JP2003029445A - 静電荷像現像用トナーおよび画像形成方法 - Google Patents
静電荷像現像用トナーおよび画像形成方法Info
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Abstract
現像用トナーにおける、ワックスの均一分散性を図り、
これにより低温定着性、耐オフセット性に優れ、長期間
にわたり良好な現像画像を形成することができる静電荷
像現像用トナーを得る。 【解決手段】 結着樹脂として酸価が5〜20mgKO
H/gの熱可塑性ポリエステル樹脂を用い、これを着色
剤、荷電制御剤、ワックス、ワックスの0.2〜2倍量
の、エチレンユニット、(メタ)アクリル酸エステルユ
ニット、および(メタ)アクリル酸グリシジルエステル
ユニットおよび/または一酸化炭素ユニットからなり、
エチレンユニットを55重量%以上含有する共重合体と
溶融混練し、固化後微粉砕して静電荷像現像用トナーと
する。
Description
記録法等を利用して画像の形成がなされる電子写真複写
機、レーザービームプリンター、静電記録装置等におい
て、静電荷像を現像するために用いられる静電荷像現像
用トナー及びこの静電荷像現像用トナーを用いる画像形
成方法に関する。
プリンター、静電記録装置等においては、電子写真感光
体や静電記録体などの静電荷像担持体上に種々の手段で
静電荷像が形成され、この静電荷像担持体上に形成され
た静電荷像を、電気絶縁性液体に分散された微細トナー
からなる液体現像剤を用いて湿式現像するか、或いは結
着樹脂中に着色剤、磁性粉体等が分散された粉体トナー
を必要に応じキャリア粒子と共に用いて乾式現像した
後、トナー像を転写紙などの転写体に転写し、次いで転
写されたトナー像を加熱、加圧或いは加熱加圧定着し
て、所望の複写物或いはデータ打ち出し等が一般に行わ
れている。静電荷像を現像する方法としては、近年、粉
体トナーを用いる乾式現像法が主として採用されてい
る。
ムプリンターなどは、最近では小型化、パーソナル化が
進む一方で、高速化も要求されるようになっており、更
に低エネルギー化も要求されている。したがって、これ
ら装置については出来得る限りシンプルな機構により、
信頼性高く且つ高品質の画像を高速且つ低エネルギーで
長期間に亘り形成するための改良が種々試みられてい
る。また、このような装置の改良とともに、現像の際に
用いられるトナーの改善も種々試みられている。
定着するための定着方法についてみると、加熱ローラを
用いた加熱加圧定着方法や、ロール状または長尺状の耐
熱性フィルム(以下、定着ベルトという)を用い、この
定着ベルトを介して加熱体と転写シート現像面を対峙さ
せ、加圧ローラにより転写シートを裏から加圧しつつ搬
送して加熱定着する方法が広く採用されている。これら
の方法では、トナー像の定着時に熱ローラ或いは定着ベ
ルトがトナー像と直接接触するためトナーへの熱の伝播
が効率良く行われ、このためトナーの溶融を低エネルギ
ーで、迅速かつスムースに行うことができる。しかし、
このような方法においては、定着時、溶融したトナーと
熱ローラ或いは定着ベルトとが直接接触することになる
ため、溶融したトナーの一部が熱ローラ或いは定着ベル
ト表面に転移付着し、熱ローラ或いは定着ベルトが再度
転写シートと接触した際に、転写シートにこの転移付着
したトナーが再転移するとか、転写シートが存在しない
場合には転移付着したトナーが加圧ロールに転移し、次
の転写シートが定着装置を通過する際に転写シートの裏
面に付着するなどの、所謂オフセット現象を引き起こ
し、転写シートを汚すという問題がある。
するため、従来熱ロール表面をシリコンゴムやフッ素樹
脂などの離型性材料で形成し、その表面にシリコンオイ
ルのような離型性の良い液を塗布し、熱ロール表面を離
型性の液膜層で被覆することが一般に行われている。こ
の方法によればオフセット現象の発生をほぼ防止するこ
とができるが、離型性液の塗布装置が必要となるととも
に、シリコンオイルが熱により蒸発し、機内を汚染する
という問題が発生する。また、このような離型性液の塗
布装置を設けることは、装置の小型化と相容れないもの
である。このため、離型性の液を塗布装置により塗布す
るのではなく、トナー自体に離型性物質を含有させ、定
着時の加熱により離型性物質を融解し、トナーから離型
性液体を供給してオフセット現象を防止することが提案
され、このような離型性物質として低分子量ポリエチレ
ン、低分子量ポリプロピレン、炭化水素系ワックス、天
然ワックス、これらを変性した変性ワックスなど多数の
ワックス類が提案されている。
性ワックス類を含有させて、トナーのオフセット現象を
防止する技術、或いはトナー中に含有させるワックス類
或いは変性ワックス類については、例えば、特公昭52
−3304号公報、特公昭52−3305号公報、特公
昭57−52574号公報、特開昭60−217366
号公報、特開昭60−252360号公報、特開昭60
−252361号公報、特開昭61−138259号公
報、特開昭61−94062号公報、特開昭62−14
166号公報、特開昭62−195683号公報、特開
平1−109359号公報、特開平2−79860号公
報、特開平3−50559号公報、特開平5−2041
85号公報、特開平6−75422号公報等に種々のも
のが提示されている。
用トナーは、結着樹脂としてスチレン系樹脂あるいは熱
可塑性ポリエステル樹脂などが用いられ、これら結着樹
脂に染料、顔料などの着色剤、荷電制御剤、ワックスな
どが溶融混練され、冷却された後、粉砕、分級工程を経
て1〜30μm程度の平均粒径を有する粒子とされる。
このとき、必要に応じマグネタイト等の磁性粉体をトナ
ー中に添加、含有させ、磁性トナーとすることもよく知
られている。磁性粉体をトナー中に含有させる場合に
は、磁性粉体が着色剤としても機能するため、着色剤を
用いる必要はないが、必要であれば更に着色剤を添加し
てもよい。通常静電荷像現像用トナーはこのような工程
を経て製造されるが、トナーに離型性を付与するために
添加されるワックス類は、そもそも結着樹脂と相溶性が
悪く、トナー中において均一分散しづらいものである。
また、トナーのオフセット現象を防止すべく多量のワッ
クスをトナー中に添加含有させると、ワックスが偏在
し、トナーを微粉砕する際にワックスが遊離し、遊離し
たワックスによる感光体、現像スリーブ、キャリアへの
フィルミングが発生し、現像画像の劣化が発生するとと
もに、トナーの流動性の低下、ブロッキング等の問題が
発生する。
改善し、上記のごとき問題のないトナーを得るべく、例
えば極性基を分子構造中に有する脂肪酸系のワックス或
いは極性基を分子中に導入した変成ワックスを用いるな
ど、特定の物性或いは分子構造を有するワックスを用い
ることが提案されている。また、結着樹脂とワックス類
を溶剤に溶解した後脱溶剤する、或いは結着樹脂を重合
する際に重合をワックスの存在下に行うなどの方法によ
り、予め結着樹脂中にワックスを分散したものを製造
し、これとトナーの他の成分とを溶融混練する方法も提
案されている。前者については、ワックスの偏在或いは
遊離の問題が十分に改善されたとまで言えるものではな
いし、後者については、スチレン系樹脂を製造する際に
は採用可能な方法といえるが、熱可塑性ポリエステル樹
脂を結着樹脂として用いる場合には良好な特性を有する
トナーを製造することは一般的には難しいことが多い。
高分子領域にそれぞれピークを有する特定の分子量分布
をもつ樹脂を結着樹脂として用いる方法、高分子部分を
架橋させた樹脂を用いる方法のように、特殊な結着樹脂
を用いる方法も提案されている。更には、ワックスの結
着樹脂への相溶化を改善するために相溶化剤を用いるこ
とも提案されている。このような相溶化剤を用いる方法
としては、カルボキシル基を有するポリマーを結着樹脂
に対し、相溶化剤としてエチレン−グリシジルメタクリ
レートコポリマーにビニルポリマーをグラフト化したグ
ラフトポリマーを用いる方法(特開平7−64323号
公報)、熱可塑性ポリエステル樹脂のような水酸基また
は酸基を含む樹脂粒子に対し、相溶化剤としてアルキレ
ン−グリシジルメタクリレートコポリマーを用いる方法
(特開平7−199542号公報)などが挙げられる。
しかし、これらの方法において、特に結着樹脂として熱
可塑性ポリエステル樹脂を用いる場合、トナーの低温定
着性、耐オフセット性が十分とはいえず、またワックス
のトナー中での偏在の問題、微粉砕時のワックスの遊離
の問題も十分に解決されているといえるものではない。
一般的には、ワックスの相溶化の問題は、スチレン系樹
脂に対してはある程度の結果が得られるものにおいて
も、結着樹脂が熱可塑性ポリエステル樹脂である場合、
ポリスチレン系樹脂と同様の特性の改善を得ることは難
しい。
して熱可塑性ポリエステル樹脂を少なくとも主成分とし
て用い、離型剤としてワックスを用いる静電荷像現像用
トナーにおいて、従来提案された方法に比べワックスの
相溶性がより改善され、トナー中におけるワックスの偏
在或いはトナーからのワックスの遊離がなく、従ってワ
ックスによる感光体、現像スリーブ、キャリアへのフィ
ルミングの発生、現像画像の劣化、トナーの流動性の低
下、ブロッキング等の問題がなく、且つ帯電特性、低温
定着性、耐オフセット性に優れ、長期間にわたり良好な
現像画像を形成することができる静電荷像現像用トナー
を提供することを目的とするものである。
現像スリーブ、キャリアなどへのフィルミングの発生、
トナーの流動性の低下、ブロッキング等の問題がなく、
帯電特性、低温定着性、耐オフセット性に優れ、良質の
現像画像を長期間にわたり得ることができる、画像形成
方法を提供することを目的とするものである。
色剤および離型剤を含有する静電荷像現像用トナーにお
いて、結着樹脂として、酸価が5〜20mgKOH/g
の熱可塑性ポリエステル樹脂を少なくとも主成分として
含有し、離型剤として、140℃における溶融粘度が1
00mPa・s以下で、酸価が2mgKOH/g以下の
ワックスを0.5〜10重量%含有し、且つエチレンユ
ニット、(メタ)アクリル酸エステルユニット、および
(メタ)アクリル酸グリシジルエステルユニットおよび
/または一酸化炭素ユニットとからなり、前記エチレン
ユニットを55重量%以上含有する共重合体を、ワック
スに対して0.2〜2倍量含有することを特徴とするも
のである。
ーラと、加熱ローラに圧接する加圧ローラからなる定着
器でトナーを加熱定着する画像形成方法において、静電
荷像現像用トナーとして上記静電荷像現像用トナーを用
い、且つ加熱ローラの温度が160℃〜230℃であ
り、加熱ローラと加圧ローラの圧接幅をW(mm)、定
着スピードをS(mm/sec)とするとき、W/S≧
0.015であることを特徴とするものである。
して加圧ローラと対向圧接している定着器でトナーを加
熱定着する画像形成方法において、静電荷像現像用トナ
ーとして上記静電荷像現像用トナーを用い、且つ圧接部
の定着ベルトの温度が160℃〜230℃であり、定着
ベルトと加圧ローラの圧接部における加熱幅をH(m
m)、定着スピードをS(mm/sec)とするとき、
H/S≧0.015であることを特徴とするものであ
る。
ず、本発明の静電荷像現像用トナーにおいては、結着樹
脂として、酸価が5〜20mgKOH/gの熱可塑性ポ
リエステル樹脂が少なくとも主成分として用いられる。
用いられる熱可塑性ポリエステル樹脂は、酸価が5〜2
0mgKOH/gであれば、熱可塑性樹脂を構成するア
ルコール成分および酸成分は、従来トナー用ポリエステ
ル樹脂に使用されているものがいずれも使用でき、また
その合成法も特に制限されるものではない。前記熱可塑
性ポリエステル樹脂の酸価が5mgKOH/gより小さ
い場合には、相溶化剤との反応性が低下し、ワックス有
利の問題が十分に解決しない。またポリエステル樹脂の
酸価が20mgKOH/gを超える場合には、得られた
トナーの高温・高湿時の保存性および現像特性が悪くな
るという問題が発生する。
ために用いられるアルコール成分としては、例えば、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、1,3−ブタンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオー
ル、1,4−ブテンジオール、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ビスフェノー
ルA、水素添加ビスフェノールA、1,4−ビス(ヒド
ロキシメチル)シクロヘキサン、下記一般式(1)で示
されるビスフェノール誘導体等のジオール類、グリセロ
ール、ジグリセロール、ソルビット、ソルビタン、ブタ
ントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロール
プロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリト
ール、トリペンタエリスリトール、等の多価アルコール
類が挙げられ、これらは単独で或いは2種以上の組み合
わせで使用される。
あり、x、yはそれぞれ1以上の整数であり、かつx+
yの平均値は2〜10である。)
ルボン酸として、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル
酸、無水フタル酸などのベンゼンジカルボン酸類または
その無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼ
ライン酸などのアルキルジカルボン酸類またはその無水
物;またさらに炭素数16〜18のアルキル基で置換さ
れたコハク酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン
酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸などの不
飽和ジカルボン酸またはその無水物;シクロヘキサンジ
カルボン酸;ナフタレンジカルボン酸;ジフェノキシエ
タン−2,6−ジカルボン酸等が挙げられ、三価以上の
カルボン酸としてはトリメリット酸、ピロメリット酸、
ナフタレントリカルボン酸、ブタントリカルボン酸、ヘ
キサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシ
ル)メタン、オクタンテトラカルボン酸、ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸やその無水物等が挙げら、これらは
単独で或いは2種以上の組み合わせで使用される。
で表されるビスフェノール誘導体であり、酸成分はフタ
ル酸、テレフタル酸、イソフタル酸またはその無水物、
コハク酸、n−ドデセニルコハク酸またはその無水物、
フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のジカルボン
酸類、トリメリット酸またはその無水物等のトリカルボ
ン酸類などである。
ル或いはコポリエステルの単独でも、或いはこれらの2
種以上からなるブレンド物であってもよい。また、熱可
塑性ポリエステル樹脂は、耐オフセット性および低温定
着性の点から、ゲルパーミエイションクロマトグラフィ
ー(GPC)で測定される分子量において、重量平均分
子量(Mw)が5,000以上のものが好ましく、1
0,000〜1,000,000のものがより好まし
い。熱可塑性ポリエステル樹脂の重量平均分子量が小さ
くなると、トナーの耐オフセット性が低下する傾向にあ
り、また、重量平均分子量が大きくなると定着性が低下
する傾向を示す。また、用いられる熱可塑性ポリエステ
ル樹脂は、特定の低分子量の縮重合体成分と特定の高分
子量の縮重合体成分とからなる2山の分子量分布曲線を
有するタイプ、或いは1山の単分子量分布曲線を有する
タイプのいずれのものであってもよい。さらに、ポリエ
ステル樹脂は、イソシアネート化合物などにより変性し
た変性ポリエステル樹脂であってもよい。
塑性ポリエステル樹脂は、示差走査熱量計(DSC)に
よって測定されるガラス転移点温度が50℃以上である
ものが好ましい。熱可塑性ポリエステル樹脂のガラス転
移点は、ポリエステルを構成する反復単位中の芳香族成
分の含有量に影響されるが、多価アルコール成分或いは
多価カルボン酸成分の少なくとも一方が芳香族成分を主
体とするものからなる熱可塑性ポリエステル樹脂である
ことが好ましい。
熱可塑性ポリエステル樹脂を例示すると、酸価が5〜2
0mgKOH/gであり、水酸基価が40〜70mgK
OH/gである高分子化用ポリエステル樹脂(A)と、
酸価が5mgKOH/g以下、水酸基価が10mgKO
H/g以下で、かつ重量平均分子量が3,000〜5,
000の低分子ポリエステル樹脂(B)と、多価イソシ
アネート化合物とを、(A):(B)が重量比で3〜
5:7〜5で、かつ多価イソシアネート化合物を高分子
化用ポリエステル樹脂(A)と低分子ポリエステル樹脂
(B)の合計の水酸基1等量あたりイソシアネート基と
して0.2〜1.2等量の量で用い、高分子化用ポリエ
ステル樹脂(A)と低分子ポリエステル樹脂(B)の溶
融混合物にイソシアネートを混合して反応させることに
よって得られた、トータル酸価が5〜10mgKOH/
gであるウレタン変性ポリエステル樹脂(特開2000
−234011号公報)、或いは(イ)酸成分が炭素数
16〜34の直鎖脂肪族ジカルボン酸類、ダイマー酸お
よび炭素数21の二塩基酸からなる群より選ばれた少な
くとも1種の長鎖ジカルボン酸類、芳香族ジカルボン酸
類およびモノカルボン酸類、(ロ)アルコール成分がエ
ーテル化ジフェノール類およびロジングリシジルエステ
ルならびに(ハ)架橋成分が3価以上のポリカルボン酸
類および/または3価以上のポリオール類からなり、か
つ前記酸成分の全量中の長鎖ジカルボン酸類の含有率が
2〜25モル%、芳香族ジカルボン酸類の含有率が10
〜93モル%、モノカルボン酸類の含有率が5〜65モ
ル%であり、前記ポリオール成分の全量中のエーテル化
ジフェノール類の含有率が50〜95モル%、ロジング
リシジルエステルが5〜50モル%であり、前記架橋成
分の含有率がポリエステル樹脂中の0.5〜20重量%
である、酸価が5〜20mgKOH/gの非線状ポリエ
ステル樹脂(特公平8−3663号公報)が挙げられ
る。
は、酸価が5〜20mgKOH/gの熱可塑性ポリエス
テル樹脂の1種または2種以上からなるものが好ましい
が、本発明の目的を達成することができる範囲で、ポリ
スチレン系重合体、スチレン−アクリル系樹脂などのポ
リスチレン系共重合体など従来トナー用結着樹脂として
使用されているポリエステル系樹脂以外の他の樹脂、更
には前記熱可塑性ポリエステル樹脂以外のポリエステル
樹脂が前記熱可塑性ポリエステル樹脂に併用されもよ
い。
℃における溶融粘度が100mPa・s以下で、かつ酸
価が2mgKOH/g以下のワックスを0.5〜10重
量%含有する。このようなワックスとしては、例えばポ
リプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、パラフ
ィンワックス、脂肪酸アミドワックス、カルナウバワッ
クス、モンタンワックスなどの脂肪酸エステル、部分け
ん化脂肪酸エステルワックス、脂肪酸金属塩等が挙げら
れる。ワックスの140℃における溶融粘度が100m
Pa・sを超える場合には、低温定着性に劣るという問
題が生じ、またワックスの酸価が2mgKOH/gを超
える場合には、ワックス中に低分子量物が混入している
ことが多く、この低分子量物により定着時に臭気が発生
したり、トナーの貯蔵安定性を悪化させるという問題が
生じるため好ましくない。
は、前記エチレンユニット、(メタ)アクリル酸エステ
ルユニット、および(メタ)アクリル酸グリシジルエス
テルユニットおよび/または一酸化炭素ユニットとから
なり、前記エチレンユニットを55重量%以上含有する
共重合体が相溶化剤として用いられる。本発明がこれに
より限定されるものではないが、本発明において、前記
共重合体を用いることにより、熱可塑性ポリエステル樹
脂とワックスとの相溶性が改善される理由は、次のよう
なことによるものと推察される。すなわち、前記共重合
体において(メタ)アクリル酸エステルユニットを(メ
タ)アクリル酸グリシジルエステルユニットとともに用
いることにより、共重合体のポリエステル樹脂に対する
相溶性が改善されるとともに、(メタ)アクリル酸グリ
シジルエステルユニットは熱可塑性ポリエステル樹脂中
のカルボキシル基と反応して結合する。一方、エチレン
ユニットはワックスとの相溶性が高く、このため前記共
重合体の存在により熱可塑性ポリエステル樹脂とワック
スとの相分離を防止することができる。そしてエチレン
ユニットを55重量%以上とすることによりワックスの
熱可塑性ポリエステル樹脂に対する相溶化の特性が格段
に改善され、熱可塑性ポリエステル樹脂中にワックスが
均一に分散されることとなるものと考えられる。また、
理由は現在のところ定かではないが、一酸化炭素ユニッ
トを含有する場合、熱可塑性ポリエステル樹脂とワック
スとの相溶性が改善され、トナーのオフセット性が良好
となるため(メタ)アクリル酸グリシジルエステルユニ
ットの代わりに一酸化炭素ユニットが含有されるものを
用いることができる。
独で用いられてもよいし、例えばエチレンユニット、
(メタ)アクリル酸エステルユニットおよび(メタ)ア
クリル酸グリシジルエステルユニットからなる共重合体
と、エチレンユニット、(メタ)アクリル酸エステルユ
ニットおよび一酸化炭素ユニットからなる共重合体との
併用など、2種以上の共重合体が併用されてもよい。な
お、前記共重合体中のポリエチレンユニットの量は、5
7〜85重量%とすることがより好ましい。また、(メ
タ)アクリル酸エステルユニットの量は5〜44重量
%、好ましくは10〜35重量%であり、更に(メタ)
アクリル酸グリシジルエステルユニットおよび一酸化炭
素ユニットの量は1〜30重量%、好ましくは2〜20
重量%である。
酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸nブチル、アクリル酸イソブチル、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリ
ル酸nブチル等が挙げられる。また前記共重合体として
は、例えばエルバロイHP771、同PT(三井・デュ
ポンポリケミカル)などが挙げられ、市場から容易に入
手することができる。前記共重合体からなる相溶化剤
は、ワックスに対して0.2〜2倍量含有することが好
ましい。
いることができる着色剤としては、従来トナーの製造に
おいて用いられることが知られた着色剤がいずれも使用
可能であり、これら着色剤の例としては、種々のカーボ
ンブラック、脂肪酸金属塩、フタロシアニン系、ローダ
ミン系、キナクリドン系、トリアリルメタン系、アント
ラキノン系、アゾ系、ジアゾ系などの染顔料が挙げられ
る。これらは単独で或いは2種以上を混合して使用する
ことができる。
される静電潜像の極性に応じて、正または負の電荷を保
持することが必要とされる。静電荷像現像用トナーに望
ましい極性の電荷を付与するため、必要に応じ荷電制御
剤がトナーに添加、含有される。電荷制御剤の代表的な
例としては、トナーに正荷電を与えるものとして、例え
ばニグロシン系染料(特公昭48−25669号公報)
やトリアリールメタン系染料のような塩基性染料、第4
級アンモニウム塩(特開昭57−119364号公
報)、有機錫オキサイド(特公昭57−29704号公
報)、アミノ基を有するポリマー等の電子供与性物質
が、またトナーに負荷電を与えるものとして、例えばモ
ノアゾ染料の金属錯体、含クロム有機染料(銅フタロシ
アニングリーン、含クロムモノアゾ染料)のごとき含金
属染料、サリチル酸などのアリールオキシカルボン酸の
金属錯体、その二価または三価の金属塩などが挙げられ
る。
いては、必要に応じ磁性粉体が内添され、磁性トナーと
される。これらトナーに内添される磁性粉体としては、
従来磁性トナーの製造において使用されている強磁性の
元素を含む合金、酸化物、化合物等の粉体の何れのもの
も用いることができる。これら磁性粉体の例としては、
マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化
鉄または二価金属と酸化鉄との化合物、鉄、コバルト、
ニッケルのような金属或いはこれらの金属のアルミニウ
ム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、ア
ンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシ
ウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナ
ジウムのような金属の合金の粉体、およびこれら粉体の
混合物が挙げられる。これらの磁性粉体は、平均粒径が
0.1〜2μm、更には0.1〜0.5μm程度のもの
が好ましい。また、磁性粉体のトナー中の含有量は、熱
可塑性樹脂100重量部に対して、約20〜200重量
部、好ましくは40〜150重量部である。また、トナ
ーの飽和磁化としては、15〜35emu/g(測定磁
場 1キロエルステッド)が好ましい。本発明の静電荷
像現像用トナーにおいては、磁性粉体は、着色剤として
も機能するものである。
に必要に応じて滑剤、流動性改良剤、研磨剤、導電性付
与剤、画像剥離防止剤等、トナーの製造に当たり使用さ
れている公知の添加剤を内添、あるいは外添することが
できる。これら添加剤の例としては、滑剤としては、ポ
リフッ化ビニリデン、ステアリン酸亜鉛などが、流動性
改良剤としては、乾式法あるいは湿式法で製造したシリ
カ、酸化アルミニウム、酸化チタン、珪素アルミニウム
共酸化物、珪素チタン共酸化物およびこれらを疎水性化
処理したものなどが、研磨剤としては窒化珪素、酸化セ
リウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム、タング
ステンカーバイド、炭酸カルシウムおよびこれらを疎水
化処理したものなどが、導電性付与剤としてはカーボン
ブラック、酸化スズなどが挙げられる。また、ポリビニ
リデンフルオライドなどのフッ素含有重合体の微粉末
は、流動性、研磨性、帯電安定性などの点から好ましい
ものである。
カ、珪素アルミニウム共酸化物、珪素チタン共酸化物微
粉体を外添剤として含有することが好ましい。これら微
粉体の疎水化処理は、シリコンオイル、テトラメチルジ
シラザンなどのシランカップリング剤による処理等が挙
げられる。また、ブローオフ法により測定したときに、
鉄粉キャリアに対してプラスのトリボ電荷を有する正帯
電性のシリカを用いることもできる。この正帯電性のシ
リカを得るためには、側鎖に窒素原子を少なくとも1つ
有するオルガノ基を有するシリコンオイル、あるいは窒
素含有のシランカップリング剤で処理すればよい。疎水
化処理されたシリカなど疎水化微粉体の使用量は、現像
剤重量当り、0.01〜20%、好ましくは0.03〜
5%である。
ては、重量平均粒径が3〜15μmのトナーが好まし
い。特に、5μm以下の粒径を有するトナー粒子が12
〜60個数%含有され、8〜12.7μmの粒径を有す
るトナー粒子が1〜33個数%含有され、16μm以上
の粒径を有するトナー粒子が2.0重量%以下含有さ
れ、トナーの重量平均粒径が4〜10μmであること
が、現像特性の観点からはより好ましい。なお、トナー
の粒度分布測定は、例えばコールターカウンターを用い
て測定することができる。
ら公知のトナーの製造方法を用いて製造することができ
る。一般的には、上述したようなトナー構成材料を、ボ
ールミル、ヘンシェルミキサーなどの混合機により充分
混合したのち、熱ロールニーダー、一軸あるいは二軸の
エクストルーダーなどの熱混練機を用いて良く混練し、
冷却固化後、ハンマーミルなどの粉砕機を用いて機械的
に粗粉砕し、次いでジェットミルなどにより微粉砕した
後、分級する方法を好ましい方法として挙げることがで
きる。分級されたトナーは、必要に応じ外添剤とともに
ヘンシェルミキサー等の混合機を用いて十分に混合さ
れ、本発明の静電荷像現像用トナーとされる。
アと混合して二成分系現像剤として用いることができ
る。本発明のトナーとともに用いることのできるキャリ
アとしては、従来公知のキャリアがいずれも使用でき
る。使用することができるキャリアとしては、例えば、
鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のような磁性粉体やガ
ラスビーズなどが挙げられる。これらのキャリア粒子
は、必要に応じ表面を樹脂などで被覆処理したものであ
ってもよい。キャリア表面を被覆する樹脂としては、ス
チレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタ
クリル酸エステル共重合体、アクリル酸エステル共重合
体、メタクリル酸エステル共重合体、フッ素含有樹脂、
シリコン含有樹脂、ポリアミド樹脂、アイオノマー樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂など、あるいはこ
れらの混合物が挙げられる。これらのなかでは、スペン
トトナーの形成が少ないためフッ素含有樹脂、シリコン
含有樹脂が特に好ましいものである。
知の電子写真、静電記録或いは静電印刷法などにより形
成された静電荷像を現像するためのいずれの現像方法あ
るいは現像装置に対しても適用できる。また本発明の静
電荷像現像用トナーは、低温定着性、耐オフセット性に
優れているため、小型の電子写真複写機或いは電子写真
方式を利用したプリンターなどに多用されている、加熱
体を内包する加熱ローラと、加熱ローラに圧接する加圧
ローラからなる定着器でトナーを加熱定着する方式或い
は加熱体が定着ベルトを介して加圧ローラと対向圧接し
ている定着器でトナーを加熱定着する方式を採用した画
像形成方法において好ましく用いることができる。これ
ら、加熱ローラ或いは定着ベルトを用いる定着法におけ
る定着条件としては、例えば加熱ローラ或いは定着ベル
トの温度が160℃〜230℃であり、加熱ローラと加
圧ローラの圧接幅をW(mm)、定着スピードをS(m
m/sec)とするとき、W/S≧0.015であるも
のが、また定着ベルトと加圧ローラの圧接部における加
熱幅をH(mm)、定着スピードをS(mm/sec)
とするとき、H/S≧0.015であるものが好ましい
ものである。また定着ベルトを用いて定着する画像形成
法においては、静電荷像現像用トナーとして、磁性粉体
を含有する一成分系磁性トナーが好ましいものとして使
用される。
は、例えば、特開平10−48868号公報、特開平6
−75422号公報に記載されたものを始めとして種々
の構造のものが知られている。特開平10−48868
号公報に記載された定着装置の一例を図1に示して、定
着ベルトを用いる定着装置を簡単に説明する。図1の定
着装置においては、耐熱モールドよりなるシリンダー部
2の外周に、定着ベルト(φ30mm)1がはめられて
おり、加圧ローラ(φ30mm)5の駆動に伴い、加圧
ローラの摩擦力による摺動回転を行う。定着ニップ部N
(定着ベルトと加圧ローラの圧接部における加熱幅Hは
加熱体3の幅と同じである)にはセラミックヒータ3が
設置されている。ベルト1はポリイミドフィルム(50
μm厚)に導電プライマー(10μm厚)とフッ素樹脂
(10μm厚)の離型層を形成したものである。加圧ロ
ーラ5は、シリコーンゴム弾性層(3mm厚)にフッ素
樹脂離型層(30μm厚)を被覆したものであり、加圧
力は10kgfとされている。ヒータは800W出力
で、サーミスタ4によって、定着ベルト1の表面が19
0℃となるようヒータ3のオン・オフ制御がされてい
る。転写後の記録紙P上の未定着トナー6は、ニップ通
過時にヒータの熱と圧力により定着されて、定着トナー
7とされる。
ステル樹脂およびワックスの酸価は、JIS K007
0に規定される方法に準じて測定されたものである。ま
た、ワックスの140℃における溶融粘度は、ブルック
フィールド型回転粘度計を用いて測定したもので、測定
温度以外の条件は、JIS K1557に準じて行なわ
れたものである。
るが、本発明はこれら実施例により何等限定されるもの
ではない。なお、以下の実施例および比較例中などにお
ける「部」は特に指定がない場合は重量部である。ま
た、以下の実施例および比較例中で用いられる熱可塑性
ポリエステル樹脂、相溶化剤およびワックスは次のもの
である。
H/g
架橋したポリエステル樹脂、酸価:18mgKOH/g
ート共重合体〔共重合比(重量) 70:25.5:
4.5〕
〔共重合比(重量) 58:34:8〕
〔共重合比(重量)53:37:10〕
押出機で溶融混練後押出し、冷却固化した後ハンマーミ
ルで粗粉砕し、次いでジェットミルで微粉砕し、分級し
て重量平均粒径約10μmの分級品を得た。この分級品
と分級微粉のワックスの熱量を測定して、(分級微粉の
ワックス熱量/分級品のワックス熱量)の値からワック
スの分配性を評価するとともに、分級品の貯蔵安定性に
ついても評価した。結果を表2に示す。
1.25以下である場合、分配性は良好と評価できる。
また、表2中、ワックスの熱量は、島津製作所製 示差
走査熱量計DSC−60を使用して測定し、1回200
℃まで昇温後、室温まで降温して熱履歴を取った後、1
0℃/minで昇温したときのDSC曲線を用い、ワッ
クスの溶融ピークに相当する熱量値をワックスの熱量と
した。
ー40gを200mlのガラス製容器に密閉し、50℃
の恒温槽に24時間放置後、トナーのブロッキング性を
観察することにより行い、凝集が発生しないものを○、
容易にほぐれる程度の凝集が発生するものを△、容易に
ほぐれない凝集が発生するものを×とした。
疎水性シリカ0.7部とをヘンシェルミキサーで混合し
てトナーとした。このトナーを用いて、定着装置として
熱圧ロールの構造を有する市販の複写機((株)リコー
製 Imagio MF8570)を用いて実写テスト
を行い、トナーの定着性、耐オフセット性、現像性(初
期および5,000枚後の現像画像濃度の値)、および
定着時の臭気の評価を行った。この複写機の、加熱ロー
ラと加圧ローラの圧接幅:W(mm)と定着スピード:
S(mm/sec)の比、W/Sは0.023である。
結果を表3に示す。
しゴム(トンボ鉛筆 MONO)で摺擦し、摺擦後の画
像濃度/摺擦前の画像濃度〕×100で計算した値を定
着強度として表した。また、耐オフセット性について
は、定着試験用画像を200枚連続複写後、5分間停止
した後、白紙20枚を通紙し、白紙の紙汚れの状態によ
り評価を行った。評価結果は、紙汚れが発生しなかった
ものを○、最初の数枚のみ、やや紙汚れが発生したもの
を△、20枚全てに紙汚れが発生したものを×とした。
更に、定着時の臭気の評価は、定着時に臭気が発生しな
かったものを○、定着時に臭気が発生したものを×とし
た。
除き、実施例1と同様にして、分級品およびトナーを得
た。これら分級品、トナーについて実施例1と同様にし
て、ワックスの分配性、分級品の貯蔵安定性、トナーの
定着性、耐オフセット性、現像性、定着時の臭気の評価
を行った。結果を表2および3に示す。
例1と同様にして、分級品およびトナーを得た。これら
分級品、トナーについて実施例1と同様にして、ワック
スの分配性、分級品の貯蔵安定性、トナーの定着性、耐
オフセット性、現像性、定着時の臭気の評価を行った。
結果を表2および3に示す。
を0.5部及び相溶化剤2を2.0部用いることを除き
実施例1と同様にして、分級品およびトナーを得た。こ
れら分級品、トナーについて実施例1と同様にして、ワ
ックスの分配性、分級品の貯蔵安定性、トナーの定着
性、耐オフセット性、現像性、定着時の臭気の評価を行
った。結果を表2および3に示す。
例1と同様にして、分級品およびトナーを得た。これら
分級品、トナーについて実施例1と同様にして、ワック
スの分配性、分級品の貯蔵安定性、トナーの定着性、耐
オフセット性、現像性、定着時の臭気の評価を行った。
結果を表2および3に示す。
テル樹脂2を用いることを除き実施例1と同様にして、
分級品およびトナーを得た。これら分級品、トナーにつ
いて実施例1と同様にして、ワックスの分配性、分級品
の貯蔵安定性、トナーの定着性、耐オフセット性、現像
性、定着時の臭気の評価を行った。結果を表2および3
に示す。
2に記載の量用いることを除き実施例1と同様にして、
分級品およびトナーを得た。これら分級品、トナーにつ
いて実施例1と同様にして、ワックスの分配性、分級品
の貯蔵安定性、トナーの定着性、耐オフセット性、現像
性、定着時の臭気の評価を行った。結果を表2および3
に示す。
押出機で溶融混練後押出し、冷却固化した後ハンマーミ
ルで粗粉砕し、次いでジェットミルで微粉砕後分級して
重量平均粒径約9μmの分級品を得た。この分級品と分
級微粉のワックスの熱量を実施例1と同様に測定してワ
ックスの分配性を評価するとともに、分級品の貯蔵安定
性についても実施例1と同様にして評価を行った。結果
を表4に示す。また分級品100部と疎水性コロイダル
シリカ0.3部とをヘンシェルミキサーで混合して一成
分磁性トナーとした。この磁性トナーを用いて、定着装
置として熱圧ロールの構造を有する市販の複写機(キヤ
ノン(株)製 GP605)を用いての実写テストを行
い、実施例1と同様にして、トナーの定着性、耐オフセ
ット性、現像性(初期および5,000枚後の現像画像
濃度の値)、および定着時の臭気の評価を行った。この
複写機の、加熱ローラと加圧ローラの圧接幅:W(m
m)と定着スピード:S(mm/sec)の比、W/S
は0.029である。結果を表5に示す。
同様にして、分級品およびトナーを得た。これら分級
品、トナーについて実施例8と同様にして、ワックスの
分配性、分級品の貯蔵安定性、トナーの定着性、耐オフ
セット性、現像性、定着時の臭気の評価を行った。結果
を表4および5に示す。
4に記載の量用いることを除き実施例8と同様にして、
分級品およびトナーを得た。これら分級品、トナーにつ
いて実施例8と同様にして、ワックスの分配性、分級品
の貯蔵安定性、トナーの定着性、耐オフセット性、現像
性、定着時の臭気の評価を行った。結果を表4および5
に示す。
押出機で溶融混練後押出し、冷却固化した後ハンマーミ
ルで粗粉砕し、次いでジェットミルで微粉砕後分級して
重量平均粒径約9μmの分級品を得た。この分級品と分
級微粉のワックスの熱量を実施例1と同様に測定してワ
ックスの分配性を評価するとともに、分級品の貯蔵安定
性についても実施例1と同様にして評価を行った。結果
を表6に示す。また分級品100部とに疎水性コロイダ
ルシリカ0.3部とをヘンシェルミキサーで混合して一
成分磁性トナーとした。この磁性トナーを用いて、定着
装置として定着ベルトの構造を有する市販の複写機(キ
ヤノン(株)製 GP210)を用いて実写テストを行
い、実施例1と同様にして、トナーの定着性、耐オフセ
ット性、現像性(初期および5,000枚後の現像画像
濃度の値)、および定着時の臭気の評価を行った。この
複写機の、定着ベルトと加圧ローラの圧接部における加
熱幅:H(mm)と定着スピード:S(mm/sec)
の比、H/Sは0.047である。結果を表7に示す。
て、分級品および磁性トナーを得た。これら分級品、磁
性トナーについて実施例1と同様にして、ワックスの分
配性、分級品の貯蔵安定性、トナーの定着性、耐オフセ
ット性、現像性、定着時の臭気の評価を行った。結果を
表6および7に示す。
現像用トナーは、ワックスの分配性、帯電特性に優れ、
分級品の貯蔵安定性が良好である上、現像時感光体、現
像スリーブ、キャリアへのワックスのフィルミングは起
こらず、トナーの流動性の低下、ブロッキング等も起き
ず、長期にわたり良好な現像画像を形成することができ
る。また、本発明の静電荷像現像用トナーを用いて形成
されたトナー画像を定着ローラ、定着シートを介して定
着する際にオフセットの発生は見られず、低温定着性も
良好であるので、装置の小型化、省エネ化を図ることが
可能となる。更に、本発明の静電荷像現像用トナーにお
いてはワックスの分配性が良好であることから、分級品
および分級微粉のワックスの含有量は両者ほぼ同じ値を
示す。このため分級微粉をトナー形成材料として再度利
用することが可能となる。
装置の一例の概略図である。
Claims (6)
- 【請求項1】結着樹脂、着色剤および離型剤を含有する
静電荷像現像用トナーにおいて、結着樹脂として、酸価
が5〜20mgKOH/gの熱可塑性ポリエステル樹脂
を少なくとも主成分として含有し、離型剤として、14
0℃における溶融粘度が100mPa・s以下で、酸価
が2mgKOH/g以下のワックスを0.5〜10重量
%含有し、且つエチレンユニット、(メタ)アクリル酸
エステルユニット、および(メタ)アクリル酸グリシジ
ルエステルユニットおよび/または一酸化炭素ユニット
からなり、エチレンユニットを55重量%以上含有する
共重合体を、ワックスに対して0.2〜2倍量含有する
ことを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 【請求項2】請求項1記載の静電荷像現像用トナーにお
いて、着色剤がカーボンブラックであることを特徴とす
る静電荷像現像用トナー。 - 【請求項3】請求項1記載の静電荷像現像用トナーにお
いて、着色剤が磁性酸化鉄であることを特徴とする静電
荷像現像用トナー。 - 【請求項4】加熱体を内包する加熱ローラと、加熱ロー
ラに圧接する加圧ローラからなる定着器で静電荷像現像
用トナーを加熱定着する画像形成方法において、該静電
荷像現像用トナーとして請求項2記載の静電荷像現像用
トナーを用い、加熱ローラの温度が160℃〜230℃
であり、加熱ローラと加圧ローラの圧接幅をW(m
m)、定着スピードをS(mm/sec)とするとき、
W/S≧0.015であることを特徴とする画像形成方
法。 - 【請求項5】加熱体を内包する加熱ローラと、加熱ロー
ラに圧接する加圧ローラからなる定着器で静電荷像現像
用トナーを加熱定着する画像形成方法において、該静電
荷像現像用トナーとして請求項3記載の静電荷像現像用
トナーを用い、加熱ローラの温度が160℃〜230℃
であり、加熱ローラと加圧ローラの圧接幅をW(m
m)、定着スピードをS(mm/sec)とするとき、
W/S≧0.015であることを特徴とする画像形成方
法。 - 【請求項6】加熱体が定着ベルトを介して加圧ローラと
対向圧接している定着器で静電荷像現像用トナーを加熱
定着する画像形成方法において、静電荷像現像用トナー
として請求項3記載の静電荷像現像用トナーを用い、圧
接部の定着ベルトの温度が160℃〜230℃であり、
定着ベルトと加圧ローラの圧接部における加熱幅をH
(mm)、定着スピードをS(mm/sec)とすると
き、H/S≧0.015であることを特徴とする画像形
成方法。
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JP2001210561A JP3562495B2 (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 静電荷像現像用トナーおよび画像形成方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009031736A (ja) * | 2007-03-09 | 2009-02-12 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 静電荷像現像用トナー |
JP2012053145A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd | 相溶化剤マスターバッチ、及びそれを用いたトナー |
JP2018054837A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | キヤノン株式会社 | トナーおよびトナーの製造方法 |
-
2001
- 2001-07-11 JP JP2001210561A patent/JP3562495B2/ja not_active Expired - Fee Related
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