JP6501633B2 - トナー、トナーの製造方法 - Google Patents
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Description
前記樹脂がスチレンアクリル樹脂を含有し、
前記スチレンアクリル樹脂の含有割合が、前記樹脂に対して50.0質量%以上であり、
前記樹脂粒子が、下記式(1)で示されるユニットを有するポリエステル樹脂Aを含有し、
前記ポリエステル樹脂Aを構成する全ユニット数に対して、下記式(1)で示されるユニットの割合が0.1mol%以上30.0mol%以下であり、
前記樹脂粒子の前記トナー母粒子に対する含有比率が、前記トナー母粒子100.0質量部に対して0.1質量部以上10.0質量部以下であることを特徴とするトナーに関する。
下記(i)、(ii)および(iii)の工程をこの順に有することを特徴とするトナーの製造方法に関する。
スチレンアクリル樹脂の含有割合(質量%)
=(スチレンアクリル樹脂量(質量)/トナー中に含有される樹脂量(質量))×100
ポリエステル樹脂Aは、ポリエステル樹脂Aを構成する全ユニット数に対して、イソソルビド部位の割合が0.1mol%以上30.0mol%以下である。ポリエステル樹脂Aにおいてイソソルビド部位が上記範囲内であることで、高湿環境下ではトナーの最表層に存在しているポリエステル樹脂Aが一部電離し、帯電量が上がる為画像濃度が高くなると考えている。
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95vol%)90mlに溶かし、イオン交換水を加えて100mlとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
(A)本試験
粉砕したポリエステル樹脂Aの試料2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン:エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定した。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が30秒間続いたときとする。
試料を用いない(すなわちトルエン:エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行った。
A=[(C−B)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。
樹脂粒子の被覆率Aは、日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)にて撮影されたトナー母粒子表面画像を、画像解析ソフトAdobe Photoshop 5.0(Adobe社製)により解析して算出する。S−4800の画像撮影条件は以下の通りである。
試料台にカーボンペーストを薄く塗り、その上にトナー粒子を吹きつける。さらにエアブローして、余分なトナー粒子を試料台から除去し十分乾燥させる。試料台を白金蒸着した後、試料台を試料ホルダにセットする。
画像解析をするトナー粒子は、観察した際の最大径が重量平均粒径(D4)の±0.1μm以内の大きさの粒子から無作為に選び出す。
観察条件を以下に示す。
SignalName=SE(U,LA100)
AcceleratingVoltage=5000 Volt
EmissionCurrent=10000 nA
WorkingDistance=15000 um
LensMode=High
CondenSer1=12
ScanSpeed=40sec
Magnification=20000
DataSize=1280×960
ColorMode=Grayscale
SpecimenBias=0 V
観察する際にはABCモードで明るさ合わせを行い、トナー粒子の最大径の中点を測定画面の中央に合わせる。トナー粒子一つに対して写真を1枚撮影し、少なくともトナー粒子30粒子以上について画像を得る。この画像ファイルを用いて下記の解析を行う。
本発明ではAdobe Photoshop 5.0を用いて、上述した手法で得た画像を以下の処理することで被覆率を算出する。まず、画像上のトナー粒子の最大径の中点を中心にし、320×320(ピクセル)に切り抜いて樹脂粒子の部分を塗りつぶしツールを用いてハイライトに塗りつぶす。樹脂粒子の範囲をはみ出して塗りつぶしてしまう場合には、手動で樹脂粒子の範囲を補完する。続いてツールバーの「選択範囲」から色域指定をハイライトに設定し、さらにツールバーの「イメージ」から「ヒストグラム」を順に選択して、得られる全ピクセル数が樹脂粒子の被覆面積になる。
被覆率(%)=全ピクセル数/(320×320)×100
上述したように、被覆率の計算をトナー粒子30粒子以上について行う。得られた全データの平均値を本発明における被覆率とする。
(i)重合性単量体および着色剤を含有する重合性単量体組成物の粒子を水系媒体中で形成し、重合性単量体組成物の粒子に含まれる重合性単量体を重合させることにより、トナー母粒子が水系媒体中に分散された分散液Aを得る工程。
(ii)分散液Aに樹脂粒子を添加して、トナー母粒子の表面に樹脂粒子を付与して分散液Bを得る工程。
(iii)分散液Bを樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以上に加熱することにより樹脂粒子をトナー母粒子の表面に固着して、トナー粒子を得る工程。
(iv)樹脂粒子Aおよび着色剤微粒子を水系媒体中で凝集、合一してトナー母粒子を形成し、トナー母粒子が水系媒体中に分散された分散液A2を得る工程。
(v)分散液A2に樹脂粒子を添加して、トナー母粒子の表面に樹脂粒子を付与して分散液B2を得る工程。
(vi)前記分散液B2を樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以上に加熱することにより前記樹脂粒子をトナー母粒子の表面に固着して、トナー粒子を得る工程。
(vii)結着樹脂、着色剤および有機溶媒を含有する樹脂組成物の粒子を水系媒体中で形成し、樹脂組成物の粒子に含まれる有機溶媒を除去することにより、トナー母粒子が水系媒体中に分散された分散液A3を得る工程。
(viii)分散液A3に樹脂粒子を添加して、トナー母粒子の表面に樹脂粒子を付与して分散液B3を得る工程。
(ix)分散液B3を樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以上に加熱することにより樹脂粒子をトナー母粒子の表面に固着して、トナー粒子を得る工程。
(x)結着樹脂、着色剤および有機溶媒を含有する樹脂組成物の粒子を水系媒体中で形成し、樹脂組成物の粒子に含まれる有機溶媒を除去し、有機溶剤が残留している段階で樹脂粒子を添加し、樹脂組成物の粒子の表面に樹脂粒子を付与して分散液A3を得る工程。
(xi)樹脂組成物の粒子に残留している有機溶媒を除去し、表面に樹脂粒子が付与されたトナー母粒子が水系媒体中に分散された分散液B4を得る工程。
(xii)分散液B4を樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以上に加熱することにより樹脂粒子をトナー母粒子の表面に固着して、トナー粒子を得る工程。
樹脂の含有割合の分析には、熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析計(以下、熱分解GC/MS)およびNMRを用いる。尚、本発明では、分子量1500以上の成分を測定の対象とする。分子量1500未満の領域は、ワックスの割合が高く、樹脂がほぼ含有されていない領域と思われるためである。
ブルカー・バイオスピン(株)社製 Bruker AVANCE 500
測定核:1H
測定周波数:500.1MHz
積算回数:16回
測定温度:室温
熱分解装置:日本分析工業(株)社製 TPS−700
熱分解温度:400℃〜600℃での適正値、本件では590℃
GC/MS装置:サーモフィッシャーサイエンティフィック(株)社製 ISQ
カラム:「HP5−MS」(アジレント/19091S−433)、長さ30m、内径0.25mm、膜厚0.25μm
GC/MS条件
注入口条件:
InletTemp:250℃、
SplitFlow:50mL/min
GC昇温条件:40℃(5min)→10℃/min(300℃)→300℃(20min)
マスレンジ:m/z=10〜550
樹脂粒子の体積基準のメジアン径(D50)は、レーザー回折/散乱式粒径分布測定装置を用いて測定する。具体的にはJIS Z8825−1(2001年)に準じて測定される。測定装置としては、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置「LA−920」(堀場製作所社製)を用いる。測定条件の設定および測定データの解析は、LA−920に付属の専用ソフト「HORIBA LA−920 for Windows(登録商標) WET(LA−920) Ver.2.02」を用いる。また、測定溶媒としては、予め不純固形物などを除去したイオン交換水を用いる。測定手順は、以下の通りである。
(1)バッチ式セルホルダーをLA−920に取り付ける。
(2)所定量のイオン交換水をバッチ式セルに入れ、バッチ式セルをバッチ式セルホルダーにセットする。
(3)専用のスターラーチップを用いて、バッチ式セル内を撹拌する。
(4)「表示条件設定」画面の「屈折率」ボタンを押し、相対屈折率を樹脂粒子に対応した値に設定する。
(5)「表示条件設定」画面において、粒径基準を体積基準とする。
(6)1時間以上の暖気運転を行った後、光軸の調整、光軸の微調整、ブランク測定を行う。
(7)ガラス製の100.0ml平底ビーカーに樹脂粒子の分散液を3ml入れる。さらに57mlのイオン交換水を入れて樹脂粒子の分散液を希釈する。この中に分散剤として、「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を0.3ml加える。
(8)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを2.0ml添加する。
(9)前記(7)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(10)60秒間超音波分散処理を継続する。また、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(11)前記(10)で調製した樹脂粒子の分散液を、気泡が入らないように注意しながら直ちにバッチ式セルに少量ずつ添加して、タングステンランプの透過率が90%〜95%となるように調整する。そして、樹脂粒子の粒度分布の測定を行う。得られた体積基準の粒度分布のデータを元に、D50を算出する。
トナー母粒子の重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行なう。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行なう。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー母粒子10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行なう。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)尚、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(DSC)M−DSC(商品名:Q2000、TA−インストルメンツ社製)を用いて、下記手順にて測定する。測定する試料(樹脂粒子を構成する樹脂)3mgを精秤する。これをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温度範囲20乃至200℃の間で、昇温速度1℃/分、常温常湿下で測定を行う。このときのモジュレーション振幅±0.5℃、周波数1/minで測定する。得られるリバーシングヒートフロー曲線からガラス転移温度(Tg:℃)を計算する。Tgは、吸熱前後のベースラインと吸熱による曲線の接線との交点の中心値をTg(℃)として求めたものである。
無水トリメリット酸以外の原材料モノマーを表1に示した仕込み量で混合した混合物100.00部と、
触媒としてジ(2−エチルヘキサン酸)錫0.55部を
窒素導入管、脱水管、攪拌機及び熱電対を装備した6リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、200℃で5時間かけて反応させた。更に220℃にて無水トリメリット酸を添加して、30mmHgの減圧下にて5時間反応を続けた。得られたポリエステルをポリエステル樹脂A(1)とする。ポリエステル樹脂A(1)の組成分析を行った結果を表1に示す。また、得られたポリエステル樹脂A(1)の酸価とガラス転移温度は表1のようになった。ポリエステル樹脂Aの組成分析は1−NMRにより行った。具体的な測定方法は下記の通りである。
測定装置 :FT NMR装置 JNM−EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数 :64回
測定温度 :30℃
試料50mgを内径5mmのサンプルチューブに入れ、溶媒として重クロロホルム(CDCl3)を添加し、これを40℃の恒温槽内で溶解させて測定試料を調製する。当該測定試料を用いて上記条件にて測定した。
酸成分とアルコール成分の仕込み量を表1のように変更することを除いて、ポリエステル樹脂Aの製造例1と同様にしてポリエステル樹脂A(2)〜(23)を製造した。またポリエステル樹脂A(2)〜(23)の組成分析と酸価、ガラス転移温度も併せて表1に示す。
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、得られたポリエステル樹脂A(1)100.0部とメチルエチルケトン50.0部、テトラヒドロフラン50.0部ジメチルアミノエタノール(DMAE)2.0部を仕込み、50℃に加熱して溶解した。次いで、撹拌下、50℃のイオン交換水300.0部を添加して水分散させた後、得られた水分散体を蒸留装置に移し、留分温度が100℃に達するまで蒸留を行った。冷却後、得られた水分散体にイオン交換水を加え、分散液中の樹脂濃度が20%になるように調整した。得られた樹脂粒子の分散液を樹脂粒子P(1)の分散液とした。得られた樹脂粒子P(1)の体積基準のメジアン径(D50)を表2に示す。
原材料の種類や使用量を表2に示すように変更した以外は、樹脂粒子の製造例1と同様にして樹脂粒子P(2)〜(23)の分散液を製造した。樹脂粒子P(2)〜(23)の体積基準のメジアン径(D50)を表2に示す。
(トナー母粒子の作製)
高速撹拌装置クレアミックス(エム・テクニック社製)を備えた容器中に0.1mol/L−Na3PO4水溶液850.0部を添加し、回転数を15000rpmに調整し、60℃に加温した。ここに1.0mol/L−CaCl2水溶液68.0部を添加し、微細な難水溶性分散剤Ca3(PO4)2を含む水系媒体を調製した。
・スチレン 72.0部
・n−ブチルアクリレート 28.0部
・飽和ポリエステル樹脂 (テレフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA共重合体、酸価13mgKOH/g、Mw14500) 5.0部
次に上記溶解液に下記の材料を添加した。
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
・最大吸熱ピークのピーク温度が77℃の炭化水素ワックス(HNP−51、日本精蝋社製) 9.0部
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、9000r/minにて攪拌し、溶解、分散した。これに重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10.0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、温度60℃にてクレアミックスを15000rpmで回転させながら15分間造粒した。
還流冷却管、撹拌機、温度計を備えた反応容器に上記トナー母粒子の分散液A(1)500.0部(固形分100.0部)を入れ、撹拌しながら、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を緩やかに添加し、200回転/分で15分間撹拌を行った。これにより、トナー母粒子の表面に樹脂粒子Pを付与した分散液B(1)を得た。
次いで、加熱用オイルバスを用いて分散液B(1)の温度を85℃(加熱温度)に保持し、1時間撹拌を続けた。その後分散液を20℃まで冷却した後、pHが1.5になるまで10%塩酸を加え2時間撹拌した。更に、イオン交換水で充分に洗浄した後、ろ過し、乾燥および分級してトナー粒子(1)を得た。
実施例1のトナー母粒子の作製において、ピーク分子量(Mp)が3000のポリスチレン樹脂を90.0部添加することを除いて、実施例1と同様にしてトナー母粒子の分散液A(2)を得た。得られたトナー母粒子の分散液A(2)を少量抜き取り、10%塩酸を加えpHを1.5に調製して2時間撹拌した後、イオン交換水で十分洗浄し、ろ過、乾燥を行い、トナー母粒子(2)の重量平均粒径(D4)を測定した。トナー母粒子の作製以外は、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(2)とする。
実施例1のトナー母粒子の作製において、ピーク分子量(Mp)が3000のポリスチレン樹脂を40.0部添加することを除いて、実施例1と同様にしてトナー母粒子の分散液A(3)を得た。得られたトナー母粒子の分散液A(3)を少量抜き取り、10%塩酸を加えpHを1.5に調製して2時間撹拌した後、イオン交換水で十分洗浄し、ろ過、乾燥を行い、トナー母粒子(3)の重量平均粒径(D4)を測定した。トナー母粒子の作製以外は、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(3)とする。
実施例1のトナー母粒子の作製において、飽和ポリエステル樹脂をスチレンアクリル樹脂(スチレン−n−ブチルアクリレートーメチルメタクリレートーメタクリル酸共重合体、酸価9.8mgKOH/g、Mw14200)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナー母粒子の分散液A(4)を得た。得られたトナー母粒子の分散液A(4)を少量抜き取り、10%塩酸を加えpHを1.5に調製して2時間撹拌した後、イオン交換水で十分洗浄し、ろ過、乾燥を行い、トナー母粒子(4)の重量平均粒径(D4)を測定した。トナー母粒子の作製以外は、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(4)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液を樹脂粒子P(2)の分散液に変更し、加熱温度を85℃から65℃に変更することすることを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(5)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液を樹脂粒子P(3)の分散液に変更し、加熱温度を85℃から75℃に変更することすることを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(6)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液を樹脂粒子P(4)の分散液に変更し、加熱温度を85℃から80℃に変更することすることを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(7)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液を樹脂粒子P(5)の分散液に変更し、加熱温度を85℃から90℃に変更することすることを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(8)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液を樹脂粒子P(6)の分散液に変更し、加熱温度を85℃から90℃に変更することすることを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(9)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液を樹脂粒子P(7)の分散液に変更し、加熱温度を85℃から95℃に変更することすることを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(10)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液を樹脂粒子P(8)の分散液に変更し、加熱温度を85℃から95℃に変更することすることを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(11)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(9)の分散液0.5部(固形分0.1部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(12)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(10)の分散液5.0部(固形分1.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(13)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(11)の分散液7.5部(固形分1.5部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(14)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(12)の分散液25.0部(固形分5.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(15)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(13)の分散液40.0部(固形分8.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(16)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(14)の分散液50.0部(固形分10.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(17)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(15)の分散液40.0部(固形分8.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(18)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(16)の分散液5.0部(固形分1.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(19)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(17)の分散液40.0部(固形分8.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(20)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(18)の分散液5.0部(固形分1.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(21)とする。
実施例1において、樹脂微粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(19)の分散液5.0部(固形分1.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(22)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(20)の分散液40.0部(固形分8.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(23)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(13)の分散液5.0部(固形分1.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(24)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(21)の分散液40.0部(固形分8.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(25)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(14)の分散液5.0部(固形分1.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(26)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(12)の分散液40.0部(固形分8.0部)に変更することを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(27)とする。
下記の手順に従って、乳化凝集法によってトナーを製造した。
[樹脂微粒子分散液の調製]
・スチレンとn−ブチルアクリレートの共重合体(共重合比:スチレン/n−ブチルアクリレート=75/25、Mp=17000) 100.0部
をテトラヒドロフラン250部に溶解した。このテトラヒドロフラン溶液を室温で撹拌しながらイオン交換水600.0部を滴下した。この混合溶液を75℃に加温することによりテトラヒドロフランを除去し、平均粒径0.09μmの樹脂微粒子分散液を得た。
・最大吸熱ピークのピーク温度が77℃の炭化水素ワックス(HNP−51、日本精蝋社製)9.0質量部
・イオン交換水 50.0部
以上を95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理した。そして、平均粒径が0.51μmであるワックス成分を分散させてなるワックス成分微粒子分散液を調製した。
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC) 2.0部
・イオン交換水 78.0部
以上を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散した。この着色剤粒子分散液における粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−700)を用いて測定したところ、含まれる着色剤微粒子の平均粒径は、0.21μmであり、また1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
樹脂微粒子分散液、着色剤微粒子分散液、ワックス成分微粒子分散液各全量を混合し、撹拌装置、冷却管、温度計を装着した5リットルのセパラブルフラスコに投入し撹拌した。この混合液を1N−水酸化カリウムを用いてpH=5.2に調整した。
この混合液に凝集剤として、10%塩化ナトリウム水溶液2.0部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら50℃まで加熱した。30分保持した後55℃まで加温してさらに30分保持した。
その後、ここに15%ドデシルベンゼンスルホン酸塩水溶液70.0部をゆっくりと添加し、液温を80℃に加温し、5時間保持した。その後イオン交換水を添加して分散液中の粒子濃度が10%になるように調整し、トナー母粒子の分散液A2(1)を得た。得られたトナー母粒子の分散液A2(1)を少量抜き取り、イオン交換水で十分洗浄し、ろ過、乾燥を行い、トナー母粒子(5)の重量平均粒径(D4)を測定した。
還流冷却管、撹拌機、温度計を備えた反応容器に上記トナー母粒子の分散液A2(1)1000.0部(固形分100.0部)を入れ、撹拌しながら、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を緩やかに添加し、200回転/分で15分間撹拌を行った。この混合液に凝集剤として、10%塩化ナトリウム水溶液2.0部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら50℃まで加熱した。30分保持した後55℃まで加温してさらに30分保持した。これにより、トナー母粒子の表面に樹脂微粒子Pを付与した分散液B2(1)を得た。
次いで、加熱用オイルバスを用いて分散液B2(1)の温度を85℃(加熱温度)に保持し、1時間撹拌を続けた。その後分散液を20℃まで冷却した後、pHが1.5になるまで10%塩酸を加え2時間撹拌した。更に、イオン交換水で充分に洗浄した後、ろ過し、乾燥および分級してトナー粒子(28)を得た。
下記の手順に従って、溶解懸濁法によってトナーを製造した。
高速撹拌装置クレアミックス(エム・テクニック社製)を備えた容器中に0.1mol/L−Na3PO4水溶液850.0部を添加し、回転数を15000rpmに調整し、60℃に加温した。ここに1.0mol/L−CaCl2水溶液68.0部を添加し、微細な難水溶性分散剤Ca3(PO4)2を含む水系媒体を調製した。
・スチレンとn−ブチルアクリレート共重合体(共重合比:スチレン/n−ブチルアクリレート=75/25、Mp=17000) 100.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
・最大吸熱ピークのピーク温度が77℃の炭化水素ワックス(HNP−51、日本精蝋社製)9.0部
還流冷却管、撹拌機、温度計を備えた反応容器に上記トナー母粒子の分散液A3 1000.0部(固形分100.0部)を入れ、撹拌しながら、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を緩やかに添加し、200回転/分で15分間撹拌を行った。これにより、トナー母粒子の表面に樹脂粒子Pを付与した分散液B3を得た。
次いで、加熱用オイルバスを用いて分散液B3の温度を85℃(加熱温度)に保持し、1時間撹拌を続けた。その後分散液を20℃まで冷却した後、pHが1.5になるまで10%塩酸を加え2時間撹拌した。更に、イオン交換水で充分に洗浄した後、ろ過し、乾燥および分級してトナー粒子(29)を得た。
下記の手順に従って、溶解懸濁法によってトナーを製造した。
・スチレンとn−ブチルアクリレート共重合体(共重合比:スチレン/n−ブチルアクリレート=75/25、Mp=17000) 100.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
・最大吸熱ピークのピーク温度が77℃の炭化水素ワックス(HNP−51、日本精蝋社製)9.0部
還流冷却管、撹拌機、温度計を備えた反応容器に上記樹脂組成物の粒子の分散液1000.0部(固形分100.0部)を入れ、撹拌しながら、樹脂微粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を緩やかに添加し、200回転/分で15分間撹拌を行った。これにより、樹脂組成物の粒子の表面に樹脂粒子Pを付与した分散液A4を得た。次いで、分散液A4を30℃にて減圧し、酢酸エチルを除去することで、トナー母粒子の表面に樹脂粒子Pを付与した分散液B4を得た。
次いで、加熱用オイルバスを用いて分散液B4の温度を85℃(加熱温度)に保持し、1時間撹拌を続けた。その後分散液を20℃まで冷却した後、pHが1.5になるまで10%塩酸を加え2時間撹拌した。更に、イオン交換水で充分に洗浄した後、ろ過し、乾燥および分級してトナー粒子(30)を得た。
下記の手順に従って、乳化凝集法によってトナーを製造した。
[樹脂微粒子分散液の調製]
・スチレンとn−ブチルアクリレートの共重合体(共重合比:スチレン/n−ブチルアクリレート=75/25、Mp=17000) 100.0部
・飽和ポリエステル樹脂(テレフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA共重合体、酸価13mgKOH/g、Mw14500) 120.0部
をテトラヒドロフラン500部に溶解した。このテトラヒドロフラン溶液を室温で撹拌しながらイオン交換水1200部を滴下した。この混合溶液を75℃に加温することによりテトラヒドロフランを除去し、平均粒径0.12μmの樹脂粒子分散液を得た。
・最大吸熱ピークのピーク温度が77℃の炭化水素ワックス(HNP−51) 9.0部
・イオン交換水 50.0部
以上を95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が0.51μmであるワックス成分を分散させてなるワックス成分微粒子分散液を調製した。
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC) 2.0部
・イオン交換水 78.0部
以上を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散した。この着色剤微粒子分散液における粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−700)を用いて測定したところ、含まれる着色剤微粒子の平均粒径は、0.21μmであり、また1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
樹脂微粒子分散液、着色剤微粒子分散液、ワックス成分微粒子分散液各全量を混合し、撹拌装置、冷却管、温度計を装着した5リットルのセパラブルフラスコに投入し撹拌した。この混合液を1N−水酸化カリウムを用いてpH=5.2に調整した。
この混合液に凝集剤として、10%塩化ナトリウム水溶液2.0部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら50℃まで加熱した。30分保持した後55℃まで加温してさらに30分保持した。
その後、ここに15%ドデシルベンゼンスルホン酸塩水溶液70.0部をゆっくりと添加し、液温を80℃に加温し、5時間保持した。その後イオン交換水を添加して分散液中の粒子濃度が10%になるように調整し、トナー母粒子の分散液A2(2)を得た。得られたトナー母粒子の分散液A2(2)を少量抜き取り、イオン交換水で十分洗浄し、ろ過、乾燥を行い、トナー母粒子(8)の重量平均粒径(D4)を測定した。
還流冷却管、撹拌機、温度計を備えた反応容器に上記トナー母粒子の分散液A2(2)1000.0部(固形分100.0部)を入れ、撹拌しながら、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を緩やかに添加し、200回転/分で15分間撹拌を行った。この混合液に凝集剤として、10%塩化ナトリウム水溶液2.0部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら50℃まで加熱した。30分保持した後55℃まで加温してさらに30分保持した。これにより、トナー母粒子の表面に樹脂粒子Pを付与した分散液B2(2)を得た。
次いで、加熱用オイルバスを用いて分散液B2(2)の温度を85℃(加熱温度)に保持し、1時間撹拌を続けた。その後分散液を20℃まで冷却した後、pHが1.5になるまで10%塩酸を加え2時間撹拌した。更に、イオン交換水で充分に洗浄した後、ろ過し、乾燥および分級してトナー粒子(31)を得た。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液を樹脂粒子P(22)の分散液に変更し、加熱温度を85℃から65℃に変更することすることを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(32)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液を樹脂粒子P(23)の分散液に変更し、加熱温度を85℃から98℃に変更することすることを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(33)とする。
実施例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を添加しなかったことを除いて、実施例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(34)とする。
比較例1において、樹脂粒子P(1)の分散液10.0部(固形分2.0部)を樹脂粒子P(14)の分散液60.0部(固形分12.0部)に変更することを除いて、比較例1と同様にしてトナーを製造した。得られたトナーをトナー(35)とする。
一成分接触現像システムの画像形成装置(Satera LBP5300;キヤノン製)において、現像剤容器にトナーを90g充填する。なお、転写紙としてはXerox4200(ゼロックス社製、75g/m2紙)を用いた。常温常湿(温度23℃、湿度60%RH)、高温高湿(温度30℃、湿度85%RH)の各環境下にて、現像剤容器を含む現像装置を、図2のユニット104a部に装着した。シアン単色モードにてプロセススピードを180mm/sに改造した。転写紙上にトナー量の載り量が0.40mg/cm2となるようにベタ画像(画像印字率3%)を連続印字して、1枚目と6000枚目の画像のかぶりと画像濃度を測定した。
上記かぶりと画像濃度の測定において、常温常湿(温度23℃、湿度60%RH)下で6000枚連続印字した後、さらに、トナー載り量が0.40mg/cm2のベタ画像を連続15枚出力し、クリーニング性の評価を行った。評価結果を表6に示す。
A:ベタ画像を連続15枚出力中にトナーのクリーニングブレードすり抜けによる縦スジ
が全く観測されない。
B:11枚目乃至15枚目のベタ画像にトナーのクリーニングブレードすり抜けによる縦
スジが軽微に観測される。
C:6枚目乃至10枚目のベタ画像にトナーのクリーニングブレードすり抜けによる縦ス
ジが軽微に観測される。
D:1枚目乃至5枚目のベタ画像にトナーのクリーニングブレードすり抜けによる縦スジ
が軽微に観測される。
一成分接触現像システムの画像形成装置(Satera LBP5300;キヤノン製)において、現像剤容器にトナーを90g充填する。なお、転写紙としてはXerox4200(ゼロックス社製、75g/m2紙)を用いた。常温常湿(温度23℃、湿度60%RH)下で、現像剤容器を含む現像装置を、図2のユニット104a部に装着した。次いで、転写紙上に、縦2.0cm横15.0cmの未定着のトナー画像(0.5mg/cm2)を、通紙方向に対し上端部から2.0cmの部分に形成した。次いで、図1から取り外した定着器を定着温度とプロセススピードが調節できるように改造し、これを用いて未定着画像の定着試験を行った。
トナーの保存安定性評価は、10gのトナーを100mlのポリカップに量り取り50℃の恒温層の中へ5日間放置した後、200メッシュ(目開き)の篩性により評価した。
102a〜d 一次帯電手段
103a〜d スキャナー
104a〜d 現像部
106a〜d 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
110d 除電シート
111 定着器枠体
111a 通紙ガイド
112 定着器メンテナンス用扉
112a 定着器固定部材
113 排出トレー
115、116 排出ローラ
117 通紙ガイド
S 記録媒体
Claims (9)
- 樹脂および着色剤を含有するトナー母粒子に樹脂粒子を固着させて得られたトナー粒子を有するトナーであって、
前記樹脂が、スチレンアクリル樹脂を含有し、
前記スチレンアクリル樹脂の含有割合が、前記樹脂に対して50.0質量%以上であり、
前記樹脂粒子が、下記式(1)で示されるユニットを有するポリエステル樹脂Aを含有し、
前記ポリエステル樹脂Aを構成する全ユニット数に対して、下記式(1)で示されるユニットの割合が0.1mol%以上30.0mol%以下であり、
前記樹脂粒子の前記トナー母粒子に対する含有比率が、前記トナー母粒子100.0質量部に対して0.1質量部以上10.0質量部以下であることを特徴とするトナー。
- 前記ポリエステル樹脂Aの酸価が、0.5mgKOH/g以上25.0mgKOH/g以下である請求項1に記載のトナー。
- 前記樹脂粒子の体積基準のメジアン径(D50)が、20nm以上200nm以下である請求項1または2に記載のトナー。
- 前記樹脂粒子による前記トナー母粒子に対する被覆率が、5.0%以上80.0%以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記トナー母粒子が、重合性単量体および前記着色剤を含有する重合性単量体組成物の粒子を水系媒体中で形成し、前記重合性単量体を重合させることにより得られたものであり、
前記スチレンアクリル樹脂が、前記重合性単量体から得られた樹脂である請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナー。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナーの製造方法であって、
下記(i)、(ii)および(iii)の工程をこの順に有することを特徴とするトナーの製造方法。
(i)重合性単量体および着色剤を含有する重合性単量体組成物の粒子を水系媒体中で形成し、前記重合性単量体組成物の前記粒子に含まれる前記重合性単量体を重合させることにより、トナー母粒子が前記水系媒体中に分散された分散液Aを得る工程。
(ii)前記分散液Aに樹脂粒子を添加して、前記トナー母粒子の表面に前記樹脂粒子を付与して分散液Bを得る工程。
(iii)前記分散液Bを前記樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以上に加熱することにより前記樹脂粒子をトナー母粒子の表面に固着して、トナー粒子を得る工程。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナーの製造方法であって、
下記(iv)、(v)および(vi)の工程をこの順に有することを特徴とするトナーの製造方法。
(iv)樹脂粒子Aおよび着色剤微粒子を水系媒体中で凝集、合一してトナー母粒子を形成し、前記トナー母粒子が前記水系媒体中に分散された分散液A2を得る工程。
(v)前記分散液A2に樹脂粒子を添加して、前記トナー母粒子の表面に前記樹脂粒子を付与して分散液B2を得る工程。
(vi)前記分散液B2を前記樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以上に加熱することにより前記樹脂粒子をトナー母粒子の表面に固着して、トナー粒子を得る工程。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナーの製造方法であって、
下記(vii)、(viii)および(ix)の工程をこの順に有することを特徴とするトナーの製造方法。
(vii)結着樹脂、着色剤および有機溶媒を含有する樹脂組成物の粒子を水系媒体中で形成し、前記樹脂組成物の粒子に含まれる前記有機溶媒を除去することにより、トナー母粒子が前記水系媒体中に分散された分散液A3を得る工程。
(viii)前記分散液A3に前記樹脂粒子を添加して、前記トナー母粒子の表面に前記樹脂粒子を付与して分散液B3を得る工程。
(ix)前記分散液B3を前記樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以上に加熱することにより前記樹脂粒子をトナー母粒子の表面に固着して、トナー粒子を得る工程。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナーの製造方法であって、
下記(x)、(xi)および(xii)の工程をこの順に有することを特徴とするトナーの製造方法。
(x)結着樹脂、着色剤および有機溶媒を含有する樹脂組成物の粒子を水系媒体中で形成し、前記樹脂組成物の粒子に含まれる前記有機溶媒を除去し、前記有機溶剤が残留している段階で前記樹脂粒子を添加して、前記樹脂組成物の粒子の表面に前記樹脂粒子を付与して分散液A4を得る工程。
(xi)前記樹脂組成物の粒子に残留している前記有機溶媒を除去し、表面に前記樹脂粒子が付与されたトナー母粒子が前記水系媒体中に分散された分散液B4を得る工程。
(xii)前記分散液B4を前記樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以上に加熱することにより前記樹脂粒子をトナー母粒子の表面に固着して、トナー粒子を得る工程。
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