JP5274057B2 - トナー - Google Patents
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Description
近年、プリンター、複写機において、長期に渡ってプリントしても初期と変らぬ信頼性の高さへの要求が益々強くなってきている。
定着性、特に光透過性と着色性、高画質、高信頼性等を目的として、少なくとも樹脂成分と着色剤粒子とを含む静電荷像現像用イエロートナーにおいて、透過型電子顕微鏡により測定されたトナー内部での着色剤粒子の分散状態が、以下の2つの条件を満たし、
(1)着色剤粒子の分散平均粒子径が100nm以下、
(2)着色剤粒子全体における400nm以上の粗大側粒子の含有量が5個数%以下、
且つ、着色剤粒子が下記構造式
しかし、いずれにおいても本件の構成及び効果を開示するに至っていない。
(1)本発明のトナーは、結着樹脂、着色剤、及び極性樹脂を少なくとも含有するトナー
粒子を有するトナーであって、
上記トナー粒子は水系媒体中で製造されたトナー粒子であり、
上記トナーに対する微小圧縮試験において、測定温度25℃で、上記トナー1粒子に負荷速度9.8×10−5N/secで2.94×10−4Nの最大荷重をかけ終えた後、0.1秒間放置して得られる変位量(μm)を最大変位量X30、前記0.1秒間放置後、除荷速度9.8×10−5N/secで除荷し、荷重が0となったときに得られる変位量(μm)を変位量X40、前記最大変位量X30と変位量X40との差を弾性変位量Yとし、前記弾性変位量Yの前記最大変位量X30に対する百分率[Y/X30×100:復元率]をZ(25)(%)としたとき、Z(25)(%)は、40≦Z(25)≦80、の関係を満足し、
上記トナーの示差走査熱量測定(DSC)装置により測定されたガラス転移温度(TgA)が40℃乃至60℃であり、最大吸熱ピークの温度(P1)が70℃乃至90℃であり、前記最大吸熱ピークの温度(P1)と前記ガラス転移温度(TgA)が、15℃≦P1−TgA≦50℃、の関係を満足し、
上記着色剤はマレイン酸エステルによって表面処理された顔料組成物を含有し、
上記着色剤の電位差滴定装置により測定された酸価(AV)が3.0mgKOH/g乃至22.0mgKOH/gを満足し、
上記着色剤をキシレン中に分散して作製された分散液と、イオン交換水に希塩酸を加えることにより水素イオン濃度指数(pH)が2.0に調整された水溶液を混合後、静置し
、得られた水相を測定波長450nmに設定した分光光度計で透過率を測定し、100%から前記透過率を差し引いた値を移行度(TA)としたときに、移行度(TA)が0%乃至30%を満足し、
上記着色剤をキシレン中に分散して作製された分散液と、イオン交換水に希塩酸を加えることにより水素イオン濃度指数(pH)が10.0に調整された水溶液を混合後、静置
し、得られた水相を測定波長450nmに設定した分光光度計で透過率を測定し、100%から前記透過率を差し引いた値を移行度(TB)としたときに、移行度(TB)が0%乃至35%を満足することを特徴とする。
ることが好ましい。
0に調整された水溶液を混合後、静置し、得られた水相を測定波長450nmに設定した分光光度計で透過率を測定し、100%から透過率を差し引いた値を移行度(TA)としたときに、移行度(TA)が0%乃至30%を満足し、着色剤をキシレン中に分散して作
製された分散液と、水素イオン濃度指数(pH)が10.0に調整された水溶液を混合後
、静置し、得られた水相を測定波長450nmに設定した分光光度計で透過率を測定し、100%から透過率を差し引いた値を移行度(TB)としたときに、移行度(TB)が0%乃至35%を満足することを特徴とする。
を製造する際に、トナー粒子表面への存在確率が高くなる。その結果、トナー表面の顔料が悪影響を及ぼし、トナーの帯電性の低下や、現像部材への汚染による現像特性の低下を生じてしまう。さらに連続プリントにおいて、定着部材への汚染も併発し定着特性も悪化させてしまう。
を抑制する考えがあるが、油相への均一分散が難しく、トナー製造時の系が不安定になりやすく、粒度分布がブロード化してしまう。
その結果、トナーの着色力の低下や部材汚染による現像性の低下や個々のトナー組成のバラツキやそれによるトナー硬度の弱化など課題が、克服できていなかった。
また、本発明において、着色剤の酸価や水相への移行度を所定の範囲にすることで、トナー粒度の均一性に代表される製造安定性や、連続プリントでの画像濃度安定性に代表される耐劣化性が大幅に改良される。
粒度均一性が向上することで、個々のトナー粒子の均一な組成分布、帯電分布、外添剤のトナー粒子表面への均一付着性や付着強度の向上が可能となる。結果、本発明のトナーの現像性、定着性、及び耐劣化性が顕著に向上する。
本発明のトナーは、トナーに対する微小圧縮試験において、測定温度25℃で、トナー1粒子に負荷速度9.8×10−5N/secで2.94×10−4Nの最大荷重をかけ終えた後、0.1秒間放置して得られる変位量(μm)を最大変位量X30、0.1秒間放置後、除荷速度9.8×10−5N/secで除荷し、荷重が0となったときに得られる変位量(μm)を変位量X40、最大変位量X30と変位量X40との差を弾性変位量Yとし、弾性変位量Yの最大変位量X30に対する百分率[Y/X30×100:復元率]をZ(25)(%)としたとき、Z(25)(%)は、40≦Z(25)≦80、の関係を満足する。
該Z(25)(%)は、50≦Z(25)≦80、の関係を満足することが好ましい。
さらに上記現像性や耐劣化性を満足しつつ、低温において熱伝達性の悪い転写紙を用いた時の定着特性から、高温において熱伝達性の良い転写紙を用いた定着特性までをも、同時に満足することが可能となる。
該Z(50)(%)は、15≦Z(50)≦50、の関係を満足することがより好ましい。
Z(25)(%)の値を40に、又はZ(50)(%)を10に近づけるためには、例えば、結着樹脂や極性樹脂を軟化させれば良く、そのためには結着樹脂や極性樹脂の分子量を小さくすることやガラス転移温度を下げることが挙げられる。また、Z(25)(%)の値を80に、又はZ(50)(%)を55に近づけるためには、例えば、結着樹脂や極性樹脂を硬化させれば良く、そのためには結着樹脂や極性樹脂の分子量を大きくすることやガラス転移温度を上げることが挙げられる。
上記TgAが40℃乃至60℃に存在する場合には、低温において熱伝達性の悪い転写紙を用いたときの定着において、トナーの紙への付着力が向上し、低温定着性が向上する。
上記TgAが45℃乃至60℃に存在する場合には、上記効果はより向上する。
また、上記TgAに関する上記条件は、トナーにおける重合性単量体の種類及び組成比を調整することで制御することが可能である。
上記P1が70℃乃至90℃に存在する場合には、ワックスの適度なブリード性により高温において熱伝達性の良い転写紙を用いたときの定着特性が向上する。さらにワックスによるトナーの可塑効果にて紙との付着力が向上し、低温において熱伝達性の悪い転写紙を用いたときの定着性も向上する。
なお、P1に関する上記条件は、ワックスの組成、分子量及び純度を調整することで制御することが可能である。
P1を70℃に近づけるためには、用いられるワックスの分子量を小さくすること、及びワックスの分子量分布における高分子量側を除去することが挙げられる。一方、P1を90℃に近づけるためには、用いられるワックスの分子量を大きくすること、及びワックスの分子量分布における低分子量側を除去することが挙げられる。
さらに上記現像性や耐劣化性を満足しつつ、低温において熱伝達性の悪い転写紙を用いたときの定着特性から、高温において熱伝達性の良い転写紙を用いたときの定着特性までをも、同時に満足することが可能となる。
上記(P1−TgA)が、20℃≦P1−TgA≦50℃、の関係を満足する場合には、上記効果はより向上する。
また、本発明のトナーに用いられる着色剤の電位差滴定装置により測定された酸価(AV)は、3.0mgKOH/g乃至22.0mgKOH/gを満足する。好ましくは、5.0mgKOH/g乃至20.0mgKOH/gを満足する。
上記着色剤の酸価が、3.0mgKOH/g乃至22.0mgKOH/gに存在する場合には、水系媒体中でトナー粒子を製造する際にトナー粒子内での着色剤の再凝集を抑制することやトナー粒子表面への着色剤の露出を抑制する。その結果、トナー粒度の均一性に代表される製造安定性や、連続プリントでの画像濃度安定性に代表される耐劣化性が大幅に改良される。
長450nmに設定した分光光度計で透過率を測定し、100%から前記透過率を差し引いた値を移行度(TA)としたときに、移行度(TA)が0%乃至30%を満足する。好ましくは0%乃至10%である。
上記移行度(TA)が、0%乃至30%を満足する場合の効果としては、上記着色剤の酸価を所定に調整した場合に生ずる効果とほぼ同様であるが、トナー粒子表面への着色剤の露出を抑制することに特に顕著である点で効果に違いがある。該効果により、トナー粒度の均一性に代表される製造安定性が向上する。
濃度指数(pH)が10.0に調整された水溶液を混合後、静置し、得られた水相を測定
波長450nmに設定した分光光度計で透過率を測定し、100%から前記透過率を差し引いた値を移行度(TB)としたときに、移行度(TB)が0%乃至35%を満足する。好ましくは0%乃至20%である。
上記移行度(TB)が、0%乃至35%を満足する場合の効果としては、上記着色剤の酸価を所定に調整した場合に生ずる効果とほぼ同様であるが、トナー粒子表面への着色剤の露出を抑制することに特に顕著である点で効果に違いがある。該効果により、トナー粒度の均一性に代表される製造安定性が向上する。
上記マレイン酸エステルの含有量が、5ppm乃至100ppmである場合には、水系媒体中でトナー粒子を製造する際にトナー粒子内での着色剤の再凝集を抑制することやトナー粒子表面への着色剤の露出を抑制することが可能である。その結果、トナー粒度の均一性に代表される製造安定性や、連続プリントでの画像濃度安定性に代表される耐劣化性が大幅に改良される。
上記構造式(1)及び構造式(2)において、R1乃至R11は、炭素数1乃至6のアルキル基であることが好ましく、炭素数1乃至4のアルキル基であることがより好ましい。また、R1乃至R11は、互いに同じであっても、異なっていても良い。
また、上記構造式で示される化合物は、結着樹脂との相溶性に優れているために、トナー粒子に含有させた場合には、均一に近い状態で分散されて存在すると考えられる。そのため、個々のトナー粒子の均一な組成分布、帯電分布を可能とする。その結果、外添剤のトナー粒子表面への均一付着性や付着強度の向上も可能となり、本発明のトナーの現像性
、定着性及び耐劣化性が顕著に向上する。
また、酸素原子は電気陰性度が高い元素であるため、トナー中に発生した負電荷を非局在化させるため、上記エーテル化合物の存在は、トナーの負電荷を安定化させる。そのため、上記エーテル化合物を含有させる効果は、本発明のトナーが負摩擦帯電性トナーである場合に特に顕著となる。また、正摩擦帯電性の場合にもチャージアップを抑制する効果を有する。
上記エーテル化合物が、トナーを構成する重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し、0.0005質量%乃至0.1質量%含有する場合には、上記エーテル化合物の構造における効果をより顕著に発揮できる。
脂の形成に用いられる重合性単量体100質量部に対し、0.5質量部乃至20質量部の添加量で重合反応を行うと、通常、得られた重合体の分子量分布において、分子量1万乃至10万の間に極大を有する重合体が得られ、適当な強度と溶融特性を有するトナーを得ることができる。
2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル如きのアゾ系またはジアゾ系重合開始剤;
ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド如きの過酸化物系重合開始剤。
中でも、重合反応中の分解時に上記エーテル化合物を生成する重合開始剤であることが特に好ましい。
本発明のトナーは着色剤を含有する。また、該着色剤は表面処理された顔料組成物からなる。上記顔料は特に限定される訳ではないが、本発明において、上記顔料としては、C.I.pigment Yellow 1、3、65、73、74、98、及び111等が好適に例示できる。これらのうち、C.I.pigment Yellow 73、74及び111は、表面処理に用いるマレイン酸エステルとの組合せにおいて、本件の上記効果の中で、特に耐劣化性を発現させるためにより好ましい。すなわち、上記着色剤は、表面処理された、C.I.pigment Yellow73、C.I.pigment
Yellow74及びC.I.pigment Yellow111からなる群から選択される顔料の少なくとも1つを含有することが好ましい。さらに好ましくは、表面処理されたC.I.pigment Yellow 74である。
上記マレイン酸エステルとは、マレイン酸とアルコールとの脱水縮合により得られる縮合物をいい、アルコールとしては、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−オクチルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、n−デシルアルコール、イソデシルアルコール、ラウリルアルコール、イソトリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ベヘニルアルコール、オクチルドデシルアルコール等が挙げられる。
また、上記マレイン酸エステルは、下記構造式(3)で示される化合物を含有していることが好ましい。
上記のうち、特に好ましいマレイン酸エステルとして、マレイン酸ジエチルエステル、マレイン酸ジブチルエステルが挙げられる。
(1)マレイン酸エステルを予めアルコールの如き溶媒に溶解させ、顔料組成物表面にコートした後にスプレードライヤーで乾燥する法。
(2)マレイン酸エステルと顔料組成物を乾式混合した後、必要に応じて溶融混練等の熱処理を施す乾式混合法。
(3)顔料組成物製造時の顔料組成物の合成溶液中にマレイン酸エステルを加えた後、顔料組成物表面に被覆処理を施す湿式処理法が挙げられる。
本発明では、(1)を採用し表面処理を実施した。
ポリスチレン;ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、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−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、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−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、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−インデン共重合体等のスチレン系共重合体;アクリル樹脂;メタクリル樹脂;ポリ酢酸ビニル;シリコーン樹脂;ポリエステル樹脂;ポリアミド樹脂;フラン樹脂;エポキシ樹脂;キシレン樹脂等。これらの樹脂は、単独で又は混合して使用される。
上記ビニル系重合性単量体としては、単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することが出来る。
チレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンのようなスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートのようなアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートのようなメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルのようなビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンのようなビニルケトンが挙げられる。
メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如き含窒素単量体の重合体もしくは該含窒素単量体とスチレン−不飽和カルボン酸エステルとの共重合体;アクリロニトリルの如きニトリル系単量体;塩化ビニルの如き含ハロゲン系単量体;アクリル酸、メタクリル酸の如き不飽和カルボン酸;不飽和二塩基酸;不飽和二塩基酸無水物;及びニトロ系単量体の重合体もしくはそれらとスチレン系単量体との共重合体;ポリエステル;エポキシ樹脂;が挙げられる。
より好ましいものとして、スチレン系の共重合体、マレイン酸共重合体、飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂が挙げられる。さらに好ましくは、スチレン系の共重合体が挙げられ、その場合には、残留スチレンが0ppm乃至300ppmの範囲が、極性樹脂と結着樹脂との馴染みを良好にするために好ましい。
また、メカニズムが明確になっていないが、モノマー中に芳香族系の有機溶媒、例えばトルエンやキシレンを添加し重合法によりトナーを製造すると、極性樹脂がモノマーへ溶解しながら相分離することが促進され、本発明の効果を発揮しやすくなる。
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタムの如き石油系ワックス及びその誘導体;モンタンワックス及びその誘導体;フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体;ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスの如きポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックスの如き天然ワックス及びその誘導体等。上記誘導体としては酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物などが挙げられる。さらには、以下のものが挙げられる。高級脂肪族アルコール;ステアリン酸、パルミチン酸の如き脂肪酸;酸アミドワックス;エステルワックス;硬化ヒマシ油及びその誘導体;植物系ワックス;動物性ワックス等。
この中で、特に離型性に優れるという観点からエステルワックス及び炭化水素ワックス
が好ましい。更に好ましくは、トータルの炭素数が同一の化合物が50質量%乃至95質量%ワックスに含有されているものが、ワックス純度が高く現像性の観点で、本発明の効果を発現し易い。
ワックスの含有量が、結着樹脂100質量部に対し、1質量部乃至40質量部の場合には、ワックスの適度なブリード性により高温において熱伝達性の良い転写紙を用いた時の定着特性が向上する。さらにワックスによるトナーの可塑効果にて紙との付着力が向上し、低温において熱伝達性の悪い転写紙を用いた時の定着性も向上する。
上記スルホン酸基等を含有する高分子を製造するためのスルホン酸基を有する単量体として、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸が例示できる。
上記スルホン酸基等を含有する高分子が、重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し、0.01質量部乃至5.00質量部含有する場合には、ポジ成分を有する分散安定剤を用いる水系媒体中での造粒工程においては、電気二重層の形成を強めるために、トナー粒子サイズのシャープな分布を得ることが出来、トナー粒度の均一性に代表される製造安定性が大幅に改良される。
上記水系媒体中でトナー粒子を製造する方法としては、以下の方法が挙げられる。
トナー必須成分から構成される乳化液を水系媒体中で凝集させる乳化凝集法;有機溶媒中にトナー必須成分を溶解させた後、水系媒体中で造粒後有機溶媒を揮発させる懸濁造粒法;トナー必須成分を溶解させた重合性単量体を直接水系媒体中で造粒後重合する懸濁重合法や乳化重合法;その後シード重合を利用しトナーに外層を設ける方法;界面重縮合や液中乾燥に代表されるマイクロカプセル法。
これらの中で、本発明の作用効果を発揮させやすいという理由から、特に懸濁重合法が好ましい。この懸濁重合法においては、重合性単量体、着色剤、及び極性樹脂、必要に応じてワックス、重合開始剤、架橋剤、帯電制御剤、その他の添加剤、を均一に溶解または分散せしめて重合性単量体組成物とする。その後、この重合性単量体組成物を、分散安定剤を含有する水系媒体中に適当な撹拌器を用いて分散し、そして重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナー粒子を得る。なお、上記重合反応は公知の条件で行うことが可能である。上記トナー粒子は重合終了後、公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥を行い、必要により流動性向上剤を混合し表面に付着させることで、本発明のトナーを得ることができる。
この懸濁重合法でトナーを製造する場合には、個々のトナー粒子形状がほぼ球形に揃っているため、帯電量の分布も比較的均一となり現像特性が満足できるトナーが得られやすい。また外添剤への依存度が少ない高い転写性を維持するトナーが得られやすい。
具体的な化合物としては、負帯電制御剤としてサリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の如き芳香族カルボン酸の金属化合物;アゾ染料あるいはアゾ顔料の金属塩または金属錯体;ホウ素化合物;ケイ素化合物;カリックスアレーンが挙げられる。
正帯電制御剤として四級アンモニウム塩、該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、ニグロシン系化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。
上記帯電制御剤をトナー粒子に内部添加する場合は、好ましくは結着樹脂100質量部に対して、0.1質量部乃至10質量部、より好ましくは0.1質量部乃至5質量部の範囲で用いられる。また、上記帯電制御剤をトナー粒子に外部添加する場合は、トナー100質量部に対し、好ましくは0.005質量部乃至1.0質量部、より好ましくは0.01質量部乃至0.3質量部である。
分散安定剤として使用する無機化合物としては以下の、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等が例示できる。
分散安定剤として使用する有機化合物としては以下の、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸及びその塩、デンプン等が例示
できる。
これらの分散安定剤は、重合性単量体100質量部に対して、0.2質量部乃至20質量部を使用することが好ましい。
具体例としては以下の、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等が例示できる。
例えばリン酸カルシウムの場合、高撹拌下において、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合するとよい。
本発明のトナー粒子に添加できる無機微粉体としては、シリカを必須成分として含み、平均一次粒径が4nm乃至80nmの微粉体であることが好ましい。本発明において平均一次粒径が上記範囲にあることで、トナーの流動性が向上すると共に、トナーの保存性も良好になる傾向にある。
の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカは、製造工程において例えば、塩化アルミニウム、塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それらも包含する。
その中でも、シリコーンオイルにより処理された無機微粉体が好ましい。より好ましくは、無機微粉体をカップリング剤で疎水化処理すると同時、或いは処理した後に、さらにシリコーンオイルにより処理したシリコーンオイル処理された疎水化処理無機微粉体が高湿環境下でもトナー粒子の帯電量を高く維持し、選択現像性を低減する上で良い。
上記無機微粉体は、トナー粒子100質量部に対して、0.01質量部乃至5質量部を添加されることが好ましい。
D4が4.0μm乃至9.5μmの範囲にある場合には、トナー個々の帯電性も均一に保てることにより、トナー担持体上への均一なトナーのコート性を得ることができる。さらに、均一な帯電性も確保できる。
D4/D1が1.00以上1.28未満の範囲にある場合には、個々のトナー粒子の均一な組成分布、帯電分布に優れる。また外添剤のトナー粒子表面への均一付着性や付着強度の向上も可能となり、本発明のトナーの現像性や耐劣化性の向上に効果を発揮する傾向にある。
図3は本発明で用いられる画像形成装置の一例としてタンデム型のカラーLBP(カラーレーザープリンタ LBP−2510 キヤノン製)の断面図を示す。これは本発明をなんら限定するものではない。
これらの感光ドラム101a乃至101dは、不図示のドラムモータ(直流サーボモータ)によって回転駆動される。各感光ドラム101a乃至101dにそれぞれ独立した駆動源を設けても良い。ドラムモータの回転駆動は不図示のDSP(デジタルシグナルプロセッサ)によって制御され、その他の制御は不図示のCPUによって行われる。
また、静電吸着搬送ベルト109aは、駆動ローラ109bと固定ローラ109c、109e及びテンションローラ109dに張架されており、駆動ローラ109bによって図示矢印方向に回転駆動され、転写材S(記録媒体S)を吸着して搬送する。
感光ドラム101aはその回転過程で1次帯電手段102aにより所定の極性及び電位に一様に1次帯電処理される。そして、感光ドラム101aに対してレーザービーム露光手段(以下、スキャナーと称する)103aにより光像露光がなされ、該感光ドラム101a上に画像情報の静電潜像が形成される。
次に、現像部104aによってトナー像が感光ドラム101a上に形成され、静電潜像が可視化される。同様な工程が他の3色(マゼンタ(B)、シアン(C)及びブラック(Bk))についてもそれぞれ実施される。
而して、4色のトナー像は、所定のタイミングで給紙ローラ108bにより搬送されてきた記録媒体Sを停止、再搬送するレジストローラ108cにより同期される。その後、
感光ドラム101a乃至101dと静電吸着搬送ベルト109aとのニップ部において記録媒体Sにトナー像が順次転写される。また、これと同時に記録媒体Sへのトナー像転写後の感光ドラム101a乃至101dはクリーニング手段106a、106b、106c、106dにより、転写残トナー等の残存付着物が除去され、繰り返し作像に供される。
4つの感光ドラム101a乃至101dからトナー像が転写された記録媒体Sは、駆動ローラ109b部において静電吸着搬送ベルト109a面から分離されて定着器110に送り込まれる。そして、定着器110においてトナー像が定着された後、排出ローラ110cによって排出トレー113に排出される。
トナー担持体14は、上記開口部にて図に示す右略半周面を現像剤容器23内に突入する。その後、左略半周面を現像剤容器23外に露出して横設されている。この現像剤容器23外へ露出した面は、図2のように現像ユニット13の図中左方に位置する潜像担持体10に当接している。
トナー担持体14の上方位置には、SUS等の金属板や、ウレタン、シリコーン如きのゴム材料、バネ弾性を有するSUS又はリン青銅の金属薄板を基体とし、トナー担持体14への当接面側にゴム材料を接着した規制部材16が、規制部材支持板金24に支持されている。規制部材16は、自由端側の先端近傍をトナー担持体14の外周面に面接触にて当接するように設けられており、その当接方向としては、当接部に対して先端側がトナー担持体14の回転方向上流側に位置するカウンター方向になっている。規制部材16の一例としては、厚さ1.0mmの板状のウレタンゴムを規制部材支持板金24に接着した構成で、トナー担持体14に対する当接圧(線圧)を、適宜設定したものである。当接圧は、好ましくは、20乃至300N/mである。当接圧の測定は、摩擦係数が既知の金属薄板を3枚当接部に挿入し、中央の1枚をばねばかりで引き抜いた値から換算する。規制部材16は当接面側にゴム材料を接着したものの方がトナーとの付着性の面で、長期使用において規制部材へのトナーの融着、固着を抑制できるため好ましい。また、規制部材16は、トナー担持体14に対する当接状態を、先端を当接させるエッジ当接とすることも可能である。エッジ当接とする場合は、トナー担持体との接点におけるトナー担持体の接線に対する規制部材16の当接角を40度以下になるよう設定するとトナーの層規制の点で更に好ましい。
帯電ローラ29のバイアスは、電源27によってトナー担持体14と潜像担持体10の両者間に直流で(図2の27)印加されており、トナー担持体14上の非磁性トナー17は帯電ローラ29より、放電によって電荷付与を受ける。
帯電ローラ29のバイアスは、非磁性トナーと同極性の放電開始電圧以上のバイアスであり、トナー担持体14に対して1000乃至2000Vの電位差が生じるように設定される。
この現像部において、トナー担持体14上に薄層形成されたトナー層は、図2に示す電源27によってトナー担持体14と潜像担持体10の両者間に印加された直流バイアスによって、潜像担持体10上の静電潜像にトナー像として現像される。
<酸価(AV)(mgKOH/g)の測定方法>
本発明における酸価(mgKOH/g)は電位差滴定装置を用い、以下の方法で測定した。酸価は下記式から求めた。
(式):酸価(AV)=〔(サンプル終点−ブランク終点)×1.009×56×1/10〕/試料重量
(試料調整)
200mlビーカーにサンプル1.0gを精秤し、スターラーで攪拌しながらトルエン120mlに溶解し、さらにエタノール30mlを加えた。
(装置)
装置として、電位差自動滴定装置AT−400WIN(京都電子工業株式会社製)を用いた。
装置の設定は、有機溶剤に溶解する試料を対象とした。使用するガラス電極と比較電極は、有機溶剤対応のものを使用した。
pHガラス電極は、例えば商品コード#100−H112(京都電子工業株式会社製)を用いた。尚、先端は絶対に乾燥させない。
コルク型比較電極は、商品コード#100−R115(京都電子工業株式会社製)を用いた。尚、先端は絶対に乾燥させない。内部液が内部液補充口まで満たされているかを確認する。内部液は3.3mol/KCL溶液を使用した。
(手順)
上記調製した試料を上記装置のオートサンプラーにセットし、上記電極を試料溶液中に浸した。次に滴定液(1/10N KOH(エタノール溶液))を試料溶液上にセットし、0.05mlずつ自動間欠滴定で滴下させ酸価を算出した。
本発明におけるトナーの復元率は、以下の条件にて測定した。
本発明における微小圧縮試験は、(株)エリオニクス製 超微小硬度計ENT1100を用いた。使用圧子は20μm×20μm四方の平圧子を用い、測定環境は25℃、湿度60%で測定した。最大荷重2.94×10−4Nに対し、9.8×10−5N/secのスピードで荷重を掛けた。最大荷重に到達後、0.1secの間その荷重で放置した。その時に変位している量を最大変位量X30(μm)とし、さらに最大荷重を経て9.8×10−5N/secのスピードで除荷し、荷重が0になったときに得られる変位量(μm)を変位量X40とした。ここで、上記最大変位量X30と変位量X40との差(X30−X40)を弾性変位量Y(μm)としたときに、弾性変位量Yの最大変位量X30に対する百分率[Y/X30×100]をZ(25)(%)とした(図1参照)。
また、上記微小圧縮試験において、測定環境を50℃、湿度を60%で、上記測定条件と同様に測定した場合に得られる復元率をZ(50)とした。
また測定の際にはセルを温度制御が可能な状態にし、このセルの温度を測定温度とした。すなわち、Z(25)はセルの温度を25℃として測定し、Z(50)はセルの温度を50℃として測定した。本発明における微小圧縮試験においては、セルの上にトナーを分散させた後、セルを本体に設置した。その後、セルが測定温度に到達してから10分以上放置した後、測定を開始した。
測定は装置に付帯する顕微鏡を覗きながら測定用画面(横幅:160μm 縦幅:120μm)にトナーが1粒で存在しているもの選択した。変位量の誤差を極力無くすため、トナーの個数平均粒径D1の±0.2μmのものを選択して測定した。なお、測定用画面から任意のトナーを選択するが、測定画面上でのトナー粒子径の測定手段は超微小硬度計ENT1100付帯のソフトを用いてトナー粒子の長径と短径を測定し、それらから求められるアスペクト比[(長径+短径)/2]の値がD1の±0.2μmとなるトナーを選択して測定した。
測定データに関しては任意の粒子100個を選んで測定し、測定結果として得られたZ(25)、及びZ(50)について、最大値、最小値からそれぞれ10個を除いた残り80個をデータとして使用し、その80個の相加平均値としてZ(25)、及びZ(50)を求めた。本発明のトナーの微小圧縮硬度を表したグラフを図1に示す。
本発明において、重量平均粒径(D4)、及び個数平均粒径(D1)は、コールターカウンターであるコ−ルターマルチサイザーII(コールター社製)で測定した。
電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて、約1%NaCl水溶液を調製した。例えば、ISOTON−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定方法としては、上記電解水溶液100ml中に分散剤として、界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1ml加え、さらに測定試料(トナー)を5mg加えた。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1分間分散処理し、上記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子の体積及び個数をチャンネルごとに測定して、トナーの体積分布と個数分布とを算出した。トナー粒子の体積分布から求めた重量基準のトナーの重量平均粒径D4(μm)及び個数平均粒径D1(μm)を求めた。(各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする)。
チャンネルとしては、2.00乃至2.52μm;2.52乃至3.17μm;3.17乃至4.00μm;4.00乃至5.04μm;5.04乃至6.35μm;6.35乃至8.00μm;8.00乃至10.08μm;10.08乃至12.70μm;12.70乃至16.00μm;16.00乃至20.20μm;20.20乃至25.40μm;25.40乃至32.00μm;32乃至40.30μmの13チャンネルを用いた。
本発明におけるトナーのガラス転移温度(TgA)、及びトナーの最大吸熱ピークの温度(P1)は、示差走査熱量測定(DSC)装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用い、ASTM D3418−82に準じて、以下方法及び条件で測定した。
<測定条件及び方法>
(1)モジュレーティッドモードを使用。
(2)温度20℃で5分間平衡を保つ。
(3)1.0℃/minのモジュレーションを使用し、140℃まで1℃/minで昇温。
(4)温度140℃で5分間平衡を保つ。
(5)温度20℃まで降温。
測定サンプルは2〜5mg、好ましくは3mgを精密に秤量した。それをアルミニウム製のパン中に入れ、対照用に空のアルミパンを用い、測定範囲20〜140℃の間で、昇温速度1℃/minで測定を行った。昇温1回目のDSC曲線のピーク位置からトナーのガラス転移温度(TgA)、及びトナーの最大吸熱ピークの温度(P1)を求めた。
ここで、ガラス転移温度(TgA)は、日本工業規格(JIS)K7121 9.3項(制定年月日1987年10月01日、確認年月日2006年03月25日)に定める中間点ガラス転移温度である。また、最大吸熱ピークの温度(P1)は、日本工業規格(JIS)K7121 9.1項(制定年月日1987年10月01日、確認年月日2006年03月25日)に定める融解ピーク温度のうち、高温側のベースラインからのピーク高さが最大となるピーク温度である。
本発明における着色剤の水相への移行度(TA)及び移行度(TB)は以下の条件及び方法で求めた。
着色剤5gをキシレン100ml中に添加し、ペイントシェーカーにて1時間分散させた。その後、水素イオン濃度指数(pH)2.0に調整された水溶液10ml中に、上記分
散液2gを添加し、振とう機(株式会社ヤヨイ)にて200回/分で1分間振とうさせた。その後、24時間静置し、油相と水相が完全に分離していることを確認してから、水相6mlを抽出し、分光光度計UV3100C(島津製作所社製)を使用し、透過率を測定した。透過率の測定条件を以下に示す。なお、上記水素イオン濃度指数(pH)が2.0に調整された水溶液は、イオン交換水に希塩酸を少量ずつ添加し調製した。
測定波長:450nm
スキャン速度:中速
スリット幅:5nm
サンプリングピッチ:2nm
着色剤の水相への移行度(TA)は下記式で求めた。
(式):移行度(TA)=100(%)−上記透過率(%)
様にして測定した。
すなわち、着色剤5gをキシレン100ml中に添加し、ペイントシェーカーにて1時間分散させた。その後、水素イオン濃度指数(pH)10.0に調整された水溶液10ml
中に、上記分散液2gを添加し、振とう機(株式会社ヤヨイ)にて200回/分で1分間振とうさせた。その後、24時間静置し、油相と水相が完全に分離していることを確認してから、水相6mlを抽出し、分光光度計UV3100C(島津製作所社製)を使用し、透過率を測定した。透過率の測定条件を以下に示す。なお、水素イオン濃度指数(pH)が10.0に調整された水溶液は、イオン交換水に水酸化ナトリウム水溶液を少量ずつ添
加し調製した。
測定波長:450nm
スキャン速度:中速
スリット幅:5nm
サンプリングピッチ:2nm
着色剤の水相への移行度(TB)は下記式で求めた。
(式):移行度(TB)=100(%)−上記透過率(%)
本発明における着色剤のマレイン酸エステルの含有量は、揮発分測定装置を用い、以下の条件及び方法により求めた。
測定は、マルチプルヘッドスペース抽出方法による着色剤の有機揮発成分量の定量にて行った。マルチプルヘッドスペース抽出方法は、所定の容積の密閉容器中に試料を収容し、密閉容器を必要に応じて加熱し、密閉容器中の気相を抜き出す(抽出する)方法である。気相の抽出は、必要に応じて複数回行われる。
<装置及び器具>
ヘッドスペースサンプラーには、株式会社パーキンエルマージャパン製、HS40XLを用い、GC/MSにはサーモクエスト株式会社製、TRACE GC、 TRACE MSを用いた。
ヘッドスペースサンプラーには、試料を収容する密閉容器であるサンプルバイアルが装着される。サンプルバイアルには試料が収容され、下記の条件でサンプルバイアル中の気相が採取される。なお、サンプルバイアルには、株式会社パーキンエルマージャパン製、ヘッドスペース分析用ガラス製バイアル(22ml)を用いた。
・サンプル量:50mg
・バイアル:22ml
・サンプル温度:120℃
・ニードル温度:150℃
・トランスファーライン温度:180℃
・保持時間:60min
・加圧時間:0.25min
・注入時間:0.08min
上記分析用ガラス製バイアルは、ガスクロマトグラフィーに接続され、マルチプルヘッドスペース抽出方法を使用して採取されたガスを、下記の条件で分析した。
・TRACE GC(サーモクエスト株式会社製)
・カラム:HP5−MS(0.25mm、60m)(アジレント社製)
・カラム温度:40℃(3min)、70℃(2.0℃/min)、150℃(5.0℃/min)、300℃(10.0℃/min)
・スプリット比 50:1
上記定量では、標準試料と着色剤試料とを作製し、これらの試料にマルチプルヘッドスペース抽出方法を適用して、各試料からマレイン酸エステルを検出する。
まず、上記マレイン酸エステル化合物定量用の標準サンプルとして、マレイン酸エステル化合物(マレイン酸ジブチルエステル)濃度が1000ppmのメタノール溶液を調製し、この液の5μlを、10μl容積のマイクロシリンジを用いて、22mlのガラス製バイアルに入れ、高温分析用セプタムによりすばやく密栓する。
着色剤50mgを22mlのガラス製バイアルに入れ、高温分析用セプタムにより密栓しサンプルとした。
上記マレイン酸エステル化合物の標準試料を、定量的マルチプルヘッドスペース抽出方法を使用して測定し、マレイン酸エステル化合物0.005μl当たりの総ピーク面積を求めた。なお、GCの感度は日間変動があるため、標準試料のマレイン酸エステル化合物0.005μlのピーク面積はサンプルの測定毎に測定し、基準として用いた。
次に、得られたクロマトグラフにおいて、着色剤試料の定量的マルチプルヘッドスペース抽出方法より求められた総ピーク面積と、標準試料の総ピーク面積とから、比例計算により、着色剤試料中のマレイン酸エステル化合物の体積を求め、算出された値にマレイン酸エステル化合物の比重を乗じて重量換算を行い、着色剤中のマレイン酸エステル化合物の濃度を計算した。
なお、マルチプルヘッドスペース抽出方法による各ピーク面積の計算は、下記近似式を用いて行った。
・イソプロピルアルコール 10部
・ジブチルマレイン酸エステル 0.005部
・着色剤(C.I.Pigment Yellow74) 1部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、20℃環境下で200r/minで1時間分散させた。
上記分散液をスプレードライヤー法で乾燥させ、表面処理された顔料を得た。
・イソプロピルアルコール 10部
・ジブチルマレイン酸エステル 0.005部
・着色剤(C.I.Pigment Yellow73) 1部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、20℃環境下で200r/minで1時間分散させた。
上記分散液をスプレードライヤー法で乾燥させ、表面処理された顔料を得た。
・イソプロピルアルコール 10部
・ジブチルマレイン酸エステル 0.005部
・着色剤(C.I.Pigment Yellow111) 1部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、20℃環境下で200r/minで1時間分散させた。
上記分散液をスプレードライヤー法で乾燥させ、表面処理された顔料を得た。
・イソプロピルアルコール 10部
・ジブチルマレイン酸エステル 0.0005部
・着色剤(C.I.Pigment Yellow74) 1部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、20℃環境下で200r/minで1時間分散させた。
上記分散液をスプレードライヤー法で乾燥させ、表面処理された顔料を得た。
・イソプロピルアルコール 10部
・ジブチルマレイン酸エステル 0.010部
・着色剤(C.I.Pigment Yellow74) 1部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、20℃環境下で200r/minで1時間分散させた。
上記分散液をスプレードライヤー法で乾燥させ、表面処理された顔料を得た。
・イソプロピルアルコール 10部
・ジブチルマレイン酸エステル 0.005部
・着色剤(C.I.Pigment Yellow98) 1部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、20℃環境下で200r/minで1時間分散させた。
上記分散液をスプレードライヤー法で乾燥させ、表面処理された顔料を得た。
・イソプロピルアルコール 10部
・着色剤(C.I.Pigment Yellow74) 1部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径1.
7mmのジルコニア粒子を用いて、20℃環境下で200r/minで1時間分散させた。
上記分散液をスプレードライヤー法で乾燥させ、表面処理された顔料を得た。
・イソプロピルアルコール 10部
・ジブチルマレイン酸エステル 0.0150部
・着色剤(C.I.Pigment Yellow98) 1部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、20℃環境下で200r/minで1時間分散させた。上記分散液をスプレードライヤー法で乾燥させ、表面処理された顔料を得た。
下記の手順によって重合法トナーを製造した。
60℃に加温したイオン交換水1300質量部に、リン酸三カルシウム9質量部、10%塩酸11質量部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、10,000r/minにて撹拌し、pH5.2の水系媒体を調製した。
また、下記の材料をプロペラ式攪拌装置にて100r/minで溶解して溶解液を調製した。
・スチレン 70.0質量部
・トルエン 2.5質量部
・帯電制御剤FCA1001NS(藤倉化成社製) 2.0質量部
・極性樹脂1:
スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体 20.0質量部
(共重合比[質量比])=95.6:1.7:2.7、Mp=69000、Mw=68000、Tg=102℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1、残留スチレン=90ppm)
・C.I.ピグメントイエロー74 7.5質量部
(AV=7、TA=2、TB=5、マレイン酸ジブチルエステル=50ppm)
・帯電制御剤ボントロンE−88(オリエント化学社製) 1.0質量部
・ジ−t−ブチルエーテル(上記エーテル化合物1) 0.05質量部
上記混合物を、メディア式分散機を用い2時間分散させた後、取り出し分散液(A)を得た。
・n−ブチルアクリレート 30.0質量部
・ワックスHNP−10(融点75℃:日本精鑞社製) 10.0質量部
を加え、その後、混合液を温度60℃に加温した後にTK式ホモミキサー(特殊機化工業製)にて、9,000r/minにて30分間攪拌し、溶解、分散し、分散混合物を得た。
得られた分散混合物に重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)8.0質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、60℃にてTK式ホモミキサーを用いて10,000r/minで30分間攪拌し、造粒した。
その後、プロペラ式攪拌装置に移して100r/minで攪拌しつつ、窒素雰囲気下(溶存酸素0.50%以下)にて、70℃で5時間反応させた後、80℃まで昇温し、更に5時間反応を行い、トナー粒子を製造した。重合反応終了後、該粒子を含むスラリーを冷却し、スラリーの10倍の水量で洗浄し、ろ過、乾燥の後、分級によって粒子径を調整してイエロートナー粒子を得た。
上記イエロートナー粒子100質量部に対して、流動性向上剤として、ジメチルシリコ
ーンオイル(20質量%)で処理され、トナー粒子と同極性(負極性)に帯電する疎水性シリカ微粉体(1次粒子径:10nm、BET比表面積:170m2/g)2.0質量部
をヘンシェルミキサー(三井三池社製)で3000r/minで15分間混合してイエロートナーNo.1を得た。イエロートナーNo.1の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
C.I.ピグメントイエロー74をC.I.ピグメントイエロー73(AV=10、TA=2、TB=5、マレイン酸ジブチルエステル=50ppm)に変更する以外は、イエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.2を得た。イエロートナーNo.2の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
C.I.ピグメントイエロー74をC.I.ピグメントイエロー111(AV=10、TA=2、TB=5、マレイン酸ジブチルエステル=50ppm)に変更する以外は、イエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.3を得た。イエロートナーNo.3の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
トナーの製造例1の分散液(A)の調製において、
・スチレン 70.0質量部
・n−ブチルアクリレート 30.0質量部
・トルエン 2.5質量部
・FCA1001NS(藤倉化成社製) 2.0質量部
・極性樹脂1:
スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体 20.0質量部
(共重合比[質量比])=95.6:1.7:2.7、Mp=69000、Mw=68000、Tg=102℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1、残留スチレン=90ppm)
・C.I.ピグメントイエロー74 7.5質量部
(AV=7、TA=2、TB=5、マレイン酸ジブチルエステル=50ppm)
・ボントロンE−88(オリエント化学社製) 1.0質量部
・WEP−3(融点73℃:日本油脂社製) 10.0質量部
・t−ヘキシル−t−ブチルエーテル 0.05質量部
(上記エーテル化合物2)
・2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 8.0質量部
上記材料を使用する以外はイエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.4を得た。イエロートナーNo.4の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
トナーの製造例1の分散液(A)の調製において、
・スチレン 70.0質量部
・n−ブチルアクリレート 30.0質量部
・トルエン 2.5質量部
・FCA1001NS(藤倉化成社製) 2.0質量部
・極性樹脂1:
スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体 20.0質量部
(共重合比[質量比])=95.6:1.7:2.7、Mp=69000、Mw=68000、Tg=102℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1、残留スチレン=90ppm)
・C.I.ピグメントイエロー74 7.5質量部
(AV=7、TA=2、TB=5、マレイン酸ジブチルエステル=50ppm)
・ボントロンE−88(オリエント化学社製) 1.0質量部
・HNP−10(融点75℃:日本精鑞社製) 10.0質量部
・ジ(ジ‐1ヘキシル)ヘプチルエーテル 0.05質量部
(上記エーテル化合物3)
・2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 8.0質量部
上記材料を使用する以外はイエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.5を得た。イエロートナーNo.5の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
トナーの製造例1の分散液(A)の調製において、
・スチレン 71.0質量部
・n−ブチルアクリレート 29.0質量部
・トルエン 2.5質量部
・FCA1001NS(藤倉化成社製) 2.0質量部
・極性樹脂1:
スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体 20.0質量部
(共重合比[質量比])=95.6:1.7:2.7、Mp=69000、Mw=68000、Tg=102℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1、残留スチレン=90ppm)
・C.I.ピグメントイエロー74 7.5質量部
(AV=7、TA=2、TB=5、マレイン酸ジブチルエステル=50ppm)
・ボントロンE−88(オリエント化学社製) 1.0質量部
・Hi−Mic−1045(融点70℃:日本精鑞社製) 10.0質量部
・ジ−t−ブチルエーテル(上記エーテル化合物1) 0.05質量部
上記材料を使用する以外はイエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.6を得た。イエロートナーNo.6の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
トナーの製造例1の分散液(A)の調製において、
・スチレン 75.0質量部
・n−ブチルアクリレート 25.0質量部
・トルエン 2.5質量部
・FCA1001NS(藤倉化成社製) 2.0質量部
・極性樹脂6:
スチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体 20.0質量部
(共重合比[質量比]=95.6:1.7:2.7、Mp=250000、Mw=240000、Tg=102℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1、残留スチレン=100ppm)
・C.I.ピグメントイエロー74 7.5質量部
(AV=7、TA=2、TB=5、マレイン酸ジブチルエステル=50ppm)
・ボントロンE-88(オリエント化学社製) 1.0質量部
・HNP−10(融点75℃:日本精鑞社製) 10.0質量部
・ジ−t−ブチルエーテル(上記エーテル化合物1) 0.05質量部
・2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 8.0質量部
上記材料を使用する以外はイエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.7を得た。イエロートナーNo.7の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
トナーの製造例1の分散液(A)の調製において、
・スチレン 64.0質量部
・n−ブチルアクリレート 36.0質量部
・トルエン 2.5質量部
・FCA1001NS(藤倉化成社製) 2.0質量部
・ 極性樹脂8:
スチレン−nブチルアクリレート−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体
共重合比[質量比]=83.6:12.0:1.7:2.7、Mp=10000、Mw=10000、Tg=80℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1、残留スチレン=80ppm) 20.0質量部
・C.I.ピグメントイエロー74 7.5質量部
(AV=7、TA=2、TB=5、マレイン酸ジブチルエステル=50ppm)
・ボントロンE−88(オリエント化学社製) 1.0質量部
・HNPO190(融点90℃:日本精鑞社製) 10.0質量部
・ジ−t−ブチルエーテル(上記エーテル化合物1) 0.05質量部
・2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 8.0質量部
上記材料を使用する以外はシアントナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.8を得た。イエロートナーNo.8の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
トナーの製造例1の分散液(A)の調製において、
・スチレン 70.0質量部
・n−ブチルアクリレート 30.0質量部
・トルエン 2.5質量部
・FCA1001NS(藤倉化成社製) 2.0質量部
・極性樹脂1:
スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体 20.0質量部
(共重合比[質量比])=95.6:1.7:2.7、Mp=69000、Mw=68000、Tg=102℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1、残留スチレン=90ppm)
・C.I.ピグメントイエロー74 7.5質量部
(AV=7、TA=2、TB=5、マレイン酸ジブチルエステル=50ppm)
・ボントロンE−88(オリエント化学社製) 1.0質量部
・ワックスHNP−10(融点75℃:日本精鑞社製) 10.0質量部
・ ジ−t−ブチルエーテル(上記エーテル化合物1) 0.05質量部
・2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 8.0質量部
・ジビニルベンゼン(純度55%) 0.50質量部
上記材料を使用する以外はイエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.9を得た。イエロートナーNo.9の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
C.I.ピグメントイエロー74をC.I.ピグメントイエロー74(AV=3、TA=1、TB=3、マレイン酸ジブチルエステル=5ppm)に変更する以外は、イエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.10を得た。イエロートナーNo.10の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
C.I.ピグメントイエロー74をC.I.ピグメントイエロー74(AV=22、TA=3、TB=35、マレイン酸ジブチルエステル=100ppm)に変更する以外は、イエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.11を得た。イエロートナー
No.11の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
C.I.ピグメントイエロー74をC.I.ピグメントイエロー98(AV=10、TA=2、TB=5、マレイン酸ジブチルエステル=50ppm)に変更する以外は、イエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.12を得た。イエロートナーNo.12の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
トナーの製造例1の分散液(A)の調製において、
・スチレン 55.0質量部
・n−ブチルアクリレート 45.0質量部
・トルエン 2.5質量部
・FCA1001NS(藤倉化成社製) 2.0質量部
・極性樹脂1:
スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体 20.0質量部
(共重合比[質量比])=95.6:1.7:2.7、Mp=69000、Mw=68000、Tg=102℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1、残留スチレン=90ppm)
・C.I.ピグメントイエロー74 7.5質量部
(AV=7、TA=2、TB=5、マレイン酸ジブチルエステル=50ppm)
・ボントロンE-88(オリエント化学社製) 1.0質量部
・HNP−10(融点75℃:日本精鑞社製) 10.0質量部
・ジ−t−ブチルエーテル(上記エーテル化合物1) 0.05質量部
・2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 8.0質量部
上記材料を使用する以外はイエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.13を得た。イエロートナーNo.13の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
C.I.ピグメントイエロー74をC.I.ピグメントイエロー74(AV=0、TA=1、TB=75、マレイン酸ジブチルエステル=0ppm)に変更する以外は、イエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.14を得た。イエロートナーNo.14の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
C.I.ピグメントイエロー74をC.I.ピグメントイエロー74(AV=24、TA=4、TB=40、マレイン酸ジブチルエステル=150ppm)に変更する以外は、イエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.15を得た。イエロートナーNo.15の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
・スチレン 55.0質量部
・n−ブチルアクリレート 45.0質量部
・トルエン 2.5質量部
・FCA1001NS(藤倉化成社製) 2.0質量部
・極性樹脂1:
スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体 20.0質量部
(共重合比[質量比])=95.6:1.7:2.7、Mp=69000、Mw=68000、Tg=102℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1、残留スチレン=90ppm)
・C.I.ピグメントイエロー74 7.5質量部
(AV=0、TA=1、TB=75、マレイン酸ジブチルエステル=0ppm)
・ボントロンE-88(オリエント化学社製) 1.0質量部
・HNP−10(融点75℃:日本精鑞社製) 10.0質量部
・ジ−t−ブチルエーテル(上記エーテル化合物1) 0.05質量部
・2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 8.0質量部
上記材料を使用する以外はイエロートナーNo.1と同様にしてイエロートナーNo.16を得た。イエロートナーNo.16の物性を表1に示し、評価結果を表3に示す。
(現像性)
図3に示す接触1成分現像システムの画像形成装置において、図2に示す現像器に上記イエロートナーNo.1を120g充填した後、該装置にセットし、低温低湿環境下(15℃、15%RH)にて24時間放置する。この際、転写紙であるXerox75g/m2紙(Xerox社製)も同様に放置する。
その後、濃度検知補正をして、印字比率1%のチャートを5000枚出力した。
評価は、10枚目、1000枚目、及び5000枚目の時点で行った。現像性の評価は、画像濃度が1.30の全ベタ画像を用い、画像均一性をもって評価した。尚、上記イエ
ロー画像は、ブルー透明シートを通して目視確認した。なお、画像濃度は「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス製)を用いて測定した。
A、BおよびCは使用上問題とならないレベルであるが、Dは使用上問題となるレベルである。
(評価基準)
A:全ベタ画像の均一性は非常に良い。
B:全ベタ画像の均一性は良いが、ブルー透明シートを通して確認すると若干の転写抜け模様が存在する。
C:全ベタ画像の均一性はやや悪く、ブルー透明シートを通して確認すると転写抜け模様がはっきり判るレベル。
D:全ベタ画像の均一性は悪く、ブルー透明シートを通さなくても転写抜け模様がはっきり判るレベル。
定着性は、低温定着性及び耐高温オフセット性で評価した。
(1)低温定着性について
図3に示す接触1成分現像システムの画像形成装置において、図2に示す現像器に上記イエロートナーNo.1を120g充填した後、該装置にセットした。評価には、定着ユニットを定着温度が調整できるように改造した改造定着器を用いた。定着機はオイル塗布機能のない40mmφの熱ローラ温調制御可能な外部定着にて、300mm/secの定着条件で測定した。尚、このときのローラ−材質としては、上部ローラ−、下部ローラ−ともに、フッ素系のものを使用した。ニップ幅は6mmとした。
常温常湿(23℃、60%RH)環境下にて、Xerox105g/m2紙(Xero
x社製)を用いて評価を行った。
未定着画像のトナーのり量が1.10mg/cm2となるように調整した後、120℃
乃至200℃の範囲を10℃間隔で設定した定着温度で、A4紙中に5cm角のベタ画像を9点(各温度で1点、合計9点)出力させた。その画像を目視判断において定着画像品位を確認した。
A、BおよびCは使用上問題とならないレベルであるが、Dは使用上問題となるレベルである。
(評価基準)
A:9点のサンプリング箇所のうち、どこも定着にて問題ない画像。
B:9点のサンプリング箇所のうち、いずれかひとつに1mm2以下の大きさの火
ぶくれ状画像欠陥がある。
C:9点のサンプリング箇所のうち、いずれかひとつに3mm2以下の大きさの火
ぶくれ状画像欠陥がある。
D:9点のサンプリング箇所のうち、いずれかひとつに3mm2を超える大きさの
火ぶくれ状画像欠陥がある。
上記(1)において、常温常湿(23℃、60%RH)環境下にて、SK64g/m2紙(日本製紙社製)を用いて評価を行った。
紙の先端から5cm離れた箇所に横幅100mm×縦幅20mmの帯状の未定着画像を作る。この時のトナーのり量は0.2mg/cm2となるよう調製した。その後、120
℃乃至210℃の範囲を10℃間隔で設定した定着温度で、定着させオフセット発生温度を確認した。
(評価基準)
A:210℃までオフセット無し。
B:190℃までオフセット無し。
C:170℃までオフセット無し。
D:150℃までオフセット無し。
トナーの耐劣化性は以下の方法で評価した。
図3に示す接触1成分現像システムの画像形成装置において、図2に示す現像器に上記イエロートナーNo.1を120g充填した後、該装置にセットし、高温高湿環境下(32℃、85%RH)にて24時間放置する。この際、転写紙であるXerox4024(75g/m2紙)も同様に放置した。
その後、印字比率1%のチャートを1000枚出力した。評価は10枚目、1000枚目の時点で全ベタ画像を出力し画像濃度を測定した。
更に上記環境下に、上記装置及び転写紙を14日間放置し、全ベタ画像を1枚出力し画像濃度を測定した(1001枚目の評価)。
その後、印字比率1%のチャートを更に4000枚出力し、トータル5000枚で出力を終了した。
評価は3500枚目、及び5000枚目時点で全ベタ画像を出力し画像濃度を測定した。
尚、画像濃度は「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分の画像に対する相対濃度で表した。A、BおよびCは使用上問題とならないレベルであるが、Dは使用上問題となるレベルである。
(評価基準)
A:1.40以上
B:1.30以上、1.40未満
C:1.20以上、1.30未満
D:1.10以上、1.20未満
トナーの製造安定性は以下の方法で評価した。
上記イエロートナーNo.1において、トナー粒子を製造した後、コ−ルターマルチサイザーIII(コールター社製)にて測定した重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比率(D4/D1)をもって、製造安定性とした。
(評価基準)
A:1.00以上、1.15未満
B:1.15以上、1.28未満
C:1.28以上、1.40未満
D:1.40以上
実施例1において、イエロートナーNo.1を表2に記載のトナーに変更する以外は、同様にして各種評価を実施した。評価結果は表3に示す。
11:潜像担持体接触帯電部材
12:電源
13:現像ユニット
14:トナー担持体
15:トナー供給ローラ
15a:トナー供給ローラの軸
16:規制部材
17:非磁性トナー
23:現像剤容器
24:規制部材支持板金
25:トナー搬送部材
27:バイアス
29:帯電ローラ
30:抑圧部材
101(101a乃至101d):ドラム型の電子写真感光体(感光ドラム)
102(102a乃至102d):一次帯電手段
103(103a乃至103d):レーザービーム露光手段(スキャナー)
104(104a乃至104d):現像部
106(106a乃至106d):クリーニング手段
108b:給紙ローラ
108c:レジストローラ
109a:静電吸着搬送ベルト
109b:駆動ローラ
109c:固定ローラ
109d:テンションローラ
109e:固定ローラ
110:定着器
110c:排出ローラ
113:排出トレー
S:転写材(記録媒体)
Claims (7)
- 結着樹脂、着色剤、及び極性樹脂を少なくとも含有するトナー粒子を有するトナーであって、
前記トナー粒子は水系媒体中で製造されたトナー粒子であり、
前記トナーに対する微小圧縮試験において、測定温度25℃で、前記トナー1粒子に負荷速度9.8×10−5N/secで2.94×10−4Nの最大荷重をかけ終えた後、0.1秒間放置して得られる変位量(μm)を最大変位量X30、前記0.1秒間放置後、除荷速度9.8×10−5N/secで除荷し、荷重が0となったときに得られる変位量(μm)を変位量X40、前記最大変位量X30と変位量X40との差を弾性変位量Yとし、前記弾性変位量Yの前記最大変位量X30に対する百分率[Y/X30×100:復元率]をZ(25)(%)としたとき、Z(25)(%)は、40≦Z(25)≦80、の関係を満足し、
前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)装置により測定されたガラス転移温度(TgA)が40℃乃至60℃であり、最大吸熱ピークの温度(P1)が70℃乃至90℃であり、前記最大吸熱ピークの温度(P1)と前記ガラス転移温度(TgA)が、15℃≦P1−TgA≦50℃、の関係を満足し、
前記着色剤はマレイン酸エステルによって表面処理された顔料組成物を含有し、
前記着色剤の電位差滴定装置により測定された酸価(AV)が3.0mgKOH/g乃至22.0mgKOH/gを満足し、
前記着色剤をキシレン中に分散して作製された分散液と、イオン交換水に希塩酸を加えることにより水素イオン濃度指数(pH)が2.0に調整された水溶液を混合後、静置し
、得られた水相を測定波長450nmに設定した分光光度計で透過率を測定し、100%から前記透過率を差し引いた値を移行度(TA)としたときに、移行度(TA)が0%乃至30%を満足し、
前記着色剤をキシレン中に分散して作製された分散液と、イオン交換水に水酸化ナトリウム水溶液を加えることにより水素イオン濃度指数(pH)が10.0に調整された水溶
液を混合後、静置し、得られた水相を測定波長450nmに設定した分光光度計で透過率を測定し、100%から前記透過率を差し引いた値を移行度(TB)としたときに、移行度(TB)が0%乃至35%を満足することを特徴とするトナー。 - 前記トナー粒子が、重合性単量体、着色剤、及び極性樹脂を少なくとも含有する重合性単量体組成物を、水系媒体中で重合することによって製造されたトナー粒子であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記トナーに対する微小圧縮試験において、測定温度50℃で、前記トナー1粒子に負荷速度9.8×10−5N/secで2.94×10−4Nの最大荷重をかけ終えた後、0.1秒間放置して得られる変位量(μm)を最大変位量X30、前記0.1秒間放置後、除荷速度9.8×10−5N/secで除荷し、荷重が0となったときに得られる変位量(μm)を変位量X40、前記最大変位量X30と変位量X40との差を弾性変位量Yとし、前記弾性変位量Yの前記最大変位量X30に対する百分率[Y/X30×100:復元率]をZ(50)(%)としたとき、Z(50)(%)は、10≦Z(50)≦55、の関係を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
- 前記着色剤の揮発分測定装置により測定されたマレイン酸エステルの含有量が5ppm乃至100ppmを満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナー。
- 前記着色剤は、マレイン酸エステルによって表面処理された、C.I.pigment
Yellow73、C.I.pigment Yellow74及びC.I.pigment Yellow111からなる群から選択される顔料の少なくとも1つを含有す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トナー。 - 前記トナー粒子は、スルホン酸基、スルホン酸塩基若しくはスルホン酸エステル基を有する重合体または共重合体を含有す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トナー。
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