JP2003262988A - 負帯電性トナー及び画像形成方法 - Google Patents
負帯電性トナー及び画像形成方法Info
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Abstract
り、環境変動の少ない負帯電性トナー及び画像形成方法
を提供する。 【解決手段】 少なくとも結着樹脂、着色剤及び、一般
式(1) 【化1】 (式中、R1は4級炭素、メチン、メチレンであり、
N、S、O、Pのヘテロ原子を含んでもよく、Yは飽和
結合又は不飽和結合で結ばれた環状構造を表し、R2、
R3は相互に独立してアリール基等を表し、R4は水素
又はアルキル基を表し、lは0又は3から12の整数、
mは1から20の整数、nは0から20の整数、oは0
から4の整数、pは0から4の整数、qは0から3の整
数、rは1から20の整数、sは0から20の整数)で
表される芳香族オキシカルボン酸を配位子とするジルコ
ニウム化合物を、帯電制御剤として含有する。
Description
複写機や静電記録装置などに使用されるトナーに関し、
さらに詳しくは帯電制御剤としてジルコニウム化合物を
含有する帯電性、帯電立ち上がり性や環境安定性に優れ
た負帯電性トナーに関するものである。
いられるトナーは、結着樹脂、着色剤、帯電制御剤及び
その他の添加剤により構成されており、望ましい帯電特
性や経時安定性、環境安定性を付与するためにさまざま
な帯電制御剤が提案されている。
料、サリチル酸誘導体の金属錯塩化合物(特公昭55−
42752号公報、特開昭61−69073号公報、特
開昭61−221756号公報、特開平9−12465
9号公報)、芳香族ジカルボン酸金属塩化合物(特開昭
57−111541号公報、特開平7−295298号
公報)、アントラニル酸誘導体の金属錯塩化合物(特開
昭62−94856号公報)、有機ホウ素化合物(特公
平7−31421号公報、特公平7−104620号公
報)がある。また、近年では、サリチル酸誘導体のジル
コニウム化合物(国際公開番号WO099/12941
号公報)も開示され、製品化されている。
術の帯電制御剤は、帯電付与効果の不足、環境安定性の
不足、帯電立ち上り性の不足等の欠点があり、帯電制御
剤として充分満足する性能を有するものはなかった。
めになされたもので、帯電性および帯電立ち上がり性が
良好であり、環境変動の少ない負帯電性トナー及び画像
形成方法を提供することを目的とする。
めに、請求項1記載の発明では、少なくとも結着樹脂、
着色剤及び、一般式(1)
N、S、O、Pのヘテロ原子を含んでもよく、Yは飽和
結合又は不飽和結合で結ばれた環状構造を表し、R2、
R3は相互に独立してアルキル基、アルケニル基、アル
コキシ基、置換基を有してもよいアリール基又はアリー
ルオキシ基又はアラルキル基又はアラルキルオキシ基、
ハロゲン基、水素、水酸基、置換基を有してもよいアミ
ノ基、カルボキシル基、カルボニル基、ニトロ基、ニト
ロソ基、スルホニル基、シアノ基を表し、R4は水素又
はアルキル基を表し、lは0又は3から12の整数、m
は1から20の整数、nは0から20の整数、oは0か
ら4の整数、pは0から4の整数、qは0から3の整
数、rは1から20の整数、sは0から20の整数)で
表される芳香族オキシカルボン酸を配位子とするジルコ
ニウム化合物を、純水とメタノールからなる溶媒に分散
し、煮沸し、冷却させた後の濾液の電気伝導度が100
0μS/cm以下になるようにし、且つ帯電制御剤とし
て含有する負帯電性トナーを最も主要な特徴とする。
表わされる芳香族オキシカルボン酸を配位子とするジル
コニウム化合物を0.5〜10重量%含む請求項1記載
の負帯電性トナーを主要な特徴とする。
に使用する負帯電性トナーにおいて、ジルコニウム化合
物を含有してカラー用に用いる請求項1又は2記載の負
帯電性トナーを主要な特徴とする。
は3記載の負帯電性トナーを使用する画像形成方法を主
要な特徴とする。
する。本発明のトナーは帯電制御剤として一般式(1)
で表される化合物を用いる。 一般式(1)
N、S、O、Pのヘテロ原子を含んでもよく、Yは飽和
結合又は不飽和結合で結ばれた環状構造を表し、R2、
R3は相互に独立してアルキル基、アルケニル基、アル
コキシ基、置換基を有してもよいアリール基又はアリー
ルオキシ基又はアラルキル基又はアラルキルオキシ基、
ハロゲン基、水素、水酸基、置換基を有してもよいアミ
ノ基、カルボキシル基、カルボニル基、ニトロ基、ニト
ロソ基、スルホニル基、シアノ基を表し、R4は水素又
はアルキル基を表し、lは0又は3から12の整数、m
は1から20の整数、nは0から20の整数、oは0か
ら4の整数、pは0から4の整数、qは0から3の整
数、rは1から20の整数、sは0から20の整数であ
り、アルキル基およびアルキル部分の炭素数は1以上、
好ましくは1〜20である。)で表される芳香族オキシ
カルボン酸を配位子とするジルコニウム化合物を含有す
る。もちろん他の帯電制御剤と併用し、帯電を補強する
こともできる(以降本化合物を本帯電制御剤と呼ぶ)。
導度が1000μS/cm以下であり、更に好ましく
は、500μS/cm以下であることが望ましい。本帯
電制御剤は上記一般式(1)で表され、工業的には、水
溶液中に、pH調整剤、各種サリチル酸、ZrCl4、
ZrOCl2等のジルコニウム化合物を反応させて得ら
れる。これを水洗浄などにより、水に溶ける不溶な物質
を取り除き生成する。この洗浄工程により歩留まりの低
下や作業量の増大、廃液処理等によるコストが高くなる
ことが懸念されるが、この水洗浄工程を十分に行なうこ
とによって、不純物が少なく、本帯電制御剤を水に溶か
した際の電気伝導度を小さくすることが出来る。
る。すなわち、摩擦などにより、本帯電制御剤が電子を
捕らえて保持することとなる。本帯電制御剤を純水に溶
かした際の電気伝導度が大きい場合は、イオン状態にな
りやすい物質が本帯電制制御剤中に存在するため、電子
を捕らえて保持する機能が弱まると考えられる。また、
水を介してイオン状態になりやすい物質が本帯電制御剤
中に多く存在するため、高湿度時に、水を吸収し帯電が
大きく下がることとなる。
な測定方法を下記に示す。本帯電制御剤を300mlの
ビーカに計量する。純水90ml、メタノール10ml
を計量し、混合する。本帯電制御剤に純水とメタノール
の混合した液体を徐々に加える。重量を計量後10分間
よく煮沸する。冷水浴で冷却後、元の重さになるまで純
水を加える。よく攪拌した後、東洋濾紙No.2でろ過
し、濾液の電気伝導度を電気伝導度計により測定する。
より、帯電の立ち上がりが十分で、帯電レベルが高く、
逆帯電現像剤の発生も少ない現像剤として適したものが
得られる。従って、画像濃度も高く、地肌汚れ(地かぶ
り)の少ない高品位の画像が得られる。
り自由に変更できるが、トナー総重量に対して、0.5
〜10重量%が好ましい。さらに好ましくは、1〜5重
量%である。この時、本帯電制御剤が0.5重量%より
少ないと効果が発揮できない。また、10重量%より多
すぎても効果が限定されるばかりか、コストが高くなり
実用的でなくなる。
写真方式の現像に使用される。現像方式には一般的に2
成分方式、1成分方式に大きく大別できるが、本発明
は、2成分および1成分方式共に使用できる。
に関しては公知のものが全て可能である。まず結着樹脂
としては、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポ
リビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合
体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン
−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重
合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン
−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エ
チル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、
スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メ
タクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エ
チル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合
体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共
重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ア
クリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイ
ン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体
などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレー
ト、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ
酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエス
テル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウ
レタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアク
リル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪
族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化
パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独
あるいは混合して使用できる。
ク、ランプブラック、鉄黒、アニリンブルー、フタロシ
アニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロ
ーG、ローダミン6Cレーキ、カルコオイルブルー、ク
ロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ロ
ーズベンガル、トリアリルメタン系染料等の染顔料な
ど、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合し
て使用し得、ブラックトナーとしてもフルカラートナー
としても使用できる。特に本帯電制御剤は、白色であり
カラートナーとして使用できる。これらの着色剤の使用
量はトナー樹脂成分に対して、通常1〜30重量%、好
ましくは3〜20重量%である。
めの帯電制御剤を含有してもよい。補強のための帯電制
御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロ
シン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金
属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系
染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ
素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、
燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合
物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル
酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染
料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロ
ンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オ
キシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金
属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以
上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩
モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、
保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピー
チャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘
導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピ
ーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ
NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−9
01、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット
社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、
アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四
級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物
が挙げられる。
は、本帯電制御剤量、結着樹脂の種類、必要に応じて使
用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方
法によって決定されるもので、一義的に限定されるもの
ではないが、好ましくは結着樹脂100重量部に対し
て、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましく
は、0.3〜5重量部の範囲がよい。10重量部を越え
る場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、本帯電制御剤の
効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大
し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
に、製造されるトナーの中にワックスを含有させること
も可能である。このためのワックスは、その融点が40
〜120℃のものであり、特に50〜110℃のもので
あることが好ましい。ワックスの融点が過大のときには
低温での定着性が不足する場合があり、一方融点が過小
のときには耐オフセツト性、耐久性が低下する場合があ
る。なお、ワックスの融点は、示差走査熱量測定法(D
SC)によって求めることができる。すなわち、数mg
の試料を一定の昇温速度、例えば(10℃/min)で
加熱したときの融解ピーク値を融点とする。
ては、例えば固形のパラフィンワックス、マイクロワッ
クス、ライスワックス、脂肪酸アミド系ワックス、脂肪
酸系ワックス、脂肪族モノケトン類、脂肪酸金属塩系ワ
ックス、脂肪酸エステル系ワックス、部分ケン化脂肪酸
エステル系ワックス、シリコーンワニス、高級アルコー
ル、カルナウバワックスなどを挙げることができる。ま
た低分子量ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
フィンなども用いることができる。特に、環球法による
軟化点が70〜150℃のポリオレフィンが好ましく、
さらには当該軟化点が120〜150℃のポリオレフィ
ンが好ましい。
いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5
mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜50
0mμであることが好ましい。また、BET法による比
表面積は、20〜500m2/gであることが好まし
い。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜
5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0
重量%であることが好ましい。無機微粒子の具体例とし
ては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸
バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウ
ム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケ
イ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロ
ム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化
マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸
バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素な
どを挙げることができる。
リー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポ
リスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステ
ル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロン
などの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げ
られる。
疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性
の悪化を防止することができる。例えばシランカップリ
ング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシラン
カップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、ア
ルミニウム系のカップリング剤などが好ましい表面処理
剤として挙げられる。
現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤として
は、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウ
ム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチル
メタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソー
プフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微
粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較
的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01から1μm
のものが好ましい。
説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定
されるものではない。なお、実施例中、部はすべて重量
部を表わす。
トルに溶解させた。次に、3,5−ジ−tert−ブチ
ルサリチル酸1.875kg、水酸化ナトリウム0.4
0kgを60℃の水20リットルに溶解させた。続い
て、前者の溶液に後者の溶液を滴下し、適下後95℃に
昇温し、反応させ、その後沈殿物をろ過、乾燥、粉砕
し、白い粉体を得た。これを更に水洗浄の繰り返し回数
を変えて、本帯電制御剤の濾液の電気伝導度が、20
8、357、578、814、1150、1630、2
700μS/cmの物を得た。
ットルに溶解させた。次に、5−tert−オクチルサ
リチル酸2.150kg、水酸化ナトリウム0.40k
gを60℃の水20リットルに溶解させた。続いて、前
者の溶液に後者の溶液を滴下し、適下後95℃に昇温
し、反応させ、その後沈殿物をろ過、粉砕し、乾燥さ
せ、白い粉体を得た。これを更に水洗浄の繰り返し回数
を変えて、本帯電制御剤の濾液の電気伝導度が、16
5、387、558、1020、1380、1840μ
S/cmのもを得た。
し、本帯電制御剤の濾液の電気伝導度が、287、37
8、797、1010、1240μS/cmのもを得
た。水洗浄を行なわなかったTN−105は、電気伝導
度が、1510μS/cmであった。
ものを使用して、下記の通りに母体トナーとトナーを得
た。 ポリエステル樹脂 100部 シアン顔料(銅フタロシアニン) 6部 本帯電制御剤 2部 カルナウバワックス 1部 上記材料をミキサーで混合後、2本ロールミキサーで溶
融混練し、混練物を圧延冷却した。その後、ジェットミ
ルによる衝突板方式の粉砕機(日本ニューマチック工業
社製I式ミル)と旋回流による風力分級(日本ニューマ
チック工業社製DS分級機)を行い、体積平均粒径約8
μmの母体トナーを得た。さらに上記母体トナーに疎水
性シリカ(クラリアントジャパン社製H2000)を
0.5重量%添加し、ミキサーで混合して、トナーを得
た。
μS/cmのそれぞれの本帯電制御剤を使用して、実施
例1と同様に母体トナーとトナーを得た。
μS/cmのそれぞれの本帯電制御剤を使用して、実施
例1と同様に母体トナーとトナーを得た。
μS/cmのそれぞれの本帯電制御剤を使用して、実施
例1と同様に母体トナーとトナーを得た。
700μS/cmのそれぞれの本帯電制御剤を使用し
て、実施例1と同様に母体トナーとトナーを得た。
840μS/cmのそれぞれの本帯電制御剤を使用し
て、実施例1と同様に母体トナーとトナーを得た。
/cmのそれぞれの本帯電制御剤を使用して、実施例1
と同様に母体トナーとトナーを得た。
母体トナーとトナーを得た。TN−105の濾液の電気
伝導度は、1510μS/cmであった。
オフ法により帯電測定を行なった。
コー製レーザープリンター:IPSIO COLOR
8000に入れ地かぶりの評価を行なった。地かぶり
は、結果を○:良好、△:やや悪化(許容レベル)、
×:悪い で示し、トナー飛散は、問題なし、若干あ
り、なしの3段階で示した。評価結果を表1および図1
に示す。
ば、少なくとも結着樹脂、着色剤及び、一般式(1)で
表される芳香族オキシカルボン酸を配位子とするジルコ
ニウム化合物を含有する負帯電性トナーであって、前記
の一般式(1)で表される芳香族オキシカルボン酸を配
位子とするジルコニウム化合物の濾液の電気伝導度が1
000μS/cm以下であることを特徴とするトナーに
より、安定して、大きな帯電が得られ、地かぶりの少な
い高画質が得られる。
れる芳香族オキシカルボン酸を配位子とするジルコニウ
ム化合物を0.5〜10重量%含むことを特徴とする請
求項1記載の負帯電性トナーにより、0.5重量%以下
では効果が無く、10重量%以上でも効果が限定されコ
スト高になるので、前記の範囲で安定して、大きな帯電
が得られ、地かぶりの少ない高画質が得られる。
する負帯電性トナーにおいて、ジルコニウム化合物を含
有してカラー用に用いることを特徴とする請求項1又は
2記載の負帯電性トナーにより、フルカラー画像に対し
ても、大きな帯電が得られ、地かぶりの少ない高画質が
得られる。
載の負帯電性トナーを使用することを特徴とする画像形
成方法により、安定して、大きな帯電が得られ、地かぶ
りの少ない高画質が得られる画像形成装置が可能にな
る。
導度とトナー帯電量の関係を示す説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも結着樹脂、着色剤及び、一般
式(1) 【化1】 (式中、R1は4級炭素、メチン、メチレンであり、
N、S、O、Pのヘテロ原子を含んでもよく、Yは飽和
結合又は不飽和結合で結ばれた環状構造を表し、R2、
R3は相互に独立してアルキル基、アルケニル基、アル
コキシ基、置換基を有してもよいアリール基又はアリー
ルオキシ基又はアラルキル基又はアラルキルオキシ基、
ハロゲン基、水素、水酸基、置換基を有してもよいアミ
ノ基、カルボキシル基、カルボニル基、ニトロ基、ニト
ロソ基、スルホニル基、シアノ基を表し、R4は水素又
はアルキル基を表し、lは0又は3から12の整数、m
は1から20の整数、nは0から20の整数、oは0か
ら4の整数、pは0から4の整数、qは0から3の整
数、rは1から20の整数、sは0から20の整数)で
表される芳香族オキシカルボン酸を配位子とするジルコ
ニウム化合物を、純水とメタノールからなる溶媒に分散
し、煮沸し、冷却させた後の濾液の電気伝導度が100
0μS/cm以下になるようにし、且つ帯電制御剤とし
て含有することを特徴とする負帯電性トナー。 - 【請求項2】 一般式(1)で表わされる芳香族オキシ
カルボン酸を配位子とするジルコニウム化合物を0.5
〜10重量%含むことを特徴とする請求項1記載の負帯
電性トナー。 - 【請求項3】 カラー静電記録に使用する負帯電性トナ
ーにおいて、ジルコニウム化合物を含有してカラー用に
用いることを特徴とする請求項1又は2記載の負帯電性
トナー。 - 【請求項4】 請求項1、2又は3記載の負帯電性トナ
ーを使用することを特徴とする画像形成方法。
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JP2015184329A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | キヤノン株式会社 | 磁性トナー |
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