JP6776745B2 - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、並びに、画像形成方法 - Google Patents

静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、並びに、画像形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、並びに、画像形成方法に関する。
電子写真方式の画像形成においては、画像形成材料としてトナーが用いられ、例えば、結着樹脂、離型剤及び着色剤を含有するトナー粒子と、このトナー粒子に外添される外添剤と、を含むトナーが多く使用されている。
また、従来から、電子写真方式の画像形成において、トナーを用いる技術が知られている。
また、従来のトナー又はトナー粒子としては、特許文献1又は2に記載されたトナー又はトナー粒子が挙げられる。
特許文献1には、転写材上に固着される白色トナーにおいて、白色部を核とし、外側に透明部を有することを特徴とする白色トナーが記載されている。
特許文献2には、白色顔料、酸化防止剤及びバインダーを含有する白色トナー粒子において、白色顔料が該粒子内部に比べて該粒子外周部において低濃度であるかもしくは含まれず、かつ、酸化防止剤が該粒子外周部に比べて該粒子内部において低濃度であるかもしくは含まれないことを特徴とする白色トナー粒子が記載されている。
特開2002−108021号公報 特開2006−317601号公報
本発明が解決しようとする課題は、下記式(1)で表される白色顔料の偏在度Bの分布の最頻値が0.75未満であるか、又は、0.95を超える場合に比べ、得られる画像の隠蔽性及びラミネート加工性に優れる静電荷像現像用トナーを提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。
は、
結着樹脂、及び、白色顔料を含むトナー粒子を有し、
下記式(1)で表される前記白色顔料の偏在度Bの分布における最頻値が、0.75以上0.95以下であり、かつ前記偏在度Bの分布における歪度が、−1.20以上0.00以下である
静電荷像現像用トナーである。
式(1):偏在度B=2d/D
式(1)中、Dはトナー粒子の断面観察におけるトナー粒子の円相当径(μm)を表し、dはトナー粒子の断面観察におけるトナー粒子の重心から白色顔料の重心までの距離(μm)を表す。
は、
前記偏在度Bの分布における歪度が、−1.20以上−0.50以下であるに記載の静電荷像現像用トナーである。
は、
前記トナー粒子の表面における白色顔料量が、表面における元素の質量割合として、0.05質量%以上1.50質量%以下である又はに記載の静電荷像現像用トナーである。
は、
乃至のいずれか1に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤である。
は、
乃至のいずれか1に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。
は、
に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
は、
像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える画像形成装置である。
は、
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法である。
によれば、前記式(1)で表される白色顔料の偏在度Bの分布の最頻値が0.75未満であるか、又は、0.95を超える場合に比べ、得られる画像の隠蔽性及びラミネート加工性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
によれば、前記偏在度Bの分布の歪度が−0.50を超え0.00以下である場合に比べ、得られる画像のラミネート加工性により優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
によれば、トナー粒子表面における白色顔料量が1.50質量%を超える場合に比べ、得られる画像のラミネート加工性により優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
乃至によれば、使用するトナーが、前記式(1)で表される白色顔料の偏在度Bの分布の最頻値が0.75未満であるか、又は、0.95を超える場合に比べ、得られる画像の隠蔽性及びラミネート加工性に優れる静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置又は画像形成方法が提供される。
本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。 パワーフィード添加法を説明するための模式図である。
以下に、本実施形態について説明する。
なお、「質量部」及び「質量%」との記載は、それぞれ、「重量部」及び「重量%」と同義である。
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(単に「トナー」又は「トナー」とも称する)は、結着樹脂、及び、白色顔料を含むトナー粒子を有し、下記式(1)で表される前記白色顔料の偏在度Bの分布の最頻値が、0.75以上0.95以下であり、かつ前記偏在度Bの分布の歪度が、−1.20以上0.00以下である。
式(1):偏在度B=2d/D
式(1)中、Dはトナー粒子の断面観察におけるトナー粒子の円相当径(μm)を表し、dはトナー粒子の断面観察におけるトナー粒子の重心から白色顔料の重心までの距離(μm)を表す。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、上記構成により、得られる画像の隠蔽性及びラミネート加工性に優れる。この理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと推測される。
近年、電子写真方式を用いた画像の付加価値を向上させるため、ラベル又はフィルムの記録媒体に対する出力の検討が行われている。ラベル及びフィルムは従来の用紙と異なり、基材が透明や有色である場合が多く、4色のカラートナー、例えば、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーをそのまま用いた場合、色再現が低下する場合があった。
そこで、5色目のトナーとして、白色トナーを用いてカラー画像の下地を形成し、色再現を向上させるという試みがなされている。この場合の白色トナーは、下地用として優れた隠蔽性が要求され、隠蔽性は入射する光が透過せずに散乱及び反射することで発現する。優れた隠蔽特性は、画像中で入射光を十分に散乱させることで実現される。
一方、画像が形成されたラベル又はフィルムhs、画像出力後の後加工としてラミネートフィルム加工をする場合がある。この場合、画像表面に顔料が露出していると、ラミネートフィルムの密着性を低下させ、ラミネート加工性に劣る。
そこで本実施形態においては、白色顔料をできるだけトナー粒子の表層に寄せて、かつトナー粒子表面への白色顔料の露出を抑制した最適な構造を提供する。具体的には、トナー粒子において、前記式(1)で表される前記白色顔料の偏在度Bの分布の最頻値が、0.75以上0.95以下であり、かつ前記偏在度Bの分布の歪度が、−1.20以上0.00以下とすることにより、画像表面への白色顔料の露出を抑制し、かつ、画像表面近傍で白色顔料を高濃度に配置することができ、優れた隠蔽性とラミネート加工性とを両立した画像が形成される。
なお、白色顔料の偏在度の分布の最頻値は、トナー粒子の深さ方向で白色顔料濃度が最も高い箇所を示しており、値が大きいほどトナー外周部に近い部分に白色顔料が多いことを示す。また、白色顔料の偏在度の分布の歪度は、トナー粒子の深さ方向の白色顔料濃度勾配の分布の偏りを示しており、値が0であると正規分布であり、前記式(1)においては値が小さいほど、トナー外周付近に白色顔料濃度が偏っていることを示す。
以下、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの詳細について説明する。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、前記式(1)で表される前記白色顔料の偏在度Bの分布における最頻値が、0.75以上0.95以下であり、得られる画像の隠蔽性及びラミネート加工性の点から、0.78以上0.92以下であることが好ましく、0.80以上0.90以下であることがより好ましく、0.82以上0.88以下が更に好ましい。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、前記式(1)で表される前記白色顔料の偏在度Bの分布における歪度が、−1.20以上0.00以下であり、得られる画像の隠蔽性及びラミネート加工性の点から、−1.20以上−0.25以下が好ましく、−1.20以上−0.50以下がより好ましく、−1.00以上−0.60以下が更に好ましい。
更に、前記式(1)で表される前記白色顔料の偏在度Bの分布における歪度が−1.20以上−0.50以下であると、偏在度Bが0以上0.75未満の範囲に裾を引いた分布、すなわち、トナー粒子の重心からトナー粒子外周部における白色顔料を多く含む部分までの間においても、白色顔料が重心に向かって量が減少しながら存在する。
このような白色顔料の分布であると、ラミネート加工性及び白色画像のグロス均一性が優れる。前記効果が発現する理由は以下のように考えられる。
白色顔料の偏在度Bの分布における歪度が−1.20以下である場合、白色顔料の多くがトナー内部に配置されていることを示し、顔料のネットワーク効果により定着の際のトナー溶融が不十分になり易い。そのため、定着後の画像の平滑性が十分でなく、ラミネートの画像に対する接着性が不十分となり易い。一方、白色顔料の偏在度Bの分布における歪度が0.00以上であると、トナー内部の顔料のネットワーク効果は抑制されるが、顔料がある領域に多く存在しすぎるために、トナー内部からの離型剤の染み出しが抑制される。そのため、定着時の画像剥離において先端部に微小な荒れが発生し、同様にラミネートの画像に対する接着性が不十分となり易い。
白色顔料の偏在度Bの測定方法について説明する。
まず、トナー粒子をビスフェノールA型液状エポキシ樹脂及び硬化剤を用いて包埋したのち、切削用サンプルを作製する。次にダイヤモンドナイフを用いた切削機、例えばLEICAウルトラミクロトーム((株)日立ハイテクノロジーズ製)を用いて−100℃の下、切削サンプルを切削し、観察用サンプルを作製する。更に、必要に応じて、この観察用サンプルを四酸化ルテニウム雰囲気下となっているデシケーター内に放置し、染色を行う。染色の判断は、同時に放置したテープの染色具合により判断する。この様にして得た観察サンプルを走査型透過電子顕微鏡(STEM)により観察する。
まず、トナー粒子1個の断面が視野に入る倍率で画像を記録する。記録された画像について、画像解析ソフト(三谷商事(株)製WinROOF)を用いて、0.010000μm/pixel条件で画像解析を行う。この画像解析により、包埋に用いたエポキシ樹脂とトナー粒子の結着樹脂との輝度差(コントラスト)により、トナー粒子の断面の形状を抽出する。抽出されたトナー粒子の断面の形状に基づいて、投影面積を求める。そして、この投影面積から、円相当径を求める。円相当径は、式:2√(投影面積/π)により算出する。求めた円相当径を、トナー粒子の断面観察におけるトナー粒子の円相当径Dとする。
一方、抽出されたトナー粒子の断面の形状に基づいて、重心位置を求める。続けて、結着樹脂及び離型剤等と白色顔料との輝度差(コントラスト)により、白色顔料の断面形状を抽出し、白色顔料の断面形状の重心位置を求める。この各重心位置は、具体的には、抽出されたトナー粒子、又は、白色顔料の領域に対し、領域内の画素数をn、各画素のxy座標をx、y(i=1,2,…,n)とし、重心のx座標は各x座標値の合計をnで割った値、重心のy座標は各y座標値の合計をnで割った値として求める。そして、トナー粒子の断面の重心位置と白色顔料の断面形状の重心位置との距離を求める。求めた距離を、トナー粒子の断面観察におけるトナー粒子の重心から白色顔料の断面形状の重心までの距離dとする。
最後に、各円相当径D及び距離dから、式(1):偏在度B=2d/Dにより、白色顔料の偏在度Bを求める。そして、一個のトナー粒子の断面に存在する複数の白色顔料について、各々、上記同様の操作を行って、白色顔料の偏在度Bを求める。
次に、白色顔料の偏在度Bの分布における最頻値の算出方法について説明する。
まず、既述の白色顔料の偏在度Bの測定をトナー粒子200個について行う。得られた各白色顔料の偏在度Bのデータを、0から0.01刻みのデータ区間で統計解析処理を行い、偏在度Bの分布を求める。得られた分布の最頻値、すなわち、白色顔料の偏在度Bの分布で最も多く現れるデータ区間の値を求める。そして、このデータ区間の値を、白色顔料の偏在度Bの分布における最頻値とする。
次に、白色顔料の偏在度Bの分布の歪度の算出方法について説明する。
まず、既述通り、白色顔料の偏在度Bの分布を求める。求めた下記式に基づいて、偏在度Bの分布の歪度を求める。なお、下記式において、歪度をSk、白色顔料の偏在度Bのデータ数をn、各白色顔料の偏在度Bのデータの値をx(i=1,2,…,n)、白色顔料の偏在度Bのデータ全体の平均値をx(上方にバーを付したx)、白色顔料の偏在度Bのデータ全体の標準偏差をsとする。
なお、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーにおいて、白色顔料の偏在度Bの分布特性を満たす方法については、後述する静電荷像現像用トナーの製造方法で説明する。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナー粒子の表面における白色顔料量は、得られる画像のラミネート加工性の観点から、表面における元素の質量割合として、0.05質量%以上1.50質量%以下であることが好ましく、0.06質量%以上1.20質量%以下であることがより好ましく、0.07質量%以上1.00質量%以下であることが特に好ましい。
本実施形態において、トナー粒子の表面における白色顔料量の測定方法は、以下の通りである。
トナー粒子を液中に分散させ、トナー粒子の外添剤を超音波処理にて除去してから再び乾燥してトナー母粒子を取り出す。その際、液中への分散において分散剤などを用いた場合には、分散剤などの洗浄を施してトナー母粒子の回収操作を行う。得られたトナー母粒子の表面を、X線光電子分光装置を用いて、トナー粒子表面における白色顔料である元素の質量比を算出する。後述する白色顔料の抽出法により得られた白色顔料を、蛍光X線分析装置を用いて元素情報を得る。前記トナー粒子表面における元素の質量比のうち、顔料に由来する元素の質量%を前記トナー粒子の表面における白色顔料量とする。なお、白色顔料の元素情報は、白色顔料の抽出法により得られる白色顔料の蛍光X線分析の結果により判断することができる。
更に、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーにおいて、前記白色顔料の屈折率Rの値は、得られる画像の隠蔽性の観点から、2.00以上2.90以下であることが好ましく、2.20以上2.90以下であることがより好ましく、2.40以上2.90以下であることが特に好ましい。
本実施形態において、白色顔料の屈折率の測定方法は、以下の通りである。
トナー粒子の外添剤を前述の超音波処理にて除去し、得られたトナー母粒子をアセトン、メチルエチルケトン等のトナー母粒子の結着樹脂を可溶な溶剤を用いて溶解し、遠心分離機を用いて、高比重の白色顔料を分離する。得られた白色顔料を例えばJIS K7142に示される測定方法を用いて、屈折率を測定する。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。
また、トナー粒子の各種平均粒径、及び各種粒度分布指標は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、トナー粒子と、必要に応じて、外添剤と、を含んで構成される。
(トナー粒子)
トナー粒子は、結着樹脂と、白色顔料と、必要に応じて、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
−白色顔料−
白色顔料として具体的には、例えば、無機顔料(例えば、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、サチンホワイト、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、非晶質シリカ、コロイダルシリカ、ホワイトカーボン、カオリン、焼成カオリン、デラミネートカオリン、アルミノ珪酸塩、セリサイト、ベントナイト、及び、スメクサイト等)、有機顔料(例えば、ポリスチレン樹脂粒子、及び、尿素ホリマリン樹脂粒子等)が挙げられる。
中でも、二酸化チタンが好ましく挙げられる。
白色顔料は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
白色顔料は、必要に応じて表面処理された白色顔料を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。
白色顔料の体積平均粒径は、得られる画像の隠蔽性及び白色度の観点から、100nm以上1,000nm以下であることが好ましく、100nm以上500nm以下であることがより好ましく、120nm以上380nm以下であること更に好ましい。
なお、白色顔料の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、(株)堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。
白色顔料の含有量としては、トナー粒子全体に対して、得られる画像の隠蔽性及び白色度、並びに、トナー粒子の造粒性の観点から、20質量%以上60質量%以下が好ましく、25質量%以上55質量%以下がより好ましく、30質量%以上50質量%以下が特に好ましい。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。但し、結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して、含有量が2質量%以上40質量%以下(好ましくは2質量%以上20質量%以下)の範囲で用いることがよい。
なお、樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度10(℃/min)で測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを指す。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
・非晶性ポリエステル樹脂
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5,000以上1,000,000以下が好ましく、7,000以上500,000以下がより好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2,000以上100,000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
非晶性ポリエステル樹脂は、周知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
・結晶性ポリエステル樹脂
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸等の二塩基酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,14−エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジオールとしては、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが好ましい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下が更に好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、非晶性ポリエステルと同様に、周知の製造方法により得られる。
結着樹脂の含有量としては、例えば,トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下が更に好ましい。
−離型剤−
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
−その他の添加剤−
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
−トナー粒子の特性等−
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
トナー粒子の平均円形度としては、0.94以上1.00以下が好ましく、0.95以上0.98以下がより好ましい。
トナー粒子の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA−2100)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
なお、トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
(外添剤)
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
(静電荷像現像用トナーの製造方法)
次に、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法について説明する。
本実施形態におけるトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。トナー粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
特に、前記偏在度の分布における最頻値及び歪度が前記範囲を満たすトナー粒子を得る点から、トナー粒子を次に示す凝集合一法により製造することが好ましい。
まず、凝集合一法について説明する。
具体的には、各分散液を準備する工程(分散液準備工程)と、
結着樹脂となる第1樹脂粒子が分散された第1樹脂粒子分散液、及び離型剤の粒子(以下「離型剤粒子」とも称する)が分散され離型剤粒子分散液を混合し、得られた分散液中で、各粒子を凝集させ、第1凝集粒子を形成する工程(第1凝集粒子形成工程)と、
第1凝集粒子が分散された第1凝集粒子分散液を得た後、結着樹脂となる第2樹脂粒子及び白色顔料が分散された混合分散液を、混合分散液中の白色顔料の濃度を次第に高めながら、第1凝集粒子分散液に順次添加して、第1凝集粒子の表面に更に第2樹脂粒子及び白色顔料を凝集して、第2凝集粒子を形成する工程(第2凝集粒子形成工程)と、
第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、
を経て、トナー粒子を製造することが好ましい。
なお、トナー粒子の製造方法は、上記に限られない。例えば、樹脂粒子分散液、及び、離型剤粒子分散液を混合し、得られた混合分散液中で、各粒子を凝集させる。次に、その凝集過程で、混合分散液に対して、添加速度を次第に速めつつ又は白色顔料の濃度を高めながら、白色顔料分散液を添加し、更に各粒子の凝集を進行させて、凝集粒子を形成する。そして、その凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成してもよい。
以下、各工程の詳細について説明する。
−各分散液準備工程−
まず、凝集合一法で使用する各分散液と準備する。具体的には、結着樹脂となる第1樹脂粒子が分散された第1樹脂粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液、結着樹脂となる第2樹脂粒子が分散された第2樹脂粒子分散液、及び白色顔料が分散された白色顔料分散液を準備する。
なお、各分散液準備工程において、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子とを「樹脂粒子」と称して説明する。
ここで、樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
なお、樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、白色顔料分散液、離型剤粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、白色顔料分散液中に分散する白色顔料、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。
−第1凝集粒子形成工程−
次に、第1樹脂粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、この混合分散液中で、第1樹脂粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させて、第1樹脂粒子と離型剤粒子とを含む第1凝集粒子を形成する。
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、第1樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、第1樹脂粒子のガラス転移温度−30℃以上ガラス転移温度−10℃以下)の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、第1凝集粒子を形成する。
第1凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで撹拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体等が挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、第1樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
−第2凝集粒子形成工程−
次に、第1凝集粒子が分散された第1凝集粒子分散液を得た後、第2樹脂粒子及び白色顔料が分散された混合分散液を、混合分散液中の白色顔料の濃度を次第に高めながら、第1凝集粒子分散液に順次添加する。
なお、第2樹脂粒子は第1樹脂粒子と同種であってもよいし、異種であってもよい。
また、前記混合分散液は、離型剤粒子を更に含んでいてもよい。
そして、第1凝集粒子、第2樹脂粒子、及び白色顔料が分散された分散液中で、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子及び白色顔料を凝集する。具体的には、例えば、第1凝集粒子形成工程において、第1凝集粒子が目的とする粒径に達したときに、第1凝集粒子分散液に、白色顔料の濃度を次第に高めながら、第2樹脂粒子及び白色顔料が分散された混合分散液を添加し、この分散液に対して、第2樹脂粒子のガラス転移温度以下で加熱を行う。
そして、分散液のpHを、例えば6.5以上8.5以下程度の範囲にすることにより、凝集の進行を停止させる。
この工程を経て、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子及び白色顔料が付着した凝集粒子を形成する。つまり、第1凝集粒子の表面に、第2樹脂粒子及び白色顔料の凝集物が付着した第2凝集粒子を形成する。このとき、第2樹脂粒子及び白色顔料が分散された混合分散液を、混合分散液中の白色顔料の濃度を次第に高めながら、第1凝集粒子分散液に順次添加しているため、第1凝集粒子の表面には、粒径方向外側に向かって、白色顔料の濃度(存在率)が次第に大きくなって、第2樹脂粒子及び白色顔料の凝集物が付着する。
ここで、混合分散液の添加方法としては、パワーフィード添加法を利用することがよい。このパワーフィード添加法を利用することで、混合分散液中の白色顔料の濃度を次第に高めながら、混合分散液を第1凝集粒子分散液に添加される。
以下、図を参照しつつ、パワーフィード添加法を利用した混合分散液の添加方法について説明する。
図3には、パワーフィード添加法に用いる装置を示している。なお、図3中、311は、第1凝集粒子分散液を示し、312は、第2樹脂粒子分散液を示し、313は、白色顔料分散液を示している。
図3に示す装置は、第1凝集粒子が分散されて第1凝集粒子分散液を収容している第1収容槽321と、第2樹脂粒子が分散された第2樹脂粒子分散液を収容している第2収容槽322と、白色顔料が分散された白色顔料分散液を収容している第3収容槽323と、を有している。
第1収容槽321と第2収容槽322とは、第1送液管331で連結されている。第1送液管331の経路途中には、第1送液ポンプ341が介在している。第1送液ポンプ341の駆動により、第2収容槽322に収容された分散液は、第1送液管331を通じて、第1収容槽321に収容された分散液へ送液される。
第1収容槽321には、第1撹拌装置351が配置されている。第1撹拌装置351の駆動により、第2収容槽322に収容された分散液を第1収容槽321に収容された分散液へ送液したとき、第1収容槽321において各分散液が撹拌及び混合される。
第2収容槽322と第3収容槽323とは、第2送液管332で連結されている。第2送液管332の経路途中には、第2送液ポンプ342が介在している。第2送液ポンプ342の駆動により、第3収容槽323に収容された分散液は、第2送液管332を通じて、第2収容槽322に収容された分散液へ送液される。
第2収容槽322には、第2撹拌装置352が配置されている。第2撹拌装置352の駆動により、第3収容槽323に収容された分散液を第2収容槽322に収容された分散液へ送液したとき、第2収容槽322において各分散液が撹拌及び混合される。
図3に示す装置では、まず、第1収容槽321において、第1凝集粒子形成工程を実施して、第1凝集粒子分散液を作製し、第1収容槽321に第1凝集粒子分散液を収容する。なお、別の槽で、第1凝集粒子形成工程を実施して、第1凝集粒子分散液を作製した後、第1凝集粒子分散液を第1収容槽321に収容してもよい。
この状態で、第1送液ポンプ341及び第2送液ポンプ342を駆動する。この駆動により、第2収容槽322に収容された第2樹脂粒子分散液を、第1収容槽321に収容された第1凝集粒子分散液へ送液する。そして、第1撹拌装置351の駆動により、第1収容槽321において各分散液が撹拌及び混合される。
一方、第3収容槽323に収容された白色顔料分散液を第2収容槽322に収容された第2樹脂粒子分散液へ送液する。そして、第2撹拌装置352の駆動により、第2収容槽322において各分散液が撹拌及び混合される。
このとき、第2収容槽322に収容された第2樹脂粒子分散液には、白色顔料分散液が順次送液され、次第に白色顔料の濃度が高まっていく。このため、第2収容槽322には、第2樹脂粒子及び白色顔料が分散された混合分散液が収容されることになり、この混合分散液が第1収容槽321に収容された第1凝集粒子分散液に送液される。そして、この混合分散液の送液は、混合分散液中の白色顔料分散液の濃度が高まりつつ、しかも連続的に行われる。
このように、パワーフィード添加法を利用することにより、第1凝集粒子分散液に、白色顔料の濃度を次第に高めながら、第2樹脂粒子及び白色顔料が分散された混合分散液を添加することができる。
そして、パワーフィード添加法において、第2収容槽322及び第3収容槽323に収容された各分散液の送液開始時期及び送液速度を調整することにより、トナー粒子における白色顔料の偏在度合が調整される。また、パワーフィード添加法において、第2収容槽322及び第3収容槽323に収容された各分散液の送液中に、送液速度を調整することによっても、トナー粒子における白色顔料の偏在度合が調整される。
なお、以上説明したパワーフィード添加法は、上記手法に限定されるわけではない。例えば、1)別途、第2樹脂粒子分散液を収容した収容槽と、第2樹脂粒子及び白色顔料分散液が分散された混合分散液を収容槽とを設け、送液速度を変えつつ各収容槽から各分散液を第1収容槽321へ送液する方法、別途、白色顔料分散液を収容した収容槽と、第2樹脂粒子及び白色顔料が分散された混合分散液を収容した収容槽とを設け、送液速度を変えつつ各収容槽から各分散液を第1収容槽321へ送液する方法など、種々の方法を採用してもよい。
以上により、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子及び白色顔料が付着するようにして凝集した第2凝集粒子が得られる。
−融合・合一工程−
次に、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して、例えば、第1及び第2樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば第1及び第2樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、第2凝集粒子を融合・合一する。
上記のようにしてトナー粒子を製造することで、表面近傍での白色顔料の存在比率が高められる。
また、第2凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該第2凝集粒子分散液と、結着樹脂となる第3樹脂粒子が分散された第3樹脂粒子分散液と、を更に混合し、第2凝集粒子の表面に更に第3樹脂粒子を付着するように凝集して、第3凝集粒子を形成する工程と、第3凝集粒子が分散された第3凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
このように、第2凝集粒子の表面に更に結着樹脂からなる(又は白色顔料を含むとしてもその白色顔料の含有量が少ない)シェル層を形成することで、トナー粒子表面での白色顔料の露出率が低減される。
上記のごとく、トナー粒子を製造することで、前記トナー粒子における白色顔料の偏在度の分布における最頻値及び歪度の範囲が容易に満たされる。
ここで、融合・合一工程終了後は、溶液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
<静電荷像現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
なお、磁性粉分散型キャリア、及び樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
二成分現像剤における、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
<画像形成装置/画像形成方法>
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置では、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、本実施形態に係る静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法(本実施形態に係る画像形成方法)が実施される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容した現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ロール22及び中間転写ベルト20内面に接する支持ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。なお、支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。なお、第1のユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール5Y(一次転写手段の一例)、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)6Yが順に配置されている。
なお、一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として可視像(現像像)化される。
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で撹拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体の一例)上に保持されている。そして感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー画像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。
感光体1Y上のイエロートナー画像が一次転写へ搬送されると、一次転写ロール5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー画像に作用され、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と逆極性の(+)極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μAに制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
また、第2のユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5Kに印加される一次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー画像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト内面に接する支持ロール24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と同極性の(−)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー画像が記録紙P上に転写される。なお、この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれトナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。
トナー画像を転写する記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙が挙げられる。記録媒体は記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑が好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
<プロセスカートリッジ/トナーカートリッジセット>
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記構成に限られず、現像装置と、その他、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図2は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
なお、図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係るトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用のトナーを収容するものである。
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱される構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収容されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジが交換される。
以下、実施例及び比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に詳細に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」はそれぞれ、「質量部」及び「質量%」を表す。
[結晶性ポリエステル樹脂(その粒子分散液)の調製]
−結晶性ポリエステル樹脂の合成−
加熱乾燥した三口フラスコに、1,12−ドデカンジカルボン酸266部、及び、1,10−デカンジオール169部と、触媒としてテトラブトキシチタネート0.035部とを入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、更に窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械撹拌にて180℃で6時間還流を行った。その後、減圧蒸留にて220℃まで徐々に昇温を行い2.5時間撹拌し、粘稠な状態となったところで樹脂酸価を測定し、樹脂酸価が15.0mgKOH/gになったところで、減圧蒸留を停止、空冷し結晶性ポリエステル樹脂を得た。
得られた結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)を前述の方法にて測定したところ13,000であった。また、得られた結晶性ポリエステル樹脂の融解温度を、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ73℃であった。
次に、得られた結晶性ポリエステル樹脂を180部、及び、脱イオン水585部をステンレスビーカーに入れ、温浴につけ、95℃に加熱した。結晶性ポリエステル樹脂が溶融した時点で、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて8,000rpmで撹拌し、同時に希アンモニア水を添加しpHを7.0に調整した。ついでアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンR)0.8部を希釈した水溶液20部を滴下しながら、乳化分散を行い、体積平均粒子径が0.23μmの結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(樹脂粒子濃度:40質量%)を調製した。
[非晶性ポリエステル樹脂(その粒子分散液)の調製]
加熱乾燥した二口フラスコに、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エチレンオキシド付加物216部、エチレングリコール38部と、触媒としてテトラブトキシチタネート0.037部とを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち撹拌しながら昇温した後、160℃で約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(大気圧、以下同様)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1時間保持することにより非晶性ポリエステル樹脂を合成した。なお、1Torr=(101,325/760)Paである。
得られた非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度を、前述の測定方法により示差走査熱量系(DSC)を用いて測定したところ、60℃であった。得られた非晶性ポリエステル樹脂の分子量を前述の測定方法によりGPCを用いて測定したところ、重量平均分子量(Mw)は12,000であった。また、得られた非晶性ポリエステル樹脂の酸価を測定したところ、25.0mgKOH/gであった。
次に、得られた非晶性ポリエステル樹脂を115部と、脱イオン水180部と、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンR)5部とを混合して120℃に加熱した後、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて十分に分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理を1時間行うことにより、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(樹脂粒子濃度:40質量%)を調整した。
[白色顔料分散液1の調製]
・白色顔料1(酸化チタン、石原産業(株)製A−220、平均一次粒径0.16μm):100部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR):15部
・イオン交換水:400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3時間分散して、白色着色剤分散液1を調製した。
得られた白色顔料分散液1における着色剤(酸化チタン)の体積平均粒子径を、レーザー回折粒度測定器を用いて測定したところ、体積平均粒子径は0.240μmであった。また、白色顔料分散液1の固形分比率は23質量%であった。
[白色顔料分散液2の調製]
白色顔料1を白色顔料2(酸化チタン、テイカ(株)製JR−301、平均一次粒径0.30μm)に変更した以外は同様の方法で、白色顔料分散液2を得た。
得られた白色顔料分散液2における着色剤(酸化チタン)の体積平均粒子径を、レーザー回折粒度測定器を用いて測定したところ、体積平均粒子径は0.330μmであった。
[離型剤粒子分散液の調製]
フィッシャートロプシュワックスHNP9(融解温度72℃:日本精蝋(株)製)90部と、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンR)3.6部と、イオン交換水360部とを混合し、100℃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)にて十分分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、離型剤粒子分散液を得た。得られた離型剤粒子分散液内における離型剤粒子の体積平均粒子径を、レーザー回折粒度測定器を用いて測定したところ、体積平均粒子径は0.23μmであった。また、離型剤粒子分散液の固形分比率は20質量%であった。
<実施例1>
〔トナー粒子の調製〕
丸型ステンレス製フラスコと容器AとをチューブポンプAで接続し、チューブポンプAの駆動により容器Aに収容した収容液をフラスコへ送液し、容器Aと容器BとをチューブポンプBで接続し、チューブポンプBの駆動により容器Bに収容した収容液を容器Aへ送液する装置(図3参照)を準備した。そして、この装置を用いて、以下の操作を実施した。
・結晶性ポリエステル樹脂分散液:49.4部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液:450.6部
・離型剤粒子分散液:40部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製):2部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10質量%の硝酸水溶液30部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて30℃において分散した後、加熱用オイルバス中で1℃/30分のペースで温度を上げながら、凝集粒子の粒径を成長させた。
一方、ポリエステル製ボトルの容器Aに非晶性ポリエステル樹脂分散液150部及び白色顔料分散液1を15部入れ、同じく容器Bに白色顔料分散液1を40部入れた。次に、チューブポンプAの送液速度を0.68部/1分、チューブポンプBの送液速度を0.13部/1分に設定し、凝集粒子形成中の丸型ステンレス製フラスコ内の温度が37℃に到達した時点からチューブポンプA及びBを駆動させ、各分散液の送液を開始した。これにより、白色顔料粒子の濃度を次第に高めながら、樹脂粒子及び白色顔料粒子が分散された混合分散液を容器Aから凝集粒子形成中の丸型ステンレス製フラスコへ送液した。
そして、フラスコへの各分散液の送液が完了し、フラスコ内の温度が48℃になった時点から30分保持し、第2凝集粒子を形成させた。
その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液50部を緩やかに追加して1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら85℃まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径6.0μmのトナー粒子(1)を得た。
〔トナーの調製〕
トナー粒子(1)100部と、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子(日本アエロジル社製RY200)0.7部とを、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、トナー1を得た。
〔現像剤の調製〕
・フェライト粒子(平均粒径50μm):100部
・トルエン:14部
・スチレン/メチルメタクリレート共重合体(共重合比15/85(質量比)):3部
・カーボンブラック:0.2部
フェライト粒子を除く上記成分をサンドミルにて分散して分散液を調製し、この分散液をフェライト粒子とともに真空脱気型ニーダに入れ、撹拌しながら減圧し乾燥させることによりキャリアを得た。
そして、上記キャリア100部に対して、トナー1を8部混合し、現像剤1を得た。
<実施例2>
トナー粒子(1)の作製において、凝集粒子形成中の丸型ステンレス製フラスコ内の温度が34℃に到達した時点からチューブポンプA及びBを駆動した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(2)を得た。
得られたトナー粒子(2)は体積平均粒子5.9μmであった。そして、トナー粒子(2)を用いて、実施例1と同様にトナー2及び現像剤2を得た。
<実施例3>
トナー粒子(1)の作製において、凝集粒子形成中の丸型ステンレス製フラスコ内の温度が40℃に到達した時点からチューブポンプA及びBを駆動した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(3)を得た。
得られたトナー粒子(3)は体積平均粒子6.1μmであった。そして、トナー粒子(3)を用いて、実施例1と同様にトナー3及び現像剤3を得た。
<実施例4>
トナー粒子(1)の作製において、チューブポンプAの送液速度を0.55部/1分、チューブポンプBの送液速度を0.15部/1分に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(4)を得た。
得られたトナー粒子(4)は体積平均粒子5.8μmであった。そして、トナー粒子(4)を用いて、実施例1と同様にトナー4及び現像剤4を得た。
<実施例5>
トナー粒子(1)の作製において、チューブポンプAの送液速度を0.83部/1分、チューブポンプBの送液速度を0.11部/1分に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(5)を得た。
得られたトナー粒子(5)は体積平均粒子5.6μmであった。そして、トナー粒子(5)を用いて、実施例1と同様にトナー5及び現像剤5を得た。
<実施例6>
トナー粒子(1)の作製において、チューブポンプAの送液速度を0.77部/1分に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(6)を得た。
得られたトナー粒子(6)は体積平均粒子5.9μmであった。そして、トナー粒子(6)を用いて、実施例1と同様にトナー6及び現像剤6を得た。
<実施例7>
トナー粒子(1)の作製において、チューブポンプAの送液速度を0.74部/1分に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(7)を得た。
得られたトナー粒子(7)は体積平均粒子5.8μmであった。そして、トナー粒子(7)を用いて、実施例1と同様にトナー7及び現像剤7を得た。
<実施例8>
トナー粒子(1)の作製において、第2凝集粒子形成後の非晶性ポリエステル樹脂分散液の添加量を80部に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(8)を得た。
得られたトナー粒子(8)は体積平均粒子6.2μmであった。そして、トナー粒子(8)を用いて、実施例1と同様にトナー8及び現像剤8を得た。
<実施例9>
トナー粒子(1)の作製において、第2凝集粒子形成後の非晶性ポリエステル樹脂分散液の添加量を10部に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(9)を得た。
得られたトナー粒子(9)は体積平均粒子5.5μmであった。そして、トナー粒子(9)を用いて、実施例1と同様にトナー9及び現像剤9を得た。
<実施例10>
トナー粒子(1)の作製において、白色顔料分散液1を白色顔料分散液2に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(10)を得た。
得られたトナー粒子(10)は体積平均粒子5.9μmであった。そして、トナー粒子(10)を用いて、実施例1と同様にトナー10及び現像剤10を得た。
<実施例11>
トナー粒子(1)の作製において、ポリエステル製ボトルの容器Aに添加する白色顔料分散液1を20部に、ポリエステル製ボトルの容器Bに添加する白色顔料分散液2を50部に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(11)を得た。
得られたトナー粒子(11)は体積平均粒子6.0μmであった。そして、トナー粒子(11)を用いて、実施例1と同様にトナー11及び現像剤11を得た。
<比較例1>
トナー粒子(1)の作製において、凝集粒子形成中の丸型ステンレス製フラスコ内の温度が33℃に到達した時点からチューブポンプA及びBを駆動した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(C1)を得た。
得られたトナー粒子(C1)は体積平均粒子5.8μmであった。そして、トナー粒子(C1)を用いて、実施例1と同様にトナーC1及び現像剤C1を得た。
<比較例2>
トナー粒子(1)の作製において、凝集粒子形成中の丸型ステンレス製フラスコ内の温度が41℃に到達した時点からチューブポンプA及びBを駆動した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(C2)を得た。
得られたトナー粒子(C2)は体積平均粒子6.4μmであった。そして、トナー粒子(C2)を用いて、実施例1と同様にトナーC2及び現像剤C2を得た。
<比較例3>
トナー粒子(1)の作製において、チューブポンプAの送液速度を0.50部/1分、チューブポンプBの送液速度を0.18部/1分に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(C3)を得た。
得られたトナー粒子(C3)は体積平均粒子6.2μmであった。そして、トナー粒子(C3)を用いて、実施例1と同様にトナーC3及び現像剤C3を得た。
<比較例4>
トナー粒子(1)の作製において、チューブポンプAの送液速度を0.89部/1分、チューブポンプBの送液速度を0.08部/1分に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子(C4)を得た。
得られたトナー粒子(C4)は体積平均粒子5.5μmであった。そして、トナー粒子(C4)を用いて、実施例1と同様にトナーC4及び現像剤C4を得た。
<各種測定>
各例で得られたトナーについて、白色顔料の偏在度Bの分布の最頻値、歪度、及び、表面における量を既述の方法に従って測定した。その結果を表1に示す。
また、以下の方法により各種評価を行った。結果をまとめて表1に示す。
<隠蔽性評価>
各例で得られたトナーを用いて、OHPフィルム(PPCレーザー用OHPフィルム、富士ゼロックス(株)製)にトナー載せ量12g/mのベタ画像を出力し、JIS K5600−4−1の方法に従い、隠蔽性の試験を行った。具体的には、隠蔽力試験紙の白色部、及び、黒色部の上に出力した画像を密着させ、分光測色系X−rite938(X−rite社製)を用い、D65光源下でのY値を白色部上、黒色部上でそれぞれ求め、算出されたY値の(黒色部)/(白色部)×100[%]を隠蔽性評価の結果とした。評価結果について、以下の判定とした。
A:隠蔽性 80%以上
B:隠蔽性 70%以上80%未満
C:隠蔽性 60%以上70%未満
D:隠蔽性 60%未満
<ラミネート加工性評価>
各例で得られたトナーを用いて、コート紙(OSコート127gsm、富士ゼロックス(株)製)上にトナー載り量12g/mの全面ベタ画像を先端余白2mmで出力し、ラミネート装置(ラミM1M、コクヨ(株)製)を用いて、ラミネートフィルム(OPP#40ラミ用白GS、マルウ接着(株)製)をラミネート加工した。剥離試験機(ストログラフVG、(株)東洋精機製作所製)にてラミネート加工されたフィルム先端部を固定し、用紙と90°方向に力をかけ、剥離の際にかかる力を測定し、最大値をもってラミネート加工性評価の結果とした。評価結果について、以下の判定とした。
A:2N以上
B:1.5N以上2.0N未満
C:1.0N以上1.5N未満
D:1.0N未満
<グロス均一性評価>
上記ラミネート加工性評価において、コート紙上に出力した画像を用いて、グロス均一性評価を行った。具体的には、60°グロスメーター(BYKガードナー社製)を用いて、画像先端1cm部の両端、画像中央部、画像後端1cmの両端の5箇所を測定し、グロス値の標準偏差σを求め、グロス均一性評価の結果とした。評価結果について、以下の判定とした。
A:1.0未満
B:1.0以上3.0未満
C:3.0以上5.0未満
D:5.0以上
以上、本実施例の結果から、得られる画像の隠蔽性及びラミネート加工性に優れることがわかる。
1Y、1M、1C、1K 感光体(像保持体の一例)
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
311 第1凝集粒子分散液
312 第2樹脂粒子分散液
313 白色顔料分散液
321 第1収容槽
322 第2収容槽
323 第3収容槽
331 第1送液管
332 第2送液管
341 第1送液ポンプ
342 第2送液ポンプ
351 第1撹拌装置
352 第2撹拌装置
P 記録紙(記録媒体の一例)

Claims (8)

  1. 結着樹脂、及び、白色顔料を含むトナー粒子を有し、
    下記式(1)で表される前記白色顔料の偏在度Bの分布における最頻値が、0.75以上0.95以下であり、かつ前記偏在度Bの分布における歪度が、−1.20以上0.00以下であり、
    結着樹脂となる第1樹脂粒子が分散された第1樹脂粒子分散液、及び離型剤の粒子が分散され離型剤粒子分散液を混合し、得られた分散液中で、各粒子を凝集させ、第1凝集粒子を形成する工程と、
    第1凝集粒子が分散された第1凝集粒子分散液を得た後、結着樹脂となる第2樹脂粒子及び白色顔料が分散された混合分散液を、混合分散液中の白色顔料の濃度を次第に高めながら、第1凝集粒子分散液に順次添加して、第1凝集粒子の表面に更に第2樹脂粒子及び白色顔料を凝集して、第2凝集粒子を形成する工程、又は、第1凝集粒子を形成する凝集過程で、添加速度を次第に速めつつ若しくは前記白色顔料の濃度を高めながら、白色顔料分散液を添加し、各粒子の凝集を進行させて、第2凝集粒子を形成する工程と、
    第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程と、
    を含む工程を経て、得られるトナーである
    静電荷像現像用トナー。
    式(1):偏在度B=2d/D
    式(1)中、Dはトナー粒子の断面観察におけるトナー粒子の円相当径(μm)を表し、dはトナー粒子の断面観察におけるトナー粒子の重心から白色顔料の重心までの距離(μm)を表す。
  2. 前記偏在度Bの分布における歪度が、−1.20以上−0.50以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
  3. 前記トナー粒子の表面における白色顔料量が、表面における元素の質量割合として、0.05質量%以上1.50質量%以下である請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
  5. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
    画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
  6. 請求項4に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
    画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
  7. 像保持体と、
    前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
    請求項4に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
    前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
    を備える画像形成装置。
  8. 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
    帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
    請求項4に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
    前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
    を有する画像形成方法。
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