JP7365271B2 - トナー、トナーカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents
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Description
結晶性ポリエステル樹脂を含むトナーは、定着装置の熱に対して素早く溶け、低温定着性に優れる(例えば、特許文献1)。しかし、定着装置を備える画像形成装置においては、トナー像がヒートローラ、ベルトに直接接触してしまう現象、すなわちオフセットが生じることが知られている(特許文献2)。結晶性ポリエステル樹脂を含むトナーは、低温定着性に優れるため、高温下でオフセットが生じやすい。したがって、結晶性ポリエステル樹脂を含むトナーは、耐高温オフセット性に改善の余地がある。
結晶性ポリエステル樹脂は低温定着性に優れるため、接触部材にも付着しやすい。接触部材に付着した結晶性ポリエステル樹脂は、画像形成装置の電源のON、OFFの切り替えに伴う熱履歴を受けて溶融特性が変化する。
熱履歴を受けた結晶性ポリエステル樹脂は、定着温度における粘度が高くなり、熱履歴を受ける前より硬化する。そのため、熱履歴を受けた結晶性ポリエステル樹脂は、定着温度でもヒートローラの表面を傷付け得る。その結果、画像形成の際にスジ画像等の画像不良が発生する。したがって、結晶性ポリエステル樹脂を含むトナーは、ヒートローラの表面に傷が生じにくいこと、すなわち、ヒートローラライフ性にも改善の余地がある。
ここで、定着装置を備える画像形成装置においては、画像形成装置の運転条件にもよるが、ヒートローラの幅よりも幅が狭い媒体が使用されることがある。熱定着の際に幅が狭い媒体と接触した部分ではヒートローラの表面の温度が相対的に低下する。一方でヒートローラの両端部は、定着温度付近にそのまま維持される。その結果、ヒートローラの表面には幅方向で温度分布が生じ得る。
したがって、トナーには相対的に低温の条件下においてもオフセットが生じにくいこと、すなわち、耐低温オフセット性も求められる。しかし、本発明者の検討によれば、特許文献3に記載のアモルファス樹脂を含むトナー粒子は、耐低温オフセット性が不充分である。
非結晶性ポリエステル樹脂Aの数平均分子量:MnAは、3.0×103~4.0×103である。非結晶性ポリエステル樹脂Aの分子量分布:MwA/MnAは、3.1~4.0である。
非結晶性ポリエステル樹脂Bの数平均分子量:MnBは、2.2×103~3.5×103である。非結晶性ポリエステル樹脂Bの分子量分布:MwB/MnBは、11.4~50である。
非結晶性ポリエステル樹脂Aの含有量は、トナーの総量100質量%に対して50~60質量%である。非結晶性ポリエステル樹脂Bの含有量は、トナーの総量100質量%に対して20~30質量%である。
実施形態のトナーは、着色剤と、非結晶性ポリエステル樹脂Aと、非結晶性ポリエステル樹脂Bとを含む。実施形態のトナーは、着色剤、非結晶性ポリエステル樹脂A、非結晶性ポリエステル樹脂Bに加えて、結晶性ポリエステル樹脂Cをさらに含むことが好ましい。
実施形態のトナーは、本発明の効果を損なわない範囲であれば、非結晶性ポリエステル樹脂A、非結晶性ポリエステル樹脂B、結晶性ポリエステル樹脂C以外のその他の樹脂をさらに含んでもよい。実施形態のトナーは、任意成分として添加剤をさらに含んでもよい。
着色剤は特に限定されない。例えば、カーボンブラック、シアン、イエロー、マゼンタ系の顔料、染料等が挙げられる。
カーボンブラックとしては、アニリンブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。
顔料、染料としては、例えば、ファーストイエローG、ベンジジンイエロー、クロムイエロー、キノリンイエロー、インドファストオレンジ、イルガジンレッド、カーミンFB、パーマネントボルドーFRR、ピグメントオレンジR、リソールレッド2G、レーキレッドC、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、デュポンオイルレッド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、アニリンブルー、カルコイルブルー、ウルトラマリンブルー、ブリリアントグリーンB、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレート、メチレンブルークロライド、ローズベンガル、キナクリドン等が挙げられる。
また、着色剤としては、カラーインデックスナンバーによる表記で、例えば、C.I.ピグメントブラック1、6、7、C.I.ピグメントイエロー1、12、14、17、34、74、83、97、155、180、185、C.I.ピグメントオレンジ48、49、C.I.ピグメントレッド5、12、31、48、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、81、81:4、122、146、150、177、185、202、206、207、209、238、269、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6、75、76、79、C.I.ピグメントグリーン1、7、8、36、42、58、C.I.ピグメントバイオレット1、19、42、C.I.アシッドレッド52等が挙げられる。ただし、着色剤はこれらの例示に限定されない。
着色剤は、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
非結晶性ポリエステル樹脂Aの質量平均分子量:MwAは、0.9×104~1.5×104であり、1.1×104~1.4×104が好ましい。MwAが前記下限値以上であるため、トナーが耐高温オフセット性に優れる。また、MwAが前記上限値以下であるため、トナーが耐低温オフセット性、ヒートローラライフ性に優れる。
非結晶性ポリエステル樹脂Aの質量平均分子量:MwAは、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)(ウォーターズ社製「Alliance HPLC」)によって下記の条件で測定できる。
・カラム:TSK PWXL+G4000PWXL+G2500PWXL(いずれも東ソー株式会社製)
・カラム温度:40℃
・検出器:RI又はUV(210nm)
・溶離液:0.2mol/Lリン酸緩衝液/アセトニトリル=9/1
・流速:1.0mL/min
・注入量:0.1mL
試料の分子量は、標準物質にポリエチレングリコールを用いあらかじめ作成した検量線に基づき算出する。
非結晶性ポリエステル樹脂Aの数平均分子量:MnAは、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)(ウォーターズ社製「Alliance HPLC」)によって下記の条件で測定できる。
・カラム:TSK PWXL+G4000PWXL+G2500PWXL(いずれも東ソー株式会社製)
・カラム温度:40℃
・検出器:RI又はUV(210nm)
・溶離液:0.2mol/Lリン酸緩衝液/アセトニトリル=9/1
・流速:1.0mL/min
・注入量:0.1mL
試料の分子量は、標準物質にポリエチレングリコールを用いあらかじめ作成した検量線に基づき算出する。
MwA/MnAが前記下限値以上であるため、トナーが耐低温オフセット性、耐高温オフセット性に優れる。また、MwA/MnAが前記上限値以下であるため、トナーが耐低温オフセット性、耐高温オフセット性に優れる。
非結晶性ポリエステル樹脂Aの分子量分布:MwA/MnAは、MwA、MnAの値に基づいて算出できる。
非結晶性ポリエステル樹脂Aのガラス転移温度は、示差走査熱量測定により測定できる。
非結晶性ポリエステル樹脂Aの具体例としては、2価以上のアルコールと2価以上のカルボン酸との縮合重合物が挙げられる。
2価以上のカルボン酸としては、2価以上のカルボン酸、2価以上のカルボン酸の酸無水物、2価以上のカルボン酸のエステル等が挙げられる。2価以上のカルボン酸のエステルとしては、2価以上のカルボン酸の低級アルキル(炭素数1~12)エステルが挙げられる。
2価のアルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブテンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。ただし、2価のアルコールはこれらの例示に限定されない。
前記ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物としては、ビスフェノールAに、炭素数2~3のアルキレンオキシドを平均1~10モル付加した化合物が挙げられる。前記ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物としては、ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)-ポリオキシエチレン(2.0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられる。
2価のアルコールとしては、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物が好ましい。2価のアルコールは、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
3価以上のアルコールとしては、ソルビトール、1,4-ソルビタン、ペンタエリスリトール、グリセロール、トリメチロールプロパンが好ましい。3価以上のアルコールは、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
前記アルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸としては、炭素数2~20のアルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸が挙げられる。例えば、n-ドデセニルコハク酸、n-ドデシルコハク酸等が挙げられる。また、前記2価のカルボン酸の酸無水物又は前記2価のカルボン酸のエステルが用いられてもよい。
2価のカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、テレフタル酸、炭素数2~20のアルケニル基で置換されたコハク酸が好ましい。2価のカルボン酸は、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
3価以上のカルボン酸としては、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、その酸無水物又はその低級アルキル(炭素数1~12)エステルが好ましい。
3価以上のカルボン酸は、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
非結晶性ポリエステル樹脂Bの質量平均分子量:MwBは、4.0×104~11.0×104であり、4.5×104~9.0×104が好ましい。MwBが前記下限値以上であるため、トナーが耐高温オフセット性に優れる。また、MwBが前記上限値以下であるため、トナーが耐低温オフセット性、ヒートローラライフ性に優れる。
非結晶性ポリエステル樹脂Bの質量平均分子量:MwBは、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)(ウォーターズ社製「ALLIANCE HPLC」)によって下記の条件で測定できる。
・カラム:TSK PWXL+G4000PWXL+G2500PWXL(いずれも東ソー株式会社製)
・カラム温度:40℃
・検出器:RI又はUV(210nm)
・溶離液:0.2mol/Lリン酸緩衝液/アセトニトリル=9/1
・流速:1.0mL/min
・注入量:0.1mL
・試料の分子量は、標準物質にポリエチレングリコールを用いあらかじめ作成した検量線に基づき算出する。
MnBが前記下限値以上であるため、トナーが耐高温オフセット性に優れる。また、MnBが前記上限値以下であるため、トナーが耐低温オフセット性、ヒートローラライフ性に優れる。
非結晶性ポリエステル樹脂Bの数平均分子量:MnBは、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)(ウォーターズ社製「Alliance HPLC」)によって下記の条件で測定できる。
・カラム:TSK PWXL+G4000PWXL+G2500PWXL(いずれも東ソー株式会社製)
・カラム温度:40℃
・検出器:RI又はUV(210nm)
・溶離液:0.2mol/Lリン酸緩衝液/アセトニトリル=9/1
・流速:1.0mL/min
・注入量:0.1mL
試料の分子量は、標準物質にポリエチレングリコールを用いあらかじめ作成した検量線に基づき算出する。
MwB/MnBが前記下限値以上であるため、トナーが耐低温オフセット性、耐高温オフセット性に優れる。また、MwB/MnBが前記上限値以下であるため、トナーが耐低温オフセット性、耐高温オフセット性に優れる。
非結晶性ポリエステル樹脂Bの分子量分布:MwB/MnBは、MwB、MnBの値に基づいて算出できる。
非結晶性ポリエステル樹脂Bのガラス転移温度は、示差走査熱量測定により測定できる。
トナーが結晶性ポリエステル樹脂Cを含む場合、トナーが低温定着性に優れる。実施形態において、結晶性ポリエステル樹脂とは、軟化点と融解温度との比(軟化点/融解温度)が0.8~1.2であるポリエステル樹脂である。非結晶性ポリエステル樹脂とは、軟化点と融解温度との比が0.8未満であるか、1.2超のポリエステル樹脂である。
2価以上のアルコールとしては、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブテンジオール、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレン、グリセリン、ペンタエリストール、トリメチロールプロパン等が挙げられる。2価以上のアルコールとしては、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオールが好ましい。
2価以上のカルボン酸としては、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、セバシン酸、アゼライン酸、アルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの酸無水物又はこれらのエステル等が挙げられる。前記アルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸としては、炭素数2~20のアルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸が挙げられ、例えば、n-ドデセニルコハク酸、n-ドデシルコハク酸等が挙げられる。これらの中ではフマル酸が好ましい。ただし、結晶性ポリエステル樹脂Cは、これらの例示に限定されない。結晶性ポリエステル樹脂Cは、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
実施形態のトナーは、本発明の効果が得られる範囲内であれば、非結晶性ポリエステル樹脂A、非結晶性ポリエステル樹脂B、結晶性ポリエステル樹脂C以外のその他の樹脂をさらに含んでもよい。この場合その他の樹脂は、バインダー樹脂として機能する。
その他の樹脂としては、スチレン系樹脂、エチレン系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アリルフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、マレイン酸系樹脂等のトナーのバインダー樹脂として用いられる種々の樹脂が挙げられる。ただし、その他の樹脂は、これらの例示に限定されない。その他の樹脂は、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
その他の樹脂は、アルコール成分とカルボン酸成分とからなる重縮合系の重合性単量体の重縮合によっても得られる。重合性単量体の重合に際しては、連鎖移動剤、架橋剤、重合開始剤、界面活性剤、凝集剤、pH調整剤、消泡剤等、バインダー樹脂の重合の際に用いられる種々の助剤のいずれも用いることができる。
添加剤としては、帯電制御剤、離型剤、酸化防止剤等種々の添加剤が挙げられる。ただし、添加剤は、これらの例示に限定されない。添加剤は、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
非結晶性ポリエステル樹脂Aの含有量は、トナーの総量100質量%に対して50~60質量%であり、52~58質量%が好ましい。非結晶性ポリエステル樹脂Aの含有量が前記下限値以上であるため、トナーが低温定着性、耐低温オフセット性、ヒートローラライフ性に優れる。また、非結晶性ポリエステル樹脂Aの含有量が前記上限値以下であるため、トナーが耐高温オフセット性に優れる。
実施形態のトナーは、例えば混練粉砕法、ケミカル法により製造できる。混練粉砕法、ケミカル法等により製造されたトナーは、このままトナーとされてもよいし、必要に応じて外添剤と混合されてトナーとされてもよい。
混練粉砕法としては、例えば、下記の混合工程と混練工程と粉砕工程を含む製造方法が挙げられる。混練粉砕法は、下記の分級工程をさらに含んでもよい。
・混合工程:着色剤、非結晶性ポリエステル樹脂A、非結晶性ポリエステル樹脂B等を混合して混合物を得る工程。
・混練工程:前記混合物を溶融混練して混練物を得る工程。
・粉砕工程:前記混練物を粉砕して粉砕物を得る工程。
・分級工程:前記粉砕物を分級する工程。
混練工程では、混合工程で形成された混合物が溶融混練されて混練物が形成される。混練工程で用いられる混練機は、特に限定されない。
粉砕工程では、混練工程で形成された混練物が粉砕されて粉砕物が形成される。粉砕工程で用いられる粉砕機としては、ハンマーミル等の種々の粉砕機を用いることができる。また、粉砕機で得られた粉砕物はさらに微粉砕されてもよい。粉砕物をさらに微粉砕する粉砕機としては、種々の粉砕機を用いることができる。粉砕工程で得られた粉砕物は、このままトナーとされてもよいし、必要に応じて分級工程を経てトナーとされてもよい。
分級工程では、粉砕工程で得られた粉砕物が分級される。分級工程で用いられる分級機は、特に限定されない。
ケミカル法では、着色剤、非結晶性ポリエステル樹脂A、非結晶性ポリエステル樹脂B等を混合して混合物を形成する。次に混合物を溶融混練して混練物を形成する。次に混練物を粉砕して粗く粒状化された中砕粒子を形成する。次に中砕粒子を水系媒体と混合して混合液を調製する。次に混合液を機械的せん断に供して微粒子分散液を形成する。最後に微粒子分散液中で微粒子を凝集させてトナーとする。
外添剤は、トナーが流動性、帯電性、保管時の安定性に優れるため添加される。外添剤としては、無機酸化物からなる粒子が挙げられる。無機酸化物としては、例えばシリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、酸化錫等が挙げられる。また、無機酸化物からなる粒子は、安定性が向上する点から、疎水化剤で表面処理されてもよい。外添剤は、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
無機酸化物からなる粒子の粒子群の体積平均粒径は、特に限定されない。例えば、8~200nmの範囲が好ましい。無機酸化物からなる粒子の粒子群の体積平均粒径が前記下限値未満であると、転写ベルトまたは紙に対するトナーの転写効率が悪化するおそれがある。前記粒子の粒子群の体積平均粒径が前記上限値を超えると、感光体が損傷するおそれがある。
外添剤の添加量は、特に限定されないが、トナー全体の質量の0.2~8.0質量%の範囲が好ましい。トナーには、無機酸化物からなる粒子に加えて、1μm以下の樹脂微粒子がさらに添加されてもよい。
外添剤は、例えば、混合機によりトナーと混合される。混合機としては、混練粉砕法の混合工程において用いられる混合機と同じものが挙げられる。
外添剤は、必要に応じて、粗粒子等が篩い装置により篩分けされてもよい。篩い装置は、特に限定されず、種々の篩い装置を用いることができる。
実施形態のトナーカートリッジは、上述の実施形態のトナーが収容されている。例えば、トナーカートリッジは、容器を有し、前記容器に実施形態のトナーが収容されている。前記容器は特に限定されず、画像形成装置に適用可能な種々の容器を用いることができる。
実施形態のトナーは一成分現像剤として用いてもよく、キャリアと組み合わせて二成分現像剤として用いてもよい。
実施形態の画像形成装置は、上述の実施形態のトナーが装置本体に収容されている。装置本体としては、一般的な電子写真装置が使用可能である。
図1は、実施形態の画像形成装置の概略構造の一例を示す図である。
画像形成装置20は、中間転写ベルト7と、中間転写ベルト7上に順に設けられた第1の画像形成ユニット17Aと、第2の画像形成ユニット17Bと、その下流に設けられた定着装置21とを備えた装置本体を有する。中間転写ベルト7の走行方向Xに沿って、すなわち、画像形成プロセスの進行方向に沿って、第1の画像形成ユニット17Aは、第2の画像形成ユニット17Bの下流に設けられている。定着装置21は、第1の画像形成ユニット17Aの下流に設けられている。
第1の画像形成ユニット17Aは、感光体ドラム1a、クリーニング装置16a、帯電装置2a、露光装置3a、第1の現像器4a、一次転写ローラ8aを有する。クリーニング装置16a、帯電装置2a、露光装置3a、第1の現像器4aは、感光体ドラム1aの回転方向に沿ってこの順に設けられている。一次転写ローラ8aは、感光体ドラム1aと対面するように、中間転写ベルト7を介して感光体ドラム1aに設けられている。
第2の画像形成ユニット17Bは、感光体ドラム1b、クリーニング装置16b、帯電装置2b、露光装置3b、第2の現像器4b、一次転写ローラ8bを有する。クリーニング装置16b、帯電装置2b、露光装置3b、第2の現像器4bは、感光体ドラム1bの回転方向に沿ってこの順に設けられている。一次転写ローラ8bは、感光体ドラム1bと対面するように、中間転写ベルト7を介して感光体ドラム1bに設けられている。
第1の現像器4a内、第2の現像器4b内には、上述の実施形態のトナーが収容されている。このトナーは、図示しないトナーカートリッジから供給される形態としてもよい。
一次転写ローラ8aには、一次転写電源14aが接続されている。一次転写ローラ8bには、一次転写電源14bが接続されている。
第1の画像形成ユニット17Aの下流には、二次転写ローラ9とバックアップローラ10とが中間転写ベルト7を介して対向するように配置されている。二次転写ローラ9には、二次転写電源15が接続されている。
図2は、定着装置21の構成の一例を示す図である。図2に示すように、ヒートローラ11にはサーミスタ18が接触している。サーミスタ18は、温度制御装置19と電気的に接続されている。そのため、定着装置21は、ヒートローラ11の温度をサーミスタ18でモニタし、温度制御装置19で一定の温度範囲に制御できる。
まず、帯電装置2bにより、感光体ドラム1bを一様に帯電させる。次に、露光装置3bにより、露光を行い、静電潜像を形成する。次に、現像器4bから供給される実施形態のトナーにて現像を行い、第2のトナー像を得る。
続いて、帯電装置2aにより、感光体ドラム1aを一様に帯電させる。次に、露光装置3aにより、第1の画像情報(第2のトナー像)に基づいて露光を行い、静電潜像を形成する。次に、現像器4aから供給される実施形態のトナーにて現像を行い、第1のトナー像を得る。
第2のトナー像、第1のトナー像をこの順に、一次転写ローラ8a、8bを用いて中間転写ベルト7上に転写する。
中間転写ベルト7上に第2のトナー像、第1のトナー像の順に積層された像を二次転写ローラ9とバックアップローラ10とを介して、図示しない記録媒体上に二次転写する。
これにより、記録媒体上に第1のトナー像、第2のトナー像の順に積層された画像が形成される。
非結晶性ポリエステル樹脂A1(質量平均分子量(MwA):1.2×104、数平均分子量(MnA):3.5×103、MwA/MnA:3.43)
非結晶性ポリエステル樹脂A2(質量平均分子量(MwA):0.9×104、数平均分子量(MnA):3.0×103、MwA/MnA:3.0)
非結晶性ポリエステル樹脂A3(質量平均分子量(MwA):1.5×104、数平均分子量(MnA):3.9×103、MwA/MnA:3.85)
非結晶性ポリエステル樹脂A4(質量平均分子量(MwA):0.8×104、数平均分子量(MnA):2.8×103、MwA/MnA:2.86)
非結晶性ポリエステル樹脂A5(質量平均分子量(MwA):1.6×104、数平均分子量(MnA):4.1×103、MwA/MnA:3.90)
非結晶性ポリエステル樹脂B1(質量平均分子量(MwB):7.1×104、数平均分子量(MnB):2.8×103、MwB/MnB:25.4)
非結晶性ポリエステル樹脂B2(質量平均分子量(MwB):4.0×104、数平均分子量(MnB):2.2×103、MwB/MnB:18.2)
非結晶性ポリエステル樹脂B3(質量平均分子量(MwB):11.0×104、数平均分子量(MnB):3.5×103、MwB/MnB:31.4)
非結晶性ポリエステル樹脂B4(質量平均分子量(MwB):13.0×104、数平均分子量(MnB):4.0×103、MwB/MnB:32.5)
非結晶性ポリエステル樹脂B5(質量平均分子量(MwB):3.1×104、数平均分子量(MnB):2.0×103、MwB/MnB:15.5)
結晶性ポリエステル樹脂C1(質量平均分子量(MwC):9.5×103、数平均分子量(MnC):2.2×103、MwC/MnC:4.32)
エステルワックス:日油株式会社 ニッサンエレクトールWEP-3
カーボンブラック:三菱化学株式会社 #44)
各例のトナーについて、島津製作所製のフローテスタCFT500Dを用いて以下の条件下にて粘度を測定した。
昇温速度:2.5℃/min;試験荷重:10Kg;予熱時間:300sec;ダイ穴径:1.0mm;ダイ長さ:1.0mm。
粘度の測定結果に基づいて下記の基準で粘度を評価した。
○:粘度が1.0×104Pa・s以下である。
×:粘度が1.0×104Pa・s超である。
各例のトナーが収容された東芝製MFP e-STUDIO 5008Aを用いて印字率8%にて通紙した。印字時の温度は160℃とした。MFP e-STUDIO 5008Aのヒートローラの材質はPTFEである。
ヒートローラへの傷の確認を行いながら通紙を進め、ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数に基づいて、ヒートローラライフ性を下記の基準にて評価した。
◎:ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数が、450×103枚以上である。
○:ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数が、330×103枚~450×103枚未満である。
×:ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数が、330×103枚未満である。
東芝製MFP e-STUDIO 5008Aを用いて、印字時の温度を徐々に下げた。オフセットが発生した温度を記録し、耐低温オフセット性を下記の基準にて評価した。
◎:オフセットが発生した温度が120℃以下である。
○:オフセットが発生した温度が130℃以下である。
×:オフセットが発生した温度が130℃超である。
東芝製MFP e-STUDIO 5008Aを用いて、印字時の温度を徐々に上げた。オフセットが発生した温度を記録し、耐高温オフセット性を下記の基準にて評価した。
◎:オフセットが発生した温度が200℃以上である。
○:オフセットが発生した温度が190℃以上である。
×:オフセットが発生した温度が190℃未満である。
ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)に、トナー原料を入れて混合した。トナー原料の組成を下記に示す。
非結晶性ポリエステル樹脂A1 55部
非結晶性ポリエステル樹脂B1 25部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
トナー原料の混合物を二軸押し出し機で溶融混練した。この溶融混練物を冷却した後、ハンマーミルで粗粉砕した。この粗粉砕物を、ジェット粉砕機で微粉砕した。この微粉砕物を分級してトナー母体を得た。このトナー母体の質量平均粒径は8.5μmであった。トナー母体に疎水性シリカ1.5質量%と酸化チタン0.4質量%を添加し、実施例1のトナーとした。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして実施例2のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A2 55部
非結晶性ポリエステル樹脂B2 25部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は118℃であった。高温オフセットの発生温度は195℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、0.7×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、460×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして実施例3のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A3 55部
非結晶性ポリエステル樹脂B3 25部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は127℃であった。高温オフセットの発生温度は205℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、0.8×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、360×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして実施例4のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A1 60部
非結晶性ポリエステル樹脂B2 20部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック(三菱化学 #44) 5部
低温オフセットの発生温度は116℃であった。高温オフセットの発生温度は193℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、0.7×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、340×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして実施例5のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A2 50部
非結晶性ポリエステル樹脂B3 30部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は128℃であった。高温オフセットの発生温度は210℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、1.0×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、390×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして実施例6のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A2 60部
非結晶性ポリエステル樹脂B1 20部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は123℃であった。高温オフセットの発生温度は197℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、0.7×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、460×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして実施例7のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A3 50部
非結晶性ポリエステル樹脂B1 30部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は124℃であった。高温オフセットの発生温度は196℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、1.0×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、460×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして比較例1のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A4 60部
非結晶性ポリエステル樹脂B1 20部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は113℃であった。高温オフセットの発生温度は185℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、0.7×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、410×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして比較例2のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A5 50部
非結晶性ポリエステル樹脂B1 30部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は140℃であった。高温オフセットの発生温度は195℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、1.5×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、260×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして比較例3のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A1 50部
非結晶性ポリエステル樹脂B4 30部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は135℃であった。高温オフセットの発生温度は205℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、2.0×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、180×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして比較例4のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A1 60部
非結晶性ポリエステル樹脂B5 20部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は128℃であった。高温オフセットの発生温度は175℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、0.6×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、460×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして比較例5のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A1 45部
非結晶性ポリエステル樹脂B1 35部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は140℃であった。高温オフセットの発生温度は210℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、9.0×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、120×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして比較例6のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A1 65部
非結晶性ポリエステル樹脂B1 15部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は123℃であった。高温オフセットの発生温度は165℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、0.5×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、500×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして比較例7のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A1 63部
非結晶性ポリエステル樹脂B1 17部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は121℃であった。高温オフセットの発生温度は185℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、0.7×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、470×103枚であった。
トナー原料の組成を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして比較例8のトナーを製造した。
非結晶性ポリエステル樹脂A1 48部
非結晶性ポリエステル樹脂B1 32部
結晶性ポリエステル樹脂C1 10部
エステルワックス 5部
カーボンブラック 5部
低温オフセットの発生温度は142℃であった。高温オフセットの発生温度は213℃であった。160℃で24時間の環境下にて放置した後のトナーの粘度は、2.5×104Pa・sであった。ヒートローラに傷が発生したときの通紙枚数は、80×103枚であった。
表1に示すように、実施例1~7のトナーは、ヒートローラライフ性、耐低温オフセット性及び耐高温オフセット性に優れていた。
比較例1では、MwA、MnA、MwA/MnAが実施例1~7と比較して大きい。比較例1では耐高温オフセット性が不充分であった。
比較例2では、MwA、MnAが実施例1~7と比較して大きい。比較例2では耐低温オフセット性、ヒートローラライフ性が不充分であった。
比較例3では、MwB、MnBが実施例1~7と比較して大きい。比較例3では耐低温オフセット性、ヒートローラライフ性が不充分であった。
比較例4では、MwB、MnBが実施例1~7と比較して小さい。比較例4では耐高温オフセット性が不充分であった。
比較例5では、非結晶性ポリエステル樹脂Aの含有量が実施例1~7と比較して小さい。また、非結晶性ポリエステル樹脂Bの含有量が実施例1~7と比較して大きい。比較例5では耐低温オフセット性、ヒートローラライフ性が不充分であった。
比較例6では、非結晶性ポリエステル樹脂Aの含有量が実施例1~7と比較して大きい。また、非結晶性ポリエステル樹脂Bの含有量が実施例1~7と比較して小さい。比較例6では耐高温オフセット性が不充分であった。
比較例7では、非結晶性ポリエステル樹脂Aの含有量が実施例1~7と比較して大きい。また、非結晶性ポリエステル樹脂Bの含有量が実施例1~7と比較して小さい。比較例7では耐高温オフセット性が不充分であった。
比較例8では、非結晶性ポリエステル樹脂Aの含有量が実施例1~7と比較して小さい。また、非結晶性ポリエステル樹脂Bの含有量が実施例1~7と比較して大きい。比較例8では耐低温オフセット性、ヒートローラライフ性が不充分であった。
Claims (5)
- 着色剤と、
質量平均分子量:MwAが0.9×104~1.5×104である、非結晶性ポリエステル樹脂Aと、
質量平均分子量:MwBが4.0×104~11.0×104である、非結晶性ポリエステル樹脂Bと、を含み、
非結晶性ポリエステル樹脂Aの数平均分子量:MnAが、3.0×103~4.0×103であり、
非結晶性ポリエステル樹脂Aの分子量分布:MwA/MnAが、3.1~4.0であり、
非結晶性ポリエステル樹脂Bの数平均分子量:MnBが、2.2×103~3.5×103であり、
非結晶性ポリエステル樹脂Bの分子量分布:MwB/MnBが、11.4~50であり、
非結晶性ポリエステル樹脂Aの含有量が、トナーの総量100質量%に対して50~60質量%であり、
非結晶性ポリエステル樹脂Bの含有量が、トナーの総量100質量%に対して20~30質量%である、トナー。 - 結晶性ポリエステル樹脂Cをさらに含む、請求項1に記載のトナー。
- 結晶性ポリエステル樹脂Cの含有量が、トナーの総量100質量%に対して3~20質量%である、請求項2に記載のトナー。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載のトナーが収容された、トナーカートリッジ。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載のトナーが収容された、画像形成装置。
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