JP4749964B2 - トナーの原料油滴の粘度評価方法 - Google Patents
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Description
このような静電潜像を現像するための現像剤として、キャリアとトナーからなる二成分系現像剤と、キャリアを必要としない一成分系現像剤(磁性トナー又は非磁性トナー)とがある。
また近時、高品位かつ高画質な画像を得るため、トナーの粒子径を小さくすることによる改良が図られているが、更に、粉砕法では粒子径の限界が存在し、更なる小粒径化には対応できないという不具合がある。
この特許文献2では、高せん断作用により乳化させるために分散液の粘性挙動まで考慮に入れている。しかし、この提案では、水性媒体の中に分散液を投入して乳化を実施するため、スムーズな分散液の分散やエマルジョンの安定性に大きく寄与する各液の比重には何ら着目していない。
<1> 少なくとも2種の樹脂と、着色剤と、離型剤とを少なくとも含有するトナー材料を有機溶剤に溶解乃至分散した溶解乃至分散物を、樹脂微粒子を含有する水系媒体中に乳化乃至分散させる乳化工程を少なくとも含むトナーの製造方法であって、
前記溶解乃至分散物の25℃における粘度特性tanθが0.70〜0.95であり、かつ前記溶解乃至分散物のハイシェア粘度計による見掛け粘度が100〜400mPa・sであることを特徴とするトナーの製造方法である。
<2> 溶解乃至分散物のハイシェア粘度計による下記数式1で表される粘度比が1.5〜2.5である前記<1>に記載のトナーの製造方法である。
<数式1>
粘度比=(100rpmでの見掛け粘度)÷(1,000rpmでの見掛け粘度)
<3> 溶解乃至分散物の構造粘性の回復率が90%以上である前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<4> 溶解乃至分散物のハイシェア粘度計によるCasson降伏値が5.0〜10.0である前記<1>から<3>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<5> 溶解乃至分散物の酸価が5.0〜15.0mgKOH/gである前記<1>から<4>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<6> 溶解乃至分散物のアミン価が1.0〜10.0mgKOH/gである前記<1>から<5>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<7> 溶解乃至分散物の固形分換算濃度が40〜60質量%である前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<8> 溶解乃至分散物と水系媒体の混合質量比率(溶解乃至分散物:水系媒体)が、50:50〜30:70である前記<1>から<7>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<9> 溶解乃至分散物の比重をρ1とし、水系媒体の比重をρ2とすると、比(ρ1/ρ2)が0.95〜1.05である前記<1>から<8>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<10> 少なくとも2種の樹脂が、互いに重量平均分子量が異なるポリエステル樹脂である前記<1>から<9>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<11> 前記<1>から<10>のいずれかに記載のトナーの製造方法により製造されたことを特徴とするトナーである。
<12> 体積平均粒径が3〜10μmであり、該体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.05〜1.25である前記<11>に記載のトナーである。
<13> 前記<11>から<12>のいずれかに記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤である。
<14> 前記<11>から<12>のいずれかに記載のトナーが充填されてなることを特徴とするトナー入り容器である。
<15> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成した静電潜像を前記<11>から<12>のいずれかに記載のトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
<16> 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を前記<11>から<12>のいずれかに記載のトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法である。
<17> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を前記<11>から<12>のいずれかに記載のトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有することを特徴とする画像形成装置である。
前記溶解乃至分散物の25℃における粘度特性tanθが0.70〜0.95であり、かつ前記溶解乃至分散物のハイシェア粘度計による見掛け粘度が25℃で100〜400mPa・sである。本発明のトナーの製造方法においては、安定した体積平均粒径及びシャープな粒度分布を有する組成の均一なトナーを容易に効率よく製造することができる。
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも2種の樹脂と、着色剤と、離型剤とを少なくとも含有するトナー材料を有機溶剤に溶解乃至分散した溶解乃至分散物を、樹脂微粒子を含有する水系媒体中に乳化乃至分散させる乳化工程を少なくとも含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
本発明のトナーは、本発明のトナーの製造方法により製造される。
以下、本発明のトナーの製造方法の説明を通じて本発明のトナーの詳細についても明らかにする。
前記溶解乃至分散物のハイシェア粘度計による見掛け粘度は、100〜400mPa・sであり、200〜400mPa・sが好ましく、300〜400mPa・sがより好ましい。前記見掛け粘度が100mPa・s未満であると、乳化機のせん断翼からのエネルギーが効率良く溶解乃至分散物に伝わらなくなることがあり、400mPa・sを超えると、水系媒体との粘度差が大きくなり、エマルジョン生成の安定性に欠けることがある。
<数式1>
粘度比=(100rpmでの見掛け粘度)÷(1,000rpmでの見掛け粘度)
前記溶解乃至分散物のハイシェア粘度計によるCasson降伏値は、5.0〜10.0が好ましく、8.0〜10.0がより好ましい。前記Casson降伏値が5.0未満であると、目標とする形状が得にくくなることがあり、10.0を超えると、液滴の形状制御性が困難となることがある。
そのため、油相の粘弾性を考慮した特性を規定する必要性がある。このように特性を規定することで、比較的幅広いせん断周速域に対応することが可能である。この粘弾性は溶解乃至分散物の分散レベル(具体的には分散機の周速や分散時間等)を変化させることで制御が可能である。また、ある一定以上の見掛け粘度と粘度比が存在するため、せん断によるエネルギーが効率良く溶解乃至分散物に伝わって、シャープな粒度分布が安定に形成できる。その結果、地汚れの発生防止に非常に効果があり、静電潜像を忠実に現像できる高画質のフルカラー画像を再現できる。
前記粘度特性tanθ及びCasson降伏値は、ハイシェア粘度計を用いて、下記の条件で測定することができる。
〔測定条件〕
・装置:AR2000(TAインスツルメンツ社製)
・シア−ストレス:120Pa/5分
・ジオメトリー:40mmスチールプレート
・ジオメトリーギャップ:1mm
・解析ソフト:TA DATA ANALYSIS(TAインスツルメンツ社製)
粘度特性tanθは、油相のフローカーブを測定する。条件は25℃でギャップ(GAP)は0.5mmとし、測定範囲は、せん断速度が0s−1→1800s−1→0s−1とする。そして、粘度特性tanθは、せん断速度s−1と、せん断応力のLog−Logグラフから求めることができる。なお、せん断速度の範囲は0s−1〜2000s−1である。
また、前記見掛け粘度は、せん断速度100s−1時のせん断応力値をPとした時の「P/100」を示す。
また、前記粘度比は、せん断速度100s−1時の見掛け粘度と、せん断速度1000s−1時の見掛け粘度の比率を示す。
また、前記構造粘性の回復率は、油相のフローカーブにおいて、せん断速度が0s−1→1800s−1のせん断応力値をP1とし、せん断速度が1800s−1→0s−1のせん断応力値をP2とすると、「P2/P1」を示す。
前記トナー材料の溶解乃至分散物(油相)のアミン価は、1.0〜10.0mgKOH/gが好ましく、5.0〜10.0mgKOH/gがより好ましい。
前記酸価及びアミン価の範囲において、粒径コントロール、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電安定性等のトナー特性をより高品位にすることが可能である。前記酸価が15.0mgKOH/gを超えると、変性ポリエステルの伸張乃至架橋反応が不十分であり、耐高温オフセット性に影響が生じることがある。一方、5.0mgKOH/g未満であると、塩基化合物による分散安定効果が得られず、また変性ポリエステルの伸張乃至架橋反応が進みやすく、製造安定性に問題が生じることがある。
前記溶解乃至分散物の酸価を考慮するとシャープな粒度分布を形成するためには、アミン価を上記範囲に収めることが有効である。
試料調製:トナー0.5gをトルエン120mlに添加して室温(23℃)で約10時間撹拌して溶解した。更に、エタノール30mlを添加して試料溶液とした。
測定は、上記の装置にて計算することができるが、具体的には次のように計算することができる。
予め、標定されたN/10苛性カリウム〜アルコール溶液で滴定し、アルコールカリウム液の消費量から次の計算式で酸価を求める。
酸価=KOH(ml数)×N×56.1/試料質量
ただし、Nは、(N/10)KOHのファクターである。
アミン価=HCl(ml数)×N×56.1/試料質量
ただし、Nは、(N/10)HClのファクターである。
前記溶解乃至分散物の固形分換算値は、酢酸エチルの添加部数を変更することで調整可能である。
前記比重は、例えば、流量計として設備導入されている「オーバルコリオリ流量計」により測定することができる。
前記体積平均粒径が3μm未満であると、二成分現像剤では現像器における長期の撹拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させることがあり、また、一成分現像剤では、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するため、ブレード等の部材へのトナー融着が発生し易くなることがあり、10μmを超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
一般的には、トナーの粒子径は小さければ小さいほど、高解像で高画質の画像を得るために有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、本発明の範囲よりも体積平均粒子径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力の低下を招いたり、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。また、これらの現象は微粉の含有率が本発明の範囲より多いトナーにおいても同様である。逆に、トナーの粒子径が本発明の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。また、体積平均粒子径/個数平均粒子径が1.25よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。
一方、前記体積平均粒子径/個数平均粒子径が1.05より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい面もあるが、トナーの帯電が不十分になる場合が見られ、また、クリーニング性を悪化させる場合があることが明らかとなった。
このような結着樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリ−α−スチルスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体)、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラート樹脂、などが挙げられ、これらの中でも、定着性、フルカラー画像の再現性の点から、変性ポリエステル樹脂と未変性ポリエステル樹脂との組み合わせが特に好ましい。
前記変性ポリエステル樹脂とは、ポリエステル樹脂中に酸、アルコールのモノマーユニットに含まれる官能基とエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態を意味する。
また、活性水素基が複数存在する化合物であればポリエステル末端同士を結合させたものも含まれる(ウレア変性ポリエステル、ウレタン変性ポリエステルなど)。
また、ポリエステル主鎖中に二重結合などの反応性基を導入し、そこからラジカル重合を起こして側鎖に炭素−炭素結合のグラフト成分を導入させたり、二重結合同士を橋かけしたものも含まれる(例えば、スチレン変性ポリエステル、アクリル変性ポリエステルなど)
また、ポリエステルの主鎖中に構成の異なる樹脂成分を共重合させたり、末端のカルボキシル基や水酸基と反応させたもの(例えば末端がカルボキシル基、水酸基、エポキシ基)、メルカプト基によって変性されたシリコーン樹脂と共重合させたもの(シリコーン変性ポリエステル等)なども含まれる。
これらの中でも、ウレア結合で変性されたポリエステル(ウレア変性ポリエステル系樹脂)が特に好ましい。
前記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)としては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルを更にポリイソシアネート(3)と反応させた物などが挙げられる。前記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられる。これらの中でも、アルコール性水酸基が特に好ましい。
前記ジオール(1−1)としては、例えばアルキレングリコール(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−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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など);脂環式ジオール(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など);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(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など)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(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など)付加物などが挙げられる。これらの中でも、炭素数2〜12のアルキレングリコール及び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、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、及びこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。
前記3価以上のポリオール(1−2)としては、3〜8価又はそれ以上の多価脂肪族アルコール(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、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(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など);上記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などが挙げられる。
前記ジカルボン酸(2−1)としては、例えばアルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(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など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸及び炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。
前記3価以上のポリカルボン酸(2−2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸(2)としては、上述のものの酸無水物又は低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
前記ポリイソシアネート(3)としては、例えば脂肪族ポリイソシアネート(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など);脂環式ポリイソシアネート(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など);芳香族ジイソシアネート(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など);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α',α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;及びこれら2種以上の併用が挙げられる。
前記末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(3)構成成分の含有量は、0.5〜40質量%が好ましく、1〜30質量%がより好ましく、2〜20質量%が更に好ましい。前記含有量が0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、1個以上が好ましく、平均1.5〜3個がより好ましく、平均1.8〜2.5個が更に好ましい。前記1分子当たり1個未満であると、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
前記3価以上のポリアミン(B2)としては、例えば、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。
前記アミノアルコール(B3)としては、例えば、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。
前記アミノメルカプタン(B4)としては、例えば、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。
前記アミノ酸(B5)としては、例えば、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸、等が挙げられる。
前記B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、例えば、前記(B1)から(B5)のいずれかのアミン類とケトン類(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化合物、オキサゾリゾン化合物、等が挙げられる。
前記ウレア変性ポリエステルの数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル(ii)を用いる場合には、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記質量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。(i)単独の場合は、数平均分子量は、20,000以下が好ましく、1,000〜10,000がより好ましく、2,000〜8,000が更に好ましい。前記数平均分子量が20,000を超えると、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化することがある。
本発明においては、前記ウレア結合で変性されたポリエステル(i)単独使用だけでなく、この(i)と共に、変性されていないポリエステル(ii)をトナーバインダー成分として含有させることもできる。未変性ポリエステル樹脂(ii)を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。未変性ポリエステル樹脂(ii)としては、前記(i)のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられる。また、未変性ポリエステル樹脂(ii)は、無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。(i)と(ii)は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。
前記未変性ポリエステル樹脂(ii)を含有させる場合の(i)と(ii)の質量比は、5/95〜80/20が好ましく、5/95〜30/70がより好ましく、5/95〜25/75が更に好ましく、7/93〜20/80が特に好ましい。(i)の質量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
前記未変性ポリエステル樹脂(ii)の水酸基価は、5mgKOH/g以上が好ましく、10〜120mgKOH/gがより好ましく、20〜80mgKOH/gが更に好ましい。前記水酸基価が5mgKOH/g未満であると、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になることがある。
前記未変性ポリエステル樹脂(ii)の酸価は、1〜30mgKOH/gが好ましく、5〜20mgKOH/gがより好ましい。
前記樹脂微粒子としては、水系媒体中で水性分散液を形成しうる樹脂であれば特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂でもよく、例えば、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂、などが挙げられる。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。これらの中でも、微細な球状の樹脂粒子の水性分散液が得られ易い点から、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂が特に好ましい。
また、前記樹脂微粒子としては、少なくとも2つの不飽和基を有する単量体を含んでなる共重合体を用いることもできる。
前記少なくとも2つの不飽和基を持つ単量体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(「エレミノールRS−30」、三洋化成工業株式会社製)、ジビニルベンゼン、1,6−ヘキサンジオールアクリレートなどが挙げられる。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン、などが挙げられる。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。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ワックス類、等が好適に挙げられる。
前記ワックス類としては、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素、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。これらの中でも、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
前記カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトン、等が挙げられる。前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート等が挙げられる。前記ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等が挙げられる。前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミド等が挙げられる。前記ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミド等が挙げられる。前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトン等が挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記ポリオレフィンワックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等が挙げられる。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワックス、サゾールワックス等が挙げられる。
前記離型剤の溶融粘度としては、該ワックスの融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000cpsが好ましく、10〜100cpsがより好ましい。前記溶融粘度が、5cps未満であると、離型性が低下することがあり、1000cpsを超えると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が得られなくなることがある。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のもの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、例えば、トリフェニルメタン系染料、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、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩、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。
前記帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、該市販品としては、例えば、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、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(いずれも、オリエント化学工業株式会社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(いずれも、保土谷化学工業株式会社製)、第四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、第四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(いずれも、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)、キナクリドン、アゾ系顔料;スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等を有する高分子系の化合物、などが挙げられる。
前記帯電制御剤は、前記マスターバッチと共に溶融混練させた後、溶解乃至分散させてもよく、あるいは前記トナーの各成分と共に前記有機溶剤に直接、溶解乃至分散させる際に添加してもよく、あるいはトナー粒子製造後にトナー表面に固定させてもよい。
前記トナーの流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子が好適である。前記無機微粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmが好ましく、5nm〜500nmがより好ましい。また、前記無機微粒子のBET法による比表面積は、20〜500m2/gが好ましい。前記無機微粒子の添加量は、トナー100質量部に対し0.01〜5質量部が好ましく、0.01〜2.0質量部がより好ましい。
前記無機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられる。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。
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えば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などが好ましい表面処理剤として挙げられる。
感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。該ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径は0.01〜1μmが好ましい。
前記有機溶剤としては、前記トナー材料を溶解乃至分散可能な溶媒であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、除去の容易性の点で沸点が150℃未満の揮発性のものが好ましく、例えば、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、等が挙げられる。これらの中でも、トルエン、キシレン、ベンゼン、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、等が好ましく、酢酸エチルが特に好ましい。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。
前記有機溶剤の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記トナー材料100質量部に対し、40〜300質量部が好ましく、60〜140質量部がより好ましく、80〜120質量部が更に好ましい。
前記分散液の調製は、前記トナー溶液を水系媒体中に分散させることにより行う。
前記トナー材料を有機溶剤に溶解乃至分散した溶解乃至分散物を前記水系媒体中に分散させると、該水系媒体中に、前記溶解乃至分散物からなる分散体(油滴)が形成される。
前記水系媒体としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、水、該水と混和可能な溶剤、これらの混合物、などが挙げられるが、これらの中でも、水が特に好ましい。
前記水と混和可能な溶剤としては、前記水と混和可能であれば特に制限はなく、例えば、アルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類、低級ケトン類、などが挙げられる。
前記アルコールとしては、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等が挙げられる。前記低級ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。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。
前記分散の方法としては特に制限はなく、公知の分散機等を用いて適宜選択することができ、該分散機としては、例えば、低速せん断式分散機、高速剪断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機、などが挙げられる。これらの中でも、前記分散体(油滴)の粒径を2〜20μmに制御することができる点で、高速剪断式分散機が好ましい。
前記高速剪断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度などの条件については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記回転数としては、1,000〜30,000rpmが好ましく、5,000〜20,000rpmがより好ましく、前記分散時間としては、バッチ方式の場合は、0.1〜5分が好ましく、前記分散温度としては、加圧下において0〜150℃が好ましく、40〜98℃がより好ましい。なお、前記分散温度は高温である方が一般に分散が容易である。
前記トナー溶液の調製は、前記有機溶剤中に、前記アミン類(B)、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)、前記着色剤、前記離型剤、前記帯電制御剤、前記未変性ポリエステル樹脂等のトナー材料を、溶解乃至分散させることにより行うことができる。
なお、前記トナー材料の中で、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)以外の成分は、前記水系媒体相調製において、前記樹脂微粒子を前記水系媒体に分散させる際に該水系媒体中に添加混合してもよいし、あるいは、前記トナー溶液を前記水系媒体相に添加する際に、該トナー溶液と共に前記水系媒体相に添加してもよい。
前記ウレア変性ポリエステル樹脂は、例えば、(1)前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)を含む前記トナー溶液を、前記アミン類(B)と共に、前記水系媒体相中に乳化乃至分散させ、分散体を形成し、該水系媒体相中で両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよく、(2)前記トナー溶液を、予め前記活性水素基含有化合物を添加した前記水系媒体中に乳化乃至分散させ、分散体を形成し、該水系媒体相中で両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよく、あるいは(3)前記トナー溶液を、前記水系媒体中に添加混合させた後で、前記活性水素基含有化合物を添加し、分散体を形成し、該水系媒体相中で粒子界面から両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよい。なお、前記(3)の場合、生成するトナー表面に優先的に変性ポリエステル樹脂が生成され、該トナー粒子において濃度勾配を設けることもできる。
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイド、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。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
前記陰イオン界面活性剤としては、例えば、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、リン酸エステル等が挙げられ、フルオロアルキル基を有するものが好適に挙げられる。該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、例えば、炭素数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−[オメガ−フルオロアルキル(炭素数6〜11)オキシ]−1−アルキル(炭素数3〜4)スルホン酸ナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルカノイル(炭素数6〜8)−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(炭素数11〜20)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(炭素数7〜13)又はその金属塩、パーフルオロアルキル(炭素数4〜12)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(炭素数6〜10)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(炭素数6〜10)−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(炭素数6〜16)エチルリン酸エステル等が挙げられる。該フルオロアルキル基を有する界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113(いずれも、旭硝子株式会社製);フローラドFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(いずれも、住友3M株式会社製);ユニダインDS−101、DS−102(いずれも、ダイキン工業株式会社製);メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(いずれも、ト−ケムプロダクツ社製);フタージェントF−100、F150(いずれも、ネオス社製)等が挙げられる。
前記カチオン界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンS−121(旭硝子株式会社製);フローラドFC−135(住友3M株式会社製);ユニダインDS−202(ダイキン工業株式会社製)、メガファックF−150、F−824(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);エクトップEF−132(ト−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。
前記両性界面活性剤としては、例えば、アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(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べタイン等が挙げられる。
前記高分子系保護コロイドとしては、例えば、酸類、水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、ビニルアルコール又はビニルアルコールとのエーテル類、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類、アミド化合物又はこれらのメチロール化合物、クローライド類、窒素原子若しくはその複素環を有するもの等のホモポリマー又は共重合体、ポリオキシエチレン系、セルロース類、等が挙げられる。
前記酸類としては、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、無水マレイン酸等が挙げられる。前記水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体としては、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−ヒドロキシプロビル、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等が挙げられる。前記ビニルアルコール又はビニルアルコールとのエーテル類としては、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等が挙げられる。前記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類としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等が挙げられる。前記アミド化合物又はこれらのメチロール化合物としては、例えば、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酸、又はこれらのメチロール化合物、などが挙げられる。前記クローライド類としては、例えば、アクリル酸クローライド、メタクリル酸クローライド等が挙げられる。前記窒素原子若しくはその複素環を有するもの等ホモポリマー又は共重合体としては、例えば、ビニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等が挙げられる。前記ポリオキシエチレン系としては、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等が挙げられる。前記セルロース類としては、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。
該分散安定剤としては、例えば、リン酸カルシウム塩等の酸、アルカリに溶解可能なもの等が挙げられる。
該分散安定剤を用いた場合は、塩酸等の酸によりリン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗する方法、酵素により分解する方法等によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去することができる。
前記機械的衝撃力を印加する方法としては、例えば、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し加速させて粒子同士又は複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法、等が挙げられる。この方法に用いる装置としては、例えば、オングミル(ホソカワミクロン株式会社製)、I式ミル(日本ニューマチック株式会社製)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(奈良機械製作所製)、クリプトロンシステム(川崎重工業株式会社製)、自動乳鉢、等が挙げられる。
本発明で用いられる現像剤は、本発明の前記トナーを少なくとも含有してなり、キャリア等の適宜選択したその他の成分を含有してなる。該現像剤としては、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンター等に使用する場合には、寿命向上等の点で前記二成分現像剤が好ましい。
本発明の前記トナーを用いた前記一成分現像剤の場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用(撹拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。また、本発明の前記トナーを用いた前記二成分現像剤の場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、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、などが挙げられる。
前記焼付としては、特に制限はなく、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く、例えば、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、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
前記二成分系現像剤のトナーとキャリアの混合割合は、一般にキャリア100質量部に対しトナー1〜10.0質量部である。
本発明で用いられる現像剤は、磁性一成分現像方法、非磁性一成分現像方法、二成分現像方法等の公知の各種電子写真法による画像形成に好適に用いることができ、以下のトナー入り容器、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法に特に好適に用いることができる。
本発明で用いられるトナー入り容器は、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を容器中に収容してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、トナー容器本体とキャップとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。
前記トナー容器本体としては、その大きさ、形状、構造、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記形状としては、円筒状などが好ましく、内周面にスパイラル状の凹凸が形成され、回転させることにより内容物であるトナーが排出口側に移行可能であり、かつ該スパイラル部の一部又は全部が蛇腹機能を有しているもの、などが特に好ましい。
前記トナー容器本体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、寸法精度がよいものが好ましく、例えば、樹脂が好適に挙げられ、これらの中でも、例えば、ポリエステル樹脂,ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、ポリアセタール樹脂、などが好適に挙げられる。
前記トナー入り容器は、保存、搬送等が容易であり、取扱性に優れ、後述する本発明のプロセスカートリッジ、画像形成装置等に、着脱可能に取り付けてトナーの補給に好適に使用することができる。
本発明で用いられるプロセスカートリッジは、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に担持された静電潜像を、現像剤を用いて現像し可視像を形成する現像手段とを、少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、帯電手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段等のその他の手段を有してなる。
前記現像手段としては、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容されたトナー乃至現像剤を担持しかつ搬送する現像剤担持体とを、少なくとも有してなり、更に、現像剤担持体表面に担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材を有していてもよい。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置、ファクシミリ、プリンターに着脱可能に備えさせることができ、後述する画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが好ましい。
本発明で用いられる画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体としては、その材質、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば、ドラム状、シート状、エンドレスベルト状などが挙げられる。前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては、前記画像形成装置の大きさや仕様等に応じて適宜選択することができる。前記材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン、CdS、ZnO等の無機感光体;ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)、などが挙げられる。
前記単層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に単層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
前記積層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
前記静電潜像形成手段は、例えば前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
前記帯電器は、上記のような接触式の帯電器に限定されるものではないが、帯電器から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電器を用いることが好ましい。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記静電潜像を、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。前記現像手段は、例えば、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、本発明の前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられ、本発明の前記トナー入り容器を備えた現像器などがより好ましい。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記静電潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
前記中間転写体の静止摩擦係数は、0.1〜0.6が好ましく、0.3〜0.5がより好ましい。前記中間転写体の体積抵抗は数Ωcm以上103Ωcm以下であることが好ましい。このように中間転写体の体積抵抗を数Ωcm以上103Ωcm以下とすることにより、中間転写体自身の帯電を防ぐとともに、電荷付与手段により付与された電荷が該中間転写体上に残留しにくくなるので、二次転写時の転写ムラを防止できる。また、二次転写時の転写バイアス印加を容易にすることができる。
(1)ヤング率(引張弾性率)の高い材料を単層ベルトとして用いたものであり、例えばPC(ポリカーボネート)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PAT(ポリアルキレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)とPAT(ポリアルキレンテレフタレート)とのブレンド材料、ETFE(エチレンテトラフロロエチレン共重合体)とPCとのブレンド材料、ETFEとPATとのブレンド材料、PCとPATとのブレンド材料、カーボンブラック分散の熱硬化性ポリイミドなどが挙げられる。これらヤング率の高い単層ベルトは画像形成時の応力に対する変形量が少なく、特にカラー画像形成時にリブズレが生じにくいという利点を有している。
(2)上記(1)のヤング率の高いベルトを基層とし、その外周上に表面層又は中間層を形成した2〜3層構成のベルトであり、このような2〜3層構成のベルトは単層ベルトの硬さに起因して発生するライン画像の中抜けを防止しうる性能を有している。
(3)樹脂、ゴム又はエラストマーを用いたヤング率の比較的低い弾性ベルトであり、このような弾性ベルトは、その柔らかさによりライン画像の中抜けが殆ど生じないという利点を有している。また、弾性ベルトの幅を駆動ロール及び張架ロールより大きくし、ロールより突出したベルト耳部の弾力性を利用して蛇行を防止できるので、リブや蛇行防止装置を必要とせず低コストを実現できる。
これらの中でも、前記(3)の弾性ベルトが特に好ましい。
前記弾性ベルトは、転写部においてトナー層、平滑性の悪い記録媒体に対応して変形する。つまり、局部的な凹凸に追従して弾性ベルトは変形するため、トナー層に対して過度に転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ、文字の中抜けが無く、平面性の悪い記録媒体に対しても均一性の優れた転写画像が得られる。
前記弾性ベルトに用いるエラストマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリウレア熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。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。
前記伸びを防止する材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、綿、絹等の天然繊維;ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維等の合成繊維;炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維等の無機繊維;鉄繊維、銅繊維等の金属繊維などが挙げられ、これら材料を織布状又は糸状としたものが好適に用いられる。
前記被覆層の厚みは、該被覆層の硬度にもよるが、厚すぎると表面の伸縮が大きくなり表層に亀裂が発生しやすくなる。また、伸縮量が大きくなって画像の伸びや縮みが大きくなることから厚すぎる(約1mm以上)ことは好ましくない。
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
前記タンデム型画像形成装置は、少なくとも静電潜像担持体、帯電手段、現像手段、及び転写手段を含む画像形成要素を複数配列したものである。このタンデム型画像形成装置では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の4つの画像形成要素を搭載し、各々の可視像を4つの画像形成要素で並列に作成し、記録媒体又は中間転写体上で重ね合わせることから、より高速にフルカラー画像を形成できる。
また、前記(1)の直接転写方式では、記録媒体の搬送方向に大型化しないためには、定着装置7をタンデム型画像形成部Tに接近して配置することとなる。そのため、記録媒体Sがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができず、記録媒体Sの先端が定着装置7に進入するときの衝撃(特に厚い記録媒体で顕著となる)や、定着装置7を通過するときの記録媒体の搬送速度と、転写搬送ベルトによる記録媒体の搬送速度との速度差により、定着装置7が上流側の画像形成に影響を及ぼしやすい。これに対し、前記(2)の間接転写方式は、記録媒体Sがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができるから、定着装置7がほとんど画像形成に影響を及ぼさない。
以上のようなことから、最近では、特に間接転写方式のものが注目されてきている。この種のカラー画像形成装置では、図6に示すような、一次転写後に静電潜像担持体1上に残留する転写残トナーを、クリーニング手段としてのクリーニング装置8で除去して静電潜像担持体1表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えている。また、二次転写後に中間転写体4上に残留する転写残トナーを、中間転写体クリーニング装置9で除去して中間転写体4表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えている。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体50が中央部に設けられている。そして、中間転写体50は、支持ローラ14、15及び16に張架され、図7中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ15の近傍には、中間転写体50上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置17が配置されている。支持ローラ14と支持ローラ15とにより張架された中間転写体50には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段18が対向して並置されたタンデム型現像器120が配置されている。タンデム型現像器120の近傍には、露光装置21が配置されている。中間転写体50における、タンデム型現像器120が配置された側とは反対側には、二次転写装置22が配置されている。二次転写装置22においては、無端ベルトである二次転写ベルト24が一対のローラ23に張架されており、二次転写ベルト24上を搬送される記録媒体と中間転写体50とは互いに接触可能である。二次転写装置22の近傍には定着装置25が配置されている。
なお、二次転写装置22及び定着装置25の近傍に、記録媒体の両面に画像形成を行うために該記録媒体を反転させるためのシート反転装置28が配置されている。
下記実施例及び比較例において、溶解乃至分散物の油相粘度特性、比重、トナーの体積平均粒子径(Dv)及び粒度分布(Dv/Dn)、ポリエステル樹脂の質量平均分子量、酸価、アミン価の測定は、以下のようにして行った。
前記溶解乃至分散物の粘度特性tanθ及びCasson降伏値は、ハイシェア粘度計を用いて、下記の条件で測定した。
〔測定条件〕
・装置:AR2000(TAインスツルメンツ社製)
・シア−ストレス:120Pa/5分
・ジオメトリー:40mmスチールプレート
・ジオメトリーギャップ:1mm
・解析ソフト:TA DATA ANALYSIS(TAインスツルメンツ社製)
粘度特性tanθは、油相のフローカーブを測定する。条件は25℃でGAPは0.5mmとし、測定範囲は、せん断速度が0s−1→1800s−1→0s−1とする。
粘度特性tanθは、せん断速度s−1と、せん断応力のLog−Logグラフから求めることができる。なお、せん断速度の範囲は0s−1〜2000s−1である。
また、前記見掛け粘度は、せん断速度100s−1時のせん断応力値をPとした時の「P/100」を示す。
また、前記粘度比は、せん断速度100s−1時の見掛け粘度と、せん断速度1000s−1時の見掛け粘度の比率を示す。
また、前記構造粘性の回復率は、油相のフローカーブにおいて、せん断速度が0s−1→1800s−1のせん断応力値をP1とし、せん断速度が1800s−1→0s−1のせん断応力値をP2とすると、「P2/P1」を示す。
前記溶解乃至分散物の酸価及びアミン価は、具体的には、次のような手順で決定した。ただし、サンプルが溶解しない場合は、溶媒にジオキサン又はTHF等の溶媒を用いた。
・測定装置:電位差自動滴定装置DL−53 Titrator(メトラー・トレド社製)
・使用電極 :DG113−SC(メトラー・トレド社製)
・解析ソフト:LabX Light Version1.00.000
・装置の校正:トルエン120mlとエタノール30mlの混合溶媒を使用した。
・測定温度:23℃
具体的な測定条件は以下のとおりである。
Stir
Speed[%] 25
Time[s] 15
EQP titration
Titrant/Sensor
Titrant CH3ONa
Concentration[mol/L] 0.1
Sensor DG115
Unit of measurement mV
Predispensing to volume
Volume[mL] 1.0
Wait time[s] 0
Titrant addition Dynamic
dE(set)[mV] 8.0
dV(min)[mL] 0.03
dV(max)[mL] 0.5
Measure mode Equilibrium controlled
dE[mV] 0.5
dt[s] 1.0
t(min)[s] 2.0
t(max)[s] 20.0
Recognition
Threshold 100.0
Steepest jump only No
Range No
Tendency None
Termination
At maximum volume[mL] 10.0
At potential No
At slope No
After number EQPs Yes
n=1
comb. Termination conditions No
Evaluation
Procedure Standard
Potential 1 No
Potential 2 No
Stop for reevaluation No
前記酸価は、JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して、以下の条件で測定した。
試料調製:トナー0.5gをトルエン120mlに添加して室温(23℃)で約10時間撹拌して溶解した。更に、エタノール30mlを添加して試料溶液とした。
前記酸価の測定は、上記の条件及び装置にて計算することができるが、具体的には次のように計算した。
予め標定されたN/10苛性カリウム〜アルコール溶液で滴定し、アルコールカリウム液の消費量から次の計算式で酸価を求めた。
酸価=KOH(ml数)×N×56.1/試料質量
ただし、Nは、(N/10)KOHのファクターである。
前記アミン価の測定は、上記の条件及び装置にて計算することができるが、具体的には次のように計算した。
予め評定されたN/10塩酸〜アルコール溶液で滴定し、塩酸〜アルコール液の消費量から次の計算式でアミン価を求めた。
アミン価=HCl(ml数)×N×56.1/試料質量
ただし、Nは、(N/10)HClのファクターである。
前記溶解乃至分散物の比重は、流量計として設備導入されている「オーバルコリオリ流量計」により測定した。
前記トナーの体積平均粒径及び粒度分布は、コールターマルチサイザーIII(コールター社製)を用い、パーソナルコンピューター(IBM社製)を接続し、専用解析ソフト(コールター社製)を用いてデータ解析した。粒径10μmの標準粒子を用いて設定し、アパーチャカレントはオートマティックの設定で行った。電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1質量%NaCl水溶液を調製する。その他、ISOTON−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定法としては、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加えた。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、100μmアパーチャーチューブを用いて、2μm以上のトナーの体積、及び個数を5万カウント測定して体積分布(Dv)及び個数分布(Dn)を算出した。そして、体積分布から求めた体積基準の体積平均粒径及び個数分布から求めた個数基準の個数平均粒径を求めた。
前記ポリエステル樹脂の質量平均分子量はGPC(gel permeation chromatography)によって以下の条件で測定した。
・装置:GPC−150C(ウォーターズ社製)
・カラム:KF801〜807(ショウデックス社製)
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:1.0mL/分
・試料:濃度0.05〜0.6%の試料を0.1mL注入した。
以上の条件で測定したポリエステル樹脂の分子量分布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ポリエステル樹脂の質量平均分子量を算出した。なお、イソシアネート末端変性ポリエステル樹脂の場合には、該ポリエステル樹脂に存在するイソシアネート基の3倍mol量のn−ジブチルアミンを添加し、イソシアネート末端を封止したサンプルを用いた。
<トナー1の作製>
−低分子ポリエステル1の合成−
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529質量部、テレフタル酸208質量部、アジピン酸46質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応した。次いで、10〜15mmHgの減圧下で5時聞反応した後、反応容器内に無水トリメリット酸44質量部を入れ、常圧下、180℃にて2時間反応し、「低分子ポリエステル1」を合成した。得られた[低分子ポリエステル1〕は、数平均分子量2,500、質量平均分子量6,700、ガラス転移温度(Tg)43℃、酸価25mgKOH/gであった。
水1,200質量部、カーボンブラック(Printex35、デクサ社製)540部〔DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5〕、ポリエステル樹脂1,200質量部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)で混合した。得られた混合物を2本ロールを用いて150℃で30分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザーで粉砕して、「マスターバッチ1」を作製した。
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器内に、イソホロンジアミン170質量部、及びメチルエチルケトン(MEK)75質量部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、「ケチミン化合物1」を合成した。得られた「ケチミン化合物1」のアミン価は418mgKOH/gであった。
撹拌棒、及び温度計をセットした容器内に、「低分子ポリエステル1」378質量部、カルナバワックス110質量部、帯電制御剤(CCA、サリチル酸金属錯体E−84、オリエント化学工業株式会社製)22質量部、及び酢酸エチル947質量部を仕込み、撹拌下、80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで、容器内に「マスターバッチ1」500質量部、及び酢酸エチル500質量部を仕込み、1時間混合して、「原料溶解液1」を得た。
得られた「原料溶解液1」1,324質量部を容器内に移し、ビーズミル(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1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で、カーボンブラック、及びカルナバワックスの分散を行った。次いで、「低分子ポリエステル1」の65質量%酢酸エチル溶液1,324質量部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料及びワックス分散液1]を得た。得られた「顔料及びワックス分散液1」の固形分濃度(130℃、30分)は50質量%であった。
次に、「顔料及びワックス分散液1」749質量部、及び「ケチミン化合物1」2.9質量部を容器内に入れ、ホモディスパー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、5,000rpmで15分間混合した。以上により、「A油相1」を作製した。
冷却管、撹拌機、及び窒索導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81質量部、テレフタル酸283質量部、無水トリメリット酸22質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応し、次いで、10〜15mmHgの減圧で5時間反応して、「中間体ポリエステル1」を合成した。得られた「中間体ポリエステル1」は、数平均分子量2,100、質量平均分子量9,500、ガラス転移温度(Tg)55℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価51mgKOH/gであった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、「中間体ポリエステル1」410質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部、及び酢酸エチル500質量部を入れ、100℃で5時間反応し、「プレポリマー1」を合成した。得られた「プレポリマー1」の遊離イソシアネート質量%は、1.53%であった。以上により、「B油相1」を作製した。
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器内に、水683質量部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業株式会社製)11質量部、スチレン83質量部、メタクリル酸83質量部、アクリル酸ブチル110質量部、及び過硫酸アンモニウム1質量部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。更に、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30質量部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液(「微粒子分散液1」)を得た。
得られた「微粒子分散液1」を粒度分布測定装置(LA−920、堀場製作所製)で測定したところ体積平均粒径は105nmであった。また、[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のガラス転移温度(Tg)は59℃であり、質量平均分子量は15万であった。
次に、「微粒子分散液1」83質量部、水990質量部、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、三洋化成工業株式会社製)37質量部、及び酢酸エチル90質量部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを「水相1」とする。
「A油相1」を60.4質量部、「B油相1」を7.4質量部、及び「水相1」を101.6質量部用いて、乳化機のせん断周速を17.0mとし、エマルジョンを形成した。乳化機によるせん断を受ける前(プレ攪拌後)の「A油相1」及び「B油相1」からなる溶解乃至分散物(油相)の諸物性を測定したところ、以下の結果が得られた。
・粘度特性tanθ(25℃):0.92
・ハイシェア粘度計による見掛け粘度:250mPa・s
・粘度比:1.7
・構造粘性の回復率:95%
・Casson降伏値:6.0
・分散物の酸価:11.0mgKOH/g
・分散物のアミン価:4.5mgKOH/g
・分散物の固形分換算値:40質量%
・分散物/水系媒体 質量比:40/60
・分散物の比重ρ1/水系媒体の比重ρ2:0.97
得られた乳化分散液を45℃まで昇温して、攪拌翼外周端周速10.5m/s、大気圧下(101.3kPa)で溶剤を除去した。脱溶剤時間は20時間を要した。その後、濾別し、洗浄し、乾燥させて、「トナー母体粒子1」を作製した。
得られた「トナー母体粒子1」100質量部、及び帯電制御剤(オリエント化学株式会社製、ボントロン E−84)0.25質量部をQ型ミキサー(三井鉱山株式会社製)に仕込み、タービン型羽根の周速を50m/secに設定し、2分間運転、1分間休止を5サイクル行い、合計10分間処理した。
次に、疎水性シリカ(H2000、クラリアントジャパン社製)を0.5質量部添加し、周速を15m/secとして30秒間混合し、1分間休止を5サイクル行った。更に、疎水性シリカ0.5質量部と、疎水化酸化チタン0.5質量部をヘンシェルミキサーにて混合し、目開き37μmのスクリーンで粗大粒子を除去して、実施例1のブラックトナーを作製した。
<トナー2の作製>
実施例1において、「A油相1の作製」を、下記の「A油相2の作製」に変更した以外は、実施例1と同様にして、「A油相2」を作製した。
撹拌棒、及び温度計をセットした容器内に、「低分子ポリエステル1」378質量部、カルナバワックス110質量部、帯電制御剤(CCA、サリチル酸金属錯体E−84、オリエント化学工業株式会社製)22質量部、酢酸エチル947質量部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで、容器内に「マスターバッチ1」500質量部、及び酢酸エチル500質量部を仕込み、1時間混合して、「原料溶解液1」を得た。
得られた「原料溶解液1」1,324質量部を容器内に移し、ビーズミル(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1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で、カーボンブラック、ワックスの分散を行った。次いで、「低分子ポリエステル1」の65質量%酢酸エチル溶液1,324質量部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、「顔料及びワックス分散液1」を得た(「顔料及びワックス分散液1」の固形分濃度(130℃、30分)は50質量%であった)。
得られた「顔料及びワックス分散液1」749質量部、及び「ケチミン化合物1」3.5質量部を容器内に入れ、エバラマイルダー(荏原製作所製)を用い、3,000rpmで15分間混合した。以上により、「A油相2」を作製した。
「A油相2」を68.0質量部、「B油相1」を8.3質量部、及び「水相1」を93.1質量部用いて、乳化機のせん断周速を17.0mとし、エマルジョンを形成した。乳化機によるせん断を受ける前(プレ攪拌後)の「A油相2」及び「B油相1」からなる溶解乃至分散物(油相)の諸物性を測定したところ、以下の結果が得られた。
・粘度特性tanθ(25℃):0.90
・ハイシェア粘度計による見掛け粘度:300mPa・s
・粘度比:1.5
・構造粘性の回復率:95%
・Casson降伏値:6.0
・分散物の酸価:11.0mgKOH/g
・分散物のアミン価:5.4mgKOH/g
・分散物の固形分換算値:40質量%
・分散物/水系媒体 質量比:45/55
・分散物の比重ρ1/水系媒体の比重ρ2:0.98
以下、実施例1と同様にして、実施例2のブラックトナーを作製した。
<トナー3の作製>
実施例1において、「A油相1の作製」を、下記の「A油相3の作製」に変更した以外は、実施例1と同様にして、「A油相3」を作製した。
撹拌棒、及び温度計をセットした容器内に、「低分子ポリエステル1」378質量部、カルナバワックス110質量部、帯電制御剤(CCA、サリチル酸金属錯体E−84、オリエント化学工業株式会社製)22質量部、及び酢酸エチル947質量部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで、容器内に「マスターバッチ1」500質量部、及び酢酸エチル500質量部を仕込み、1時間混合し、「原料溶解液1」を得た。
得られた「原料溶解液1」1,324質量部を容器内に移し、ビーズミル(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1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で、カーボンブラック、及びワックスの分散を行った。次いで、「低分子ポリエステル1」の65質量%酢酸エチル溶液1,324質量部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、「顔料及びワックス分散液1」を得た。得られた「顔料及びワックス分散液1」の固形分濃度(130℃、30分)は50質量%であった。
得られた「顔料及びワックス分散液1」749質量部、及び「ケチミン化合物1」3.5質量部を容器内に入れ、ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用い3,000rpmで15分間混合した。以上により、「A油相3」を作製した。
「A油相3」を52.9質量部、「B油相1」を6.5質量部、及び「水相1」を110.1質量部用いて、乳化機のせん断周速を17.0mとし、エマルジョンを形成した。乳化機によるせん断を受ける前(プレ攪拌後)の「A油相3」及び「B油相1」からなる溶解乃至分散物(油相)の諸物性を測定したところ、以下の結果が得られた。
・粘度特性tanθ(25℃):0.91
・ハイシェア粘度計による見掛け粘度:350mPa・s
・粘度比:2.0
・構造粘性の回復率:93%
・Casson降伏値:7.0
・分散物の酸価:11.0mgKOH/g
・分散物のアミン価:5.4mgKOH/g
・分散物の固形分換算値:40質量%
・分散物/水系媒体 質量比:35/65
・分散物の比重ρ1/水系媒体の比重ρ2:0.98
以下、実施例1と同様にして、実施例3のブラックトナーを作製した。
<トナー4の作製>
−マスターバッチ(MB)2の作製−
水1,200質量部、C.I.Pigment Yellow 4G(PY 4G)(クラリアント社製、商品名:Novoperm Yellow 4G)540質量部、及びポリエステル樹脂1,200質量部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)で混合し、得られた混合物を2本ロールを用いて150℃で30分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザーで粉砕して、「マスターバッチ2」を作製した。
撹拌棒、及び温度計をセットした容器内に、「低分子ポリエステル1」378質量部、カルナバワックス110質量部、帯電制御剤(CCA、サリチル酸金属錯体E−84、オリエント化学工業株式会社製)22質量部、及び酢酸エチル947質量部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで、容器内に「マスターバッチ2」500質量部、及び酢酸エチル500質量部を仕込み、1時間混合し「原料溶解液1」を得た。
得られた「原料溶解液1」1,324質量部を容器内に移し、ビーズミル(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1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で、C.I.Pigment Yellow 4G、及びワックスの分散を行った。次いで、「低分子ポリエステル1」の65質量%酢酸エチル溶液1,324質量部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、「顔料及びワックス分散液1」を得た。得られた「顔料及びワックス分散液1」の固形分濃度(130℃、30分)は50質量%であった。
得られた「顔料及びワックス分散液1」749質量部、及び「ケチミン化合物1」3.5質量部を容器内に入れ、ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、3,000rpmで15分間混合した。以上により、「A油相4」を作製した。
「A油相4」を52.9質量部、「B油相1」を6.5質量部、及び「水相1」を110.1質量部用いて、乳化機のせん断周速を17.0mとし、エマルジョンを形成した。乳化機によるせん断を受ける前(プレ攪拌後)の「A油相4」及び「B油相1」からなる溶解乃至分散物(油相)の諸物性を測定したところ、以下の結果が得られた。
・粘度特性tanθ(25℃):0.88
・ハイシェア粘度計による見掛け粘度:380mPa・s
・粘度比:1.6
・構造粘性の回復率:92%
・Casson降伏値:8.5
・分散物の酸価:11.0mgKOH/g
・分散物のアミン価:5.4mgKOH/g
・分散物の固形分換算値:40質量%
・分散物/水系媒体 質量比:35/65
・分散物の比重ρ1/水系媒体の比重ρ2:0.96
以下、実施例1と同様にして、実施例4のイエロートナーを作製した。
−トナー5の作製−
実施例4において、乳化工程で「A油相4」を60.4質量部、「B油相1」を7.4質量部、及び「水相1」を101.6質量部用いて、乳化機のせん断周速を17.0mとし、エマルジョンを形成した。乳化機によるせん断を受ける前(プレ攪拌後)の「A油相4」及び「B油相1」からなる溶解乃至分散物(油相)の諸物性を測定したところ、以下の結果が得られた。
・粘度特性tanθ(25℃):0.88
・ハイシェア粘度計による見掛け粘度:380mPa・s
・粘度比:1.7
・構造粘性の回復率:92%
・Casson降伏値:8.5
・分散物の酸価:11.0mgKOH/g
・分散物のアミン価:5.4mgKOH/g
・分散物の固形分換算値:40質量%
・分散物/水系媒体 質量比:40/60
・分散物の比重ρ1/水系媒体の比重ρ2:0.96
以下、実施例1と同様にして、実施例5のイエロートナーを作製した。
<トナー6の作製>
−マスターバッチ(MB)3の作製−
水1,200質量部、C.I.Pigment Red 1022(PR 1022)(大日本インキ化学工業株式会社製、商品名:TOSHIKI RED 1022)540質量部、及びポリエステル樹脂1,200質量部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)で混合し、得られた混合物を2本ロールを用いて、150℃で30分間混練後、圧延冷却し、パルペライザーで粉砕して、「マスターバッチ3」を作製した。
撹拌棒、及び温度計をセットした容器内に、「低分子ポリエステル1」378質量部、カルナバワックス110質量部、帯電制御剤(CCA、サリチル酸金属錯体E−84、オリエント化学工業株式会社製)22質量部、及び酢酸エチル947質量部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで、容器内に「マスターバッチ3」500質量部、及び酢酸エチル500質量部を仕込み、1時間混合して「原料溶解液1」を得た。
得られた「原料溶解液1」1,324質量部を容器内に移し、ビーズミル(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1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で、C.I.Pigment Red 1022、及びワックスの分散を行った。次いで、「低分子ポリエステル1」の65質量%酢酸エチル溶液1,324質量部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、「顔料及びワックス分散液1」を得た。得られた「顔料及びワックス分散液1」の固形分濃度(130℃、30分)は50質量%であった。
得られた「顔料及びワックス分散液1」749質量部、及び「ケチミン化合物1」3.5質量部を容器内に入れ、ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて3,000rpmで15分間混合した。以上により、「A油相6」を作製した。
「A油相6」を52.9質量部、「B油相1」を6.5質量部、及び「水相1」を110.1質量部用いて、乳化機のせん断周速を17.0mとし、エマルジョンを形成した。乳化機によるせん断を受ける前(プレ攪拌後)の「A油相6」及び「B油相1」からなる溶解乃至分散物(油相)の諸物性を測定したところ、以下の結果が得られた。
・粘度特性tanθ(25℃):0.89
・ハイシェア粘度計による見掛け粘度:350mPa・s
・粘度比:1.8
・構造粘性の回復率:91%
・Casson降伏値:8.5
・分散物の酸価:11.0mgKOH/g
・分散物のアミン価:5.4mgKOH/g
・分散物の固形分換算値:40質量%
・分散物/水系媒体 質量比:35/65
・分散物の比重ρ1/水系媒体の比重ρ2:0.96
以下、実施例1と同様にして、実施例6のマゼンタトナーを作製した。
<トナー7の作製>
実施例6において、「ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて3,000rpmで15分間混合」を「エバラマイルダー(荏原製作所製)を用いて3,000rpmで15分間混合」に変えた以外は、実施例6と同様にして、「A油相7」を作製した。
「A油相7」を52.9質量部、「B油相1」を6.5質量部、及び「水相1」を110.1質量部用いて、乳化機のせん断周速を17.0mとし、エマルジョンを形成した。乳化機によるせん断を受ける前(プレ攪拌後)の「A油相7」及び「B油相1」からなる溶解乃至分散物(油相)の諸物性を測定したところ、以下の結果が得られた。
・粘度特性tanθ(25℃):0.78
・ハイシェア粘度計による見掛け粘度:180mPa・s
・粘度比:1.85
・構造粘性の回復率:88%
・Casson降伏値:4.5
・分散物の酸価:11.0mgKOH/g
・分散物のアミン価:5.4mgKOH/g
・分散物の固形分換算値:40質量%
・分散物/水系媒体 質量比:35/65
・分散物の比重ρ1/水系媒体の比重ρ2:0.96
以下、実施例1と同様にして、実施例7のマゼンタトナーを作製した。
<比較トナー1の作製>
−低分子ポリエステル2の合成−
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529質量部、テレフタル酸208質量部、アジピン酸46質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応した。次いで、10〜15mmHgの減圧下で5時聞反応した後、反応容器内に無水トリメリット酸64質量部を入れ、常圧下、180℃にて2時間反応し、「低分子ポリエステル2」を合成した。得られた「低分子ポリエステル2」は、数平均分子量2,600、質量平均分子量6,800、ガラス転移温度(Tg)43.2℃、酸価32.0mgKOH/gであった。
「A油相8」を45.3質量部、「B油相1」を4.9質量部、及び「水相1」を128.5質量部用いて、乳化機のせん断周速を17.0mとし、エマルジョンを形成した。乳化機によるせん断を受ける前(プレ攪拌後)の「A油相8」及び「B油相1」からなる溶解乃至分散物(油相)の諸物性を測定したところ、以下の結果が得られた。
・粘度特性tanθ(25℃):0.96
・ハイシェア粘度計による見掛け粘度:450mPa・s
・粘度比:1.4
・構造粘性の回復率:85%
・Casson降伏値:4.5
・分散物の酸価:16.0mgKOH/g
・分散物のアミン価:2.3mgKOH/g
・分散物の固形分換算値:35質量%
・分散物/水系媒体 質量比:30/70
・分散物の比重ρ1/水系媒体の比重ρ2:0.94
以下、実施例1と同様にして、比較例1のイエロートナーを作製した。
<比較トナー2の作製>
−低分子ポリエステル3の合成−
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529質量部、テレフタル酸208質量部、アジピン酸46質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応した。次いで、10〜15mmHgの減圧下で5時聞反応した後、反応容器内に無水トリメリット酸16質量部を入れ、常圧下、180℃にて2時間反応し、「低分子ポリエステル3」を合成した。得られた「低分子ポリエステル3」は、数平均分子量2,350、質量平均分子量6,500、ガラス転移温度(Tg)42.5℃、酸価32.0mgKOH/gであった。
「A油相9」を45.3質量部、「B油相1」を4.9質量部、及び「水相1」を128.5質量部用いて、乳化機のせん断周速を17.0mとし、エマルジョンを形成した。乳化機によるせん断を受ける前(プレ攪拌後)の「A油相9」及び「B油相1」からなる溶解乃至分散物(油相)の諸物性を測定したところ、以下の結果が得られた。
・粘度特性tanθ(25℃):0.96
・ハイシェア粘度計による見掛け粘度:90mPa・s
・粘度比:1.4
・構造粘性の回復率:88%
・Casson降伏値:4.5
・分散物の酸価:16.0mgKOH/g
・分散物のアミン価:6.0mgKOH/g
・分散物の固形分換算値:35質量%
・分散物/水系媒体 質量比:30/70
・分散物の比重ρ1/水系媒体の比重ρ2:0.94
以下、実施例1と同様にして、比較例2のイエロートナーを作製した。
各トナーを、中間転写方式のカラー複写機(イマジオカラー5000、株式会社リコー製)の定着オイル部分を除去した改造機に入れ、画像占有率7%の印字率で株式会社リコー製の6000ペーパーを用いてランニングを実施した。その時の初期10枚目の画像と3万枚目の画像の細線部を原稿と比較し、光学顕微鏡を用いて100倍で拡大観察し、ラインの抜けの状態を段階見本と比較しながら5段階で評価した。1〜5の評価で5が一番良い。なお、3.5以上を合格とする。
フェライトキャリア60gとトナー3gとを混合して現像剤を作製し、その現像剤6gを計量し、密閉できる金属円柱に仕込み、ブローして帯電量を求めた。なお、トナー濃度は4.5〜5.5質量%に調整した。帯電量の最適範囲は−35±4μC/gである。
実施例4及び5における画像評価が「4」であり、他の実施例に比べてやや劣るのは、Dv/Dnが1.21、1.22と若干悪いことに起因している。
2 転写装置
3 シート搬送ベルト
4 中間転写体
5 二次転写装置
6 給紙装置
7 定着装置
8 クリーニング装置
9 中間転写体クリーニング装置
10 静電潜像担持体(感光体ドラム)
10K ブラック用静電潜像担持体
10Y イエロー用静電潜像担持体
10M マゼンタ用静電潜像担持体
10C シアン用静電潜像担持体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 露光装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
40 現像装置
41 現像ベルト
42K 現像剤収容部
42Y 現像剤収容部
42M 現像剤収容部
42C 現像剤収容部
43K 現像剤供給ローラ
43Y 現像剤供給ローラ
43M 現像剤供給ローラ
43C 現像剤供給ローラ
44K 現像ローラ
44Y 現像ローラ
44M 現像ローラ
44C 現像ローラ
45K ブラック用現像器
45Y イエロー用現像器
45M マゼンタ用現像器
45C シアン用現像器
49 レジストローラ
50 中間転写体
51 ローラ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
58 コロナ帯電器
60 クリーニング装置
61 現像装置
62 転写帯電器
63 クリーニング装置
64 除電装置
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 記録媒体
100 画像形成装置
101 静電潜像担持体
102 帯電装置
103 露光
104 現像手段
105 記録媒体
107 クリーニング手段
108 転写手段
120 タンデム型現像器
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
160 帯電装置
200 給紙テーブル
210 画像定着装置
220 加熱ローラ
230 加圧ローラ
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
Claims (10)
- 少なくとも2種の樹脂と、着色剤と、離型剤とを少なくとも含有するトナー材料を有機溶剤に溶解乃至分散した油相を、樹脂微粒子を含有する水系媒体中に乳化乃至分散させて油滴を形成する乳化工程を少なくとも含むトナーの製造方法における前記油滴の粘度を評価する方法であって、
前記油滴の25℃における粘度特性tanθが0.70〜0.95であり、かつ前記油滴のハイシェア粘度計による見掛け粘度が100〜400mPa・sであるか否かを評価することを含むことを特徴とするトナーの原料油滴の粘度評価方法。 - 油滴のハイシェア粘度計による下記数式1で表される粘度比が1.5〜2.5である請求項1に記載のトナーの原料油滴の粘度評価方法。
<数式1>
粘度比=(100rpmでの見掛け粘度)÷(1,000rpmでの見掛け粘度) - 油滴の構造粘性の回復率が90%以上である請求項1から2のいずれかに記載のトナーの原料油滴の粘度評価方法。
- 油滴のハイシェア粘度計によるCasson降伏値が5.0〜10.0である請求項1から3のいずれかに記載のトナーの原料油滴の粘度評価方法。
- 油滴の酸価が5.0〜15.0mgKOH/gである請求項1から4のいずれかに記載のトナーの原料油滴の粘度評価方法。
- 油滴のアミン価が1.0〜10.0mgKOH/gである請求項1から5のいずれかに記載のトナーの原料油滴の粘度評価方法。
- 油滴の固形分換算濃度が40〜60質量%である請求項1から6のいずれかに記載のトナーの原料油滴の粘度評価方法。
- 油相と水系媒体の混合質量比率(油相:水系媒体)が、50:50〜30:70である請求項1から7のいずれかに記載のトナーの原料油滴の粘度評価方法。
- 油相の比重をρ1とし、水系媒体の比重をρ2とすると、比(ρ1/ρ2)が0.95〜1.05である請求項1から8のいずれかに記載のトナーの原料油滴の粘度評価方法。
- 少なくとも2種の樹脂が、互いに重量平均分子量が異なるポリエステル樹脂である請求項1から9のいずれかに記載のトナーの原料油滴の粘度評価方法。
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