JPH09146304A - 静電荷像現像用トナー、現像剤及び画像形成方法 - Google Patents

静電荷像現像用トナー、現像剤及び画像形成方法

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JPH09146304A
JPH09146304A JP18478096A JP18478096A JPH09146304A JP H09146304 A JPH09146304 A JP H09146304A JP 18478096 A JP18478096 A JP 18478096A JP 18478096 A JP18478096 A JP 18478096A JP H09146304 A JPH09146304 A JP H09146304A
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toner
image
surface area
developing
specific surface
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JP18478096A
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Mikio Kamiyama
幹夫 神山
Kenji Hayashi
健司 林
Tomoe Kikuchi
智江 菊地
Hiroshi Yamazaki
弘 山崎
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小粒径化した場合でも弱帯電性のトナーの発
生が少なく、かつ帯電過多となるトナーの発生が少な
く、均一に帯電出来、安定した帯電性能を有し、かつ現
像速度が早く、耐久性に優れ、長期に亘って使用しても
カブリの発生のない、静電荷像現像用トナーを提供し、
更にこのトナーを使用することにより優れた画像形成方
法を提供。 【解決手段】 BET値比表面積が5m2/g以上、且
つ形状係数が1.01〜1.5である静電荷像現像用ト
ナー及び該トナーを含有する現像剤並びにこのトナーを
用いる画像形成方法により達成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、安定した帯電性能を有
し、かつ現像速度が早く、耐久性に優れ、カブリの発生
の少ない静電荷像現像用トナー、現像剤及び上記トナー
を用いた画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子写真現像方式は種々の分野で
利用されている。例えば複写機のみならず、コンピュー
ターの出力端末であるプリンターや、カラー複写機、カ
ラープリンター等の分野でも利用されている。この利用
が進むにつれ、画像の品質に対する要求が高くなってい
る。このために、トナー自体に対する要求として、帯電
性能の向上等の種々な性能向上が要求されている。
【0003】画像品質の向上のため、トナーを小粒径化
して画質を向上させる提案は種々あり、列挙にいとまが
ない。しかし、いわゆる従来の小粒径化したトナーで
は、単にトナー自体の粒径を小さくするだけではいわゆ
るファンデルワールス力による付着力が高くなることか
ら、かえってトナーに所望の帯電性を付与することが困
難となり、弱帯電性トナーの存在や帯電過多となるトナ
ーの存在が多くなり、長期に亘る使用では画像にカブリ
の発生が起こり、現像器あるいは二成分現像法に於ける
キャリアに対する汚染等の問題を発生し、結局のとこ
ろ、トナー自体が長期の使用に耐え切れず、トナーの耐
久性が低下する問題を有している。また、小粒径化した
トナーの感光体表面への付着力が高くなることにより、
感光体から転写材への転写性能の低下及び感光体上に残
留する未転写トナーのクリーニング性が低下する問題も
有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような問題に対
して、本発明の課題は、小粒径化した場合でも弱帯電性
のトナーの発生が少なく、かつ帯電過多となるトナーの
発生が少なく、均一に帯電出来、安定した帯電性能を有
する静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像剤を提供す
ることにある。
【0005】更に本発明の課題は、現像速度が早く、耐
久性に優れ、長期に亘って使用してもカブリの発生がな
く、クリーニング性能に優れた静電荷像現像用トナー及
び静電荷像現像剤を提供することにある。
【0006】更に本発明の他の課題は、上記静電荷像現
像用トナーを好適に使用することのできる画像形成方法
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、下
記手段により達成される。
【0008】〔1〕 BET値比表面積が5m2/g以
上、且つ形状係数が1.01〜1.5であることを特徴
とする静電荷像現像用トナー。
【0009】〔2〕 BET値比表面積が5m2/g以
上、且つ重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(M
n)の比が5未満である樹脂を含有することを特徴とす
る静電荷像現像用トナー。
【0010】〔3〕 BET値比表面積が5m2/g以
上、且つ形状係数が1.01〜1.5である静電荷像現
像用トナーを含有することを特徴とする現像剤。
【0011】〔4〕 BET値比表面積が5m2/g以
上、且つ重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(M
n)の比が5未満である樹脂を含有する静電荷像現像用
トナーを含有することを特徴とする現像剤。
【0012】〔5〕 感光体上の静電潜像をトナー像で
現像する画像形成方法に於いて、前記トナーがBET値
比表面積が5m2/g以上、且つ形状係数が1.01〜
1.5である静電荷像現像用トナーであることを特徴と
する画像形成方法。
【0013】〔6〕 感光体上の静電潜像をトナー像で
現像する画像形成方法に於いて、前記トナーがBET値
比表面積が5m2/g以上、且つ重量平均分子量(M
w)/数平均分子量(Mn)の比が5未満である樹脂を
含有する静電荷像現像用トナーであることを特徴とする
画像形成方法。
【0014】〔7〕 像支持体上に形成されたトナー画
像を転写材上に転写する画像形成方法に於いて、前記ト
ナーがBET値比表面積が5m2/g以上、且つ形状係
数が1.01〜1.5である樹脂を含有する静電荷像現
像用トナーであることを特徴とする画像形成方法。
【0015】〔8〕 像支持体上に形成されたトナー画
像を転写材上に転写する画像形成方法に於いて、前記ト
ナーがBET値比表面積が5m2/g以上、且つ重量平
均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比が5未満
である樹脂を含有するトナーであることを特徴とする画
像形成方法。
【0016】
〔9〕 像支持体上に形成されたトナー像
を転写材上に転写した後、該支持体上に残留するトナー
をクリーニングする画像形成方法に於いて、前記トナー
がBET値比表面積が5m2/g以上、且つ形状係数が
1.01〜1.5であるトナーであることを特徴とする
画像形成方法。
【0017】〔10〕 像支持体上に形成されたトナー
像を転写材上に転写した後、該支持体上に残留するトナ
ーをクリーニングする画像形成方法に於いて、前記トナ
ーがBET値比表面積が5m2/g以上、且つ重量平均
分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比が5未満で
ある樹脂を含有するトナーであることを特徴とする画像
形成方法。
【0018】以下、本発明に係わるBET値比表面積5
2/g以上、且つ形状係数が1.01〜1.5である
静電荷像現像用トナー(以下、本発明のトナーと称す
る)について詳述する。
【0019】本発明のトナーの特徴の一つは、BET値
比表面積が5m2/g以上であるが、このBET値比表
面積は窒素吸着法の1点法で測定され、具体的には島津
製作所製フローソーブ2300測定装置で測定される。
【0020】本発明のトナーの特徴の一つは、形状係数
が1.01〜1.5であることである。この形状係数
は、トナー粒子の周囲長/粒子の円相当周で定義され、
具体的には下記式で定義される。
【0021】
【数1】
【0022】上式中、Lはトナー粒子の周囲長(μ
m),Aはトナー粒子の投影面積(μm2)を表す。
【0023】上式中のL及びAは、トナー粒子を投影
し、その投影したときのL及びAを測定した。具体的に
は1000倍の倍率で電子顕微鏡写真を撮影し、その写
真を用いてL及びAの個々につきn=100〜1000
の平均値を画像解析装置(SPICCA:日本アビオニ
クス社製)で測定する。
【0024】本発明のトナーは、上記特徴を有するトナ
ーであり、比較的球形に近い形状を有すると共に、大き
な表面積を有するトナーであり、特定の形状、大きな表
面積を有するため、上記した本発明の諸目的を達成し得
るものと推察される。即ち、比較的球形に近い形状を有
しながら、大きな表面積を有するため、早期に均一に帯
電することが出来るため、現像速度が早く、耐久性に優
れ、長期に渡って使用してもかぶりの発生がなく、転写
性能に優れ、クリーニング性能、特に後述するブレード
クリーニング性能に優れたトナーを得ることが出来るも
のと推察される。
【0025】(1)本発明のトナーの構成及び製造方法 本発明のトナーはBET値比表面積が5m2/g以上で
あることを特徴とするトナーであるが、技術的な観点か
らは150m2/g以下であるが、好ましくは100m2
/g以下であり、特に好ましくは5〜50m2/gであ
る。さらに好ましくは5〜40m2/g、特に好ましく
は10〜40m2/gのものである。
【0026】又、本発明のトナーは形状係数が1.01
〜1.5であることを特徴とするものであるが、形状係
数は1.05〜1.3であることが好ましい。
【0027】すなわち、BET値比表面積が過多である
ものは、非常に微細な凹凸が存在するものであり、製造
自体が困難である。さらにこのような表面を有するもの
を得たとしても、帯電に寄与する凹凸よりも細かいもの
となり、効果が飽和状態になる。
【0028】本発明のトナーは上述した特性を有するも
のであるが、少なくとも樹脂と着色剤を含有するものが
好ましく、必要に応じて定着性改良剤である離型剤や荷
電制御剤等を含有することもできる。さらに、いわゆる
樹脂と着色剤から構成される着色粒子に対して無機微粒
子や有機微粒子等で構成される外添剤を添加したもので
あってもよい。
【0029】本発明のトナーは、樹脂、着色剤等を熔
融、混練して得た素粒子を粉砕して、所望の形状係数を
有する粉体としても良いが、例えば、単量体に必要な添
加剤を混合して乳化重合し、微粒子の重合体粒子を製造
し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加して会合する
方法で製造することもでき、本発明においては、この方
法が好ましく用いられる。
【0030】本発明のトナーを製造する方法は、特に上
述の様に限定されるものでは無いが、好ましくは特開平
5−265252号や特願平5−115572号、特願
平6−223953号に記載の方法が使用される。すな
わち、樹脂及び着色剤等より構成される微粒子を複数会
合させる方法、特に水中にてこれらを臨界凝集濃度以上
の濃度以上の凝集剤及び水に対して無限溶解する有機溶
媒で処理する方法が好ましく使用されている。さらに、
形成された重合体自体のガラス転移点温度以上で加熱融
着することによって本発明のBET値比表面積及び形状
係数を有するトナーを形成することができる。
【0031】具体的には、樹脂を構成する単量体として
好ましく使用されるものは、スチレン、o−メチルスチ
レン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−
クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−フェ
ニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチル
スチレン、p−t−ブチルスチレン、p−n−ヘキシル
スチレン、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
スチレンの様なスチレンあるいはスチレン誘導体、ビニ
ルナフタレンの如き芳香族ビニル化合物;メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチ
ル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチ
ル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチ
ル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ス
テアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニ
ル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸
ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導
体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−
ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチ
ル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステア
リル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等のア
クリル酸エステル誘導体の如きα−メチレン脂肪族モノ
カルボン酸エステル類;エチレン、プロピレン、イソブ
チレン等のオレフィン類;塩化ビニル、塩化ビニリデ
ン、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等の
ハロゲン系ビニル類;プロピオン酸ビニル、酢酸ビニ
ル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類;ビニルメ
チルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテ
ル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニ
ルヘキシルケトン等のビニルケトン類;N−ビニルカル
バゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリド
ン等のN−ビニル化合物、アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸あるいはメ
タクリル酸誘導体がある。これらの単量体の中でも、芳
香族ビニル化合物及びα−メチレン脂肪族モノカルボン
酸エステルが好ましい。
【0032】これらビニル系単量体は単独あるいは組み
合わせて使用し、共重合体を得てトナーに使用すること
ができる。また、樹脂を構成する単量体としてイオン性
解離基を有するものを組み合わせて用いることがさらに
好ましい。例えば、カルボキシ基、スルホ基、ホスホ基
等の置換基を単量体の構成基として有するもので、具体
的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタ
コン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレイン酸モノアルキ
ルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、スチレ
ンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、2−アクリ
ルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸、アシッド
ホスホオキシエチルメタクリレート、3−クロロ−2−
アシッドホスホオキシプロピルメタクリレート等があげ
られる。
【0033】これらのイオン性解離基は、多価の金属、
例えば亜鉛、マグネシウムで置換されていて、共重合体
が所謂金属架橋構造を採っているのが好ましい。
【0034】さらに、単量体として、ジビニルベンゼ
ン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレング
リコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタ
クリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ト
リエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレン
グリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ
メタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレー
ト等の多官能性ビニル類を使用して架橋構造の樹脂とす
ることもできる。
【0035】これら単量体は、ラジカル重合開始剤を用
いて重合し、樹脂とすることができる。この場合、懸濁
重合法や溶液重合法では油溶性重合開始剤を用いること
ができる。この油溶性重合開始剤としてはアゾイソブチ
ロニトリル、ラウリルパーオキサイド、ベンゾイルパー
オキサイド等が使用できる。また、乳化重合法を用いる
場合には水溶性ラジカル重合開始剤を使用することがで
きる。水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過
硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロ
パン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸及びその塩、過酸化
水素等を挙げることができる。
【0036】本発明において、優れた樹脂としてはガラ
ス転移点が20〜90℃のものが好ましく、軟化点が8
0〜220℃のものが好ましい。ガラス転移点は示差熱
量分析方法で測定されるものであり、軟化点は降下式フ
ローテスターで測定することができる。さらに、これら
樹脂としてはゲルパーミエーションクロマトグラフィー
(GPC)により測定される分子量が数平均分子量(M
n)で1,000〜500,000、又は重量平均分子
量(Mw)で2,000〜1,000,000のものが
好ましい。さらに、分子量分布として、Mw/Mnが
5.0未満、好ましくは3.0以下であり、下限値は
1.0以上である。
【0037】GPCによる分子量の測定は、温度40℃
において、テトラヒドロフランを毎分1.0ミリリット
ルの流速で流し、濃度0.01g/20ミリリットルの
テトラヒドロフラン試料溶液を100μl注入し測定を
行う。試料の分子量測定に当たっては、当該試料の有す
る分子量が数種の単分散ポリスチレンにより作製された
検量線の分子量の対数とカウント数が直線になる範囲内
に包含される測定条件を選択する。ピーク分子量は、得
られるGPCクロマトグラムのカウント数から前記検量
線を用いて算出される。
【0038】本発明において、上述して得られた樹脂
は、特に乳化重合法によって得られた場合は、微粒子状
態で得られるので、凝集剤を使用して、更に水に無限溶
解する溶媒を添加し、得られた樹脂のガラス転移点以上
に加熱処理することにより、所望の粒径の粒子(トナ
ー)とすることが出来る。
【0039】本発明のトナーを製造するに際して、使用
される凝集剤としては特に限定されるものでは無いが、
金属塩から選択されるものが好適に使用される。具体的
には、一価の金属として例えばナトリウム、カリウム、
リチウム等のアルカリ金属の塩、二価の金属として例え
ばカルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類の金属
塩、マンガン、銅等の二価の金属の塩、鉄、アルミニウ
ム等の三価の金属の塩等があげられ、具体的な塩として
は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩
化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、
硫酸マンガン等を挙げることができる。これらは組み合
わせて使用してもよい。
【0040】これらの凝集剤は臨界凝集濃度以上添加し
て使用される。この臨界凝集濃度とは、水性分散物の安
定性に関する指標であり、凝集剤を添加して凝集が発生
する濃度を示すものである。この臨界凝集濃度は、乳化
された成分及び分散剤自体によって大きく変化するもの
である。例えば、岡村誠三他著「高分子化学 Vol.
17、p601(1960)日本高分子学会編」等に記
述されており、詳細な臨界凝集濃度を求めることができ
る。また、別な手法として、目的とする粒子分散液に所
望の塩を濃度変えて添加し、その分散液のζ(ゼータ)
電位を測定し、この値が変化する塩濃度を臨界凝集濃度
として求めることもできる。
【0041】本発明に用いられる凝集剤の添加量は、臨
界凝集濃度以上であればよいが、好ましくは臨界凝集濃
度の1.2倍以上、さらに好ましくは1.5倍以上添加
することがよい。
【0042】使用する水に無限溶解する溶媒とは、着色
された重合体分散液、すなわち水性分散液に対して無限
溶解する溶媒を示し、この溶媒は、本発明に於いては形
成された樹脂を溶解させないものが選択される。具体的
には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプ
ロパノール、t−ブタノール、メトキシエタノール、ブ
トキシエタノール等のアルコール類、アセトニトリル等
のニトリル類、ジオキサン等のエーテル類をあげること
ができる。特に、エタノール、プロパノール、イソプロ
パノールが好ましい。
【0043】この無限溶解する溶媒の添加量は、凝集剤
を添加した重合体含有分散液に対して1〜300体積%
が好ましい。
【0044】本発明のトナーに用いる樹脂を形成する重
合方法としては種々の方法を使用することができるが、
特に好適な方法としては上述した乳化重合法である。
【0045】本発明のトナーには各種の着色剤、定着性
改良剤の如き特性改良剤を使用出来る。使用できる着色
剤としてはカーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を
任意に使用することができ、カーボンブラックとしては
チャネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブ
ラック、サーマルブラック・ランプブラック等が使用さ
れる。磁性体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁
性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネ
タイト等の強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まない
が熱処理する事により強磁性を示す合金、例えばマンガ
ン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラ
ー合金と呼ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いる
事ができる。染料としてはC.I.ソルベントレッド
1、同49、同52、同58、同63、同111、同1
22、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同7
7、同79、同81、同82、同93、同98、同10
3、同104、同112、同162、C.I.ソルベン
トブルー25、同36、同60、同70、同93、同9
5等を用いる事ができ、またこれらの混合物も用いる事
ができる。顔料としてはC.I.ピグメントレッド5、
同48:1、同53:1、同57:1、同122、同1
39、同144、同149、同166、同177、同1
78、同222、C.I.ピグメントオレンジ31、同
43、C.I.ピグメントイエロー14、同17、同9
3、同94、同138、C.I.ピグメントグリーン
7、C.I.ピグメントブルー15:3、同60等を用
いる事ができ、これらの混合物も用いる事ができる。こ
れらの着色剤は数平均一次粒子径は、概ね10〜200
nm程度のものをトナーに分散して用いるのが好まし
い。
【0046】着色剤の添加方法としては、本発明のトナ
ーを乳化重合法で調製する場合、重合体自体を乳化重合
法で調製し、ついで、凝集剤を添加することで凝集させ
る段階で添加する方法や、単量体を重合させる段階で着
色剤を添加する方法等を使用することができる。なお、
着色剤は重合体を調整する段階で添加する場合はラジカ
ル重合性を阻害しない様に表面をカップリング剤等で処
理して使用することが好ましい。
【0047】さらに、定着性改良剤としての低分子量ポ
リプロピレン(数平均分子量=1,500〜9,00
0)や低分子量ポリエチレン等を添加してもよい。ま
た、荷電制御剤としてアゾ系金属錯体、4級アンモニウ
ム塩等を用いてもよい。これらの特性改良剤は、着色剤
と同じ方法でトナーに添加されるのが通常である。
【0048】また、流動性付与の観点から、無機微粒
子、有機微粒子を重合して得られた着色粒子に添加して
もよい。この場合、無機微粒子の使用が好ましく、シリ
カ、チタニア、アルミナ等の無機酸化物粒子の使用が好
ましく、さらに、これら無機微粒子はシランカップリン
グ剤やチタンカップリング剤等によって疎水化処理され
ていることが好ましい。
【0049】本発明のトナーは前述の重合体自体を複数
個会合させることで製造することができるものである
が、この場合、重合体粒子の分散液に対して撹拌下、凝
集剤である金属塩を臨界凝集濃度以上の量を添加し、更
に、前述した水に無限溶解する溶媒を添加、さらに重合
体のガラス転移点温度以上に加熱処理することで得るこ
とができる。
【0050】本発明のトナー自体の粒径は、任意である
が、小粒径のものが本発明の効果を奏しやすく、かつ改
良効果の発揮度も大きく、体積平均粒径で2〜10μm
のものが好ましく、特に3〜9μmのものが好ましい。
この粒径は、凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、さらに
は重合体自体の組成によって制御することができる。
【0051】本発明のトナーは、例えば磁性体を含有さ
せて一成分磁性トナーとして使用する場合、いわゆるキ
ャリアと混合して二成分現像剤として使用する場合、非
磁性トナーを単独で使用する場合等が考えられいずれも
好適に使用することができるが、本発明ではキャリアと
混合して使用する二成分現像剤として使用するのが好ま
しい。
【0052】二成分現像剤を構成するキャリアとしては
鉄、フェライト等の磁性材料粒子のみで構成される非被
覆キャリア、あるいは磁性材料粒子表面を樹脂等によっ
て被覆した樹脂被覆キャリアのいずれを使用してもよ
い。このキャリアの平均粒径は体積平均粒径で30〜1
50μmが好ましい。また、被覆するための樹脂として
は特に限定されるものでは無いが、例えばスチレン−ア
クリル酸エステル樹脂、シリコン樹脂をあげることがで
きる。
【0053】(2)画像形成方法の構成 本発明のトナーが使用できる現像方式としては特に限定
されず、接触現像方式あるいは非接触現像方式等に好適
に使用することができる。接触方式の現像としては、本
発明のトナーを有する現像剤の層厚は現像領域に於いて
0.1〜8mm、好ましくは0.4〜5mmとし、現像
領域において現像剤を穂立たせる、所謂磁気ブラシ現像
方式で現像される。また、この場合、感光体と現像剤担
持体との間隙は、0.15〜7mm、特に、0.2〜4
mmであることが好ましい。
【0054】また、非接触系現像方式としては、現像剤
担持体上に形成された現像剤層と感光体とが接触しない
ものであり、この現像方式を構成するために現像剤層は
薄層で形成されることが好ましい。この方法は現像剤担
持体表面の現像領域で20〜500μmの現像剤層を形
成させ、感光体と現像剤担持体との間隙が該現像剤層よ
りも大きい間隙を有するものである。
【0055】特に本発明のトナーは、高い帯電立ち上が
り性を有しており、非接触現像方法に有用である。すな
わち、非接触現像方法では現像電界の変化が大きいこと
から、微少な帯電の変化が現像自体に大きく影響する。
このため、微妙なトナーの帯電量の変化により、画質、
濃度等の現像性の変動を大きくしてしまう。しかし、本
発明のトナーは帯電立ち上がり性が高いことから、帯電
の変化が少なく、安定した帯電量を確保することができ
るため、非接触現像方法でも安定した画像を長期に亘っ
て形成することができる。
【0056】非接触現像方式において、薄層形成は磁気
の力を使用する磁性ブレードや現像剤担持体表面に現像
剤層規制棒を押圧する方式等で形成される。さらに、ウ
レタンブレードや燐青銅板等を現像剤担持体表面に接触
させ現像剤層を規制する方法もある。押圧規制部材の押
圧力としては1〜15gf/mmが好適である。押圧力
が小さい場合には規制力が不足するために搬送が不安定
になりやすく、一方、押圧力が大きい場合には現像剤に
対するストレスが大きくなるため、現像剤の耐久性が低
下しやすい。好ましい範囲は3〜10gf/mmであ
る。さらに、非接触現像方式においては、現像に際して
現像バイアス電圧を付加するのが好ましいが、この場
合、直流成分のみ付与する方式でも良いし、交流バイア
スを重畳印加する方式のいずれでも良い。
【0057】現像剤担持体の大きさとしては直径が10
〜40mmの内部に磁石を保持したものが好適である。
直径が小さすぎる場合には現像剤の混合が不足し、トナ
ーに対して充分な帯電付与を行うに充分な混合を確保す
ることが困難となり、直径が大きすぎる場合には現像剤
に対する遠心力が大きくなり、トナーの飛散の問題を発
生しやすい。
【0058】以下、非接触現像方式の一例を図1を用い
て説明する。
【0059】図1は、本発明の画像形成方法に好適に使
用できる非接触現像方式の現像部の概略図であり、1は
感光体、2は現像剤担持体、3は本発明のトナーを含有
する二成分現像剤、4は現像剤層規制部材、5は現像領
域、6は現像剤層、7は交番電界を形成するための電源
である。
【0060】本発明のトナーを含有する二成分現像剤は
その内部に磁石2Bを有する現像剤担持体2上に磁気力
により担持され、現像スリーブ2Aの移動により現像領
域5に搬送される。この搬送に際して、現像剤層6は現
像剤層規制部材4により、現像領域5に於いて、感光体
1と接触することがないようにその厚さの層に規制され
る。
【0061】現像領域5の最小間隙(Dsd)はその領
域に搬送される現像剤層6の厚さ(好ましくは20〜5
00μm)より大きく、例えば100〜1000μm程
度である。交番電界を形成するための電源7は、周波数
1〜10kHz、電圧1〜3kVp−pの交流が好まし
い。電源7には必要に応じて直流を交流に直列に加えた
構成であってもよい。直流電圧を付加する場合は300
〜800Vが好ましい。
【0062】本発明のトナーをカラー画像形成方式へ適
用する場合、感光体上へ単色の画像を形成しつつ逐次画
像支持体へ転写する方式(これを逐次転写方式とし、図
2に示す。)、あるいは感光体上に複数回単色画像を現
像しカラー画像を形成した後に一括して画像支持体へ転
写する方式(これを一括転写方式とし、図3に示す。)
等の方式があげられる。
【0063】図2、3における画像形成方式について以
下に詳述する。
【0064】本発明に於いて使用される現像剤担持体と
しては、図1、2、3に示すごとく、担持体内部に磁石
2Bを内蔵した現像器が用いられ、現像剤担持体表面を
構成するスリーブ2Aとしてはアルミニウムや表面を酸
化処理したアルミニウムあるいはステンレス製のものが
用いられる。
【0065】以下、図2に示した逐次転写方式の一例に
ついて説明する。
【0066】11は帯電電極である帯電器、12はイエ
ロー、マゼンタ、シアン、黒のトナーを各々に装填する
現像器からなる現像ユニットで、4色のトナーに対応す
る4つの器に分かれている。これら現像器の基本構成
は、図1に示した現像部の概略図と同じである。14は
感光体ドラム、13はクリーニングユニット、15は感
光体ドラム上に形成された単色カラートナー像を一時的
に保持し、さらにその上に次の単色トナー像を保持し、
最終的に所望の多色カラー画像を形成する転写ドラム、
16は転写ドラム上のトナー画像が転写される転写材を
搬送する搬送ユニット、17は転写ドラム15の内部に
設けられ、内部からのコロナ放電し、転写材を該ドラム
に静電吸着する吸着極、18は感光体14上に形成され
たトナー像を逐次転写ドラムに転写させる転写極、19
は転写ドラム15上に静電吸着した転写材を剥離するた
めの剥離極、20は転写材剥離後、転写ドラムに残留す
る電荷を除去する除去極である。
【0067】感光体ドラム14上に帯電極11により、
一様に電荷を形成し、その後、像様露光(手段図示せ
ず)し、静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像ユ
ニット12の一色のトナー(例えば黒トナー)を保有す
る現像器により現像され、一色のトナー画像が感光体ド
ラム14上に形成される。一方搬送ユニット16により
転写ドラム15上に搬送された転写材料は吸着電極17
により転写ドラム上に静電吸着され、転写部に搬送され
る。
【0068】この搬送された転写材へは、転写部におい
て、感光体ドラム14上に形成されている上記トナー像
を転写する。この転写像を転写後の感光体ドラム14上
には、トナーが残留しており、この残留トナーはクリー
ニングユニット13によりクリーニングされ、次のプロ
セスに使用される。多色画像を形成する場合、同様なプ
ロセスに従い他の色のトナー画像が現像により形成さ
れ、逐一転写ドラム15に転写される。最終的には、所
望のトナー画像が転写ドラム15上に吸着されている転
写材上に形成される。所望のトナー画像がを形成した転
写材は、剥離極19により剥離され、定着部へ搬送さ
れ、最終の固定された多色トナー画像が得られる。一
方、転写ドラム15は残留している電荷を除極20によ
り除去され、次のプロセスに使用される。
【0069】次に図3を使用し、一括転写方式について
説明する。
【0070】装置の各部は図2の例と同じであるので省
略する。但し、21は搬送された転写材を搬送しなが
ら、トナー像を転写する搬送部である。感光体ドラム1
4上に帯電電極により一様に電荷を形成し、その後潜像
形成手段(手段図示せず)により静電潜像を形成する。
この静電潜像は、現像ユニット12の一色のトナー(例
えば黒トナー)を保有する現像器により現像され、一色
のトナー画像が感光体ドラム上に形成される。本図示例
においては、このトナー像は転写されることなく、その
ままトナー画像を有している感光体ドラム上に再度、帯
電電極11により一様に電荷を形成し、さらに静電潜像
を形成し、上記とは異なる色のトナーを有する現像器に
より現像され、他の色のトナー像が先のトナー像上に重
ね合わせて形成される。この間クリーニングユニット1
3、転写電極18、搬送部21は作動せず、かつ感光体
ドラム14上のトナー像を乱すことがない様に感光体ド
ラム14から退避させられている。
【0071】所望の画像形成が終了し、多色トナー画像
が形成された後、感光体ドラム上のトナー画像は、搬送
ユニット16により搬送された転写材に、搬送部21に
より搬送されながら、転写電極18によりトナー画像は
転写される。転写されたトナー画像を担持して転写材は
定着部へ搬送され、固定化され、転写材上に最終多色ト
ナー画像が形成される。トナー像を転写した後の感光体
ドラム14にはトナーが残留するのでクリーニングユニ
ット13によりクリーニングされ、次のプロセスに使用
される。
【0072】上述した各種方式で感光体上に形成された
トナー像は、転写工程により紙等の転写材に転写され
る。転写方式としては特に限定されず、いわゆるコロナ
転写方式やローラー転写方式等種々の方式を採用するこ
とができる。
【0073】本発明のトナーは転写効率が高く、かつ感
光体上に残留するトナーが少ないので例えばブレードク
リーニング方式に用いた場合ブレードの感光体への押接
力を軽減する等ができ、感光体の長寿命化にも寄与する
ことができる等の効果も有する。
【0074】トナー像を転写材に転写した後、感光体上
に残留したトナーはクリーニングにより除去され、感光
体は次のプロセスに繰り返し使用される。
【0075】本発明に於いてクリーニングする機構に関
しては特に限定されず、ブレードクリーニング方式、磁
気ブラシクリーニング方式、ファーブラシクリーニング
方式などの公知のクリーニング機構を任意に使用するこ
とができる。これらクリーニング機構として、好適なも
のは上述した理由から、いわゆるクリーニングブレード
を用いたブレードクリーニング方式である。
【0076】この構成としては、図4、5に記載される
構成のいずれも使用することができる。図4、5に於い
てはホルダー33にクリーニングブレード31を保持す
る構成であり、1は感光体、θはホルダー33と感光体
1が形成する角度であり、図4、5いずれでも10〜9
0°、好ましくは15〜75°である。クリーニングブ
レード31を構成する材料としては、シリコンゴム、ウ
レタンゴムなどの弾性体を使用することができる。この
場合、ゴム硬度が30〜90°のものがよい。クリーニ
ングブレード31の厚みは1.5〜5mm、ホルダー部
外の長さは5〜20mmがよく、感光体に対する圧接力
は5〜50gf/mmが好適である。
【0077】
【実施例】以下、実施例により本発明の効果について具
体的に説明する。
【0078】着色粒子製造例1 カーボンブラック(リーガル330R:キャボット社
製)をアルミニウムカップリング剤(プレンアクトAl
−M:味の素社製)で処理したもの10.67gをドデ
シル硫酸ナトリウム4.92gを120mlの純水に溶
解した溶液に添加し、撹拌しつつ超音波を付与すること
によりカーボンブラックの水分散液を調製した。また、
低分子量ポリプロピレン(数平均分子量=3200)を
熱を加えながら水中に界面活性剤により乳化させた固形
分濃度=20重量%の乳化分散液を調製した。上記カー
ボンブラックの分散液に低分子量ポリプロピレン乳化分
散液43gを混合し、さらに、スチレンモノマー98.
1g、n−ブチルアクリレートモノマー18.4g、メ
タクリル酸モノマー6.1g、t−ドデシルメルカプタ
ン3.3g、脱気済み純水850mlを添加した後に、
窒素気流下撹拌を行いながら70℃まで昇温した。つい
で、過硫酸カリウム4.1gを溶解した純水200ml
を加え、70℃にて6時間反応させた。得られたカーボ
ンブラック含有着色粒子分散液を「分散液1」とする。
なお、このものの一次粒子径(光散乱電気泳動粒径測定
装置 ELS−800:大塚電子工業社製)及び分子量
分布(GPCを使用。スチレン換算分子量)測定した。
結果を下記表1に示す。
【0079】この「分散液1」600mlに対して2.
7モル/リットルの塩化カリウム水溶液を160ml添
加し、さらにイソプロピルアルコール94ml及びポリ
オキシエチレンオクチルフェニルエーテル(エチレンオ
キサイド平均重合度は10である)5.4gを溶解した
純水40mlを添加した。その後、85℃まで昇温し、
6時間反応させた。ついで反応終了後、反応液を濾過、
水洗を行い、乾燥し本発明の着色粒子を得た。このもの
を「着色粒子1」とする。
【0080】着色粒子製造例2 着色粒子製造例1において、表面処理されたカーボンブ
ラックの代わりにC.I.Pigment Blue
15:3を用いた他は同様にして本発明の着色粒子を得
た。なお、ここで得られた分散液を「分散液2」とし、
着色粒子を「着色粒子2」とする。
【0081】着色粒子製造例3 着色粒子製造例1において、表面処理されたカーボンブ
ラックの代わりにC.I.Pigment Red 1
22を用いた他は同様にして本発明の着色粒子を得た。
なお、ここで得られた分散液を「分散液3」とし、着色
粒子を「着色粒子3」とする。
【0082】着色粒子製造例4 着色粒子製造例1において、表面処理されたカーボンブ
ラックの代わりにC.I.Pigment Yello
w 17を用いた他は同様にして本発明の着色粒子を得
た。なお、ここで得られた分散液を「分散液4」とし、
着色粒子を「着色粒子4」とする。
【0083】着色粒子製造例5 着色粒子製造例1において、「分散液1」を用い、添加
するイソプロピルアルコールの量を150mlとした他
は同様にして本発明の着色粒子を得た。これを「着色粒
子5」とする。
【0084】着色粒子製造例6 着色粒子製造例2において、「分散液2」を用い、添加
する2.7モル/リットルの塩化カリウム水溶液の量を
250mlとした他は同様にして本発明の着色粒子を得
た。これを「着色粒子6」とする。
【0085】着色粒子製造例7 着色粒子製造例3において、「分散液3」を用い、添加
するイソプロピルアルコールの量を68ml、2.7モ
ル/リットルの塩化カリウム水溶液の量を200mlと
した他は同様にして本発明の着色粒子を得た。これを
「着色粒子7」とする。
【0086】着色粒子製造例8 着色粒子製造例4において、「分散液4」を用い、添加
するイソプロピルアルコールの量を72ml、2.7モ
ル/リットルの塩化カリウム水溶液の量を200mlと
した他は同様にして本発明の着色粒子を得た。これを
「着色粒子8」とする。
【0087】
【表1】
【0088】比較用着色粒子製造例1 スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体(共重合体
比=85:15、重量平均分子量=63000)100
部を用い、カーボンブラック10部、低分子量ポリプロ
ピレン(数平均分子量=3200)5部を加えて混練、
粉砕分級し、比較用着色粒子を得た。これを「比較用着
色粒子1」とする。
【0089】比較用着色粒子製造例2 比較用着色粒子製造例1に於いて、カーボンブラックの
代わりにC.I.Pigment Blue 15:3
を用いた他は同様にして比較用着色粒子を得た。これを
「比較用着色粒子2」とする。
【0090】比較用着色粒子製造例3 比較用着色粒子製造例1に於いて、カーボンブラックの
代わりにC.I.Pigment Red 122を用
いた他は同様にして比較用着色粒子を得た。これを「比
較用着色粒子3」とする。
【0091】比較用着色粒子製造例4 比較用着色粒子製造例1に於いて、カーボンブラックの
代わりにC.I.Pigment Yellow 17
を用いた他は同様にして比較用着色粒子を得た。これを
「比較用着色粒子4」とする。
【0092】トナー製造例 上記「着色粒子1」〜「着色粒子8」及び「比較用着色
粒子1」〜「比較用着色粒子4」に対して疎水性シリカ
(一次数平均粒子径=12nm)を1重量%添加し、ト
ナーを得た。これらの「トナー1」〜「トナー8」及び
「比較用トナー1」〜「比較用トナー4」とする。
【0093】評価 以上の「分散液1」〜「分散液4」、「着色粒子1」〜
「着色粒子8」、「比較用着色粒子1」〜「比較用着色
粒子4」、「トナー1」〜「トナー8」及び「比較用ト
ナー1」〜「比較用トナー4」に関して各種物性を下記
表2、3に示す。
【0094】又、上記着色粒子1〜8及び比較着色粒子
1〜4についての分子量分布を下記に示す条件にて測定
し、ピーク分子量を求め、又、重量平均分子量(M
w)、数平均分子量(Mn)及びMw/Mnを計算し
た。
【0095】 装置 :東ソーHLC−8020 カラム :GMHXL 2本、G2000HXL 1本 検出器 :RI 溶出液流速:1.0ミリリットル/分 試料濃度 :0.01g/20ミリリットル 試料量 :試料100μl 検量線 :標準ポリスチレンにて作製 形状係数は、走査型電子顕微鏡(JSM−6400F
型:日本電子社製)を用いて1000倍に拡大した写真
を測定し、その写真から着色粒子500個のL及びAを
SPICCA(日本アビオニクス社製)により算出した
平均値を示す。
【0096】
【表2】
【0097】
【表3】
【0098】なお、評価は上記トナーをスチレン−アク
リル酸エステル樹脂で被覆した体積平均粒径が50μm
のフェライトキャリアと混合し、トナー濃度が7重量%
の現像剤を調整して使用した。なお、上記「トナー1」
〜「トナー8」及び「比較用トナー1」〜「比較用トナ
ー4」に対応する現像剤を「現像剤1」〜「現像剤8」
及び「比較用現像剤1」〜「比較用現像剤4」とする。
【0099】(接触現像方式における評価)複写機U−
BIX3135(コニカ(株)社製)を使用して評価を
行った。なお、現像剤層厚は1.5mm、感光体と現像
剤担持体の間隙(Dsd)は0.5mmである。
【0100】尚、クリーニング装置としては、図5に記
載した構成で、ホルダー33と感光体32が形成する角
度θは22°で、クリーニングブレード31を構成する
材料としては、ウレタンゴムを使用した。このもののゴ
ム硬度は65°のものであり、厚みは2mm、ホルダー
部外の長さは8mmとした。さらに、感光体に対する圧
接力は15gf/mmである。
【0101】評価は低温低湿(10℃/10%RH)環
境下で1万枚連続印字後、24時間放置し印字を繰り返
す方式で6万枚まで印字を行ない、休止後の最初の画像
に発生するカブリ濃度を測定した。結果を下記表4に示
す。
【0102】なお、カブリ濃度は紙の濃度を0とした相
対濃度で、マクベス濃度計(RD−918)で測定され
る。また、評価には「現像剤1」、「現像剤4」、「現
像剤5」及び「比較用現像剤1」を使用した。
【0103】
【表4】
【0104】表4の結果から、本発明の現像剤はいずれ
も多数の印字に対してカブリの発生が少なく安定した印
字状態を示すことがわかる。
【0105】(非接触現像方式における評価)非接触転
写現像方式は図3において説明した現像方式を採用し
て、カラー複写機U−Bix9028(コニカ(株)
製)を使用し、一括転写方式は、ほぼ図3の通り、逐次
転写方式は同複写機を改造して図2に記載の如くし、共
に下記条件で画像処理を行った。
【0106】尚、感光体は負帯電性の積層型感光体を使
用し、露光光源は半導体レーザーを用い反転現像した。
【0107】 感光体表面電位=−550V DCバイアス =−250V ACバイアス =Vp−p:−50〜−450V 交番電界周波数=1800Hz Dsd =300μm 押圧規制力 =10gf/mm 押圧規制棒 =SUS416(磁性ステンレス製)/直径3mm 現像剤層厚 =150μm 現像スリーブ =20mm なお、現像剤は「現像剤1」〜「現像剤4」、「現像剤
5」〜「現像剤8」及び「比較用現像剤1」〜「比較用
現像剤4」を組み合わせてカラー現像剤として使用し
た。評価方法はフルカラーで画素率が75%の画像を用
い、高温高湿環境(33℃/80%RH)にて印字を実
施した。印字は1000枚連続印字を行い、ついで24
時間放置し印字を継続する方式で1万枚まで実施し、転
写ムラの発生した枚数を記録した。
【0108】評価結果を下記表5、6に示す。
【0109】
【表5】
【0110】
【表6】
【0111】表5、表6の結果から本発明による現像剤
を使用した場合には逐次転写方式でも一括転写方式の場
合でも転写ムラの発生がなく、優れた結果であることが
わかる。
【0112】
【発明の効果】本発明により、小粒径化した場合でも弱
帯電性のトナーの発生が少なく、かつ帯電過多となるト
ナーの発生が少なく、安定した帯電性能を有し、かつ現
像速度が早く、耐久性に優れ、長期に亘って使用しても
カブリの発生のない、静電荷像現像用トナーを提供し、
更にこれらのトナーを使用することにより優れた画像形
成方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】非接触現像方式の一例を示す概略図。
【図2】逐次転写方式の一例を示す概略図。
【図3】一括転写方式の一例を示す概略図。
【図4】ブレードクリーニング方式の一例を示す概略
図。
【図5】ブレードクリーニング方式の一例を示す概略
図。
【符号の説明】
1 感光体 2 現像剤担持体 2A 現像スリーブ 2B 磁石 3 二成分現像剤(本発明のトナー含有) 4 現像剤層規制部材 5 現像領域 6 現像剤層 7 交番電界を形成するための電源 11 帯電器(帯電極) 12 現像器(現像ユニット) 13 クリーニングユニット 14 感光体ドラム 15 転写ドラム 16 搬送ユニット 17 吸着極 18 転写極 19 剥離極 20 除電極 21 搬送部 31 クリーニングブレード 33 ホルダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 弘 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 BET値比表面積が5m2/g以上、且
    つ形状係数が1.01〜1.5であることを特徴とする
    静電荷像現像用トナー。
  2. 【請求項2】 BET値比表面積が5m2/g以上、且
    つ重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比
    が5未満である樹脂を含有することを特徴とする静電荷
    像現像用トナー。
  3. 【請求項3】 BET値比表面積が5m2/g以上、且
    つ形状係数が1.01〜1.5である静電荷像現像用ト
    ナーを含有することを特徴とする現像剤。
  4. 【請求項4】 BET値比表面積が5m2/g以上、且
    つ重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比
    が5未満である樹脂を含有する静電荷像現像用トナーを
    含有することを特徴とする現像剤。
  5. 【請求項5】 感光体上の静電潜像をトナー像で現像す
    る画像形成方法に於いて、前記トナーがBET値比表面
    積が5m2/g以上、且つ形状係数が1.01〜1.5
    である静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画
    像形成方法。
  6. 【請求項6】 感光体上の静電潜像をトナー像で現像す
    る画像形成方法に於いて、前記トナーがBET値比表面
    積が5m2/g以上、且つ重量平均分子量(Mw)/数
    平均分子量(Mn)の比が5未満である樹脂を含有する
    静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成
    方法。
  7. 【請求項7】 像支持体上に形成されたトナー画像を転
    写材上に転写する画像形成方法に於いて、前記トナーが
    BET値比表面積が5m2/g以上、且つ形状係数が
    1.01〜1.5である樹脂を含有する静電荷像現像用
    トナーであることを特徴とする画像形成方法。
  8. 【請求項8】 像支持体上に形成されたトナー画像を転
    写材上に転写する画像形成方法に於いて、前記トナーが
    BET値比表面積が5m2/g以上、且つ重量平均分子
    量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比が5未満である
    樹脂を含有するトナーであることを特徴とする画像形成
    方法。
  9. 【請求項9】 像支持体上に形成されたトナー像を転写
    材上に転写した後、該支持体上に残留するトナーをクリ
    ーニングする画像形成方法に於いて、前記トナーがBE
    T値比表面積が5m2/g以上、且つ形状係数が1.0
    1〜1.5であるトナーであることを特徴とする画像形
    成方法。
  10. 【請求項10】 像支持体上に形成されたトナー像を転
    写材上に転写した後、該支持体上に残留するトナーをク
    リーニングする画像形成方法に於いて、前記トナーがB
    ET値比表面積が5m2/g以上、且つ重量平均分子量
    (Mw)/数平均分子量(Mn)の比が5未満である樹
    脂を含有するトナーであることを特徴とする画像形成方
    法。
JP18478096A 1995-09-20 1996-07-15 静電荷像現像用トナー、現像剤及び画像形成方法 Pending JPH09146304A (ja)

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JP18478096A JPH09146304A (ja) 1995-09-20 1996-07-15 静電荷像現像用トナー、現像剤及び画像形成方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010197715A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Ricoh Co Ltd トナー及び該トナーを用いた画像形成方法

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