JP4947285B2 - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
これに対して、乳化重合粒子凝集法では、トナー粒径に相当する凝集粒子を形成し、その後加熱することによって凝集粒子を融合・合一しトナーとする製造方法であるが、さらに、トナーにおける内部層から表面層への自由な制御を行うことにより、より精密な粒子構造制御を実現することができる(例えば、特許文献1参照)。
<1> 芳香環に共役したエチレン性不飽和二重結合を有する芳香族重合性単量体、エチレン性不飽和二重結合を有する含窒素脂肪族重合性単量体、及び、含硫黄脂肪族化合物を反応してなる結着樹脂と着色剤とを含有し、窒素量(MN)と硫黄量(MS)との比(MN/MS)が1.0以上15以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー、
<2> 芳香環に共役したエチレン性不飽和二重結合を有する芳香族重合性単量体、エチレン性不飽和二重結合を有する含窒素脂肪族重合性単量体、及び、含硫黄脂肪族化合物を反応してなる結着樹脂と着色剤とを含有し、窒素量(MN)と硫黄量(MS)との比(MN/MS)が2.0以上10以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー、
<3> キャリア及び上記<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナーを含み、キャリアが磁性粉と樹脂とを含有し、かつ該樹脂がフッ素原子を有する樹脂である静電荷像現像剤、
<4> 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を熱定着する定着工程を含み、前記現像剤として上記<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー又は上記<3>に記載の静電荷像現像剤を用いる画像形成方法、
<5> 潜像保持体と、前記潜像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記潜像保持体を露光して該潜像保持体上に静電潜像を形成させる露光手段と、現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記潜像保持体から被記録材に転写する転写手段とを有し、前記現像剤として上記<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー又は上記<3>に記載の静電荷像現像剤を用いる画像形成装置。
また、前記<2>に記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、さらに環境変動に対する帯電量の変化を抑制することができ、さらにカブリの少ない優れた画像を与えることができる静電荷像現像用トナーを得ることができる。
さらに、前記<3>に記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、環境変動に対する帯電量の変化を抑制することができ、カブリの少ない優れた画像を与えることができる静電荷像現像用現像剤を得ることができる。
さらに、前記<4>に記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、環境変動に対する帯電量の変化を抑制することができ、カブリの少ない優れた画像を与えることができる画像形成方法を得ることができる。
さらに、前記<5>に記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、環境変動に対する帯電量の変化を抑制することができ、カブリの少ない優れた画像を与えることができる画像形成装置を得ることができる。
本発明の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)は、芳香環に共役したエチレン性不飽和二重結合を有する芳香族重合性単量体(以下、単に「芳香族重合性単量体」ともいう。)、エチレン性不飽和二重結合を有する含窒素脂肪族重合性単量体(以下、単に「含窒素脂肪族重合性単量体」ともいう。)、及び、含硫黄脂肪族化合物を反応してなる結着樹脂と着色剤とを有し、窒素量(MN)と硫黄量(MS)との比(MN/MS)が1.0以上15以下であることを特徴とするトナーであり、更に必要に応じて、離型剤等、その他の成分を含有してなる。
本発明の静電荷像現像用トナーは、環境変動に対する帯電量の変化を抑制することができ、カブリの少ない優れた画像を与えることができる。
重合反応後期には逆に脂肪族の方が本来の共重合比よりも多い状態で形成され、かつ芳香族が多い重合体に比較し、より表面に存在しやすくなる。更に含硫黄脂肪族化合物は重合反応を適度に制御し、分子量をある程度に整える性質がある一方で、脂肪族であることからその反応は遅く、分子量の調整は脂肪族重合性単量体に対してより競争反応として働きやすくなる。この結果、例えば、トナーを正に帯電させるために含窒素脂肪族重合性単量体を用いた場合、表面付近には窒素と硫黄が共存しやすくなり、硫黄は本来の窒素の有する正帯電性を阻害する要因となる一方で、周囲の環境による帯電量の差を少なくさせることができる。特に乳化重合、懸濁重合等の水系媒体で行う場合にはこの傾向が強い。
また、本発明のトナーにおいて、トナー中の窒素量(MN)とトナー中の硫黄量(MS)の比(MN/MS)は、好ましくは2.0以上10以下、より好ましくは5以上10以下である。この範囲であればカブリの少ない優れた画像を得ることができる。
また、本発明のトナーにおいて、結着樹脂中の窒素量(MN)と結着樹脂中の硫黄量(MS)の比(MN/MS)は、好ましくは1.0以上10以下、より好ましくは2.0以上10以下、さらに好ましくは5以上10以下である。
蛍光X線測定法の一例としては、試料前処理としてトナー6gを加圧成型器で10t、1分間の加圧成型を実施し、得られた前処理済み試料に対し、(株)島津製作所の蛍光X線(XRF−1500)を使用して、測定条件が管電圧40KV、管電流90mA、測定時間30分にて測定する方法が挙げられる。
GSDp={(D84p)/(D16p)}0.5
体積平均粒径、GSDpともに上記範囲であれば、極端に小さな粒子が存在しないため、小粒径トナーの帯電量が過剰になることによる現像性の低下を抑制できるため、好ましい。
本発明において測定する粒子直径が2μm以上の場合、トナー等の粒径の測定方法としては、測定装置としてコールターマルチサイザーII型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液としてISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用し、分散剤として界面活性剤、好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に測定試料を10mg加え、これを前記電解液100ml中に添加し、測定する方法を好適に例示できる。
また、本発明において測定する粒子直径が2μm未満の場合、トナー等の粒径の測定方法としては、レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700:堀場製作所製)を用い、分散液となっている状態の試料を固形分で約2gになるように調整し、これにイオン交換水を添加して、約40mlにし、これをセルに適当な濃度になるまで投入し、約2分待って、セル内の濃度がほぼ安定になったところで測定する方法が例示できる。
なお、体積平均粒径の測定では、得られたチャンネルごとの体積平均粒径を、体積平均粒径の小さい方から累積し、累積50%になったところを体積平均粒径とした。
また、外添剤などの粉体を測定する場合は、界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液50ml中に測定試料を2g加え、超音波分散機(1,000Hz)にて2分間分散して、試料を作製し、前述の分散液と同様の方法で、測定する方法が例示できる。
SF1の具体的な測定方法としては、例えば、まずスライドグラス上に散布したトナー又はキャリアの光学顕微鏡像を、ビデオカメラを通じて画像解析装置に取り込み、50個のトナー又はキャリアについてSF1を計算し、平均値を求める方法が挙げられる。
本発明のトナーに用いられる結着樹脂のガラス転移温度は、DSC(示差走査型熱量計)測定法により決定し、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求めることができる。
主体極大ピークの測定方法としては、パーキンエルマー社製のDSC−7を用いることができ、この装置の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用い、サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで測定を行うこと方法が例示できる。
本発明のトナーに使用し得る芳香環に共役したエチレン性不飽和二重結合を有する芳香族重合性単量体としては、特に制限はないが、メチル基、エチル基等のアルキル基、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、フェノール性水酸基、カルボキシル基、アセチル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、アセチルアミノ基、(ジ)アルキルアミノ基等が一部又は全部に置換していてもよい芳香環と芳香環に共役した置換又は無置換のビニル基とを有する化合物を好適に用いることができる。なお、芳香環は、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等が例示でき、また、芳香環の一部を例えば窒素原子が構成する複素芳香環であってもよい。
含窒素脂肪族重合性単量体としては特に制限はないものの、樹脂を構成する分子の主鎖に窒素を構成するよりは、側鎖に構成する単量体が好ましい。側鎖に窒素がある重合性単量体の方がトナー粒子になったときに表面に窒素が存在しやすくなるためである。
また、含窒素脂肪族重合性単量体は、(メタ)アクリル酸エステル類のアルコキシ部分の炭素鎖に窒素原子を含む化合物であることが好ましく、(メタ)アクリル酸エステル類のアルコキシ部分の炭素鎖に無置換、一置換若しくは二置換のアミノ基又はニトロ基を有する化合物であることがより好ましい。
含窒素脂肪族重合性単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸アミノメチル、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸アミノプロピル等の(メタ)アクリル酸アミノアルキル類、(メタ)アクリル酸メチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸メチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸メチルアミノプロピル等の(メタ)アクリル酸アルキルアミノアルキル類、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル等の(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキル類、(メタ)アクリル酸ニトロメチル、(メタ)アクリル酸ニトロエチル、(メタ)アクリル酸ニトロプロピル等の(メタ)アクリル酸ニトロアルキル類等が好ましく挙げられる。
含硫黄脂肪族化合物は、前述のように重合時に重合度制御に用いられるものであって、一般には連鎖移動剤として用いられる。
含硫黄脂肪族化合物は、硫黄元素を有する脂肪族化合物であれば特に制限はないが、チオール成分を有する化合物を好適に用いることができ、帯電の温湿度環境に対する変化を制御できる点から、アルキルメルカプタン類であることがより好ましく、炭素数6以上のアルキルメルカプタン類であることがさらに好ましく、炭素数6以上12以下のアルキルメルカプタン類であることが特に好ましい。具体的には、ヘキシルメルカプタン、ヘプチルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等が好ましく例示できる。
本発明に用いることができる結着樹脂は、前記芳香族重合性単量体、含窒素脂肪族重合性単量体、含硫黄脂肪族化合物以外に、必要に応じて、その他の重合性単量体を併用してもよい。
その他の重合性単量体としては、公知の重合性単量体を用いることができ、(メタ)アクリル酸エステル類や不飽和炭化水素類を好ましく用いることができる。
その他の重合性単量体として、具体的には、(メタ)アクリル酸n−メチル、(メタ)アクリル酸n−エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸n−ラウリル、(メタ)アクリル酸n−テトラデシル、(メタ)アクリル酸n−ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸n−オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘプチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ビフェニル、(メタ)アクリル酸ジフェニルエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルフェニル、(メタ)アクリル酸ターフェニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸β−カルボキシエチル等の(メタ)アクリル酸エステル類、エチレン、プロピレン等の不飽和炭化水素類が好ましく例示できる。
このような架橋剤の具体例としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族の多ビニル化合物類;フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、テレフタル酸ジビニル、ホモフタル酸ジビニル、トリメシン酸ジビニル/トリビニル、ナフタレンジカルボン酸ジビニル、ビフェニルカルボン酸ジビニル等の芳香族多価カルボン酸の多ビニルエステル類;ピリジンジカルボン酸ジビニル等の含窒素芳香族化合物のジビニルエステル類;ピロムチン酸ビニル、フランカルボン酸ビニル、ピロール−2−カルボン酸ビニル、チオフェンカルボン酸ビニル等の不飽和複素環化合物カルボン酸のビニルエステル類;ブタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオールアクリレート、オクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオールメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類;コハク酸ジビニル、フマル酸ジビニル、マレイン酸ビニル/ジビニル、ジグリコール酸ジビニル、イタコン酸ビニル/ジビニル、アセトンジカルボン酸ジビニル、グルタル酸ジビニル、3,3’−チオジプロピオン酸ジビニル、trans−アコニット酸ジビニル/トリビニル、アジピン酸ジビニル、ピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ドデカン二酸ジビニル、ブラシル酸ジビニル等の多価カルボン酸の多ビニルエステル類等が挙げられる。
また、上記架橋剤のうち、本発明における架橋剤としては、ブタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオールアクリレート、オクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオールメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコ−ルの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類などを用いることが好ましい。
前記架橋剤の好ましい含有量は、重合性単量体総量の0.05重量%以上5重量%以下の範囲が好ましく、0.1重量%以上1.0重量%以下の範囲がより好ましい。
ここで用いるラジカル重合用開始剤としては、特に制限はないが、反応時に反応系内のpH変化を小さくするものが好ましい。その理由は一般に該含窒素脂肪族重合性単量体は酸に対しては必ずしも強いものばかりではないため、pH変化により窒素部分の官能基が破壊され、好ましい帯電量を有する樹脂が得られにくくなる場合があるからである。
具体的には、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸tert−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸tert−ブチル、過酢酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチル、過フェニル酢酸tert−ブチル、過メトキシ酢酸tert−ブチル、過N−(3−トルイル)カルバミン酸tert−ブチル等の過酸化物類、2,2’−アゾビスプロパン、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスプロパン、1,1’−アゾ(メチルエチル)ジアセテート、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)硝酸塩、2,2’−アゾビスイソブタン、2,2’−アゾビスイソブチルアミド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオン酸メチル、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスブタン、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、1,1’−アゾビス(1−メチルブチロニトリル−3−スルホン酸ナトリウム)、2−(4−メチルフェニルアゾ)−2−メチルマロノジニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸、3,5−ジヒドロキシメチルフェニルアゾ−2−メチルマロノジニトリル、2−(4−ブロモフェニルアゾ)−2−アリルマロノジニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルバレロニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸ジメチル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサンニトリル、2,2’−アゾビス−2−プロピルブチロニトリル、1,1’−アゾビス−1−クロロフェニルエタン、1,1’−アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル、1,1’−アゾビス−1−シクロへプタンニトリル、1,1’−アゾビス−1−フェニルエタン、1,1’−アゾビスクメン、4−ニトロフェニルアゾベンジルシアノ酢酸エチル、フェニルアゾジフェニルメタン、フェニルアゾトリフェニルメタン、4−ニトロフェニルアゾトリフェニルメタン、1,1’−アゾビス−1,2−ジフェニルエタン、ポリ(ビスフェノールA−4,4’−アゾビス−4−シアノペンタノエート)、ポリ(テトラエチレングリコール−2,2’−アゾビスイソブチレート)等のアゾ化合物類、1,4−ビス(ペンタエチレン)−2−テトラゼン、1,4−ジメトキシカルボニル−1,4−ジフェニル−2−テトラゼン等が挙げられる。
本発明のトナーの製造において、例えば、前記懸濁重合法における分散時の安定化、前記乳化重合凝集法における樹脂粒子分散液、着色剤分散液、及び離型剤分散液の分散安定を目的として界面活性剤を用いることができる。
上記界面活性剤としては、例えば硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが挙げられる。これらの中でもイオン性界面活性剤が好ましく、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤がより好ましい。
非イオン系界面活性剤は、前記アニオン系界面活性剤又はカチオン系界面活性剤と併用するのが好ましい。前記界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用して使用してもよい。
本発明のトナーには、必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。
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が、4級アンモニウム基を有するアルキル(フェニル)化合物のハロゲン化物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減との点で、水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。なお、本発明のトナーは、磁性材料を内包する磁性トナー及び磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。
本発明のトナーの製造に乳化重合凝集法を用いた場合、凝集工程においてpH変化等により凝集を発生させ、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒径の粒子を調製することができる。同時に粒子の凝集を安定に、また迅速に、又はより狭い粒度分布を持つ凝集粒子を得るため、凝集剤を添加しても良い。
該凝集剤としては一価以上の電荷を有する化合物が好ましく、その化合物の具体例としては、前述のイオン性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等の水溶性界面活性剤類、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸等の酸類、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩、酢酸ナトリウム、蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム等の脂肪族酸、芳香族酸の金属塩、ナトリウムフェノレート等のフェノール類の金属塩等が挙げられる。
これらの凝集剤の添加量は、電荷の価数により異なるが、いずれも少量であって、一価の場合は3重量%以下、二価の場合は1重量%以下、三価の場合は0.5重量%以下である。凝集剤の量は少ない方が好ましいため、価数の多い化合物を用いることが好ましい。
トナー用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。ただし染料は水溶性のものが存在するため、本発明のように水中でトナーを作製する工程を有するものには顔料が好ましい。
より具体的には、例えばイエロー系着色剤としてはC.I.Pigment Yellow 74、C.I.Pigment Yellow 1、2、3、5、6、49、65、73、75、97、98、111、116、130等のモノアゾ系顔料;C.I.Pigment Yellow 154、C.I.Pigment Yellow 120、151、175、180、181、194等のベンズイミダゾロン系顔料;C.I.Pigment Yellow 93、C.I.Pigment Yellow 94、95、128、166等のジスアゾ縮合系顔料;C.I.Pigment Yellow 110、C.I.Pigment Yellow 109等のイソインドリノン系顔料;C.I.Pigment Yellow 147、C.I.Pigment Yellow 24、108、193、199等のアントラキノン系顔料;またC.I.Pigment Yellow 12、13、14、17、55、63、81、83、87、90、106、113、114、121、124、126、127、136、152、170、171、172、174、176、188等のジスアゾ系顔料;C.I.Pigment Yellow 61、62、133、168、169等のアゾレーキ顔料;C.I.Pigment Yellow 139等のイソインドリン系顔料;C.I.Pigment Yellow 138等のキノフタロン系顔料が挙げられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック等の有機着色剤を例示できる。
また、クロムグリーン、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンG等緑色顔料、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等の紫色顔料を用いることができ、また染料としては、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料、例えば、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー等を挙げることができる。
着色剤の分散方法は着色剤を界面活性剤等の分散剤とともに機械的な衝撃等により、水系媒体中に分散することにより着色剤分散液を作製し、これを結着樹脂粒子等とともに凝集させトナー粒径に造粒することによって、得ることができる。
機械的な衝撃等による着色剤分散の具体例としては、例えば、回転せん断型ホモジナイザーやボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機等を用いて着色剤粒子の分散液を調製することができる。また、これらの着色剤は極性を有する界面活性剤を用いて、ホモジナイザーによって水系媒体に分散することもできる。
本発明のトナーには、必要に応じて、離型剤を添加してもよい。離型剤は一般に離型性を向上させる目的で使用されるが、特に冬環境下における過剰な帯電を抑制するために、極性基を有する離型剤が好ましい。極性基が存在することにより水分子との相互作用により冬環境下の帯電を抑制できる。前記離型剤の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル、カルボン酸エステル等のエステル系ワックスなどが挙げられる。これらの中で、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル、カルボン酸エステル等のエステル系ワックスが前述の理由で好ましい。
本発明において、これらの離型剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの離型剤の添加量としては、トナー粒子の全量に対して、1重量%以上20重量%以下であることが好ましく、より好ましくは5重量%以上15重量%以下である。上記範囲内であると、離型剤の効果が十分であり、また現像機内部においてトナー粒子が破壊されにくいため、離型剤のキャリアへのスペント化が生じず、帯電も低下しにくい。
本発明のトナーは、トナー内部に内添剤を添加してもよい。内添剤は一般に定着画像の粘弾性制御の目的で使用される。前記内添剤の具体例としては、シリカ、チタニアのような無機粒子や、ポリメチルメタクリレート等の有機粒子などからなり、分散性を高める目的で表面処理されていてもよい。またそれらは単独でも、2種以上の内添剤を併用してもよい。
本発明のトナーには流動化剤や帯電制御剤等の外添剤を添加処理してもよい。外添剤としては、表面をシランカップリング剤などで処理したシリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、カーボンブラック等の無機粒子やポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、シリコーン樹脂等のポリマー粒子、アミン金属塩、サリチル酸金属錯体等、公知の材料が使用できる。それらは単独でも、2種以上の外添剤を併用してもよい。
本発明に用いられる静電荷像現像用トナーの製造方法としては、乳化重合凝集法が好ましく挙げられる。前述のように特定の官能基を特定の場所へ制御ができるために、本発明の効果を出現させやすい。
該乳化重合凝集法は、粒径が1μm以下の樹脂粒子を分散した樹脂粒子分散液、及び着色剤を分散した着色剤分散液等を混合し、樹脂粒子、着色剤をトナー粒径に凝集させる工程(以下、「凝集工程」と称することがある。)にて、窒素を構成する特定の官能基をトナーの表面付近に存在させることができるため、前述の問題を解決できる。凝集工程を経た凝集粒子は、樹脂粒子のガラス転移点以上の温度に加熱し凝集体を融合しトナー粒子を形成する工程(以下、「融合工程」とも称する。)を含む。
ここで、「トナー粒径」とは、下記のトナーの体積平均粒径をいう。
本発明のトナーは、現像装置内に帯電付与構造をもつ一般に一成分現像剤という使用方法で使用されるのに加え、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤と呼ばれる方式でも使用される。キャリアは、フェライト、鉄粉などを芯剤として、樹脂で被膜されたキャリアであることが好ましい。用いられる芯材(キャリア芯材)は、特に制限はなく、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の磁性金属、又は、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、ガラスビーズ等が挙げられるが、磁気ブラシ法を用いる観点からは、磁性キャリアであるのが望ましい。キャリア芯材の平均粒径としては、トナー平均粒径の3倍以上10倍以下が好ましい。
また、キャリアの形状係数SF1は、110以上145以下の範囲であることが好ましく、120以上140以下の範囲であることがより好ましい。上記範囲であると、キャリアとトナーとの接触が適切な状態であり、帯電量の効果がさらに向上する。
上記樹脂被覆層を、キャリア芯材の表面に形成する方法としては、例えば、キャリア芯材の粉末を被膜層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被膜層形成用溶液をキャリア芯材の表面に噴霧するスプレー法、キャリア芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被膜層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリア芯材と被膜層形成用溶液を混合し溶剤を除去するニーダーコーター法、被膜樹脂を粒子化し被膜樹脂の融点以上でキャリア芯材とニーダーコーター中で混合し冷却して被膜させるパウダーコート法が挙げられるが、ニーダーコーター法及びパウダーコート法が特に好ましく用いられる。
上記方法により形成される樹脂被膜量は、キャリア芯材に対して0.5重量%以上10重量%以下の量を被覆して用いられる。トナーと上記キャリアとの混合比(重量比)としては、トナー:キャリア=1:100から30:100の範囲であることが好ましく、3:100から20:100の範囲がより好ましい。
本発明の画像形成方法は、潜像保持体(感光体)表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を熱定着する定着工程を含む。
各工程はそれ自体一般的な工程であり、例えば特開昭56−40868号公報、特開昭49−91231号公報等に記載されている。
なお、本発明の画像形成方法は、公知のコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施することができる。
また、本発明の画像形成方法は、上記した工程以外の工程を含むものであってもよく、例えば、潜像保持体上に残留する静電荷像現像剤を除去するクリーニング工程等が好ましく挙げられる。本発明の画像形成方法においては、さらにリサイクル工程をも含む態様が好ましい。前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程において回収した静電荷像現像用トナーを現像剤層に移す工程である。このリサイクル工程を含む態様の画像形成方法は、トナーリサイクルシステムタイプのコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施することができる。また、クリーニング工程を省略し、現像と同時にトナーを回収する態様のリサイクルシステムにも適用することができる。
帯電方式は特に限定されず、公知のコロトロン、スコロトロンによる非接触帯電方式、接触帯電方式のいずれを用いてもよいが、オゾン発生量の少ない接触帯電方式が好ましい。
潜像形成工程は、レーザー光学系やLEDアレイ等の露光手段で、表面が一様に帯電された潜像担持体に露光し、静電潜像を形成する工程である。露光方式は特に制限を受けるものではない。
現像工程は、表面に現像剤層を形成させた現像ロールと接触若しくは近接させて、静電潜像にトナーの粒子を付着させ、電子写真感光体上にトナー像を形成する工程である。
転写工程は、トナー像を被転写体上に転写する工程である。被転写体としては、転写紙やカラー画像作成に使用される中間体ドラムや中間転写ベルトが例示できる。
定着工程は、転写紙等に転写されたトナー像を、定着部材からの加熱で用紙等の定着基材上に定着する工程であり、用紙等の定着基材を2つの定着部材の間を通過させる間に定着基材上のトナー画像を加熱溶融して定着することができる。この定着部材は、ロール又はベルトの形態をなし、少なくとも一方に加熱装置を装着している。定着部材はロールやベルトをそのまま用いるか、その表面に樹脂を被覆して用いることができる。
定着ベルトは、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等を単独か又は2種以上を混合して用いる。また、ロールとベルトの被覆樹脂は、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のα−メチレン脂肪酸モノカルボン酸類、ジメチルアミノエチルメタクリレート等の含窒素アクリル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等のビニルピリジン類、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、エチレン、プロピレン等のオレフィン類、弗化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン等のビニル系フッ素含有モノマー等の単独重合体、又は2種類以上のモノマーからなる共重合体、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等のシリコーン類、ビスフェノール、グリコール等を含有するポリエステル類、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、弗化ビニリデン、弗化エチレン等の含フッ素化合物の単独重合体及び/又はそれらの共重合体、エチレン、プロピレン等の不飽和炭化水素の単独重合体及び/又はそれらの共重合体を用いることができる。
本発明の画像形成装置は、静電潜像保持体と、該静電潜像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、該帯電手段により帯電させられた該保持体の表面に、画像情報に応じて露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成させる現像手段と、該トナー像を該保持体から被記録材に転写する転写手段とを有し、必要に応じて定着基材上のトナー像を定着する定着手段とを有する。上記転写手段では、中間転写体を用いて2回以上の転写を行ってもよい。
上記の各手段は、いずれも画像形成装置において公知の手段が利用できる。また、本発明で用いる画像形成装置は、上記した構成以外の手段や装置等を含むものであってもよい。また、本発明で用いる画像形成装置は上記した手段のうちの複数を同時に行っても良い。
なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて「重量部」を意味する。
本発明における粒径(「粒度」ともいう。)及び粒径分布測定(「粒度分布測定」ともいう。)について述べる。
本発明において測定する粒子直径が2μm以上の場合、測定装置としてはコールターマルチサイザーII型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用した。
測定法としては、分散剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に測定試料を10mg加えた。これを前記電解液100ml中に添加した。
本発明における体積平均粒径は該D50vであり、GSDpは以下の式によって算出した。
GSDp={(D84p)/(D16p)}0.5
なお、外添剤などの粉体を測定する場合は、界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液50ml中に測定試料を2g加え、超音波分散機(1,000Hz)にて2分間分散して、試料を作製し、前述の分散液と同様の方法で、測定した。
粒子の形状係数SF1は、粒子表面の凹凸の度合いを示す形状係数であり、以下の式により算出される。
測定は、まずスライドグラス上に散布したトナー又はキャリアの光学顕微鏡像を、ビデオカメラを通じて画像解析装置に取り込み、50個のトナー又はキャリアについてSF1を計算し、平均値を求めた。
本発明の静電荷像現像用トナーにおいて、特定の分子量分布、及び、分子量の測定は、以下の条件で行ったものである。
GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製、6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。測定条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて測定を行った。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
本発明のトナーに用いられるトナー及び結着樹脂のガラス転移温度は、DSC(示差走査型熱量計)測定法により決定し、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求めた。
主体極大ピークの測定には、パーキンエルマー社製のDSC−7を用いることができる。この装置の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで測定を行った。
本実施例におけるMN、MS及びMN/MSの測定は蛍光X線測定法により行った。
試料前処理は、トナー6gを加圧成型器で10t、1分間の加圧成型を実施した。
(株)島津製作所の蛍光X線(XRF−1500)を使用して、測定条件は管電圧40KV、管電流90mA、測定時間30分で測定した。
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・・79部
・アクリル酸n−ブチル・・・・・・・・・5.2部
・アクリル酸ジメチルアミノエチル・・・15.8部
・アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・1.8部
・ドデカンチオール・・・・・・・・・・・・・1部
・アジピン酸ジビニル・・・・・・・・・・0.6部
(以上、和光純薬(株)製)
以上の成分を混合し溶解した混合物を、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)2部をイオン交換水150部に溶解した溶液に加えて、フラスコ中で分散し、乳化し、10分ゆっくりと混合しながら、過硫酸ナトリウム(和光純薬(株)製)5部を溶解したイオン交換水28.2部を投入し、窒素置換を0.1リットル/分で20分行った。その後、フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続し、平均粒径が210nm、固形分濃度が40%となる結着樹脂粒子分散液(1)を調製した。その分散液の一部を100℃のオーブン上に放置して水分を除去したものをDSC(示差走査型熱量計)測定を実施したところ、ガラス転移点は53℃、重量平均分子量は36,000であった。このときの樹脂のMN/MSは7.5であった。
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・・80部
・アクリル酸n−ブチル・・・・・・・・16.8部
・アクリル酸ジメチルアミノエチル・・・・3.2部
・アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・1.8部
・ドデカンチオール・・・・・・・・・・・1.5部
・アジピン酸ジビニル・・・・・・・・・・0.6部
以上の成分に変更し、また過硫酸ナトリウムの量を3部に変更した以外は結着樹脂粒子分散液(1)と同様の方法で結着樹脂粒子分散液(2)を調製した。平均粒径が200nm、固形分濃度が40%、ガラス転移点は53℃、重量平均分子量は33,000であった。このときの樹脂のMN/MSは1.2であった。
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・・78部
・アクリル酸n−ブチル・・・・・・・・13.8部
・アクリル酸ジメチルアミノエチル・・・・8.2部
・アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・1.8部
・ドデカンチオール・・・・・・・・・・・2.0部
・アジピン酸ジビニル・・・・・・・・・・0.6部
以上の成分に変更し、また過硫酸ナトリウムの量を1.5部に変更した以外は結着樹脂粒子分散液(1)と同様の方法で結着樹脂粒子分散液(3)を調製した。平均粒径が220nm、固形分濃度が40%、ガラス転移点は53℃、重量平均分子量は32,000であった。このときの樹脂のMN/MSは2.3であった。
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・・79部
・アクリル酸n−ブチル・・・・・・・・・7.4部
・アクリル酸ジメチルアミノエチル・・・13.6部
・アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・1.8部
・ドデカンチオール・・・・・・・・・・・0.8部
・アジピン酸ジビニル・・・・・・・・・・0.6部
以上の成分に変更し、また過硫酸ナトリウムの量を5部に変更した以外は結着樹脂粒子分散液(1)と同様の方法で結着樹脂粒子分散液(4)を調製した。平均粒径が210nm、固形分濃度が40%、ガラス転移点は52℃、重量平均分子量は41,000であった。このときの樹脂のMN/MSは9.6であった。
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・・79部
・アクリル酸n−ブチル・・・・・・・・・5.5部
・アクリル酸ジメチルアミノエチル・・・15.5部
・アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・1.8部
・ドデカンチオール・・・・・・・・・・・0.6部
・アジピン酸ジビニル・・・・・・・・・・0.5部
以上の成分に変更し、また過硫酸ナトリウムの量を5部に変更した以外は結着樹脂粒子分散液(1)と同様の方法で結着樹脂粒子分散液(5)を調製した。平均粒径が230nm、固形分濃度が40%、ガラス転移点は53℃、重量平均分子量は42,000であった。このときの樹脂のMN/MSは14.5であった。
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・・79部
・アクリル酸n−ブチル・・・・・・・・18.4部
・アクリル酸ジメチルアミノエチル・・・・2.6部
・アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・1.8部
・ドデカンチオール・・・・・・・・・・・1.8部
・アジピン酸ジビニル・・・・・・・・・・0.7部
以上の成分に変更し、また過硫酸ナトリウムの量を2.5部に変更した以外は結着樹脂粒子分散液(1)と同様の方法で結着樹脂粒子分散液(6)を調製した。平均粒径が230nm、固形分濃度が40%、ガラス転移点は53℃、重量平均分子量は30,000であった。このときの樹脂のMN/MSは0.8であった。
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・・79部
・アクリル酸n−ブチル・・・・・・・・・4.4部
・アクリル酸ジメチルアミノエチル・・・16.6部
・アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・1.8部
・ドデカンチオール・・・・・・・・・・・0.6部
・アジピン酸ジビニル・・・・・・・・・・0.6部
以上の成分に変更し、また過硫酸ナトリウムの量を5部に変更した以外は結着樹脂粒子分散液(1)と同様の方法で結着樹脂粒子分散液(7)を調製した。平均粒径が220nm、固形分濃度が40%、ガラス転移点は51℃、重量平均分子量は43,000であった。このときの樹脂のMN/MSは15.6であった。
C.I.ピグメントイエロー74・・・・・・・・・・・・・・・・100部
(大日精化社製:セイカファストイエロー2054)
アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬社製)・・・・・10部
イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・390部
以上の成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて20分間分散し、着色剤分散剤(1)を調製した。分散開始温度は25℃、分散終了時の温度は41℃であった。
着色剤をC.I.ピグメントレッド122(大日精化社製:クロモファインマゼンタ6887)に変更した以外は着色剤分散液(1)と同様にして着色剤分散液(2)の調整した。分散開始温度は25℃、分散終了時の温度は41℃であった。
着色剤をC.I.ピグメントブルー15:3(大日精化社製:シアニンブルー4937)に変更した以外は着色剤分散液(1)と同様にして着色剤分散液(3)の調整した。分散開始温度は25℃、分散終了時の温度は42℃であった。
着色剤をカーボンブラック(キャボット社製:リーガル330)に変更した以外は着色剤分散液(1)と同様にして着色剤分散液(4)の調整した。分散開始温度は25℃、分散終了時の温度は41℃であった。
・パラフィンワックス(日本精蝋社製:HNP−9)・・・・・・・・・100部
・アニオン界面活性剤(ライオン(株)社製:リパール860K)・・・・10部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・290部
上記成分を混合して溶解した後、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて分散し、圧力吐出型ホモジナイザーを用い120℃で60分、350kg/cm2で分散処理して、平均粒径が200nmである離型剤粒子(パラフィンワックス)を分散してなる離型剤粒子分散液(1)を調製した。
パラフィンワックスをエステルワックス(理研ビタミン社製:EW−861)に変更した以外は離型剤粒子分散液(1)と同様にして離型剤粒子分散液(2)を調整した。平均粒径は220nmであった。
パラフィンワックスをポリエチレンワックス(東洋ペトロライト社製:ポリワックス725)に変更した以外は離型剤粒子分散液(1)と同様にして離型剤粒子分散液(3)を調整した。平均粒径は240nmであった。
・結着樹脂粒子分散液(1)・・・・・・・・・・・320部
・着色剤分散液(3)・・・・・・・・・・・・・・・80部
・離型剤粒子分散液(2)・・・・・・・・・・・・・96部
・硫酸アルミニウム(和光純薬(株)製)・・・・・1.5部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・1,290部
以上の成分を温度調節用ジャケット付き丸型ステンレス製フラスコ中に収容し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて5,000rpmで5分間分散させた後、フラスコに移動し、25℃で20分間4枚パドルで撹拌しながら放置した。その後撹拌しながらマントルヒーターで加熱し1℃/分の昇温速度で内部が48℃になるまで加熱し、48℃で20分間保持した。次に追加で結着樹脂粒子分散液(1)80部を緩やかに投入し、48℃で30分間保持したのち、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、pHを6.5に調整した。
その後1℃/分の昇温速度で95℃まで昇温し、30分間保持した。0.1N硝酸水溶液を添加してpHを4.8に調整し、95℃で2時間放置した。その後更に前記1N水酸化ナトリウム水溶液を添加し、pHを6.5に調整し95℃で5時間放置した。その後5℃/分で30℃まで冷却した。
出来上がったトナー粒子分散液をろ過し、(A)得られたトナー粒子に35℃のイオン交換水2,000部を添加し、(B)20分撹拌放置し、(C)その後ろ過した。(A)から(C)までの操作を5回繰り返した後、ろ紙上のトナー粒子を真空乾燥機に移し、40℃、1,000Pa以下で10時間乾燥した。なお1,000Pa以下としたのは前述のトナー粒子は含水状態であるため、乾燥初期においては45℃でおいても水分が凍結し、その後該水分が昇華するため、減圧時の乾燥機の内部圧力が一定にならないためである。ただし乾燥終了時には100Paで安定した。乾燥機内部を常圧に戻した後、これを取り出して、トナー母粒子を得、このトナー母粒子100部に対してチタン粒子(日本アエロシル社製、T805、平均粒径21nm)を1.5部、疎水性シリカ(日本アエロジル社製:RX50、平均粒径:40nm)2.3部添加して、ヘンシェルミキサーにて3,000rpm、5分間で混合し、シアントナー(1)を得た。
得られたシアントナー(1)はD50vが5.7μm、GSDpが1.23、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は123、MN/MSが7.5であった。
シアントナー(1)の製造で用いた着色剤分散液(3)をマゼンタ顔料である着色剤分散液(2)に変更する以外はシアントナー(1)と同様の方法でマゼンタトナー(1)を作製した。
得られたマゼンタトナー(1)はD50vが5.8μm、GSDpが1.23、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は122、MN/MSが7.5であった。
シアントナー(1)の製造で用いた着色剤分散液(3)をイエロー顔料である着色剤分散液(1)に変更する以外はシアントナー(1)と同様の方法でイエロートナー(1)を作製した。
得られたイエロートナー(1)はD50vが5.7μm、GSDpが1.23、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は124、MN/MSが7.5であった。
シアントナー(1)の製造で用いた着色剤分散液(3)をブラック顔料である着色剤分散液(4)に変更する以外はシアントナー(1)と同様の方法でブラックトナー(1)を作製した。
得られたブラックトナー(1)はD50vが5.7μm、GSDpが1.23、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は122、MN/MSが7.5であった。
シアントナー(1)の製造で用いた結着樹脂粒子分散液(1)を結着樹脂粒子分散液(2)に変更する以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(2)を作製した。
得られたシアントナー(2)はD50vが6.0μm、GSDpが1.23、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は116、MN/MSが1.2であった。
シアントナー(1)の製造で用いた結着樹脂粒子分散液(1)を結着樹脂粒子分散液(3)に変更する以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(3)を作製した。
得られたシアントナー(3)はD50vが6.2μm、GSDpが1.24、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は120、MN/MSが2.3であった。
シアントナー(1)の製造で用いた結着樹脂粒子分散液(1)を結着樹脂粒子分散液(4)に変更する以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(4)を作製した。
得られたシアントナー(3)はD50vが5.9μm、GSDpが1.23、ガラス転移温度が52℃、形状係数SF1は130、MN/MSが9.6であった。
シアントナー(1)の製造で用いた結着樹脂粒子分散液(1)を結着樹脂粒子分散液(5)に変更する以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(5)を作製した。
得られたシアントナー(5)はD50vが5.3μm、GSDpが1.23、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は136、MN/MSが14.5であった。
シアントナー(1)の製造で用いた結着樹脂粒子分散液(1)を結着樹脂粒子分散液(6)に変更する以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(6)を作製した。
得られたシアントナー(6)はD50vが5.5μm、GSDpが1.24、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は123、MN/MSが0.8であった。
シアントナー(1)の製造で用いた結着樹脂粒子分散液(1)を結着樹脂粒子分散液(7)に変更する以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(7)を作製した。
得られたシアントナー(7)はD50vが5.3μm、GSDpが1.32、ガラス転移温度が50℃、形状係数SF1は130、MN/MSが15.6であった。
シアントナー(1)の製造で用いた温度条件を1℃/分の昇温速度で98℃まで昇温し、30分間保持した。0.1N硝酸水溶液を添加してpHを4.2に調整し、98℃で4時間放置した。その後更に前記1N水酸化ナトリウム水溶液を添加し、pHを6.5に調整し98℃で2時間放置した以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(8)を作製した。
得られたシアントナー(8)はD50vが5.6μm、GSDpが1.22、ガラス転移温度が52℃、形状係数SF1は108、MN/MSが7.5であった。
シアントナー(1)の製造で用いた温度条件を1℃/分の昇温速度で85℃まで昇温し、30分間保持した。0.1N硝酸水溶液を添加してpHを5.5に調整し、85℃で2時間放置した。その後更に前記1N水酸化ナトリウム水溶液を添加し、pHを6.5に調整し85℃で3時間放置した以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(9)を作製した。
得られたシアントナー(9)はD50vが5.8μm、GSDpが1.24、ガラス転移温度が52℃、形状係数SF1は147、MN/MSが7.5であった。
シアントナー(1)の製造で用いた離型剤粒子分散液(2)を離型剤粒子分散液(1)に変更する以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(10)を作製した。
得られたシアントナー(10)はD50vが5.5μm、GSDpが1.23、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は122、MN/MSが7.5であった。
シアントナー(1)の製造で用いた離型剤粒子分散液(2)を離型剤粒子分散液(3)に変更する以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(11)を作製した。
得られたシアントナー(10)はD50vが5.7μm、GSDpが1.22、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は125、MN/MSが7.5であった。
シアントナー(1)の製造で用いた疎水性シリカ粒子(日本アエロジル社製:RX50、平均粒径:40nm)を添加しない以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(12)を作製した。
得られたシアントナー(12)はD50vが5.7μm、GSDpが1.23、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は122、MN/MSが7.5であった。
シアントナー(1)の製造で用いたチタン粒子(日本アエロシル社製、T805、平均粒径21nm)を添加しない以外はシアントナー(1)と同様の方法でシアントナー(13)を作製した。
得られたシアントナー(13)はD50vが5.7μm、GSDpが1.23、ガラス転移温度が53℃、形状係数SF1は122、MN/MSが7.5であった。
ニーダーにMn−Mgフェライト(平均粒径50μm:パウダーテック社製:形状係数SF1=120)を1,000部投入し、パーフルオロオクチルメチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体(重合比率20:80、Tg72℃、重量平均分子量72,000:綜研化学(株)製)150部をトルエン700部に溶かした溶液を加え、常温で20分混合した後、70℃に過熱して減圧乾燥した後、取り出し、コートキャリアを得た。さらに得たコートキャリアを75μm目開きのメッシュでふるい、粗粉を除去してキャリア1を得た。
キャリア1の形状係数SF1は122であった。
キャリア1の製造の製造で用いたパーフルオロオクチルメチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体に代えて、スチレン−メチルメタクリレート共重合体(重合比率75:25、Tg95℃、重量平均分子量78,000:三菱レイヨン(株)製)を用いた以外はキャリア1の製造と同様の方法でキャリア2を作製した。
キャリア2の形状係数SF1は122であった。
キャリア1の製造の製造で用いた平均粒径50μmのフェライト(パウダーテック社製:形状係数SF1=120)に代えて、平均粒径47μmのフェライト(パウダーテック社製:形状係数SF1=110)を用いた以外はキャリア1の製造と同様の方法でキャリア3を作製した。
キャリア3の形状係数SF1は113であった。
キャリア1の製造の製造で用いた平均粒径50μmのフェライト(パウダーテック社製:形状係数SF1=120)に代えて、平均粒径52μmのフェライト(パウダーテック社製:形状係数SF1=126)を用いた以外はキャリア1の製造と同様の方法でキャリア4を作製した。
キャリア4の形状係数SF1は128であった。
キャリア1の製造の製造で用いた平均粒径50μmのフェライト(パウダーテック社製:形状係数SF1=120)に代えて、平均粒径56μmのフェライト(パウダーテック社製:形状係数SF1=132)を用いた以外はキャリア1の製造と同様の方法でキャリア5を作製した。
キャリア5の形状係数SF1は135であった。
キャリア1〜5と、シアントナー1〜13、マゼンタトナー1、イエロートナー1をそれぞれ表1の組み合わせで、重量比95:5の割合でVブレンダーにいれ20分間撹拌し、電子写真用現像剤を得た。
表1に示した現像剤1〜20をそれぞれ富士ゼロックス社製DocuCentre Color f450改造機のシアン現像用現像機に入れ、トナーの載り量が3g/m2になるように調整した。なお該DocuCentre Color f450は他の現像機内に現像剤が無い状態でも作動するように改造したものである。また用紙は富士ゼロックス社製J紙(A3サイズ)を用い、連続99枚上記のトナー載り量で画像を出力した後、画像の無い白紙を出力し用紙上に現れるトナー(いわゆるカブリトナー)を目視にて評価した。
評価はカブリトナーが現れた段階で終了とし、その時点での枚数を記載した。最大試験枚数は20,000枚とし、20,000枚でカブリトナーが現れない場合を20,000枚以上と評価した。
目標枚数は15,000枚とし、それ以上であれば問題ないものとした。
なお環境は2,500枚ごとに冬環境(10℃、15%)、夏環境(30℃、85%)を繰り返し、20,000枚まで繰り返した。すなわち上記冬環境は1枚〜2,500枚目、5,001枚〜7,500枚目、10,001枚〜12,500枚目、15,001枚〜17,500枚目、夏環境は2,501枚〜5,000枚目、7,501枚〜10,000枚目、12,501枚〜15,000枚目、17,501枚〜20,000枚目である。
また、現像剤全体に対するトナーの割合は、初期だけ前述のように重量比で95:5としたが、その後はトナーの用紙上への載り量で制御した。
外部環境の変更時は前記DocuCentre Color f450の現像機のみを外気に触れないようにポリエチレン製の袋に入れ、密閉した後、12時間もう一方の環境に入れ放置した。
その後再び現像機を袋から取り出し、DocuCentre Color f450に装着し、評価を続けた。
表2に各現像剤1〜20をそれぞれ用いた実施例1〜18、比較例1及び2の結果を示す。なお、カブリは実施例、比較例共に12,500枚までについては発生しなかった。
Claims (5)
- 結着樹脂と着色剤とを含有するトナーであって、
前記結着樹脂が、繰り返し単位として、スチレン、(メタ)アクリル酸エステル類のアルコキシ部分の炭素鎖にアミノ基を含む化合物、及び、アルキルメルカプタン類を水系媒体中でラジカル重合反応してなる樹脂であり、
前記トナーが、前記樹脂からなる樹脂粒子を少なくとも乳化重合凝集法により凝集融合して製造されたトナーであり、
前記結着樹脂の窒素量(MN)と硫黄量(MS)との比(MN/MS)が1.0以上15以下であることを特徴とする
静電荷像現像用正帯電性トナー。 - 結着樹脂と着色剤とを含有するトナーであって、
前記結着樹脂が、繰り返し単位として、スチレン、(メタ)アクリル酸エステル類のアルコキシ部分の炭素鎖にアミノ基を含む化合物、及び、アルキルメルカプタン類を水系媒体中でラジカル重合反応してなる樹脂であり、
前記トナーが、前記樹脂からなる樹脂粒子を少なくとも乳化重合凝集法により凝集融合して製造されたトナーであり、
前記結着樹脂の窒素量(MN)と硫黄量(MS)との比(MN/MS)が2.0以上10以下であることを特徴とする
静電荷像現像用正帯電性トナー。 - キャリア及び請求項1又は2に記載の静電荷像現像用正帯電性トナーを含み、
キャリアが磁性粉と樹脂とを含有し、かつ該樹脂がフッ素原子を有する樹脂である
静電荷像現像剤。 - 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、
前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を熱定着する定着工程を含み、
前記現像剤として請求項1又は2に記載の静電荷像現像用正帯電性トナー又は請求項3に記載の静電荷像現像剤を用いる
画像形成方法。 - 潜像保持体と、
前記潜像保持体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記潜像保持体を露光して該潜像保持体上に静電潜像を形成させる露光手段と、
現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、
前記トナー像を前記潜像保持体から被記録材に転写する転写手段とを有し、
前記現像剤として請求項1又は2に記載の静電荷像現像用正帯電性トナー又は請求項3に記載の静電荷像現像剤を用いる
画像形成装置。
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