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トナーと構成材料の技術動向

(2000年『トナーおよびトナー材料の最新技術』普及版)

商品コード: B0789

  • 監修: 面谷信
  • 発行日: 2006年9月
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: A5判,290ページ
  • ISBNコード: 978-4-88231-896-5

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刊行にあたって

 電子写真技術はカールソンによる発明とその後の実用化以降,常に開発努力がなされ大きな技術進歩が蓄積されて現在の高い技術レベルに到達している。初期の電子写真装置と比較すれば最近の装置の画質等は較べようも無いほどであり,一見もう充分に進歩したようにも思えるが,自己満足が許されない状況であることにすぐに気がつく。電子写真技術を取り巻くライバル技術を見渡してみると,最新のインクジェット技術はきわめて低価格の装置においても,銀塩写真との見分けがつきにくいほどの画質を実現しており,少なくとも写真画像の画質/装置コストの点では,電子写真技術は後塵を拝した立場に置かれている。また電子写真技術を含むいわゆるノンインパクト記録技術には,今後プリンタ技術の枠を越えて,印刷分野や,特にデジタルカメラに対応した写真プリント分野等の新市場が用意されており,これに対応した技術開発がさらに求められている。
 このように考えてみると,電子写真技術の進歩は未だ足踏みの許されない状況であることがわかる。電子写真装置は多種多様の技術の集結により構成されたいわばプラント施設のような総合システムであるが,その中でトナー技術は画像形成の根幹をなす最重要技術であることは明らかである。つまり電子写真技術の進歩は,すなわちトナー技術の進歩であるといっても過言ではない。
 本冊子はこのトナー技術に焦点をあて,トナー材料からトナー製法,現像システム,トナー特性の評価測定法に至るまで,トナー技術のすべてにわたる最新技術の現状を読者に提供することを意図するものである。本冊子がトナーに関連する技術者の良い参考となり,電子写真技術のさらなる飛躍と発展に役立つものとなることを願っている。
 本書が上記の緒言を付して,2000年2月に『トナーおよびトナー材料の最新技術』として刊行されて以来6年を経過したが,その間,電子写真・トナー技術の重要性はますます高まる傾向にある。6年前の予想通りデジタルカメラ写真プリント用機器も市場投入され,そのビジネス展開が注目されている。さらに,電子写真・トナー技術は印刷プロセスによる微細回路作成手段としてリソグラフィー技術の置き換えをインクジェット技術と競う,いわゆるデジタル・ファブリケーションのキー技術として新たな技術展開・市場展開を期待されている。
 このようにますます重要性を増すトナー技術に関する本書が,内容は刊行時のまま普及版としてこの度再刊行されることとなった。本普及版の刊行がトナー技術の今後の発展に重ねて寄与することを願っている。

2006年9月  東海大学工学部 面谷 信

著者一覧

面谷 信   東海大学 工学部 光学工学科 助教授
        (現)東海大学 工学部 光・画像工学科 教授
西村克彦   キヤノン(株) 富士裾野リサーチパーク 周辺機器第二開発センター
        (現)キヤノン(株) 富士裾野リサーチパーク 電子写真技術開発センター 電子写真基盤技術開発部 部長
服部好弘   ミノルタ(株) 情報機器第1開発部 第1部門担当課長
        (現)コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株) 画像技術開発部 第1開発グループ
長山﨑弘   コニカ(株) オフィスドキュメントカンパニー 機器サプライ生産事業部 第2開発センター 主幹研究員
        (現)コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株) 化成品事業本部 化成品開発C 開発管理G グループ長
市村正則   富士ゼロックス(株) 画形材開発センター カラー現像剤開発機能長
        (現)富士ゼロックス(株) 機能部材開発部 部長
伊藤 昇   ミノルタ(株) 情報機器開発本部 第一開発部 第一部門 課長研究員
        (現)コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株) 機器開発本部 画像技術開発部 マネジャ
上薗 勉   日本電気(株) 機能デバイス研究所 メカトロニクス研究部 研究マネージャー
        (現)富士ゼロックスプリンティングシステムズ(株) 商品開発統括部 マーキングプラットフォーム開発部 マネージャー
津布子一男  (株)リコー 画像技術開発本部 技師長;名古屋大学 大学院 工学研究科 講師
        (現)(株)リコー リコー技術顧問
浅見 剛   (株)リコー 画像技術開発本部 ES開発室 ES2G 係長研究員
        (現)(株)リコー 機能材料開発センター スペシャリスト
百武勇人   岩崎通信機(株) 製版事業部 製版技術部 副主事
        (現)電子化工(株) 技術部
有川 晶   東洋インキ製造(株) 加工技術研究所
        (現)東洋インキ製造(株) DMS事業部 IJ開発部
丸田將幸   花王(株) 化学品研究所 第4研究室 室長
        (現)花王(株) 情報材料事業部 技術部
長久英之   三菱化学(株) 四日市事業所 加工商品研究所 機能性カーボングループ
        (現)御国色素(株) 専務取締役
朝苗益實   日立金属(株) 熊谷磁材工場
        (現)(株)沖データ NIP事業本部 主幹技術者
柳田 昇   日本ゼオン(株) 総合開発センター 情報材料研究室長
小口寿彦   (元)東芝ケミカル(株) 成形材料技術部
彼谷憲美   ホソカワミクロン(株) 営業部 測定器ユニット
髙橋 徹   (株)富士通研究所 材料技術研究所 機能有機材料研究所
竹内 学   茨城大学 工学部 電気電子工学科 教授
山本洋一   シャープ(株) 液晶システムデバイス開発センター システムデバイス戦略室 室長
        (現)(有)CIS研究所 副社長
日高重助   同志社大学 工学部 物質化学工学科 教授
髙橋恭介   東海大学 工学部 光学工学科 教授
        (現)東海大学 名誉教授
安藤祐二郎  キヤノン(株) 技術教育推進センター
佐野健二   (株)東芝 研究開発センター 表示材料・デバイスラボラトリー 主任研究員
        (現)(株)東芝 研究開発センター 環境技術ラボラトリー 研究主幹

 執筆者の所属は,注記以外は2000年当時のものです。

目次

第1章 総論―トナー技術の概観と展望―
1. はじめに
2. トナー技術の位置づけ
2.1 トナー利用記録の特徴
2.2 記録エネルギーの比較
2.3 画像構造
3. 分類
3.1 トナー種類のバリエーション
3.2 トナー製法のバリエーション
3.3 トナー用途のバリエーション
4. トナー技術の歴史と展望
4.1 トナー技術の歴史
4.2 トナー技術の今後の展開

【トナー利用プロセス・技術 編】
第2章 電子写真プロセスおよび装置の技術動向
1. はじめに
2. 電子写真のはじまりと近年のカラー化傾向
2.1 文書の種類とカラー電子写真装置
3. 最適なビジネスカラー
3.1 日本・米国・欧州における好みのグロス
3.2 その他のファクター
4. カラー電子写真概説
4.1 最近のカラー電子写真プリンタ
4.2 各種カラー画像形成装置の特徴と課題
4.2.1 多重現像方式
4.2.2 転写ドラム方式
4.2.3 中間転写方式
4.2.4 タンデム方式
4.3 近年の特徴的なエンジン技術
4.3.1 Sトナーとオイレス定着方式
4.3.2 クリーナーレス中間転写方式
5. カラー画像形成装置の画像安定化
5.1 色空間と測色
5.2 画像安定化システムとカラーマッチング
5.3 カラー画像形成装置とメディア
6. まとめ

第3章 現像技術と理論
1. はじめに
2. 現像の機能と要求品質
3. 現像方式概説
3.1 1成分接触現象
3.2 2成分接触現象
3.3 1成分非接触現象
3.4 2成分非接触現象
4. カラー現像装置構成と設計課題
4.1 プロセスレイアウト
4.2 現象剤のハンドリング面からの課題
5. 現像条件と画像性能
5.1 現象バイアスにACを重畳する
5.2 現象バイアスを小さくする
6. まとめ

第4章 転写・定着・クリーニング技術
1. 転写技術
1.1 静電転写方式
1.2 コロナ転写
1.3 ローラー転写
1.4 中間転写
1.5 ベルトおよびローラー転写の素材
2. 定着
2.1 熱ロール定着
2.2 定着の今後の流れ
3. クリーニング技術
3.1 ブレードクリーニング

【粉体トナー技術 編】
第5章 粉体トナー技術の現状・動向・展望
1. はじめに
2. 粉体トナーの種類
3. 公開特許情報からの技術動向と展望
4. 最近の複写機・プリンターの動向
5. 粉体トナー技術の現状と動向
6. トナーへの要求
7. 粉体トナー技術の現状・動向・展望
7.1 画質改善への現状・動向・展望
7.2 粉体トナーの粒度の現状と動向
7.3 キャリアの粒度の現状・動向・展望
7.4 色剤技術の現状・動向・展望
7.5 グロス(光沢度)現状と動向
7.6 ドキュメント保存性の現状・動向・展望
7.7 製造技術の現状・動向・展望
7.8 エコロジーへの対応の現状・動向・展望
8. おわりに

第6章 2成分トナー
1. トナーの特性
1.1 EPプロセスとトナーの関わり
1.2 トナー挙動を決める特性
2. 荷電制御
2.1 2成分現像剤の帯電モデル
2.2 荷電制御特性
2.2.1 荷電制御
2.2.2 混合性能
2.2.3 キャリア劣化
3. 流動性制御
3.1 後処理材
3、2 形状制御
4. 環境対応
4.1 トナーリサイクル
4.2 低温定着
4.2.1 カプセルトナー
4.2.2 低粘度樹脂の添加
4.2.3 低融点WAXの添加

第7章 1成分トナー
1. はじめに
2. ゴースト画像
3. ブレード融着
4. トナー帯電方式
5. 外添剤
6. トナーの多層化

【液体トナー技術 編】
第8章 プリント用トナー
1. はじめに
2. 液体トナーの概要
3. 液体トナーの構成材料
3.1 着色剤
3.1.1 カーボンブラック
3.1.2 カラートナー用顔料
3.1.3 加工顔料
3.2 樹脂
3.3 電荷制御剤
3.3.1 選択的吸着モデルで極性が決まるもの
3.3.2 トナー粒子表面とバルク間の酸・塩基モデルで極性が決まるもの
3.3.3 その他
3.4 分散媒
4. 液体トナーの製造方法
4.1 ロールセミ
4.2 ボールセミ
4.3 連続式サンドミル
4.4 バッチ式サンドミル
5. 液体トナーに要求される特性と評価項目
5.1 分散安定性
5.2 補給特性
5.3 現像特性
5.4 定着特性
5.5 転写特性
5.6 クリーニング性および再分散性
5.7 耐久性
5.8 色特性,透明性
5.9 安全性
6. 液体トナーを用いた電子写真プロセス
7. 液体トナーの今後の展望
8. まとめ

第9章 印刷製版用トナー
1. はじめに
2. 製版方式
2.1 酸化亜鉛マスター
2.2 OPC版
3. 特性
4. 製法
5. 重合法トナー作成方法
5.1 非水系懸濁重合
5.1.1 重合スタイル
5.1.2 重合溶媒
5.1.3 分散剤
5.1.4 粒子成分
5.2 着色
5.3 帯電
6. 印刷版性能
6.1 トナー帯電量
6.2 トナー粒子径
7. 今後の課題

第10章 オンディマンド印刷用液体トナーおよび液体トナーの今後の展望
1. はじめに
2. オンディマンド印刷
3. コピアと印刷
4. 液体トナー
4.1 構成
4.2 液体トナーの特徴
5. 印刷インキ
5.1 概説
5.2 オフセットインキ
5.3 特殊グラビアインキ
5.4 印刷インキの将来
6. 液体トナーの改良動向
6.1 水性化
6.2 高濃度化
6.3 その他
7. まとめ

【トナー構成材料・製造技術 編】
第11章 トナー樹脂
1. はじめに
2. スチレン系共重合体
2.1 スチレン系共重合体の構成と製法
2.2 スチレン系共重合体の定着制御
2.3 スチレン系共重合体の帯電性
3. ポリエステル樹脂
3.1 ポリエステル樹脂の構造と特徴
3.2 ポリエステル樹脂の帯電性
3.3 カラートナー用樹脂
4. 新規な樹脂の開発動向

第12章 トナー着色材料
1. トナー着色材料としてのカーボンブラック
1.1 はじめに
1.2 カーボンブラックの種類
1.2.1 分類
1.2.2 カーボンブラックの製法
1.3 カーボンブラックの基本的性質
1.3.1 カーボンブラック粒子の微細構造
1.3.2 粒子径とその分布
1.3.3 比表面積と非多孔比表面積
1.3.4 ストラクチャー(アグリゲート)
1.3.5 粒子表面の性質
1.3.6 三大特性の評価方法
1.4 トナー用カーボンブラックに要求される特性
1.4.1 カーボンブラック特性と光学適正との一般的関係
1.4.2 カーボンブラック特性とトナー特性の関係
1.5 おわりに

2. カラー色材

第13章 キャリア材料,磁性材料
1. はじめに
2. 磁石の特長
2.1 マグネットローラ用磁性材料
2.2 マグネットローラの役割と特長
2.3 磁性トナー用磁性材料
2.4 キャリア用磁性材料
3. 磁性材料の製造方法
3.1 鉄粉キャリアの製造方法および材料特性
3.2 フェライトキャリアの製造方法および材料特性
3.3 マグネタイトキャリア
3.4 磁性体分散型キャリア
4. 機能材料としてのキャリア
4.1 導電性キャリア
4.2 樹脂コーティングキャリア
4.3 コーティング用材料
5. キャリアによる高画質化
5.1 キャリアの高抵抗化
5.2 キャリアの低磁力化
5.3 小粒径
5.4 マイクロトレーニング方式
6. 環境対応材料

第14章 各種添加剤
1. はじめに
2. 帯電制御剤(Charge Control Agent)
3. 離型剤
4. 外添剤

第15章 重合法トナー
1. はじめに
1.1 狭義の重合法トナー
1.1.1 懸濁重合法
1.1.2 乳化重合法
1.1.3 分散重合法
1.1.4 界面重合法
1.2 その他のケミカルトナー
1.2.1 転相乳化法
1.2.2 溶解懸濁法
2. 懸濁重合法トナーの特徴
2.1 製法
2.2 粒度分布
2.3 トナー粒子の機械的安定性
2.4 転写性
2.5 定着性
2.6 画像特性
3. 今後の動向
3.1 カラー化と小粒径化
3.2 低温定着化
3.3 高耐久化
4. まとめ

【トナーの特性に関する研究 編】
第16章 帯電量測定
1. はじめに
2. 帯電特性測定
2.1 ファラデーゲージ
2.2 帯電量測定
2.2.1 傾斜法(カスケード法)
2.2.2 二成分現像剤の帯電量測定
2.2.3 一成分現像トナーの帯電量測定
2.2.4 電量分布測定
3. トナー帯電量の物理的意義と応用
4. おわりに

第17章 粒子径測定
1. はじめに
2. 粒子径測定の原理
3. 篩分析
4. 電気的検知帯法
5. 光学的検知帯法
6. レーザー回折散乱法
7. 音響緩和法
8. オンラインでの粒子径測定
9. おわりに

第18章 導電率測定
1. はじめに
2. 静的電気抵抗の測定方法
3. 動的電気抵抗の測定方法

第19章 トナーの付着力測定
1. はじめに
2. トナーの付着・凝集力測定
2.1 スプリングバランス法
2.2 原子間力顕微鏡(AFM)法
2.3 衝撃法
2.4 遠心法
2.5 電界脱離法1―電流による検出
2.6 電界脱離法2―光学的検出
2.7 電界脱離法3―直接観測法
2.8 引っ張り試験法(充填層法)
3. おわりに

第20章 トナーの挙動の計算機シミュレーション
1. はじめに
2. 粒子要素法
3. 電磁場内での粒子間相互作用力の表現
4. トナー流動挙動のシミュレーション例
5. おわりに

第21章 トナーの帯電メカニズム
1. はじめに
2. トナー濃度依存性
2.1 q/mの意味
2.2 モデル式の比較
2.3 q/mのトナー濃度依存性データとモデルの比較
2.4 粒子系帯電の面積効果

【トナーに関する応用技術 編】
第22章 トナーを用いたディスプレイ
1. はじめに
2. 歴史と市場性
3. 他方式ディスプレイと特徴比較
4. 実現方式
4.1 カールソン方式電子写真記録
4.2 背面露光方式
4.3 感光体を使わない方式
4.4 電気泳動,磁気泳動,粒子移動法(固体中,空気中)など薄層に閉じ込めたトナーを用いる方式
5. カラー化
6. 試作,商品化例
6.1 高精細(文書表示)ディスプレイ
6.2 大画面静止画ディスプレイ
7. おわりに

第23章 消去可能トナー
1. これまでの消去可能トナー
2. 新しい消去可能トナー
3. 消去可能トナーの原理
4. 基本的材料と応用範囲
5. トナーとして
6. 消去方法
7. オフィスでの使用
8. リサイクルでのメリット
9. 今後の開発に関して

【トナーおよびトナー構成材料の市場 編】
第24章 トナーの主要構成材料の市場動向
1. トナーの市場概況
1.1 プリンター・複写機の市場とインク・トナーカートリッジ需要
1.2 トナー市場概況
2. トナーの主要構成材料別市場動向
2.1 トナー樹脂(メインレジン,サブレジン)
2.1.1 概要
2.1.2 生産・需要・価格
2.1.3 メーカー動向
2.2 着色剤
2.2.1 概要
2.2.2 生産・需要・価格・メーカー動向
2.3 キャリア材料,磁性材料
2.3.1 概要
2.3.2 生産・需要・価格・メーカー動向
2.4 帯電制御剤(電荷調製剤)
2.4.1 概要
2.4.2 生産・需要・価格
2.4.3 メーカー動向
2.5 外添剤(流動化剤)
3. トナー製品の市場展望と課題
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