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技術 電子写真用透明トナー及び画像形成方法

出願人 キヤノン株式会社
発明者 深津慎児野康則萩原恵美石田晋太郎
出願日 2011年12月15日 (9年0ヶ月経過) 出願番号 2011-274277
公開日 2012年7月26日 (8年4ヶ月経過) 公開番号 2012-141603
状態 拒絶査定
技術分野 電子写真における現像剤 電子写真における現像剤 カラー電子写真
主要キーワード テストフィクスチャー 押出し式 セット目 任意部分 位置合わせ状態 ペースト顔料 光沢領域 紙繊維間
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年7月26日)のものです。
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図面 (9)

課題

有色部の十分な定着性および混色性を確保しつつ、白地部から高画像濃度部までの幅広画像濃度域で光沢度向上が可能な、幅広い定着温度ラチチュードをもつ透明トナーを提供することにある。

解決手段

130℃における貯蔵弾性率G’(130)が1.0×104Pa以上であり、130℃における透明トナーの溶融粘度η(130)が1.0×104Pa・s以下であることを特徴とする。

概要

背景

従来、複写機プリンタなどの電子写真方式を用いた画像形成装置が広く知られており、白黒のみならず、フルカラーの画像形成を行うものも多く商品化されている。また電子写真方式の画像形成装置が様々な分野で使用されるのに伴い、画質に対する要求も高度なものとなっている。

なかでも、出力画像についての多様化に対し、同一画像面内での光沢感を、画像濃度によらず、部分的に変化させる技術が求められている。

このようなニーズに対して、通常のブラックイエローマゼンタシアンといった有色トナーとともに透明トナー転写定着して画像を形成することで、転写材白地部領域や、ハイライト調領域の光沢感を変化させる提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。また、平均粒径0.20乃至0.35μmの酸化チタンを含有する白色トナーを用い、白色トナー画像を形成することも提案されている(例えば、特許文献2参照)。

概要

有色部の十分な定着性および混色性を確保しつつ、白地部から高画像濃度部までの幅広い画像濃度域で光沢度向上が可能な、幅広い定着温度ラチチュードをもつ透明トナーを提供することにある。130℃における貯蔵弾性率G’(130)が1.0×104Pa以上であり、130℃における透明トナーの溶融粘度η(130)が1.0×104Pa・s以下であることを特徴とする。なし

目的

そのために、有色部の十分な定着性および混色を確保しつつ、白地部から高画像濃度部までの幅広い画像濃度域で光沢度向上が可能な透明トナーが望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

130℃における貯蔵弾性率G’(130)が1.0×104Pa以上であり、130℃における溶融粘度η(130)が1.0×104Pa・s以下であることを特徴とする透明トナー

請求項2

転写材上の未定着トナー像に対して定着部材直接接触させ、未定着トナー像を転写材上に定着させる接触定着工程を有する画像形成方法であって、該未定着トナー像は、該転写材上において、最表面の少なくとも一部が、透明トナーを用いて形成された透明トナー像であり、該透明トナーが、130℃における貯蔵弾性率G’(130)が1.0×104Pa以上であり、130℃における溶融粘度η(130)が1.0×104Pa・s以下であることを特徴とする画像形成方法。

請求項3

転写材上の未定着トナー像に対して定着部材を直接接触させることなく、該未定着トナー像を転写材上に定着させる非接触定着工程を有する画像形成方法であって、該未定着トナー像は、該転写材上において、最表面の少なくとも一部が、透明トナーを用いて形成された透明トナー像であり、該透明トナーが、130℃における貯蔵弾性率G’(130)が1.0×104Pa以上であり、130℃における溶融粘度η(130)が1.0×104Pa・s以下であることを特徴とする画像形成方法。

請求項4

転写材上の第一の未定着トナー像に対して定着部材を直接接触させ、第一の未定着トナー像を転写材上に定着させた後、再度、該転写材の同一面に透明トナーを用いて第二の未定着トナー像を形成し、第二の未定着トナー像に対して定着部材を直接接触させることなく、該第二の未定着トナー像を転写材上に定着させる画像形成方法であって、該第一の未定着トナー像は、該転写材上において、最表面の少なくとも一部が、透明トナーを用いて形成された透明トナー像であり、該第一の未定着トナー像を形成する透明トナーと該第二の未定着トナー像を形成する透明トナーとがいずれも、130℃における貯蔵弾性率G’(130)が1.0×104Pa以上であり、130℃における溶融粘度η(130)が1.0×104Pa・s以下であることを特徴とする画像形成方法。

技術分野

0001

本発明は、複写機プリンタファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成方法で用いる透明トナーに関する。また、透明トナーを用いた画像形成方法に関する。

背景技術

0002

従来、複写機やプリンタなどの電子写真方式を用いた画像形成装置が広く知られており、白黒のみならず、フルカラーの画像形成を行うものも多く商品化されている。また電子写真方式の画像形成装置が様々な分野で使用されるのに伴い、画質に対する要求も高度なものとなっている。

0003

なかでも、出力画像についての多様化に対し、同一画像面内での光沢感を、画像濃度によらず、部分的に変化させる技術が求められている。

0004

このようなニーズに対して、通常のブラックイエローマゼンタシアンといった有色トナーとともに透明トナーを転写定着して画像を形成することで、転写材白地部領域や、ハイライト調領域の光沢感を変化させる提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。また、平均粒径0.20乃至0.35μmの酸化チタンを含有する白色トナーを用い、白色トナー画像を形成することも提案されている(例えば、特許文献2参照)。

先行技術

0005

特公平7−038084号公報
特開平1−574号公報

発明が解決しようとする課題

0006

高濃度画像域においてはトナーの載り量が多くなる。トナーの載り量が多くなると定着が困難となるため、トナー載り量が多い画像を定着する場合においては、定着工程における定着温度を高めて、トナーの溶融粘度下げトナー像を十分溶融させる必要が生じる。

0007

しかしながら、転写材の白地部領域やハイライト調領域の光沢度を高めるために透明トナーを用いる場合、透明トナー画像領域部はトナーの載り量が少ないため、トナーの載り量が多い領域に合わせた条件で定着を行うと、転写材上の透明トナー像の溶融が過度に進んでしまう。結果、転写材の紙繊維に透明トナー樹脂が染み込んでしまい、所望の光沢度が得られない問題が発生する。

0008

白地部領域における光沢感を確保するために、定着工程における定着温度を低くすると、高濃度画像域のトナー像上の透明トナーについては、定着部内におけるトナーの溶融粘度が十分に下がらなくなる。そのため、高濃度画像域のトナーを十分に溶融させることができなくなり、結果、高濃度画像域においては、所望の光沢度を得ることができなくなるだけでなく、定着不良が発生したり、十分な混色が進まない、などの問題が発生したりする。

0009

そのために、有色部の十分な定着性および混色を確保しつつ、白地部から高画像濃度部までの幅広い画像濃度域で光沢度向上が可能な透明トナーが望まれている。

0010

また、電子写真の分野において従来から、記録材上に白色トナーを用いて画像形成することが知られている。また、隠ぺい力の高い白色顔料としては、酸化チタンがよく用いられている。

0011

しかしながら、酸化チタンに含有される微量の不純物吸湿性を有するため、酸化チタンを用いて白色トナーを製造した場合には、トナーとしても吸湿性を有するようになる。その結果、白色トナーの帯電量が低下し、カブリなどの画像不良が発生してしまう。

0012

上記特許文献2で提案されているように、酸化チタンの不純物の含有量を減らし、白色トナーの吸湿を減らすことも可能であるが、純度を上げるためには、材料の生産コストが高まってしまう。そのため、酸化チタンを含有する白色トナーを用いずに、白色を表現できる方法が求められている。

0013

本発明は、上記従来技術における技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記課題、特に、有色部の十分な定着性および混色性を確保しつつ、白地部から高画像濃度部までの幅広い画像濃度域で光沢度向上が可能な、幅広い定着温度ラチチュードをもつ透明トナーを提供することにある。

0014

さらに、吸湿による帯電量低下が発生せず、定着不良などの画像不良のない、高品位白色画像が得られることができる画像形成方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0015

本発明は、130℃における貯蔵弾性率G’(130)が1.0×104Pa以上であり、130℃における透明トナーの溶融粘度η(130)が1.0×104Pa・s以下であることを特徴とする透明トナーに関する。

0016

また、本発明は、透明トナーとして上記のトナーを用いる画像形成方法であり、
i)転写材上の未定着トナー像に対して定着部材直接接触させ、未定着トナー像を転写材上に定着させる接触定着工程を有する画像形成方法;
ii)転写材上の未定着トナー像に対して定着部材を直接接触させることなく、未定着トナー像を転写材上に定着させる非接触定着工程を有する画像形成方法;
iii)転写材上の第1の未定着トナー像に対して定着部材を直接接触させて、定着トナー像を得た後、更に該転写材の同一面に第2の未定着トナー画像を形成し、転写材上の未定着トナー像に対して定着部材を直接接触させることなく、未定着トナー像を転写材上に定着させる非接触定着する画像形成方法;
に関する。

発明の効果

0017

定着性および混色性に優れ、白地部から高画像濃度部までの幅広い画像濃度域で光沢度向上が可能な、幅広い定着温度ラチチュードをもつ透明トナーを提供することにある。

図面の簡単な説明

0018

画像形成装置の概略構成模型図である。
画像形成部の部分と中間転写ベルト機構部の部分の拡大模型図である。
定着器の部分の拡大模型図である。
画像データ形成手段の概略構成図である。
実施例4における画像形成装置の概略構成図である。
実施例4における定着器の部分の拡大模型図である。
画像データ形成手段の概略構成図である。
実施例5における画像形成装置の概略構成図である。
実施例6における画像形成装置の概略構成図である。

0019

本発明者らが鋭意検討した結果、転写材の紙繊維への過度な染み込みに関して、トナーの貯蔵弾性率が大きく影響することを見出した。すなわち、定着ニップ内におけるトナーの貯蔵弾性率が下がりすぎると、溶融しているトナー樹脂同士の結合力が弱まるため、紙繊維間へトナー樹脂が落ち込んだ場合に、隣のトナー樹脂との結合を保つことが出来ず、紙繊維への染み込みが発生しやすくなるためである。

0020

また、転写材上のトナーの光沢度に関しては、トナーの溶融粘度ηが大きく影響することを見出した。定着ニップ内においてトナーの溶融粘度ηを十分下げることで、トナー樹脂の溶融が進み、トナーが溶け広がる。その結果、光沢度が上昇すると考えられる。

0021

本発明は、上記の知見に基づくものである。

0022

本発明の透明トナーは、130℃における透明トナーの貯蔵弾性率G’(130)が1.0×104Pa以上である。そのため、定着工程における定着温度を高めていったときに、定着部における貯蔵弾性率が過度に下がり過ぎることがない。そのため、たとえ転写材上の透明トナーの載り量が単色のベタ画像程度であっても、転写材の紙繊維への透明トナーの過度な染み込みを抑制することが可能になり、所望の光沢度が得られるようになる。尚、G’(130)は、2.0×104Pa以上であることがより好ましい。

0023

また、本発明の透明トナーは、130℃における溶融粘度η(130)が1.0×104Pa・s以下であるため、高濃度画像域のトナー像上の透明トナーについても、定着部におけるトナーの溶融粘度を十分に下げることができるようになる。そのため、高濃度画像域のトナーを十分に溶融させることができ、高濃度画像域においても、所望の光沢度が得られ、また、十分に混色した高品位な画像が出力できるようになる。尚、η(130)は、2.5×103Pa・s以下であることがより好ましい。

0024

尚、高光沢度を有する画像を形成するためには、転写材上の未定着トナー像に対して定着部材を直接接触させ、未定着トナー像を転写材上に定着させる接触定着工程で定着する必要がある。

0025

また、本発明の透明トナーを非接触方式定着方法を採用した画像形成方法に適用した場合には、トナー同士の粒界を残した状態で、転写材上に定着することが可能になる。トナー同士の粒界を十分に残すことによって、転写材上の透明トナー像は反射光散乱するようになり、白色画像として見えるようになる。尚、本発明の透明トナーには、帯電量低下の要因となる白色顔料及びその不純物である金属酸化物などを含ませる必要がない。その結果、金属酸化物に起因する吸湿による帯電量低下が発生せず、定着不良の発生を抑制でき、高品位な白色画像を得ることができる。

0026

また、本発明の透明トナーを接触方式の定着方法を採用した画像形成方法に適用した場合には、トナー同士の粒界が十分に消えて、トナー同士がよく結合した状態で、転写材上に定着することが可能になる。この場合には、光沢度の高いトナー画像を得ることができる。

0027

接触方式の定着手段と非接触方式の定着手段とを有する画像形成装置に本発明の透明トナーを適用し、用途に応じて定着手段を選択して画像形成を行うことにより、白色画像或いは光沢度を向上させた画像を、任意に出力することができる。

0028

また、透明トナーを含むトナー像を接触方式の定着手段にて定着を行い、光沢度を向上させた画像を得た後、その上に、再度、透明トナーを用いたトナー像を形成し、非接触方式の定着工程を行えば、高い光沢度を有する画像を得つつ、良好な白色画像を形成することが可能となる。

0029

また、非接触方式の定着を行う場合には、転写材として、熱可塑性樹脂からなる受容層を表面に有する転写材を用いることが好ましい。このような転写材を用いることによって、トナーと転写材との結合力が高まり、白色画像部の透明トナーの定着性がより高まり、一層高品位な白色画像が出力可能になる。

0030

本発明の透明トナーに含有される成分について詳細に説明する。

0031

本発明の透明トナーに用いられる結着樹脂としては、トナー用の結着樹脂として知られる各種の樹脂が用いられるが、その中でもポリエステルユニットを有する樹脂が好ましい。ポリエステルユニットを有する樹脂とは、i)ポリエステル樹脂、ii)ポリエステルユニットとビニル系樹脂ユニットとが化学的に結合したハイブリッド樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いられても併用されても良く、またビニル系樹脂などと混合して用いられても良い。

0032

ポリエステルユニットを形成するモノマーとしては、多価アルコール多価カルボン酸、若しくは多価カルボン酸無水物多価カルボン酸エステル等が使用できる。具体的には、例えば、二価アルコール成分としては、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニルプロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物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、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−ブタンジオールネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノ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グリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。

0034

多価カルボン酸成分等としては、フタル酸イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;琥珀酸アジピン酸セバシン酸及びアゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6乃至12のアルキル基置換された琥珀酸若しくはその無水物;フマル酸マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物;n−ドデセニルコハク酸イソドデセニルコハク酸等が挙げられる。

0035

また、架橋部位を有するポリエステル樹脂を形成するためには、三価以上の多価カルボン酸をポリエステル樹脂中に有することが好ましい。三価以上の多価カルボン酸成分としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−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、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸および、これらの無水物やエステル化合物が挙げられる。

0036

三価以上の多価カルボン酸成分の使用量は、全モノマー基準で0.1乃至1.9mol%が好ましい。

0037

さらに、結着樹脂として、ハイブリッド樹脂を用いることが好ましい。中でも、主鎖がポリエステルユニットであり、側鎖としてビニル系重合体ユニットが結合したものがより好ましい。ハイブリッド樹脂を用いる場合、さらに良好なワックス分散性と、低温定着性耐オフセット性の向上が期待できる。

0038

ビニル系重合体ユニットを生成するためのビニル系モノマーとしては、以下のものが例示される。尚、ビニル系重合体を混合する場合、ビニル系重合体を生成するためのモノマーとしても以下のものを用いることができる。例えばスチレン;o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレンの如きスチレン及びその誘導体エチレンプロピレンブチレンイソブチレンの如きスチレン不飽和モノオレフィン類ブタジエンイソプレンの如き不飽和ポリエン類塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビニルプロピオン酸ビニルベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類メタクリル酸メチルメタクリル酸エチルメタクリル酸プロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシルメタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸メチルアクリル酸エチルアクリル酸プロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−2−エチルヘキシルアクリル酸ステアリル、アクリル酸−2−クロルエチルアクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類ビニルメチルエーテルビニルエチルエーテルビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトンメチルイソプロペニルケトンの如きビニルケトン類;N−ビニルピロールN−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリルメタクリロニトリルアクリルアミドの如きアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。

0039

さらに、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸マレイン酸無水物シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエステルの如き不飽和二塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物、前記α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマーが挙げられる。

0040

さらに、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのアクリル酸又はメタクリル酸エステル類;4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマーが挙げられる。

0041

本発明のトナーにおいて、結着樹脂のビニル系重合体ユニットは、ビニル基を二個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。この場合に用いられる架橋剤としては、以下のものが挙げられる。芳香族ジビニル化合物として例えば、ジビニルベンゼンジビニルナフタレンが挙げられ;アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられ;エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられ;芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として例えば、ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられる。

0042

官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレートトリメチロールプロパントリアクリレートテトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレートトリアリルトリメリテートが挙げられる。

0043

ハイブリッド樹脂を得るためには、ビニル系重合体ユニットを生成するモノマー成分及び/又はポリエステルユニットを生成するモノマー中に、両ユニット成分と反応し得るモノマー成分を含有させることが好ましい。ポリエステルユニットを生成するモノマー成分のうちビニル系重合体ユニットと反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸又はその無水物などが挙げられる。ビニル系重合体ユニットを生成するモノマー成分のうちポリエステルユニットと反応し得るものとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸若しくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。

0044

本発明のビニル系重合体ユニット或いはビニル系重合体を製造する場合に用いられる重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、2−(カーバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチル−プロパン)、メチルエチルケトンパーオキサイドアセチルアセトンパーオキサイドシクロヘキサノンパーオキサイドの如きケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシブタン、t−ブチルハイドロパーオキサイドクメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−クミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピルベンゼンイソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリオイルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−メトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカエイト、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエイト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート、t−アミルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレートが挙げられる。

0045

ハイブリッド樹脂の製造方法としては、例えば、ビニル系重合体とポリエステル樹脂を別々に製造後、少量の有機溶剤に溶解・膨潤させ、エステル化触媒及びアルコールを添加し、加熱することによりエステル交換反応を行って合成する方法など、従来公知の製造方法が挙げられる。

0046

トナーには、荷電制御剤を含有させることもできる。荷電制御剤としては、公知のものが利用できるが、特に、無色でトナーの帯電スピードが速く且つ一定の帯電量を安定して維持できる芳香族カルボン酸金属化合物が好ましい。

0047

ネガ系荷電制御剤としては、サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ダイカボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物尿素化合物ケイ素化合物カリックスアレーン等が利用できる。ポジ系荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩、前記四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物イミダゾール化合物等が利用できる。その中でも特に、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸アルミニウム化合物が帯電量の立ち上がりが速く、好ましい。荷電制御剤はトナー粒子内に含有されても良いし(内添)、トナー粒子と混合されても良い(外添)。

0048

本発明の透明トナーは、流動性向上剤の如き外添剤が添加されてもよい。外添される流動性向上剤としては、公知のものが利用できるが、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粉体が好ましく、中でも特にシリカが好ましい。前記無機微粉体は、シラン化合物シリコーンオイル又はそれらの混合物の如き疎水化剤疎水化されていることが好ましい。

0049

疎水化剤としては、シラン化合物、チタネートカップリング剤アルミニウムカップリング剤ジルコアルミネートカップリング剤の如きカップリング剤が挙げられる。

0051

本発明の透明トナーは、ワックスを含有することが好ましい。ワックスの一例としては、次のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン低分子量ポリプロピレンオレフィンマイクロクリスタリンワックスパラフィンワックスフィッシャートロプシュワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス;また酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;又はそれらのブロック共重合物;カルナバワックスモンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;及び脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したものなどが挙げられる。さらに、パルミチン酸ステアリン酸モンタン酸などの飽和直鎖脂肪酸類;ブランジン酸、エレオステアリン酸バリリン酸などの不飽和脂肪酸類ステアリルアルコールアラルキルアルコールベヘニルアルコールカルナウビルアルコール、セリルアルコールメリシルアルコールなどの飽和アルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類リノール酸アミドオレイン酸アミドラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類メチレンビスステアリン酸アミドエチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族ビスアミド類;ステアリン酸カルシウムラウリン酸カルシウムステアリン酸亜鉛ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪族金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物植物性油脂水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。中でも、炭化水素系ワックスが好ましい。

0052

次に、トナーを製造する手順について説明する。

0053

本発明のトナーは、所望の物性を満たすものであれば特に製法に限定されるものではない。例えば、結着樹脂及び任意の材料を溶融混練し、これを冷却して粉砕し、必要に応じて分級処理を行い、これに必要に応じて外添剤を混ぜることによって製造することが可能である。

0054

まず、原料混合工程では、各トナー用処方を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコンミキサーV型ミキサー、ドラム型ミキサースーパーミキサー、ヘンシェルミキサーナウターミキサー等がある。次いで、上記混合したトナー原料を溶融混練する。その溶融混練工程では、例えば、加圧ニーダーバンバリィミキサー等のバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。近年では、連続生産できる等の優位性から、一軸又は二軸押出機が主流となっており、例えば、神戸製鋼所社製KTK型二軸押出機、東機械社製TEM型二軸押出機、ケイ・シー・ケイ社製二軸押出機、ブス社製コ・ニーダー等が一般的に使用される。更に、トナー原料を溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、2本ロール等で圧延され、水冷等で冷却する冷却工程を経て冷却される。次いで、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、まず、クラッシャーハンマーミルフェザーミル等で粗粉砕され、更に、川崎重工業社製のクリプトロンステム、日清エンジニアリング社製のスーパーローター等で微粉砕される。その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレクスホソカワミクロン社製)風力式のハイボルター(新東京機械社製)等の分級機等の篩分機を用いて分級し、トナー母体粒子を得る。また、必要に応じて、表面改質工程で表面改質及び球形化処理を、例えば奈良機械製作所製のハイブリタイゼーションシステム、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステムを用いて行なってもよい。また、エアージェット粉砕機を用いたり、分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理とを同時に行なう装置を用いたりしても良い。尚、得られるトナー母体粒子としては、重量平均粒径(D4)が3乃至11μmであることが好ましい。

0055

更に、外添剤を外添処理する方法としては、分級されたトナー母体粒子と公知の各種外添剤を所定量配合し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の粉体せん断力を与える高速撹拌機外添機として用いて、撹拌・混合する方法が挙げられる。

0056

また、本発明の透明トナーと有色トナーとを併用する際、有色トナーには、公知の顔料及び/又は染料を含有させればよい。

0058

また、マゼンタ用着色顔料としては、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、238、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。

0059

マゼンタ用染料としては、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。

0060

シアン用着色顔料としては、C.I.ピグメントブルー2、3、15:1、15:2、15:3、16、17;C.I.アシッドブルー6;C.I.アシッドブルー45又はフタロシアニン骨格フタルイミドメチル基を1乃至5個置換した銅フタロシアニン顔料等が挙げられる。

0061

イエロー用着色顔料としては、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、93、97、155、180、C.I.バットイエロー1、3、20等が挙げられる。

0062

前記着色剤の使用量は、中間色の再現性と着色力とのバランスから、結着樹脂100質量部に対して、3乃至20質量部、さらに好ましくは6乃至10質量部であることが好ましい。

0063

なお、本発明における貯蔵弾性率と溶融粘度の測定方法は、以下の通りである。

0064

<貯蔵弾性率>
トナーの貯蔵弾性率G’の測定には、動的粘弾性測定装置RMS−800(レオメトリック社)を用いた。

0065

具体的には、まず、パラレルプレートテストフィクスチャーサンプル約1gをプレート間に固定し(約110℃で数分加熱)、一方より62.8rad/secのねじり往復運動の歪みを与え、他方でこの歪みに対する応力を検出する。このとき歪み率は自動とした(最大20%)。この状態で温度を上昇させ、粘弾性温度依存性の測定を行った。この結果より130℃におけるトナーの貯蔵弾性率G’(130)を求めた。

0066

<溶融粘度>
トナーの溶融粘度ηの測定には、定荷重細管押出し式レオメータFD−500フローテスター装置((株)島津製作所製)を用いた。

0067

具体的な測定条件は、以下のとおりである。
ダイス直径:0.5mm
ダイス長さ:1.0mm
おもり重さ計:500g
昇温速度:4℃/分
予熱時間:420秒
試料調製:トナー2gを直径1cmのペレット状にしたものを使用。

0068

以下に、本発明について具体的実施例を用いて説明するが、これらは本発明を何ら限定するものではない。

0069

(I)トナー製造
<透明トナーの製造例1>
(ハイブリッド樹脂(I)の製造)
ビニル系共重合体ユニットの材料として、スチレン2.0mol、2−エチルヘキシルアクリレート0.21mol、フマル酸0.16mol、α−メチルスチレンの2量体0.03mol、ジクミルパーオキサイド0.05molを滴下ロートに入れた。また、ポリエステルユニットの材料として、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン7.0mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン3.0mol、テレフタル酸3.0mol、無水トリメリット酸2.0mol、フマル酸5.0mol及び酸化ジブチル錫0.2gをガラス製4リットル四つ口フラスコに入れた。温度計撹拌棒コンデンサー、及び窒素導入管を四つ口フラスコに取りつけ、この四つ口フラスコをマントルヒーター内に設置した。次に四つ口フラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、140℃の温度で撹拌しつつ、先の滴下ロートより、ビニル系共重合体ユニットを形成するための重合性単量体及び重合開始剤を4時間かけて滴下した。次いで200℃に昇温を行い、4時間反応させてハイブリッド樹脂(I)を得た。

0070

(ポリエステル樹脂(I)の製造)
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン3.5mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.5mol、テレフタル酸1.5mol、無水トリメリット酸1.0mol、フマル酸2.5mol及び酸化ジブチル錫0.1gをガラス製の4リットルの四つ口フラスコに入れた。温度計、撹拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を四つ口フラスコに取りつけ、この四つ口フラスコをマントルヒーター内に設置した。窒素雰囲気下、220℃で5時間反応させ、ポリエステル樹脂(I)を得た。

0071

ワックス分散媒体(I)の製造)
温度計及び撹拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、キシレン600質量部、最大吸熱ピーク温度が110℃の低密度ポリエチレン120質量部を入れ充分溶解し、窒素置換を行った。その後、スチレン1992質量部、アクリロニトリル168質量部、マレイン酸モノブチル240質量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート78質量部及びキシレン455質量部の混合溶液を175℃で3時間かけて滴下し、さらにこの温度で30分間保持して重合を行った。次いで脱溶剤を行い、グラフト反応物であるワックス分散媒体(I)を得た。

0072

ワックス分散剤マスターバッチの製造)
ワックス分散剤及びワックス分散剤マスターバッチの製造例を以下に示す。前記ワックス分散媒体(I)中に、以下の配合比でワックス(A)を分散させて、ワックス(A)とワックス分散媒体(I)からなるワックス分散剤(I)を得た。
・ワックス分散媒体(I) 50質量%
・ワックス(A)(精製ノルマルパラフィンワックス) 50質量%
上記のように得られたワックス分散剤(I)とポリエステル樹脂(I)とを以下の配合比にて、二軸押出し機によって溶融混練し、ワックス分散剤(I)のマスターバッチを得た。
・ワックス分散剤(I) 50質量%
・ポリエステル樹脂(I) 50質量%

0073

混練工程)
・ハイブリッド樹脂(I) 100質量部
・ポリエステル樹脂(I) 2.55質量部
・ワックス分散剤(I)のマスターバッチ16質量部
(ワックス(A)を4質量部含有)
・3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物2質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合し、二軸式押出し機を用いて任意のバレル温度にて溶融混練した。

0074

(粉砕工程、表面改質工程)
溶融混錬物を冷却後、ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。得られた微粉砕物を分級し、透明トナー母体粒子1を得た。

0075

(外添工程)
本製造例では、流動性向上剤として、疎水化剤にて疎水化処理された、平均一次粒子径20nmのシリカを使用した。

0076

上記製法にて得られた透明トナー母体粒子1を100質量部と、上記シリカ1質量部とをコーヒーミル投入し、5秒駆動を20回繰り返した。5秒駆動を20回繰り返す工程を1セットとして、繰り返し5セット行い、計5質量部のシリカを外添した。

0077

上記外添工程後、円形振動篩い機にかけ、トナー母体粒子や流動性向上剤の凝集塊を取り除き、本発明の透明トナー(1)を得た。得られたトナーの物性を表1に示す。

0078

<透明トナーの製造例2>
(トナー母体粒子の作製)
トナー母体粒子としては、透明トナー母体粒子1を用いた。

0079

(外添工程)
本製造例では外添剤との混合装置として、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製を用いた。

0080

また、本製造例では、流動性向上剤として、疎水化剤にて疎水化処理された、平均一次粒子径15nmのシリカを使用した。さらに、帯電制御用外添剤として3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸アルミニウム化合物を使用した。

0081

透明トナー母体粒子1を100質量部と、上記シリカ1質量部をヘンシェルミキサー(三井三池社製)に投入し、上羽根にY0羽根、下羽根にS0羽根をそれぞれ使用した撹拌翼撹拌翼最先端周速50m/secに10秒間で到達させた後に、同速度を維持しながら混合開始から180秒間混合を継続し、減速した(混合工程1)。減速により撹拌翼最先端の周速を15m/sec以下とし、該撹拌翼最先端の周速を60秒間15m/sec以下に維持した(休止工程1)。60秒経過後直ちに混合を再開し、該撹拌翼最先端を周速50m/secに10秒間で到達させた後に、同速度を維持しながら撹拌開始から180秒間混合を継続し、減速した(混合工程2)。減速により撹拌翼最先端の周速を15m/sec以下とし、該撹拌翼最先端の周速を60秒間15m/sec以下に維持した(休止工程2)。60秒経過後直ちに混合を再開し、該撹拌翼最先端を周速50m/secに10秒間で到達させた後に、同速度を維持しながら混合開始から180秒間混合を継続した(混合工程3)。以上の工程を1サイクルとして、計6サイクルの工程を繰り返して行う。これを1セットとし、5セットを繰り返し行うことで、計5質量部のシリカを外添する工程を行った。また、5セット目のシリカを投入する際に、シリカ1質量部とともに、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸アルミニウム0.6質量部をヘンシェルミキサー内に投入し、上記サイクルを行った。

0082

上記外添工程後、円形振動篩い機にかけ、トナー母体粒子や流動剤の凝集塊を取り除き、本発明の透明トナー(2)を得た。得られたトナーの物性を表1に示す。

0083

<透明トナーの製造例3>
(ポリエステル樹脂(II)の製造)
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン2.5mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.5mol、テレフタル酸1.5mol、無水トリメリット酸3.0mol、フマル酸2.5mol及び酸化ジブチル錫0.1gをガラス製4リットルの四つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を四つ口フラスコに取りつけ、この四つ口フラスコをマントルヒーター内に設置した。窒素雰囲気下で、220℃で5時間反応させ、ポリエステル樹脂(II)を得た。

0084

(トナー母体粒子の作製)
製造例1で用いたポリエステル樹脂(I)の代わりに、上記ポリエステル樹脂(II)を用いた。それ以外は、製造例1と同様に行い、透明トナー母体粒子2を作製した。

0085

(外添工程)
流動性向上剤としては、製造例1と同じ、疎水化剤にて疎水化処理された平均一次粒子径20nmのシリカを使用した。

0086

前記製法にて得られた透明トナー母体粒子2に対し、製造例1と同じ外添工程を用い、計5質量部のシリカを外添した。

0087

上記外添工程後、円形振動篩い機にかけ、トナー母体粒子や流動性向上剤の凝集塊を取り除き、本発明の透明トナー(3)を得た。得られたトナーの物性を表1に示す。

0088

<透明トナーの製造例4>
(トナー母体粒子の作製)
トナー母体粒子としては、透明トナー母体粒子1を用いた。

0089

(外添工程)
流動性向上剤としては、製造例1と同じ、疎水化剤にて疎水化処理された平均一次粒子径20nmのシリカを使用した。

0090

前記製法にて得られた透明トナー母体粒子1と、上記シリカを透明トナー母体粒子100質量部に対し5質量部をコーヒーミルに投入し、5秒駆動を4回繰り返して、5質量部のシリカを外添した。

0091

上記外添工程後、円形振動篩い機等にかけ、トナー母体粒子や流動性向上剤の凝集塊を取り除き、透明トナー(4)を作製した。得られたトナーの物性を表1に示す。

0092

<透明トナーの製造例5>
(ポリエステル樹脂(III)の製造)
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン2.5mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.5mol、テレフタル酸1.5mol、無水トリメリット酸5.0mol、フマル酸2.5mol及び酸化ジブチル錫0.1gをガラス製4リットルの四つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を四つ口フラスコに取りつけ、この四つ口フラスコをマントルヒーター内に設置した。窒素雰囲気下で、220℃で5時間反応させ、ポリエステル樹脂(III)を得た。

0093

(トナー母体粒子の作製)
製造例1で用いたポリエステル樹脂(I)の代わりに、上記ポリエステル樹脂(III)を用いた。それ以外は、製造例1と同様に行い、透明トナー母体粒子3を作製した。

0094

(外添工程)
流動性向上剤としては、製造例1と同じ、疎水化剤にて疎水化処理された一次粒子個数平均粒径20nmのシリカを使用した。

0095

前記製法にて得られた透明トナー母体粒子3と、上記シリカをトナー母体粒子100質量部に対し1質量部をコーヒーミルに投入し、5秒駆動を4回繰り返して、1質量部のシリカを外添した。

0096

上記外添工程後、円形振動篩い機等にかけ、トナー母体粒子や流動性向上剤の凝集塊を取り除き、透明トナー(5)を作製した。得られたトナーの物性を表1に示す。

0097

<透明トナーの製造例6>
(トナー母体粒子の作製)
製造例1における混練工程の代わりに、以下の混練工程を採用した。それ以外のトナー母体粒子の作製方法は、製造例1と同様に行い、透明トナー母体粒子4を作製した。

0098

(本例における混練工程)
・ハイブリッド樹脂(I) 100質量部
・ポリエステル樹脂(I) 2.55質量部
・ワックス(A)の分散剤のマスターバッチ16質量部
(ワックス(A)を4質量部含有)
・3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物2質量部
・疎水化剤にて疎水化処理された一次粒子の個数平均粒径20nmシリカ5質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合し、二軸式押出し機を用いて溶融混練した。

0099

(粉砕工程・表面改質工程)
製造例1と同様にして、溶融混練物を冷却後、透明トナー母体粒子4を得た。

0100

<外添工程>
流動性向上剤として、製造例1と同じ、疎水化剤にて疎水化処理された平均一次粒子径20nmのシリカを使用した。

0101

前記製法にて得られた透明トナー母体粒子4と、上記シリカをトナー母体粒子100質量部に対し1質量部をコーヒーミルに投入し、5秒駆動を4回繰り返して、1質量部のシリカを外添した。

0102

上記外添工程後、円形振動篩い機等にかけ、トナー母体粒子や流動性向上剤の凝集塊を取り除き、透明トナー(6)を作製した。得られたトナーの物性を表1に示す。

0103

<有色トナーの製造例>
(トナー母体粒子の作製)
前記透明トナーの製造例1における混練工程前に、以下の着色剤混練工程により、着色剤混練物を得て、製造例1における混練工程時において、ポリエステル樹脂(I)の代わりに、着色剤混練物を2.55質量部、投入すること以外は同様の製造方法にて、有色トナー母体粒子を得る。

0104

(着色剤混練工程)
・ポリエステル樹脂(1) 70質量部
各着色剤を公知の方法で製造したろ過工程前の顔料スラリーから、水をある程度除去し、乾燥工程を経ずに得た固定分30質量%のペースト顔料(残りの70質量%は水)
100質量部
ポリエステル樹脂(I)をまずニーダー型ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温させた。最高温度ペースト中の溶媒沸点により必然的に決定される。この場合は90〜100℃程度)に達した後、さらに30分間加熱溶融混練させる。その後、一旦、ミキサーを停止させ、熱水を排出した後、さらに130℃まで昇温させ、約30分間加熱溶融混練を行い、水分を留去し、冷却し、着色剤混練物を取り出した。

0105

なお、各有色トナーにおける、ペースト顔料内の固形分着色剤の種類は以下のものを用いた。
ブラックトナー:カーボンブラック
イエロートナー:ピグメントイエロー180
マゼンタトナー:ピグメントレッド122
シアントナー:ピグメントブルー15:3

0106

(外添工程)
本製造例では外添剤との混合装置として、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製を用いた。また、流動性向上剤として、疎水化剤にて疎水化処理された、一次粒子の個数平均粒径20nmのシリカを使用した。

0107

前記製法にて得られたトナー母体粒子と、上記シリカをトナー母体粒子100質量部に対し1質量部、および3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸アルミニウム0.6質量部をヘンシェルミキサー(三井三池社製)に投入し、上羽根にY0羽根、下羽根にS0羽根をそれぞれ使用した撹拌翼の撹拌翼最先端を周速50m/secに10秒間で到達させた後に、同速度を維持しながら混合開始から180秒間混合を継続し、減速した(混合工程1)。減速により撹拌翼最先端の周速を15m/sec以下とし、該撹拌翼最先端の周速を60秒間15m/sec以下に維持した(休止工程1)。60秒経過後直ちに混合を再開し、該撹拌翼最先端を周速50m/secに10秒間で到達させた後に、同速度を維持しながら撹拌開始から180秒間混合を継続し、減速した(混合工程2)。減速により撹拌翼最先端の周速を15m/sec以下とし、該撹拌翼最先端の周速を60秒間15m/sec以下に維持した(休止工程2)。60秒経過後直ちに混合を再開し、該撹拌翼最先端を周速50m/secに10秒間で到達させた後に、同速度を維持しながら混合開始から180秒間混合を継続した(混合工程3)。

0108

以上の外添工程を経た後、円形振動篩い機にかけ、トナー母体粒子や流動性向上剤の凝集塊を取り除き、有色トナーを作製した。

0109

本発明者らは、鋭意検討した結果、トナーの外添剤の付着量や、付着状態を制御することで、トナーの溶融粘度は変化させずに、トナーの貯蔵弾性率を変化させることが可能になることを見出した。すなわち、トナーの貯蔵弾性率には、トナー母体粒子を形成している樹脂の溶融特性だけでなく、トナー表面の無機物の付着状態が大きく影響し、一方、トナーの溶融粘度は、トナー表面における無機物の付着状態の影響度合いは少なく、トナー母体粒子を形成している樹脂の溶融特性で決定づけられると考えられる。そのため、本発明の実施形態では、透明トナーの外添条件を工夫することで、トナー樹脂の溶融粘度の変化を抑えつつ、トナーの貯蔵弾性率を調整可能にしている。

0110

例えば、透明トナーの製造例1と製造例4を比較する。各々の製造例で異なっている点は、一次粒子の個数平均粒径20nmのシリカを外添する工程において、コーヒーミルの駆動回数、時間が異なっている。すなわち、製造例1における外添工程では、シリカ1質量部を透明トナー母体粒子に対し外添する際、外添時間を長く設定することで外添強度を強めている。さらに1質量部ずつ外添する工程を5回繰り返すことで、合計5質量部のシリカを透明トナー母体粒子に対し、外添強度の強い状態で、均一に分散させることが可能になっている。

0111

一方、製造例4における外添工程では、シリカ5質量部を透明トナー母体粒子に対し外添する際、外添時間も短く、5質量部全量を一度に投入するため、シリカ粒子自体が凝集した状態で、透明トナー母体粒子表面に弱く付着した状態になっている。

0112

よって、製造例1と製造例4の透明トナーの表面性は大きく異なり、製造例1においてはトナー表面に無機物であるシリカが均一に分散されているため、溶融時のトナー同士の結合がしにくい状態になる。その結果、トナー粒子としての形状が保たれ易いトナーとなり、その結果、製造例3の透明トナーよりも同温度での貯蔵弾性率G’が高くなる。

0113

一方、トナー母体粒子自身の溶融特性には、表面状態の影響が少ないため、製造例1と製造例4の透明トナーの溶融粘度ηは、略同じオーダーの値をとるようになる。

0114

これらは、別にコーヒーミルを用いた外添工程特有現象ではなく、製造例2に示すようなヘンシェルミキサーなどの撹拌装置を用いても、同様の効果が得られる。そのため、本発明における透明トナーの製造方法が、発明を何ら限定するものではないのは明らかである。

0115

0116

(II)画像形成装置
(1)画像形成装置の全体的な概略説明
図1は本発明に係る画像形成装置の実施形態の概略構成図である。1は画像形成装置本体(以下、装置本体と記す)である。

0117

装置本体1はフルカラー電子写真画像形成装置タンデム型カラー記録装置)である。この装置本体1に対してカラー画像読取り装置パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置200が接続される。そのホスト装置200から装置本体1の制御手段部(CPU)100に画像データ等の各種情報信号が入力する。制御手段部100はホスト装置200から入力する各種情報信号に基づいて画像データ形成制御を実行する。画像データ形成制御についての詳細は、後述する。

0118

装置本体1は装置内に図面上左から右に順にタンデム配列した第1乃至第5(Pa乃至Pe)の5つの画像形成部(色ステーション:画像形成手段)を備えている。また、その5つの画像形成部の下側に中間転写ベルト機構部16を備えている。

0119

図2は、上記の画像形成部と中間転写ベルト機構部16の部分の拡大模型図である。図3は、装置本体の定着器の拡大模型図である。

0120

画像形成部は、基本的には、何れも同じ電子写真プロセス機構であり、それぞれ、以下のような電子写真プロセス機器を有している。
1)駆動手段(不図示)によって矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される、像担持体としてのドラム型電子写真感光体(以下、ドラムと記す)11
2)そのドラムの表面を所定の極性電位に一様に帯電する一次帯電器12
3)そのドラムの一様帯電面光像露光Lして静電潜像を形成する露光装置としてのレーザースキャナユニット13
4)ドラムに形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像装置14
5)中間転写ベルトを挟んでドラム1に当接して、一次転写部T1を形成する一次転写装置一次転写ローラ)15

0121

各現像装置は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン、透明の5種類の現像剤を有しており、各色に応じた画像を形成する。具体的な配置は、各実施例により変更可能である。

0122

中間転写ベルト機構部16は、可撓性を有するエンドレスの中間転写ベルト(以下、ベルトと記す)17と、このベルト17を懸回張設させた駆動ローラ18、二次転写対向ローラ19、テンションローラ20と、二次転写ローラ21とを有する。テンションローラ20と駆動ローラ18間の上行側ベルト部分を各画像形成部のドラム下面に渡らせてある。ベルト17は駆動ローラ18が回転駆動されることにより矢印の時計方向にドラム11の回転速度とほぼ同じ速度にて回転駆動される。

0123

各画像形成部における一次転写ローラ15はそれぞれベルト17の裏側(内面側)に配置され、ベルト17を介して対応するドラム11の下面に当接させている。これにより、ドラム11とベルト17の表側(外面側)との間に一次転写ニップ部T1が形成される。

0124

二次転写ローラ21はベルト17を介して二次転写対向ローラ19に当接させている。これによりベルト17の表面との間に二次転写ニップ部T2が形成される。

0125

(2)定着器
図3に示す定着器は、転写材上の未定着トナー像に対して定着部材を直接接触させる、接触定着工程を担う熱ローラ定着器オイルレス定着器)である。51は定着部材としての定着ローラ、52は加圧部材としての加圧ローラである。定着ローラ51は金属の中空パイプローラ外周面弾性層具備させている。また、中空パイプローラ内に熱源としてハロゲンランプH1を配設してある。加圧ローラ52も金属の中空パイプローラの外周面に弾性層を具備させている。また、中空パイプローラ内に熱源としてハロゲンランプH2を配設してある。上記の定着ローラ51と加圧ローラ52は上下に並行に配列され、回転自由に軸受支持されると共に加圧機構により互いに加圧されて定着ニップ部N(10mm)を形成する。定着ローラ51は駆動源M1により時計方向に回転駆動される。加圧ローラ52は定着ローラ51の回転に従動して回転する。

0126

図4に示すように、制御手段部100は、ドライバ77を制御して駆動源M1により定着ローラ51を回転駆動する。また、給電部73、74を制御してハロゲンランプH1、H2に電力を給電して発熱させ、定着ローラ51と加圧ローラ52を加熱する。定着ローラ51と加圧ローラ52の表面温度がそれぞれサーミスタTH1、TH2で検知され、その検知温度情報が制御手段部100に入力する。制御手段部100は入力する検知温度情報に基づいて、定着器が所定温度温調されるように、給電部73、74からハロゲンランプH1、H2への供給電力を制御する。

0127

制御手段部100は、駆動源M1や給電部73、74を制御して、定着器の定着速度温調温度を調整することができる。

0128

(3)画像形成動作
1)画像データ形成制御
ホスト装置200から装置本体1の制御手段部100に、画像データが入力される。ここでいう画像データは、画像の色情報のほかに、画像の任意部分の光沢感を指定するための光沢領域指定データが入力されるものとする。

0129

制御手段部100に入力された画像データは、イエロー成分マゼンタ成分シアン成分ブラック成分色分解され、有色トナー用データとされる。また、光沢領域指定データは、透明成分に変換した透明トナー用データに変換される。

0130

2)画像形成工程
図1を参照し、前述した画像データ形成制御動作により生成された画像形成工程用データに応じて、第1乃至第5の画像形成部がそれぞれの画像形成タイミングに合わせて順次駆動される。またベルト17も回転駆動される。そして、各画像形成部のドラム面にそれぞれ所定の制御タイミングにて、カラー画像の、ブラック成分像、イエロー成分像、マゼンタ成分像、シアン成分像に加えて、透明成分像に対応した各トナー画像が形成され、それぞれ一次転写ニップ部T1においてベルト17の面に対して順次に位置合わせ状態重畳転写される。これにより、ベルト17上に未定着のフルカラートナー画像が形成される。

0131

各画像形成部において一次転写後にドラム11上に残留したトナーはクリーナー(不図示)により除去される。また、クリーナーを用いる代わりに、残留トナーを現像工程にて回収する現像兼クリーニング方式を採用することもできる。

0132

ベルト17上に合成形成された未定着のフルカラートナー画像は、引き続くベルト17の回動により搬送されて二次転写ニップ部T2に至る。そして、この二次転写ニップ部T2に対して、給紙装置22から1枚分離給紙されて所定の制御タイミングで導入された記録材(記録シート)Pに対して一括転写される。二次転写後にベルト17上に残留したトナーはクリーナー(不図示)により除去される。

0133

給紙装置22の給紙カセット24には記録材Pを積載収納してある。

0134

制御手段部100は、給紙装置22の給紙ローラ23を駆動させて給紙カセット24内から記録材Pを1枚分離給紙する。そして、その記録材Pを搬送路25、26で搬送してレジストローラ対27のニップに記録材Pの先端が突入した時点で一旦停止する。その後、二次転写ニップ部T2に対して所定の制御タイミングでレジストローラ対27を駆動し、記録材Pを二次転写ニップ部T2に導入する。

0135

二次転写ニップ部T2を出た記録材Pはベルト17の面から曲率分離して、搬送路28で装置本体1内の定着器に導入される。

0136

定着器を出た記録材Pは上向き搬送路32側に誘導され、フルカラー画像形成物として排紙ローラ対33により装置本体1側の第1排紙トレイ34に排出される。

0137

(4)評価方法
(i)光沢度測定
光沢度の測定は、ハンディ光沢度計グロスメーターPG−3D(東京電色工業社製)を用いて、光の入射角60°の条件で測定した。測定画像については、透明トナーで形成した画像パッチ(5cm四方、白地部)と、2次色であるブルー画像の上に透明トナーを重ねた画像パッチ(5cm四方、高画像濃度部)とを形成し、作成したパッチの光沢度を測定することで、評価を行った。光沢度の評価は、以下の3段階に設定した。
A:所望の光沢が得られている(光沢度40以上)。
B:所望の光沢度に対してやや光沢度不足である(光沢度20〜40)。
C:所望の光沢度に対して光沢不足である(光沢度20未満)。

0138

(ii)定着性
分銅により、40g/cm2の圧力をかけて、光沢度の測定において作成した画像パッチをシルボン紙往復10回摺擦した。摺擦後の反射濃度低下率(%)を算出し、定着性の評価とした。
A:反射濃度の低下率5%未満
B:低下率5%以上10%未満
C:低下率10%以上

0139

(iii)混色性
25mm四方の、2次色ベタのレッド、ブルー、グリーンの各色の未定着画像に透明トナーを重ねて定着した画像を作成し、各画像の混色性を目視にて評価した。
A:鮮やかな2次色として見え、十分に混色している。
B:2次色として見えるものの、やや混色が弱い。
C:混色が進んでおらず、2次色として見えない。

0140

<実施例1>
透明トナー製造例1で得られた透明トナー(1)を透明トナーとして用い、ブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナー及びシアントナーとしては、上記各有色トナーを用いた。また、出力する画像形成装置としては図1に示すような画像形成装置を用い、前述した画像評価試験を行った。尚、プロセススピードを100mm/sとし、定着ローラ温度については、サーミスタTH1による検出温度を140℃、160℃、180℃、200℃の4通りに設定できるようにして、画像評価試験を行った。また、記録材Pとしては90g/m2の普通紙を使用した。用いた透明トナーの物性及び評価結果を表2に示す。

0141

本実施例1においては、記録材P上に有色トナーの未定着像を形成し、その上に、透明トナーにより形成される透明トナー像を重ねて画像を形成した。

0142

<実施例2、3>
透明トナー(2)、(3)を用いる以外は実施例1と同様にして、画像評価試験を行った。用いた透明トナーの物性及び評価結果を表2に示す。

0143

<比較例1乃至3>
透明トナー(4)乃至(6)を用いる以外は実施例1と同様にして、画像評価試験を行った。用いた透明トナーの物性及び評価結果を表2に示す。

0144

0145

なお、各評価画像において、ホットオフセットが発生してしまった画像に関しては、(H.O.)として表記した。

0146

尚、上記の評価項目いずれに関しても「A」評価となる定着温度を有する場合に、本発明における効果を有するものと判断する。比較例1乃至3はいずれも、定着温度140〜200℃の温度領域において、全ての項目が「A」評価となる定着温度は存在しなかった。

0147

<実施例4>
以下に、本実施例における画像形成装置について説明する。

0148

(1)画像形成装置例の全体的な概略説明
図5は、本実施例で用いる、第1乃至第5(I乃至V)の5つの画像形成部を備えた画像形成装置の概略構成図である。図1に記載の画像形成装置とは異なり、定着装置図6の拡大概略図に示すような、非接触方式である。

0149

(2)定着装置
本実施例において、定着装置は、転写材上の未定着トナー像を定着部材に直接接触させることなく定着させる非接触定着工程を担う定着装置であり、輻射熱によって転写材上のトナーを溶融するオーブン定着器である。図6を参照して、43は記録材を搬送するための搬送ベルトである。加熱部材として、反射組立体42内にハロゲンランプH1、H2を配設してあり、搬送ベルト43と対抗する位置に配置されている。なお、反射組立体42の内面は、熱効率を高めるための金メッキが施されている。符号41は画像形成装置本体である。

0150

上記加熱部材と搬送ベルト43により、非接触の定着部N(100mm)を形成する。搬送ベルト43は駆動源M1により反時計回りに駆動する。

0151

図7に示すように、制御手段部100は、ドライバ77を制御して駆動源M1により搬送ベルト43を駆動する。また、給電部73、74を制御してハロゲンランプH1、H2に電力を給電して発熱させ、定着部Nを加熱する。搬送ベルト43内のサーミスタTH1により、搬送ベルト43の表面温度を検知し、その検知温度情報が制御手段部100に入力する。制御手段部100は入力する検知温度情報に基づいて、定着器が所定温度に温調されるように、給電部73、74からハロゲンランプH1、H2への供給電力を制御する。

0152

制御手段部100は、駆動源M1や給電部73、74を制御して、定着装置の定着速度や温調温度を調整することができる。本実施例においては、プロセススピードを30mm/sとし、定着部Nの加熱温度については、サーミスタTH1による検出温度が160℃になるようにした。

0153

尚、非接触の定着装置として、ハロゲンランプを用いた輻射を利用した定着装置を用いたが、非接触、すなわち定着部においてトナーに対し圧力をかけない構成であればよい。例えば、キセノンランプを用いたフラッシュ定着や、加熱源により熱風を発生させ、記録材上のトナー像に吹き付けて定着する熱風定着など、公知の定着手段を用いることが可能である。また、非接触の定着装置を用いる場合には、記録材として少なくとも片面に熱可塑性樹脂からなる受容層を有する樹脂コート紙を用いることが好ましい。熱可塑性樹脂からなる受容層が形成されていることで、定着部において、転写材上のトナーが溶融するとともに、転写材上の熱可塑性樹脂も同時に溶融される。そのため、熱可塑性樹脂上のトナーの転写材への結合力が高まり、非接触の定着装置を用いた場合の定着性がより高まる。その結果、より高品位な画像出力ができるようになる。

0154

(3)画像形成動作
定着を除く画像形成動作は、実施例1と同様であるため、省略する。

0155

本実施例における発明の作用を詳細に説明する。

0156

本発明者らが鋭意検討した結果、非接触の定着工程において、隣りあうトナー同士の結合のしやすさは、そのトナーの定着時の貯蔵弾性率に相関があることが明らかになった。そのため、定着時のトナーの貯蔵弾性率G’が高いと、隣りあうトナー同士が結合しにくく、トナー粒界が残ることがわかった。一方、トナーの記録材への定着強度は、定着時の溶融粘度ηに相関があり、定着時のηが低くなるほど、記録材への定着性が良化することがわかった。

0157

そのため、130℃における貯蔵弾性率G’(130)が1.0×104Pa以上である透明トナーを用いると、非接触の定着工程において、透明トナー同士の粒界を残した状態で、トナー像が転写材上に定着される。トナー同士の粒界が十分に残っている透明トナーで形成されたトナー像では、反射光の散乱が生じるため、隠ぺい力が強まり、白色として見えるようになり、白色トナー画像となる。その一方で、130℃における透明トナーの溶融粘度η(130)が1.0×104Pa・s以下である透明トナーを用いると、十分な定着強度が得られ、記録材への良好な定着が可能になる。

0158

そこで、上記透明トナー(1)を用いて、非接触の定着工程において画像形成を行ったところ、定着不良などの画像不良のない、高品位な白色画像を得ることができた。また、透明トナー(1)には、帯電量低下の要因となる白色顔料およびその不純物である金属酸化物などが含まれていないため、吸湿による帯電量低下が発生しにくく、良好な帯電性を有していた。

0159

<比較例4>
本比較例においては、透明トナー(4)を用いたこと以外は、実施例4と同様の構成を用いて、画像評価試験を行った。

0160

透明トナー(4)を用いた場合には、G’(130)が8.91×102Paであるため、非接触の定着工程であっても、隣り合う透明トナー同士が結合してしまった。そのため、転写材上の透明トナー像の平滑性が高まり、反射光を散乱しにくくなり、良好な白色画像を得ることができなかった。

0161

<実施例5>
本実施例では、図8に示すように、実施例4で説明した非接触方式の定着装置と、実施例1で用いた接触方式の定着装置とを備えた画像形成装置を用い、現像剤としては、透明トナー(1)を用いた。

0162

また、入力データに応じて制御手段部100により、定着器選択スイッチ60が動作する構成をもっており、定着装置選択スイッチ60が動作することで、画像形成動作時の記録材搬送経路を選択可能になっている。それにより定着工程に使用される定着装置を逐次選択して出力可能となっている画像形成装置である。

0163

本実施例における画像形成装置を用いることで、定着装置選択スイッチ60により、接触方式の定着装置を用いた定着工程が選択されると、実施例1で説明したように、転写材上の白地部から高画像濃度部までの幅広い画像濃度域で、透明トナー像は所望の光沢度を得ることができる。さらに、定着装置選択スイッチ60により、非接触方式の定着装置を用いた定着工程が選択されると、実施例3で説明したように、定着不良などの画像不良の発生を抑制でき、高品位な白色画像を出力することができる。

0164

その結果、本実施例における画像形成装置を用いることで、高品位な白色画像と、幅広い画像濃度域で所望の光沢度を持つ画像とを、透明トナーを複数用いることなく出力することができるようになる。

0165

<実施例6>
本実施例は、転写材上の第一の未定着トナー像に対して定着部材を直接接触させて第一の未定着トナー像を転写材上に定着させた後、再度、該転写材の同一面に透明トナーを用いて第二の未定着トナー像を形成し、第二の未定着トナー像に対して定着部材を直接接触させることなく、該第二の未定着トナー像を転写材上に定着させる例である。

0166

本実施例では、図9に示すように、実施例5で説明した画像形成装置構成に加え、定着工程後の搬送経路内において、搬送経路61を備えた画像形成装置となっている。それにより、第一の画像形成工程で一旦トナーを記録材上に転写、定着した後、再度、搬送経路61に記録材を搬送することで、第二の画像形成工程において、再度、記録材の同一面上に、トナーを転写、定着することが可能になっている。

0167

本実施例における画像形成動作を簡単に説明する。

0168

第一の画像形成時の定着工程において、接触方式の定着装置を用いることで、定着ニップ内で十分に透明トナーが溶融され、所望の光沢度をもつ画像を形成することができる。さらに、搬送経路61を通り、第二の画像形成工程において、記録材の同一面上に透明トナーが再度、転写された後、定着工程において、非接触方式の定着装置を用いることで、透明トナーの粒界を残した状態で転写材上に定着でき、良好な白色トナー像を形成できる。このとき、第一の画像形成工程時の透明トナー像は、既に粒界が消失しているため、第二の画像形成工程を経ても白色表現になることはない。

実施例

0169

その結果、本実施例のような画像形成装置を用いることで、転写材上の同一画像面内での任意の部分に対し、白色画像と、白地部から高画像濃度部までの幅広い画像濃度域での光沢度の向上を施した画像の両方が含まれた画像を出力することができるようになる。

0170

Pa、Pb、Pc、Pd、Pe:各画像形成部、I、II、III、IV、V:各画像形成部、16:中間転写ベルト機構部、a:定着器(熱ローラ定着器)、P:記録材紙(転写材)、100:制御手段部

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