JP2001281935A - 静電写真用液体現像剤及び画像形成方法 - Google Patents
静電写真用液体現像剤及び画像形成方法Info
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Abstract
ロールへのオイル塗布装置を不要とし、しかも効率的に
オイルの供給ができ、かつ低温定着が可能な静電写真用
液体現像剤及びこの現像剤を用いた画像形成方法を提供
すること。 【解決手段】 シリコン系オイルを主成分とする担体液
中に、着色剤及び樹脂からなるトナー粒子を分散した静
電写真用液体現像剤であって、該樹脂としてα,β−不
飽和カルボン酸、α,β−不飽和ジカルボン酸又はこれ
らの無水物により変性されたポリオレフィン樹脂を用い
ると共に、該変性ポリオレフィン樹脂の酸基部分と反応
し得る官能基を2個以上有する架橋性化合物を含有させ
たことを特徴とする静電写真用液体現像剤。ならびに上
記現像剤を、ローラー又はベルト上に薄層に形成して現
像することを特徴とする画像形成方法。
Description
像剤及び画像形成方法に関し、さらに詳しくは、画像濃
度が高く高解像の画像が得られ、定着ロールへのオイル
塗布装置を不要とし、しかも効率的にオイルの供給がで
き、かつ低温定着が可能な静電写真用液体現像剤及びこ
の現像剤を用いた画像形成方法に関するものである。
現像剤に大別されるが、液体現像剤は、そのトナー粒径
が小さいことから、鮮明な画像が得られるという利点が
ある。液体現像剤は、一般的には、着色剤、結着樹脂及
び電荷制御材を高抵抗の非水溶媒中に分散し、粒径0.
1〜2.0μm程度のトナー粒子とすることによって製
造されている。
定着、熱風による定着、紙の裏面から熱板による定着
等、種々の定着法が知られているが、定着時に溶剤蒸気
が大気中に放出されなど、環境上好ましくない場合が多
かった。溶剤蒸気を発生させないために紫外線硬化を利
用したものも(特開平9−208873号公報)が提案
されているが、機械装置が大型化する等の問題があっ
た。また、熱定着ロール用の液体現像剤として、脂肪族
炭化水素を主成分とする担体液(特開昭63−3019
66〜301969号公報、同64−50062〜50
067号公報、同64−52167号公報、同64−1
42560〜142561号公報)等も提案されてい
る。しかしながら、これらは脂肪族炭化水素が主成分で
あるため、その脂肪族炭化水素のガスが複写機外に排出
される、定着ロールに塗布するためのシリコンオイルを
供給しなければならない等により、複写機が複雑化した
り、消耗品点数が増加する等の問題があった。
従来の問題を克服し、画像濃度が高く高解像の画像が得
られ、定着ロールへのオイル塗布装置を不要とし、しか
も効率的にオイルの供給ができ、かつ低温定着が可能な
静電写真用液体現像剤及びこの現像剤を用いた画像形成
方法を提供することをその課題とするものである。
を解決するために、現像剤に用いられる樹脂に着目して
鋭意検討を重ねた結果、特定の変性ポリオレフィン樹脂
を用いる共に、特定の架橋性化合物を含有させることに
よって、画像濃度が高く高解像の画像が得られ、定着ロ
ールへのオイル塗布装置を不要とし、しかも効率的にオ
イルの供給ができ、かつ低温定着が可能な静電写真用液
体現像剤とすることができるということを見出し、この
知見に基づいて本発明を完成するに到った。すなわち、
本発明によれば、シリコン系オイルを主成分とする担体
液中に、着色剤及び樹脂からなるトナー粒子を分散した
静電写真用液体現像剤であって、該樹脂としてα,β−
不飽和カルボン酸、α,β−不飽和ジカルボン酸又はこ
れらの無水物により変性されたポリオレフィン樹脂を用
いると共に、該変性ポリオレフィン樹脂の酸基部分と反
応し得る官能基を2個以上有する架橋性化合物を含有さ
せたことを特徴とする静電写真用液体現像剤及びシリコ
ン系オイルを主成分とする担体液中に、着色剤及び樹脂
からなるトナー粒子を分散した静電写真用液体現像剤を
用いて現像する画像形成方法において、該樹脂として
α,β−不飽和カルボン酸、α,β−不飽和ジカルボン
酸又はこれらの無水物により変性されたポリオレフィン
樹脂を用いると共に、該変性ポリオレフィン樹脂の酸基
部分と反応し得る官能基を2個以上有する架橋性化合物
を含有させた静電写真用液体現像剤を、ローラー又はベ
ルト上に薄層に形成して現像することを特徴とする画像
形成方法が提供される。
能な液体現像剤の定着方法として、熱ロール定着法が採
用されるようになってきた。この熱ロール定着法は、担
体液に炭化水素系の溶剤を使用するものであり、従来よ
り使用されている雰囲気定着法に比べ、若干、単位枚数
当たりの溶剤ガス排出量が減少するが、高速で多数枚複
写をしたときには大量の溶剤ガスが発生するものであ
る。また、トナー層と定着ロールとの離型性を向上させ
るため、シリコンオイルの塗布を必要とするという不都
合があった。本発明は、担体液としてシリコーン系オイ
ルを主成分とすることにより、上記不都合を改良すると
共に、トナーの凝集力を上げ、いわゆる“ホットオフセ
ット”を防止し、より少ない熱量で定着を可能にするも
のである。
しては、KF961−10000cst(信越シリコ
ン)、SH200、SH344(東レシリコン)、TS
F451(東芝シリコン)等が挙げられる。その他、デ
カメチルテトラシロキサン、オクタメチルトリシロキサ
ン等も用いることができる。
主成分とする担体液中に、着色剤及び樹脂からなるトナ
ー粒子を分散した静電写真用液体現像剤である。着色剤
は、フミン酸、フミン酸塩又はフミン酸誘導体を用いて
フラッシング法により製造されたものが好ましい。着色
剤としては、プリンテックスV、プリンテックスU、プ
リンテックスG、スペシャルブラック15、スペシャル
ブラック4、スペシャルブラック4−B(以上、デグサ
社製)、三菱#44、#30、MR−11、MA−10
0(以上、三菱化成社製)、ラーベン1035、ラーベ
ン1252、ニュースペクトII(以上、コロンビアカ
ーボン社製)、リーガル400、660、ブラックパー
ル900、1100、1300、モーガルL(以上、キ
ャボット社製)等の無機顔料及びフタロシアニンブル
ー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ローダミ
ンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、メチルバイオレ
ットレーキ、ピーコックブルーレーキ、ナフトールグリ
ーンB、ナフトールグリーンY、ナフトールイエロー
S、ナフトールレッド、リソールファーストイエロー2
G、パーマネントレッド4R、ブリリアントファースト
スカーレット、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、
リソールレッド、レーキレッドC、レーキレッドD、ブ
リリアントカーミン6B、パーマネントレッドF5R、
ピグメントスカーレット3Bインジゴ、チオインジゴオ
イルピンク、ボルド−10B等の有機顔料が挙げられ
る。
は有機顔料が用いられ、好ましくは、特に顔料粒子を一
次粒子にまで分散し、階調性、解像力、画像濃度等を一
層向上させるために、フラッシング法により製造される
着色剤の使用が有効である。フラッシング法とは、顔料
又は顔料の含水ペーストを樹脂溶液又は樹脂と共にフラ
ッシャーと呼ばれるニーダーに入れてよく混合し(この
過程で顔料の囲りに存在する水が樹脂溶液又は樹脂によ
り置換される)、これをニーダーより取り出し水相を廃
棄し、樹脂溶液中又は樹脂中に顔料が加熱又は常温で混
練分散されたものを乾燥し溶剤を除去した後、得られた
塊状物を粉砕するというものである。このものを、本発
明においては「フラッシング着色剤」と称することがあ
る。なお、ニーダーで混練しながら減圧により水、溶剤
を除去するような手段が採られてもよい。フラッシング
処理にあっては、顔料のみならず染料も水と共に泥状に
練り使用することによって、顔料とほぼ同等の結果が得
られることから、本発明においては、フラッシング処理
される染料も、トナー成分として採用することが可能で
ある。フラッシングする際の着色剤(染料、顔料)と樹
脂との割合は、重量基準で樹脂100部に対し、着色剤
10〜60部が適当である。また、フラッシング処理
は、フミン酸、フミン酸塩(Na塩、NH4塩など)又
はフミン酸誘導体の存在下に行なうのがとくに有利であ
る。これら添加されるフミン酸類の量は、重量基準で着
色剤含水液の0.1〜30%が適当である。さらに、シ
リコン系オイルに対する分散性を向上させるために、ア
クロイル基を有するシリコン材料、信越シリコン社製の
LS4080等を共重合させてもよく、同じ目的で東亜
合成化学社製のAK−5、チッソ社製のTM0701、
FM0711、FM0721、FM0725を使用して
もよい。
β−不飽和カルボン酸、α,β−不飽和ジカルボン酸又
はこれらの無水物により変性されたポリオレフィン樹脂
を用いるものである。ここにポリオレフィン樹脂として
は、エチレン、プロピレン、ブチレン等の単重合体又は
共重合体が用いられ、共重合体におけるコモノマーとし
ては、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸エステル等を使
用することができる。また、塩素で変性したハロゲン化
ポリオレフィン樹脂も使用可能である。変性に使用され
るα,β−不飽和カルボン酸、α,β−不飽和ジカルボ
ン酸、又はこれらの無水物としては、アクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸
モノアルキルエステル、クロトン酸、マレイン酸、フマ
ル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコクロト
ン酸、マレイン酸、フマン酸等を挙げることができる。
ボン酸により変性する方法としては、直接共重合法と高
分子反応法とがある。直接共重合法は、150〜240
℃の温度、高圧下で行う方法と、tert−ブタノール
やベンゼンを溶媒として、過剰に存在するオレフィンに
対して、α,β−不飽和カルボン酸を少量づつ添加しな
がら、70℃までの温度で低圧下で行う方法がある。高
分子反応法は、ポリオレフィン−α,β−不飽和カルボ
ン酸エステル共重合体のけん化反応又は熱分解反応によ
り変成する方法、グラフト反応によりα,β−不飽和カ
ルボン酸を導入する方法がある。けん化反応による変性
方法においては、遊離の酸の形にするために、中和工程
を必要とし、熱分解反応による変性方法においては、ポ
リマーを連続的に供給しながら分解生成物を連続的に除
去する必要がある。グラフト反応による変性方法におい
ては、有機過酸化物等の開始剤を用い、γ線照射によっ
て行われる。
ン樹脂の酸基部分と反応し得る官能基を2個以上有する
架橋性化合物を含有させたことを特徴とする静電写真用
液体現像剤である。トナーの凝集力を上げる手段とし
て、カルボキシル基をもつポリオレフィン樹脂を架橋さ
せるものである。ここに架橋性化合物としては、カルボ
キシル基又は酸無水物と反応し得るグリシジル基、水酸
基、アミノ基のような官能基を有する化合物であって、
例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、グリセリンジ
グリシジールエーテル、パラオキシ安息香酸ジグリシジ
ールエーテル等の多価エポキシ化合物;エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘ
キサングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトー
ル、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等
の多価アルコール;ジアミノジフェニールメタン等の多
価アミン類;又は1分子中に平均して2個以上の水酸
基、エポキシ基、アミノ基を含有するポリエポキシ樹
脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ビニー
ル系重合体等が挙げられる。これらの架橋性化合物の使
用量は、変性ポリオレフィン樹脂のカルボキシル基又は
酸無水物に対して、通常は、0.05〜10当量、好ま
しくは、0.1〜2.0当量である。
の反応は、カルボキシル基を有するポリオレフィン樹脂
のため、架橋性化合物と過酸化ベンゾイル等の有機過酸
化物を用いることによって行われる。
性ポリオレフィン樹脂とすることができるが、重量基準
で、変性ポリオレフィン樹脂全体の10〜90%、好ま
しくは、40〜80%を占める程度に使用されているの
が望ましい。変性ポリオレフィン樹脂以外の樹脂として
は、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ロジン変性樹
脂、スチレンブタジエン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂、天然樹脂、パラフィンワックス等を挙げるこ
とができる。
一般的には、重量基準で着色剤1部に対し、樹脂(結着
樹脂の一部又は全部は、ポリオレフィン樹脂のアルカリ
塩又はその共重合体のアルカリ塩である)0.3〜3部
を混合し、これをシリコーン10〜20部の存在下にア
トライター、ボールミル、ゲディミル等の分散機で充
分、分散して濃縮トナーとし、必要に応じて、これをシ
リコーンで5〜10倍に希釈することによって行われ
る。濃縮トナーの調製時には、必要に応じて、上記混合
物に本発明に係る以外の他の樹脂や金属石ケン、レシチ
ン、アマニ油、高級脂肪酸等の極性制御剤を添加するこ
ともできる。
分とする担体液中に、着色剤及び樹脂からなるトナー粒
子を分散した静電写真用液体現像剤を用いて現像する画
像形成方法において、α,β−不飽和カルボン酸、α,
β−不飽和ジカルボン酸又はこれらの無水物により変性
されたポリオレフィン樹脂及び該変性ポリオレフィン樹
脂の酸基部分と反応し得る官能基を2個以上有する架橋
性化合物を含有させた静電写真用液体現像剤を、ローラ
ー又はベルト上に薄層に形成して現像することを特徴と
する画像形成方法を提供する。
真用液体現像剤を、ローラー又はベルト上に薄層に形成
して現像することにより、高濃度、高解像の画像が得ら
れるものである。薄層の層厚は、通常、1〜15μm、
好ましくは、3〜10μmである。層厚が1μm未満で
は、画像濃度が十分でなく、15μmを越えると、解像
度が低下するので望ましくない。着色剤が、フミン酸、
フミン酸塩又はフミン酸誘導体を用いてフラッシング法
により製造されたものであることが好ましいのは、上記
と同様である。ローラー又はベルト上に形成した静電写
真用液体現像剤層にコロナ放電を行った後に静電潜像を
現像することにより、トナーのコフュージョン高めるこ
とができ、さらに解像度を高めることができる。コロナ
放電は、トナーと同極性の場合に効果が高く、電圧は5
00〜8000V程度が好適である。本発明の画像形成
方法にあっては、静電潜像部にプリウエット液を付着さ
せた後、現像することにより転写効率を向上させ、高画
質を得ることができる。プリウエット液膜は、通常は、
0.1〜5μm、好ましくは、0.3〜1μmである。
液膜が、0.1μm未満では、上記効果は低く、5μm
を越えると、解像度が低下するので望ましくない。
転写後、転写部材に画像を形成させることにより、転写
圧力をかけることができ、普通紙でも高画質を得ること
ができる。中間転写体の材質は、ウレタンゴム、ニトリ
ルゴム、ヒドリンゴム等の耐溶剤性、弾力性のあるもの
が望ましく、フッ素樹脂等でコーティングされていれば
さらに好適である。静電潜像部に、プリウエット液を付
着させた後に現像すればなお好ましい。プリウェット液
は、担体液と同じシリコーン系のものが好ましく、粘度
は300cst程度が望ましい。プリウェット液を静電
潜像部に塗布することにより、静電潜像部からのトナー
の剥離性が向上し、転写材への転写性が向上する。静電
潜像を形成する光導電体の表面が、撥水性及び撥油性
(θ=30°以上、θは接触角を示す)であることによ
り転写率、クリーニング性を向上でき、画像品質を高め
ることができる。撥水性及び撥油性を高めるには、例え
ば、日本油脂製モディパーF200、210 等フッ素
樹脂を含有したブロックコポリマーを、光導電体の表面
にコーティングすることにより達成できる。
形成プロセスについて説明する。図1は、矢印方向に回
転する光導電体1(例えば、有機半導体、セレン、アモ
ルファスシリコーン)であり、これを回転させながら、
コロナ帯電器2により光導電体1に帯電させる。3は担
体液をプリウェットする場合のローラーである。4は書
き込み露光部である。5は現像ローラーでトナー容器6
によりトナーの供給を受け、トナーローラー7により均
一に塗布される。現像ローラー5上のトナー層は、必要
に応じてコロナ放電部8により電圧が印加され、光導電
体1上の潜像は、現像ローラー5により現像され可視化
される。各ローラーは、金属、ゴム、プラスチック、プ
ラスチックフォーム等で形成され、ワイヤーバー、グラ
ビアローラー等の溝を有していてもよい。転写材9が転
写ローラー10により光導電体1上のトナー像を転写材
9上に転写される。転写は、圧力、コロナ放電、加熱、
圧力と加熱の組み合わせ、圧力とコロナ放電の組み合わ
せ、コロナ放電と加熱の組み合わせによる方法によっ
て、画像を転写材9上に形成できる。光導電体1上をク
リーニングするためのクリーニングローラー11とクリ
ーニングブレード12により、残存トナーは除去され、
次の作像に備える。
る点として、プリウェット液をローラーからフェルト1
3でコーティングする工程を含む点が挙げられる。プリ
ウェット液は必要に応じてフェルト13により塗布され
る。トナーは、トナー容器6からローラー7’、7”を
通して現像ローラー5に塗布され、塗布されたトナー層
にコロナ放電部8により直流電圧が印加される。図2に
示す現像ローラー5は、図1に比べ、光導電体1との接
触幅を長くしてあり、潜像を十分現像できるよう工夫さ
れている。光導電体1上に現像されたトナー像は転写材
9に転写され画像が形成される。
像プロセスの一例である。光導電体1上に、イエロー、
マゼンタ、シアン、ブラック色のトナー容器6、7を備
え、一色毎に光導電体1の潜像を現像し、中間転写体1
4に転写後、さらに転写材9に転写ローラー10により
圧力、コロナ放電、加熱等で転写される。図4は、カラ
ーコピーの作像プロセスの一例である。図3と同様、イ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラック色のトナー容器
6、7にトナー層を塗布するベルト15により、光導電
体1の潜像を現像し、転写材9にトナー像を転写するも
のである。トナー層を塗布するベルト15は、クリーニ
ングローラー11とクリーニングブレード12によりク
リーニングされる。
た。次いで、減圧下、溶剤を除去した後、ペンタエリス
リトール3部を加え、210℃まで昇温して変性樹脂を
得た。
例〕において、反応後、減圧下、溶剤を除去した後、パ
ーオキシ安息香酸ジグリシジルエーテル4部を加え、2
10℃まで昇温して架橋樹脂を得た。
レンスーパークロン773H(山陽国策パルプ) 900部
無水マレイン酸
6部を80℃で12時間反応させ、除冷
後、アセトンに再沈させた。この樹脂を乾燥させ、10
0部に対してネオペンチルグリコール1部を加え、20
0℃で30分反応させて、変性架橋樹脂を得た。
0g及びフミン酸アンモニウム塩20gを加え、十分に
溶解した溶液中に、カーボン(三菱#44)250gを
入れ、ニーダー中で混合分散した。次に、上記〔変性樹
脂製造例〕で得た変性樹脂750gを入れ、約100℃
に加温混合し、水を分離した。続いて、約120℃で4
時間、混練後、真空乾燥し、冷却、粉砕して、フラッシ
ング着色剤を得た。
(信越シリコン製、粘度100cst)を300 部加
え、1時間分散し、これを濃縮トナーとした。この濃縮
トナーを200g採り、KF96(信越シリコン製、粘
度100cst)中に希釈して、現像剤とした。
外は、実施例1と同様にして現像剤を製造した。
に熱ロール定着機取付けた試験機を用い、オイルレスで
定着試験を行った。結果を表1に示す。
度がアップし、オフセット現象を示さない熱ローラ定着
可能な範囲の温度巾が得られ、熱ローラ定着が可能であ
ることが分かる。
ー層に5000Vコロナ放電をかけた後、現像を行い、
上記と同様の試験を行った。結果を表2に示す。
リウエットローラーにより光導電体上の潜像をシリコー
ンオイルKF−96 300cstでプリウエット(層
厚0.5μm)して画像出しを行い、上記と同様の試験
を行った。結果を表3に示す。
る。
(ウレタンゴム、表面フッ素処理)装置を使用して画像
出しを行い、上記と同様の試験を行った。結果を表4に
示す。
る。
に、フッ素、アクリルブロック共重合体樹脂(日本油脂
製モディパーF210)で撥油処理(膜厚2μm)して
画像出しを行い、上記と同様の試験を行った。結果を表
5に示す。
る。また、KF−96 100cstの接触角θは45
°であった。(実施例1〜6に用いられている「樹脂」
が、「請求項に記載した樹脂」との整合性に欠けるよう
に思われるますが、いかがでしょうか。)
の画像が得られ、定着ロールへのオイ塗布装置を不要と
し、しかも効率的にオイルの供給ができ、かつ低温定着
が可能静電写真用液体現像剤及びこの現像剤を用いた画
像形成方法が提供され、電子写真による画像形成におい
て、そのプロセス設計、製作分野に寄与するところは大
きい。
像プロセスの一例である。
例である。
Claims (9)
- 【請求項1】 シリコン系オイルを主成分とする担体液
中に、着色剤及び樹脂からなるトナー粒子を分散した静
電写真用液体現像剤であって、該樹脂としてα,β−不
飽和カルボン酸、α,β−不飽和ジカルボン酸又はこれ
らの無水物により変性されたポリオレフィン樹脂を用い
ると共に、該変性ポリオレフィン樹脂の酸基部分と反応
し得る官能基を2個以上有する架橋性化合物を含有させ
たことを特徴とする静電写真用液体現像剤。 - 【請求項2】 着色剤が、フミン酸、フミン酸塩又はフ
ミン酸誘導体を用いてフラッシング法により製造された
ものである請求項1に記載の静電写真用液体現像剤。 - 【請求項3】 シリコン系オイルを主成分とする担体液
中に、着色剤及び樹脂からなるトナー粒子を分散した静
電写真用液体現像剤を用いて現像する画像形成方法にお
いて、該樹脂としてα,β−不飽和カルボン酸、α,β
−不飽和ジカルボン酸又はこれらの無水物により変性さ
れたポリオレフィン樹脂を用いると共に、該変性ポリオ
レフィン樹脂の酸基部分と反応し得る官能基を2個以上
有する架橋性化合物を含有させた静電写真用液体現像剤
を、ローラー又はベルト上に薄層に形成して現像するこ
とを特徴とする画像形成方法。 - 【請求項4】 着色剤が、フミン酸、フミン酸塩又はフ
ミン酸誘導体を用いてフラッシング法により製造された
ものである請求項3に記載の画像形成方法。 - 【請求項5】 ローラー又はベルト上に薄層に形成した
静電写真用液体現像剤層に、コロナ放電を行った後に静
電潜像を現像するものである請求項3又は4に記載の画
像形成方法。 - 【請求項6】 静電潜像部に、プリウエット液を付着さ
せた後に現像するものである請求項3〜5のいずれかに
記載の画像形成方法。 - 【請求項7】 静電潜像を現像した後に、中間転写体に
トナー像転写後、転写部材に画像を形成させるものであ
る請求項3〜6のいずれかに記載の画像形成方法。 - 【請求項8】 静電潜像を形成する光導電体の表面が、
撥水性及び撥油性でである請求項1〜7のいずれかに記
載の画像形成方法。 - 【請求項9】 撥水性及び撥油性を有する光導電体表面
の接触角θが30°以上である請求項8に記載の画像形
成方法。
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2000
- 2000-03-30 JP JP2000092908A patent/JP2001281935A/ja active Pending
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