JP2003280250A - 非磁性一成分現像用トナー - Google Patents
非磁性一成分現像用トナーInfo
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Abstract
した画像が得られるのは勿論のこと、非磁性一成分現像
方式に特有の黒ベタ追従性の悪さを解決することがで
き、さらにはクリーニング機構を有さないクリーナーレ
ス現像方式でのメモリー現像を解消することができる非
磁性一成分現像剤を提供する。 【解決手段】 少なくとも結着樹脂および着色剤からな
るトナー粒子の表面に、無機微粒子を0.2〜2.0重
量%、磁性粒子を0.3〜2.0重量%、およびシリコ
ーンオイルを0.02〜0.1重量%付着させる。
Description
静電潜像の現像に用いる非磁性一成分現像用トナーに係
り、特に、クリーニング機構を有さないクリーナーレス
非磁性一成分現像システムにおいて好適に用いられる正
帯電性非磁性一成分現像用トナーに関するものである。
式としては、結着樹脂を主成分とする絶縁性微粉末、す
なわち絶縁性トナーと磁性キャリアとを摩擦により帯電
させ、感光体上に形成した静電潜像を磁気ブラシにより
現像する二成分現像方式、磁性トナーのみからなる一成
分現像剤で現像する磁性一成分現像方式、および非磁性
のトナーからなる非磁性一成分現像剤を現像ローラ上に
薄層で形成させ、感光体と接触または非接触で現像す
る、いわゆる非磁性一成分現像方式が知られている。
視画像を得るため、二成分現像方式と同様に、非磁性一
成分現像剤に十分な帯電量を付与することが必要であ
り、また、現像ローラ上の非磁性一成分現像剤の厚さを
均一にコントロールすることが不可欠である。そして、
このようなトナー層規制とトナーへの帯電付与の目的の
ために、一般的には、ゴムまたは金属製のブレード部材
が現像ローラに圧接して用いられている。また、非磁性
一成分現像剤に対して、含金属アゾ染料やニグロシン染
料などの帯電制御剤を含有させることで比較的高い電荷
を持たせることも提案されている。
ーラに圧接したブレード部材の圧接力が低いと非磁性一
成分現像剤への電荷付与が不足し充分な画像濃度が得ら
れない、またはカブリが多い等の問題が生じていた。逆
に、圧接力が高いと、非磁性一成分現像剤への電荷付与
は充分となり先の問題は解消されるが、現像が繰り返し
行われるうちにブレード部材や現像ローラ表面の磨耗が
著しくなり、それらの表面に凹凸が発生し、この凹凸の
ために非磁性一成分現像剤がブレード部材と現像ローラ
間を通過する際に与えられる力が不均一となったり、部
分的に現像剤層が厚くなるなどして、現像剤が必要とす
る電荷量が不足してしまい、画像上に濃度ムラやカブリ
を発生させていた。この問題は、特に高温高湿環境下に
おいて著しく生じていた。
連続的に多数枚の転写を行うと、黒ベタ画像の再現性が
劣り、画像に濃度差や白抜けが発生する、いわゆる黒ベ
タ追従性が劣るという問題があった。
要請に伴いクリーニング機構を有さないクリーナーレス
現像システムを用いた現像方式が普及しつつあるが、こ
の方式では、転写媒体にトナーが転写した後、感光体上
に未転写のトナーが残存した状態で除電され、そのまま
帯電部材により帯電されるため、感光体の外周長の周期
で非画像部もしくはハーフトーンなどの画像濃度が薄い
部分に、先の画像が薄い濃度で出現する、いわゆるメモ
リー現像(ゴースト)が出現し、画像の品質を著しく悪
化させるというメモリーエラーの問題があった。
一成分現像方式における問題に鑑みてなされたものであ
って、低温低湿環境下から高温高湿環境下まで安定した
画像が得られるのは勿論のこと、非磁性一成分現像方式
に特有の黒ベタ追従性の悪さを解決することができ、さ
らにはクリーニング機構を有さないクリーナーレス現像
方式でのメモリー現像を解消することができる非磁性一
成分現像剤を提供することを目的とする。
像用トナーは、少なくとも結着樹脂および着色剤からな
るトナー粒子の表面に、無機微粒子を0.2〜2.0重
量%、磁性粒子を0.3〜2.0重量%、およびシリコ
ーンオイルを0.02〜0.1重量%付着させてなるこ
とを特徴としている。
ば、特定の比率で無機微粒子、磁性粒子およびシリコー
ンオイルを付着させることにより、トナーの流動性を良
好に維持することができるとともに、トナーの転写効率
を向上させることができ、良好な画像特性が得られると
いう作用効果は勿論のこと、黒ベタ追従性に優れ、クリ
ーニング機構を有さないクリーナーレス非磁性一成分現
像装置においてもメモリーエラーを発生しないという効
果を奏する。
非磁性一成分現像用トナーに使用する無機微粒子として
は、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウムなどが代表
的であるが、疎水性シリカが特に好ましい。該無機微粒
子は、トナー粒子に対し0.2〜2.0重量%付着させ
ることが必要であり、好ましくは0.2〜1.8重量
%、より好ましくは0.5〜1.5重量%である。無機
微粒子が0.2重量%未満では十分なトナーの流動性が
得られないため現像ローラ上のトナー量が不足して均一
なトナー層が形成されず、十分な画像濃度が得られな
い。また、黒ベタ追従性も悪くなる。一方、2.0重量
%を超えると、カブリが顕著な画像となる。
アミノシランを含むシランカップリング剤により、上記
の無機微粒子を表面処理して、正帯電性とすることが好
ましい。アミノシランとしては、γ―アミノプロピルト
リエトキシシラン、γ―アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、N―(β―アミノエチル)−γ―アミノプロピル
トリメトキシシラン、γ―(2−アミノエチル)―γ―
アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ―アニリノ
プロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。また、ア
ミノシランを使用する場合は、疎水化効果を補うため
に、帯電極性を配慮した上でアミノシラン系以外の疎水
化処理剤と併用することが好ましい。その中でも疎水化
効果に優れ、又、トナーの流動性を上げられるもの、例
えばヘキサメチルジシラザンと併用することが好まし
い。
5〜50nmであることが好ましく、10〜30nmが
より好ましい。5nm未満では、技術的に製造が困難で
あるためコスト高となり実用上問題があるとともに、ト
ナー粒子表面に埋没する傾向があり流動性向上の効果が
少ない。一方、50nmを超えるとカブリが増える傾向
がある。また、無機微粒子のBET比表面積は、50〜
300m2/gが好ましく、70〜200m2/gがよ
り好ましい。
ング剤、シリコーンオイル、その他の高分子化合物等に
て表面処理されたシリカから選択できる。シラン系カッ
プリング剤としては、ジメチルジクロルシラン、トリメ
チルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルフ
ェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラ
ン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、p−クロルフ
ェニルトリクロルシラン、3−クロルプロピルトリメト
キシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリア
セトキシシラン、ジビニルクロルシラン、ヘキサメチレ
ンジシラザン等が挙げられる。
無機微粒子を入れ、次いで前記シラン系カップリング剤
等の疎水化剤を入れて湿式にて攪拌する。次に、十分混
合した後、乾燥機等により乾燥し、無機微粒子表面を疎
水化することができる。
に対し、0.3〜2.0重量%付着していることが必要
であり、0.5〜1.7重量%が好ましく、1.0〜
1.5重量%がより好ましい。0.3重量%未満では未
転写トナーが多く、顕著なメモリーエラーが発生する。
一方、2.0重量%を超えると、カブリが顕著な画像と
なる。また、磁性粒子は、BET比表面積が3.0〜
8.0m2/gの粒状粒子であることが好ましく、3.
5〜6.5m2/gがより好ましく、4.7〜5.7m
2/gがさらに好ましい。なお、本発明における粒状と
は、不定形、球形、六面体、八面体などを包含したもの
をさす。
鉄、ニッケル等の金属、アルミニウム、コバルト、銅、
鉄、ニッケル、マグネシウム、スズ、亜鉛、金、銀、セ
レン、チタン、タングステン、ジルコニウム、その他の
金属の合金、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化ニッケ
ル、などの金属酸化物、フェライト、マグネタイトまた
はそれらの混合物等が用いられる。これらの中でも、本
発明においては、磁性粒子が球状マグネタイトであるこ
とが好適である。
次粒子径は、電子顕微鏡にて映し出された画像を解析す
ることにより得ることができる。また、BET比表面積
は、以下の測定方法で得ることができる。まず、吸着ガ
スとして不活性ガスであるN 2ガスを用い、市販の高精
度自動ガス吸着装置(商品名:BELSORP28、日
本ベル社製)等により、試料の表面に単分子層を形成す
るのに必要な吸着量Vm(cm3/g)を測定し、次式
においてBET比表面積S(m2/g)を求める。 S=4.35×Vm(m2/g)
ては、メモリーエラーを防止するためシリコーンオイル
を表面に0.02〜0.1重量%付着させることが必要
であり、好ましくは0.03〜0.08重量%である。
このシリコーンオイルのトナーへの付着は、トナーの流
動性低下を防ぎ、非磁性一成分現像方式におけるトナー
担持体へのトナーの搬送不良などを防止するとともに、
転写性を向上させ、具体的には、黒ベタ追従性、転写効
率に優れ、かつトナー塊を生ずることがなく、細線再現
性を良好にするという効果を奏する。シリコーンオイル
の付着量が0.02重量%未満では、顕著なメモリーエ
ラーが発生する。一方、0.1重量%を超えるとトナー
の流動性が悪化し、黒ベタ追従性が悪くなる。
において10〜1000センチストークスであることが
好ましく、20〜300センチストークスであることが
より好ましく、50〜200センチストークスであるこ
とがさらに好ましい。25℃において粘度が1000セ
ンチストークスを超えると使用しにくく、トナー粒子粒
子表面に均一に付着させにくい。また、シリコーンオイ
ルの揮発分は1.5%以下が好ましい。
チルポリシロキサン(ジメチルシリコーンオイル)やフ
ェニル基含有ポリシロキサン等を挙げることができる。
また、帯電性に応じて、メチルスチレンまたはオレフィ
ン変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオ
イル、フッ素変性シリコーンオイル、親水性特殊変性シ
リコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカ
プト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオ
イル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸
変性シリコーンオイル、アミド変性シリコーンオイル等
の変性シリコーンオイルを用いてもよい。これらの中で
も本発明においては、ジメチルポリシロキサン(ジメチ
ルシリコーンオイル)が特に好ましく使用される。
イルをトナー粒子に付着させる方法としては、タービン
型攪拌機、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の
一般的な攪拌機を用いる方法、あるいは表面改質機と呼
ばれる奈良機械製作所社製のナラ・ハイブリダイゼーシ
ョン・システムやホソカワミクロン社製のオングミル等
を用いる方法がある。また、トナー粒子表面上の無機微
粒子および磁性粒子は、トナー粒子に対してまぶしと呼
ばれる弱い付着状態で形成されていてもよいし、無機微
粒子および磁性粒子がトナー粒子にその一部が埋没され
た付着状態で形成され、固定化されていてもよい。
結着樹脂および着色剤からなるもので、その他帯電制御
剤、各種ワックス、低分子量ポリプロピレンや低分子量
ポリエチレン等の離型剤(オフセット防止剤)、流動性
改善用滑剤等を適宜分散含有せしめ、その体積平均粒子
径を5〜30μmの範囲で溶融混練粉砕法や重合法によ
り製造するものである。
チルスチレン、クロ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、アクリル酸プロピル、
アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ア
ルキルエステル等のアクリル酸エステル類、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、メタ
クリル酸ステアリル、メタクリル酸グリシジル、メタク
リル酸アルキルエステル等のメタクリル酸エステル類、
アクリロニトリル、マレイン酸、マレイン酸エステル、
メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、塩化ビニル、
酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルケトン、ビ
ニルヘキシルケトン、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等のビニル単
量体等を単独重合したもの、または共重合したスチレン
系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタ
ン樹脂等を挙げることができる。
ク、アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエ
ロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、
キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロ
シアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ラ
ンプブラック、ローズベンガルおよびこれらの混合物、
その他を挙げることができる。これらの着色剤は、十分
な濃度の可視像が形成されるに十分な割合で含有される
ことが必要であり、結着樹脂100重量部に対して1〜
20重量部程度の割合を含有することが好ましい。
帯電性であることが好ましいが、下記帯電制御剤を適宜
使用することで調整可能である。電荷制御剤としては、
正帯電性トナーには、正帯電性の帯電制御剤として、例
えばニグロシンおよび脂肪酸金属塩等による変性物、ト
リブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−
ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテト
ラフルオロボレート等の第四級アンモニウム塩、ジブチ
ルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシク
ロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイ
ド、ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、
ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレ
ートを単独あるいは2種類以上組み合わせて用いること
ができる。この中でも特にニグロシン系化合物、第四級
アンモニウム塩が好ましく用いられる。好ましい添加量
は0.1〜5重量%である。
電制御剤として、例えばアセチルアセトン金属錯体、モ
ノアゾ金属錯体、ナフトエ酸あるいはサリチル酸系の金
属錯体または塩等の有機金属化合物、キレート化合物等
を単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることがで
きる。この中でも特にサリチル酸系金属錯体、モノアゾ
金属錯体が好ましく用いられる。好ましい添加量は0.
1〜5重量%である。
酸、高級脂肪酸アミド、硬化ひまし油等がある。ワック
スとしては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン系ワックス、パラフィンワッ
クス、フィッシャートロプシュワックス、カルナウバワ
ックス、キャンデリラワックス、ライスワックス等が挙
げら、これらを単独または混合して使用することができ
る。離型剤の含有量は、トナーに対し、1.5〜15重
量%が好ましい。
般の溶融混練・粉砕法で製造することができる。すなわ
ち、結着樹脂、着色剤などの必要な原料を、スーパーミ
キサー等のミキサーで混合し、二軸押出混練機等で熱溶
融混練後、ジェットミル等の粉砕機で粉砕し、しかる
後、乾式気流分級機等の分級機で分級し、さらに、無機
微粒子、磁性粒子およびシリコーンオイル等の外添剤
を、タービン型攪拌機、ヘンシェルミキサー、スーパー
ミキサー等の一般的な攪拌機を用いた機械的的手法によ
り、トナー粒子表面に付着または固着させて得ることが
できる。なお、本発明は、溶融混練・粉砕法のみなら
ず、重合法等の他の方法で作製するトナーにも適用でき
る。
磁性一成分現像装置に好適に使用されるものであるが、
非磁性一成分現像方式に限らず適用することもできる。
なお、該非磁性一成分現像装置とは、非磁性一成分現像
剤を担持して搬送する表面がゴムまたは金属製の現像ロ
ーラと、該現像ローラに近接または圧接されて設けられ
た表面がゴムまたは金属製のブレード部材とを少なくと
も有する現像装置であって、該現像ローラに非磁性一成
分現像剤を供給し、ブレード部材により非磁性一成分現
像剤を薄層を形成するように塗布するとともに電荷を与
え、静電潜像を保持する潜像形成部材(感光体)に接触
または非接触状態で静電潜像を現像し、ついで用紙に転
写を行う現像装置をいうものである。
ーは、転写後の感光体上に残存する未転写トナーをクリ
ーニングする機構を有さないクリーナーレス現像システ
ムで現像する非磁性一成分現像装置に好適に使用され
る。
だし、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、実施例において部とは重量部を示す。 <実施例1> ・スチレンーアクリル系樹脂(商品名:TTR−591、藤倉化成社製) 90.0部 ・帯電制御剤(商品名:CCA3、中央合成社製) 3.6部 ・カーボンブラック(商品名:ミツビシカーボン#40、三菱化学社製) 4.6部 ・低分子量ポリプロピレン(商品名:ビスコール660P、三洋化成工業社製) 1.8部 上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後、乾式気流分級機で分級して体積平均粒子径
が10μmのトナー粒子を得た。そして、該粒子と球状
マグネタイト粒子(商品名:BL−500、チタン工業
社製、比表面積:5.1m2/g)をトナー粒子の重量
に対して1.2重量%となる割合にて添加し、ヘンシェ
ルミキサーにて5分間混合した後、さらにアミノシラン
を含むシランカップリング剤で表面処理された、平均一
次粒子径が18nmの疎水性シリカ(商品名:MSP−
005、テイカ社製)をトナー粒子の重量に対して1.
0重量%、およびジメチルシリコーンオイル(商品名:
信越シリコーンKF96−50CS、信越化学社製)を
0.05重量%となるよう同時に添加し、1分間混合し
て、実施例1の非磁性一成分現像用トナーを得た。
マグネタイト、疎水性シリカおよびシリコーンオイルを
表1に記載の比率で添加した以外は実施例1と同様にし
て、実施例2〜7の非磁性一成分現像用トナーを得た。
マグネタイト、疎水性シリカおよびシリコーンオイルを
表1に記載の比率で添加した以外は実施例1と同様にし
て、比較例1〜7の非磁性一成分現像用トナーを得た。
性一成分現像用トナーを用いて、常温/常湿環境下(2
5℃/60%RH)で、正帯電性非磁性一成分現像用ト
ナーを用いる市販のクリーナーレス非磁性一成分現像方
式のプリンター(プリント速度 A4:16枚/分)に
より、黒色印字率5%のA4原稿を連続プリントし、初
期と2000枚プリント後に、各特性評価用原稿を挿入
し、下記に示す方法により黒ベタ追従性、カブリ、メモ
リーエラーを評価した。これらの結果を表1に示した。
視にて次の基準にて評価した。 ◎:黒ベタ画像が完全に再現されている。 ○:黒ベタ画像がほぼ再現されている。 ×:黒ベタ画像が再現されず、画像濃度が薄い部分があ
る。
像部の白色度とを色差計(商品名:Color met
er ZE2000、日本電色工業社製)により測定
し、その差をカブリの値とした。
発生状況を目視にて下記の基準で評価した。 ◎:ゴーストが全くない。 ○:精査するとゴーストがかすかに見られる。 ×:ゴーストが認められる。
微粒子、磁性粒子およびシリコーンオイルを特定の比率
で付着させた実施例1〜7の非磁性一成分現像用トナー
では、すべての項目で初期、2000枚後とも実用上問
題なかった。これに対し、無機微粒子の付着量が少なす
ぎる比較例1では、黒ベタ追従性が劣っており、一方、
多すぎる比較例2では、カブリが顕著であった。また、
磁性粒子の付着量が少なすぎる比較例3および4では、
メモリーエラーが発生し、一方、多すぎる比較例5で
は、カブリが顕著であった。さらに、シリコンオイルの
付着量が少なすぎる比較例6では、メモリーエラーが発
生し、一方、多すぎる比較例7では、黒ベタ追従性が劣
っていた。したがって、比較例の非磁性一成分現像用ト
ナーは、初期においてすでに、いずれかの特性に問題を
有し、実用に供し得るものではなかった。
成分現像用トナーによれば、特定の比率で無機微粒子、
磁性粒子およびシリコーンオイルを付着させることによ
り、トナーの流動性を良好に維持することができるとと
もに、トナーの転写効率を向上させることができ、良好
な画像特性が得られるという作用効果は勿論のこと、黒
ベタ追従性に優れ、クリーニング機構を有さないクリー
ナーレス非磁性一成分現像装置においてもメモリーエラ
ーを発生しないという効果を奏する。
Claims (8)
- 【請求項1】 少なくとも結着樹脂および着色剤からな
るトナー粒子の表面に、無機微粒子を0.2〜2.0重
量%、磁性粒子を0.3〜2.0重量%、およびシリコ
ーンオイルを0.02〜0.1重量%付着させてなるこ
とを特徴とする非磁性一成分現像用トナー。 - 【請求項2】 前記無機微粒子は、平均一次粒子径が5
〜50nmの疎水性シリカであることを特徴とする請求
項1に記載の非磁性一成分現像用トナー。 - 【請求項3】 前記磁性粒子は、BET比表面積が3.
0〜8.0m2/gの粒状マグネタイトであることを特
徴とする請求項1に記載の非磁性一成分現像用トナー。 - 【請求項4】 前記粒状マグネタイトは、球状であるこ
とを特徴とする請求項3に記載の非磁性一成分現像用ト
ナー。 - 【請求項5】 前記シリコーンオイルは、25℃での粘
度が10〜1000センチストークス、揮発分が1.5
%以下のジメチルシリコーンオイルであることを特徴と
する請求項1に記載の非磁性一成分現像用トナー。 - 【請求項6】 前記非磁性一成分現像用トナーは、正帯
電性であることを特徴とする請求項1に記載の非磁性一
成分現像用トナー。 - 【請求項7】 前記疎水性シリカは、アミノシランを含
むシランカップリング剤で表面処理された正帯電性であ
ることを特徴とする請求項2に記載の非磁性一成分現像
用トナー。 - 【請求項8】 クリーニング機構を有さないクリーナー
レス非磁性一成分現像システムに用いられることを特徴
とする請求項1に記載の非磁性一成分現像用トナー。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015096884A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 |
JP2017203889A (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | キヤノン株式会社 | トナー |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002082688A patent/JP3845325B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2015096884A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 |
JP2017203889A (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | キヤノン株式会社 | トナー |
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