JP2002131980A - トナーの製造方法、トナー及び画像形成方法 - Google Patents

トナーの製造方法、トナー及び画像形成方法

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JP2002131980A JP2000322468A JP2000322468A JP2002131980A JP 2002131980 A JP2002131980 A JP 2002131980A JP 2000322468 A JP2000322468 A JP 2000322468A JP 2000322468 A JP2000322468 A JP 2000322468A JP 2002131980 A JP2002131980 A JP 2002131980A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重合法トナーにおいて、熱定着時の臭気の発
生を押さえ、臭気問題を発生することの無い小粒径トナ
ーの製造方法、トナー及び画像形成方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも水系媒体中で着色剤及び連鎖
移動剤を含有するラジカル重合性単量体組成物を懸濁重
合せしめ、ついで濾過、洗浄する工程を有するトナーの
製造方法において、該単量体組成物に大環状ラクトン及
び大環状ケトン化合物の少なくとも1種を含有すること
を特徴とするトナーの製造方法、トナー及び画像形成方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トナーの製造方
法、トナー及び画像形成方法に関し、更に詳しくは臭気
問題を発生することの無い小粒径トナーの製造方法、ト
ナー及び画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】定着性の観点から、樹脂の分子量分布を
制御することは必要とされている。例えば高温オフセッ
トを抑制するためには高温時の弾性率を向上することが
必要であり、高分子量成分を増加することが好ましい。
一方、紙等の画像形成支持体への接着性を向上するため
には低分子量成分を増加することが好ましい。このよう
に相反する機能を樹脂で満足するためには分子量分布を
拡大することが必要とされている。
【0003】一方、トナーは高画質の観点から小粒径化
が望まれている。小粒径トナーを製造する方法として近
年重合法トナーが考案されている。この重合法トナーに
は樹脂粒子と必要に応じて着色剤粒子とを会合あるいは
塩析/融着させて不定形にしたトナーを調製する方法
や、ラジカル重合性モノマーと着色剤とを分散し、つい
で水系媒体などに所望のトナー粒径になるように液滴分
散し、懸濁重合する方法がある。
【0004】この際、分子量分布を制御するために連鎖
移動剤を使用し低分子量化を図る場合、好適な連鎖移動
剤としてメルカプタン系、特にドデシルメルカプタン系
の化合物が使用されている。しかし、この素材は特有の
臭気を有しており、熱定着時に残存する連鎖移動剤が揮
発し、臭気が発生する問題を有している。
【0005】この臭気の問題は樹脂と着色剤とを溶融混
練、粉砕してなるいわゆる粉砕法トナーでは特に問題視
されていなかった。
【0006】この臭気の対策として、いわゆる香料を添
加することは通常考えられる一般的な手法であるが、こ
の香料は特異的な臭気を別に発生するため、メルカプタ
ン臭を効果的に防止することができず、逆に悪臭となる
場合もあり、全てのものを使用することはできない。ま
た、素材によっては熱で分解するものもあり、熱定着時
に分解したり、トナー中へ添加する際に分解したりする
ものもある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、いわ
ゆる重合法トナーにおいて、熱定着時の臭気の発生を押
さえ、臭気問題を発生することの無い小粒径トナーの製
造方法、トナー及び画像形成方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以
下の構成によって達成された。
【0009】1.少なくとも水系媒体中で着色剤及び連
鎖移動剤を含有するラジカル重合性単量体組成物を懸濁
重合せしめ、ついで濾過、洗浄する工程を有するトナー
の製造方法において、該単量体組成物に上記一般式
(1)及び一般式(2)で示される化合物の少なくとも
1種を含有することを特徴とするトナーの製造方法。
【0010】2.少なくとも連鎖移動剤を含有するラジ
カル重合性単量体組成物を水系媒体中で水溶性重合開始
剤を使用し乳化重合あるいはミニエマルジョン重合して
得られた樹脂粒子を水系媒体中で融着せしめて、ついで
濾過、洗浄する工程を有するトナーの製造方法におい
て、該単量体組成物に上記一般式(1)及び一般式
(2)で示される化合物の少なくとも1種を含有するこ
とを特徴とするトナーの製造方法。
【0011】3.少なくとも連鎖移動剤を含有するラジ
カル重合性単量体組成物を水系媒体中で水溶性重合開始
剤を使用し乳化重合あるいはミニエマルジョン重合して
得られた樹脂粒子と着色剤等のトナー用組成物とを水系
媒体中で融着せしめて、ついで濾過、洗浄する工程を有
するトナーの製造方法において、該トナー用組成物に上
記一般式(1)及び一般式(2)で示される化合物の少
なくとも1種を含有することを特徴とするトナーの製造
方法。
【0012】4.前記1〜3のいずれか1項記載のトナ
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。
【0013】5.前記4記載のトナーを用いることを特
徴とする画像形成方法。本発明を更に詳しく説明する。
本発明者らは鋭意検討した結果、連鎖移動剤自体の保有
する悪臭を、感覚的中和することで悪臭を排除すること
ができることを見出した。特に重要な問題として、強い
香気成分を使用すると個人の嗜好の差によりかえって悪
臭となる場合がある。この問題を解決するために、種々
の素材を検討し本発明を完成するに至ったものである。
特に本発明の化合物を使用することで、連鎖移動剤とし
て一般的なメルカプト化合物の臭気を効果的に抑制する
ことができる。即ち、本発明の化合物を使用することに
より、連鎖移動剤の臭気を感覚的に中和することがで
き、さらに不快感を減少することができる。
【0014】本発明の一般式(1)で表される化合物
は、香料として用いられる大環状ラクトン化合物であ
る。具体的には、14−テトラデカノリド、15−ペン
タデカノリド、11(または12)−ペンタデセン−1
5−オリド、16−ヘキサデカノリド及び9−ヘキサデ
セン−16−オリド等を挙げることができる。
【0015】本発明の一般式(2)で表される化合物
は、香料として用いられる、大環状ケトン化合物であ
る。具体的には、シクロペンタデカノン、3−メチル−
シクロペンタデカノン、シクロヘキサデカノン、5−シ
クロヘキサデセン−1−オン、8−シクロヘキサデセン
−1−オン、シクロヘプタデカノン、3−エチル−シク
ロペンタデカノン、3−プロピル−シクロペンタデカノ
ン、9−シクロヘプタデセン−1−オン、シクロヘンエ
イコサノン、3−メチル−シクロヘンエイコサノン、1
1−シクロヘンエイコセン−1−オン等を挙げることが
できる。
【0016】本発明の上記一般式(1)及び一般式
(2)で表される化合物の含有量は、トナー全体に対し
て20ppm以下、好ましくは1ppb〜10ppm、
さらに好ましくは2ppb〜5ppmである。含有量は
ヘッドスペースガスクロマトグラフで測定することがで
きる。
【0017】本発明で用いられる連鎖移動剤の好ましい
例としては、下記一般式(3)又は一般式(4)で表さ
れるメルカプト基を有する連鎖移動剤を挙げることがで
きる。
【0018】一般式(3) HS−R1−COOR2 ここに、R1は置換基を有してもよい炭素数が1〜10
の炭化水素基であり、R2は置換基を有しても良い炭素
数が2〜20の炭化水素基を示す。
【0019】好ましいものとしては、チオグリコール酸
エステル類、3−メルカプトプロピオン酸エステル類を
挙げることができる。具体的にはチオグリコール酸エス
テル類として、チオグリコール酸エチル、チオグリコー
ル酸ブチル、チオグリコール酸t−ブチル、チオグリコ
ール酸−2−エチルヘキシルチオグリコール酸オクチ
ル、チオグリコール酸イソオクチル、チオグリコール酸
デシル、チオグリコール酸ドデシル、エチレングリコー
ルのチオグリコール酸エステル、ネオペンチルグリコー
ルのチオグリコール酸エステル、トリメチロールプロパ
ンのチオグリコール酸エステル、ペンタエリスリトール
のチオグリコール酸エステル、ソルビトールのチオグリ
コール酸エステルを挙げることができ、3−メルカプト
プロピオン酸エステル類としては、エチルエステル、オ
クチルエステル、デシルエステル、ドデシルエステル、
ペンタエリスリトールテトラキスエステル、エチレング
リコールの3−メルカプトプロピオン酸エステル、ネオ
ペンチルグリコールの3−メルカプトプロピオン酸エス
テル、トリメチロールプロパンの3−メルカプトプロピ
オン酸エステル、ペンタエリスリトールの3−メルカプ
トプロピオン酸エステル、ソルビトールの3−メルカプ
トプロピオン酸エステルを挙げることができる。
【0020】一般式(4) HS−R3 ここに、R3は置換基を有してもよい炭素数が1〜20
の炭化水素基を表す。
【0021】具体的には、n−オクチルメルカプタン、
2−エチルヘキシルメルカプタン、n−ドデシルメルカ
プタン、sec−ドデシルメルカプタン、t−ドデシル
メルカプタンなどを挙げることができる。
【0022】これら化合物の使用量は、重合性単量体に
対して0.01〜5質量%である。本発明のトナーは、
懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて
単量体を乳化重合し、微粒の重合粒子を製造し、その後
に、有機溶媒、凝集剤等を添加して融着する方法で製造
することができる。融着の際にトナーの構成に必要な離
型剤や着色剤などの分散液と混合して調製する方法や、
単量体中に離型剤や着色剤などのトナー構成成分を分散
した上で乳化重合する方法などがあげられる。
【0023】なお、本発明でいうところの水系媒体と
は、少なくとも水が50質量%以上含有されたものを示
す。
【0024】すなわち、懸濁重合法では重合性単量体中
に着色剤や必要に応じて離型剤、荷電制御剤、本発明の
一般式(1)及び一般式(2)で表される化合物、さら
に重合開始剤及び連鎖移動剤等の各種構成材料を添加
し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダ
ー、超音波分散機などで重合性単量体に各種構成材料を
溶解あるいは分散させる。この各種構成材料が溶解ある
いは分散された重合性単量体を分散安定剤を含有した水
系媒体中にホモミキサーやホモジナイザーなどを使用し
トナーとしての所望の大きさの油滴に分散させる。その
後、攪拌翼のある反応装置へ移し、加熱することで重合
反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去し、
濾過、洗浄し、さらに乾燥することで本発明のトナーを
調製することができる。
【0025】また、本発明のトナーを製造する方法とし
て樹脂粒子を水系媒体中で融着させて調製する方法も挙
げることができる。この方法としては、特に限定される
ものではないが、例えば、特開平5−265252号公
報や特開平6−329947号公報、特開平9−159
04号公報に示す方法を挙げることができる。すなわ
ち、樹脂粒子と着色剤などの構成材料の分散粒子、ある
いは樹脂および着色剤等より構成される微粒子を複数以
上会合させる方法、特に水中にてこれらを乳化剤を用い
て分散した後に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加え塩析
させると同時に、形成された重合体自体のガラス転移点
温度以上で加熱融着させて融着粒子を形成しつつ徐々に
粒径を成長させ、目的の粒径となったところで水を多量
に加えて粒径成長を停止し、さらに加熱、攪拌しながら
粒子表面を平滑にして形状を制御し、その粒子を含水状
態のまま流動状態で加熱乾燥することにより、本発明の
トナーを形成することができる。なお、ここにおいて凝
集剤と同時に水に対して無限溶解する有機溶媒を加えて
もよい。本発明の一般式(1)及び一般式(2)で表さ
れる化合物は重合性単量体組成物中に添加する方法や、
トナーの構成に必要な成分中に含有させて添加する方法
によりトナー中に存在させることができる。
【0026】樹脂を構成する重合性単量体として使用さ
れるものは、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−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、
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−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−ドデシルスチレンの様なスチレンあるいはスチレ
ン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソプロピ
ル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−t−ブチ
ル、メタクリル酸−n−オクチル、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
酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエ
チルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル
等のメタクリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル
酸−n−ブチル、アクリル酸−t−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−
2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル
酸ラウリル、アクリル酸フェニル等の、アクリル酸エス
テル誘導体、エチレン、プロピレン、イソブチレン等の
オレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニ
ル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビ
ニル類、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸
ビニル等のビニルエステル類、ビニルメチルエーテル、
ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメ
チルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケト
ン等のビニルケトン類、N−ビニルカルバゾール、N−
ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニ
ル化合物、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニ
ル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、
アクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘
導体がある。これらビニル系単量体は単独あるいは組み
合わせて使用することができる。
【0027】また、樹脂を構成する重合性単量体として
イオン性解離基を有するものを組み合わせて用いること
がさらに好ましい。例えば、カルボキシル基、スルフォ
ン酸基、リン酸基等の置換基を単量体の構成基として有
するもので、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、
マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレ
イン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキル
エステル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハ
ク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフ
ォン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、
3−クロロ−2−アシッドホスホオキシプロピルメタク
リレート等が挙げられる。
【0028】さらに、ジビニルベンゼン、エチレングリ
コールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリ
レート、ジエチレングリコールジメタクリレート、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
ールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアク
リレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、
ネオペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビ
ニル類を使用して架橋構造の樹脂とすることもできる。
【0029】水溶性ラジカル重合開始剤を使用すること
ができる。水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノ
ジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸およびその
塩、過酸化水素等を挙げることができる。
【0030】本発明において優れた樹脂としては、ガラ
ス転移点が20〜90℃のものが好ましく、軟化点が8
0〜220℃のものが好ましい。ガラス転移点は示差熱
量分析方法で測定されるものであり、軟化点は高化式フ
ローテスターで測定することができる。さらに、これら
樹脂としてはゲルパーミエーションクロマトグラフィー
により測定される分子量が、100,000〜1,00
0,000の領域にピークもしくは肩を有する高分子量
成分と、1,000から20,000未満の領域にピー
クもしくは肩を有する低分子量成分の両成分を含有する
樹脂が好ましい。
【0031】樹脂の分子量測定は、THFを溶媒とした
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)に
よる。すなわち、測定試料0.5〜5mg、より具体的
には1mgに対してTHFを1ml加え、室温にてマグ
ネチックスターラーなどを用いて撹拌を行い、充分に溶
解させる。ついで、ポアサイズ0.45〜0.50μm
のメンブランフィルターで処理した後に、GPCへ注入
する。GPCの測定条件は、40℃にてカラムを安定化
させ、THFを毎分1mlの流速で流し、1mg/ml
の濃度の試料を約100μl注入して測定する。カラム
は、市販のポリスチレンジェルカラムを組み合わせて使
用することが好ましい。例えば、昭和電工社製のSho
dex GPC KF−801,802,803,80
4,805,806,807の組合せや、東ソー社製の
TSKgelG1000H、G2000H,G3000
H,G4000H,G5000H,G6000H,G7
000H,TSK guard columnの組合せ
などを挙げることができる。また、検出器としては、屈
折率検出器(IR検出器)、あるいはUV検出器を用い
るとよい。試料の分子量測定では、試料の有する分子量
分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて作成した
検量線を用いて算出する。検量線作成用のポリスチレン
としては10点程度用いるとよい。
【0032】使用される凝集剤としては特に限定される
ものではないが、金属塩から選択されるものが好適に使
用される。具体的には、一価の金属として例えばナトリ
ウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の塩、二価
の金属として例えばカルシウム、マグネシウム等のアル
カリ土類の金属塩、マンガン、銅等の二価の金属の塩、
鉄、アルミニウム等の三価の金属の塩等が挙げられ、具
体的な塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩
化リチウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸
マグネシウム、硫酸マンガン等を挙げることができる。
これらは組み合わせて使用してもよい。
【0033】これらの凝集剤は臨界凝集濃度以上添加す
ることが好ましい。この臨界凝集濃度とは、水性分散物
の安定性に関する指標であり、凝集剤を添加して凝集が
発生する濃度を示すものである。この臨界凝集濃度は、
乳化された成分および分散剤自体によって大きく変化す
るものである。例えば、岡村誠三他著「高分子化学、1
7、601(1960)日本高分子学会編」等に記述さ
れており、詳細な臨界凝集濃度を求めることができる。
また、別な手法として、目的とする粒子分散液に所望の
塩を濃度を変えて添加し、その分散液のζ(ゼータ)電
位を測定し、この値が変化する塩濃度を臨界凝集濃度と
して求めることもできる。
【0034】本発明の凝集剤の添加量は、臨界凝集濃度
以上であればよいが、好ましくは臨界凝集濃度の1.2
倍以上、さらに好ましくは、1.5倍以上添加すること
がよい。
【0035】無限溶解する溶媒とは、すなわち水に対し
て無限溶解する溶媒を示し、この溶媒は、本発明におい
ては形成された樹脂を溶解させないものが選択される。
具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、
イソプロパノール、t−ブタノール、メトキシエタノー
ル、ブトキシエタノール等のアルコール類、アセトニト
リル等のニトリル類、ジオキサン等のエーテル類を挙げ
ることができる。特に、エタノール、プロパノール、イ
ソプロパノールが好ましい。この無限溶解する溶媒の添
加量は、凝集剤を添加した重合体含有分散液に対して1
〜100体積%が好ましい。
【0036】なお、形状を均一化させるためには、着色
粒子を調製し、濾過した後に粒子に対して10質量%以
上の水が存在したスラリーを流動乾燥させることが好ま
しいが、この際、特に重合体中に極性基を有するものが
好ましい。この理由としては、極性基が存在している重
合体に対して、存在している水が多少膨潤する効果を発
揮するために、形状の均一化が特に図られやすいものと
考えられる。
【0037】本発明のトナーは少なくとも樹脂と着色剤
を含有するものであるが、必要に応じて定着性改良剤で
ある離型剤や荷電制御剤等を含有することもできる。さ
らに、上記樹脂と着色剤を主成分とするトナー粒子に対
して無機微粒子や有機微粒子等で構成される外添剤を添
加したものであってもよい。
【0038】本発明において、離型剤としては特に限定
されない。ポリプロピレン、ポリエチレンなどの低分子
量ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、フィ
ッシャートロプシュワックス、エステルワックス等が使
用できる。好適には、下記一般式で示されるエステルワ
ックスである。
【0039】R11−(OCO−R12n1ここで、n1は
1〜4の整数、好ましくは2〜4、さらに好ましくは3
〜4、好ましくは4である。R11、R12は置換基を有し
ても良い炭化水素基であり、R 11は炭素数1〜40、好
ましくは1〜20、さらに好ましくは2〜5であり、R
12は炭素数1〜40、好ましくは16〜30、さらに好
ましくは18〜26である。以下にエステルワックスの
好ましい具体例を挙げる。 1)CH3−(CH212−COO−(CH217−CH3 2)CH3−(CH218−COO−(CH217−CH3 3)CH3−(CH220−COO−(CH217−CH3 4)CH3−(CH214−COO−(CH219−CH3 5)CH3−(CH220−COO−(CH26−O−C
O−(CH220−CH3
【0040】
【化3】
【0041】
【化4】
【0042】エステルワックスの添加量は、トナー全体
に対して1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%、
さらに好ましくは3〜15質量%である。これら離型剤
は、モノマー中に溶解させ水中に分散し、重合させ、樹
脂粒子中に上記エステル化合物を含有させた粒子を形成
させ、着色剤粒子とともに塩析/融着することでトナー
とすることが好ましい。
【0043】本発明のトナーに使用する着色剤としては
カーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を任意に使用
することができ、カーボンブラックとしてはチャンネル
ブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、
サーマルブラック、ランプブラック等が使用される。磁
性体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性金属、
これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイト等
の強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理
する事により強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−
アルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラー合金と
呼ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いる事ができ
る。
【0044】染料としてはC.I.ソルベントレッド
1、同49、同52、同58、同63、同111、同1
22、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同7
7、同79、同81、同82、同93、同98、同10
3、同104、同112、同162、C.I.ソルベン
トブルー25、同36、同60、同70、同93、同9
5等を用いる事ができ、またこれらの混合物も用いる事
ができる。顔料としてはC.I.ピグメントレッド5、
同48:1、同53:1、同57:1、同122、同1
39、同144、同149、同166、同177、同1
78、同222、C.I.ピグメントオレンジ31、同
43、C.I.ピグメントイエロー14、同17、同9
3、同94、同138、同156、同158、同18
0、同185、C.I.ピグメントグリーン7、C.
I.ピグメントブルー15:3、同60等を用いる事が
でき、これらの混合物も用いる事ができる。数平均一次
粒子径は種類により多様であるが、概ね10〜200n
m程度が好ましい。
【0045】着色剤の添加方法としては、乳化重合法で
調製した重合体粒子を、凝集剤を添加することで凝集さ
せる段階で添加し重合体を着色する方法や、単量体を重
合させる段階で着色剤を添加し、重合し、着色粒子とす
る方法等を使用することができる。なお、着色剤は重合
体を調製する段階で添加する場合はラジカル重合性を阻
害しない様に表面をカップリング剤等で処理して使用す
ることが好ましい。
【0046】荷電制御剤も同様に種々の公知のもので、
且つ水中に分散することができるものを使用することが
できる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸ま
たは高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4
級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸
金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。
【0047】なお、これら荷電制御剤や定着性改良剤の
粒子は、分散した状態で数平均一次粒子径が10〜50
0nm程度とすることが好ましい。
【0048】トナーの形状は、下記式で示される形状係
数の平均値(平均円形度)が0.930〜0.995、
好ましくは0.940〜0.990である。
【0049】形状係数=(円相当径から求めた円の周囲
長)/(粒子投影像の周囲長)また、形状係数の分布が
シャープであることが好ましく、円形度の標準偏差は
0.10以下がよく、下記式で算出されるCV値は20
%未満が好ましく、さらに10%未満が好ましい。
【0050】CV値=(円形度の標準偏差)/(平均円
形度)×100 この平均円形度を0.930〜0.995とすること
で、不定形化した形状とすることができ、紙等への定着
性を確保することができる。さらに、感光体への付着力
も低減することができ、クリーニング性も向上すること
ができる。また、0.930以上の平均円形度とするこ
とで、粒子の不定形度合いを抑制し、長期に亘る使用時
のストレスによる粒子の破砕性を抑制することができ
る。
【0051】さらに、形状係数の分布がシャープである
ことが好ましく、円形度の標準偏差は0.10以下とす
ることで形状が揃ったトナーとすることができ、トナー
間での定着性能差を少なくすることができるため、定着
率の向上及びオフセット性の低減による定着装置の汚染
防止効果がより発揮される。また、CV値も20%未満
とすることで、同様にシャープな形状分布とすることが
でき、定着性向上効果をより顕著に発揮することができ
る。
【0052】なお、上記形状係数の測定方法は限定され
るものではないが、例えばトナー粒子を電子顕微鏡で5
00倍に拡大した写真を撮影し、画像解析装置を使用
し、500個のトナーについて円形度を測定し、その算
術平均値を求めることで、平均円形度を算出することが
できる。また、簡便な測定方法としては、FPIA−2
000(東亜医用電子株式会社製)により測定すること
ができる。
【0053】この形状に制御するためには会合などの工
程で形状を制御されつつあるトナー粒子(着色粒子)の
特性をモニタリングしながら適正な工程終了時期を決め
てもよい。
【0054】モニタリングするとは、インラインに測定
装置を組み込みその測定結果に基づいて、工程条件の制
御をするという意味である。すなわち、形状などの測定
をインラインに組み込んで、例えば樹脂粒子を水系媒体
中で会合あるいは融着させることで形成する重合法トナ
ーでは、融着などの工程で逐次サンプリングを実施しな
がら形状や粒径を測定し、所望の形状になった時点で反
応を停止する。
【0055】モニタリング方法としては、特に限定され
るものではないが、フロー式粒子像分析装置FPIA−
2000(東亜医用電子社製)を使用することができ
る。本装置は試料液を通過させつつリアルタイムで画像
処理を行うことで形状をモニタリングできるため好適で
ある。すなわち、反応場よりポンプなどを使用し、常時
モニターし、形状などを測定することを行い、所望の形
状などになった時点で反応を停止するものである。
【0056】本発明のトナーの体積平均粒径はコールタ
ーカウンターTA−IIあるいはコールターマルチサイザ
ー(コールター社製)で測定されるものである。本発明
においてはコールターマルチサイザーを用い、粒度分布
を出力するインターフェース(日科機製)、パーソナル
コンピューターを接続して使用した。前記コールターマ
ルチサイザーにおいて使用するアパーチャーとしては1
00μmのものを用いて、2μm以上のトナーの体積分
布を測定して粒度分布および平均粒径を算出した。
【0057】本発明のトナーの粒径は、体積平均粒径で
3〜8μmのものである。この粒径は、重合法によりト
ナー粒子を形成させる場合には、凝集剤の濃度や有機溶
媒の添加量、または融着時間、さらには重合体自体の組
成によって制御することができる。体積平均粒径が3〜
8μmであることにより、定着工程において、飛翔して
加熱部材に付着しオフセットを発生させる付着力の大き
いトナー微粒子が少なくなり、また、転写効率が高くな
ってハーフトーンの画質が向上し、細線やドット等の画
質が向上する。
【0058】また、本発明のトナーでは、外添剤として
無機微粒子や有機微粒子などの微粒子を添加して使用す
ることでより効果を発揮することができる。この理由と
しては、外添剤の埋没や脱離を効果的に抑制することが
できるため、その効果が顕著にでるものと推定される。
【0059】この無機微粒子としては、シリカ、チタニ
ア、アルミナ等の無機酸化物粒子の使用が好ましく、さ
らに、これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタ
ンカップリング剤等によって疎水化処理されていること
が好ましい。疎水化処理の程度としては特に限定される
ものでは無いが、メタノールウェッタビリティーとして
40〜95のものが好ましい。メタノールウェッタビリ
ティーとは、メタノールに対する濡れ性を評価するもの
である。この方法は、内容量200mlのビーカー中に
入れた蒸留水50mlに、測定対象の無機微粒子を0.
2g秤量し添加する。メタノールを先端が液体中に浸せ
きされているビュレットから、ゆっくり撹拌した状態で
無機微粒子の全体が濡れるまでゆっくり滴下する。この
無機微粒子を完全に濡らすために必要なメタノールの量
をa(ml)とした場合に、下記式により疎水化度が算
出される。
【0060】疎水化度=a/(a+50)×100 この外添剤の添加量としては、トナー中に0.1〜5.
0質量%、好ましくは0.5〜4.0質量%である。ま
た、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用して
もよい。
【0061】非磁性一成分トナーとして使用する場合に
は、薄層形成を行うための現像剤層規制部材が現像剤層
担持体に押圧された構成を有する現像器を使用し、接触
あるいは非接触で現像する。好ましい方式は接触現像で
ある。
【0062】二成分現像剤として使用する場合には、本
発明のトナーとキャリアとからなる現像剤を調製し、接
触又は非接触で現像する方式がある。
【0063】二成分現像剤を構成するキャリアとして
は、磁性粒子としては、鉄、フェライト、マグネタイト
等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属と
の合金等の従来から公知の材料を用いることができる。
特にフェライト粒子が好ましい。上記磁性粒子は、その
体積平均粒径としては15〜100μm、より好ましく
は25〜60μmのものが良い。キャリアの体積平均粒
径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折
式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパ
ティック(SYMPATEC)社製)により測定するこ
とができる。
【0064】キャリアは、さらに樹脂により被覆されて
いるもの、あるいは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわ
ゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の
樹脂組成としては、特に限定は無いが、例えば、オレフ
ィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹
脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂あるいはフッ素
含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キ
ャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず
公知のものを使用することができ、例えば、スチレン−
アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェ
ノール樹脂等を使用することができる。
【0065】本発明に使用される好適な定着方法として
は、いわゆる接触加熱方式を挙げることができる。特
に、接触加熱方式として、熱圧定着方式、さらには熱ロ
ール定着方式および固定配置された加熱体を内包した回
動する加圧部材により定着する圧接加熱定着方式を挙げ
ることができる。
【0066】熱ロール定着方式では、多くの場合表面に
テトラフルオロエチレンやポリテトラフルオロエチレン
−パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体類等
を被覆した鉄やアルミニウム等で構成される金属シリン
ダー内部に熱源を有する上ローラーとシリコーンゴム等
で形成された下ローラーとから形成されている。熱源と
しては、線状のヒーターを有し、上ローラーの表面温度
を120〜200℃程度に加熱するものが代表例であ
る。定着部に於いては上ローラーと下ローラー間に圧力
を加え、下ローラーを変形させ、いわゆるニップを形成
する。ニップ幅としては1〜10mm、好ましくは1.
5〜7mmである。定着線速は40mm/sec〜60
0mm/secが好ましい。ニップが狭い場合には熱を
均一にトナーに付与することができなくなり、定着のム
ラを発生する。一方でニップ幅が広い場合には樹脂の溶
融が促進され、定着オフセットが過多となる問題を発生
する。
【0067】上記定着方式にはクリーニング機構を付与
して使用してもよい。クリーニング方式としては、各種
シリコーンオイルを定着用フィルムに供給する方式や各
種シリコーンオイルを含浸させたパッド、ローラー、ウ
エッブ等でクリーニングする方式が用いられる。
【0068】なお、シリコーンオイルとしては、ポリジ
メチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポ
リジフェニルシロキサン等を使用することが出来る。さ
らに、フッ素を含有するシロキサンも好適に使用するこ
とが出来る。
【0069】
【実施例】実施例1 (ラテックス調製例1)撹拌装置、温度センサー、冷却
管、窒素導入装置を付けた5000mlのセパラブルフ
ラスコに予めアニオン系活性剤(ドデシルベンゼンスル
フォン酸ナトリウム:SDS)7.08gをイオン交換
水(2760g)に溶解させた溶液を添加する。窒素気
流下230rpmの撹拌速度で撹拌しつつ、内温を80
℃に昇温させた。一方で上述したエステルワックス化合
物(19)72.0g及び11−シクロヘンエイコセン
−1−オン0.073gをスチレン115.1g、n−
ブチルアクリレート42.0g、メタクリル酸10.9
gからなるモノマーに加え、80℃に加温し溶解させ、
モノマー溶液を作製した。ここで循環経路を有する機械
式分散機により上記の加熱溶液を混合分散させ、均一な
分散粒子径を有する乳化粒子を作製した。ついで、重合
開始剤(過硫酸カリウム:KPS)0.84gをイオン
交換水200gに溶解させた溶液を添加し80℃にて3
時間加熱、撹拌することでラテックス粒子を作製した。
引き続いて更に重合開始剤(KPS)7.73gをイオ
ン交換水240mlに溶解させた溶液を添加し、15分
後、80℃でスチレン383.6g、n−ブチルアクリ
レート140.0g、メタクリル酸36.4g、ter
t−ドデシルメルカプタン13.7gの混合液を126
分かけて滴下した。滴下終了後60分加熱撹拌させた後
40℃まで冷却しラテックス粒子を得た。このラテック
ス粒子をラテックス1とする。
【0070】(ラテックス調製例2)ラテックス調製例
1において、tert−ドデシルメルカプタンの代わり
にn−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル
を15.0g使用した他は同様にしてラテックス粒子を
得た。これをラテックス2とする。
【0071】(ラテックス調製例3)ラテックス調製例
1において、11−シクロヘンエイコセン−1−オンの
代わりに14−テトラデカノリドを0.073g使用し
た他は同様にしてラテックス粒子を得た。これをラテッ
クス3とする。
【0072】(ラテックス調製例4)ラテックス調製例
2において、11−シクロヘンエイコセン−1−オンの
代わりに15−ペンタデカノリドを0.073g使用し
た他は同様にしてラテックス粒子を得た。これをラテッ
クス4とする。
【0073】(ラテックス調製例5)ラテックス調製例
2において、11−シクロヘンエイコセン−1−オンの
代わりにシクロペンタデカノンを0.150g使用した
他は同様にしてラテックス粒子を得た。これをラテック
ス5とする。
【0074】(ラテックス調製例6)ラテックス調製例
2において、11−シクロヘンエイコセン−1−オンの
代わりに3−メチル−シクロペンタデカノンを0.15
0g使用した他は同様にしてラテックス粒子を得た。こ
れをラテックス6とする。
【0075】(ラテックス調製例7)ラテックス調製例
2において、11−シクロヘンエイコセン−1−オンを
使用しない他は同様にしてラテックス粒子を得た。これ
をラテックス7とする。
【0076】(着色粒子製造例1)n−ドデシル硫酸ナ
トリウム=9.2gをイオン交換水160mlに撹拌溶
解する。この液に、撹拌下、リーガル330R(キャボ
ット社製カーボンブラック)20gを徐々に加え、つい
で、クレアミックスを用いて分散した。大塚電子社製の
電気泳動光散乱光度計ELS−800を用いて、上記分
散液の粒径を測定した結果、質量平均径で112nmで
あった。この分散液を「着色剤分散液1」とする。
【0077】前述の「ラテックス1」1250gとイオ
ン交換水2000ml及び「着色剤分散液1」を、温度
センサー、冷却管、窒素導入装置、攪拌装置を付けた5
リットルの四つ口フラスコに入れ撹拌する。30℃に調
整した後、この溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリ
ウム水溶液を加え、pHを10.0に調整した。つい
で、塩化マグネシウム6水和物52.6gをイオン交換
水72mlに溶解した水溶液を攪拌下、30℃にて10
分間で添加した。その後、3分間放置した後に、昇温を
開始し、液温度90℃まで6分で昇温する(昇温速度=
10℃/分)。その状態で粒径をコールターカウンター
TAIIにて測定し、体積平均粒径が6.5μmになった
時点で塩化ナトリウム115gをイオン交換水700m
lに溶解した水溶液を添加し粒子成長を停止させ、さら
に継続して液温度90℃±2℃にて、6時間加熱撹拌
し、塩析/融着させる。その後、6℃/minの条件で
30℃まで冷却し、塩酸を添加し、pHを2.0に調整
し、撹拌を停止した。生成した着色粒子を濾過し、その
後、40℃の温風で乾燥し、着色粒子を得た。以上のよ
うにして得られた着色粒子を「着色粒子1」とする。
【0078】(着色粒子製造例2〜7)着色粒子製造例
1において「ラテックス1」の代わりに「ラテックス
2」〜「ラテックス7」を使用した他は同様にして着色
粒子を得た。これを「着色粒子2」〜「着色粒子7」と
する。
【0079】(着色粒子製造例8)着色粒子製造例1に
おいて着色剤分散液調製時にカーボンブラック中にシク
ロペンタデカノンを0.100g添加した他は同様にし
て着色粒子を得た。これを「着色粒子8」とする。 (着色粒子製造例9):懸濁重合法の例 高速攪拌装置(TKホモミキサー)を備えた4つ口フラ
スコにイオン交換水710質量部と0.1モル/リット
ルの燐酸三ナトリウム水溶液450質量部を加え、65
℃に加温し、回転数12000rpmの攪拌条件下に
1.0モル/リットルの塩化カルシウム水溶液68質量
部を徐々に加え、コロイド状燐酸三カルシウムを含む分
散液を含む水系分散媒体を調製した。ついで、スチレン
モノマー165質量部、n−ブチルアクリレート35質
量部にカーボンブラック(リーガル330R)14質量
部を加えサンドグラインダーで分散した分散液にエステ
ルワックス(19)を30質量部及びシクロペンタデカ
ノンを0.02質量部を加え、80℃にて溶解させた。
ついでtert−ドデシルメルカプタンを2質量部及び
重合開始剤として、2,2’−アゾビス(2,4−ジメ
チルバレロニトリル)10質量部を加えたものを前記水
系分散媒体中に回転数12000rpmの攪拌条件下で
徐々に加え、水中にモノマーを含む溶液を分散させた。
ついで、攪拌翼を3枚羽のより効率のよいものに変更
し、窒素気流下、65℃、200rpm攪拌条件下で1
0時間重合反応を行った。重合反応終了時に塩酸を加
え、分散安定剤である燐酸三カルシウムを除去し、濾過
した。ついでイオン交換水で洗浄し、その後、40℃の
温風で乾燥し、着色粒子を得た。以上のようにして得ら
れた着色粒子を「着色粒子9」とする。
【0080】(着色粒子製造例10)着色粒子製造例9
において、シクロペンタデカノンの代わりに11−シク
ロヘンエイコセン−1−オンを0.02質量部、さらに
t−ドデシルメルカプタンの代わりにn−オクチル−3
−メルカプトプロピオン酸エステルを3質量部使用した
他は同様にして着色粒子を得た。これを「着色粒子1
0」とする。
【0081】(着色粒子製造例11)着色粒子製造例9
においてシクロペンタデカノンの代わりに3−メチル−
シクロペンタデカノンを使用した他は同様にして着色粒
子を得た。これを「着色粒子11」とする。
【0082】(着色粒子製造例12)着色粒子製造例9
においてシクロペンタデカノンを使用しない他は同様に
して着色粒子を得た。これを「着色粒子12」とする。
【0083】表1にこれら着色粒子の測定値を示すが、
円形度はFPIA−1000を使用し、試料分析量=
0.3μリットル、検出粒子数=3500個の条件で測
定したものである。
【0084】
【表1】
【0085】ついで上記「着色粒子1」〜「着色粒子1
2」にそれぞれ疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12
nm、疎水化度=68)を1質量%及び疎水性酸化チタ
ン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)1
質量%添加し、ヘンシェルミキサーにより混合してトナ
ーを得た。これらを「トナー1」〜「トナー12」とす
る。
【0086】なお、形状及び粒径等の物性に関しては着
色粒子及びトナーのいずれも差異は無い。
【0087】上記「トナー1」〜「トナー12」につい
てヘッドスペースガスクロマトグラフを使用し、各添加
した本発明の大環状ケトンあるいは大環状ラクトンの添
加量を測定した。この測定にはパーキンエルマー社製ヘ
ッドスペース装置を使用し(170℃/10minの加
熱処理条件)、ヒューレットパッカード社製ガスクロマ
トグラフにシングルイオンマス方式の質量検知器を搭載
して、各成分に起因するマススペクトルから検量線を使
用して含有量を測定し結果を表2に示す。
【0088】
【表2】
【0089】上記トナーの各々に対してシリコーン樹脂
を被覆した体積平均粒径60μmのフェライトキャリア
を混合し、トナー濃度が6%の現像剤を調製した。これ
らをトナーに対応して、「現像剤1」〜「現像剤12」
とする。
【0090】ここで調製した現像剤を使用し、デジタル
複写機Konica7075を用い定着器の構成を下記
に示す構成に変更して実写評価を実施した。
【0091】定着方式としては圧接方式の加熱定着装置
を用いた。即ち、表面をPFA(テトラフロオロエチレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)の
チューブで被覆した(厚み:120μm)内径40mm
で全幅が310mmの、ヒーターを中央部に内蔵した円
柱状の厚み1.0mmのアルミ合金を加熱ローラー(上
ローラー)として有し、表面が同様にスポンジ状シリコ
ーンゴム(アスカーC硬度=48:厚み2mm)で構成
された内径40mmの肉厚2.0mmの鉄芯金を有する
加圧ローラー(下ローラー)を有している。ニップ幅は
5.8mmとした。この定着装置を使用して、印字の線
速を480mm/secに設定した。
【0092】なお、定着装置のクリーニング機構として
ポリジフェニルシリコーン(20℃の粘度が10Pa・
sのもの)を含浸したウェッブ方式の供給方式を使用し
た。
【0093】定着の温度は上ロールの表面温度で制御
し、175℃の設定温度とした。なお、シリコーンオイ
ルの塗布量は、0.1mg/A4とした。 〔特性評価〕定着性の評価は、A4のハーフトーン像
(画像濃度が紙の濃度を「0」としたときの相対反射濃
度で1.0のもの)を印字し、定着率を測定した。定着
率とは、定着画像を「サラシ布」を巻いた1kgのおも
りで擦り、その前後の画像濃度変化を百分率で算出した
ものである。
【0094】定着率(%)=(擦り後の画像濃度)/
(擦り前の画像濃度)×100 尚、加熱ローラーの表面温度はセンター値で175℃と
した。
【0095】また、床が5m×5m、高さが2mの密閉
された部屋中で175℃の設定温度にて画素率が15%
の画像を連続で千枚印字し、臭気の有無を官能評価にて
実施した。臭気の有無については20名の評価員を使用
し、不快感のある悪臭を感じた人数を評価した。結果を
表3に示す。
【0096】
【表3】
【0097】表3から明らかなように、本発明の現像剤
は比較の現像剤に比べ、悪臭もなく定着率もすぐれてい
る。
【0098】
【発明の効果】本発明により、重合法トナーにおいて、
熱定着時の臭気の発生を押さえ、臭気問題を発生するこ
との無い小粒径トナーの製造方法、トナー及び画像形成
方法を提供することができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大村 健 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 Fターム(参考) 2H005 AA06 AB06 CA30 EA05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも水系媒体中で着色剤及び連鎖
    移動剤を含有するラジカル重合性単量体組成物を懸濁重
    合せしめ、ついで濾過、洗浄する工程を有するトナーの
    製造方法において、該単量体組成物に下記一般式(1)
    及び一般式(2)で示される化合物の少なくとも1種を
    含有することを特徴とするトナーの製造方法。 【化1】 〔式中、nは0〜10の整数を表し、点線部は、単結合
    又は1カ所が2重結合を表す。〕 【化2】 〔式中、Rは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル
    基を表し、nは0〜10の整数を表し、点線部は、単結
    合又は1カ所が2重結合を表す。〕
  2. 【請求項2】 少なくとも連鎖移動剤を含有するラジカ
    ル重合性単量体組成物を水系媒体中で水溶性重合開始剤
    を使用し乳化重合あるいはミニエマルジョン重合して得
    られた樹脂粒子を水系媒体中で融着せしめて、ついで濾
    過、洗浄する工程を有するトナーの製造方法において、
    該単量体組成物に上記一般式(1)及び一般式(2)で
    示される化合物の少なくとも1種を含有することを特徴
    とするトナーの製造方法。
  3. 【請求項3】 少なくとも連鎖移動剤を含有するラジカ
    ル重合性単量体組成物を水系媒体中で水溶性重合開始剤
    を使用し乳化重合あるいはミニエマルジョン重合して得
    られた樹脂粒子と着色剤等のトナー用組成物とを水系媒
    体中で融着せしめて、ついで濾過、洗浄する工程を有す
    るトナーの製造方法において、該トナー用組成物に上記
    一般式(1)及び一般式(2)で示される化合物の少な
    くとも1種を含有することを特徴とするトナーの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項記載のトナ
    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。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のトナーを用いることを特
    徴とする画像形成方法。
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WO2012087030A2 (ko) 2010-12-24 2012-06-28 삼성정밀화학(주) 토너의 제조 방법
JP2013092659A (ja) * 2011-10-26 2013-05-16 Ricoh Co Ltd トナー、該トナーを用いた現像剤、画像形成装置

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