JP6342611B2 - トナーセット - Google Patents

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Description

本発明の一実施形態は、トナーセット、現像剤セット及び画像形成装置に関する。
電子写真法では、感光体上に静電潜像を形成した後、静電潜像をトナーで現像して、可視化されたトナー像を形成する。
また、クリアトナー及び有色トナーを用いて、記録媒体上にトナー像を形成する方法が知られている。
しかしながら、クリアトナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させることができないという問題がある。
特許文献1には、像担持体上に形成された白色トナー像とカラートナー像を転写材上に重ね合わせた後、定着を行う画像形成装置が開示されている。このとき、白色トナー像を形成するのに用いる白色トナーの体積平均粒径が、カラートナー像を形成するのに用いるカラートナーの体積平均粒径の1.3〜2.0倍である。
しかしながら、ベタ画像の粒状度が低下するという問題がある。
本発明の一実施形態は、上記従来技術が有する問題に鑑み、低温定着性及び耐熱保存性に優れ、粒状度に優れるベタ画像を形成することが可能なトナーセットを提供することを目的とする。
本発明の一実施形態は、トナーセットにおいて、クリアトナー及び有色トナーを有し、前記クリアトナーは、結着樹脂及び離型剤を含み、前記有色トナーは、結着樹脂、顔料及び離型剤を含み、前記クリアトナーの体積平均粒径をA[μm]、前記有色トナーの体積平均粒径をB[μm]とすると、式
4.8≦A≦5.5
1.0<A/B≦1.2
を満たし、前記クリアトナーは、結晶性ポリエステルを含み、前記有色トナーは、結晶性ポリエステルを含む。
本発明の一実施形態によれば、低温定着性及び耐熱保存性に優れ、粒状度に優れるベタ画像を形成することが可能なトナーセットを提供することができる。
粒状度の評価チャートである。 中間調処理Aの閾値マトリクスである。
次に、本発明を実施するための形態を説明する。
トナーセットは、クリアトナー及び有色トナーを有する。このとき、クリアトナーは、結着樹脂及び離型剤を含み、有色トナーは、結着樹脂、顔料及び離型剤を含む。
クリアトナーの体積平均粒径をA[μm]、有色トナーの体積平均粒径をB[μm]とすると、式
4.8≦A≦8.4
1.0<A/B≦1.2
を満たし、式
5.4≦A≦7.2
1.05≦A/B≦1.20
を満たすことが好ましい。
Aが4.8未満であると、クリアトナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させることができず、ベタ画像の粒状度が低下し、8.4を超えると、ベタ画像の粒状度が低下する。
A/Bが1.0以下であると、クリアトナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させることができず、1.2を超えると、ベタ画像の粒状度が低下する。
クリアトナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させることができない理由は、顔料を含まないためであると考えられる。有色トナーは、顔料のフィラー効果により、硬度が向上する、又は、表面に顔料が存在することにより、表面の硬度が向上するため、低温定着性及び耐熱保存性を両立させることができると推定される。
なお、クリアトナー及び有色トナーの体積平均粒径は、コールター法により測定することができる。
クリアトナー及び有色トナーは結晶性ポリエステルを含むことが好ましい。
クリアトナー及び有色トナー中の結晶性ポリエステルは、定着開始温度付近において、急激に粘度が低下する熱溶融特性を示す。つまり、溶融開始温度直前までは耐熱保存性に優れ、溶融開始温度では急激に粘度が低下して定着することから、耐熱保存性及び低温定着性に優れるトナーを設計することができる。また、離型幅、即ち、定着下限温度とホットオフセット発生温度の差も大きくなる。
結晶性ポリエステルを合成する際に用いられるアルコール成分としては、特に限定されないが、炭素数が2〜12の飽和脂肪族ジオール化合物(例えば、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール)又はこれらの誘導体が挙げられる。
結晶性ポリエステルを合成する際に用いられる酸性分としては、特に限定されないが、炭素−炭素二重結合を有する炭素数が2〜12のジカルボン酸(例えば、フマル酸)、炭素数が2〜12の飽和ジカルボン酸(例えば、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸)又はこれらの誘導体が挙げられる。
結晶性ポリエステルは、結晶性が高く、融点付近で急激に粘度が変化する点から、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールのいずれかの炭素数が4〜12の飽和ジオール成分由来の構成単位と、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸のいずれかの炭素数が4〜12の飽和ジカルボン酸成分由来の構成単位を有することが好ましい。
結晶性ポリエステルの結晶性及び軟化点を制御する方法としては、合成時に、アルコール成分にグリセリン等の3価以上の多価アルコールを添加したり、酸成分に無水トリメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸を添加したりする方法等が挙げられる。
結晶性ポリエステルの分子構造は、溶液や固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定等により確認することができるが、簡便には、赤外線吸収スペクトルにおける965±10cm−1又は990±10cm−1のオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収により確認することができる。
結晶性ポリエステルは、o−ジクロロベンゼンに可溶な成分の重量平均分子量が5000〜20000であることが好ましい。結晶性ポリエステルのo−ジクロロベンゼンに可溶な成分の重量平均分子量が5000未満であると、クリアトナー及び有色トナーの耐熱保存性が低下することがあり、20000を超えると、クリアトナー及び有色トナーの低温定着性が低下することがある。
結晶性ポリエステルは、分子量が500以下の割合が2%以下であり、分子量が1000以下の割合が4%以下であることが好ましい。これにより、クリアトナー及び有色トナーの耐熱保存性を向上させることができる。
なお、結晶性ポリエステルの分子量は、GPCを用いて測定されるポリスチレン換算の分子量である。
クリアトナー中の結晶性ポリエステルの含有量は、5〜20質量%であることが好ましい。クリアトナー中の結晶性ポリエステルの含有量が5質量%未満であると、トナーの低温定着性が低下することがあり、20質量%を超えると、トナーの耐熱保存性が低下することがある。
クリアトナー中の結晶性ポリエステルの含有量は、有色トナー中の結晶性ポリエステルの含有量以上であることが好ましい。これにより、ベタ画像の定着性を向上させることができる。
結着樹脂としては、特に限定されないが、非結晶性ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
結着樹脂は、架橋構造を有するポリエステルと、架橋構造を有しない非結晶性ポリエステルを含むことが好ましい。
架橋構造を有するポリエステルは、活性水素基を反応することが可能な基を有するポリエステルプレポリマーと、活性水素基を有する化合物を反応させることにより合成することができる。
架橋構造を有するポリエステルは、高分子成分の分子量を調節しやすく、オイルレス低温定着特性、特に、定着用加熱媒体への離型オイル塗布機構のない場合でも良好な離型性及び定着性を確保できる点で、ウレア変性非結晶性ポリエステルであることが好ましい。
活性水素基を反応することが可能な基としては、特に限定されないが、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、酸クロリド基等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
活性水素基を反応することが可能な基を有するポリエステルプレポリマーとしては、特に限定されないが、ウレア変性非結晶性ポリエステルを合成できる点で、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)が好ましい。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)は、ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)の重縮合物である水酸基を有する非結晶性ポリエステルをポリイソシアネート(PIC)と反応させることにより合成することができる。
ポリオール(PO)としては、特に限定されないが、ジオール(DIO)、3価以上のポリオール(TO)、ジオール(DIO)と3価以上のポリオール(TO)の混合物等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ジオール(DIO)又はジオール(DIO)と少量の3価以上のポリオール(TO)の混合物が好ましい。
ジオール(DIO)としては、アルキレングリコール、アルキレンエーテルグリコール、脂環式ジオール、脂環式ジオールのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノール類、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
アルキレングリコールとしては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の炭素数が2〜12の化合物が挙げられる。
アルキレンエーテルグリコールとしては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。
脂環式ジオールとしては、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
脂環式ジオールのアルキレンオキサイド付加物としては、脂環式ジオールに、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。
ビスフェノール類としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等が挙げられる。
ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物としては、ビスフェノール類に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。
中でも、炭素数が2〜12のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物が好ましく、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物と炭素数が2〜12のアルキレングリコールの混合物がさらに好ましい。
3価以上のポリオール(TO)としては、3価以上の多価脂肪族アルコール、3価以上のポリフェノール類、3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
3価以上の多価脂肪族アルコールとしては、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、ソルビトール等が挙げられる。
3価以上のポリフェノール類としては、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等が挙げられる。
3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物としては、3価以上のポリフェノール類に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。
ジオール(DIO)と3価以上のポリオール(TO)の混合物における、ジオール(DIO)と3価以上のポリオール(TO)の混合質量比は、通常、100:0.01〜10であり、100:0.01〜1であることが好ましい。
ポリカルボン酸(PC)としては、特に限定されないが、ジカルボン酸(DIC)、3価以上のポリカルボン酸(TC)、ジカルボン酸(DIC)と3価以上のポリカルボン酸の混合物等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ジカルボン酸(DIC)又はジカルボン酸(DIC)と少量の3価以上のポリカルボン酸(TC)の混合物が好ましい。
ジカルボン酸としては、アルキレンジカルボン酸、アルケニレンジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
アルキレンジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。
アルケニレンジカルボン酸としては、マレイン酸、フマール酸等の炭素数4〜20の化合物が挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の炭素数が8〜20の化合物が挙げられる。
中でも、炭素数が4〜20のアルケニレンジカルボン酸、炭素数が8〜20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
3価以上のポリカルボン酸(TO)としては、芳香族ポリカルボン酸等が挙げられる。
芳香族ポリカルボン酸としては、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数が9〜20の化合物が挙げられる。
なお、ポリカルボン酸(PC)の代わりに、ポリカルボン酸(PC)の酸無水物又は低級アルキルエステルを用いることもできる。
低級アルキルエステルとしては、特に限定されないが、メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等が挙げられる。
ジカルボン酸(DIC)と3価以上のポリカルボン酸(TC)の混合物におけるジカルボン酸(DIC)と3価以上のポリカルボン酸(TC)の混合質量比は、通常、100:0.01〜10であり、100:0.01〜1であることが好ましい。
ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)を重縮合させる際のポリオール(PO)の水酸基[OH]と、ポリカルボン酸(PC)のカルボキシル基[COOH]の当量比([OH]/[COOH])は、通常、1〜2であり、1〜1.5であることが好ましく、1.02〜1.3であることがさらに好ましい。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のポリオール(PO)由来の構成単位の含有量は、通常、0.5〜40質量%であり、1〜30質量%であることが好ましく、2〜20質量%であることがさらに好ましい。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のポリオール(PO)由来の構成単位の含有量が0.5質量%未満であると、クリアトナー及び有色トナーの耐熱保存性が低下することがあり、40質量%を超えると、クリアトナー及び有色トナーの低温定着性が低下することがある。
ポリイソシアネート(PIC)としては、特に限定されないが、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、イソシアヌレート類等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、テトラデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、テトラメチルヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。
脂環式ポリイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
芳香族ジイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、ジフェニレン−4,4'−ジイソシアネート、4,4'−ジイソシアナト−3,3'−ジメチルジフェニル、3−メチルジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−4,4'−ジイソシアネート等が挙げられる。
芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、α,α,α',α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
イソシアヌレート類としては、トリス(イソシアナトアルキル)イソシアヌレート、トリイソシアナトシクロアルキルイソシアヌレート等が挙げられる。
なお、ポリイソシアネート(PIC)の代わりに、ポリイソシアネート(PIC)のイソシアネート基をフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたものを用いてもよい。
ポリイソシアネート(PIC)と、水酸基を有する非結晶性ポリエステルを反応させる際のポリイソシアネート(PIC)のイソシアネート基[NCO]と、水酸基を有する非結晶性ポリエステルの水酸基[OH]の混合当量比([NCO]/[OH])は、通常、1〜5であり、1.2〜4であることが好ましく、1.5〜3であることがさらに好ましい。混合当量比([NCO]/[OH])が、1未満であると、クリアトナー及び有色トナーの耐熱保存性が低下することがあり、5を超えると、クリアトナー及び有色トナーの低温定着性が低下することがある。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(PIC)由来の構成単位の含有量は、通常、0.5〜40質量%であり、1〜30質量%であることが好ましく、2〜20質量%であることがさらに好ましい。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(PIC)由来の構成単位の含有量が0.5質量%未満であると、クリアトナー及び有色トナーの耐熱保存性が低下することがあり、40質量%を超えると、クリアトナー及び有色トナーの低温定着性が低下することがある。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)が有するイソシアネート基数の平均値は、通常、1以上であり、1.2〜5であることが好ましく、1.5〜4であることがさらに好ましい。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)が有するイソシアネート基数の平均値が1未満であると、クリアトナー及び有色トナーの耐熱保存性が低下することがある。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)の合成方法の具体例としては、特に限定されないが、以下の方法が挙げられる。
(1)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させる方法
(2)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させる方法
(3)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させる方法
(4)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させる方法
(5)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させる方法
(6)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させる方法
(7)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させる方法
(8)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をジフェニルメタンジイソシアネートと反応させる方法
(9)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物、テレフタル酸及びドデセニルコハク酸無水物の重縮合物をジフェニルメタンジイソシアネートと反応させる方法
(10)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をトルエンジイソシアネートと反応させる方法
活性水素基としては、特に限定されないが、水酸基(アルコール性水酸基又はフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
活性水素基を有する化合物としては、特に限定されないが、ウレア変性非結晶性ポリエステルを合成できる点で、アミン類(B)が好ましい。
アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ジアミン(B1)、ジアミン(B1)と少量の3価以上のポリアミン(B2)の混合物が好ましい。
ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン、脂肪族ジアミン等が挙げられる。
芳香族ジアミンとしては、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
脂環式ジアミンとしては、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミン等が挙げられる。
脂肪族ジアミンとしては、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。
3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。
アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン、等が挙げられる。
アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタン等が挙げられる。
アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられる。
なお、アミン類(B)の代わりに、アミン類(B)のアミノ基をブロックしたものを用いてもよい。
アミン類(B)のアミノ基をブロックしたものとしては、アミン類(B)とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)から得られるケチミン、オキサゾリゾン等が挙げられる。
なお、イソシアネート基を有する非結晶性ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)の反応を停止させるために、反応停止剤を用いることができる。これにより、結着樹脂の分子量等を所望の範囲に制御することができる。
反応停止剤としては、特に限定されないが、モノアミン(例えば、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン)等が挙げられる。
なお、モノアミンの代わりに、モノアミンのアミノ基をブロックしたものを用いてもよい。
イソシアネート基を有する非結晶性ポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の混合当量比([NCO]/[NHx])は、通常、1/3〜3であり、1/2〜2であることが好ましく、2/3〜3/2であることがさらに好ましい。混合当量比([NCO]/[NHx])が1/3未満であると、クリアトナー及び有色トナーの低温定着性が低下することがあり、3を超えると、クリアトナー及び有色トナーの耐熱保存性が低下することがある。
架橋構造を有しない非結晶性ポリエステルは、前述のポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)を重縮合することにより合成することができる。
離型剤は、融点が70〜90℃であることが好ましい。このような離型剤は、定着ローラとトナーの界面で効果的に作用することができるため、定着ローラにオイル等の離型剤を塗布しなくても耐ホットオフセット性を向上させることができる。
離型剤としては、特に限定されないが、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス;オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等の天然ワックス;フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス;1,2−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド等の脂肪酸アミド;ポリメタクリル酸n−ステアリル、ポリメタクリル酸n−ラウリル等のアクリレートのホモポリマー、アクリル酸n−ステアリル−メタクリル酸エチル共重合体等のアクリレートのコポリマー等の側鎖に長鎖アルキル基を有する低分子量の結晶性高分子が挙げられる。中でも、炭化水素系ワックス又はエステル系ワックスが好ましい。
有色トナーに含まれる離型剤は、クリアトナーに含まれる離型剤と同一であることが好ましい。
クリアトナー及び有色トナー中の離型剤の含有量は、通常、40質量%以下であり、3〜30質量%であることが好ましい。クリアトナー及び有色トナー中の離型剤の含有量が40質量%を超えると、クリアトナー及び有色トナーの流動性が低下することがある。
クリアトナー中の離型剤の含有量は、有色トナー中の離型剤の含有量以上であることが好ましい。これにより、ベタ画像の定着性を向上させることができる。
顔料としては、特に限定されないが、マゼンダ顔料、シアン顔料、イエロー顔料等が挙げられる。
マゼンダ顔料としては、C.I.ピグメントレッド1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,21,22,23,30,31,32,37,38,39,40,41,48,49,50,51,52,53,54,55,57,58,60,63,64,68,81,83,87,88,89,90,112,114,122,123,163,202,206,207,209,269、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.バットレッド1,2,10,13,15,23,29,35等が挙げられる。
シアン顔料としては、C.I.ピグメントブルー2,3,15,16,17、C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45等が挙げられる。
イエロー顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1,2,3,4,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16,17,23,65,73,74,83,185、C.I.バットイエロー1,3,20等が挙げられる。
顔料を単独で使用してもよいが、染料と併用してもよい。
マゼンタ染料としては、C.I.ソルベントレッド1,3,8,23,24,25,27,30,49,81,82,83,84,100,109,121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8,13,14,21,27、C.I.ディスパースバイオレット1等の油溶染料、C.I.ベーシックレッド1,2,9,12,13,14,15,17,18,22,23,24,27,29,32,34,35,36,37,38,39,40、C.I.ベーシックバイオレット1,3,7,10,14,15,21,25,26,27,28等の塩基性染料が挙げられる。
結着樹脂に対する着色剤の質量比は、通常、0.03〜0.2であり、0.04〜0.15であることが好ましい。
クリアトナーは、帯電制御剤をさらに含むことが好ましい。
帯電制御剤としては、特に限定されないが、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、リンの単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系界面活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩基等を有する高分子化合物等が挙げられる。
帯電制御剤の市販品としては、ニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージNX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)等が挙げられる。
結着樹脂に対する帯電制御剤の質量比は、通常、0.001〜0.1であり、0.002〜0.05であることが好ましい。結着樹脂に対する帯電制御剤の質量比が0.1を超えると、クリアトナーの現像ローラとの静電的引力が増大して、流動性が低下することがある。
帯電制御剤は、樹脂と共に溶融混練したマスターバッチとしてもよい。
クリアトナー及び有色トナーは、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料をさらに含んでいてもよい。
流動性向上剤としては、特に限定されないが、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化チタン粒子、チタン酸バリウム粒子、チタン酸マグネシウム粒子、チタン酸カルシウム粒子、チタン酸ストロンチウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化スズ粒子、ケイ砂粒子、クレー粒子、雲母粒子、ケイ灰石粒子、ケイソウ土粒子、酸化クロム粒子、酸化セリウム粒子、ベンガラ粒子、三酸化アンチモン粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、硫酸バリウム粒子、炭酸バリウム粒子、炭酸カルシウム粒子、炭化ケイ素粒子、窒化ケイ素粒子等が挙げられる。
流動性向上剤の平均一次粒径は、通常、5nm〜2μmであり、5〜500nmであることが好ましい。
流動性向上剤のBET法による比表面積は、通常、20〜500m/gである。
クリアトナー及び有色トナー中の流動性向上剤の含有量は、通常、0.01〜5質量%であり、0.01〜2質量%であることが好ましい。クリアトナー及び有色トナー中の流動性向上剤の含有量が5質量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
流動性向上剤は、表面処理剤により疎水化処理されていてもよい。
表面処理剤としては、特に限定されないが、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル等が挙げられる。
クリーニング性向上剤としては、特に限定されないが、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリスチレン粒子等のソープフリー乳化重合により製造されている樹脂粒子等が挙げられる。
樹脂粒子の体積平均粒径は、通常、0.01〜1μmであり、粒度分布が狭いことが好ましい。
磁性材料としては、特に限定されないが、鉄、マグネタイト、フェライト等が挙げられる。
クリアトナー及び有色トナーの製造方法としては、特に限定されないが、混練・粉砕法、重合法、溶解懸濁法、噴霧造粒法等が挙げられる。
重合法としては、エステル伸長重合法、乳化凝集融合法等が挙げられる。
なお、クリアトナー及び有色トナーが結晶性ポリエステルを含む場合、製造方法によってはアニーリングが必要となる。
アニーリングは、結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルが相溶している状態から非相溶の状態にする操作である。
以下、エステル伸長重合法を説明する。
エステル伸長重合法としては、特に限定されないが、有機溶媒中に、(顔料)、離型剤、結晶性ポリエステル、架橋構造を有しない非結晶性ポリエステル及び活性水素基を反応することが可能な基を有するポリエステルプレポリマーを含むトナー組成物を溶解又は分散させた後、活性水素基を有する化合物を溶解させた油相を水系媒体中に分散させた分散液から有機溶媒を除去して母体粒子を製造する方法等が挙げられる。このとき、水系媒体中に油相を分散させながら、又は、分散させた後に、活性水素基を反応することが可能な基を有するポリエステルプレポリマーと活性水素基を有する化合物が反応する。
なお、活性水素基を有する化合物を含まない油相を水系媒体中に分散させた後に、活性水素基を有する化合物を添加してもよい。この場合、母体粒子の表面に優先的に変性ポリエステルが生成し、母体粒子の内部で変性ポリエステルの濃度勾配を設けることもできる。
有機溶媒は、除去が容易である点から、沸点が100℃未満の揮発性であることが好ましい。
有機溶媒としては、特に限定されないが、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。
樹脂成分に対する有機溶媒の質量比は、通常、3以下であり、1以下であることが好ましく、0.25〜0.7であることがさらに好ましい。
水系媒体は、水単独でもよいが、水と混和可能な溶媒を併用することもできる。
水と混和可能な溶媒としては、特に限定されないが、アルコール(例えば、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セロソルブ(例えば、メチルセロソルブ)、低級ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン)等が挙げられる。
なお、トナー組成物を構成する各材料は、水系媒体中に分散させる際に混合してもよい。
また、トナー組成物を構成する各材料は、必ずしも、水系媒体中に分散させる際に混合しておく必要はなく、母体粒子を形成させた後、添加してもよい。例えば、母体粒子を形成させた後、公知の染着の方法で染料を添加して有色トナーを製造することもできる。
水系媒体中に分散させる際に用いる分散機としては、特に限定されないが、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機等が挙げられる。中でも、分散液の粒径を2〜20μmにできるため、高速せん断式分散機が好ましい。
高速せん断式分散機の回転数は、通常、1000〜30000rpmであり、5000〜20000rpmであることが好ましい。
高速せん断式分散機を用いて分散させる時間は、バッチ方式の場合、通常、0.1〜60分間である。
高速せん断式分散機を用いて分散させる温度は、通常、0〜80℃(加圧下)であり、10〜40℃であることが好ましい。
トナー組成物に対する水系媒体の質量比は、通常、1〜10である。トナー組成物に対する水系媒体の質量比が1未満であると、トナー組成物の分散状態が低下して、所定の粒径の母体粒子を製造できないことがあり、10を超えると、経済的でない。
水系媒体は、分散剤を含むことが好ましい。これにより、分散液の粒度分布をシャープにすると共に、安定に分散させることができる。
分散剤としては、特に限定されないが、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等のアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型のカチオン性界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等の4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等のノニオン性界面活性剤、アラニン、ドデシルビス(アミノエチル)グリシン、ビス(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン等の両性界面活性剤等が挙げられる。中でも、非常に少量でその効果をあげることができる点で、フルオロアルキル基を有する界面活性剤が好ましい。
フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数が2〜10のフルオロアルキルカルボン酸又はその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸又はその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)又はその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸又はその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステル等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(以上、旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(以上、住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102、(以上、ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(以上、大日本インキ化学工業社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(以上、トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F−150(以上、ネオス社製)等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するカチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級又は2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するカチオン性界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキン工業社製)、メガファックF−150、F−824(以上、大日本インキ化学工業社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)等が挙げられる。
分散剤として、水に難溶の無機粒子、水に不溶の樹脂粒子を用いてもよい。
水に難溶の無機粒子としては、特に限定されないが、リン酸三カルシウム粒子、炭酸カルシウム粒子、酸化チタン粒子、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト粒子等が挙げられる。
水に不溶の樹脂粒子としては、特に限定されないが、酸類(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸又は無水マレイン酸等)、水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体(例えば、アクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド)、ビニルアルコールのエーテル(例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル)、ビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル(例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル)、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド又はこれらのメチロール化物、酸クロライド(例えば、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド)、窒素原子又はその複素環を有する単量体(例えば、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン)等の単独重合体又は共重合体、ポリオキシエチレン系重合体(例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステル)、セルロース類(例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース)等が挙げられる。
なお、分散剤として、リン酸カルシウム等の酸又はアルカリに溶解する化合物を用いる場合は、塩酸等の酸又はアルカリを用いて分散剤を溶解させた後、水洗する方法により、分散剤を除去することができる。
また、酵素による分解により分散剤を除去することもできる。
水系媒体が分散剤を含む場合には、母体粒子の表面に分散剤が残存したまま用いることもできるが、クリアトナー及び有色トナーの帯電性の点で、洗浄して分散剤を除去することが好ましい。
活性水素基を反応することが可能な基を有するポリエステルプレポリマーと、活性水素基を有する化合物を反応させる時間は、通常、10分間〜40時間であり、30分間〜24時間であることが好ましい。
活性水素基を反応することが可能な基を有するポリエステルプレポリマーと、活性水素基を有する化合物を反応させる温度は、通常、0〜100℃であり、10〜50℃であることが好ましい。
活性水素基を反応することが可能な基を有するポリエステルプレポリマーと、活性水素基を有する化合物を反応させる際に、必要に応じて、触媒を用いることもできる。
触媒としては、特に限定されないが、トリエチルアミン等の3級アミン、イミダゾール等が挙げられる。
有機溶媒を除去する方法としては、特に限定されないが、分散液を徐々に昇温して、有機溶媒を蒸発させる方法、分散液を乾燥雰囲気中に噴霧して、有機溶媒と共に、水系媒体を蒸発させる方法等が挙げられる。
乾燥雰囲気としては、特に限定されないが、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等の加熱気体が挙げられる。中でも、分散液に含まれる沸点が最も高い溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が好ましい。
分散液を乾燥雰囲気中に噴霧する際に用いる噴霧乾燥機としては、特に限定されないが、スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルン等が挙げられる。
有機溶媒を除去した後、必要に応じて、分級してもよい。
このとき、サイクロン、デカンター、遠心分離等により、有機溶媒を除去した分散液から微粒子を除去してもよいし、有機溶媒を除去した分散液を乾燥させた後に粗粒子を除去してもよい。
母体粒子を、顔料、離型剤、帯電制御剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料等の異種粒子と混合し、必要に応じて、混合物に機械的衝撃力を印加することにより、母体粒子の表面に異種粒子を固定してもよい。
混合物に機械的衝撃力を印加する方法としては、特に限定されないが、高速で回転する羽根により混合物に衝撃力を印加する方法、高速気流中に混合物を投入して、加速させ、粒子同士又は複合化した粒子を衝突板に衝突させる方法等が挙げられる。
混合物に機械的衝撃力を印加する装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧力を下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢等が挙げられる。
現像剤セットは、前述のトナーセットを含み、キャリアをさらに含んでいてもよい。即ち、現像剤セットは、一成分現像剤セットであってもよいし、二成分現像剤セットであってもよい。このとき、二成分現像剤セットは、クリアトナー及びキャリアを含むクリア二成分現像剤と、有色トナー及びキャリアを含む有色二成分現像剤を有する。
キャリアは、芯材が樹脂層により被覆されていることが好ましい。
芯材を構成する材料としては、特に限定されないが、質量磁化が50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、マンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、画像濃度を確保する点で、質量磁化が100emu/g以上の鉄、質量磁化が75〜120emu/gのマグネタイト等の高磁化材料が好ましい。また、クリアトナー及び有色トナーが穂立ち状態となっている感光体への当たりを弱くでき、高画質化に有利である点で、質量磁化が30〜80emu/gの銅−ジンク(Cu−Zn)系材料等の弱磁化材料が好ましい。
芯材の体積基準のメジアン径は、通常、10〜150μmであり、40〜100μmであることが好ましい。芯材の体積基準のメジアン径が10μm未満であると、キャリアの飛散が発生することがあり、150μmを超えると、トナーの飛散が発生することがある。
樹脂層を構成する樹脂としては、特に限定されないが、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデンとアクリル単量体の共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体のターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂、等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
アミノ系樹脂としては、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
ポリビニル系樹脂としては、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等が挙げられる。
ポリスチレン系樹脂としては、ポリスチレン、スチレンアクリル共重合体等が挙げられる。
ハロゲン化オレフィン樹脂としては、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。
ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。
樹脂層は、導電粉をさらに含んでいてもよい。
導電粉としては、特に限定されないが、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン粉、酸化スズ粉、酸化亜鉛粉等が挙げられる。
導電粉の平均粒径は、通常、1μm以下である。導電粉の平均粒径が1μmを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
樹脂層は、樹脂を有機溶媒中に溶解させた塗布液を芯材の表面に塗布して、乾燥させた後、焼付することにより形成することができる。
有機溶媒としては、特に限定されないが、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブ、ブチルアセテート等が挙げられる。
塗布液を塗布する方法としては、特に限定されないが、浸漬塗布法、スプレー法、ハケ塗り法等が挙げられる。
焼付する方式は、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよい。
焼付する方法としては、特に限定されないが、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロ波を用いる方法等が挙げられる。
キャリア中の樹脂層の含有量は、通常、0.01〜5.0質量%である。キャリア中の樹脂層の含有量が0.01質量%未満であると、芯材の表面に樹脂層を均一に形成することができないことがあり、5.0質量%を超えると、キャリア同士の造粒が発生することがある。
キャリアに対するトナーの質量比は、通常、0.01〜0.1である。
現像剤セットは、クリアトナー及び有色トナーを用いて画像を形成することが可能な公知の画像形成装置に適用することができるが、有色トナー像とクリアトナー像を中間転写体上に転写して重ねた後、記録媒体に転写する画像形成装置に適用することが好ましい。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、実施例に限定されない。なお、部は、質量部を意味する。
(結晶性ポリエステルの合成)
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した5Lの四つ口フラスコに、1,12−デカンジオール2500部、1,8−オクタン二酸2330部及びハイドロキノン4.9部を入れた後、180℃で20時間反応させた。次に、200℃に昇温して6時間反応させた後、8.3kPaで10時間反応させて結晶性ポリエステルを得た。結晶性ポリエステル樹脂は、数平均分子量が4400、重量平均分子量が15000、融点が70℃、酸価が25mgKOH/g、水酸基価が2.5mgKOH/g、分子量が500以下の割合が1.6%、分子量が1000以下の割合が3.6%であった。
(ワックス分散剤の合成)
温度計及び攪拌機を装備したオートクレーブ反応槽に、キシレン600部及び軟化点が128℃の低分子量ポリエチレンのサンワックスLEL−400(三洋化成工業社製)300部を入れた後、175℃に昇温し、窒素で置換した。次に、スチレン2310部、アクリロニトリル270部、アクリル酸ブチル150部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート78部及びキシレン455部の混合液を3時間かけて滴下した後、175℃で30分間保持した。さらに、脱溶剤し、ワックス分散剤を得た。
(非結晶性ポリエステルの合成)
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した5Lの四つ口フラスコに、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド3モル付加物529部、イソフタル酸100部、テレフタル酸108部、アジピン酸46部及びジブチルスズオキサイド2部を入れた後、230℃で10時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下、5時間反応させた後、無水トリメリット酸30部を加え、180℃で3時間反応させ、非結晶性ポリエステルを得た。非結晶性ポリエステルは、数平均分子量が1800、重量平均分子量が5500、ガラス転移点が50℃、酸価が20mgKOH/gであった。
(ポリエステルプレポリマーの合成)
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応容器に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部及びジブチルスズオキサイド2部を入れた後、230℃で8時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下、5時間反応させ、水酸基を有するポリエステルを得た。水酸基を有するポリエステルは、数平均分子量が2100、重量平均分子量が9500、ガラス転移点が55℃、酸価が0.5mgKOH/g、水酸基価が51mgKOH/gであった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応容器に、水酸基を有するポリエステル410部、イソホロンジイソシアネート89部及び酢酸エチル500部を入れた後、100℃で5時間反応させて、ポリエステルプレポリマーを得た。ポリエステルプレポリマーは、遊離イソシアネートの含有量が1.53質量%であった。
(ケチミンの合成)
撹拌棒及び温度計を装備した反応容器に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を入れた後、50℃で5時間反応させて、ケチミンを得た。ケチミンは、アミン価が418mgKOH/gであった。
(実施例1)
<クリア二成分現像剤の製造>
−ワックス分散液の調製−
撹拌棒及び温度計を装備した容器に、非結晶性ポリエステル528部、炭化水素系ワックスHi−mic−1090(日本精鑞社製)110部、ワックス分散剤77部、帯電制御剤のサリチル酸金属錯体E−84(オリエント化学工業社製)22部及び酢酸エチル947部を入れた後、80℃に昇温して5時間保持した。次に、1時間で30℃まで冷却した後、酢酸エチル500部を加え、1時間混合し、混合液を得た。
混合液1324部を容器に移した後、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、送液速度を1kg/h、ディスクの周速度を6m/sとして、粒径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で分散させた。次に、非結晶性ポリエステルの65質量%酢酸エチル溶液1042.3部を加え、上記の条件で1パスし、ワックス分散液を得た。ワックス分散液は、固形分濃度が50質量%であった。
−結晶性ポリエステル分散液の調製−
2Lの金属製容器に、結晶性ポリエステル100g及び酢酸エチル400gを入れた後、75℃まで昇温し、氷水浴中で27℃/minの速度で急冷した。次に、粒径が3mmのガラスビーズ500mLを加えた後、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)を用いて10時間分散させ、結晶性ポリエステル分散液を得た。
−ビニル系樹脂粒子分散液の調製−
撹拌棒及び温度計を装備した反応容器に、水683部、メタクリル酸のエチレンオキサイド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩エレミノールRS−30(三洋化成工業社製)11部、スチレン138部、メタクリル酸138部及び過硫酸アンモニウム1部を入れた後、400rpmで15分間撹拌した。次に、75℃まで昇温して5時間反応させた後、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30部を添加し、75℃で5時間熟成させ、ビニル系樹脂粒子分散液を得た。
−水相の調製−
水990部、ビニル系樹脂粒子分散液83部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5質量%水溶液エレミノールMON−7(三洋化成工業社製)37部及び酢酸エチル90部を混合し、水相を得た。
−油相の調製−
容器に、ワックス分散液664部、ポリエステルプレポリマー109.4部、結晶性ポリエステル分散液73.9部及びケチミン4.6部を入れた後、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、5000rpmで1分間混合し、油相を得た。
−乳化−
容器に、油相850部及び水相1200部を入れた後、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、13000rpmで18分間混合し、乳化スラリーを得た。
−脱溶剤−
撹拌機及び温度計を装備した容器に、乳化スラリー2050部及びイオン交換水410部を入れた後、30℃で8時間脱溶剤した。次に、45℃で4時間熟成させて、分散スラリーを得た。
−洗浄−
分散スラリー100部を減圧濾過し、濾過ケーキを得た。次に、濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過し、濾過ケーキを得た。さらに、濾過ケーキに10質量%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過し、濾過ケーキを得た。次に、濾過ケーキに10質量%塩酸100部を加え、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過し、濾過ケーキを得た。さらに、濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行い、濾過ケーキを得た。
−乾燥及び分級−
次に、循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmメッシュで篩い、クリアトナー用母体粒子を得た。
−クリアトナーの作製−
ヘンシェルミキサーを用いて、クリアトナー用母体粒子100部、平均一次粒径が10nmの疎水性シリカ粒子HDK H2000(クラリアントジャパン社製)0.7部、平均一次粒径が15nmの酸化チタン粒子MT−150A(テイカ社製)0.3部を混合し、クリアトナーを得た。クリアトナーは、体積平均粒径が4.9μmであった。
−クリア二成分現像剤の作製−
クリアトナー5部及びシリコーン樹脂が被覆されている体積基準のメジアン径が40μmの銅−亜鉛フェライトキャリア95部を混合し、クリア二成分現像剤を得た。
<黒色二成分現像剤の製造>
−マスターバッチの作製−
ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて、水1200部、DBP吸油量が42mL/100mg、pHが9.5のカーボンブラックPrintex35(デクサ社製)540部及び非結晶性ポリエステル1200部を混合し、混合物を得た。次に、2本ロールを用いて、混合物を150℃で30分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン社製)を用いて粉砕し、マスターバッチを得た。
−顔料・ワックス分散液の調製−
撹拌棒及び温度計を装備した容器に、非結晶性ポリエステル378部、炭化水素系ワックスHi−mic−1090(日本精鑞社製)110部、ワックス分散剤77部、帯電制御剤のサリチル酸金属錯体E−84(オリエント化学工業社製)22部及び酢酸エチル947部を入れた後、80℃に昇温し、5時間保持した。次に、1時間で30℃まで冷却した後、マスターバッチ500部及び酢酸エチル500部を加え、1時間混合し、混合液を得た。
混合液1324部を容器に移した後、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、送液速度を1kg/h、ディスクの周速度を6m/sとして、粒径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で分散させた。次に、非結晶性ポリエステルの65質量%酢酸エチル溶液1042.3部を加えた後、上記条件で1パスし、顔料・ワックス分散液を得た。顔料・ワックス分散液は、固形分濃度が50質量%であった。
−水相の調製−
<クリア二成分現像剤の製造>と同様にして、水相を得た。
−油相の調製−
ワックス分散液の代わりに、顔料・ワックス分散液を用いた以外は、<クリア二成分現像剤の製造>と同様にして、油相を得た。
−乳化−
容器に、油相850部及び水相1200部を入れた後、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、13000rpmで20分間混合し、乳化スラリーを得た。
−脱溶剤、洗浄、乾燥及び分級−
得られた乳化スラリーを用いた以外は、<クリア二成分現像剤の製造>と同様にして、黒色トナー用母体粒子を得た。
−黒色トナーの作製−
ヘンシェルミキサーを用いて、黒色トナー用母体粒子100部、平均一次粒径が10nmの疎水性シリカ粒子HDK H2000(クラリアントジャパン社製)0.8部、平均一次粒径が15nmの酸化チタン粒子MT−150A(テイカ社製)0.4部を混合し、黒色トナーを得た。黒色トナーは、体積平均粒径が4.2μmであった。
−黒色二成分現像剤の作製−
クリアトナーの代わりに、黒色トナーを用いた以外は、<クリア二成分現像剤の製造>と同様にして、黒色二成分現像剤を得た。
(実施例2)
<クリア二成分現像剤の製造>
−クリアトナーの作製−において、平均一次粒径が10nmの疎水性シリカ粒子の添加量を0.3部に変更した以外は、実施例1と同様にして、クリア二成分現像剤を得た。クリアトナーは、体積平均粒径が4.9μmであった。
<黒色二成分現像剤の製造>
−乳化−において、13000rpmで19分間混合した以外は、実施例1と同様にして、黒色二成分現像剤を得た。黒色トナーは、体積平均粒径が4.7μmであった。
参考例3)
<クリア二成分現像剤の製造>
−乳化−において、13000rpmで11分間混合し、−クリアトナーの作製−において、平均一次粒径が10nmの疎水性シリカ粒子及び平均一次粒径が15nmの酸化チタン粒子の添加量を、それぞれ0.2部に変更した以外は、実施例1と同様にして、クリア二成分現像剤を得た。クリアトナーは、体積平均粒径が8.4μmであった。
<黒色二成分現像剤の製造>
−乳化−において、13000rpmで14分間混合し、−黒色トナーの作製−において、平均一次粒径が10nmの疎水性シリカ粒子及び平均一次粒径が15nmの酸化チタン粒子の添加量を、それぞれ0.2部に変更した以外は、実施例1と同様にして、黒色二成分現像剤を得た。黒色トナーは、体積平均粒径が7.2μmであった。
(実施例5)
<クリア二成分現像剤の製造>
−乳化−において、13000rpmで17分間混合し、−クリアトナーの作製−において、平均一次粒径が10nmの疎水性シリカ粒子及び平均一次粒径が15nmの酸化チタン粒子の添加量を、それぞれ0.2部に変更した以外は、実施例1と同様にして、クリア二成分現像剤を得た。クリアトナーは、体積平均粒径が5.5μmであった。
<黒色二成分現像剤の製造>
−乳化−において、13000rpmで18分間混合した以外は、実施例1と同様にして、黒色二成分現像剤を得た。黒色トナーは、体積平均粒径が4.8μmであった。
(比較例2)
<クリア二成分現像剤の製造>
−乳化−において、13000rpmで16分間混合し、−クリアトナーの作製−において、平均一次粒径が10nmの疎水性シリカ粒子及び平均一次粒径が15nmの酸化チタン粒子の添加量を、それぞれ0.2部に変更した以外は、実施例1と同様にして、クリア二成分現像剤を得た。クリアトナーは、体積平均粒径が6.0μmであった。
<黒色二成分現像剤の製造>
−乳化−において、13000rpmで18分間混合した以外は、実施例1と同様にして、黒色二成分現像剤を得た。黒色トナーは、体積平均粒径が4.9μmであった。
(比較例3)
<クリア二成分現像剤の製造>
−乳化−において、13000rpmで19分間混合し、−クリアトナーの作製−において、平均一次粒径が10nmの疎水性シリカ粒子の添加量を0.3部に変更した以外は、実施例1と同様にして、クリア二成分現像剤を得た。クリアトナーは、体積平均粒径が4.5μmであった。
<黒色二成分現像剤の製造>
実施例1と同様にして、黒色二成分現像剤を得た。黒色トナーは、体積平均粒径が4.2μmであった。
(比較例4)
<クリア二成分現像剤の製造>
−乳化−において、13000rpmで11分間混合し、−クリアトナーの作製−において、平均一次粒径が10nmの疎水性シリカ粒子及び平均一次粒径が15nmの酸化チタン粒子の添加量を、それぞれ0.1部に変更した以外は、実施例1と同様にして、クリア二成分現像剤を得た。クリアトナーは、体積平均粒径が8.5μmであった。
<黒色二成分現像剤の製造>
−乳化−において、13000rpmで13分間混合し、−黒色トナーの作製−において、平均一次粒径が10nmの疎水性シリカ粒子及び平均一次粒径が15nmの酸化チタン粒子の添加量を、それぞれ0.2部に変更した以外は、実施例1と同様にして、黒色二成分現像剤を得た。黒色トナーは、体積平均粒径が7.3μmであった。
表1に、実施例1、2、5、参考例3及び比較例2〜4のクリアトナー及び黒色トナーの特性を示す。
(体積平均粒径)
トナーの体積平均粒径は、粒度測定器マルチサイザーIII(ベックマンコールター社製)を用いて、アパーチャー径を100μmとして、測定し、解析ソフトBeckman Coulter Mutlisizer 3 Version3.51(ベックマンコールター社製)を用いて解析した。具体的には、100mLのガラス製ビーカーに、10質量%の界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)溶液ネオゲンSC−A(第一工業製薬社製)0.5mL及びトナー0.5gを入れた後、ミクロスパーテルでかき混ぜた。次に、イオン交換水80mLを加えた後、超音波分散器W−113MK−II(本多電子社製)を用いて、10分間分散させ、分散液を得た。さらに、測定用溶液として、アイソトンIII(ベックマンコールター製)を用い、粒度測定器が示す濃度が8±2%になるように分散液を滴下して、体積平均粒径を測定した。
次に、実施例1、2、5、参考例3及び比較例2〜4の二成分現像剤セットを評価した。
(低温定着性)
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した複写機MF2200(リコー製)の定着部を改造した装置及びクリア二成分現像剤(又は黒色二成分現像剤)を用いて、タイプ6200紙(リコー製)に複写テストを行った。具体的には、定着温度を変化させて定着下限温度を求めた。定着下限温度の評価条件は、紙送りの線速度を120〜150mm/s、面圧を1.2kgf/cm、ニップ幅を3mmとした。
(帯電性)
23℃、55%RHの環境内で、クリア二成分現像剤(又は黒色二成分現像剤)を30分放置して、調湿した後、直径が30mm、幅が30mmのステンレス鋼製の円柱のポットにクリア二成分現像剤(又は黒色二成分現像剤)を入れ、600rpmで10分攪拌した。次に、ブローオフ装置TB−200(東芝ケミカル社製)を用いて、クリア二成分現像剤(又は黒色二成分現像剤)の帯電量を測定した。具体的には、目開きが635メッシュをセットした測定用ゲージに二成分現像剤1gを入れた後、30秒間ブローオフした。クリア二成分現像剤(又は黒色二成分現像剤)の帯電量は、飛散した粉体の電荷量Q[μC]と質量M[g]を測定し、式
Q/M
から求めた。
(耐熱保存性)
クリアトナー(又は黒色トナー)を50℃で8時間保管した後、42メッシュの篩で2分間篩い、金網上の残存率を求めた。なお、耐熱保存性は、残存率が10%未満である場合を◎、10%以上20%未満である場合を○、20%以上30%未満である場合を△、30%以上である場合を×として、判定した。
(ベタ画像の粒状度)
階調値0〜255を36段階に分割して、それぞれの階調値で埋め尽くしたベタ画像を並べたモノクロ画像を評価チャート(図1参照)として入力し、以下に説明する(1)作像条件及び(2)中間調処理で、Imagio MP C3000(リコー製)、クリア二成分現像剤及び黒色二成分現像剤を用いて、出力したベタ画像の粒状度を測定した。具体的には、粒状度は、スキャナで読み取ったベタ画像を空間周波数成分に変換して、視覚の空間周波数特性(VTF)による補正と、画像の平均明度による補正をすることにより算出した。なお、粒状度が0.15未満である場合を◎、0.15以上0.30未満である場合を○、0.30以上0.40未満である場合を△、0.40以上である場合を×として、判定した。
(1)黒色トナーを用いて、黒色のベタ画像を出力した後、クリアトナーを用いて、黒色のベタ画像上に、クリアのベタ画像を出力した。このとき、ブラック画像形成ユニットの露光手段のレーザ光源のレーザパワー及び点灯時間が100%の時の黒色のベタ画像の付着量が0.6mg/cmとなるように現像バイアス及び帯電バイアスを調整した。また、クリア画像形成ユニットの露光手段のレーザ光源のレーザパワー及び点灯時間が100%の時のクリアのベタ画像の付着量が0.3mg/cmとなるように現像バイアス及び帯電バイアスを調整した。
(2)閾値マトリクス(図2参照)による3値の190L72Dの万線ディザである中間調処理Aを用いた(特開2009−223015号公報参照)。
なお、図2(a)は、出力階調値128の閾値マトリクスであり、図2(b)は、出力階調値256の閾値マトリクスである。
表2に、実施例1、2、5、参考例3及び比較例2〜4の二成分現像剤セットの評価結果を示す。
表2から、実施例1、2、、参考例3の二成分現像剤セットは、低温定着性及び耐熱保存性に優れ、粒状度に優れるベタ画像を形成できることがわかる。
これに対して、比較例2の二成分現像剤セットは、A/Bが1.22であるため、ベタ画像の粒状度が低下する。
比較例3の二成分現像剤セットは、Aが4.であるため、クリアトナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させることができず、ベタ画像の粒状度が低下する。
比較例4の二成分現像剤セットは、Aが8.5であるため、ベタ画像の粒状度が低下する。
特開2002−236396号公報

Claims (7)

  1. クリアトナー及び有色トナーを有し、
    前記クリアトナーは、結着樹脂及び離型剤を含み、
    前記有色トナーは、結着樹脂、顔料及び離型剤を含み、
    前記クリアトナーの体積平均粒径をA[μm]、前記有色トナーの体積平均粒径をB[μm]とすると、式
    4.8≦A≦5.5
    1.0<A/B≦1.2
    を満たし、
    前記クリアトナーは、結晶性ポリエステルを含み、
    前記有色トナーは、結晶性ポリエステルを含むことを特徴とするトナーセット。
  2. 前記クリアトナーは、前記結晶性ポリエステルの含有量が5質量%以上20質量%以下であり、
    前記クリアトナー中の前記結晶性ポリエステルの含有量は、前記有色トナー中の前記結晶性ポリエステルの含有量以上であることを特徴とする請求項1に記載のトナーセット。
  3. 前記離型剤は、炭化水素系ワックス又はエステル系ワックスであることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナーセット。
  4. 前記有色トナーに含まれる離型剤は、前記クリアトナーに含まれる離型剤と同一であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のトナーセット。
  5. 前記クリアトナーは、非結晶性ポリエステル及びウレア変性非結晶性ポリエステルを含み、
    前記有色トナーは、非結晶性ポリエステル及びウレア変性非結晶性ポリエステルを含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のトナーセット。
  6. 請求項1乃至のいずれか一項に記載のトナーセットを含むことを特徴とする現像剤セット。
  7. 請求項に記載の現像剤セットを用いて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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