JP4435183B2 - 電子写真用トナー、その製造方法及び電子写真現像装置 - Google Patents
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〔式(1)中、R、R′、R″は炭素数1〜3のアルキル基を示す。n,mは、1≦(n+m)である。〕」、(2)「少なくともバインダー樹脂と外添剤(A)とを含むトナーであって、前記バインダー樹脂はエポキシポリオール樹脂であり、前記外添剤は一次粒子の平均粒径が100nm以下の無機微粒子を疎水化処理したものであり、クロロホルム抽出処理後の前記疎水化処理剤の残存率が重量基準で40〜98.5%で、かつ該疎水化処理された無機微粒子のクロロホルム抽出処理残存成分の熱分解成分中に、少なくとも環状シロキサン構造を有する化合物を含み、トナー粒子の体積平均粒径が15μm以下であり、かつ凝集度が28〜70であることを特徴とする電子写真用トナー」、(3)「前記環状シロキサン構造を有する化合物が、下記一般式(2)で表されるものである前記第(2)項に記載の電子写真用トナー
〔式(2)中、R、R′は炭素数1〜3のアルキル基を示す。nは、3〜4≦nである。〕」、(4)「該疎水化処理剤が、シリコーンオイル又はシリコーンワニスである前記第(1)項乃至前記第(3)項の何れか1に記載の電子写真用トナー」(5)「該疎水化処理が、疎水化処理剤と共に加熱処理するものである前記第(1)項乃至前記第(4)項の何れか1に記載の電子写真用トナー」、(6)「該無機微粒子が、シリカ、酸化チタン又はアルミナである前記第(1)項乃至前記第(5)の何れか1に記載の電子写真用トナー」、(7)「前記一次粒子の平均粒径が100nm以下の無機微粒子を疎水化処理した外添剤(A)よりも一次粒子の平均粒径が小さい1種以上の外添剤(B)をさらに含有した前記第(1)項乃至前記第(6)項のいずれか1に記載の電子写真用トナー」、(8)「前記外添剤(B)が、シリカ又は酸化チタンである前記第(7)項に記載の電子写真用トナー」、(9)「前記一次粒子の平均粒径が100nm以下の無機微粒子を疎水化処理した外添剤(A)よりも平均粒径の大きい1種以上の樹脂微粒子をさらに含有したものである前記第(1)項乃至前記第(6)項いずれか1に記載の電子写真用トナー」、(10)「前記一次粒子の平均粒径が100nm以下の無機微粒子を疎水化処理した外添剤(A)よりも一次粒子の平均粒径が小さい1種以上の外添剤(B)、及び、前記一次粒子の平均粒径が100nm以下の無機微粒子を疎水化処理した外添剤(A)よりも平均粒径の大きい1種以上の樹脂微粒子をさらに含有したものである前記第(1)項乃至前記第(6)項いずれか1に記載の電子写真用トナー」により達成される。
装 置:島津製作所QP5000 島津CRASS−5000
熱分解装置:日本分析工業 JHP−3S
熱分解温度:670℃×4秒
カ ラ ム:DB−5(J&W Co.)L=30m
I.D=0.25mm
Film=0.25μm
カラム温度:40℃(保持2分)〜320℃(10℃/min昇温)
Inj.温 度:320℃
キャリアガス圧力:90kPa(保持2分)〜150kPa(2kPa昇圧)
イオン化法式:EI法
電子電圧:70eV
質量検出範囲:25m/z〜650m/z 分析ロッド:プリロッド付 円筒形四重極
検出器電圧:1.10V
得られたPy−GCパイログラム、マススペクトルパターンより、オルガノポリシロキサン構造又はそれに由来する環状シロキサンが測定できる。
疎水化処理剤残存率=C1/C0×100(%)
C0:抽出操作前の試料中炭素量。
C1:抽出操作後の試料中炭素量。
(イ)バイブロシュート
(ロ)パッキン
(ハ)スペースリング
(ニ)フルイ(3種類)上>中>下
(ホ)オサエバー
フルイ目開き (上) 75μm
〃 (中) 45μm
〃 (下) 22μm
振巾目盛 1mm
試料採取量 2g
振動時間 15秒
上段のフルイに残った粉体の重量%×1 …(a)
中段のフルイに残った粉体の重量%×0.6 …(b)
下段のフルイに残った粉体の重量%×0.2 …(c)
上記3つの計算値の合計をもって、凝集度(%)とする。
すなわち、凝集値(%)=(a)+(b)+(c)。
〔外添剤処理の製造〕
粘度350csのポリジメチルシロキサン(信越化学社製)を3.0部、トルエン100部に溶解し、シリカOX−50(日本アエロジル社製;一次粒子の平均粒径40nm)30部を、その中に攪拌しながら超音波照射することによって分散した。凝集物がないことを視認した後に、ロータリーエバポレーターを用いてトルエンを溜去した。得られた固形物を減圧乾燥機にて、設定温度50℃で恒量になるまで乾燥した。さらに、電気炉にて窒素気流下、200℃で2時間の加熱処理を行った。得られた粉体はジェットミルにより解砕し、バグフィルターで捕集した。また、このようにして得られた外添剤は、該外添剤のクロロホルム処理残存成分のPy−GCMS分析でオルガノポリシロキサン構造を有する化合物を含むように疎水化処理分散条件、熱処理条件等を調整して製造した。
水 1200部
フタロシアニングリーン含水ケーキ(固形分30%) 200部
カーボンブラック(MA60 三菱化学社製) 540部
をフラッシャーでよく撹拌した。ここに、エポキシポリオ−ル樹脂(Mn;3800、Mw/Mn;3.9、Tg;59℃)1200部を加え、150℃で30分混練後、キシレン1000部を加え、さらに1時間混練、水とキシレンを除去後、圧延冷却してパルペライザーで粉砕し、マスターバッチ顔料を得た。
上記エポキシポリオール樹脂 100部
上記マスターバッチ 8部
帯電制御剤(オリエント化学社製、ボントロン E−84) 2部
上記材料をミキサーで混合後、2本ロールミルで溶融混練し、混練物を圧延冷却した。
水 600部
Pigment Yellow 17 含水ケーキ(固形分50%) 1200部
をフラッシャーでよく撹拌した。ここに、エポキシポリオ−ル樹脂(Mn;3800、Mw/Mn;3.9、Tg;59℃)1200部を加え、150℃で30分混練後、キシレン1000部を加え、さらに1時間混練し、水とキシレンを除去後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕し、さらに3本ロールで2パスし、マスターバッチ顔料を得た。
上記エポキシポリオール樹脂 100部
上記マスターバッチ 8部
帯電制御剤(オリエント化学社製、ボントロン E−84) 2部
上記材料をミキサーで混合後、2本ロールミルで溶融混練し、混練物を圧延冷却した。
水 600部
Pigment Red 57 含水ケーキ(固形分50%) 1200部
をフラッシャーでよく撹拌した。ここに、エポキシポリオール樹脂(Mn;3800、Mw/Mn;3.9、Tg;59℃)1200部を加え、150℃で30分混練後、キシレン1000部を加え、さらに1時間混練し、水とキシレンを除去後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕し、さらに3本ロールミルで2パスし、マスターバッチ顔料を得た。
上記エポキシポリオール樹脂 100部
上記マスターバッチ 8部
帯電制御剤(オリエント化学社製、ボントロン E−84) 2部
上記材料をミキサーで混合後、2本ロールミルで溶融混練し、混練物を圧延冷却した。
水 600部
Pigment Blue 15:3 含水ケーキ(固形分50%) 1200部
をフラッシャーでよく撹拌した。ここに、エポキシポリオール樹脂(Mn;3800、Mw/Mn;3.9、Tg;59℃)1200部を加え、150℃で30分混練後、キシレン1000部を加え、さらに1時間混練し、水とキシレンを除去後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕し、さらに3本ロールミルで2パスし、マスターバッチ顔料を得た。
上記エポキシポリオール樹脂 100部
上記マスターバッチ 8部
帯電制御剤(オリエント化学社製、ボントロン E−84) 2部
上記材料をミキサーで混合後、2本ロールミルで溶融混練し、混練物を圧延冷却した。その後、ブラック色の「着色粒子の製造」と同様に粉砕、分級を行い、体積平均径8.5μmのシアン色の着色粒子を得た。
得られた4色の着色粒子100部と「外添剤の製造」で得られた外添剤1.0部をヘンシェルミキサーにより混合し、目開き50μmの篩を通過させることにより、凝集物を取り除くことによって電子写真用トナーを得た。2成分系現像剤で画像評価する場合は、シリコーン樹脂により、0.3μmの平均厚さでコーティングされた平均粒径50μmのフェライトキャリアを用い、キャリア100部に対し、各色トナー5部を容器が転動して、攪拌される型式のターブラーミキサーを用いて均一混合し、帯電させて、現像剤を製造した。
実施例1において、流動化剤のクロロホルム処理残存成分に少なくともオルガノポリシロキサン構造を有する化合物〔一般式(1)〕を含むように疎水化処理剤の混合条件、熱処理条件等を調整した以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、流動化剤のクロロホルム処理残存成分の熱分解成分中に、少なくとも環状シロキサン構造を有する化合物〔一般式(2);ただし3≦n〕を含むように疎水化処理剤の種類、混合条件、熱処理条件等を調整する以外は実施例1と同様にして評価した。流動化剤のクロロホルム処理残存成分のPy−GCMSクロマトグラムを図1に示す。
実施例1において、流動化剤のクロロホルム処理残存成分の熱分解成分中に、少なくとも環状シロキサン構造を有する化合物〔一般式(2);ただし4≦n〕を含むように疎水化処理剤の種類、混合条件、熱処理条件等を調整した以外は、実施例1と同様にして評価した。流動化剤のクロロホルム処理残存成分のPy−GCMSクロマトグラムを図2に示す。
実施例1において、無機微粒子に処理する疎水化処理剤をヘキサエチルジシラザンとした以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、無機微粒子に処理する疎水化処理剤をシリコーンワニスとした以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、無機微粒子に処理するポリジメチルシロキサンを1.0部として、処理後の加熱処理を行わなかった以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、母体外添剤である無機微粒子を酸化チタンTAF110A(富士チタン工業社製;一次粒子の平均粒径50nm)とした以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、母体外添剤である無機微粒子をアルミナAl oxide−C(日本アエロジル社製;一次粒子の平均粒径13nm)とした以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、外添剤としてヘキサメチルジシラザンで疎水化処理したシリカOX−50(日本アエロジル社製;一次粒子の平均粒径40nm)1.0部と着色粒子100部、粘度100csのポリジメチルシロキサン(信越化学社製)0.2部をヘンシェルミキサーで、トナーのクロロホルム処理残存成分の熱分解成分中に環状シロキサンを含むような前処理を含む条件で混合してトナーを製造した以外は、実施例1と同様にして評価した。トナーのクロロホルム処理残存成分のPy−GCMSクロマトグラムを図3に示す。
実施例1において、外添剤として疎水性シリカH2000(クラリアントジャパン;一次粒子の平均粒径10nm)0.2部を併用してトナーに混合して現像剤として用いた以外は実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、外添剤として疎水性シリカH2000(クラリアントジャパン;一次粒子の平均粒径10nm)0.2部と酸化チタンSMT−150AI(テイカ;一次粒子の平均粒径15nm)0.3部を併用してトナーに混合して用いた以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、外添剤としてアクリル樹脂微粒子MP−1000(平均粒径400nm、総研化学社製)を0.5部を併用してトナーに混合して用いた以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、外添剤として疎水性シリカH2000(クラリアントジャパン;一次粒子の平均粒径10nm)0.5部とアクリル樹脂微粒子MP−1000(平均粒径400nm、総研化学社製)を0.5部を併用してトナーに混合して用いた以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、用いた評価機が、4色の現像部が非磁性一成分系現像剤を1つのベルト感光体に各色順次現像し、中間転写体に順次転写し、紙等に4色を一括転写する方式のフルカラーレーザープリンター イプシオ 5000(リコー社製、評価機Bと呼ぶ)により評価した以外は、実施例1と同様にして評価した。評価機Bの現像部は、弾性体からなる現像ローラーと層厚規制のステンレスブレードからなる非磁性一成分現像ユニットを搭載している。また、感光体上の静電潜像の極性と非磁性一成分現像剤の極性とが同一である反転現像方式である。
実施例1において、用いた評価機が、4色用の非磁性一成分系の現像部と4色用の感光体を有し、紙等に順次転写するタンデム方式のフルカラーLEDプリンター GL8300(富士通社製、評価機Cと呼ぶ)により評価した以外は、実施例1と同様にして評価した。評価機Cの現像部は弾性体からなる現像ローラーと層厚規制のステンレスブレードからなる非磁性一成分現像ユニットを搭載している。また、感光体上の静電潜像の極性と非磁性一成分現像剤の極性とが同一である反転現像方式である。
実施例1において、一次粒子の平均粒径が、150nmである外添剤母体の無機微粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、疎水化処理剤の残存率が35%なるように疎水化処理剤、混合条件、熱処理条件を調整する以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、疎水化処理剤の残存率が99%なるように疎水化処理剤、混合条件、熱処理条件を調整する以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、流動化剤のクロロホルム処理残存成分にオルガノポリシロキサン構造を有する化合物〔一般式(1)〕を含まないような疎水化処理剤、混合条件、熱処理条件を調整する以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、流動化剤のクロロホルム処理残存成分の熱分解成分中に環状シロキサン構造を有する化合物〔一般式(2)〕を含まないよう疎水化処理剤、混合条件、熱処理条件を調整する以外は実施例1と同様にして評価した。得られた流動化剤のクロロホルム処理残存成分のPy−GCMSクロマトグラムを図4に示す。
実施例1において、流動化剤のクロロホルム処理残存成分の熱分解成分中に環状シロキサン構造を有する化合物〔一般式(2)〕を含まないよう疎水化処理剤、混合条件、熱処理条件を調整する以外は、実施例1と同様にして評価した。得られた流動化剤のクロロホルム処理残存成分のPy−GCMSクロマトグラムを図5に示す。
実施例1において、トナーのクロロホルム処理残存成分の熱分解成分中に環状シロキサン構造を有する化合物〔一般式(2)〕を含まないよう疎水化処理剤、混合条件、熱処理条件を調整する以外は、実施例1と同様にして評価した。得られたトナーのクロロホルム処理残存成分のPy−GCMSクロマトグラムを図6に示す。
実施例1において、疎水化処理シリカの添加量を2.0部として、凝集度の値が73になるよう混合条件を調整した以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、疎水化処理シリカの添加量を0.3部として、凝集度の値が4になるよう混合条件を調整した以外は、実施例1と同様にして評価した。
いずれの項目も、7%画像面積の画像チャートを92,000枚ランニング出力した後に、以下の評価を行った。
(1)画像濃度ベタ画像をリコー社製6000ペーパーに画像出力後、画像濃度をX−Rite(X−Rite社製)により測定した。これを4色単独に行い平均を求めた。この値が、1.2未満の場合は×、1.2以上1.4未満の場合は△、1.4以上1.8未満の場合は○、1.8以上2.2未満の場合は◎とした。
(2)地肌汚れ白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上の現像剤をテープ転写し、未転写のテープの画像濃度との差を938スペクトロデンシトメーター(X−Rite社製)により測定した。画像濃度の差が少ない方が地肌汚れは少なく、×、△、○、◎の順にランクが上るものとした。
(3)ハーフトーン再現性1ドット(フルドット)書き込みと、1ドットの空白からなる連続したハーフトーン画像を非常にラフな普通紙(JAwer社製Sabre−X80ペーパー)に4色重ねて出力させ、ドットの再現度合いを段階見本と比較した。×、△、○、◎の順にランクが良くなる。
(4)文字画像内部の白抜け文字部画像を190g/cm2の厚紙に4色重ねて出力させ、文字部の線画像内部が抜けるトナー未転写頻度を段階見本と比較した。×、△、○、◎の順にランクが上るものとした。
Claims (16)
- 少なくともバインダー樹脂、着色剤、及び、外添剤(A)を含むトナーであって、前記バインダー樹脂はエポキシポリオール樹脂であり、前記外添剤は一次粒子の平均粒径が100nm以下の無機微粒子を疎水化処理したものであり、クロロホルム抽出処理後の前記疎水化処理剤の残存率が重量基準で40〜98.5%で、かつ該疎水化処理された無機微粒子のクロロホルム抽出処理残存成分中に、少なくとも下記一般式(1)で表されるオルガノポリシロキサン構造を有する化合物を含み、トナー粒子の体積平均粒径が15μm以下であり、かつ凝集度が28〜70であることを特徴とする電子写真用トナー。
〔式(1)中、R、R′、R″は炭素数1〜3のアルキル基を示す。n,mは、1≦(n+m)である。〕 - 少なくともバインダー樹脂と外添剤(A)とを含むトナーであって、前記バインダー樹脂はエポキシポリオール樹脂であり、前記外添剤は一次粒子の平均粒径が100nm以下の無機微粒子を疎水化処理したものであり、クロロホルム抽出処理後の前記疎水化処理剤の残存率が重量基準で40〜98.5%で、かつ該疎水化処理された無機微粒子のクロロホルム抽出処理残存成分の熱分解成分中に、少なくとも環状シロキサン構造を有する化合物を含み、トナー粒子の体積平均粒径が15μm以下であり、かつ凝集度が28〜70であることを特徴とする電子写真用トナー。
- 該疎水化処理剤が、シリコーンオイル又はシリコーンワニスである請求項1〜3のいずれか1に記載の電子写真用トナー。
- 該疎水化処理が、疎水化処理剤と共に加熱処理するものである請求項1〜4のいずれか1に記載の電子写真用トナー。
- 該無機微粒子が、シリカ、酸化チタン又はアルミナである請求項1〜5のいずれか1に記載の電子写真用トナー。
- 前記一次粒子の平均粒径が100nm以下の無機微粒子を疎水化処理した外添剤(A)よりも一次粒子の平均粒径が小さい1種以上の外添剤(B)をさらに含有した請求項1〜6のいずれか1に記載の電子写真用トナー。
- 前記外添剤(B)が、シリカ又は酸化チタンである請求項7に記載の電子写真用トナー。
- 前記一次粒子の平均粒径が100nm以下の無機微粒子を疎水化処理した外添剤(A)よりも平均粒径の大きい1種以上の樹脂微粒子をさらに含有したものである請求項1〜6のいずれか1に記載の電子写真用トナー。
- 前記一次粒子の平均粒径が100nm以下の無機微粒子を疎水化処理した外添剤(A)よりも一次粒子の平均粒径が小さい1種以上の外添剤(B)、及び、前記一次粒子の平均粒径が100nm以下の無機微粒子を疎水化処理した外添剤(A)よりも平均粒径の大きい1種以上の樹脂微粒子をさらに含有したものである請求項1〜6のいずれか1に記載の電子写真用トナー。
- 疎水化処理剤を無機微粒子に付着させながら加熱処理した外添剤を用いることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 疎水化処理剤を無機微粒子に付着させた後、加熱処理した外添剤を用いることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 静電荷像担持体上の静電荷像を静電荷像現像用現像剤により現像してトナー像を形成し、該静電荷像担持体表面に転写材を介し転写手段を当接させ、該トナー像を該転写材に静電転写する電子写真記録装置に用いる電子写真現像装置であって、用いる現像剤が、磁性粒子からなるキャリア及び前記請求項1〜10のいずれか1に記載電子写真用トナーを含有してなる二成分系の現像剤であることを特徴とする電子写真現像装置。
- 静電荷像担持体上の多色に分割された静電荷像を複数の多色からなる静電荷像現像用現像剤により現像してトナー像を形成し、静電荷像担持体表面に転写材を介し転写手段を当接させ、該トナー像を該転写材に多数回又は一括して静電転写する電子写真記録装置に用いる電子写真現像装置であって、用いる現像剤が、磁性粒子からなるキャリア及び前記請求項1〜10のいずれか1に記載の電子写真用トナーを含有してなる二成分系の現像剤であることを特徴とする電子写真現像装置。
- 現像ロール及び該現像ロール上に供給する現像剤の層厚を均一に規制する現像ブレードを備えた複数の多色現像装置によって、静電荷像担持体上に形成された多色に分割された静電潜像をそれぞれの色に対応する現像剤により現像し、静電荷像担持体表面に転写材を介し転写手段を当接させ、該トナー像を該転写材に多数回又は一括して静電転写する電子写真記録装置であって、用いる現像剤が、前記請求項1〜10のいずれか1に記載の電子写真用トナーを含有してなる一成分系の現像剤であることを特徴とする電子写真現像装置。
- 現像ロール及び該現像ロール上に供給する現像剤の層厚を均一に規制する現像ブレードを備えた複数の多色現像装置によって、静電荷像担持体上に形成された多色に分割された静電潜像をそれぞれの色に対応する現像剤により、それぞれの色に対応した複数の静電荷像担持体上に現像し、静電荷像担持体表面に転写材を介し転写手段を当接させ、該トナー像を該転写材に順次静電転写する電子写真記録装置であって、用いる現像剤が、前記請求項1〜10のいずれか1に記載の電子写真用トナーを含有してなる一成分系の現像剤であることを特徴とする電子写真現像装置。
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