JP2003107774A - トナー及び画像形成方法 - Google Patents

トナー及び画像形成方法

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JP2003107774A JP2001295336A JP2001295336A JP2003107774A JP 2003107774 A JP2003107774 A JP 2003107774A JP 2001295336 A JP2001295336 A JP 2001295336A JP 2001295336 A JP2001295336 A JP 2001295336A JP 2003107774 A JP2003107774 A JP 2003107774A
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真明 田谷
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】OHP透過性に優れ、高光沢度の定着画像が得
られるトナーを提供する。 【解決手段】 結着樹脂、着色剤及びワックスを少なく
とも有するトナー粒子及び外添剤を有するトナーであ
り、ワックスのDSC吸熱曲線において、最大吸熱ピー
クが55乃至80℃にあり、最大吸熱ピークの半値幅が
2乃至7℃であり、結着樹脂成分は、ポリエステル樹脂
を主成分としており、トナーは、温度140℃における
動的弾性率(G’140)が、5×102乃至1×105
N/m2であり、温度170℃における動的弾性率
(G’170)との比(G’140/G’170)が、0.05
乃至50であり、抽出開始から8時間時における結着樹
脂成分のTHF不溶分Aが、10乃至20質量%であ
り、抽出開始から24時間時における結着樹脂成分のT
HF不溶分Bが、1乃至10質量%であり、B/Aが、
0.1乃至0.8であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法、静電印刷法、トナージェット法の如き画像形成
方法において形成される静電荷像の現像に用いるトナー
及び画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、提案されているフルカラー複写機
においては、4つの感光体とベルト状転写体を用い、各
感光体上にそれぞれ形成された静電荷像をシアントナ
ー,マゼンタトナー,イエロートナー及びブラックトナ
ーを用い現像後、感光体とベルト転写体間に転写材を搬
送しストレートパス間で転写後、フルカラー画像を形成
せしめる方法や、感光体に対向せしめた転写体表面に静
電気力やグリッパーの如き機械的作用により転写材を巻
き付け、現像−転写工程を4回実施することでフルカラ
ー画像を得る方法が一般的に利用されている。
【0003】これらフルカラー用複写機に登載されるト
ナーとしては、色再現性の向上やオーバヘッドプロジェ
クター(OHP)画像の透明性を損なうことなく加熱加
圧定着工程で各トナーが充分混色することが必要であ
る。
【0004】一般の白黒複写機用黒トナーと較ベフルカ
ラー画像用トナーは、シャープメルト性を有する低分子
量結着樹脂が好ましい。しかしながら、通常シャープメ
ルト性結着樹脂を用いると加熱加圧定着工程でトナーが
溶融した際、結着樹脂の自己凝集力が低いため耐高温オ
フセット性に問題を生じ易い。
【0005】一般の白黒複写機用黒トナーは、定着時の
耐高温オフセット性を向上させるためポリエチレンワッ
クスやポリプロピレンワックスに代表される比較的高結
晶性のワックスが離型剤として用いられている。例えば
特公昭52−3304号公報、特公昭52−3305号
公報、特開昭57−52574号公報に提案されてい
る。しかしながら、フルカラー画像用トナーにおいて
は、この離型剤自身の高結晶性やOHP用シートの材質
との屈折率の違いのためOHPで透映した際、透明性が
阻害され、投影像は彩度や明度が低くなる。
【0006】この問題を解決するため、造核材をワック
スと併用することでワックスの結晶性を低下させる方法
が、特開平4−149559号公報、特開平4−107
467号公報に提案されている。
【0007】更に結晶化度の低いワックスを用いる方法
が特開平4−301853号公報、特開平5−6123
8号公報に提案されている。比較的透明性が良く融点の
低いワックスとしてモンタン系ワックスがあり、モンタ
ン系ワックスの使用が、特開平1−185660号公
報、特開平1−185661号公報、特開平1−185
662号公報、特開平1−185663号公報、特開平
1−238672号公報に提案されている。
【0008】しかしながら、これらのワックスは、OH
Pでの透明性と加熱加圧定着時の低温定着性及び耐高温
オフセット性の全てが充分満足されるものではない。こ
のため通常のカラートナーでは離型剤を極力添加せず
に、加熱定着ローラーへシリコーンオイルやフッ素オイ
ルの如きオイルを塗布せしめ耐高温オフセット性の向上
とOHPでの透明性を図っている。
【0009】しかしながら、このようにして得られた定
着画像は、その表面に余分のオイルが付着している。オ
イルが感光体に付着して汚染したりオイルが定着ローラ
ーを膨潤し、定着ローラーの寿命を短くする場合があ
る。
【0010】定着画像上へのオイルスジを発生させない
ため、オイルを均一に且つ定量的に定着ローラー表面上
に供給する必要性があり、定着装置が大型化する傾向に
ある。
【0011】そのため、高温オフセットを防止するため
のオイルを使用しないか、又は、オイルの使用量を少な
くした加熱加圧定着手段において、オフセットの発生が
抑制されているトナーであり、さらに、定着画像の透明
性に優れているトナーが待望されている。
【0012】そこで、特開平8−314300号公報、
特開平8−50368号公報には、重合懸濁法によりワ
ックスを内包化させることにより、定着オイルを使用し
ないトナー及び画像形成法が提案されている。
【0013】しかし、これらのトナーでは、定着画像上
へのオイルスジは抑制されるものの、トナー内部にワッ
クスを大量に内包化させる必要があり、且つスチレンア
クリルを主成分とするバインダーを使用するため、定着
画像表面の凹凸は避けられず、結果的にOHP透過性と
しては、満足できるものであるとは言い難い。
【0014】同時に、これらのトナーによる画像記録物
は必然的に低グロスとなるため、グラフと文字部の混在
したグラフィック画像においては、違和感のない良好な
画像を得られるというメリットはあるものの、ピクトリ
アルな画像においては、定着後のトナーが充分に溶融さ
れないため、二次色の混色性が低く、色再現範囲は狭く
なるというデメリットがある。
【0015】従って、オイルを使用しないか、又は、オ
イルの使用量を少なくした加熱加圧定着手段において、
シャープメルト性の高いポリエステルをメインバインダ
ーとすることにより高いグロスを達成し、二次色の混色
性に優れ、色再現範囲が広く、且つOHP透過性の優れ
たトナーが待望されている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き問題点を解決したトナー及び画像形成方法を提供
するものである。
【0017】本発明の目的は、多量のオイルを塗布する
ことなく、またはオイルを全く塗布することなく定着し
得るトナー及び画像形成方法を提供することにある。
【0018】本発明の目的は、OHPでの透明性が良好
で且つ二次色の混色性が良好なため、色再現範囲が広い
トナー及び画像形成方法を提供することにある。
【0019】本発明の目的は、低温定着性に優れ且つ耐
高温オフセット性に優れたトナー及び画像形成方法を提
供することにある。
【0020】本発明の目的は、高温環境放置時における
耐ブロッキング性に優れたトナー及び画像形成方法を提
供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】具体的には、本発明は、
結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも有するトナ
ー粒子及び外添剤を有するトナーであり、ワックスのD
SC吸熱曲線において、温度30乃至160℃の範囲に
おける最大吸熱ピークが55乃至80℃にあり、最大吸
熱ピークの半値幅が2乃至7℃であり、結着樹脂成分
は、ポリエステル樹脂を主成分としており、トナーは、
温度140℃における動的弾性率(G’140)が、5×
102乃至1×105dN/m2であり、温度170℃に
おける動的弾性率(G’170)との比(G’140/G’
170)が、0.05乃至50であり、テトラヒドロフラ
ン(THF)を溶媒とするトナーのソックスレー抽出に
おいて、抽出開始から8時間時における結着樹脂成分の
THF不溶分Aが、10乃至20質量%であり、抽出開
始から24時間時における結着樹脂成分のTHF不溶分
Bが、1乃至10質量%であり、THF不溶分AとTH
F不溶分Bとの比(B/A)が、0.1乃至0.8であ
ることを特徴とするトナーに関する。
【0022】さらに、本発明は、静電荷像保持体に静電
荷像を形成し、静電荷像をトナーで現像して静電荷像保
持体上にトナー像を形成し、静電荷像保持体からトナー
像を中間転写体を介して、又は、中間転写体を介さずに
転写材へ転写し、転写材上のトナー像を加熱加圧定着す
る画像形成方法であり、該トナーは、結着樹脂、着色剤
及びワックスを少なくとも有するトナー粒子及び外添剤
を有するトナーであり、ワックスのDSC吸熱曲線にお
いて、温度30乃至160℃の範囲における最大吸熱ピ
ークが55乃至80℃にあり、最大吸熱ピークの半値幅
が2乃至7℃であり、結着樹脂成分は、ポリエステル樹
脂を主成分としており、トナーは、温度140℃におけ
る動的弾性率(G’140)が、5×102乃至1×105
dN/m2であり、温度170℃における動的弾性率
(G’170)との比(G’140/G’170)が、0.05
乃至50であり、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒
とするトナーのソックスレー抽出において、抽出開始か
ら8時間時における結着樹脂成分のTHF不溶分Aが、
10乃至20質量%であり、抽出開始から24時間時に
おける結着樹脂成分のTHF不溶分Bが、1乃至10質
量%であり、THF不溶分AとTHF不溶分Bとの比
(B/A)が、0.1乃至0.8であることを特徴とす
る画像形成方法に関する。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明者らは、結着樹脂、着色剤
及びワックスを少なくとも有するトナー粒子及び外添剤
を有するトナーであり、ワックスのDSC吸熱曲線にお
いて、温度30乃至160℃の範囲における最大吸熱ピ
ークが55乃至80℃にあり、最大吸熱ピークの半値幅
が2乃至7℃であり、結着樹脂成分は、ポリエステル樹
脂を主成分としており、トナーは、温度140℃におけ
る動的弾性率(G’140)が、5×l02乃至1×105
dN/m2であり、温度170℃における動的弾性率
(G’170)との比(G’140/G’170)が、0.05
乃至50であり、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒
とするトナーのソックスレー抽出において、抽出開始か
ら8時間時における結着樹脂成分のTHF不溶分Aが、
10乃至20質量%であり、抽出開始から24時間時に
おける結着樹脂成分のTHF不溶分Bが、1乃至10質
量%であり、THF不溶分AとTHF不溶分Bとの比
(B/A)が、0.1乃至0.8である場合に、オイル
を使用しないか、又は、オイルの使用量を少なくした加
熱加圧定着手段において、高いグロスを満足し、二次色
の混色性に優れ、色再現範囲が広く、且つOHP透過性
の優れたトナー及び画像形成方法を提供できる知見を得
たため、本発明に到達したものである。以下、本発明に
関し、詳細に説明する。
【0024】本発明において、トナー粒子の結着樹脂
は、カルボキシル基を有するポリエステル樹脂であり、
カルボキシル基を有し、下記式(A)で示される分子骨
格を有するポリエステル樹脂が好ましい。
【0025】
【化1】 〔式中、x及びyは1以上の整数であり、x+yの平均
値は2〜4である。〕
【0026】式(A)で示される分子骨格を有するポリ
エステル樹脂は、後に詳しく説明する有機金属化合物と
同時に溶融混練される際に、金属イオン架橋構造が形成
され易く、トナーの動的弾性率曲線において明瞭な極小
値(G’min)を有するトナーを良好に生成し得る。
【0027】例えば、図1に示す後述のトナー製造例と
類似のトナーの動的弾性率曲線においては、温度170
℃の領域の動的弾性率(G’170)が、温度140℃の
領域の動的弾性率(G’140)よりも高温サイドの温度
で、トナーは高粘弾性を有しているため、耐高温オフセ
ット性に極めて優れている。
【0028】一方、図2に示す如き粘弾性を示す後述の
比較トナーと類似処方のトナーは、温度100乃至20
0℃の領域に明確な極小値を有していなく、温度100
℃よりも高温サイドにおいても温度の上昇とともにトナ
ーの貯蔵弾性率が低下している。この様なトナーは、耐
高温オフセット性に劣り、定着可能温度領域が本発明の
トナーよりも狭くなる。
【0029】本発明者らは、温度140℃での動的弾性
率(G’140)と温度170℃での動的弾性率
(G’170)との比(G’140/G’170)が、耐高温オ
フセット性に強い相関性があり、G’140/G’170
0.05乃至50の範囲にあるものが、OHPでの透明
性が良好で且つ二次色の混色性が良好なため、色再現範
囲が広いトナー及び画像形成方法を提供することがで
き、且つ低温定着性に優れ、且つ耐高温オフセット性に
優れたトナー及び画像形成方法を提供することができる
ことを見出した。
【0030】G’140/G’170の値が0.05未満の場
合は、OHPでの透明性が不十分で、且つ二次色の混色
性が十分でないため色再現範囲が狭い。
【0031】一方、G’140/G’170の値が50を超え
る場合は、温度140℃よりも高温サイドにおいても温
度の上昇とともにトナーの貯蔵弾性率が、著しく低下し
ている。
【0032】この様なトナーは、耐高温オフセット性に
劣り、定着可能温度領域が本発明のトナーよりも狭くな
る。
【0033】また、G’140は5×102乃至1×105
dN/m2である必要があり、5×102dN/m2を下
回ると耐高温オフセット性に劣り、1×105dN/m2
を上回ると低温定着性に問題が生じる。
【0034】式(A)で示される分子骨格がなぜ特異的
に有機金属化合物と作用するかは十分には判明していな
いが、この分子鎖特有の屈曲性が相互作用しやすい配座
を形成しやすいため(分子配置相互作用)と、p位に電
子供与性を有するフェニル基の電子供与性、また−CH
=CR−のπ電子供与性相互作用が深く係わっていると
思われる。
【0035】本発明のトナーに係わる金属イオン架橋構
造は、テトラヒドロフラン(THF)不溶分のソックス
レー抽出における、抽出時間による変化にあらわれる。
【0036】抽出開始から8時間時における結着樹脂成
分のTHF不溶分Aが、10乃至20質量%であり、抽
出開始から24時間時における結着樹脂成分のTHF不
溶分Bが、1乃至10質量%であり、THF不溶分Aと
THF不溶分Bとの比(B/A)が、0.1乃至0.8
を特徴とする、THFの溶媒和エネルギーで架橋構造が
緩むような、ソフトな架橋構造を形成されることが重要
である。
【0037】本発明者らは、抽出開始から24時間時に
おける結着樹脂成分のTHF不溶分Bと8時間時におけ
るTHF不溶分Aとの相関が定着性能に係わることを見
出すことができた。THF不溶分AとTHF不溶分Bと
の比(B/A)が、0.1乃至0.8の範囲にある場合
が、耐高温オフセット性、定着面の光沢性、低温定着性
などを満足できる。(B/A)が0.1未満の場合、架
橋構造が弱過ぎて耐高温オフセット性が不十分であり、
0.8をこえる場合は、強く硬い架橋構造のために、定
着面の光沢性が低く、OHPの透光性が悪くなる傾向が
ある。
【0038】本発明における主な結着樹脂であるポリエ
ステル樹脂を生成するための二価のアルコール成分とし
ては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、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、
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水酸化ビスフ
ェノールA、また式(B)で表わされるビスフェノール
誘導体
【0039】
【化2】 〔式中、Rはエチレン、プロピレン基であり、x,yは
それぞれ1以上の整数であり、かつx+yの平均値は2
〜10である。〕が挙げられる。
【0040】また、非線状ポリエステル樹脂を形成する
ための三価以上のアルコール成分としては、例えば、ソ
ルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、
1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジぺンタ
エリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,
4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオー
ル、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2
−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロ
ールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−ト
リヒドロキシベンゼンが挙げられる。三価以上の多価ア
ルコールの使用量は、全モノマー基準で0.1〜1.9
mol%が好ましい。
【0041】また、ポリエステル樹脂を生成するための
二価の酸成分としては、例えば、フマル酸,マレイン
酸,無水マレイン酸,コハク酸,アジピン酸,セバシン
酸,マロン酸およびこれらを炭素数8〜22の飽和もし
くは不飽和の炭化水素基で置換した脂肪族系酸成分モノ
マー;また芳香族系酸成分モノマーとして、フタル酸,
イソフタル酸,無水フタル酸,テレフタル酸およびその
エステル誘導体が挙げられる。
【0042】また、非線状ポリエステル樹脂を形成する
ための三価以上の多価カルボン酸成分としては、例え
ば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5
−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレント
リカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン
酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸およ
び、これらの無水物やエステル化合物が挙げられる。三
価以上の多価カルボン酸成分の使用量は、全モノマー基
準で0.1〜1.9mo1%が好ましい。
【0043】本発明において、ポリエステル樹脂の好ま
しいガラス転移温度は52〜69℃、好ましくは54〜
67℃であるのが良い。また、トナー化した際における
ガラス転移温度は55〜72℃、好ましくは57〜70
℃であるのが良い。
【0044】ポリエステル樹脂のガラス転移温度が52
℃未満の場合、もしくはトナーのガラス転移温度が55
℃未満の場合には、定着性には優れるものの、耐オフセ
ット性が低下し、定着ローラヘの汚染や定着ローラへの
巻き付きが発生し好ましくない。さらに定着後の画像表
面のグロスが高くなりすぎてしまい画像品位が低下して
好ましくない。
【0045】また、ポリエステル樹脂のガラス転移温度
が69℃よりも高い場合、もしくはトナーのガラス転移
温度が72℃より高い場合には、定着性が悪化し、複写
機本体の設定定着温度を上げざるを得ず、得られた画像
は一般にグロスが低く、かつフルカラートナー用として
の混色性が低下する。
【0046】本発明において、ポリエステル樹脂のTH
F可溶分のGPC測定において、数平均分子量(Mn)
が1300〜9500であり、重量平均分子量(Mw)
が2600乃至190000であり、該ポリエステル樹
脂のTHF可溶分の重量平均分子量(Mw)とMnとの
比(Mw/Mn)は2乃至20であることが好ましい。
【0047】また、トナー化した際のTHF可溶分のG
PC測定において、数平均分子量(Mn)が1500〜
10000であり、重量平均分子量(Mw)が3000
乃至200000であり、該トナーのTHF可溶分の重
量平均分子量(Mw)とMnとの比(Mw/Mn)は該
ポリエステル樹脂と同じ2乃至20であることが好まし
い。
【0048】ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)
が1300未満の場合又は重量平均分子量(Mw)が2
600未満、もしくはトナーの数平均分子量(Mn)が
1500未満の場合または重量平均分子量(Mw)が3
000未満の場合には、いずれも定着画像表面の平滑性
は高く見た感じの鮮やかさはあるものの、耐久において
高温オフセットが発生しやすくなり、さらに、長期保存
安定性が低下し、現像器内でのトナー融着及びキャリア
表面にトナー成分が付着してキャリアスペントの発生と
いった新たな問題も懸念される。さらに、カラートナー
粒子の製造時のトナー原料の溶融混練時にシェアーがか
かり難く、着色剤の分散性が低下し易く、よってトナー
の着色力の低下やトナーの帯電量の変動が生じ易い。
【0049】ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)
が9500を超える場合又は重量平均分子量(Mw)が
190000を超える場合、もしくはトナーの数平均分
子量(Mn)が10000を超える場合または重量平均
分子量(Mw)が200000を超える場合は、いずれ
も耐オフセット性に優れるものの、定着設定温度を高く
せざるを得ないし、さらに、仮に顔料の分散の程度をコ
ントロールできたとしても、画像部での表面平滑性が低
下してしまい色再現性が低下し易くなってしまう。
【0050】ポリエステル樹脂もしくはトナーのMw/
Mnが2未満の場合には、一般に得られるポリエステル
樹脂は、分子量自体が小さくなることから、前述の分子
量が小さい場合と同様に耐久による高温オフセット現
像、長期保存安定性の低下、現像器内でのトナー融着及
びキャリアスペントが生じ易くなり、さらに、トナーの
帯電量のばらつきが生じ易い。
【0051】ポリエステル樹脂もしくはトナーのMw/
Mnが20を超える場合には、耐高温オフセット性に優
れるものの、定着設定温度を高くせざるを得ないし、さ
らに、仮に顔料の分散の程度をコントロールできたとし
ても、画像部での表面平滑性が低下してしまい、二次色
の混色性が低下するために、色再現性が低下し易くなっ
てしまう。
【0052】本発明のトナーにおいて、荷電制御剤とし
て有機金属化合物が用いられ、有機金属化合物として
は、芳香族オキシカルボン酸及び芳香族アルコキシカル
ボン酸から選択される芳香族カルボン酸誘導体、該芳香
族カルボン酸誘導体の金属化合物であり、さらにはサリ
チル酸金属化合物であることが好ましく、その金属とし
ては、2価以上の金属原子が好ましい。2価の金属とし
てMg2+,Ca2+,Sr 2+,Pb2+,Fe2+,Co2+
Ni2+,Zn2+,Cu2+が挙げられる。2価の金属とし
ては、Zn2+,Ca2+,Mg2+,Sr2+が好ましい。3
価以上の金属としてはAl3+,Cr3+,Fe3+,Ni3+
があげられる。これらの金属の中で好ましいのはA
3+,Cr3+であり、特に好ましいのはAl3+である。
【0053】本発明においては、有機金属化合物とし
て、ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化
合物が特に好ましい。サリチル酸金属化合物は、例え
ば、サリチル酸を水酸化ナトリウム水溶液に溶解させ、
2価以上の金属原子を溶融している水溶液を水酸化ナト
リウム水溶液に滴下し、加熱撹拌し、次に水溶液のpH
を調整し、室温まで冷却した後、ろ過水洗することによ
り芳香族サリチル酸の金属化合物を合成し得る。ただ
し、上記の合成方法だけに限定されるものではない。
【0054】有機金属化合物は、トナーの質量基準で
0.1〜10質量%(より好ましくは0.5〜9質量
%)使用すると、トナーの帯電量の初期変動が少なく、
現像時に必要な絶対帯電量が得られやすく、結果的に
「カブリ」や画像濃度ダウンの如き画像品質の低下がな
く好ましい。
【0055】着色剤としては、顔料及び/又は染料を用
いることができる。例えば染料としては、C.I.ダイ
レクトレッド1,C.I.ダイレクトレッド4,C.
I.アシッドレッド1,C.I.ベーシックレッド1,
C.I.モーダントレッド30,C.I.ダイレクトブ
ルー1,C.I.ダイレクトブルー2,C.I.アシッ
ドブルー9,C.I.アシッドブルー15,C.I.ベ
ーシックブルー3,C.I.ベーシックブルー5,C.
I.モーダントブルー7,C.I.ダイレクトグリーン
6,C.I.ベーシックグリーン4,C.I.ベーシッ
クグリーン6等が挙げられる。
【0056】顔料としては、ミネラルファストイエロ
ー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザ
イエローG、パーマネントイエローNCG、タートラジ
ンレーキ、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、ベンジジンオレンジG、
パーマネントレッド4R、ウオッチングレッドカルシウ
ム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン3B、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、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビ
クトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファー
ストスカイブルー、インダンスレンブルーBC、クロム
グリーン、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等が挙げられ
る。
【0057】また、フルカラー画像形成用トナーとして
使用する場合には、マゼンタ用着色顔料としては、C.
I.ピグメントレッド1,2,3,4,5,6,7,
8,9,10,11,12,13,14,15,16,
17,18,19,21,22,23,30,31,3
2,37,38,39,40,41,48,49,5
0,51,52,53,54,55,57,58,6
0,63,64,68,81,83,87,88,8
9,90,112,114,122,123,163,
202,206,207,209,238,C.I.ピ
グメントバイオレット19,C.I.バットレッド1,
2,10,13,15,23,29,35等が挙げられ
る。
【0058】係る顔料を単独で使用しても構わないが、
染料と顔料と併用してその鮮明度を向上させた方がフル
カラー画像の画質の点からより好ましい。マゼンタ用染
料としては、C.I.ソルベントレッド1,3,8,2
3,24,25,27,30,49,81,82,8
3,84,100,109,121,C.I.ディスパ
ースレッド9,C.I.ソルベントバイオレット8,1
3,14,21,27,C.I.ディスパースバイオレ
ット1の如き油溶染料;C.I.ベーシックレッド1,
2,9,12,13,14,15,17,18,22,
23,24,27,29,32,34,35,36,3
7,38,39,40,C.I.ベーシックバイオレッ
ト1,3,7,10,14,15,21,25,26,
27,28の如き塩基性染料が挙げられる。
【0059】シアン用着色顔料としては、C.I.ピグ
メントブルー2,3,15,16,17;C.I.アシ
ッドブルー6;C.I.アシッドブルー45又はフタロ
シアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換し
た銅フタロシアニン顔料等である。
【0060】イエロー用着色顔料としては、C.I.ピ
グメントイエロー1,2,3,4,5,6,7,10,
11,12,13,14,15,16,17,23,6
5,73,83,93,97,180,C.I.バット
イエロー1,3,20等が挙げられる。
【0061】着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部
に対して、1乃至15質量部、好ましくは3乃至12質
量部、より好ましくは4乃至10質量部含有しているこ
とが良い。
【0062】着色剤の含有量が15質量部より多い場合
には、透明性が低下し、加えて人間の肌色に代表される
様な中間色の再現性も低下し易くなり、更にはトナーの
帯電性の安定性が低下し、目的とする帯電量が得られに
くくなる。
【0063】着色剤の含有量が1質量部より少ない場合
には、目的とする着色力が得られ難く、高い画像濃度の
高品位画像が得られ難い。
【0064】本発明のトナーを磁性トナーとして用いる
場合、磁性トナー粒子は、磁性体を含む。その場合、磁
性体は着色剤としての機能も有する。磁性材料として
は、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化
鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe,Co,N
iのような金属、あるいは、これらの金属とAl,C
o,Cu,Pb,Mg,Ni,Sn,Zn,Sb,B
e,Bi,Cd,Ca,Mn,Se,Ti,W,Vのよ
うな金属との合金、およびこれらの混合物等が挙げられ
る。
【0065】例えば、磁性材料としては、四三酸化鉄
(Fe34)、三二酸化鉄(γ−Fe 23)、酸化鉄亜
鉛(ZnFe24)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe5
12),酸化鉄カドミウム(CdFe24)、酸化鉄ガド
リニウム(Gd3Fe512)、酸化鉄銅(CuFe
24)、酸化鉄鉛(PbFe1219)・酸化鉄ニッケル
(NiFe24)、酸化鉄ネオジウム(NdFe
23)、酸化鉄バリウム(BaFe 1219)、酸化鉄マ
グネシウム(MgFe24)、酸化鉄マンガン(MnF
24)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(F
e)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉(Ni)等が挙
げられる。好適な磁性材料は四三酸化鉄,磁性フェライ
ト又はγ−三二酸化鉄の微粉末である。
【0066】磁性体は平均粒径が0.1〜2μm(好ま
しくは0.1〜0.5μm)で、795.8kA/m
(10kエルステッド)印加で磁気特性が抗磁力1.6
〜12kA/m(20〜150エルステッド)、飽和磁
化50〜200Am2/kg(好ましくは50〜100
Am2/kg)、残留磁化2〜20Am2/kgのものが
好ましい。
【0067】結着樹脂100質量部に対して、磁性体1
0〜200質量部、好ましくは20〜150質量部使用
するのが良い。
【0068】本発明において、必要に応じて一種又は二
種以上の離型剤を、トナー粒子中に含有させてもかまわ
ない。
【0069】離型剤としては次のものが挙げられる。低
分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイク
ロクリスタリンワックス、パラフィンワックスの如き脂
肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスの
如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;脂肪族炭化水
素系ワックスのブロック共重合物;カルナバワックス、
サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスの如き
脂肪酸エステルを主成分とするワックス;及び脱酸カル
ナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部または全部を
脱酸化したものなどが挙げられる。さらに、離型剤とし
て、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸の如き飽
和直鎖脂肪酸;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、バ
リナリン酸の如き不飽和脂肪酸;ステアリルアルコー
ル、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カル
ナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアル
コールの如き飽和アルコール;ソルビトールの如き多価
アルコール;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラ
ウリン酸アミドの如き脂肪酸アミド;メチレンビスステ
アリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチ
レンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステア
リン酸アミドの如き飽和脂肪酸ビスアミド;エチレンビ
スオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸ア
ミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,
N’−ジオレイルセバシン酸アミドの如き不飽和脂肪酸
アミド;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,
N’−ジステアリルイソフタル酸アミドの如き芳香族系
ビスアミド;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カル
シウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム
の如き脂肪酸金属塩(一般に金属石けんといわれている
もの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリ
ル酸の如きビニルモノマーをグラフト化させたグラフト
ワックス;ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多
価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂を水素添
加することによって得られるヒドロキシル基を有するメ
チルエステル化合物などが挙げられる。
【0070】特に好ましく用いられるワックスとして
は、パラフィンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワック
ス、エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分と
するワックス、飽和脂肪酸ビスアミドなどがあげられ
る。
【0071】ワックスの量は、結着樹脂100質量部あ
たり0.1〜10質量部、好ましくは0.5〜8質量部
が好ましい。
【0072】ワックスの量が0.1質量部未満の場合
は、特に定着オイルの塗布量を減らした場合もしくは全
く使用しない場合の離型効果が得られず、10質量部よ
りも多い場合は、顔料の分散が悪くなり、結果的にトナ
ーの彩度を損なうこととなる。
【0073】ワックスのDSC吸熱曲線において、温度
30乃至160℃の範囲における最大吸熱ピークは55
乃至80℃であることが好ましい。最大吸熱ピークが5
5℃未満のワックスを用いた場合、本発明に用いられる
樹脂のガラス転移温度よりも低くなるために、高温環境
に放置した際にトナー表面に溶け出すため、耐ブロッキ
ング性能が大幅に悪くなる。一方、最大吸熱ピークが8
0℃より大きい場合、トナー定着溶融時にワックスが迅
速に溶融トナー表面に移行できず、離型性が悪くなるた
めに、高温オフセットが発生し易くなる。
【0074】また、本発明に用いられるワックスは、吸
熱ピークの半値幅が7℃以下であるものが好ましい。吸
熱ピークの半値幅が7℃を超えるものは、トナーが定着
溶融時に迅速に溶融トナー表面に移行できず、特に金属
化合物で架橋された構造の樹脂においては、ワックスの
移行速度が遅くなるため、十分な離型効果、耐高温オフ
セット性を満足できないとともに、前述のソフトな金属
イオン架橋を形成するのに至らない。
【0075】ワックスの量は、結着樹脂100質量部あ
たり0.1〜10質量部、好ましくは0.5〜8質量部
が好ましい。10質量部を超える場合は、着色剤のトナ
ー中の分散性を阻害し、十分な色再現性を得ることがで
きない。また、0.1質量部未満では、目視判断のでき
ない高温オフセットを防止することが不十分となる。
【0076】ワックスは、樹脂を溶剤に溶解し、樹脂溶
液温度を上げ、撹拌しながら添加混合する方法や、予め
樹脂合成時に内添する方法、混練時に混合する方法で結
着樹脂に含有させられる。
【0077】トナー粒子には、流動性向上剤が外添され
ていることが画質向上のために好ましい。流動性向上剤
としては、トナー粒子に外添することにより、流動性が
添加前後を比較すると増加し得るものである。
【0078】例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテ
トラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;
湿式製法によるシリカ微粉末、乾式製法によるシリカ微
粉末の如きシリカ微粉末、それらシリカ微粉末をシラン
カップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオ
イルの如き処理剤により表面処理を施した処理シリカ微
粉末;酸化チタン微粉末;アルミナ微粉末、処理酸化チ
タン微粉末、処理酸化アルミナ微粉末が挙げられる。
【0079】流動性向上剤は、BET法で測定した窒素
吸着により比表面積が30m2/g以上、好ましくは5
0m2/g以上のものが良好な結果を与える。トナー粒
子100質量部に対して流動性向上剤0.01〜8質量
部、好ましくは0.1〜4質量部使用するのが良い。
【0080】トナー粒子は結着樹脂、着色剤、有機金属
化合物及びその他の任意成分の添加剤をヘンシェルミキ
サー、ボールミルの如き混合機により充分混合し、ニー
ダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融、
捏和及び練肉し、溶融混練物を冷却固化後に固化物を粉
砕し、粉砕物を分級することにより所定の平均粒径のト
ナー粒子を生成することができる。
【0081】さらに、流動性向上剤とトナー粒子をヘン
シェルミキサーの如き混合機により充分混合し、トナー
粒子表面に流動性向上剤を有するトナーを得ることがで
きる。
【0082】本発明において、トナーの重量平均粒径
(D4)は、3.0乃至15.0μm、好ましくは4.
0乃至12.0μmが良い。
【0083】トナーの重量平均粒径(D4)が3.0μ
m未満の場合には、帯電安定化が達成しづらくなり、耐
久において、カブリやトナー飛散が発生しやすくなる。
【0084】トナーの重量平均粒径(D4)が15.0
μmを超える場合には、ハーフトーン部の再現性が大き
く低下し、得られた画像はガサついた画像になってしま
う。
【0085】さらに、本発明のトナーは、体積平均粒径
(Dv)が2.5μm乃至6.0μmであることが、よ
り高画質画像の形成のために好ましい。
【0086】トナーの体積平均粒径(Dv)が2.5μ
m未満の場合には、トナーの帯電安定性が低下し、6.
0μmを超える場合には、画質が粗くなる傾向にある。
【0087】次に、本発明のトナーを適用し、電子写真
法によりフルカラー画像を形成する方法を図3を参照し
ながら説明する。
【0088】図3は、電子写真法によりフルカラーの画
像を形成するための画像形成装置の一例を示す概略構成
図である。図3の画像形成装置は、フルカラー複写機又
はフルカラープリンタとして使用される。フルカラー複
写機の場合は、図3に示すように、上部にデジタルカラ
ー画像リーダ部、下部にデジタルカラー画像プリンタ部
を有する。
【0089】画像リーダ部において、原稿30を原稿台
ガラス31上に載せ、露光ランプ32により露光走査す
ることにより、原稿30からの反射光像をレンズ33に
よりフルカラーセンサ34に集光し、カラー色分解画像
信号を得る。カラー色分解画像信号は、増幅回路(図示
せず)を経てビデオ処理ユニット(図示せず)にて処理
を施され、デジタル画像プリンタ部に送出される。
【0090】画像プリンタ部において、像担持体である
感光ドラム1は、たとえば有機光導電体を有する感光層
を有し、矢印方向に回転自在に担持されている。感光ド
ラム1の回りには、前露光ランプ11、コロナ帯電器
2、レーザ露光光学系3、電位センサ12、色の異なる
4個の現像器4Y,4C,4M,4B、ドラム上光量検
知手段13、転写装置5およびクリーニング器6が配置
されている。
【0091】レーザ露光光学系において、リーダ部から
の画像信号は、レーザ出力部(図示せず)にてイメージ
スキャン露光の光信号に変換され、変換されたレーザ光
がポリゴンミラー3aで反射され、レンズ3bおよびミ
ラー3cを介して、感光ドラム1の面上に投影される。
【0092】プリンタ部は、画像形成時、感光ドラム1
を矢印方向に回転させ、前露光ランプ11で除電した後
に感光ドラム1を帯電器2により一様にマイナス帯電さ
せて、各分解色ごとに光像Eを照射し、感光ドラム1上
に静電荷像を形成する。
【0093】次に、所定の現像器を動作させて感光ドラ
ム1上の静電荷像を現像し、感光ドラム1上にトナーに
よるトナー画像を形成する。現像器4Y,4C,4M,
4Bは、それぞれの偏心カム24Y,24C,24M,
24Bの動作により、各分解色に応じて択一的に感光ド
ラム1に接近して、現像を行う。
【0094】転写装置は、転写ドラム5a、転写帯電器
5b、記録材としての転写材を静電吸着するための吸着
帯電器5cおよびこれと対向する吸着ローラ5g、そし
て内側帯電器5d、外側帯電器5e、分離帯電器5hを
有している。転写ドラム5aは、回転駆動可能に軸支さ
れ、その局面の開口域に転写材を担持する転写材担持体
である転写シート5fが、円筒上に一体的に調節されて
いる。転写シート5fにはポリカーボネートフィルムの
如き樹脂フィルムが使用される。
【0095】転写材はカセット7a,7bまたは7cか
ら転写シート搬送系を通って転写ドラム5aに搬送さ
れ、転写ドラム5a上に担持される。転写ドラム5a上
に担持された転写材は、転写ドラム5aの回転にともな
い感光ドラム1と対向した転写位置に繰り返し搬送さ
れ、転写位置を通過する過程で転写帯電器5bの作用に
より、転写材上に感光ドラム1上のトナー画像が転写さ
れる。
【0096】トナー画像は、感光体から直接転写材へ転
写されても良く、また、感光体上のトナー画像を中間転
写体へ転写し、中間転写体からトナー画像を転写材へ転
写しても良い。
【0097】上記の画像形成工程を、イエロー(Y)、
マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(B)に
ついて繰り返し、転写ドラム5上の転写材上に4色のト
ナー画像を重ねたカラー画像が得られる。
【0098】このようにして4色のトナー画像が転写さ
れた転写材は、分離爪8a、分離押上げコロ8bおよび
分離帯電器5hの作用により、転写ドラム5aから分離
して加熱加圧定着器9に送られ、そこで加熱加圧定着す
ることによりトナーの混色、発色および転写材への固定
が行われて、フルカラーの定着画像とされたのちトレイ
10に排紙され、フルカラー画像の形成が終了する。
【0099】このとき、加熱加圧定着器9での定着動作
速度は、本体のプロセススピード(例えば160mm/
sec)より遅い(例えば90mm/sec)で行われ
る。これは、トナーが二層から四層積層された未定着画
像を溶融混色させる場合、十分な加熱量をトナーに与え
なければならないためで、現像速度より遅い速度で定着
を行うことによりトナーに対する加熱量を多くしてい
る。
【0100】図4は、加熱加圧定着器9の概略構成を示
す縦断面図である。
【0101】同図に示す加熱加圧定着器9は、上方に定
着ローラ(上ローラ)41を配置し、下方に加圧ローラ
(下ローラ)42を配置し、両ローラ41、42を当接
させることで、定着ニップ部Nを構成している。なお、
上述の定着ローラ41と加圧ローラ42とは構成上、厳
密な区別はないが、以下では、転写材P表面のトナー像
に接する側のローラを定着ローラ41、転写材Pの裏面
に接する側のローラを加圧ローラ42とするものとし、
両者をまとめて呼ぶときは、定着/加圧ローラというも
のとする。定着/加圧ローラについては後に詳述する。
【0102】定着/加圧ローラのそれぞれの内側には、
発熱体としてのヒータ43a,43bが配設されてお
り、また、表面には温調用のサーミスタ47a,47b
が接触配置されている。定着・加圧ローラの温度は、サ
ーミスタ47aによって制御される。さらに、定着ロー
ラ41側には静電オフセット防止のために、電源88に
よって−1kV程度の電圧が芯金51に印加され、一
方、加圧ローラ42側の芯金51は、ダイオード49に
よって電位制御されている。
【0103】トナー像が転写された転写材Pは、入口ガ
イド46に沿って矢印Kp方向に定着ニップ部Nに侵入
する。転写材Pは定着ニップ部Nにおいて定着/加圧ロ
ーラによって加熱、加圧されることにより、表面の未定
着トナー像が溶融固着(定着)される。定着後の転写材
Pはガイド44a、44bに沿って搬送され、排出ロー
ラ45a、45bによって排紙トレイ(図3の10)上
に排出される。
【0104】図5は、定着ローラ41の断面の一部を示
す拡大図である。なお、前述のように、加圧ローラ42
の構成は、定着ローラ41の構成とほぼ同じなので、定
着ローラ41の説明をもって、加圧ローラ42の説明に
代えるものとする。
【0105】定着ローラ41は円筒状の芯金51と、そ
の外周面を囲繞する弾性体52と、弾性体52の表面を
被覆する表層(離型層)53とを有する層構造であり、
全体として円筒状に構成されている。芯金51は、本実
施の形態1においては、アルミ6063Aを用いた。芯
金51の厚さは、画像形成開始時のウォームアップタイ
ム及び強度に直接的な影響を与え、厚くなる程ウォーム
アップ時間が長くなり、薄くなる程強度が低下する。両
者を考慮すると、直径にもよるが、厚さt=2.0〜
4.0mm程度が好ましい。本実施の形態ではt=3.
0mmとした。弾性体52はゴム部材によって形成さ
れ、例えば、メチル系又はジメチル系のシリコーンゴム
でLTVタイプ(低温加硫型)のものを使用した。具体
的には信越化学工業社製のシリコーンゴム(LTV系)
を用いた。表層53はPFAチューブによって構成し
た。
【0106】表層53のPFAチューブの膜厚は50μ
mに固定した。
【0107】本発明のトナーのトナー像は、定着ローラ
の表面温度150℃±30℃の温度条件で加熱加圧定着
するのが良い。
【0108】上記の画像形成プロセスによって、本発明
のトナーを少なくとも有するカラートナー画像が記録材
シートに定着されることによって記録シートに形成され
たカラー画像が得られる。
【0109】結着樹脂及びトナー粒子における各物性の
測定方法を以下に説明する。
【0110】THF不溶分の測定 試料を0.5g秤量し、円筒ろ紙(例えばNo.86R
サイズ 28×10mm東洋ろ紙社製)に入れてソック
スレー抽出器にかける。溶媒としてTHF200mlを
用いて、8時間時と24時間時に抽出し、不溶分Aと不
溶分B及びB/Aを算出する。
【0111】この時、THFの抽出サイクルが約4〜5
分に1回なるような還流速度で抽出を行なう。抽出終了
後、円筒ろ紙を取り出し、秤量することによって試料の
不溶分を得る。
【0112】トナーの動的弾性率の測定 粘弾性測定装置(レオメーター)RDA−II型(レオ
メトリックス社製)を用いて、下記の条件で、60〜2
10℃の温度範囲における動的弾性率G’の測定を行
う。 ・測定治具:弾性率が高い場合には直径7.9mmのフ
ラットな円形プレートを使用し、弾性率が低い場合には
直径40mmのフラットな円形プレートを使用する。ア
クチュエター(actuator)側には円形プレート
に対応するシャローカップを使用する。シャローカップ
の底面と円形プレートとの間隙は約2mmである。 ・測定試料:トナーを加熱、溶融後に、直径約8mm、
高さ2mmの円柱状試料、又は直径約40mm、高さ約
2mmの円盤状試料に成型して使用する。 ・測定周波数:6.28ラジアン/秒 ・測定歪の設定:初期値を0.1%に設定した後、自動
測定モードにて測定を行う。 ・試料の伸長補正:自動測定モードにて調整する。 ・測定温度:60℃〜210℃まで毎分2℃の割合で昇
温する。
【0113】GPCによる分子量の測定 ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によ
るクロマトグラムの分子量は次の条件で測定される。
【0114】40℃のヒートチャンバー中でカラムを安
定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテト
ラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、
試料濃度として0.05〜0.6質量%に調整した樹脂
のTHF試料溶液を50〜200μl注入して測定す
る。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子
量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作
成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出
する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、
例えば、Pressure Chemical Co.
製あるいは、東洋ソーダ工業社製の分子量が6×1
2,2.1×103,4×103,1.75×104
5.1×104,1.1×105,3.9×105,8.
6×105,2×106,4.48×106のものを用
い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用
いるのが適当である。検出器にはRI(屈折率)検出器
を用いる。
【0115】カラムとしては、103〜2×106の分子
量領域を的確に測定するために、市販のポリスチレンゲ
ルカラムを複数組合せるのが良く、例えば、Water
s社製のμ−styragel 500,103,1
4,105の組合せや、昭和電工社製のshodex
KA−801,802,803,804,805,80
6,807の組合せが好ましい。
【0116】ワックス及びトナーの最大吸熱ピークおよ
び該半値幅の測定 示差熱分析測定装置(DSC測定装置)、DSC−7
(パーキンエルマー社製)を用い測定する。
【0117】測定試料は5〜20mg、好ましくは10
mgを精密に秤量する。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
30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで常温
常湿下で測定を行う。
【0118】この昇温過程で、温度30〜160℃の範
囲におけるメインピークの吸熱ピークが得られる。
【0119】最大吸熱ピークの半値幅は最大吸熱ピーク
の、べースラインからピークトップまでの高さの2分の
1以上の高さにピークが存在する温度幅であり、ピーク
が連続していれば、半値幅すべての領域において、2分
の1の高さ以上にピークが連続していなくとも良い。
【0120】トナー粒子又はトナーの粒度分布の測定 測定装置としては、コールターカウンターTA−II或
いはコールターマルチサイザーII(コールター社製)
を用いる。電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて、約
1%NaCl水溶液を調製する。例えば、ISOTON
(登録商標)−II(コールターサイエンティフィック
ジャパン社製)が使用できる。測定方法としては、前記
電解水溶液100〜150ml中に分散剤として、界面
活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン塩酸)
を、0.1〜5mlを加え、さらに測定試料を2〜20
mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で
約1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、ア
パーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、ト
ナー粒子の体積及び個数を各チャンネルごとに測定し
て、トナーの体積分布と個数分布とを算出する。それか
ら、トナー粒子の体積分布から求めた質量基準のトナー
粒子又はトナーの重量平均粒径(D4)及び体積平均粒
径(Dv)(各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代
表値とする)を求める。
【0121】チャンネルとしては、2.00〜2.52
μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μ
m;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μ
m;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μ
m;10.08〜12.70μm;12.70〜16.
00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜
25.40μm;25.40〜32.00μm;32.
00〜40.30μmの13チャンネルを用いる。
【0122】
【実施例】以下、本発明のトナー製造例と実施例につい
て述べるが、本発明はこれらの例に限定されるものでは
ない。
【0123】 実施例1 結着樹脂:ポリエステル樹脂No.1 100質量部 ワックス:パラフィンワックス(A) 3質量部 荷電制御剤:芳香族オキシカルボン酸Al化合物(I) 6質量部 顔料:銅フタロシアニン 5質量部
【0124】結着樹脂であるポリエステル樹脂No.1
に用いたモノマー構成比を以下に示す。
【0125】
【化3】 上記構造において(x+y=3.0)で表わされるジオール成分 59mol% フマル酸 21mol% テレフタル酸 11mol% トリメリット酸 9mol%
【0126】得られた非線状ポリエステル樹脂No.1
は、Tgが60℃であり、THF可溶成分のGPCにお
いて、Mnが3300であり、Mwが33000であ
り、Mw/Mnが10.0であった。
【0127】上記材料をヘンシェルミキサーにより十分
予備混合を行い、二軸式押出し機を用い、任意のバレル
温度にて溶融混練し、冷却後ハンマーミルをもちいて約
1〜2mm程度粗粉砕し、次いでエアージェット方式に
よる微粉砕機で微粉砕した。得られた微粉砕物を多分割
分級装置で微粉及び粗粉を同時に厳密に除去して重量平
均7.8μmのシアンカラートナーを得た。
【0128】該トナー粒子に、イソブチルトリメトキシ
シランで表面処理した一次粒子径50nmの酸化チタン
微粒子を1.5質量%外添混合し、シアントナー1を製
造した。シアントナー1に用いた結着樹脂の種類、ワッ
クスの種類及び吸熱ピーク並びに半値幅、荷電制御剤の
種類と部数、混練機におけるバレル設定温度の一覧を表
1に、また、得られたトナーの各物性値を表2に示す。
【0129】シアントナー1と、シリコーン樹脂で表面
被覆した磁性フェライトキャリア粒子(平均粒径50μ
m)とを、トナー濃度が6質量%になる様に混合し、二
成分系シアン現像剤1とした。
【0130】定着可能温度領域の評価及び二次色の混色
性に起因する色再現範囲に関しては、上記二成分シアン
現像剤を定着ユニットを取り外した市販の普通紙フルカ
ラー複写機(カラーレーザー複写機CLC700、キヤ
ノン製)に導入して、単色モードで常温常湿環境下(2
3℃,60%)で未定着画像を出力し、図4に示す構成
の定着試験器で設定温度を変更しながら定着画像を出力
し、グロス(光沢度)を測定することにより評価した。
【0131】グロス(光沢度)測定に関しては、VG−
10型光沢度計(日本電色製)を用い、色度測定に用い
た各ベタ画像を試料として、測定を行う。
【0132】測定としては、まず定電圧装置により6V
にセットする。次いで投光角度、受光角度をそれぞれ6
0°に合わせる。
【0133】0点調整及び標準板を用い、標準設定の後
に試料台の上に前記試料画像を置き、さらに白色紙を3
枚上に重ね測定を行い、標示部に示される数値を%単位
で読みとる。この時S,S/10切替SWはSに合わ
せ、角度,感度切替SWは45−60に合わせる。
【0134】尚、画像濃度1.5±0.1の試料を使用
する。
【0135】OHP透過率の測定は、島津自記分光光度
計UV2200(島津製作所社製)を使用し、OHPフ
ィルム単独の透過率を100%とし、 マゼンタトナーの場合:650nm シアントナーの場合 :500nm イエロートナーの場合:600nm での最大吸収波長における透過率を測定する。
【0136】サンプルトナーの耐ブロッキング性に関し
ては、50℃のオーブン内にて1週間放置することによ
り評価した。該評価としては目視による凝集性のレベル
を判定した。
【0137】トナー凝集性評価基準を以下に示す。 A:凝集体が全く見られなく流動性が非常に良い B:凝集体が全く見られない C:若干の凝集体は見られるがすぐにほぐれる D:現像剤撹拌装置で凝集体がほぐれる(普通) E:現像剤撹拌装置では凝集体が十分にほぐれない(や
や悪い)
【0138】該定着試験結果及びOHP透過性、耐ブロ
ッキング試験結果の一覧を表3に示す。
【0139】表3中、二次色の混色性の判断基準として
は、該グロス測定方法により得られた60度入射角にお
ける反射率が「7%」を超えた温度領域により表現し
た。
【0140】実施例2,3 荷電制御剤として添加した芳香族オキシカルボン酸Al
化合物(I)の添加量以外は実施例1と同様にしてシア
ントナー2,3及び現像剤2,3を調製し、実施例1と
同様にして評価した。結果を表1乃至3に示す。
【0141】実施例4,5 パラフィンワックス(A)に代えてエステルワックスを
使用し、且つ、二軸押し出し機における混練(バレル)
設定温度を120℃から夫々100℃及び180℃に変
更した以外は実施例1と同様にしてシアントナー4,5
及び現像剤4,5を調製し、実施例1と同様にして評価
した。結果を表1乃至3に示す。
【0142】実施例6 荷電制御剤を芳香族オキシカルボン酸Al化合物(I)
に代えて、Cr化合物(II)を使用した以外は実施例
5と同様にしてシアントナー6及び現像剤6を調製し、
実施例1と同様にして評価した。結果を表1乃至3に示
す。
【0143】実施例7 パラフィンワックス(A)に代えてパラフィンワックス
(B)を使用した以外は実施例1と同様にしてシアント
ナー7及び現像剤7を調製し、実施例1と同様にして評
価した。結果を表1乃至3に示す。
【0144】実施例8 パラフィンワックス(A)に代えてパラフィンワックス
(C)を使用した以外は実施例1と同様にしてシアント
ナー8及び現像剤8を調製し、実施例1と同様にして評
価した。結果を表1乃至3に示す。
【0145】実施例9 ポリエステル樹脂No.1に代えて、Tgが53℃であ
り、THF可溶成分のGPCにおいて、Mnが3000
であり、Mwが9300であり、Mw/Mnが3.1で
あるポリエステル樹脂No.2を使用した以外は実施例
1と同様にして得られたシアントナー9及び現像剤9を
調製し、実施例1と同様にして評価した。結果を表1乃
至3に示す。
【0146】実施例10 ポリエステル樹脂No.1に代えて、Tgが66℃であ
り、THF可溶成分のGPCにおいて、Mnが6000
であり、Mwが24000であり、Mw/Mnが4.0
であるポリエステル樹脂No.3を使用した以外は実施
例1と同様にして得られたシアントナー10及び現像剤
10を調製し、実施例1と同様にして評価した。結果を
表1乃至3に示す。
【0147】実施例11 顔料を銅フタロシアニン;5質量部に代えてキナクリド
ン;5質量部を使用した以外は実施例1と同様にして得
られたマゼンタトナー1及び現像剤11を調製し、ま
た、銅フタロシアニン;5質量部に代えてC.I.ピグ
メントイエロー17;5質量部を使用した以外は実施例
1と同様にして得られたイエロートナー1及び現像剤1
2、及び銅フタロシアニン;5質量部に代えてカーボン
ブラック;5質量部を使用した以外は実施例1と同様に
して得られたブラックトナー1及び現像剤13を調製し
た。
【0148】そこで、実施例1で得られたシアン現像剤
1、マゼンタ現像剤11、イエロー現像剤12、ブラッ
ク現像剤13を夫々図3に示す現像器4C,4M,4
Y,4Bに導入し、図4に示す加熱定着器9により、1
50℃で定着させたフルカラー画像を得た。
【0149】該画像は、グロスが高く、且つ色再現範囲
が充分広いため、特にピクトリアルな表現を必要とする
場合に適するものである。また、定着後のトナーが充分
に溶融しているため、OHPの透過性にも優れている。
【0150】比較例1 荷電制御剤として添加した芳香族オキシカルボン酸Al
化合物(I)の添加量以外は実施例1と同様にしてシア
ントナー11及び現像剤11を調製し、実施例1と同様
にして評価した。結果を表1乃至3に示す。
【0151】芳香族オキシカルボン酸Al化合物(I)
の添加量が多いと、混練時における架橋反応が過度に進
行し、定着開始温度と高温オフセット開始温度が高くな
るとともに、グロスが低くなるため、混色領域も縮小さ
れ、結果として色再現範囲も狭くなる。
【0152】また、それと同時に、トナー定着画像表面
も凹凸が大きくなり、入射光が乱反射されるために、O
HP透過性も低下する。
【0153】比較例2 荷電制御剤を使用しない以外は実施例1と同様にしてシ
アントナー12及び現像剤12を調製し、実施例1と同
様にして評価した。結果を表1乃至3に示す。
【0154】荷電制御剤を使用しないと、混練時にイオ
ン架橋が形成されなくなるために、高温オフセットが発
生し、トナーの耐ブロッキング性能が低下する。
【0155】比較例3,4 芳香族オキシカルボン酸Al化合物(I)に代えて、以
下に示す構造のZn化合物(III)またはFe化合物
(IV)を使用した以外は実施例1と同様にして、シア
ントナー13,14及び現像剤13,14を調製し、実
施例1と同様にして評価した。
【0156】
【化4】
【0157】これらの荷電制御剤を使用した場合、シア
ントナー13,14共に混練時にイオン架橋が形成され
なくなるために、高温オフセットが発生し、トナーの耐
ブロッキング性能が低下する。
【0158】比較例5,6 パラフィンワックス(A)に代えてパラフィンワックス
(D)及びパラフィンワックス(E)を使用した以外は
比較例2と同様にしてシアントナー15,16及び現像
剤15,16を調製し、実施例1と同様にして評価し
た。結果を表1乃至3に示す。
【0159】シアントナー15の場合、低温定着性は良
くなるものの、高温オフセットと耐ブロッキング性能が
極端に悪化する。
【0160】シアントナー16の場合、定着性能にはあ
まり悪影響は及ぼさないものの、グロスが低下するため
に混色領域も縮小され、結果として色再現範囲も狭くな
る。
【0161】また、それと同時に、トナー定着画像表面
も凹凸が大きくなり、入射光が乱反射されるために、O
HP透過性も低下する。
【0162】比較例7 パラフィンワックス(A)に代えてポリエチレンワック
スを使用した以外は実施例1と同様にしてシアントナー
17及び現像剤17を調製し、比較例2と同様にして評
価した。結果を表1乃至3に示す。
【0163】ポリエチレンはオフセット性改良の為に広
く一般的に添加されるワックスの代表であるが、比較的
低温において高温オフセットが発生し、結果的に使用可
能温度領域が狭くなる。
【0164】比較例8 パラフィンワックス(A)に代えてポリプロピレンワッ
クスを使用した以外は実施例1と同様にしてシアントナ
ー18及び現像剤18を調製し、比較例2と同様にして
評価した。結果を表1乃至3に示す。
【0165】ポリプロピレンもポリエチレンと同様、耐
オフセット性改良の為に広く一般的に添加されるワック
スであるが、ポリエチレンよりもさらに低温域において
高温オフセットが発生し、結果的に使用可能温度領域が
狭くなる。
【0166】比較例9 ポリエステル樹脂No.1に代えて、Tgが50℃であ
り、THF可溶成分のGPCにおいて、Mnが1500
であり、Mwが2900であり、Mw/Mnが1.9で
あるポリエステルNo.4を使用した以外は比較例2と
同様にして得られたシアントナー19及び現像剤19を
調製し、実施例1と同様にして評価した。結果を表1乃
至3に示す。
【0167】樹脂のTgが低いと、耐ブロッキング性能
が低下し、トナー化した際の分子量も低下するために、
低温定温定着性には優れるが、耐高温オフセット性に関
しては大幅に低下する。
【0168】比較例10 ポリエステル樹脂No.1に代えて、Tgが70℃であ
り、THF可溶成分のGPCにおいて、Mnが1000
0であり、Mwが220000であり、Mw/Mnが2
2.0であるポリエステルNo.5を使用した以外は比
較例2と同様にして得られたシアントナー20及び現像
剤20を調製し、実施例1と同様にして評価した。結果
を表1乃至3に示す。
【0169】樹脂のTgが高いと、耐ブロッキング性能
が向上するものの、トナー化した際の分子量も高くなる
ためグロスが低下し、混色領域も縮小され、結果として
色再現範囲も狭くなる。
【0170】また、それと同時に、トナー定着画像表面
も凹凸が大きくなり、入射光が乱反射されるために、O
HP透過性も低下する。
【0171】比較例11 ポリエステル樹脂No.1に代えて、Tgが60℃であ
り、THF可溶成分のGPCにおいて、Mnが1000
0であり、Mwが300000であり、Mw/Mnが3
0.0であるスチレン−n−ブチルアクリレート共重合
体を使用した以外は比較例2と同様にして得られたシア
ントナー21及び現像剤21を調製し、実施例1と同様
にして評価した。結果を表1乃至3に示す。
【0172】樹脂がスチレン−n−ブチルアクリレート
共重合体の場合、耐ブロッキング性能が向上するもの
の、トナー化した際の分子量も高くためにグロスが低下
し、混色領域も縮小され、結果として色再現範囲も狭く
なる。
【0173】また、それと同時に、トナー定着画像表面
も凹凸が大きくなり、入射光が乱反射されるために、O
HP透過性も低下する。
【0174】
【表1】
【0175】
【表2】
【0176】
【表3】
【0177】
【発明の効果】本発明によれば、トナーの粘弾性特性及
びTHF不溶分の経時変化を、本発明が規定する値にコ
ントロールすることにより良好な定着性を確保でき、オ
イルを使用しないか、又は、オイルの使用量を少なくし
た加熱加圧定着手段において、OHP透過性に優れ、光
沢度(グロス)の高い温度領域が広い定着画像を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトナーの動的弾性率曲線の一例を示す
図である。
【図2】従来のトナーの動的弾性率曲線の一例を示す図
である。
【図3】本発明が適用されうるフルカラー画像形成装置
の一例を示す概略説明図である。
【図4】本発明のトナーが適用されうる画像加熱定着装
置の概略説明図である。
【図5】定着ローラ(又は加圧ローラ)の断面を示す拡
大図である。
【符号の説明】 1 像担持体(感光体) 4 現像器 9 定着器
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/20 101 G03G 9/08 361 (72)発明者 堀田 洋二朗 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 菅原 庸好 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 上滝 隆晃 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H005 AA01 AA06 AA21 CA08 CA14 CA25 CA30 EA03 EA06 EA07 EA10 2H030 AD01 AD04 2H033 AA02 AA10 AA47 BA25 BA58 BB18 BB28

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結着樹脂、着色剤及びワックスを少なく
    とも有するトナー粒子及び外添剤を有するトナーであ
    り、 ワックスのDSC吸熱曲線において、温度30乃至16
    0℃の範囲における最大吸熱ピークが55乃至80℃に
    あり、最大吸熱ピークの半値幅が2乃至7℃であり、 結着樹脂成分は、ポリエステル樹脂を主成分としてお
    り、 トナーは、温度140℃における動的弾性率
    (G’140)が、5×102乃至1×105dN/m2であ
    り、温度170℃における動的弾性率(G’170)との
    比(G’140/G’170)が、0.05乃至50であり、 テトラヒドロフラン(THF)を溶媒とするトナーのソ
    ックスレー抽出において、抽出開始から8時間時におけ
    る結着樹脂成分のTHF不溶分Aが、10乃至20質量
    %であり、抽出開始から24時間時における結着樹脂成
    分のTHF不溶分Bが、1乃至10質量%であり、TH
    F不溶分AとTHF不溶分Bとの比(B/A)が、0.
    1乃至0.8であることを特徴とするトナー。
  2. 【請求項2】 該トナーは、ガラス転移温度が55乃至
    72℃であり、テトラヒドロフラン(THF)可溶分の
    ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)に
    よる分子量分布において、数平均分子量(Mn)150
    0乃至10000、重量平均分子量(Mw)3000乃
    至200000及びMw/Mn2乃至20を有している
    ことを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  3. 【請求項3】 該トナーは、有機金属化合物をトナーの
    質量基準で0.1〜10質量%含有していることを特徴
    とする請求項1又は2に記載のトナー。
  4. 【請求項4】 静電荷像保持体に静電荷像を形成し、静
    電荷像をトナーで現像して静電荷像保持体上にトナー像
    を形成し、静電荷像保持体からトナー像を中間転写体を
    介して、又は、中間転写体を介さずに転写材へ転写し、
    転写材上のトナー像を加熱加圧定着する画像形成方法で
    あり、 該トナーは、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくと
    も有するトナー粒子及び外添剤を有するトナーであり、 ワックスのDSC吸熱曲線において、温度30乃至16
    0℃の範囲における最大吸熱ピークが55乃至80℃に
    あり、最大吸熱ピークの半値幅が2乃至7℃であり、 結着樹脂成分は、ポリエステル樹脂を主成分としてお
    り、 トナーは、温度140℃における動的弾性率
    (G’140)が、5×102乃至1×105dN/m2であ
    り、温度170℃における動的弾性率(G’170)との
    比(G’140/G’170)が、0.05乃至50であり、 テトラヒドロフラン(THF)を溶媒とするトナーのソ
    ックスレー抽出において、抽出開始から8時間時におけ
    る結着樹脂成分のTHF不溶分Aが、10乃至20質量
    %であり、抽出開始から24時間時における結着樹脂成
    分のTHF不溶分Bが、1乃至10質量%であり、TH
    F不溶分AとTHF不溶分Bとの比(B/A)が、0.
    1乃至0.8であることを特徴とする画像形成方法。
  5. 【請求項5】 転写材上のトナー像は、シアントナー,
    マゼンタトナー,イエロートナー及びブラックトナーか
    らなるグループから選択されるトナーを少なくとも二種
    以上有していることを特徴とする請求項4又は5に記載
    の画像形成方法。
  6. 【請求項6】 該トナーは、ガラス転移温度が55乃至
    72℃であり、テトラヒドロフラン(THF)可溶分の
    ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)に
    よる分子量分布において、数平均分子量(Mn)150
    0乃至10000、重量平均分子量(Mw)3000乃
    至200000及びMw/Mn2乃至20を有している
    ことを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成方
    法。
  7. 【請求項7】 該トナーは、有機金属化合物をトナーの
    質量基準で0.1〜10質量%含有していることを特徴
    とする請求項4乃至6のいずれかに記載の画像形成方
    法。
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