JP2007225736A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】結着樹脂と磁性体と離型剤とを含む静電荷像現像用トナーにおいて、磁性体量、トナーの飽和磁化、トナー表面の磁性体の露出量およびトナー中の離型剤のドメイン径を制御することにより、プロセススピードを高速化させても長期にわたり良好な画像が得られ、また、長期保存性に優れた定着画像が得られドキュメントオフセットの発生を抑制することが可能である。
【選択図】なし
Description
まず、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーについて説明する。本発明者らは、高生産性と安定性に優れた静電荷像現像用トナーを得るため鋭意検討した結果、磁性体量、トナーの飽和磁化、トナー表面の磁性体の露出量およびトナー中の離型剤のドメイン径を制御することにより、磁性体が脱離することによる現像部材等への汚染を防ぎ、かつトナー表面に離型剤が露出することによる流動性悪化や、帯電性の不良等を防ぐことが出来ることを見出した。
次に本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法を説明する。本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法としては、トナーが上記条件を満たす範囲において、従来の混練粉砕法や、着色剤、離型剤等を重合性単量体とともに懸濁させ、重合性単量体を重合する懸濁重合法、樹脂、着色剤、離型剤等のトナー構成材料を有機溶媒に溶解させ、水系溶媒中に懸濁状態で分散させた後に有機溶媒を除去する溶解懸濁法、樹脂を乳化重合により作製し、着色剤、離型剤等の分散液とともにヘテロ凝集させ、その後融合、合一する乳化重合凝集法等の湿式製法などに任意に製造されるが、離型剤ドメイン径の制御や磁性体の均一分散に優れた混練粉砕法で磁性コア粒子を作製し、少なくとも樹脂粒子(被覆用結着樹脂)を分散させた水系媒体にて磁性コア粒子を混合させ、磁性トナーコア粒子表層に樹脂粒子層を設ける混練粉砕−ケミカル併用製法が好適である。
本実施形態に係る画像形成装置は、静電荷像担持体表面に静電荷像を形成し、磁性トナーを含む現像剤を用いて静電荷像を現像して転写材に転写する画像形成装置であって、静電荷像担持体と、静電荷像担持体を帯電する帯電手段と、帯電をされた静電荷像担持体を露光し画像情報に応じて静電荷像を形成する露光手段と、現像剤により静電荷像上にトナー画像を形成し可視化する現像手段と、静電荷像担持体の表面に形成されたトナー画像を転写材の表面に転写する転写手段と、転写材の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を有する。
帯電手段である帯電部10としては、例えば、図2に示すような導電性又は半導電性の帯電ロールが用いられるが、図1に示すようなコロトロンなどの帯電器を用いても良い。導電性又は半導電性の帯電ロールを用いた接触型帯電器は、電子写真感光体14に対し、直流電流を印加するか、交流電流を重畳させて印加してもよい。例えばこのような帯電部10により、電子写真感光体14との接触部近傍の微小空間で放電を発生させることにより電子写真感光体14表面を帯電させる。なお、通常は、−300〜−1000Vに帯電される。また前記の導電性又は半導電性の帯電ロールは単層構造あるいは多重構造でも良い。なお、図2に示す画像形成装置3には、この帯電ロールの表面をクリーニングする機構は設けられておらず、コストダウンが図られている。
静電荷像担持体は、少なくとも潜像(静電荷像)が形成される機能を有する。静電荷像担持体としては、電子写真感光体が好適に挙げられる。電子写真感光体14は、円筒状の導電性の基体外周面に有機感光体等を含む塗膜を有する。塗膜は、基体上に、必要に応じて下引き層、及び、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを含む感光層がこの順序で形成されたものである。電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆であってもよい。これらは、電荷発生物質と電荷輸送物質とを別個の層(電荷発生層、電荷輸送層)に含有させて積層した積層型感光体であるが、電荷発生物質と電荷輸送物質との双方を同一の層に含む単層型感光体であってもよく、好ましくは積層型感光体である。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、有機感光体に限らずアモルファスシリコン感光膜等他の種類の感光層を使用してもよい。
露光手段である露光部12としては、特に制限はなく、例えば、静電荷像担持体表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光源を、所望の像様に露光できる光学系機器等が挙げられる。
現像手段である現像部16は、静電荷像担持体上に形成した潜像を前記静電荷像現像用トナーを含む1成分現像剤により現像してトナー画像を形成する機能を有する。そのような現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記静電荷像現像用トナーをブラシ、ローラ等を用いて静電荷像担持体32に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。現像剤担時体32には、通常直流電圧が使用されるが、本実施形態においては更に交流電圧を重畳させて使用してもよい。
転写手段である転写部18としては、例えば、図1に示すような転写材24の裏側からトナーとは逆極性の電荷を転写材24に与え、静電気力によりトナー画像を転写材24に転写するもの、あるいは図2に示すような転写材24の表面に転写材24を介して直接接触して転写する導電性又は半導電性のロール等を用いた転写ロール26及び転写ロール押圧装置28を用いることができる。転写ロール26には、静電荷像担持体に付与する転写電流として、直流電流を印加してもよいし、交流電流を重畳させて印加してもよい。転写ロール26は、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロセススピード(周速)等により、任意に設定することができる。また、低コスト化のため、転写ロール26として単層の発泡ロール等が好適に用いられる。
クリーニング手段であるクリーニング部20については、静電荷像担持体上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式を採用したもの等、適宜選定して差し支えない。但し、転写効率の高いトナーを使用する場合にはクリーニング部20を使用しない態様もありえる。
定着手段である定着部22としては、転写材に転写されたトナー像を加熱、加圧あるいは加熱加圧により定着するものであれば特に制限はない。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを用いる画像形成方法は、静電荷像担持体表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、前記静電荷像現像用トナーを含む現像剤を用い、静電荷像担持体表面に形成された静電荷像を現像してトナー画像を形成する現像工程と、静電荷像担持体表面に形成されたトナー画像を転写材表面に転写する転写工程と、転写材表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を含む。
(磁性トナーコア粒子Aの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=130000、Tm=110℃) 20重量部
6面体マグネタイト(体積平均粒径0.12μm、飽和磁化85A・m2/kg)
70重量部
ポリエチレンワックス(融点78℃) 9重量部
負帯電制御剤(Fe含有アゾ染料、商品名T−77、保土ヶ谷化学社製)1重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度170℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=23g/10min)により混練した。冷却後、粗粉をKTMを用いて微粉砕し、体積平均粒径D50vが、6.2μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが6.5μmの磁性トナーコア粒子Aを得た。
イソフタル酸 480重量部
テレフタル酸 480重量部
1、6−ヘキサンジオール 550重量部
ジブチルスズオキサイド 1重量部
以上の物質を、ガラス製3Lの四口フラスコに入れ、ステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサ及び窒素導入管を取り付け、電熱マントルヒータ中で窒素気流下、200℃にて2時間、その後200℃で減圧(200mmHg)にて1時間撹拌しながら反応させた。得られたポリエステル樹脂は、体積平均粒径210nm、酸価25mgKOH/g、水酸基価12.5mgKOH/g、ガラス転移点55℃であった。また軟化点Tmは131℃であった。GPCによる重量平均分子量(Mw)は8500であった。
磁性トナーコア粒子A 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35重量%) 30重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
前記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザ(IKA社製 ウルトラタラックスT50)で十分混合撹拌、分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら51℃まで加熱し、51℃で20分間保持した後、pHを6.0に調整し撹拌を継続しながら97℃まで加熱した。97℃で30分保持後冷却し濾過後、40℃のイオン交換水3リットルで洗浄を3回繰り返し、真空乾燥させ、体積平均粒径D50vが7.2μmの磁性トナー粒子Aを得た。
○:X−Rite939で画像内5点測定で最大値−最小値が0.1以内である
△:X−Rite939で画像内5点測定で最大値−最小値が0.2以内である
×:X−Rite939で画像内5点測定で最大値−最小値が0.2より大きい
(機内トナー飛散)
○:機内に飛散見られず
△:機内に飛散見られるものの、用紙には飛散見られず
×:用紙に飛散が見られる
(ドキュメントオフセット)
○:対向した画像共に変化見られず
△:対向側に像移行は見られないが、定着像に痕跡が残った
×:定着画像が破断し、対向側に移行が見られた
(システムへのディフェクトの発生の有無)
○:発生なし
×:フィルミングまたは定着オフセット発生
(磁性トナーコア粒子Bの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=250000、Tm=124℃) 25重量部
8面体マグネタイト(体積平均粒径0.12μm、飽和磁化92A・m2/kg)
65重量部
パラフィンワックス(融点69℃) 5重量部
パラフィンワックス(融点89℃) 3重量部
負帯電制御剤(Fe含有アゾ染料、商品名T−77、保土ヶ谷化学社製)2重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度175℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=20g/10min)により混練した。冷却後粗粉砕微粉砕し、体積平均粒径D50vが、6.4μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが6.6μmの磁性トナーコア粒子Bを得た。
無水トリメリット酸 500重量部
イソフタル酸 500重量部
1、4−シクロヘキサンジオール 600重量部
ジブチルスズオキサイド 1重量部
以上の物質を、ガラス製3Lの四口フラスコに入れ、ステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサ及び窒素導入管を取り付け、電熱マントルヒータ中で窒素気流下、200℃にて2時間、その後200℃で減圧(200mmHg)にて1時間撹拌しながら反応させた。得られたポリエステル樹脂は、体積平均粒径220nm、酸価25mgKOH/g、水酸基価12.5mgKOH/g、ガラス転移点49℃であった。また軟化点Tmは126℃であった。GPCによる重量平均分子量(Mw)は6000であった。
磁性トナーコア粒子B 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 25重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
前記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザ(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で十分混合撹拌、分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら49℃まで加熱し、49℃で20分間保持した後、pHを6.0に調整し撹拌を継続しながら97℃まで加熱した。97℃で30分保持後冷却し濾過後、40℃のイオン交換水3リットルで洗浄を3回繰り返し、真空乾燥させ、体積平均粒径D50vが6.9μmの磁性トナー粒子Bを得た。
(磁性トナー粒子Cの作製)
磁性トナーコア粒子B 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 72重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
を実施例1と同様に加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤C(磁性トナーC)を得た。磁性トナーCの体積平均粒径D50vは7.3μm、磁性体露出量は0.6%、離型剤露出量は1.2%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.44であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、51.4重量%であった。磁性トナーCの飽和磁化は47.3A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナーコア粒子Dの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=130000、Tm=110℃) 16重量部
6面体マグネタイト(体積平均粒径0.12μm、飽和磁化85A・m2/kg)
78重量部
ポリエチレンワックス(融点78℃) 6重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度170℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=23g/10min)により混練した。冷却後、粗粉をKTMを用いて微粉砕し、体積平均粒径D50vが、5.8μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが6.2μmの磁性トナーコア粒子Dを得た。
磁性トナーコア粒子D 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 20重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤D(磁性トナーD)を得た。磁性トナーDの体積平均粒径D50vは6.4μm、磁性体露出量は7.4%、離型剤露出量は2.1%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.43であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、72.1重量%であった。磁性トナーDの飽和磁化は61.3A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナーコア粒子Eの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=130000、Tm=110℃) 14重量部
8面体マグネタイト(体積平均粒径0.12μm、飽和磁化92A・m2/kg)
78重量部
ポリエチレンワックス(融点78℃) 8重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度180℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=28g/10min)により混練した。冷却後、粗粉をKTMを用いて微粉砕し、体積平均粒径D50vが、5.8μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが6.2μmの磁性トナーコア粒子Eを得た。
磁性トナーコア粒子E 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 150重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤E(磁性トナーE)を得た。磁性トナーEの体積平均粒径D50vは6.9μm、磁性体露出量は0.05%、離型剤露出量は0.80%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.41であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、50.6重量%であった。磁性トナーEの飽和磁化は46.6A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナー粒子Fの作製)
磁性トナーコア粒子E 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 10重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤F(磁性トナーF)を得た。磁性トナーFの体積平均粒径D50vは6.7μm、磁性体露出量は7.7%、離型剤露出量は10.3%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.66であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、61.8重量%であった。磁性トナーFの飽和磁化は58.7A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナーコア粒子Gの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=130000、Tm=110℃) 25重量部
6面体マグネタイト(体積平均粒径0.12μm、飽和磁化84A・m2/kg)
65重量部
ポリエチレンワックス(融点78℃) 9重量部
負帯電制御剤(Fe含有アゾ染料、商品名T−77、保土ヶ谷化学社製)1重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度170℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=21g/10min)により混練した。冷却後、粗粉をKTMを用いて微粉砕し、体積平均粒径D50vが、5.5μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが5.8μmの磁性トナーコア粒子Gを得た。
磁性トナーコア粒子G 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 20重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤G(磁性トナーG)を得た。磁性トナーGの体積平均粒径D50vは6.0μm、磁性体露出量は1.8%、離型剤露出量は3.4%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.58であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、59.9重量%であった。磁性トナーGの飽和磁化は50.3A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナーコア粒子Hの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=130000、Tm=110℃) 14重量部
8面体マグネタイト(体積平均粒径0.10μm、飽和磁化96A・m2/kg)
78重量部
ポリエチレンワックス(融点78℃) 8重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度180℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=26g/10min)により混練した。冷却後、粗粉をKTMを用いて微粉砕し、体積平均粒径D50vが、5.5μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが5.6μmの磁性トナーコア粒子Hを得た。
磁性トナーコア粒子H 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 20重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤H(磁性トナーH)を得た。磁性トナーHの体積平均粒径D50vは5.9μm、磁性体露出量は6.9%、離型剤露出量は5.6%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.49であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、71.9重量%であった。磁性トナーHの飽和磁化は69.0A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナーコア粒子Iの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=130000、Tm=110℃) 20重量部
6面体マグネタイト(体積平均粒径0.12μm、飽和磁化92A・m2/kg)
70重量部
ポリエチレンワックス(融点78℃) 10重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度170℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=23g/10min)により混練した。冷却後、粗粉をKTMを用いて微粉砕し、体積平均粒径D50vが、6.2μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが6.5μmの磁性トナーコア粒子Aを得た。
磁性トナーコア粒子I 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 90重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様に加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤C(磁性トナーI)を得た。磁性トナーIの体積平均粒径D50vは6.9μm、磁性体露出量は0.2%、離型剤露出量は1.7%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.42であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、52.6重量%であった。磁性トナーIの飽和磁化は48.4A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナー粒子Jの作製)
磁性トナーコア粒子I 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 10重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤J(磁性トナーJ)を得た。磁性トナーJの体積平均粒径D50vは6.6μm、磁性体露出量は5.8%、離型剤露出量は10.1%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.68であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、66.7重量%であった。磁性トナーJの飽和磁化は61.3A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナーコア粒子Kの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=130000、Tm=110℃) 20重量部
6面体マグネタイト(体積平均粒径0.12μm、飽和磁化85A・m2/kg)
70重量部
ポリエチレンワックス(融点95℃) 9重量部
負帯電制御剤(Fe含有アゾ染料、商品名T−77、保土ヶ谷化学社製)1重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度180℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=23g/10min)により混練した。冷却後、粗粉をKTMを用いて微粉砕し、体積平均粒径D50vが、5.4μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが5.7μmの磁性トナーコア粒子Kを得た。
磁性トナーコア粒子K 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 20重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤K(磁性トナーK)を得た。磁性トナーKの体積平均粒径D50vは6.1μm、磁性体露出量は5.8%、離型剤露出量は7.7%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.42であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、66.5重量%であった。磁性トナーKの飽和磁化は61.2A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナーコア粒子Lの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=250000、Tm=124℃) 25重量部
8面体マグネタイト(体積平均粒径0.12μm、飽和磁化92A・m2/kg)
65重量部
ポリエチレンワックス(融点95℃) 3重量部
パラフィンワックス(融点79℃) 5重量部
負帯電制御剤(Fe含有アゾ染料、商品名T−77、保土ヶ谷化学社製)2重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度175℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=21g/10min)により混練した。冷却後粗粉砕微粉砕し、体積平均粒径D50vが、6.4μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが6.6μmの磁性トナーコア粒子Lを得た。
磁性トナーコア粒子L 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 20重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤L(磁性トナーL)を得た。磁性トナーLの体積平均粒径D50vは6.9μm、磁性体露出量は4.8%、離型剤露出量は6.9%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.43であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、59.9重量%であった。磁性トナーLの飽和磁化は55.1A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナー粒子Mの作製)
実施例1の磁性トナー粒子A作製材料を用いてヘンシェルミキサで混合後これを設定温度140℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=14g/10min)により混練した。冷却後粗粉砕微粉砕し、体積平均粒径D50vが、7.2μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが7.5μmの磁性トナー粒子Mを得た。
(コア用樹脂分散液1の作製)
スチレン 350重量部
アクリル酸ブチル 50重量部
アクリル酸 8重量部
ドデシルメルカプタン 10重量部
四臭化炭素 3重量部
上記各成分を予め混合して溶解し、溶液を調製しておき、非イオン性界面活性剤(三洋化成社製、ノボニール)7重量部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR)10重量部をイオン交換水520重量部に溶解した界面活性剤溶液と、前記溶液とをフラスコに投入し、加圧分散機(同栄商事社製)ゴーリンホモジナイザーにより機械分散させて乳化した。10分間ゆっくりと混合しながら更に、過硫酸アンモニウム3重量部を溶解したイオン交換水70重量部を投入し、窒素置換を行った。その後、フラスコを撹拌しながらオイルバスで内容物が70℃になるまで加熱し、6時間そのまま乳化重合を継続した。その後、この反応液を室温まで冷却して、体積平均粒径D50vが148nm、ガラス転移点が51.2℃、重量平均分子量Mwが21000のコア用樹脂分散液(1)を得た。
ポリエチレンワックス(融点109℃) 100重量部
アニオン界面活性剤(竹本油脂社製、パイオニンA−45−D) 2重量部
イオン交換水 500重量部
上記各成分を混合して溶解させ、ホモジナイザ(IKA社製、ウルトラタラックス)を用いて分散させた後、圧力吐出型ホモジナイザで分散処理し、体積平均粒径280nmの離型剤粒子(ポリエチレンワックス)を分散させてなる離型剤分散液(1)を得た。
コア用樹脂分散液(1) 37重量部
8面体マグネタイト(体積平均粒径0.22μm、飽和磁化92A・m2/kg)
57重量部
離型剤分散液(1) 4重量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50) 2重量部
イオン交換水 100重量部
上記各成分を丸底ステンレス製フラスコ中でホモジナイザ(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて混合分散させた後、加熱用オイルバスで50℃まで撹拌しながら加熱し、50℃で30分保持して凝集粒子を形成した。得られた凝集粒子の一部を光学顕微鏡で観察したところ、凝集粒子の体積平均粒径は約6.1μmであった。この凝集粒子液に、シェル用樹脂分散液(1)を緩やかに10重量部追加し、更に50℃で30分間加熱撹拌し、凝集粒子液Lを得た。得られた凝集粒子液を光学顕微鏡で観察すると、凝集粒子の体積平均粒径は約6.8μmであった。pHを6.0に調整し撹拌を継続しながら97℃まで加熱した。97℃で30分保持後冷却し濾過後、40℃のイオン交換水3リットルで洗浄を3回繰り返し、真空乾燥させ、体積平均粒径D50vが6.9μmの磁性トナー粒子Nを得た。
(磁性トナーコア粒子Oの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=130000、Tm=110℃) 40重量部
6面体マグネタイト(体積平均粒径0.12μm、飽和磁化85A・m2/kg)
50重量部
ポリエチレンワックス(融点78℃) 9重量部
負帯電制御剤(Fe含有アゾ染料、商品名T−77、保土ヶ谷化学社製)1重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度140℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=16g/10min)により混練した。冷却後、粗粉をKTMを用いて微粉砕し、体積平均粒径D50vが、6.8μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが7.0μmの磁性トナーコア粒子Oを得た。
磁性トナーコア粒子O 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 20重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様に加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤O(磁性トナーO)を得た。磁性トナーOの体積平均粒径D50vは7.2μm、磁性体露出量は4.7%、離型剤露出量は6.8%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.48であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、46.1重量%であった。磁性トナーOの飽和磁化は39.2A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナーコア粒子Pの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=130000、Tm=110℃) 10重量部
6面体マグネタイト(体積平均粒径0.12μm、飽和磁化85A・m2/kg)
80重量部
ポリエチレンワックス(融点78℃) 10重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度160℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=21g/10min)により混練した。冷却後、粗粉をKTMを用いて微粉砕し、体積平均粒径D50vが、4.9μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが5.3μmの磁性トナーコア粒子Pを得た。
磁性トナーコア粒子P 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 10重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤P(磁性トナーP)を得た。磁性トナーPの体積平均粒径D50vは5.4μm、磁性体露出量は8.5%、離型剤露出量は3.3%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.29であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、76.2重量%であった。磁性トナーPの飽和磁化は64.8A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナー粒子Qの作製)
磁性トナーコア粒子P 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 160重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤Q(磁性トナーQ)を得た。磁性トナーQの体積平均粒径D50vは6.1μm、磁性体露出量は0.0%、離型剤露出量は0.2%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.11であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、50.8重量%であった。磁性トナーQの飽和磁化は43.2A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナー粒子Rの作製)
磁性トナーコア粒子D 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 5重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤R(磁性トナーR)を得た。磁性トナーRの体積平均粒径D50vは6.3μm、磁性体露出量は8.3%、離型剤露出量は4.2%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.50であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、74.8重量%であった。磁性トナーRの飽和磁化は63.6A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
6面体マグネタイトの飽和磁化が71A・m2/kgのものを使用した以外は実施例1と同様にして磁性現像剤S(磁性トナーS)を得た。磁性トナーSの体積平均粒径D50vは7.1μm、磁性体露出量は0.3%、離型剤露出量は4.5%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.50であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、62.4重量%であった。磁性トナーSの飽和磁化は44.3A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
6面体マグネタイトの飽和磁化が115A・m2/kgのものを使用した以外は実施例1と同様にして磁性トナー粒子Tを含む磁性現像剤T(磁性トナーT)を得た。磁性トナーTの体積平均粒径D50vは7.2μm、磁性体露出量は0.3%、離型剤露出量は4.7%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.50であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、62.6重量%であった。磁性トナーTの飽和磁化は72.0A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナー粒子Uの作製)
磁性トナーコア粒子I 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 110重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様にして加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤U(磁性トナーU)を得た。磁性トナーUの体積平均粒径D50vは6.5μm、磁性体露出量は0.11%、離型剤露出量は1.4%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.37であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、50.1重量%であった。磁性トナーUの飽和磁化は46.1A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
(磁性トナーコア粒子Vの作製)
結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体(組成比80/20、Mw=130000、Tm=110℃) 18重量部
6面体マグネタイト(体積平均粒径0.12μm、飽和磁化92A・m2/kg)
68重量部
ポリエチレンワックス(融点78℃) 14重量部
上記の混合材料をヘンシェルミキサにて粉体混合し、これを設定温度165℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度MI=26g/10min)により混練した。冷却後、粗粉をKTMを用いて微粉砕し、体積平均粒径D50vが、6.1μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して、体積平均粒径D50vが6.3μmの磁性トナーコア粒子Aを得た。
磁性トナーコア粒子V 100重量部
シェル用樹脂分散液A(固形分35%) 10重量部
ポリ塩化アルミニウム 2重量部
イオン交換水 500重量部
実施例1と同様に加熱、冷却、洗浄後、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサを用いて混合することにより磁性現像剤C(磁性トナーV)を得た。磁性トナーVの体積平均粒径D50vは6.4μm、磁性体露出量は0.52%、離型剤露出量は16.8%であった。また離型剤ドメイン径A/Dは0.76であった。トナー重量に対する磁性体の含有量は、64.5重量%であった。磁性トナーVの飽和磁化は59.3A・m2/kgであった。評価結果を表1に示す。
図2に示すような、小型の画像形成装置を用いて、両面モノクロ画像を画像比率1%〜4%の混合チャートで連続して2000枚及び5000枚の走行テストを行った。現像装置は現像剤担持体近傍(現像剤担持体表面から50mm離れたところ)に温度センサを設置した。現像剤は、実施例1の磁性現像剤Aを使用した。このトナーのガラス転移点は55℃であることから、トナー強制排出モードへの切り替えは45℃に設定した。トナー強制排出はプリント100枚に1回、Cin100%のベタ画像とした。外径14mmの単層構造である帯電ロール表面を用い、トナーに大粒径外添剤を使用していないことから、帯電ロール表面をクリーニングする機構が設けず、低コスト化が図られている。用紙に直接画像を外径18mm半導電性発泡転写ロールによって行う画像形成装置を用いた。
走行テスト後における、プリント上のソリッドパッチ部の濃度をX−rite社製X−rite404を用いて3回測定しそのパッチ数に応じて平均値を一枚の画像濃度として、100枚ごとに上記測定を実施し、5000枚の平均値を算出した。濃度低下を以下の基準で評価した。評価結果を表2に示す。
◎:1.42以上
○:1.4以上1.42未満
△:1.33以上1.4未満
×:1.2以上1.33未満
××:1.2未満
現像装置に温度センサを設置せず、高密度画像を印刷するシステムとしなかった以外は、実施例11と同様にして、2000枚及び5000枚の走行テストを行った。評価結果を表2に示す。
トナー強制排出モードへの切り替えを40℃に設定した以外は、実施例11と同様にして、2000枚及び5000枚の走行テストを行った。評価結果を表2に示す。
Claims (5)
- 結着樹脂と磁性体と離型剤とを含む静電荷像現像用トナーであって、
前記トナーの体積平均粒径D50vが4.5〜8.0μmの範囲であり、
前記磁性体の含有量がトナー重量に対して50〜75重量%の範囲であり、
前記トナーの飽和磁化が45〜70A・m2/kgの範囲であり、
トナー表面の前記磁性体の露出量がX線光電子分光分析において0.02〜8.0%の範囲であり、
トナー中の前記離型剤のドメイン平均長径をAとして、前記トナーの体積平均粒径D50vをDとすると、A/Dが0.4〜0.7の範囲であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 結着樹脂と磁性体と離型剤とを含む静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
前記結着樹脂と磁性体と離型剤とを混練してから粉砕する混練粉砕法にてコア粒子を作製する工程と、
水系媒体に被覆用結着樹脂が分散された樹脂分散液により前記コア粒子を被覆する被覆工程と、
を含み、
前記トナーの体積平均粒径D50vが4.5〜8.0μmの範囲であり、
前記磁性体の含有量がトナー重量に対して50〜75重量%の範囲であり、
前記トナーの飽和磁化が45〜70A・m2/kgの範囲であり、
トナー表面の前記磁性体の露出量がX線光電子分光分析において0.02〜8.0%の範囲であり、
トナー中の前記離型剤のドメイン平均長径をAとして、前記トナーの体積平均粒径D50vをDとすると、A/Dが0.4〜0.7の範囲であることを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 静電荷像担持体表面に静電荷像を形成し、磁性トナーを含む現像剤を用いて前記静電荷像を現像して転写材に転写する画像形成装置であって、
静電荷像担持体と、
前記静電荷像担持体を帯電する帯電手段と、
前記帯電をされた静電荷像担持体を露光し画像情報に応じて静電荷像を形成する露光手段と、
前記現像剤により前記静電荷像上にトナー画像を形成し可視化する現像手段と、
前記静電荷像担持体の表面に形成されたトナー画像を転写材の表面に転写する転写手段と、
前記転写材の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を有し、
前記磁性トナーは、請求項1に記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。 - 静電荷像担持体表面に静電荷像を形成し、磁性トナーを含む現像剤を用いて前記静電荷像を現像して転写材に転写する画像形成装置であって、
静電荷像担持体と、
前記静電荷像担持体を帯電する帯電手段と、
前記帯電をされた静電荷像担持体を露光し画像情報に応じて静電荷像を形成する露光手段と、
前記現像剤により前記静電荷像上にトナー画像を形成し可視化する現像手段と、
前記静電荷像担持体の表面に形成されたトナー画像を転写材の表面に前記転写材を介して直接接触して転写する転写手段と、
前記転写材の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
前記現像手段付近の温度を検知する温度検知手段と、
を有し、
前記磁性トナーは、請求項1に記載の静電荷像現像用トナーであり、
前記温度検知手段により検知された温度が所定の基準温度以上の時に、40%以上の画像密度を有する高密度画像を印刷することを特徴とする画像形成装置。 - 静電荷像担持体表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、磁性トナーを含む現像剤を用い、前記静電荷像担持体表面に形成された静電荷像を現像してトナー画像を形成する現像工程と、前記静電荷像担持体表面に形成されたトナー画像を転写材表面に転写する転写工程と、前記転写材表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を含む画像形成方法であって、
前記磁性トナーは、請求項1に記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成方法。
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