JP2000292985A - 加熱定着用トナー - Google Patents
加熱定着用トナーInfo
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Abstract
に関わる不具合を解決する優れた加熱定着用トナーを提
供する。 【解決手段】 少なくとも結着樹脂、着色剤を必須成分
としてさらにワックス成分をも含有することがあるトナ
ーであって、該トナーのTG−DTAで測定した時の減
量率が50%に到達する温度が430℃以上であること
を特徴とする加熱定着用トナーである。結着樹脂はポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂が用いられ、ワックス成分
としてはカルナウバワックス、ポリプロピレンワック
ス、ポリエチレンワックスが用いられる。
Description
る静電荷像を現像するために用いられる乾式トナーに関
する。
2297691号明細書、特公昭49−23910号公
報、及び特公昭43−24748号公報等に各種の方法
が記載されているが、一般には光導電性物質を利用し、
種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次い
で該潜像を乾式トナーを用いて現像し、紙等にトナー像
を転写したのち、加熱、加圧等により定着し、コピーを
得るものである。
絶縁性有機液体中に各種の顔料や染料を微細に分散させ
た現像剤を用いる液体現像方式とカスケード法、磁気ブ
ラシ法、パウダークラウド法等のように天然または合成
樹脂にカーボンブラック等の着色剤を分散したトナーを
用いる乾式現像方式があり、乾式現像方式には一成分現
像方式とキャリアを用いる二成分現像方式がある。
しては、大別して接触定着法と非接触定着法があり、前
者は加熱ローラー定着、後者はフラッシュ定着、オーブ
ン(雰囲気)定着が主力となっている。
ば、キセノン、ハロゲンフラッシュランプなどの閃光を
ミリ秒以下の短時間照射し、その輻射熱により転写紙上
に定着させる方法であり、以下に述べるような優れた特
徴をもった定着方式である。 (1)非接触定着であるので、つぶれがなく現像時の解
像度を劣化させない (2)定着時間が極めて短時間であるため、高速定着が
可能 (3)定着による待ち時間がないため、クイックスター
トが可能 (4)厚さ、紙質の異なる転写紙に対応可能 などである。
瞬間的にではあるがトナー表面温度が400℃以上の高
温に達する事があり、結着樹脂の分解ガスによる定着臭
が発生する場合がある。発生した分解ガスは通常悪臭で
ある事が多い。そのためプリンター、コピー等を使用し
ている周囲に悪臭は発散して問題となる場合がある。分
解ガスの発生を抑える方法として、フラッシュ光のエネ
ルギーを低くする事が考えられるが、定着性が悪化する
可能性があるためやはり限度がある。
従来技術として、特開平3−105350号公報では、
ペタイン構造を有する化合物を含有するフラッシュ定着
用トナー、特公平3−221964号公報では、アルカ
リ土類金属過酸化物、キノン類、ビス、トリヒドロフェ
ノール類から選ばれた化合物と酸化剤を含有したフラッ
シュ定着用トナー、特公平7−271083号公報で
は、ポリエステルとロジンを含有するフラッシュ定着用
トナー、特公平8−87128合公報では、ポリエステ
ル樹脂のモノマー成分、Mn,Mw/Mn、ゲル分率を
規定したフラッシュ定着用トナー、特公平9−8713
0号公報では、エステル結合、エーテル結合、エーテル
結合で区切られた脂肪族炭素鎖を1〜5wt%含有する
ポリエステル樹脂などが考案されている。しかしなが
ら、少ない定着エネルギーで充分な定着性を示し、なお
かつ定着臭気の発生しないフラッシュ定着用トナーは、
いまだに難しいのが現状である。
の良い接触定着法が主力となっている。その中でベルト
定着方式は、ウオームアップ時間を短くできるため、低
消費電力化が可能となる。ベルト定着方式はたとえば図
1に示されるよう、板状のヒーター2と接するように無
端状のベルト1がローラー3、4により回転しており、
加圧ローラ5とヒーター2の間をトナー像(図示せず)
が通過することによりトナー像が定着されるものであ
る。この無端状のベルトとしては、耐熱性に優れるポリ
イミド等が使用される。また、表面にシリコンゴムやフ
ッ素樹脂等をコーティングしたものも使用されている。
時にトナーから発生する揮発分により、ベルトが劣化
し、離型性が悪化したり、弾性がなくなりベルト表面に
クラック(ひび割れ)が発生するという問題がある。
−100468号公報では、残存モノマー量が150p
pm以下のベルト定着用トナー、特開平6−75425
号公報では、特定の溶融粘度を有し、150℃までの加
熱減量が0.15wt%以下のベルト定着用現像剤、特
開平8−44110号公報では、トナーの揮発成分が
0.1%未満で、かつワックスの吸熱ピークを規定した
ベルト定着用トナーなどが考案されている。
特開平8−106230、114940、179643
号公報では、ベルト表面に含フッ素シリコンオイルの塗
膜を形成する方法が考案されている。しかしながら、少
ない定着エネルギーで十分な定着性を示し、なおかつ長
期間の使用でもベルト劣化の発生しないベルト定着用ト
ナーは、いまだに難しいのが現状である。
定着用トナーの欠点である、定着性に関わる不具合を解
決する優れた加熱定着用トナーを提供するものである。
着樹脂、着色剤を必須成分とし、さらにはワックス成分
をも含有することがあるトナーであって、該トナーのT
G−DTAで測定した時の減量率が50%に到達する温
度が430℃以上であることを特徴とする加熱定着用ト
ナー組成物が提供される。
時の減量率が50%に到達する温度が300℃以上であ
るワックス成分を含有することを特徴とする加熱定着用
トナーが提供される。また、本発明は結着樹脂がポリエ
ステル樹脂であることを特徴とする加熱定着用トナーが
提供される。
あることを特徴とする加熱定着用トナーが提供される。
また本発明は、ワックス成分がカルナウバワックス、ポ
リプロピレンワックスまたはポリエチレンワックスであ
ることを特徴とする加熱定着用トナーが提供される。
する。本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤
を必須成分とし、さらにはワックス成分をも含有するこ
とがあるトナーであって、該トナーのTG−DTAで測
定した時の減量率が50%に到達する温度が430℃以
上であることを特徴とする加熱定着用トナーである。減
量率が50%に到達する温度が430℃未満の場合、定
着時におけるトナーからの揮発成分が多くなり、悪臭が
発生したりベルトが劣化する原因となると考えられる。
温度は次のようにして求める。測定装置としてセイコー
電子社製DSC−200を使用し、試料をAir200
ml/minで30℃から600℃まで10℃/min
で昇温しTG曲線を求め、試料重量が1/2となった時
の温度をもとめ、これを減量率が50%に到達する温度
とする。
Aで測定した時の減量率が50%に到達する温度が30
0℃以上であるワックス成分を含有することを特徴とす
る加熱定着用トナーである。
る事は、定着性を向上させる上で有効であるが、通常ワ
ックス成分は分解温度が低いため、しばしばトナー臭気
を悪化させる事があり定着性と臭気との両立は難しかっ
た。さらには接触式の場合は定着時の離型性維持は難し
かった。しかしながら、減量率が50%に到達する温度
が300℃以上であるワックス成分を使用すると、定着
時の離型性と臭気の両立が可能となる。
ステル樹脂を使用することが極めて有用である。ポリエ
ステル樹脂は一般的に他の樹脂に比べ、臭気が少ない場
合が多い。これは用いられるモノマーの種類に起因する
と考えられる。また、低温定着が可能であり、本発明に
は適した結着樹脂である。
アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られる。
使用されるアルコールとしては、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等のグリコール類、1,4−
ビス(ヒドロキシメタ)シクロへキサン、及びビスフェ
ノールA等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価
のアルコール単量体、三価以上の多価アルコール単量体
を挙げることができる。
ン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタ
ル酸、コハク酸、マロン酸等の二価の有機酸単量体、
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−シクロへキサント
リカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン
酸、1,2,5−へキサントリカルボン酸、1,3−ジ
カルボキシル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,
2,7,8−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の
多価カルボン酸単量体を挙げることができる。ポリエス
テル樹脂のTgは58〜75℃が好ましい。
ポキシ樹脂を用いることが極めて有用である。エポキシ
樹脂も一般的に他の樹脂に比べ、臭気が少ないため、加
熱定着のような定着方式には極めて適している。
ェノールとエピクロロヒドリンとの縮重合により得られ
る。使用されるビスフェノールとしては、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及
びこれらの混合物とビスフェノールAやビスフェノール
F等の反応生成物である、二価フェノールのアルキレン
オキサイド付加物が挙げられる。これらのビスフェノー
ルをエピクロロヒドリンやβ−メチルエピクロロヒドリ
ン等でグリシジル化し得られる。特にビスフェノールA
のアルキレンオキサイド付加物のグリシジルエーテルが
好ましい。また、エポキシ樹脂のTgは58〜75℃が
好ましい。本発明ではポリエステル樹脂、エポキシ樹脂
の他の樹脂も使用可能である。
知の樹脂が使用される。例えば、スチレン−アクリル樹
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る。これらの樹脂は二
種類以上併用しても良い。また、これら樹脂の製造方法
も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、
乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
バワックス、ポリプロピレンワックスまたはポリエチレ
ンワックスを用いることが極めて重要である。カルナウ
バワックスはカルナウバヤシの葉から得られる天然のワ
ックスであるが、特に遊離脂肪酸脱離した低酸価タイプ
のものが結着樹脂中に均一分散が可能であるので好まし
い。また、離脂肪酸脱離した低酸価タイプのカルナウバ
ワックスは揮発成分が少なく、また例え若干揮発しても
天然成分であるため、無害であり悪臭にもならない。
ックスは、重合型、分解型、変性型など使用可能である
が、分解型が最も好ましい。ポリプロピレンワックス、
ポリエチレンワックスは他のワックス成分に比べ、加熱
定着時に揮発する成分が極めて少ないので、臭気の点か
らも優れているし、又、定着時の離型性にも優れてい
る。その他のワックス成分として、例えばライスワック
ス、パラフィンワックス、キャンデリラワックス、モン
タンワックス、サゾールワックスなども使用可能であ
る。ワックス成分の添加量は0.5〜10重量部が好ま
しい。
からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料
の全てが適用される。具体的には、カーボンブラック、
ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリ
ンブルー、カルコオイルブルー、オイルブラック、アゾ
オイルブラックなど、特に限定されない。着色剤の使用
量は1〜10重量部、好ましくは3〜7重量部である。
方法でよく、結着樹脂、着色剤、ワックス成分、その他
場合によっては荷電制御剤等をミキサー等を用いて混合
し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用い混練
した後、冷却固化し、これをジェットミル等の粉砕機で
粉砕し、その後分級し得られる。
剤を添加する事も可能である。添加剤としては、シリ
カ、酸化アルミニウム類、酸化チタン類を例示すること
ができる。高流動性を付与する事を主目的とする場合に
は疎水化処理シリカあるいはルチル型微粒子酸化チタン
として平均一次粒径が0.001〜1μm、好ましくは
0.005〜0.1μmの範囲のものから適宜選択で
き、特に有機シラン表面処理シリカあるいはチタニアが
好ましく、通常0.1〜5重量%、好ましくは0.2〜
2重量%の割合で使用される。
式トナーとして使用する場合に混合して使用するキャリ
アとしては、ガラス、鉄、フェライト、ニッケル、ジル
コン、シリカ等を主成分とする、粒径30〜1000μ
m程度の粉末、または、該粉末を芯材としてスチレン−
アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、
ポリフッ化ビニリデン系樹脂等をコーティングしたもの
から適宜選択して使用可能である。
らに具体的に説明する。なお、実施例では二成分黒現像
剤を例に取り上げて説明するが、磁性、非磁性−成分現
像剤、モノカラー現像剤でも使用可能である。
定着に用いた例である。 実施例1 (トナー処方) スチレン樹脂(減量率50%到達温度:458℃、Tg :63℃) 88重量部 カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部 荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ケ谷化学) 2重量部 以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後ヘンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。
ライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、ト
ナー濃度3.0重量部の現像剤を調整し、リコー製複写
機(イマジオDA505)にて30mm×30mmの未
定着画像を作成した。なお、この時、トナー付着量を
0.5mg/cm となるようコントロールした。
−275(理想科学工業製)を改造し、フラッシュ光を
弱くした装置により上記の未定着画像にフラッシュ光を
照射する。
社製)を貼り、一定の圧力を掛けた後、ゆっくり引き剥
がす。その前後の画像濃度をマクべス濃度計により測定
し、次式にて定着率を算出する。 定着率(%)=テープ付着画像濃度/画像濃度×100
し、キャップで密閉した後60℃の恒温槽に3時間放置
する。恒温槽から取り出し、室温に戻したサンプルビン
のキャップを取り、5人のパネラーに臭気を判定しても
らい五段階評価をつける。 ランク5:無臭 ランク4:僅かに臭う ランク3:若干臭う ランク2:明らかに臭う ランク1:ひどく臭う なお本臭気評価方法は実際のフラッシュ定着時の臭気と
非常に相関があり、しかも厳しい評価法である。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明の比較例のトナーを得た。本トナーを用いて
実施例1と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明の実施例のトナーを得た。本トナーを用いて
実施例1と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明の比較例のトナーを得た。本トナーを用いて
実施例1と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後ヘンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
ルト定着に用いる例である。 実施例9 (トナー処方) スチレン樹脂(減量率50%到達温度:458℃、Tg :63℃) 85重量部 パラフィンワックス(減量率50%到達温度:280℃) 3重量部 カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部 荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 2重量部 以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーの減量率50%到
達温度は440℃であった。本トナーと、平均粒径80
μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートした
キャリアで、トナー濃度3.0重量部の現像剤を調整
し、リコー製複写機(イマジオDA505)にて30m
m×30mmの未定着画像を作成した。なお、この時、
トナー付着量を0.5mg/cm2となるようコントロ
ールした。
o MF6550 ((株)リコー製)に装着し、ヒー
ター温度を振ってコピーを行い定着画像を得る。定着後
の画像にメンディングテープ(3M社製)を貼り、一定
の圧力を掛けた後、ゆっくり引き剥がす。その前後の画
像濃度をマクベス濃度計により測定し、次式にて定着率
を算出する。 定着率(%)=テープ付着画像濃度/画像濃度×100
000枚毎にベルト表面の状況を目視にて観察し、ラン
ク評価を行う。 ランク5:変化なし ランク4:僅かにトナーが固着 ランク3:若干トナーが固着(またはクラックが僅かに
発生) ランク2:明らかにトナーが固着(またはクラックが若
干発生) ランク1:多量のトナーが固着(またはクラックが発
生)
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明の比較例のトナーを得た。本トナーの減量率
50%到達温度は395℃であった。本トナーを用いて
実施例1と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーの減量率50%到
達温度は440℃であった。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明の比較例のトナーを得た。本トナーの減量率
50%到達温度は405℃であった。本トナーを用いて
実施例1と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーの減量率50%到
達温度は435℃であった。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーの減量率50%到
達温度は435℃であった。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーの減量率50%到
達温度は445℃であった。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーの減量率50%到
達温度は430℃であった。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーの減量率50%到
達温度は440℃であった。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーの減量率50%到
達温度は435℃であった。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーの減量率50%到
達温度は445℃であった。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
砕、分級し重量平均粒径9.0μmとした後へンシェル
ミキサーを用い、酸化チタン微粉末0.5重量部を混合
し、本発明のトナーを得た。本トナーの減量率50%到
達温度は435℃であった。本トナーを用いて実施例1
と同様の評価を実施した。
解決する優れた加熱定着用トナーが得られる。
Claims (5)
- 【請求項1】 少なくとも結着樹脂、着色剤を必須成分
とし、さらにはワックス成分をも含有することがあるト
ナーであって、該トナーのTG−DTAで測定した時の
減量率が50%に到達する温度が430℃以上であるこ
とを特徴とする加熱定着用トナー。 - 【請求項2】 少なくともTG−DTAで測定した時の
減量率が50%に到達する温度が300℃以上であるワ
ックス成分を含有することを特徴とする加熱定着用トナ
ー。 - 【請求項3】 結着樹脂がポリエステル樹脂であること
を特徴とする請求項1又は請求項2の加熱定着用トナ
ー。 - 【請求項4】 結着樹脂がエポキシ樹脂であることを特
徴とする請求項1又は請求項2の加熱定着用トナー。 - 【請求項5】 ワックス成分がカルナウバワックス、ポ
リプロピレンワックスまたは、ポリエチレンワックスの
少なくとも一種類を含有することを特徴とする請求項1
又は請求項2の加熱定着用トナー。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP16369099A JP2000292985A (ja) | 1999-02-03 | 1999-06-10 | 加熱定着用トナー |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11-26265 | 1999-02-03 | ||
JP2626599 | 1999-02-03 | ||
JP16369099A JP2000292985A (ja) | 1999-02-03 | 1999-06-10 | 加熱定着用トナー |
Related Child Applications (1)
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JP2004350607A Division JP2005070814A (ja) | 1999-02-03 | 2004-12-03 | 加熱定着用トナー |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000292985A true JP2000292985A (ja) | 2000-10-20 |
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Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP2000292985A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7147980B2 (en) | 2003-01-10 | 2006-12-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner and image forming apparatus |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP16369099A patent/JP2000292985A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7147980B2 (en) | 2003-01-10 | 2006-12-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner and image forming apparatus |
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