JP2014186322A - 画像形成装置、トナーセット、現像剤、画像形成方法及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有色トナーを用いてカラー画像を形成するカラー画像形成手段と、該カラー画像上に透明トナーを用いて透明画像を形成する透明画像形成手段と、定着手段とを備え、前記透明トナー及び有色トナーはそれぞれ、離型剤と、結着樹脂とを含有し、前記結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂と、非結晶性樹脂とを含み、フーリエ変換赤外分光分析装置を用いた赤外分光法によって得られた前記結晶性ポリエステル樹脂の赤外吸収スペクトルにおける最大立ち上がりピーク点の高さをW、前記非結晶性樹脂の赤外吸収スペクトルにおける最大立ち上がりピーク点の高さをRとし、W/Rを有色トナーがX1、透明トナーがX2とした場合、下記式1および2をいずれも満足することを特徴とする。
0≦X2−X1≦0.75 …式1
0.05≦X2≦0.80 …式2
【選択図】図1
Description
しかしながら、着色剤を含有しない透明トナーと着色剤を含有する有色トナーとを同時に作像する際には、画像色特性の均一性に低下や、光沢ムラが悪化するという問題が生じる。特に、カラー画像上に透明画像を重ねて設ける画像形成システムでは、画像色特性の均一性に低下や、光沢ムラの問題がより発生しやすい傾向が見られる。
そのため、利用者の高光沢透明トナーへのニーズと、透明トナーを用いることによる有色トナー色特性均一性低下、光沢ムラによる画像品質低下の防止ないし抑制とを両立させる必要がある。これを充足するには、定着時にいかに有色トナーと透明トナーの溶融具合を同じ状態にできるかが重要である。
しかしながら、離型性を向上させるだけでは、透明トナーと有色トナーの溶融具合を同じにすることは達成できず、利用者の要求を満たすには至っていない。
しかしながら、上記特許文献1〜7のいずれにおいても透明トナーと有色トナーの溶融具合を同じにするには至っていない。
このヒータにより定着ローラと加圧ローラとが接するニップ部を加熱し、ニップ部を通過する用紙上に付着したトナーを、加熱定着することで定着画像を得る。
定着ローラまたはベルトの構成としては、基材層の上には、蓄熱層が形成され、蓄熱層としては、熱容量が大きくしかも熱輸送量の高い材料が適している。更に上に離型層を設ける構成が知られているが、透明トナーと有色トナーの溶融具合を同じにするには至っていない。
また近年、産業、広告分野でのプロダクトプリンタ等において、厚紙、凹凸紙の使用のニーズが高まっているが、厚紙、凹凸紙で画像形成する際、既存の画像形成装置では薄紙以上に色特性均一性低下やトナー光沢ムラが発生しやすいという問題があった。
0≦X2−X1≦0.75 ・・・式1
0.05≦X2≦0.80 ・・・式2
0≦X2−X1≦0.75 ・・・式1
0.05≦X2≦0.80 ・・・式2
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
効果のメカニズムは明らかではないものの、定着機構で上下トナー層とも結晶性ポリエステルが均等にトナーの表面に染み出しやすく、有色トナーと透明トナー層同士の溶融具合が近い状態にしたことが要因ではないかと推定される。これは、融点しか有しない(Tgを有しない)結晶性ポリエステル樹脂を、有色トナー、透明トナーに本発明の規定範囲、規定式を満足させることによって生じるものである。
また、本発明における規定範囲、規定式を満たす有色トナー、透明トナーを用いることにより、厚紙、凹凸紙の場合であっても、記録媒体上のトナー層を定着機構で定着させる際に、熱エネルギーをトナー層全体に行き渡らせることができると推測される。このため、厚紙、凹凸紙の場合であっても、定着の際に発生する色特性均一性低下、トナー光沢ムラを抑制できる。
まず、かかるトナー(透明トナー、有色トナー)の基本的な構成について説明する。
また、フーリエ変換赤外分光分析装置を用いた赤外分光法(KBr全透過法)によって得られた前記結晶性ポリエステル樹脂の赤外吸収スペクトルにおける最大立ち上がりピーク点の高さをW、前記非結晶性樹脂の赤外吸収スペクトルにおける最大立ち上がりピーク点の高さをRとし、これらの比率W/Rを有色トナーがX1、透明トナーがX2とした場合、下記式1および2をいずれも満足する。
0.05≦X2≦0.80 ・・・式2
W/Rで示される結晶性ポリエステル樹脂ピーク比X2が0.05〜0.80であることが重要である。X2が0.05より小さい場合、定着時において結晶性ポリエステル樹脂がトナー内部から染み出されにくく、透明トナーと有色トナーの溶融具合を整えるのは困難であり、糸引きによる画像表面光沢ムラや、溶け切れないことによる色特性の均一性低下が発生し易くなる。X2が0.80より大きい場合、定着工程に到着する前の作像機構で結晶性ポリエステル樹脂がトナー表面から染み出しすぎて、キャリア汚染や、機内紙搬送コロなどを汚染し、パーツ寿命を短くし、不具合を発生する。
ここで、X2−X1が0.00〜0.75であることが好ましく、X2−X1が0.04〜0.35であることがより好ましい。
X2−X1が0.75より大きい場合は、透明トナーが有色トナーより溶けすぎて、定着ベルト等の定着部材と剥がれる際にトナー糸引きによる画像表面光沢ムラが発生しやすくなる。
X2−X1が0より小さい(マイナスの値)場合は、透明トナーが有色トナーより溶け切らず、延展性が不足し、画像下の有色トナー層の色特性均一性低下が発生しやすくなる。
トナー表面の結晶性ポリエステル樹脂ピーク比は、FT−IR(フーリエ変換赤外分光分析測定装置)を使用しKBr法(全透過法)でのKBrスペクトルからわかるピーク強度比より求める。
結晶性ポリエステル樹脂の赤外吸収スペクトルは、図示のように、波数1130cm−1〜1220cm−1の間に、吸光度が1番目に小さくなる立ち下がりピーク点(以下「第1立ち下がりピーク点Fp1」という。)と、吸光度が2番目に小さくなる立ち下がりピーク点(以下「第2立ち下がりピーク点Fp2」という。)との間に、吸光度が最大となる最大立ち上がりピーク点Mp(Mpは1183cm-1である。)がある。
第1立ち下がりピーク点Fp1と第2立ち下がりピーク点Fp2とを結ぶ線分をベースラインとする。そして、最大立ち上がりピーク点Mpから横軸に向けて垂線を引き、ベースラインとの交点における吸光度と、最大立ち上がりピーク点Mpにおける吸光度との差分の絶対値を、最大立ち上がりピーク点Mpの高さWとする。
非結晶性ポリエステル樹脂の赤外吸収スペクトルは、図示のように、波数780cm−1〜900cm−1の間に、最大立ち上がりピーク点Mp(Mpは699cm-1である。)と、吸光度が最小となる第1立ち下がりピーク点Fp1と、吸光度が2番目に小さくなる第2立ち下がりピーク点Fp2があり、最大立ち上がりピーク点Mpが第1立ち下がりピーク点Fp1と第2立ち下がりピーク点Fp2との間に位置している。第1立ち下がりピーク点Fp1と第2立ち下がりピーク点Fp2とを結ぶ線分をベースラインとする。そして、最大立ち上がりピーク点Mpから横軸に向けて垂線を引き、このベースラインとの交点における吸光度と、最大立ち上がりピーク点Mpにおける吸光度との差分の絶対値を、最大立ち上がりピーク点Mpの高さRとする。また、W/Rをピーク比(W/R値)とする。
以下、本発明に用いられる、着色剤を含有する有色トナーと透明な(着色剤を含有しない)透明トナーに用いられる原材料(トナー材料)について順次説明する。
<非結晶性ポリエステル樹脂>
非結晶性ポリエステル樹脂としては周知慣用のものを用いることができるが、少なくとも、エステル結合と、エステル結合以外の結合単位を含む変性ポリエステルが用いられることが好ましい。結着樹脂前駆体は前記変性ポリエステルを生成可能な樹脂前駆体である。この結着樹脂前駆体として、活性水素基を有する化合物と、該化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有するポリエステルを含有するものが好適である。例えば、活性水素基と反応可能な官能基を有するポリエステルとしてイソシアネート基を有するポリエステル〔ポリエステルプレポリマー(A)〕を使用する場合には、以下のような方法で製造することができる。
前述のように、本発明に用いられるトナーを構成する母体粒子の結着樹脂として、結晶性ポリエステル樹脂〔以下、結晶性ポリエステル(iii)とする〕が含有される。
結晶性ポリエステル(iii)は、アルコール成分と酸成分の反応により得られたものであり、少なくとも融点を有するポリエステルである。
結晶性ポリエステル(iii)の分子量については、分子量分布がシャープで低分子量のものが低温定着性に優れるため、o−ジクロロベンゼンに可溶分のGPCによる分子量分布で、横軸をlog(M)、縦軸を重量%で表した分子量分布図で以下の条件を満たすことが好ましい。該好ましい条件とは、ピーク位置が3.5〜4.0の範囲にあり、ピークの半値幅が1.5以下であり、重量平均分子量(Mw)で1000〜6500、数平均分子量(Mn)で500〜2000、Mw/Mnが2〜5であることである。
なお、GPCとはGel Permeation Chromatography(ゲル浸透クロマトグラフィ)の略称である。
分散粒子径の長軸径を0.2〜3.0μmの範囲に制御することで、母体粒子中での特エステルワックスの微分散をより確実にし、定着ギャップで母体粒子表面にワックスが染み出し時におけるワックスの偏在を抑制することができる。
50℃未満の場合、有色トナーと透明トナーの熱保存性が悪くなり、保管過程で固まってしまい、流動性が劣る。
150℃を超える場合、定着時において離型剤が有色トナーと透明トナー内部から染み出されにくく、有色トナーと透明トナーの溶け方に違いが生じやすく、画像表面光沢ムラや、色特性再現が悪化されやすい。
また、本発明における有色トナー及び透明トナーに用いる離型剤は周知慣用のものを用いることができるが、エステルワックスを用いることが好ましい。特に合成エステルワックスを用いることが好ましい。更に長鎖直鎖飽和脂肪酸と長鎖直鎖飽和アルコールから得られるモノエステルワックスであることが好ましい。
これらの離型剤を用いることにより、有色トナー及び透明トナーの定着機構での溶け方がより同じになるため、好ましい。また、これらの離型剤を用いることによりトナー、及びトナー中の合成エステルワックスが定着ベルトと画像が剥がれる際、画像最表層の透明トナー中の離型剤がトナー表面に染み出し、定着の際に発生する光沢ムラの回避が有利になることで良好な画像形成が可能である。
合成エステルワックスの例としては、長鎖直鎖飽和脂肪酸と長鎖直鎖飽和アルコールから合成されるモノエステルワックスが挙げられる。
また長鎖直鎖飽和アルコールはCnH2n+1OHで表わされ、n=5〜28程度のものが好ましく用いられる。
一方長鎖直鎖飽和アルコールの具体例としては、アミルアルコール,ヘキシールアルコール,ヘプチールアルコール,オクチルアルコール,カプリルアルコール,ノニルアルコール,デシルアルコール,ウンデシルアルコール,ラウリルアルコール,トリデシルアルコール,ミリスチルアルコール,ペンタデシルアルコール,セチルアルコール,ヘプタデシルアルコール,ステアリルアルコール,ノナデシルアルコール,エイコシルアルコール,セリルアルコールおよびヘプタデカン1オール等が挙げられる。
なお、かかる脂肪酸およびアルコールは、炭素数5以上の直鎖状の構造を有していれば、本発明における効果を損なわない範囲で、例えば低級アルキル基、アミノ基、ハロゲン等の置換基を有していてもよい。
また合成エステルワックスの別の例として、硼酸と長鎖直鎖飽和アルコールから合成されるトリエステルワックスが挙げられる。
該硼酸は無水硼酸または3塩化硼素が用いられる。
硼酸トリエステルの合成方法は例えば無水硼酸1モルに対して、長鎖直鎖飽和アルコール3モルを攪拌機を備えた丸底フラスコに投入し、通常約120℃以上で反応を行い製造する。
その後残査をアルコール、エーテルなどで精製して得られる。
該ネオペンチル型ポリオールの例としてはネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。
これらのネオペンチル型ポリオールの中ではペンタエリスリトールが最も保存性が良好となり好ましい。
また、ジカルボン酸の例としてはシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの脂肪族飽和ジカルボン酸類、マレイン酸、フマル酸などの脂肪族不飽和ジカルボン酸類、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸類などが挙げられる。
これらのジカルボン酸類の中ではシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸などの短鎖脂肪族ジカルボン酸が融点が低くなり、定着性が向上するために好ましい。
該オリゴエステルワックスの合成方法はネオペンチル型ポリオールとジカルボン酸と長鎖直鎖飽和脂肪酸とを攪拌機、コンデンサーを備えた丸底フラスコに投入し、少量の硫酸を加えて約130℃で4時間加熱還流させる。
残査をメチルエーテルなどで精製して得られる。
この温度は低いほど低温定着性が良好となるが、40℃未満であると透明トナーの保存性が、また90℃を超えると低温での定着特性が悪化するおそれがあり好ましくない。
1%未満の場合、定着時ワックスがトナー内部から染み出しが不足し、有色トナーと透明トナーの画像表面離型性が劣り、定着部材を剥がれる際の画像表面に糸引きが発生しやすく、光沢ムラが悪化されやすい。
20%を超える場合、定着時ワックスがトナー表面から染み出しすぎて、後工程で機内紙搬送コロなどを汚染し、パーツ寿命を阻害し、不具合を発生する。
なお、必要に応じて、トナーに帯電制御剤を含有させてもよい。このような帯電制御剤としては公知のものを使用することができる。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、サリチル酸金属塩および、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−901、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。
本発明に用いられるトナーのうち、有色トナーは着色剤を含有する。
本発明において用いることができる着色剤としては、特に制限はなく、一般的な染料、顔料を用いることができる。
トナーは、トナー材料の原液(油相)を、水系媒体(水相)中で乳化又は分散させた後、脱溶剤によって造粒された粒子(着色粒子)によって形成される母体粒子から構成されるものである。母体粒子を有するトナーの流動性や現像性、帯電性、クリーニング性を補助する目的で、母体粒子表面に外添剤を添加してもよい。母体粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5[nm]〜2[μm]であることが好ましく、特に5[nm]〜500[nm]であることが好ましい。また、母体粒子を有するトナーのBET法による比表面積は、20〜500[m2/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。
一実施形態に係るトナーは、少なくとも、離型剤と、結着樹脂及び/または結着樹脂前駆体と、を含む材料を有機溶媒に溶解又は分散させてトナー材料の原液(油相)を調製する工程と、この原液を水系媒体(水相)中で乳化又は分散させた後、脱溶剤して母体粒子を形成する工程とを経て製造されるものである。透明トナーをこの方法で製造することにより、定着時に結晶性ポリエステル樹脂がトナー表面に染み出し、定着の際に発生する色特性均一性低下及び光沢ムラの回避が十分になることで良好な画像形成が可能となる。
以下、製造方法の一例を説明するが、本発明はこの一例に限られるものではない。
また、前述のように必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いた方が、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
本発明に係る現像剤は、前記トナーを含むものであり、好ましくはキャリアと前記トナーとを含む。
キャリアとトナーの含有比としては、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200[μm]程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものを用いることができる。
本発明に係る画像形成装置は、1色以上の有色トナーを用いてカラー画像を記録媒体上に形成するカラー画像形成手段と、該カラー画像形成手段により形成されたカラー画像上に、透明トナーを用いて透明画像を形成する透明画像形成手段と、前記記録媒体上に担持された前記カラー画像及び前記透明画像を当該記録媒体に定着させる定着手段と、を備えてなる。
また、本発明に係るプロセスカートリッジは、上記の画像形成装置に用いられ、画像形成装置本体に着脱自在であり、少なくとも像担持体と、1色以上の有色トナーを用いてカラー画像を記録媒体上に形成するカラー画像形成手段と、該カラー画像形成手段により形成されたカラー画像上に、透明トナーを用いて透明画像を形成する透明画像形成手段と、を一体に備えてなる。また、さらに帯電手段、クリーニング手段、その他の手段を一体に備えていてもよい。
画像形成装置100は、カラーレーザプリンタであるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置100は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。画像形成装置100は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、OHPシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体として画像形成を行なうことが可能である。
画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、無色透明(W)の各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての潜像担持体である感光体ドラム20Y、20M、20C、20Wを平行配設したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式を採用している。
張架ローラ66は、転写ベルト11に、転写に適した所定の張力を与える加圧部材としてのテンションローラたる機能を有している。
補助ローラ95は、定着ベルト92の外周面に、定着ベルト92に対してオフセットする状態で当接するように配設されており、定着ベルト92を張架している。
定着ローラ93、定着ベルト92はそれぞれ単独で、あるいはこれらの総称で、定着部材と言われるものである。
定着装置6のその余については後述する。
クリーニング装置71Yは感光体ドラム20Yに対してカウンター方向で当接した図示しないクリーニングブレードである弾性ゴムブレードを備えており、1次転写ローラ12Yによる1次転写後に感光体ドラム20Y上に残留しているトナーをクリーニングブレードによって感光体ドラム20Yから掻き落として除去し感光体ドラム20Yをクリーニングする。
現像装置80Yにおいて用いられるトナー、言い換えると画像形成装置100において用いられるトナーの詳細については後述する。
ゴム層92bの材質は、基材層92aの材質と異なる材質であって、熱容量が大きくしかも熱輸送量の高い材料から選択される、蓄熱層として機能するものとなっている。ゴム層92bの材質は、具体的には、ゴム系の材料が適しており、とくにシリコーンゴムが好ましい。
離型層92cは、定着ベルト92の最上面を為し、トナーと接する定着面として用いられるので、離型性が特に重要視される。そこで、離型層92cは離型性を担保するのに非常に有用なフッ素系の材料によって構成される。本形態では、離型層92cは、フッ素樹脂、具体的にはPFAによって構成されており、フッ素樹脂層となっている。
ゴム層92bは蓄熱機能を重視するため、その層厚L1は400μm以上、1200μm以下の範囲とすることが好ましい。これは、層厚L1が400μmより小さいと蓄熱効果が十分現われず、トナーへの熱量が不充分になりやすく、光沢ムラが発生しやすくなるとともに、逆に、1200μmより大きいと熱慣性が大きくなりすぎ、立ち上がり特性が悪くなることによるものである。
これに対し、離型層92cは離型性を重視して用いるので、その層厚L2は層厚L1に比べ小さくても充分その機能を果たすものであり、1.5μm以上、20μm以下の範囲とすることが好ましい。これは、層厚L2が1.5μmより小さいと、耐久性が不足するとともに、逆に、20μmより大きいと熱輸送量に問題が生じ、光沢ムラが発生しやすくなることによるものである。
本発明者は、様々な性状のトナーを得るために、まず、トナーの材料を以下のようにして作製した。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水700重量部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30:三洋化成工業製)12重量部、スチレン140重量部、メタクリル酸140重量部、及び過硫酸アンモニウム1.5重要部を仕込んだ。そして、450回転/分で20分間撹拌して得られた白色の乳濁液を系内温度78[℃]まで昇温し、6時間反応させた。その乳濁液に、1%過硫酸アンモニウム水溶液を35重量部加え、82[℃]で8時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。この[微粒子分散液1]の体積平均粒径をLA−920で測定したところ(詳細は後述する)、0.30[μm]であった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。その樹脂分のTgは151[℃]であった。
水1000重量部、[微粒子分散液1]95重量部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50[%]水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製)50重量部、及び酢酸エチル95重量部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とした。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物240重量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物540重量部、テレフタル酸220重量部、アジピン酸55重量部、及びジブチルチンオキサイド4重量部を入れた。そして、常圧下、250[℃]で8時間反応した後、10〜20[mmHg]の減圧で5時聞反応させた。その後、反応容器に無水トリメリット酸50部を入れ、190[℃]、常圧で5時間反応させて[低分子ポリエステル1]を得た。この[低分子ポリエステル1]は、数平均分子量2600、重量平均分子量7000、Tg44[℃]、酸価23[mgKOH/g]であった。
冷却管、撹拌機及び窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物680重量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物82重量部、テレフタル酸280重量部、無水トリメリット酸23重量部、及びジブチルチンオキサイド2重量部を入れた。そして、常圧且つ250[℃]で8時間反応させてから、10〜20[mmHg]の減圧環境下で5時間反応させて[中間体ポリエステル1]を得た。この[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2300、重量平均分子量10000、Tg59[℃]、酸価0.5[mgKOH/g]、水酸基価52[mgKOH/g]であった。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,4−ブタンジオール27モル、フマル酸23モル、無水トリメリット酸1.70モル、及びハイドロキノン6.5[g]を入れた。そして、170[℃]で10時間反応させた後、220[℃]に昇温して3時間反応させ、さらに、8.3KPaにて3時間反応させて[結晶性ポリエステル1]を得た。この[結晶性ポリエステル1]は、融点(DSCの吸熱ピーク温度)150[℃]、Mn1000、Mw5000であった。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,4−ブタンジオール27モル、フマル酸23モル、無水トリメリット酸1.70モル、及びハイドロキノン6.5[g]を入れた。そして、140[℃]で3時間反応させた後、190[℃]に昇温して0.5時間反応させ、さらに、8.3KPaにて0.5時間反応させて[結晶性ポリエステル2]を得た。この[結晶性ポリエステル2]は、融点(DSCの吸熱ピーク温度)50[℃]、Mn600、Mw2500であった。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン180重量部とメチルエチルケトン80重量部とを仕込み、50℃で6時間反応させて[ケチミン化合物1]を得た。この[ケチミン化合物1]のアミン価は420[mgKOH/g]であった。
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]420重量部、エステルWAX(酸化:0.1KOHmg/g 融点:65℃):110部(120℃における溶融粘度が1.1mPa・秒)、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)22重量部、及び酢酸エチル1000重量部を仕込んだ。そして、撹拌しながら80[℃]に昇温し、80[℃]のまま10時間保持した後、1時間で24[℃]に冷却した。次いで、この容器に酢酸エチル550部を仕込み、1時間混合して[原料溶解液1]を得た。この[原料溶解液1]を別の容器において、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1[kg/hr]、ディスク周速度6[m/秒]、直径0.5[mm]のジルコニアビーズを80体積%充填した。そして、3パスの条件で分散させた。その後、[低分子ポリエステル1]の63[%]酢酸エチル溶液1000重量部を加え、前述の条件のビーズミルで1パスして[WAX分散液1]を得た。この[WAX分散液1]の固形分濃度(120℃、60分)は54重量%であった。
[WAX分散液1]の作製で用いたエステルWAX110部を、マイクロクリスタリンワックス(酸価:0.2KOHmg/g、融点:150℃)100重量部に変更した点の他は、[WAX分散液1]と同様にして、[WAX分散液2]を得た。
金属製の2L容器に[結晶性ポリエステル1]100[g]、及び酢酸エチル430[g]を投入し、80[℃]で加熱溶解もしくは加熱分散させた後、氷水浴中で急冷した。これにガラスビーズ(3mmφ)500[ml]を加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)で8時間攪拌を行い、体積平均粒径が0.4[μm]の[結晶性ポリエステル分散液1]を得た。
また、[結晶性ポリエステル1]115[g]を[結晶性ポリエステル2]115[g]に変更した以外、上記同様で[結晶性ポリエステル分散液2]を得た。
次に、これらの材料を用いて、トナーを製造した。
まず、次の乳化工程を行った。即ち、[WAX分散液1]620重量部、[プレポリマー1]110重量部、[結晶性ポリエステル分散液1]8重量部、及び[ケチミン化合物1]4.5重量部を容器に入れた。そして、TKホモミキサー(特殊機化製)にて8,000[rpm]で2分間混合した後、容器に[水相1]1400重量部を加え、TKホモミキサーで、回転数14,000[rpm]で30分間混合して[乳化スラリー1]を得た。
(1):濾過ケーキにイオン交換水100重量部を加え、TKホモミキサーにて12,000[rpm]、の回転数で混合した後、濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100重量部を加え、TKホモミキサーにて12,000[rpm]の回転数で混合した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸100重量部を加え、TKホモミキサーにて12,000[rpm]の回転数で10分間混合した後、濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300重量部を加え、TKホモミキサーにて12,000[rpm]の回転数にて10分間で混合した後、濾過する操作を2回行って[濾過ケーキ1]を得た。この[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45[℃]で48時間乾燥した後、目開き75[μm]メッシュで篩いにかけて[母体粒子1]を得た。
水1200部、顔料50部、ポリエステル樹脂(三洋化成製、RS801)60部を、さらには水30部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、各有色トナー用[マスターバッチ]を得た。
また、M色トナーの場合はPR269マゼンタ顔料50部を用いて[マスターバッチM]を得た。
同様に、Y色トナーの場合はPY155イエロー顔料を50部を用いて[マスターバッチY]を得た。
同様に、C色トナーの場合はPB15:3シアン顔料を50部を用いて[マスターバッチC]を得た。
下記組成をホモミキサーで10分間分散し、シリコーン樹脂被覆膜形成溶液を得た。芯材として体積平均粒径70μmの焼成フェライト粉を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚0.15μmになるように、スピラコーター(岡田精工社製)によりコーター内温度40℃で塗布し、乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて300℃で1時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き125μmの篩を用いて解砕し、キャリアを作製した。
[固形分23%、SR2410、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製]
・アミノシラン・・・0.66部
[固形分100%、SH6020、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製]
・導電性粒子1・・・31部
[基体:アルミナ、表面処理;下層=二酸化スズ/上層=二酸化スズを含む酸化インジウム、粒径:0.35μm、粒子粉体比抵抗:3.5Ω・cm]
・トルエン・・・300部
上記作製したトナー8質量%と、上記キャリア92質量%とを混合し、二成分現像剤を調製した。
銘柄1:リコー PPC用紙タイプ6000<70W>、坪量:80gsm
銘柄2:レザック66、坪量:260gsm
また、プリントテストで用いた画像形成装置における定着ベルトについては、ゴム層92bの厚さL1は、400μmであり、離型層92cの厚さL2は、20μmであった。
プリントテストにおいては、印字率6[%]のテスト画像を連続で5万枚のA3サイズ紙に出力した。この後、サンプル画像として、透明トナーが画像最上層にあるように、それぞれベタ画像としてR色、G色、B色を3枚ずつ、A3サイズ紙にて評価用画像サンプルを出力した。
透明トナーを用いないでシアン、マゼンタ、イエロートナーを用いて、それぞれベタ画像としてR色、G色、B色を3枚ずつ、A3サイズ紙にて評価用画像サンプルを出力した。
それぞれの画像における画像表面光沢ムラ性を目視で評価した。
更に透明トナーを用いない画像サンプルと比較して、透明トナーを用いる画像サンプルの色特性再現性の官能評価を行った。
官能評価結果が非常に良い場合を◎、良い場合を○、少し悪い場合を△、悪い場合を×として評価した。
実施例1の透明トナーにおいて用いた[結晶性ポリエステル分散液1]8重量部を65重量部に変更した点の他は、実施例1と同様にして実施した。
実施例1の透明トナーにおいて用いた[結晶性ポリエステル分散液1]8重量部を38重量部に変更した点の他は、実施例1と同様にして実施した。
実施例1の透明トナーにおいて用いた[結晶性ポリエステル分散液1]8重量部を15重量部に変更した点の他は、実施例1と同様にして実施した。
実施例1の透明トナー及び有色トナーにおいて用いた[結晶性ポリエステル分散液1]8重量部を5重量部に変更した点の他は、実施例1と同様にして実施した。
実施例1の透明トナーにおいて用いた[結晶性ポリエステル分散液1]8重量部を69重量部に変更し、有色トナーにおいて用いた[結晶性ポリエステル分散液1]8重量部を65重量部に変更した点の他は、実施例1と同様にして実施した。
実施例2の有色トナーにおいて用いた[結晶性ポリエステル分散液1]8重量部を5重量部に変更した点の他は、実施例2と同様にして実施した。
実施例1の有色トナーにおいて用いた[結晶性ポリエステル分散液1]8重量部を65重量部に変更した点の他は、実施例1と同様にして実施した。
実施例1の透明トナーにおいて用いた[WAX分散液1]620重量部を590重量部に変更した点の他は、実施例1と同様にして実施した。
実施例1の透明トナーにおいて用いた[WAX分散液1]620重量部を48重量部に変更した点の他は、実施例1と同様にして実施した。
実施例5の透明トナーにおいて用いた[結晶性ポリエステル分散液1]を、[結晶性ポリエステル分散液2]に変更した点の他は、実施例5と同様にして実施した。
実施例5において、画像形成装置における定着ベルトのゴム層92bの厚さL1を1200μmに、離型層92cの厚さL2を20μmに変更した点の他は、実施例5と同様にして実施した。
実施例5において、画像形成装置における定着ベルトのゴム層92bの厚さL1を1200μmに、離型層92cの厚さL2を1.5μmに変更した点の他は、実施例5と同様にして実施した。
結晶性ポリエステル樹脂の赤外吸収スペクトルは、図示のように、波数1130cm−1〜1220cm−1の間に、吸光度が1番目に小さくなる立ち下がりピーク点(以下「第1立ち下がりピーク点Fp1」という。)と、吸光度が2番目に小さくなる立ち下がりピーク点(以下「第2立ち下がりピーク点Fp2」という。)との間に、吸光度が最大となる最大立ち上がりピーク点Mpがある。
第1立ち下がりピーク点Fp1と第2立ち下がりピーク点Fp2とを結ぶ線分をベースラインとする。そして、最大立ち上がりピーク点Mpから横軸に向けて垂線を引き、ベースラインとの交点における吸光度と、最大立ち上がりピーク点Mpにおける吸光度との差分の絶対値を、最大立ち上がりピーク点Mpの高さWとする。
非結晶性ポリエステル樹脂の赤外吸収スペクトルは、図示のように、波数780cm−1〜900cm−1の間に、最大立ち上がりピーク点Mpと、吸光度が最小となる第1立ち下がりピーク点Fp1と、吸光度が2番目に小さくなる第2立ち下がりピーク点Fp2があり、最大立ち上がりピーク点Mpが第1立ち下がりピーク点Fp1と第2立ち下がりピーク点Fp2との間に位置している。第1立ち下がりピーク点Fp1と第2立ち下がりピーク点Fp2とを結ぶ線分をベースラインとする。そして、最大立ち上がりピーク点Mpから横軸に向けて垂線を引き、このベースラインとの交点における吸光度と、最大立ち上がりピーク点Mpにおける吸光度との差分の絶対値を、最大立ち上がりピーク点Mpの高さRとする。また、W/Rをピーク比(W/R値)とする。
20Y、20M、20C、20BK 像担持体
72Y、72M、72C、72BK クリーニング手段
79Y、79M、79C、79BK 帯電手段
81 加熱手段
86 温度検出手段
88Y、88M、88C、88BK プロセスカートリッジ
91 加熱ローラ
92 定着ベルト
92a 基材層
92b ゴム層
92c 離型層
93 定着ローラ
94 加圧ローラ
99 画像形成装置本体
100 画像形成装置
L1 ゴム層の厚さ
L2 離型層の厚さ
S 記録媒体
Claims (12)
- 1色以上の有色トナーを用いてカラー画像を記録媒体上に形成するカラー画像形成手段と、
該カラー画像形成手段により形成されたカラー画像上に、透明トナーを用いて透明画像を形成する透明画像形成手段と、
前記記録媒体上に担持された前記カラー画像及び前記透明画像を当該記録媒体に定着させる定着手段と、を備え、
前記透明トナー及び有色トナーはそれぞれ、離型剤と、結着樹脂と、を含有し、
前記結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂と、非結晶性樹脂と、を含み、
フーリエ変換赤外分光分析装置を用いた赤外分光法(KBr全透過法)によって得られた前記結晶性ポリエステル樹脂の赤外吸収スペクトルにおける最大立ち上がりピーク点の高さをW、前記非結晶性樹脂の赤外吸収スペクトルにおける最大立ち上がりピーク点の高さをRとし、これらの比率W/Rを有色トナーがX1、透明トナーがX2とした場合、下記式1および2をいずれも満足することを特徴とする画像形成装置。
0≦X2−X1≦0.75 ・・・式1
0.05≦X2≦0.80 ・・・式2 - 前記定着手段は、無端状の定着ベルトを具備することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記定着手段は、少なくとも基材層と、該基材層上のゴム層とを有し、
前記ゴム層の厚さは、400μm以上1200μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記定着手段は、前記ゴム層上にフッ素樹脂を含む離型層を有し、
前記離型層の厚さは、1.5μm以上20μm以下であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記離型剤は、長鎖直鎖飽和脂肪酸と長鎖直鎖飽和アルコールとから得られるモノエステルワックスであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記透明トナーは、前記離型剤および前記結着樹脂を含有する母体粒子と、外添剤と、を有し、
前記母体粒子の離型剤含有率は、1重量%以上、20重量%以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記透明トナーは、示差走査熱量測定による前記結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピーク温度が、50[℃]以上、150[℃]以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記有色トナーおよび前記透明トナーは、結着樹脂及び/または結着樹脂前駆体と、離型剤と、を有機溶媒中に投入して原液とする工程と、前記原液を水系媒体中に投入して乳化液又は分散液を得る工程と、前記乳化液又は分散液から溶剤を除去しながら母体粒子を形成する工程と、を具備する製造法によって製造されたものであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 1色以上の有色トナーと、透明トナーと、含むトナーセットであって、
前記透明トナー及び有色トナーはそれぞれ、離型剤と、結着樹脂と、を含有し、
前記結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂と、非結晶性樹脂と、を含み、
フーリエ変換赤外分光分析装置を用いた赤外分光法(KBr全透過法)によって得られた前記結晶性ポリエステル樹脂の赤外吸収スペクトルにおける最大立ち上がりピーク点の高さをW、前記非結晶性樹脂の赤外吸収スペクトルにおける最大立ち上がりピーク点の高さをRとし、これらの比率W/Rを有色トナーがX1、透明トナーがX2とした場合、下記式1および2をいずれも満足することを特徴とするトナーセット。
0≦X2−X1≦0.75 ・・・式1
0.05≦X2≦0.80 ・・・式2 - 請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成装置に用いられる前記トナーを含む現像剤であることを特徴とする現像剤。
- 1色以上の有色トナーを用いてカラー画像を記録媒体上に形成するカラー画像形成工程と、
該カラー画像形成手段により形成されたカラー画像上に、透明トナーを用いて透明画像を形成する透明画像形成工程と、
前記記録媒体上に担持された前記カラー画像及び前記透明画像を当該記録媒体に定着させる定着工程と、を備え、
前記透明トナー及び有色トナーはそれぞれ、離型剤と、結着樹脂と、を含有し、
前記結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂と、非結晶性樹脂と、を含み、
フーリエ変換赤外分光分析装置を用いた赤外分光法(KBr全透過法)によって得られた前記結晶性ポリエステル樹脂の赤外吸収スペクトルにおける最大立ち上がりピーク点の高さをW、前記非結晶性樹脂の赤外吸収スペクトルにおける最大立ち上がりピーク点の高さをRとし、これらの比率W/Rを有色トナーがX1、透明トナーがX2とした場合、下記式1および2をいずれも満足することを特徴とする画像形成方法。
0≦X2−X1≦0.75 ・・・式1
0.05≦X2≦0.80 ・・・式2 - 請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成装置に用いられ、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、
少なくとも像担持体と、1色以上の有色トナーを用いてカラー画像を記録媒体上に形成するカラー画像形成手段と、該カラー画像形成手段により形成されたカラー画像上に、透明トナーを用いて透明画像を形成する透明画像形成手段と、を一体に備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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