙などの記録媒体(被転写体)に転写する転写工程、さらに、トナー像を記録媒体上に定着させる定着工程を経て画像として可視化される。
近年の普及が著しいカラー電子写真法によるカラー画像形成は、一般に減法3原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの3色のカラートナーと、黒色のトナーと、を含む4色のトナーを用いて色の再現を行なうものである。
一般的なカラー電子写真法では、まず原稿(画像情報)をイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色に色分解し、各色毎に感光体表面に静電潜像を形成する。この際、各色毎に形成された静電潜像を、各色のトナーを含む現像剤を用いて現像してトナー像を形成し、転写工程を経てトナー像が記録媒体上に転写される。この静電潜像の形成からトナー像の記録媒体上への転写までの一連の工程を、各色毎に順次行い、記録媒体上に各色のトナー像が画像情報と一致するように重ね合せられて転写される。転写工程においては、中間転写体を経由して記録媒体にトナー像が転写されるか又は記録媒体にトナー像が直接転写される。
このようにして記録媒体上に各色のトナー像が転写されて得られたカラーのトナー像は、定着工程を経てカラー画像として定着される。
これらのカラー画像形成においては、従来からのY(イエロー)、M(マゼンタ)C(シアン)、BK(ブラック)の他に、透明トナーを用いて、画像面内の光沢差を補正したり、転写紙面上での光沢を制御したり、画像濃度とトナー付着量の補正を行う試みがなされている。
さらには、透明トナーを用いて画像に立体感を付与する試みがなされている。
ブレードクリーニングによっても除去することのできないフィルミング現象による感光体汚染の発生という問題を解決し、画像濃度が高く鮮明な複写画像を長期にわたって安定に形成することができる静電像現像用トナーを提供するため、酸化セリウムを必須成分とし、さらに他の希土類元素化合物の少なくとも1つを含む研磨剤を、トナー粉末に対して0.01乃至20重量%混合してなることを特徴とする静電像現像用トナーが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、帯電付与部材へのトナー粉の融着がなく、感光体、現像剤担持体等へのフィルミング現象が発生せず、長期連続印刷時に画像濃度低下が少なく、カブリやスジの生じない良好な画像が得られる耐久性に優れた非磁性一成分現像用トナーを提供するため、少なくとも、結着樹脂と着色剤と帯電制御剤とを含有するトナー粒子に、さらに平均一次体積粒径20nm以下の第一無機微粒子と、平均一次体積粒径30nm乃至1μmの第二無機微粒子と、酸化セリウムを必須成分としさらに他の希土類元素化合物の少なくとも一つを含む粒子、とを含有してなることを特徴とする非磁性一成分現像用トナーが開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。
さらには、無機顔料を用い、陶磁器等のセラミックに絵付けを行う方法が提案され、無機顔料としてプラセオジムイエローが、外添剤として酸化セリウムが例示された静電像現像用トナーが開示されている(例えば、特許文献4乃至6参照)。
加えてトナー用の外添剤としてセリウムを40%以上含有し、希土類元素としてプラセオジムが例示された静電像現像用トナーが開示されている(例えば、特許文献7参照)。
また、ポリエステル樹脂用の重合触媒として希土類元素を用いて重合し、これを静電像現像用トナーに用いる例が開示されている(例えば、特許文献8参照)。
特開昭61−236558号公報 特開2001−265051号公報 特開2002−341587号公報 特開平9−236982号公報 特開平10−115948号公報 特開平10−115949号公報 特開2010−85681号公報 特開2006−337943号公報
本発明は、色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる画像が形成される透明トナーを提供することを目的とする。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
即ち、請求項1に係る発明は、
結着樹脂を含むトナー粒子と、酸化セリウムを含む外添剤と、を含有し、
トナー全体に占める前記酸化セリウムの含有量が、0.102質量%以上0.221質量%以下であり、
トナー全体に占めるセリウムの含有量が0.082質量%以上0.18質量%以下であり、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.0095質量%以下である透明トナーである。
請求項に係る発明は、
請求項1に記載の透明トナーを含む静電潜像現像剤である。
請求項に係る発明は、
画像形成装置に着脱可能に装着され、前記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トナーを収容し、前記トナーが請求項1に記載の透明トナーであるトナーカートリッジである。
請求項に係る発明は、
現像剤保持体を少なくとも備え、請求項に記載の静電潜像現像剤を収容するプロセスカートリッジである。
請求項に係る発明は、
潜像保持体と、
前記潜像保持体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像保持体の表面に形成された静電潜像を請求項に記載の静電潜像現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、
前記潜像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
前記被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置である。
請求項に係る発明は、
潜像保持体を帯電させる帯電工程と、
帯電した前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
前記潜像保持体の表面に形成された静電潜像を請求項に記載の静電潜像現像剤によりトナー像として現像する現像工程と、
前記潜像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写工程と、
前記被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法である。
請求項に係る発明は、
前記被転写体上に転写されたトナー像のトナー載り量が、3.0g/m以上20.0g/m以下である請求項に記載の画像形成方法である。
請求項に係る発明は、
請求項1に記載の透明トナーを用いて被転写体上に形成された、厚みが6μm以上40μm以下のトナー像である。
請求項1に係る発明によれば、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.05質量%以下の範囲外である場合に比較して、色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる画像が形成される透明トナーが提供される。
請求項に係る発明によれば、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.05質量%以下の範囲外である場合に比較して、色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる画像が形成される静電潜像現像剤が提供される。
請求項に係る発明によれば、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.05質量%以下の範囲外である場合に比較して、色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる画像が形成される透明トナーの供給を容易にするトナーカートリッジが提供される。
請求項に係る発明によれば、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.05質量%以下の範囲外である場合に比較して、色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる画像が形成される静電潜像現像剤の取り扱いを容易にし、種々の構成の画像形成装置への適応性を高めることができる。
請求項に係る発明によれば、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.05質量%以下の範囲外である場合に比較して、色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる画像が形成される画像形成装置が提供される。
請求項に係る発明によれば、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.05質量%以下の範囲外である場合に比較して、色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる画像が形成される画像形成方法が提供される。
請求項に係る発明によれば、トナー載り量が3.0g/m以上20.0g/m以下であっても、色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる画像が形成される画像形成方法が提供される。
請求項に係る発明によれば、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.05質量%以下の範囲外である場合に比較して、色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れるトナー像が提供される。
本実施形態の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
以下、本発明の透明トナー及びそれを用いて形成されたトナー像、静電潜像現像剤、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、並びに、画像形成方法の実施形態について詳細に説明する。
<透明トナー>
本実施形態の透明トナー(以下、本実施形態のトナーと称することがある。)は、結着樹脂を含むトナー粒子と、酸化セリウムを含む外添剤と、を含有し、トナー全体に占めるセリウムの含有量が0.05質量%以上0.20質量%以下とされ、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.05質量%以下とされたトナーである。
ただし、本実施形態の透明トナーでは、トナー全体に占める前記酸化セリウムの含有量を0.102質量%以上0.221質量%以下、トナー全体に占めるセリウムの含有量を0.082質量%以上0.18質量%以下、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量を0.001質量%以上0.0095質量%以下とする。
電子写真法により画像を形成する場合、画像形成装置の感光体や中間転写体には転写残トナー、かぶりトナー、放電生成物、紙粉などの異物が残留したり付着したりする。そのため、これらの汚染物質はクリーニングブレードやクリーニングブラシ等を用いて除去される。これらの異物の除去を促進するため、トナーには外添剤として研磨剤(クリーニング助剤)が添加される場合がある。研磨剤としては、コストの観点や感光体表面の研磨性の観点から酸化セリウムを用いることが望ましい。
セリウム元素は希土類元素であるところ、希土類は周期表の中で第3族の第4周期乃至第6周期に該当する金属元素であり、互いに化学的性質が似通っている。さらに、鉱石中に相伴って産出されるため、単体として分離することが容易でない元素群である。そのため純度の低い酸化セリウムを透明トナーの外添剤に使用した場合に、酸化セリウム外添剤に含まれる不純物に起因して、定着画像の濁りの要因となりやすい。また純度の高い酸化セリウムを使用した場合には、定着画像の濁りはなくなるが、セリウム結晶欠陥が減り電気抵抗が高くなるため、感光体上から転写ベルトあるいは紙面に転写されやすく、感光体上に残留しにくくなり、そのために酸化セリウムによる感光体表面への研磨効果が低くなりやすくなる。
色温度とは、光の色を定量的に表すことができる値であり、黒体がそれと等しい色を出すときの絶対温度を示すものである。例えば、ろうそくの炎であれば約1800K、ハロゲン電灯であれば約3000K,蛍光灯であれば約5200K、太陽光であれば約5500K,青い空であれば約12000Kのように、赤い光は低温、温度の上昇に伴ってオレンジ色、黄色、白色、青色となる。色温度が5000K以下とは、前記蛍光灯の5200Kよりも若干低い値で、ほぼ白色であると言える。5000Kから温度が低下するにしたがって黄色の成分が加わってゆくが4000K以上であれば、おおよそ白色として認識できる範囲となる。
セリウム中に含まれる不純物の一種であるプラセオジムの酸化物である酸化プラセオジムは、若干黄色系に着色している。一方で透明トナーの研磨剤として酸化セリウムを用いた場合に、化学的性質の近い酸化プラセオジムが酸化セリウムに混入する場合がある。その場合に、透明トナーは前記酸化プラセオジムの影響でやや黄色味がかった定着画像となりやすい。ただし、特定の光(色温度で5000K以下の領域)においては、前記酸化プラセオジムの着色の影響により、逆にプラセオジム以外のセリウム中に含まれる不純物に由来する灰色成分を相殺し、そのために透明性が保持される。酸化セリウムを使用しつつ、トナー像の透明性を確保することができる。色温度としては前述のように4000K以上、5000K以下を示すことが好ましい。
本実施形態においては、トナー全体に占めるセリウムの含有量が0.05質量%以上0.20質量%以下とされるが、0.08質量%以上0.18質量%以下が望ましく、0.10質量%以上0.18質量%以下がさらに望ましい。
トナー全体に占めるセリウムの含有量が0.05質量%未満であると、感光体表面における研磨効果が十分でないという問題を生ずることがある。一方、トナー全体に占めるセリウムの含有量が0.20質量%を超えると、研磨効果が大きすぎるために部材の傷が問題となることがある。
本実施形態では、トナー全体に占めるセリウムの含有量が0.05質量%以上0.20質量%以下の場合において、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.05質量%以下とされるが、0.001質量%以上0.01質量%以下が望ましく、0.001質量%以上0.005質量%以下がさらに望ましい。
トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%未満であると、プラセオジム以外の酸化セリウム外添剤中に含まれる不純物に由来する灰色を相殺する効果が十分でなく定着画像の濁りが出る問題を生ずることがある。一方、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.05質量%を超えると、プラセオジムに由来する黄色により定着画像の透明性が低下する問題を生ずることがある。
トナー全体に占めるセリウムの含有量が0.05質量%以上0.20質量%以下であり、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.05質量%以下であれば、トナー載り量を3g/mとしたときのトナー像の画像色相が薄くなり、色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる画像が形成される。
また、トナー全体に占めるセリウムの含有量が0.05質量%以上0.20質量%以下であり、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.01質量%以下であれば、トナー載り量を20g/mとしたときのトナー像の画像色相が薄くなり、手触り感を出すために用いられる厚膜の透明トナー画像としたときの色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる。
本実施形態において、トナー全体に占めるセリウム及びプラセオジムは、外添剤として添加される酸化セリウムに由来するものであることが望ましい。
本実施形態において、トナー全体に占めるセリウム及びプラセオジムの含有量は、下記方法により測定された値をいう。
測定用試料前処理としては、トナー6gを加圧成型器で20t、30秒の加圧条件下で圧縮成型を実施し直径50mmの圧縮成型物を作成した。作成した圧縮成型物を(株)リガクの蛍光X線(ZSX PrimusII)により測定した。
以下に、本実施形態のトナーを構成する各成分について説明する。
本実施形態のトナーは、結着樹脂を含むトナー粒子と、酸化セリウムを含む外添剤と、を含有する。
(結着樹脂)
本実施形態のトナー粒子は結着樹脂を含む。
結着樹脂としては、例えば、従来公知の熱可塑性結着樹脂などが挙げられ、具体的には、ポリエステル樹脂、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類の単独重合体又は共重合体(スチレン系樹脂);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−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);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のビニルケトン類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類の単独重合体又は共重合体(オレフィン系樹脂);エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、及びこれらの非ビニル縮合系樹脂とビニル系モノマーとのグラフト重合体などが挙げられる。
これらの中でも、定着性と樹脂が淡黄色でプラセオジムの効果をより示しやすいとの観点からポリエステル樹脂を結着樹脂として用いることが望ましい。
ポリエステル樹脂の種類は特に限定されるものではなく、公知のポリエステル樹脂を用いることができる。
−ポリエステル樹脂−
本実施形態においてポリエステル樹脂を用いることで、ポリエステル樹脂の分子間力の熱に対する応答性の速さから低温定着性に有利である。またこの理由により、トナーの強度や定着画像の強度向上の観点でも望ましい。
本実施形態において望ましく用いられるポリエステル樹脂としては、例えば多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものである。
多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類;無水マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類;が挙げられ、これらの多価カルボン酸を1種又は2種以上用いることができる。これら多価カルボン酸の中でも、芳香族カルボン酸を用いることが望ましい。また、良好なる定着性を確保するため、架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジカルボン酸とともに3価以上のカルボン酸(トリメリット酸やその酸無水物等)を併用することが望ましい。
前記ポリエステル樹脂における多価アルコールの例としては、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、グリセリン、などの脂肪族ジオール類;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などの脂環式ジオール類;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などの芳香族ジオール類が挙げられる。これら多価アルコールを1種又は2種以上用いることができる。これら多価アルコールの中でも、芳香族ジオール類、脂環式ジオール類が好ましく、このうち芳香族ジオールが樹脂を淡黄色にしやすい点でより望ましい。また、より良好なる定着性を確保するため、架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジオールとともに3価以上の多価アルコール(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)を併用してもよい。
前記ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は50℃以上80℃以下の範囲であることが望ましい。Tgが50℃より低いと、トナーの保存性や定着画像の保存性の観点で問題が生じてしまう場合がある。また80℃より高いと、従来に比べ低温で定着することができなくなる場合がある。
ポリエステル樹脂のTgは50℃以上65℃以下であることがより望ましい。
なお、上記ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られた吸熱ピークのピーク温度として求めた。
また、ポリエステルの重量平均分子量(Mw)は8000以上30000以下の範囲であることが好ましいが、低温定着性と機械強度の観点から、重量平均分子量(Mw)は8000以上16000以下の範囲であることがより好ましい。そして、低温定着性、混合性の観点から、第三成分を共重合してもよい。
なお、ポリエステルの製造方法は、酸(ジカルボン酸)成分と、アルコール(ジオール)成分とから合成され、後述する製造方法により、特に制限はなく、一般的なポリエステル重合方法で製造することが出来る。
ポリエステル樹脂の製造方法としてはとくに制限はなくカルボン酸成分とアルコール成分を反応させる一般的なポリエステル重合法で製造することができ、例えば、直接重縮合、エステル交換法等が挙げられ、モノマーの種類によって使い分けて製造する。前記酸成分とアルコール成分とを反応させる際のモル比(酸成分/アルコール成分)としては、反応条件等によっても異なるため、一概には言えないが、通常1/1程度である。
ポリエステルの製造は、重合温度180℃以上230℃以下の間で行うことができ、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる。モノマーが、反応温度下で溶解または相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助溶剤として加え溶解させてもよい。重縮合反応においては、溶解補助溶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モノマーが存在する場合はあらかじめ相溶性の悪いモノマーと、そのモノマーと重縮合予定のカルボン酸成分またはアルコール成分とを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
ポリエステルの製造時に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物、リン酸化合物、およびアミン化合物等が挙げられ、具体的には、以下の化合物が挙げられる。
例えば、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸リチウム、酢酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、三酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフテン酸ジルコニウム、炭酸ジルコニール、酢酸ジルコニール、ステアリン酸ジルコニール、オチル酸ジルコニール、酸化ゲルマニウム、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等の化合物が挙げられる。
(離型剤)
本実施形態のトナー粒子は離型剤を含んでもよい。離型剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン等のパラフィンワックス;シリコーン樹脂;ロジン類;ライスワックス;カルナバワックス;エステルワックス;モンタンワックス等が挙げられる。これらの中でも、パラフィンワックス、エステルワックス、モンタンワックス等が好ましく、パラフィンワックス、エステルワックス等がさらに好ましい。本実施形態に用いられる離型剤の融解温度は、60℃以上130℃以下が望ましく、70℃以上120℃以下がより望ましい。離型剤のトナー中の含有量は0.5質量%以上15質量%以下が望ましく、1.0質量%以上12質量%以下がより望ましい。離型剤の含有量が0.5質量%より少ないと、特にオイルレス定着において剥離不良となるおそれがある。離型剤の含有量が15質量%より多いと、トナーの流動性が悪化する等、画質および画像形成の信頼性を低下させるおそれがある。
(その他の添加剤)
本実施形態のトナー粒子には、上記成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤、無機粉体(無機粒子)、有機粒子等の種々の成分を添加することができる。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、またはこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。
(トナーの特性)
本実施形態のトナーの体積平均粒子径は4μm以上9μm以下の範囲であることが望ましく、より望ましくは4.5μm以上8.5μm以下の範囲であり、さらに望ましくは5μm以上8μm以下の範囲である。体積平均粒子径が4μmより小さいと、トナー流動性が低下し、各粒子の帯電性が低下しやすい。また、帯電分布が広がるため、背景へのかぶりや現像器からのトナーこぼれ等が生じやすくなる。また4μmより小さいと、格段にクリーニング性が困難となる場合がある。体積平均粒子径が9μmより大きいと、解像度が低下するため、十分な画質が得られなくなり、近年の高画質要求を満たすことが困難となる場合がある。
なお、上記体積平均粒子径の測定は、コールターマルチサイザーII(コールター社製)を用いて、50μmのアパーチャー径で行うことができる。この際、測定はトナーを電解質水溶液(アイソトン水溶液)に分散させ、超音波により30秒以上分散させた後に行った。
さらに、本実施形態のトナーは、形状係数SF1が110以上140以下の範囲の球状であることが好ましい。形状がこの範囲の球状であることにより、転写効率、画像の緻密性が向上し、高画質な画像が形成される。
上記形状係数SF1は110以上130以下の範囲であることがより好ましい。
ここで上記形状係数SF1は、下記式(1)により求められる。
SF1=(ML/A)×(π/4)×100 ・・・ 式(1)
上記式(1)中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
前記SF1は、主に顕微鏡画像または走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、例えば、以下のようにして算出することができる。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式(1)によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
本実施形態のトナーは、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー及びブラックトナーからなる群より選択される少なくとも一種の有色トナーと共にトナーセットを構成してもよい。
有色トナーに用いられる着色剤としては、染料であっても顔料であってもかまわないが、耐光性や耐水性の観点から顔料が望ましい。
望ましい着色剤としては、カーボンブラック、アニリンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアンブルー、マラカイトグリーンオキサート、ランプブラック、ローズベンガル、キナクリドン、ベンジシンイエロー、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド185、C.I.ピグメント・レッド238、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等の公知の顔料が使用できる。
有色トナーにおける前記着色剤の含有量としては、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下の範囲が望ましい。また、必要に応じて表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用したりすることも有効である。前記着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等を得ることができる。
なお、本実施形態における有色トナーは、着色剤を含む以外、本実施形態のトナー(透明トナー)と同様の成分を含有してもよい。また、粒子径等のトナーの特性に係る好ましい範囲も本実施形態のトナーと同様である。
<トナーの製造方法>
本実施形態のトナーの製造方法は特に限定されず、公知である混練・粉砕製法等の乾式法や、乳化凝集法や懸濁重合法等の湿式法等によって作製される。これらの方法の中でも、コアシェル構造とすることによりトナー表面の離型剤露出率の低いトナーを作成容易な乳化凝集法が好ましい。以下、乳化凝集法による本実施形態のトナーの製造方法について詳しく説明する。
本実施形態のトナーの製造方法は、ポリエステル樹脂粒子を分散したポリエステル樹脂粒子分散液と、必要に応じて用いられる離型剤粒子を分散した離型剤粒子分散液と、を混合して、前記ポリエステル樹脂粒子と前記離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する凝集粒子形成工程と、前記凝集粒子を加熱して前記凝集粒子を融合する融合工程と、を少なくとも有するものであることが好ましい。
また、ポリエステル樹脂粒子としては、結晶性ポリエステル樹脂粒子と非晶性ポリエスエル樹脂粒子との併用であってもよい。
離型剤を分散処理することにより、体積平均粒子径が1μm以下の離型剤粒子を含む離型剤粒子分散液が得られる。なお、より好ましい離型剤粒子の体積平均粒子径は、100nm以上500nm以下である。
体積平均粒子径が100nm未満では、使用されるポリエステル樹脂の特性にも左右されるが、一般的に離型剤成分がトナー中に取り込まれにくくなる。また、500nmを超える場合には、トナー中の離型剤の分散状態が不充分となる場合がある。
ポリエステル樹脂粒子分散液の作製は、水系媒体とポリエステル樹脂とを混合した溶液に、分散機により剪断力を与えることにより行うことができる。その際、加熱して樹脂成分の粘性を下げて粒子を形成することができる。また分散した樹脂粒子の安定化のため、分散剤を使用することもできる。さらに、ポリエステル樹脂が油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば、該樹脂をそれらの溶剤に溶解させて水中に分散剤や高分子電解質と共に粒子分散し、その後加熱又は減圧して溶剤を蒸散することにより、ポリエステル樹脂粒子分散液を作製することができる。
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;などが挙げられるが、水のみであることが望ましい。
また、乳化工程に使用される分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム等の水溶性高分子;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のアニオン性界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両性イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等のノニオン性界面活性剤等の界面活性剤;リン酸三カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機塩;等が挙げられる。
前記乳化液の作製に用いる分散機としては、例えば、ホモジナイザー、ホモミキサー、加圧ニーダー、エクストルーダー、メディア分散機等が挙げられる。樹脂粒子の大きさとしては、その平均粒子径(体積平均粒子径)は1.0μm以下が好ましく、60nm以上300nm以下の範囲であることがより好ましく、さらに好ましくは150nm以上250nm以下の範囲である。60nm未満では、樹脂粒子が分散液中で安定な粒子となるため、該樹脂粒子の凝集が困難となる場合がある。また1.0μmを超えると、樹脂粒子の凝集性が向上しトナー粒子を作成することが容易となるが、トナーの粒子径分布が広がってしまう場合がある。
(凝集粒子形成工程)
凝集粒子形成工程においては、ポリエステル樹脂粒子分散液、必要に応じて用いられる離型剤粒子分散液等を混合して混合液とし、ポリエステル樹脂粒子のガラス転移温度又は融解温度以下の温度で加熱して凝集させ、凝集粒子を形成する。凝集粒子の形成は、攪拌下、混合液のpHを酸性にすることによってなされる。pHとしては、2以上7以下の範囲が望ましく、2.2以上6以下の範囲がより望ましく、2.4以上5以下の範囲がさらに望ましい。この際、凝集剤を使用することも有効である。
なお、凝集工程において、離型剤粒子分散液は、一度に添加・混合してもよいし、複数回に分割して添加しても良い。
凝集剤としては、前記分散剤に用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩の他、2価以上の金属錯体を好適に用いることができる。特に、金属錯体を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、帯電特性が向上するため特に望ましい。
前記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、硫酸アルミニウムなどの金属塩、および、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などが挙げられる。その中でも特に、アルミニウム塩およびその重合体が好適である。よりシャープな粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数が1価より2価、2価より3価、3価より4価の方が、また、同じ価数であっても重合タイプの無機金属塩重合体の方が、より適している。
本実施形態においては、アルミニウムを含む4価の無機金属塩の重合体を用いることが、シャープな粒度分布を得るため好ましい。
また、前記凝集粒子が所望の粒子径になったところでポリエステル樹脂粒子を追添加することで(被覆工程)、コア凝集粒子の表面をポリエステル樹脂で被覆した構成のトナーを作製してもよい。これにより、離型剤がトナー表面に露出しにくくなるため、トナー表面の離型剤露出率が10%以下とされる。ポリエステル樹脂粒子を追添加する場合、追添加前に凝集剤を添加したり、pH調整を行ってもよい。
(融合工程)
融合工程においては、前記凝集工程に準じた攪拌条件下で、凝集粒子の懸濁液のpHを3以上9以下の範囲に上昇させることにより凝集の進行を止め、ポリエステル樹脂粒子のガラス転移温度又は融解温度以上の温度で加熱を行うことにより凝集粒子を融合させる。また、ポリエステル樹脂で被覆した場合には、該ポリエステル樹脂も融合しコア凝集粒子を被覆する。前記加熱の時間としては、融合がされる程度行えばよく、0.5時間以上10時間以下程度行えばよい。
融合後に冷却し、融合粒子を得る。また冷却の工程で、ポリエステル樹脂の融解温度近傍(融解温度±10℃の範囲)で冷却速度を落とす、いわゆる徐冷をすることで結晶化を促進してもよい。
融合して得た融合粒子は、ろ過などの固液分離工程や、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程を経てトナー粒子とすることができる。
−外添剤および内添剤−
得られたトナー粒子には、外添剤として酸化セリウムが添加される。酸化セリウムの体積平均粒子径は、0.3μm以上5μm以下の範囲であることが好ましく、0.4μm以上2.0μm以下の範囲であることがより好ましい。
外添剤としての酸化セリウム中における、セリウムとプラセオジムとの比は、Ce/Pr比で、20乃至150が望ましく、20乃至100が特にトナー載り量が多くなった画像に対して有効であることから、より好ましい。
酸化セリウムの添加量としては、トナー粒子100質量部に対して0.05質量部以上1.0質量部以下が望ましく、0.08質量部以上0.80質量部以下がさらに望ましく、0.10質量部以上0.80質量部以下が特に好ましい。
酸化セリウムは公知の製法で作製することができる。例えば、バストネサイト精鉱を原料とし、不純物を除去して炭酸塩とした後、焼結し、粉砕及び分級をおこなって所望の粒径の酸化セリウム粒子を得ることができる。また、酸化セリウム塩の水溶液にアンモニア水などの塩基を添加して中和し、沈殿物を析出させた後、耐圧容器中で加熱、結晶化させることで酸化セリウム粒子を作製する湿式製法を用いても良い。
天然の鉱石を原料とするとセリウム以外の元素として、プラセオジムを含むが、セリウムとプラセオジムとの比を制御するためには、上記の酸化セリウムの製法で、焼結前にトリブチルリン酸や濃硝酸等で洗浄し、プラセオジムを除去することによって調整することができる。より具体的にはトリブチルリン酸はセリウムとプラセオジム以外の不純物を、セリウムとプラセオジムよりも有効に除去することができ、濃硝酸は主にプラセオジムの除去に対して有効である。
酸化セリウムの添加は、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行うことができ、段階を分けて付着させることができる。
また、得られたトナー粒子は、帯電調整、流動性付与、電荷交換性付与等を目的として、シリカ、チタニア、酸化アルミに代表される無機粒子を添加付着することができる。
前記無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、ベンガラ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げられる。これらの中でも、シリカ粒子及び/又はチタニア粒子が好ましく、特に疎水化処理されたシリカ粒子が好ましい。
前記疎水化処理の手段としては従来公知の方法を用いることができる。具体的にはシラン、チタネート、アルミネート等の各カップリング処理が挙げられる。カップリング処理に用いるカップリング剤としては特に制限はないが、例えばメチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジフェエルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−ブロモプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、フルオロアルキルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシランカップリング剤;チタネートカップリング剤;アルミネートカップリング剤;等が好適な例として挙げられる。
更に、必要に応じて種々の添加剤を添加してもよく、これらの添加剤としては、他の流動化剤やポリスチレン粒子、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリフッ化ビニリデン粒子等のクリーニング助剤やジンクステアリルアミド、ステアリン酸亜鉛等の感光体付着物除去を目的とした滑剤等があげられる。
酸化セリウム以外のその他の外添剤の添加量は、トナー粒子100質量部に対して、0.1質量部以上5質量部以下の範囲が好ましく、0.3質量部以上2質量部以下の範囲がより好ましい。添加量が0.1質量部より少ないと、トナーの流動性が悪化する場合があり、更に帯電性が悪化する、電荷交換性が悪化するなどの不具合があり、宜しくない。一方、該添加量が5質量部より多いと、過剰被覆状態となり、過剰無機酸化物が接触部材に移行し、二次障害を引き起こす場合がある。
更に必要に応じ、超音波篩分機、振動篩分機、風力篩分機などを使って、トナーの粗大粒子を外添後取り除いてもよい。
また、上述した外添剤以外にも、帯電制御剤、有機粒体、などのその他の成分(粒子)を添加させることが可能である。
帯電制御剤としては、特に制限はないが、無色または淡色のものが好ましく使用できる。例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミニウム、鉄、クロムなどの錯体、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
有機粒体としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される粒子が挙げられる。なお、これらの無機粒体や有機粒体は、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用することができる。
<静電潜像現像剤>
本実施形態の静電潜像現像剤は、本実施形態のトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態のトナーは、そのまま一成分現像剤として、あるいは二成分現像剤として用いられる。二成分現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して使用される。
二成分現像剤に使用し得るキャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアを用いることができる。例えば酸化鉄、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や、これら芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等を挙げることができる。またマトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
キャリアに使用される被覆樹脂・マトリックス樹脂としては、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またはその変性品、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、エポキシ樹脂等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
導電材料としては、金、銀、銅といった金属やカーボンブラック、更に酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、カーボンブラック等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。導電材料としては、酸化亜鉛、酸化チタン等の白色導電剤が好ましい。白色導電剤を用いることにより、キャリア片が被転写体に転写された際に、トナー像中においてキャリア片が目につきにくくなる。
またキャリアの芯材としては、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、ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、磁性材料であることが望ましい。キャリアの芯材の体積平均粒子径としては、一般的には10μm以上500μm以下の範囲にあり、望ましくは30μm以上100μm以下の範囲にある。
またキャリアの芯材の表面に樹脂被覆するには、前記被覆樹脂、およ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、キャリアの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キャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの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。
前記二成分現像剤における、本実施形態のトナーと上記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程度の範囲が望ましく、3:100乃至20:100程度の範囲がより望ましい。
<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>
本実施形態の画像形成装置は、潜像保持体と、前記潜像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像保持体の表面に形成された静電潜像を本実施形態の静電潜像現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、前記潜像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、前記被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有し、必要に応じて前記潜像保持体の転写残留成分をクリーニングするクリーニング手段等のその他の手段を有してもよい。
本実施形態の画像形成装置により、潜像保持体を帯電させる帯電工程と、帯電した前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像保持体の表面に形成された静電潜像を本実施形態の静電潜像現像剤によりトナー像として現像する現像工程と、前記潜像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写工程と、前記被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法が実施される。
なお、この画像形成装置において、例えば前記現像手段を含む部分が、画像形成装置本体に対して脱着可能なカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。該プロセスカートリッジとしては、現像剤保持体を少なくとも備え、本実施形態の静電潜像現像剤を収容する本実施形態のプロセスカートリッジが好適に用いられる。
以下に、図面を参照しながら本実施形態の画像形成装置について説明する。
図1は、本実施形態の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本実施形態の画像形成装置は、中間転写体上に各色のトナー像を順次重ね合わせて1次転写し、この中間転写体上の1次転写画像を被転写体に一括して2次転写する中間転写方式の画像形成装置として構成されている。
本実施形態の画像形成装置は、図1に示すように、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンそしてブラックの各色の画像を形成する4つの画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Kと、透明画像を形成する画像形成ユニット50Tが、間隔をおいて並列的に(タンデム状に)配置されている。
ここで、各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50K、50Tは、収容されている現像剤中のトナーの色を除き同様の構成を有しているため、ここではイエロー画像を形成する画像形成ユニット50Yについて代表して説明する。尚、画像形成ユニット50Yと同様の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、透明(T)を付した参照符号を付すことにより、各画像形成ユニット50M、50C、50K、50Tの説明を省略する。本実施形態においては、画像形成ユニット50Tに収容されている現像剤中のトナー(透明トナー)として本実施形態のトナーが用いられる。
イエローの画像形成ユニット50Yは、潜像保持体としての感光体11Yを備えており、この感光体11Yは、図示の矢印A方向に沿って図示しない駆動手段によって予め定められたプロセススピードで回転駆動されるようになっている。感光体11Yとしては、例えば、赤外領域に感度を持つ有機感光体が用いられる。
感光体11Yの上部には、帯電ロール(帯電手段)18Yが設けられており、帯電ロール18Yには、不図示の電源により予め定められた電圧が印加され、感光体11Yの表面が予め定められた電位に帯電される。
感光体11Yの周囲には、帯電ロール18Yよりも感光体11Yの回転方向下流側に、感光体11Yの表面を露光して静電潜像を形成する露光装置(潜像形成手段)19Yが配置されている。なお、ここでは露光装置19Yとして、スペースの関係上、小型化が可能なLEDアレイを用いているが、これに限定されるものではなく、他のレーザービーム等による潜像形成手段を用いても勿論問題無い。
また、感光体11Yの周囲には、露光装置19Yよりも感光体11Yの回転方向下流側に、イエロー色の現像剤を保持する現像剤保持体を備える現像装置(現像手段)20Yが配置されており、感光体11Y表面に形成された静電潜像を、イエロー色のトナーによって顕像化し、感光体11Y表面にトナー像を形成する構成になっている。
感光体11Yの下方には、感光体11Y表面に形成されたトナー像を一次転写する中間転写ベルト(中間転写体)33が、5つの感光体11T,11Y,11M,11C,11Kの下方に渡るように配置されている。この中間転写ベルト33は、一次転写ロール17Yによって感光体11Yの表面に押し付けられている。また、中間転写ベルト33は、駆動ロール12、支持ロール13およびバイアスロール14の3つのロールによって張架され、感光体11Yのプロセススピードと等しい移動速度で、矢印B方向に周動されるようになっている。中間転写ベルト33表面には、上記のようにして一次転写されたイエローのトナー像に先立ち透明トナー像が一次転写され、次にイエローのトナー像が一次転写され、更にマゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像が順次一次転写され、積層される。
また、感光体11Yの周囲には、一次転写ロール17Yよりも感光体11Yの回転方向(矢印A方向)下流側に、感光体11Yの表面に残留したトナーやリトランスファーしたトナーを清掃するためのクリーニング装置15Yが配置されている。クリーニング装置15Yにおけるクリーニングブレードは、感光体11Yの表面にカウンター方向に圧接するように取り付けられている。
中間転写ベルト33を張架するバイアスロール14には、中間転写ベルト33を介して二次転写ロール(二次転写手段)34が圧接されている。中間転写ベルト33表面に一次転写され積層されたトナー像は、バイアスロール14と二次転写ロール34との圧接部において、図示しない用紙カセットから給紙される記録紙(被転写体)P表面に、静電的に転写される。この際、中間転写ベルト33上に転写、積層されたトナー像は透明トナー像が一番下(中間転写ベルト33に接する位置)になっているため、記録紙P表面に転写されたトナー像では、透明トナー像が一番上になる。
トナー像を転写する被転写体としては、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、OHPシート等が挙げられる。
本実施形態のトナーを用いて形成され、被転写体上に転写されたトナー像のトナー載り量は、3.0g/m以上20.0g/m以下であってもよい。トナー載り量が3.0g/m以上20.0g/m以下のトナー像であっても、本実施形態のトナーを用いて形成されたトナー像(透明トナー像)は色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる。
二次転写ロール34の下流には、記録紙P上に多重転写されたトナー像を、熱及び圧力によって記録紙P表面に定着して、永久像とするための定着器(定着手段)35が配置されている。
尚、本実施形態に用いられる定着器としては、例えば、表面にフッ素樹脂成分やシリコーン系樹脂に代表される低表面エネルギー材料を用い、ベルト形状を有する定着ベルト、及び、表面にフッ素樹脂成分やシリコーン系樹脂に代表される低表面エネルギー材料を用い、円筒状の定着ロールが挙げられる。
次に、透明、イエロー、マゼンタ、シアンそしてブラックの各色の画像を形成する各画像形成ユニット50T、50Y,50M,50C,50Kの動作について説明する。各画像形成ユニット50T、50Y,50M,50C,50Kの動作は、それぞれ同様であるため、イエローの画像形成ユニット50Yの動作を、その代表として説明する。
イエローの現像ユニット50Yにおいて、感光体11Yは、矢印A方向に予め定められたプロセススピードで回転する。帯電ロール18Yにより、感光体11Yの表面は予め定められた電位にマイナス帯電される。その後、感光体11Yの表面は、露光装置19Yによって露光され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。続いて、現像装置20Yによりマイナス帯電されたトナーが反転現像され、感光体11Yの表面に形成された静電潜像は感光体11Y表面に可視像化され、トナー像が形成される。その後、感光体11Y表面のトナー像は、一次転写ロール17Yにより中間転写ベルト33表面に一次転写される。一次転写後、感光体11Yは、その表面に残留したトナー等の転写残留成分がクリーニング装置15Yのクリーニングブレードにより掻き取られ、清掃され、次の画像形成工程に備える。
以上の動作が各画像形成ユニット50T,50Y,50M,50C,50Kで行われ、各感光体11T,11Y,11M,11C,11K表面に可視像化されたトナー像が、次々と中間転写ベルト33表面に多重転写されていく。カラーモード時は、透明、イエロー、マゼンタ、シアンそしてブラックの順に各色のトナー像が多重転写されるが、二色、三色モード時のときもこの順番で、必要な色のトナー像のみが単独または多重転写されることになる。その後、中間転写ベルト33表面に単独または多重転写されたトナー像は、二次転写ロール34により、図示しない用紙カセットから搬送されてきた記録紙P表面に二次転写され、続いて、定着器35において加熱・加圧されることにより定着される。二次転写後に中間転写ベルト33表面に残留したトナーは、中間転写ベルト33用のクリーニングブレードで構成さえたベルトクリーナ16により清掃される。
図1において、イエローの画像形成ユニット50Yは、イエロー色の静電潜像現像剤を保持する現像剤保持体を含む現像装置20Yと感光体11Yと帯電ロール18Yとクリーニング装置15Yとが一体となって画像形成装置本体から着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されている。また、画像形成ユニット50T、50K、50C及び50Mも画像形成ユニット50Yと同様にプロセスカートリッジとして構成されている。
次に、本実施形態のトナーカートリッジについて説明する。本実施形態のトナーカートリッジは、画像形成装置に着脱可能に装着され、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トナーを収納する。なお、本実施形態のトナーカートリッジには少なくともトナーが収容されていればよく、画像形成装置の機構によっては、例えば現像剤が収容されてもよい。
従って、トナーカートリッジの着脱が可能な構成を有する画像形成装置においては、本実施形態のトナーを収納したトナーカートリッジを利用することにより、本実施形態のトナーを容易に現像装置に供給することができる。
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ40Y、40M、40C、40K及び40Tの着脱が可能な構成を有する画像形成装置であり、現像装置20Y、20M、20C、20K及び20T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納されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジを交換することができる。
<トナー像>
本実施形態のトナー像は、本実施形態のトナーを用いて被転写体上に形成され、厚みを6μm以上40μm以下とされたものである。
本実施形態のトナーを用いて形成された厚みが6μm以上40μm以下のトナー像(透明トナー像)は、色温度が5000K以下の環境下での透明性に優れる。
本実施形態のトナー像は、被転写体の表面に直接形成されていてもよく、被転写体と本実施形態のトナー像(透明トナー像)との間に有色トナーによるトナー像が介在していてもよい。有色トナー像上に本実施形態のトナー像(透明トナー像)を形成することで、被転写体と本実施形態のトナー像(透明トナー像)との間に有色トナーによるトナー像を介在させることができる。このような態様とすることで、有色トナー像に透明トナー像による立体感が付与される。
以下、実施例および比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。ただし、実施例14、15、18〜26は、参考例に該当する。なお、特に断りのない限り、「部」および「%」は質量基準である。
(トナー粒度及び粒度分布測定方法)
本実施形態におけるトナー粒度及び粒度分布測定は、測定装置としてはマルチサイザーII型(コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(コールター社製)を使用した。
測定法としては、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加えた。これを前記電解液100ml以上150ml以下中に添加した。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記マルチサイザーII型により、アパーチャー径として100μmアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の粒子の粒度分布を測定して、体積平均粒径、GSDv、GSDpを求めた。測定する粒子数は50000であった。
(樹脂およびトナーのガラス転移温度、離型剤の融解温度測定法)
樹脂およびトナーのガラス転移温度(Tg)、離型剤の融解温度は、ASTMD3418−8に準拠して、示差走査熱量計(パーキンエルマー社製:DSC−7)を用い、測定された主体極大ピークより求めた。この装置(DSC−7)の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いた。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで昇温し、150℃で5分間ホールドし、150℃から0℃まで液体窒素を用いて−10℃/分で降温し、0℃で5分間ホールドし、再度0℃から150まで10℃/分で昇温して得られた、2度目の昇温時の吸熱曲線から解析したオンセット温度をTgとし、離型剤の融解温度は吸熱曲線から解析したピーク温度とした。
(樹脂の重量平均分子量、分子量分布測定方法)
本実施形態において、結着樹脂等の分子量、分子量分布は以下の条件で行ったものである。GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、RI検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
(酸化セリウム(1)の調製)
セリウム含量73.2%(CeO/TREO:Total Rare Earth Oxide)の粗セリウム水酸化物50部に350部の濃硝酸を添加し、加熱溶解し、溶解後水で希釈して500部とした。この硝酸溶液をトリブチルリン酸(TBP)9.5%を含むケロシン溶液1000部により3分間抽出した。抽出後有機相と水相とを分離した。有機相に8.5N硝酸水溶液504部を添加して洗浄し、その後有機相を分離し、35%過酸化水素水3000部を含む水溶液100000部により逆抽出を行った。その後水相を分離し、希アンモニア水を加えて水酸化セリウムとして回収し、700℃で焼成し、酸化セリウム(1)を得た。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(2)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を7.5%に、硝酸水溶液504部を502部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(2)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(3)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を11%に、硝酸水溶液504部を475部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(3)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(4)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を7.5%に、硝酸水溶液504部を534部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(4)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(5)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を11%に、硝酸水溶液504部を507部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(5)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(6)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を7.5%に、硝酸水溶液504部を537部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(6)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(7)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を11%に、硝酸水溶液504部を510部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(7)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(8)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を7.5%に、硝酸水溶液504部を575部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(8)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(9)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を11%に、硝酸水溶液504部を548部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(9)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(10)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を5.8%に、硝酸水溶液504部を512部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(10)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(11)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を6.8%に、硝酸水溶液504部を506部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(11)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(12)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を5.8%に、硝酸水溶液504部を543部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(12)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(13)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を6.8%に、硝酸水溶液504部を538部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(13)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(14)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を12.2%に、硝酸水溶液504部を463部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(14)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(15)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を12.2%に、硝酸水溶液504部を494部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(15)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(16)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を6.8%に、硝酸水溶液504部を542部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(16)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(17)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を5.8%に、硝酸水溶液504部を585部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(17)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(18)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を12.2%に、硝酸水溶液504部を498部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(18)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(19)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を12.2%に、硝酸水溶液504部を536部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(19)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(20)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を5.5%に、硝酸水溶液504部を513部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(20)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(21)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を5.5%に、硝酸水溶液504部を586部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(21)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(22)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を5.8%に、硝酸水溶液504部を598部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(22)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(23)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を12.2%に、硝酸水溶液504部を549部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(23)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(24)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を2%に、硝酸水溶液504部を526部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(24)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(25)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を2%に、硝酸水溶液504部を937部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(25)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(26)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を12.2%に、硝酸水溶液504部を873部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(26)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(27)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を1%に、硝酸水溶液504部を529部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(27)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(28)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を1%に、硝酸水溶液504部を940部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(28)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(29)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を2%に、硝酸水溶液504部を972部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(29)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(30)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を12.2%に、硝酸水溶液504部を908部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(30)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(31)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を13%に、硝酸水溶液504部を864部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(31)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(32)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を13%に、硝酸水溶液504部を453部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(32)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(33)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を12.2%に、硝酸水溶液504部を461部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(33)を調製した。結果を表1に示す。
(酸化セリウム(34)の調製)
酸化セリウム(1)の調製において、トリブチルリン酸(TBP)9.5%を2%に、硝酸水溶液504部を524部にした以外は酸化セリウム(1)の調製と同様の方法で酸化セリウム(34)を調製した。結果を表1に示す。
(離型剤粒子分散液(1)の調製)
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、FT115、融解温度:113℃):100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):1.0部
・イオン交換水:400部
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で360分間の分散処理をして、体積平均粒子径が0.23μmである離型剤粒子を分散させてなる離型剤粒子分散液(1)(固形分濃度:20%)を調製した。
[各ポリエステル樹脂の合成]
−ポリエステル樹脂(1)の合成−
・アジピン酸ジメチル:74部
・テレフタル酸ジメチル:192部
・ビスフェノールAエチレンオキシド2モル付加物:216部
・エチレングリコール:38部
・テトラブトキシチタネート(触媒):0.037部、
上記成分を加熱乾燥した二口フラスコに入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち攪拌しながら昇温した後、160℃で7時間共縮重合反応させ、その後、10Torrまで徐々に減圧しながら220℃まで昇温し4時間保持した。一旦常圧に戻し、無水トリメリット酸9部を加え、再度10Torrまで徐々に減圧し220℃にて1時間保持することによりポリエステル樹脂(1)を合成した。
得られたポリエステル樹脂(1)のガラス転移温度を、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、65℃であった。得られたポリエステル樹脂(1)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、重量平均分子量(Mw)は12,000であり、数平均分子量(Mn)は4,000であった。
−ポリエステル樹脂(2)の合成−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:114部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:84部
・フマル酸ジメチルエステル:75部
・ドデセニルコハク酸:19.5部
・トリメリット酸:7.5部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサー、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに上記成分を入れ、1時間を要して温度を190℃まで上げ、反応系内を攪拌した後、ジブチル錫オキサイド3.0部を投入した。さらに、生成する水を留去しながら6時間を要して190℃から240℃まで温度を上げ、240℃でさらに2時間脱水縮合反応を継続し、ポリエステル樹脂(2)を合成した。
得られたポリエステル樹脂(2)のガラス転移温度は57℃、酸価は15.0mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)は58,000、数平均分子量(Mn)は5,600であった。
−ポリエステル樹脂(3)の合成−
・アジピン酸ジメチル:74部
・テレフタル酸ジメチル:192部
・プロピレングリコール:106部
・エチレングリコール:138部
・テトラブトキシチタネート(触媒):0.05部
上記成分を加熱乾燥した二口フラスコに入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち攪拌しながら昇温した後、180℃で7時間共縮重合反応させ、その後、10Torrまで徐々に減圧しながら225℃まで昇温し5時間保持し、ポリエステル樹脂(3)を合成した。
得られたポリエステル樹脂(3)のガラス転移温度は63℃であった。得られたポリエステル樹脂(3)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、重量平均分子量(Mw)は13,000であり、数平均分子量(Mn)は4,200であった。
[各ポリエステル樹脂分散液の調整]
−ポリエステル樹脂分散液(1)の調製−
・ポリエステル樹脂(1):160部
・酢酸エチル:233部
・水酸化ナトリウム水溶液(0.3N):0.1部
上記成分を1000mlのセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに撹拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することによりポリエステル樹脂分散液(1)(固形分濃度:30%)を得た。分散液中の樹脂粒子の体積平均粒子径は160nmであった。
−ポリエステル樹脂分散液(2)の調製−
ポリエステル樹脂(1)の代わりにポリエステル樹脂(2)を用いた以外は、ポリエステル樹脂分散液(1)と同様にしてポリエステル樹脂分散液(2)(固形分濃度:30%)を調製した。分散液中の樹脂粒子の体積平均粒子径は180nmであった。
−ポリエステル樹脂分散液(3)の調製−
ポリエステル樹脂(1)の代わりにポリエステル樹脂(3)を用いた以外は、ポリエステル樹脂分散液(1)と同様にしてポリエステル樹脂分散液(3)(固形分濃度:30%)を調製した。分散液中の樹脂粒子の体積平均粒子径は170nmであった。
<トナー粒子Aの作製>
イオン交換水: 450部
ポリエステル樹脂分散液(1): 210部
ポリエステル樹脂分散液(2): 210部
アニオン性界面活性剤: 2.8部
(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20%)
上記成分を、温度計、pH計、攪拌機、を具備した3リットルの反応容器に入れ、外部からマントルヒーターで温度制御しながら、温度30℃、攪拌回転数150rpmにて、30分間保持した。その後、離型剤粒子分散液(1)100部を投入し、5分間保持した。そのまま、1.0%硝酸水溶液を添加し、凝集工程でのpHを3.0に調整した。
ホモジナイザー(IKAジャパン社製:ウルトラタラクスT50)で分散しながら、ポリ塩化アルミニウム0.4部を添加後、攪拌機しながら、50℃まで昇温し、コールターマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、コールター社製)にて粒径を測定し、体積平均粒子径を5.5μmとした。その後ポリエステル樹脂分散液(1)110部、ポリエステル樹脂分散液(2)73部を追添加し、凝集粒子の表面に樹脂粒子を付着させた。
その後、5%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、昇温速度を0.05℃/分にして90℃まで昇温し、90℃で3時間保持した後、冷却し、ろ過して粗トナー粒子を得た。これを更にイオン交換水にて再分散し、ろ過することを繰り返して、ろ液の電気伝導度が20μS/cm以下となるまで洗浄を行った後、40℃のオーブン中で10時間真空乾燥して、5.8μmのトナー粒子Aを得た。
<トナー粒子Bの作製>
トナー粒子Aの作製においてポリエステル樹脂分散液(2)を用いず、代わりにポリエステル樹脂分散液(1)を420部とし、追添加をポリエステル樹脂分散液(1)183部とした以外は、トナー粒子Aの作製と同様にしてトナー粒子Bを得た。
<トナー粒子Cの作製>
トナー粒子Bの作製において、ポリエステル樹脂分散液(1)をポリエステル樹脂分散液(3)とした以外はトナー粒子Bの作製と同様にしてトナー粒子Cを得た。
<トナー粒子Dの作製>
ポリエステル樹脂(1): 126部
ポリエステル樹脂(2): 126部
パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、FT115: 40部
上記成分をバンバリーミキサー(神戸製鋼社製)に入れ、内部の温度が110±5℃になるように圧力を加え、80rpmで混練を10分間行った。得られた混練物を冷却後、ハンマーミルにて粗粉砕し、これをジェットミルにて約6.8μmに微粉砕した後、エルボージェット分級機(松坂貿易社製)にて分級し、トナー粒子Dを得た。
<トナー(1)の作製>
得られたトナー粒子A98.324部に対して、酸化セリウム外添剤(1)を0.176部、疎水性シリカ(日本アエロジル社製、RY50)を、1.50部添加した。
次いで、ヘンシェルミキサーを用いて周速30m/sで3分間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分してトナー(1)を調製した。
得られたトナー(1)の体積平均粒子径は6.1μmであった。
上述の方法により測定されたトナー(1)全体に占める、セリウムの含有量、プラセオジムの含有量を表2に示す。
<キャリアの作製>
トルエン14部、スチレン−メチルメタクリレート共重合体(質量比:80/20、重量平均分子量:70000)2部、MZ500(酸化亜鉛、チタン工業)0.6部を混合し、10分間スターラーで撹拌させて酸化亜鉛が分散した被覆層形成用溶液を調製した。次に、この被覆液とフェライト粒子(体積平均粒子径:38μm)100部とを真空脱気型ニーダーに入れて、60℃において30分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリアを作製した。
<静電潜像現像剤の作製>
得られたキャリアとトナー(1)とを、それぞれ100部:8部の割合でVブレンダーで混合し、静電潜像現像剤(1)を作製した。
<トナー(2)乃至(34)及び静電潜像現像剤(2)乃至(34)の作製>
実施例1の酸化セリウム(1)の代わりに酸化セリウム(2)乃至(34)を用いてトナー(2)乃至(34)及び静電潜像現像剤(2)乃至(34)を作製した。トナー粒子の量、外添剤の量を表2に示す。
<トナー(35)及び静電潜像現像剤(35)の作製>
トナー(1)の作製において、トナー粒子Aをトナー粒子Bに変えた以外はトナー(1)と同様の方法でトナー(35)及び静電潜像現像剤(35)を作製した。トナー粒子の量、外添剤の量を表2に示す。
<トナー(36)及び静電潜像現像剤(36)の作製>
トナー(1)の作製において、トナー粒子Aをトナー粒子Cに変えた以外はトナー(1)と同様の方法でトナー(36)及び静電潜像現像剤(36)を作製した。トナー粒子の量、外添剤の量を表2に示す。
<トナー(37)及び静電潜像現像剤(37)の作製>
トナー(1)の作製において、トナー粒子Aをトナー粒子Dに変えた以外はトナー(1)と同様の方法でトナー(37)及び静電潜像現像剤(37)を作製した。トナー粒子の量、外添剤の量を表2に示す。
<実施例1〜29、比較例1〜8>
トナー(1)〜(37)、静電潜像現像剤(1)〜(37)を用い、以下の評価を行った。用いたトナー、現像剤および結果を表3に示す。
−画像透明度−
得られた現像剤を、5連タンデム方式の富士ゼロックス(株)社製DocuCentre-III C7600改造機(5連タンデム改造機)の現像器に充填し、記録紙(OKトップコート+紙、王子製紙(株)社製)上に、トナー載り量4.0g/m2になるように調整し、定着温度190℃にて、A4にベタ画像(18cm×27cm)を形成した。形成したベタ画像の濁りを評価した。具体的には、20人のモニターによる画像の鑑賞により、ベタ画像について、濁りが見られるかについて評価した。評価基準は以下の通りである。
また、トナー載り量20.0g/m2になるように調整した画像も同様に評価を行った。なお、G2以上で問題ないものとした。結果を表3に示す。
(評価基準)
G5:モニター人数20人中18人以上が、濁りまたは黄色味の確認ができないと評価した。
G4:モニター人数20人中16人又は17人が、濁りまたは黄色味の確認ができないと評価した。
G3:モニター人数20人中14人または15人が、濁りまたは黄色味の確認ができないと評価した。
G2:モニター人数20人中12人または13人が、濁りまたは黄色味の確認ができないと評価した。
G1:モニター人数20人中11人以下が、濁りまたは黄色味の確認ができないと評価した。
上記評価を、各色温度の光の下にて実施した。
4000K:スリムパルック蛍光灯 (FHF24SEW Panasonic社製)
5000K:スリムパルック蛍光灯 (FHF24SEN Panasonic社製)
−感光体への研磨性−
画像透明度の評価に用いた装置を気温30℃、湿度85%の環境下に12時間放置して1000枚の画像出力を行った。画像は前記トナー載り量4.0g/m2のベタ画像を転写せずにそのままクリーニングさせたものであり、1000枚後感光体の表面を観察し、傷の有無、削れの具合を目視で確認した。評価基準は以下の通りである。またG2までを用いることのできるものとした。
(評価基準)
G4:感光体表面の付着物および摩耗は確認できない。
G3:感光体表面の付着物または摩耗のいずれかがわずかに確認できるものの画像への影響は確認できない。
G2:感光体表面の付着物または摩耗のいずれかが確認できるが画像への影響は小さい。
G1:感光体表面の付着物または摩耗のいずれかが確認でき画像への影響が大きい。
なお、実施例及び比較例に係るトナー載り量4.0g/m2におけるトナーの画像の厚みは6μmであった。またトナー載り量20.0g/m2におけるトナー画像の厚みは40μmであった。
本実施例より以下の点が明らかである。すなわち、トナー全体に占めるセリウムの含有量およびトナー全体に占めるプラセオジムの含有量が本願の範囲であることにより、透明トナーの透明性の低下を抑制できるとともに、感光体への適度な研磨性を有することができる。
11 感光体
12 駆動ロール
13 支持ロール
14 バイアスロール
15 クリーニング装置
16 ベルトクリーナ
17 一次転写ロール
18 帯電ロール
19 露光装置
20 現像装置
34 二次転写ロール
35 定着器
40 トナーカートリッジ
50 画像形成ユニット
P 記録紙

Claims (8)

  1. 結着樹脂を含むトナー粒子と、酸化セリウムを含む外添剤と、を含有し、
    トナー全体に占める前記酸化セリウムの含有量が、0.102質量%以上0.221質量%以下であり、
    トナー全体に占めるセリウムの含有量が0.082質量%以上0.18質量%以下であり、トナー全体に占めるプラセオジムの含有量が0.001質量%以上0.0095質量%以下である透明トナー。
  2. 請求項1に記載の透明トナーを含む静電潜像現像剤。
  3. 画像形成装置に着脱可能に装着され、前記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トナーを収容し、前記トナーが請求項1に記載の透明トナーであるトナーカートリッジ。
  4. 現像剤保持体を少なくとも備え、請求項に記載の静電潜像現像剤を収容するプロセスカートリッジ。
  5. 潜像保持体と、
    前記潜像保持体を帯電させる帯電手段と、
    帯電した前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
    前記潜像保持体の表面に形成された静電潜像を請求項に記載の静電潜像現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、
    前記潜像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
    前記被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置。
  6. 潜像保持体を帯電させる帯電工程と、
    帯電した前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
    前記潜像保持体の表面に形成された静電潜像を請求項に記載の静電潜像現像剤によりトナー像として現像する現像工程と、
    前記潜像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写工程と、
    前記被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法。
  7. 前記被転写体上に転写されたトナー像のトナー載り量が、3.0g/m以上20.0g/m以下である請求項に記載の画像形成方法。
  8. 請求項1に記載の透明トナーを用いて被転写体上に形成された、厚みが6μm以上40μm以下のトナー像。
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