JP5568507B2 - 液体現像剤、及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
前記有機高分子化合物が前記キャリア液に溶解しており、
前記着色粒子が前記キャリア液中に分散しており、
前記着色粒子が結着樹脂と顔料とを含むものである、液体現像剤。
帯電された前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成させる露光工程と、
(1)〜(4)何れかに記載の液体現像剤を用いて前記感光体ドラム表面の前記静電潜像を現像する現像工程と、
現像された画像を被記録媒体に転写する転写工程と、
画像が転写された前記被記録媒体を排出部に排出する排出工程と、を有する湿式現像法による画像形成方法。
本発明の第1実施形態は電子写真方式における湿式現像法において用いられる液体現像剤に関する。第1実施形態にかかる液体現像剤は、電気絶縁性のキャリア液と、着色粒子と、有機高分子化合物とを含み、有機高分子化合物がキャリア液に溶解しており、着色粒子がキャリア液中に分散しており、着色粒子が結着樹脂と顔料とを含むものである。液体現像剤は、所望により、液体現像剤中の着色粒子の分散を促進し安定化させる目的で、分散安定剤を含んでいてもよい。
液体現像剤におけるキャリア液としては、一般に電気絶縁性の液体が使用される。キャリア液は液体キャリアの役割を果たし、得られる液体現像剤の電気絶縁性を高めることを目的として用いられる。電気絶縁性のキャリア液の25℃における体積抵抗は、1010Ω・cm以上が好ましく、1012Ω・cm以上が好ましい。
液体現像剤は、結着樹脂と着色剤とを含む着色粒子を含む。着色粒子は、着色粒子の帯電レベルを向上させる目的等で、電荷制御剤を含んでいてもよい。液体現像剤における着色粒子の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されないが、液体現像剤の全質量に対して、5〜40質量%が好ましく、10〜30質量%がより好ましい。以下、結着樹脂、着色剤、電荷制御剤、着色粒子の製造方法について順に説明する。
着色粒子に含まれる結着樹脂は、キャリア液に溶解しないか、極僅かしか溶解しないものであって、液体現像剤において、結着樹脂中に着色剤が分散された状態に保てるものであれば特に限定されない。かかる結着樹脂は、従来から使用されている液体現像剤に含まれるトナー粒子に用いられている結着樹脂から適宜選択して使用することができる。
着色粒子に含まれる着色剤は、公知の顔料や染料を用いることができる。着色粒子に添加する好適な着色剤の具体例としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、アニリンブラック等の黒色顔料;黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ等の黄色顔料;赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジGK等の橙色顔料;ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B等の赤色顔料;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;紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC等の青色顔料;クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等の緑色顔料;亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等の白色顔料;バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等の体質顔料が挙げられる。これらの着色剤は、着色粒子を所望の色相に調整する目的等で2種以上を組み合わせて用いることもできる。
着色粒子は、着色粒子の帯電レベルを向上させる目的等で、電荷制御剤を含んでいてもよい。着色粒子を正帯電させて現像を行う場合、正帯電性の電荷制御剤が使用され、着色粒子を負帯電させて現像を行う場合、負帯電性の電荷制御剤が使用される。
着色粒子の製造方法は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来の液体現像剤に含まれているトナー粒子と同様に製造することができる。好適な着色粒子の製造方法の具体例としては、結着樹脂と、着色剤と、所望により電荷制御剤とを混合機等により混合し、次いで、押出機等の混練機により溶融混練した後に、混練物を冷却し、これを粉砕・分級する方法が挙げられる。粉砕・分級後の着色粒子の平均粒子径は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されないが、一般的には、2〜10μmが好ましく、4〜8μmがより好ましい。また、粉砕・分級された着色粒子は、通常、液体現像剤を調製する前に、ボールミル等によりキャリア液とともに混合・分散され、コンク現像剤として液体現像剤の調製に使用される。かかる場合のコンク現像剤における着色粒子の平均粒子径は、0.1〜1.0μmが好ましく、0.2〜0.6μmがより好ましい。
液体現像剤は、キャリア液に溶解した状態の有機高分子化合物を含む。液体現像剤がキャリア液に溶解した状態の有機高分子化合物を含む場合、キャリア液の被記録媒体への浸透や乾燥に伴って、被記録媒体表面においてキャリア液中の有機高分子化合物の濃度が高くなる。そして、キャリア液中の有機高分子化合物の濃度が飽和溶解量を超えることにより、被記録媒体表面の着色粒子上に、有機高分子化合物の皮膜が形成され、着色粒子の被記録媒体への定着が進行する。
環状オレフィン共重合体は、主鎖が炭素−炭素結合からなり、主鎖の少なくとも一部に環状炭化水素構造を有する高分子化合物である。この環状炭化水素構造は、ノルボルネンやテトラシクロドデセンに代表されるような、環状炭化水素構造中に少なくとも1つのオレフィン性二重結合を有する化合物(環状オレフィン)を単量体として用いることで導入される。
(a)シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテン;
(b)シクロペンタジエン、1,3−シクロヘキサジエン等の1環の環状オレフィン;
(c)ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン(ノルボルネン)、5−メチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5,5−ジメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−エチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−ブチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−エチリデン−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−ヘキシル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−オクチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−オクタデシル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−メチリデン−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−ビニル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−プロペニル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン等の2環の環状オレフィン;
(d)トリシクロ[4.3.0.12,5]デカ−3,7−ジエン(ジシクロペンタジエン)、トリシクロ[4.3.0.12,5]デカ−3−エン;
(e)トリシクロ[4.4.0.12,5]ウンデカ−3,7−ジエン若しくはトリシクロ[4.4.0.12,5]ウンデカ−3,8−ジエン又はこれらの部分水素添加物(又はシクロペンタジエンとシクロヘキセンとの付加物)であるトリシクロ[4.4.0.12,5]ウンデカ−3−エン;
(f)5−シクロペンチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−シクロヘキシル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−シクロヘキセニルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−フェニル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン等の3環の環状オレフィン;
(g)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン(テトラシクロドデセン)、8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−エチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−メチリデンテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−エチリデンテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−ビニルテトラシクロ[4,4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−プロペニル−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン等の4環の環状オレフィン;
(h)8−シクロペンチル−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−シクロヘキシル−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−シクロヘキセニル−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−フェニル−シクロペンチル−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン;
(i)テトラシクロ[7.4.13,6.01,9.02,7]テトラデカ−4,9,11,13−テトラエン(1,4−メタノ−1,4,4a,9a−テトラヒドロフルオレン)、テトラシクロ[8.4.14,7.01,10.03,8]ペンタデカ−5,10,12,14−テトラエン(1,4−メタノ−1,4,4a,5,10,10a−へキサヒドロアントラセン);
(j)ペンタシクロ[6.6.1.13,6.02,7.09,14]−4−ヘキサデセン、ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]−4−ペンタデセン、ペンタシクロ[7.4.0.02,7.13,6.110,13]−4−ペンタデセン;ヘプタシクロ[8.7.0.12,9.14,7.111,17.03,8.012,16]−5−エイコセン、ヘプタシクロ[8.7.0.12,9.03,8.14,7.012,17.113,l6]−14−エイコセン;
(k)シクロペンタジエンの4量体等の多環の環状オレフィンが挙げられる。これらの環状オレフィンは、それぞれ単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
スチレン系エラストマーは、本発明の目的を阻害しない範囲で、従来公知のスチレン系エラストマーから適宜選択して使用することができる。スチレン系エラストマーの具体例としては、例えば、芳香族ビニル化合物と、オレフィン系化合物又は共役ジエン化合物とからなるブロック共重合体等が挙げられる。ブロック共重合体の例としては、下式(1)で表される、芳香族ビニル化合物に由来する重合体ブロックAと、オレフィン系化合物又は共役ジエン化合物に由来する重合体ブロックBとを有するブロック共重合体が挙げられる。
〔式(1)中、xは、整数であり、式(1)で表されるブロック共重合体の数平均分子量は1,000〜100,000である。〕
液体現像剤は、液体現像剤中の着色粒子の分散を促進し安定化するための分散安定剤を含有してもよい。好適な分散安定剤の例としては、ビックケミー・ジャパン株式会社製の「BYK−116」や、日本ルーブリゾール株式会社製の「ソルスパース9000」、「ソルスパース11200」、「ソルスパース13940」、「ソルスパース16000」、「ソルスパース17000」、及び「ソルスパース18000」や、アイエスピー・ジャパン株式会社製の「Antaron(登録商標)V−216」、「Antaron(登録商標)V−220」が挙げられる。
液体現像剤の調製方法は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。液体現像剤の好適な調製方法の具体例としては、着色粒子とキャリア液とを含む着色粒子の濃厚分散液であるコンク現像液と、有機高分子化合物の有機溶媒溶液である有機高分子溶液とを予め調製しておき、コンク現像液と、有機高分子溶液と、キャリア液とをホモミキサーにより混合する方法が挙げられる。
第2実施形態は、第1実施形態にかかる液体現像剤を用いる、電子写真方式による湿式法での画像形成方法に関する。第2実施形態にかかる画像形成方法は、感光体ドラムの表面を帯電させる帯電工程と、帯電された感光体ドラムの表面に静電潜像を形成させる露光工程と、第1実施形態の液体現像剤を用いて感光体ドラム表面の静電潜像を現像する現像工程と、現像された画像を被記録媒体に転写する転写工程と、画像が転写された被記録媒体を排出部に排出する排出工程とを有する。以下、湿式現像法を採用したカラープリンターを画像形成装置として用いる画像形成方法について、図面を参照して説明する。
樹脂A:環状オレフィン共重合体(TOPAS(登録商標)TM(トパース・アドヴァンスト・ポリマーズ・ゲーエムベーハー社製))
樹脂B:スチレン−ブタジエン系エラストマー(アサプレン(登録商標)T413(旭化成ケミカルズ株式会社製))
樹脂C:スチレン−ブタジエン系エラストマー(アサプレン(登録商標)T439(旭化成ケミカルズ株式会社製))
樹脂D:スチレン−ブタジエン系エラストマー(JSR TR2250(JSR株式会社製))
樹脂E:スチレン−ブタジエン系エラストマー(ライコン100(サートマー社製))
樹脂F:スチレン−ブタジエン系エラストマー(JSR TR2787(JSR株式会社製))
<GPC測定条件>
装置:HLC−8220GPC(東ソー株式会社製)
溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
流量:1.0ml/分
サンプルカラム:TSK−GEL GMHXL(東ソー株式会社製)×2
リファレンスカラム:TSK−GEL GRCXLH(東ソー株式会社製)
溶剤A:流動パラフィン(モレスコホワイト(登録商標)P55(株式会社MORESCO製))
溶剤B:植物油系溶剤(ベジソル(登録商標)CM(カネダ株式会社製))
キャリア液A:流動パラフィン(モレスコホワイト(登録商標)P55(株式会社MORESCO製)、体積抵抗率1012Ω・cm)
キャリア液B:流動パラフィン(モレスコホワイト(登録商標)P200(株式会社MORESCO製)、体積低効率1012Ω・cm)
(着色粒子の調製)
ポリエステル樹脂(タフトンNE6900(花王株式会社製))50質量部と、着色剤(カーボンブラック、MA100(三菱化学株式会社製))50質量部とを、ヘンシェルミキサー(FM−20B(日本コークス工業株式会社製))により混合した。得られた混合物を、二軸押出機(PCM−30(株式会社池貝製))により溶融混練し、得られた混練物をエア式粉砕機(IDS−2(日本ニューマチック工業株式会社製))により粉砕した。粉砕後の粉体を気流式分級機(ATP(ホソカワミクロン株式会社製))で分級して、体積平均粒子径6μmの着色粒子を得た。
着色粒子と、キャリア液Aと、分散安定剤(アンタロンV−216(ISP社製))とを、着色粒子40質量%、キャリア液A44質量%、分散安定剤16質量%となるように、ボールミル(ユニバーサルボールミルUB32(ヤマト科学株式会社製))に仕込み、回転数100rpmにて、96時間、混合・分散を行い、コンク現像剤を調製した。コンク現像剤中の着色粒子の体積平均粒子径(D50)は0.4μmであった。
環状オレフィン共重合体(樹脂A)15質量%と、流動パラフィン(溶剤A)85質量%とを、撹拌装置(トルネード SM−102(アズワン株式会社製))により、25℃、回転数800rpmの条件で30分間撹拌・混合して環状オレフィン共重合体を含む有機高分子溶液を得た。
コンク現像剤25質量%と、有機高分子溶液6.7質量%と、キャリア液A68.3質量%とを、ホモミキサー(T.K.ホモクサーMARK II2.5型(プライミクス株式会社製))により、回転数12,000rpmにて5分間混合して、実施例1の液体現像剤を得た。
<定着性評価方法>
(画像形成方法)
定着部を備えない湿式画像形成装置としてカラープリンター1A(京セラミタ株式会社製の実験機、線速:116mm/秒)を用い、画像形成ユニットFBに液体現像剤を仕込んで画像を形成した。被記録媒体としてプリント専用紙(湿式現像専用紙EP−L(三菱製紙株式会社製))を用い、顔料載り量0.026mg/cm2相当の均一な塗りつぶしの、正方形のソリッド画像(5cm×5cm)を形成した。画像を形成する際に、現像ローラーの周面上における液体現像剤層の厚みを3μmに設定した。また、画像データに基づいた画像を感光体ドラムの表面に形成するときに現像ローラーに印加する現像電界は400Vとした。その他の画像形成条件を以下に記す。
・現像ローラー帯電装置による現像コロナチャージのバイアス電位:4000V
・中間転写ベルト材質:ポリイミド
・感光体ドラムの暗電位:+550V
・感光体ドラムの明電位:+10V
・一次転写ローラーによる一次転写電圧:300V(定電圧制御)
・二次転写ローラーによる二次転写電流:40μA(定電流制御)
二次転写部によりソリッド画像が被記録媒体に転写され、排出部に排出された被記録媒体の画像部分についての定着性評価をこすり試験により行った。すなわち、二次転写部により画像が形成されてから5秒後に、こすり試験を行った。こすり試験は、底面を布帛により覆われた、質量300g、直径50mmの円柱形状の金属製の錘をソリッド画像上で10往復摩擦して行った。こすり試験後に、ソリッド画像の周囲の非画像部の画像濃度を、分光濃度計(X−riteスペクトロアイ(グレタグマクベス社製))により測定した。次いで、未使用のプリント専用紙の濃度を測定した。定着性について、ソリッド画像の周囲の非画像部の画像濃度と未使用のプリント専用紙の濃度との差が0.02未満を◎と判定し、0.02以上0.06未満を○と判定し、0.06以上を×と判定した。定着性の評価結果を表1に記す。
実施例1と同様にして、コンク現像剤と有機高分子溶液とを調製した。また、溶剤を溶剤Aから表1に記載の溶剤に変えることの他は、実施例1と同様にして有機高分子溶液を調製した。表2に記載の比率の、コンク現像剤と、有機高分子溶液と、キャリア液Aとを、実施例1と同様にホモミキサーにより混合して、実施例2〜5、及び参考例1〜6の液体現像剤を調製した。なお、参考例3の液体現像剤については、ホモミキサーによる混合時間を5分から20分に延長した。実施例2〜5、及び参考例1〜6の液体現像剤について、実施例1と同様に定着性の評価を行った。実施例2〜5、及び参考例1〜6の液体現像剤の定着性の評価結果を表2に記す。
実施例1と同様にして、コンク現像剤を調製した。表2に記載の比率の、コンク現像剤と、キャリア液Bとを、実施例1と同様にホモミキサーにより混合して、比較例1の液体現像剤を調製した。比較例1の液体現像剤について、実施例1と同様に定着性の評価を行った。比較例1の液体現像剤の定着性の評価結果を表2に記す。
2 画像形成部
4 二次転写部(転写装置)
6 排出部
7 被記録媒体搬送部
10 感光体ドラム
11 帯電装置
12 露光装置
14 液体現像装置
20 一次転写ローラー(転写装置)
21 中間転写ベルト
141 現像ローラー
142 供給ローラー(アニロックスローラー)
147 現像ローラー帯電装置
Claims (3)
- 電気絶縁性のキャリア液と、着色粒子と、有機高分子化合物とを含み、
前記有機高分子化合物が、環状オレフィン共重合体、スチレン系エラストマー、又はこれらの混合物であり、
前記有機高分子化合物の含有量が1〜10質量%であり、
前記有機高分子化合物の重量平均分子量が、110,000〜120,000であり、
前記有機高分子化合物が前記キャリア液に溶解しており、
前記着色粒子が前記キャリア液中に分散しており、
前記着色粒子が結着樹脂と顔料とを含むものである、液体現像剤。 - 前記着色粒子と前記キャリア液とを含む着色粒子の分散液であるコンク現像液と、前記有機高分子化合物を有機溶媒に溶解させた有機高分子溶液とを予め調製し、前記コンク現像液と、前記有機高分子溶液と、前記キャリア液とを混合して得られる液体現像剤であって
前記有機高分子化合物がスチレン系エラストマーであり、
前記有機溶媒が植物油系溶剤である、請求項1記載の液体現像剤。 - 感光体ドラムの表面を帯電させる帯電工程と、
帯電された前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成させる露光工程と、
請求項1又は2記載の液体現像剤を用いて前記感光体ドラム表面の前記静電潜像を現像する現像工程と、
現像された画像を被記録媒体に転写する転写工程と、
画像が転写された前記被記録媒体を排出部に排出する排出工程と、を有する湿式現像法による画像形成方法。
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