JP2000010351A - 静電現像剤 - Google Patents

静電現像剤

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JP2000010351A
JP2000010351A JP17832598A JP17832598A JP2000010351A JP 2000010351 A JP2000010351 A JP 2000010351A JP 17832598 A JP17832598 A JP 17832598A JP 17832598 A JP17832598 A JP 17832598A JP 2000010351 A JP2000010351 A JP 2000010351A
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resin
toner
particles
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weight
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JP17832598A
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Inventor
Takuya Nishigori
錦織  卓哉
Yoshinobu Hiramatsu
義信 平松
Shinichi Saiki
晋一 斉喜
Toshihiko Aihara
利彦 相原
Takayuki Kanai
孝之 金井
Kazuo Mitsuhashi
和夫 三ツ橋
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャリア引き、トナー飛散を防止しつつ、ト
ナー濃度、帯電性ともに安定し、高印字プリントにも対
応しうる高画質の静電現像剤を提供する。 【解決手段】 トナー粒子と磁性キャリア粒子を含有す
る静電現像剤において、磁性キャリア粒子は球形粒子で
あり、トナー濃度が一定値より高く、磁性キャリア粒子
はアミノ基を含有する樹脂を含むコート材でコートされ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複写機、プリンター
等の電子写真法を応用した機器において、静電潜像を現
像するのに用いられる静電現像剤に係わるものであり、
より詳しくは印字面積割合の大きいフルカラー複写機、
プリンター等に使用される静電現像剤に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電子写真法は米国特許2297691
号、特公昭42−23910号公報及び特公昭43−2
4748号公報などに種々開示されている通り、一般に
は光電導物質を含む感光体上に種々の手段により静電荷
の電気的潜像を形成し、ついで該潜像を予めキャリアー
や現像槽の器壁との接触で帯電しているトナーで粉像と
して現像し、必要に応じて紙などに該粉像を転写した
後、加熱、加圧或いは溶剤蒸気などにより定着するもの
である。前記トナーはスチレンアクリルやポリエステル
などの樹脂中に各種染料、顔料等を分散させたものを1
〜30μm程度に微粉砕した粉体であって、表面に静電
気力でトナーを担持しつつそれ自身が磁力で感光体近傍
まで運搬されるキャリアーと称される粉径30〜200
μm程度の鉄粉、フェライト、マグネタイトと混合して
二成分現像剤として用いられるか、またはキャリアーを
用いずキャリアーの機能をトナーの粉子中に含有せしめ
た磁性粉で代替される磁性−成分現像剤や、磁気力を用
いず現像槽の器壁との静電気付着だけにより電気的潜像
近傍へ搬送し現像する非磁性1成分現像剤として用いら
れる。
【0003】トナーとキャリアを用いる2成分現像剤は
トナーが現像に使用され現像剤中のトナー濃度が減少し
た時、現像剤にトナーを補給し常に適正なトナー濃度を
維持しながら使用することが好ましい。補給されたトナ
ーはキャリアとの接触により速やかに帯電させ現像に使
用される。速やかに帯電しないとトナーが現像槽の外部
に飛散したり、電気的潜像の本来トナーが乗るべきでな
い電位部分に付着してカブリと言われる画像欠陥を生じ
好ましくない。速やかに帯電させるためには補給された
トナーがキャリア表面と接触し帯電する必要がある。キ
ャリア粒子がトナー粒子で隙間なく覆われ、補給された
トナー粒子がキャリアと接触することが出来ないようで
は速やかな帯電は望めない。適正なトナー濃度上限の計
算方法としては「保志、安西:二成分現像剤の実効キャ
リア被覆率」(電子写真学会誌第25巻 第4号(19
86)p17)が一般に知られており、
【0004】C eff=2・ρt/(2・ρt+X・ρ
c)×100(%) X=R/r ρt:トナー粒子の真密度(g/cm3 ) ρc:磁性キャリア粒子の真密度(g/cm3 ) R :磁性キャリア粒子の半径(μm) r :トナー粒子の半径(μm) で計算される実効トナー濃度C eff(%)が実用的に使
用されるトナー濃度上限であると言われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年複写機やプリンタ
ーのフルカラー化、デジタル化に伴い、写真やイラスト
等のベタ印字率の高い原稿をプリントすることが多くな
ってきた。印字率の高いプリントを行うと現像剤中から
トナーの消費が増え、多量のトナーを補給しなければな
らない。その場合、以下の問題点が発生しやすい状況と
なる。
【0006】1.現像剤へのトナーの補給が間に合わ
ず、トナー濃度が減少する。 2.補給されたトナーの帯電が間に合わず、飛散した
り、カブリが悪化する。 問題点1を解決するためには、トナー濃度を高めの設定
とし、高印字率プリントでトナー濃度がダウンしても画
像濃度があまりダウンしないようにする必要がある。問
題点2を解決するためには、トナー濃度を低めの設定と
し、補給されたトナーが速やかにキャリア表面と接触で
きるようにする必要がある。問題点1と2の解決方法は
相反するものである。
【0007】一方、2成分現像剤を使用した現像方法に
おいては「キャリア引き」と言われる欠陥が知られてい
る。電気的潜像を現像剤で現像する場合、磁石を内包し
た現像ローラに現像剤を付着させ、電気的潜像を形成し
た感光体表面に現像剤を接触乃至近接させ、クーロン力
によってトナー粒子を感光体へ転移させる方法が一般的
である。この際、キャリア粒子の一部が現像ロールの磁
気拘束力から外れ、感光体へ転移してしまう好ましくな
い現象を「キャリア引き」と言う。
【0008】「キャリア引き」の解決方法としては、磁
石の着磁力を上げる、キャリア粒子の磁化を上げる、
「キャリア引き」し易い小粒径キャリア粒子をカットし
シャープな粒度分布にする、磁気選別により磁化の弱い
キャリア粒子を選別除去するなどの方法が知られている
が、限界があり、現像画質を劣化させない範囲で平均キ
ャリア粒径を大きくすることが最も有効である。平均キ
ャリア粒径を大きくした場合、キャリア単位重量当たり
の表面積は減少し、実効トナー濃度C effは減少し、上
記の高印字率プリント時の問題点の解決がより困難なも
のとなる。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の
「キャリア引き」と「高印字率プリント」の問題点を解
決し、高性能な現像剤を得るべく、鋭意検討した結果、
ある特定の組成の樹脂でコートされた比較的大きな粒径
のキャリアを用い、トナー濃度を実効トナー濃度より高
く設定することで本発明を達成した。詳言すれば、少な
くともトナー粒子と磁性キャリア粒子を含有する静電現
像剤において、磁性キャリア粒子は球形粒子であり、ト
ナー濃度T/D(%)が式(1)を満足し、磁性キャリ
ア粒子は少なくともアミノ基を含有する樹脂を含むコー
ト材でコートされていることを特徴とする静電現像剤を
使用することで本発明を達成した。 T/D>C eff (1) C eff=2・ρt/(2・ρt+X・ρc)×100
(%) X=R/r T/D:現像剤中のトナー粒子重量含有率(%) ρt:トナー粒子の真密度(g/cm3 ) ρc:磁性キャリア粒子の真密度(g/cm3 ) R :磁性キャリア粒子の平均半径(μm) r :トナー粒子の平均半径(μm)
【0010】以下に本発明を詳細に説明する。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるトナー粒子は
バインダー樹脂に着色剤、必要に応じて帯電制御剤、離
型剤、その他の物質等を分散含有した微粉末である。ト
ナーの平均粒径は4〜20μmが好適である。本発明に
用いられるバインダー樹脂としては、トナーに適した公
知の種々のものが使用できる。例えば、ポリスチレン、
ポリクロロスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチ
レン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン
共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−
塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、
スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸
エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合
体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−
アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オク
チル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合
体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(ス
チレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタ
クリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸オクチル共重合体
及びスチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、ス
チレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体及びスチ
レン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体
等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を
含む単独重合体または共重合体)、塩化ビニル樹脂、ロ
ジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アイ
オノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケ
トン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キ
シレン樹脂並びにポリビニルブチラール樹脂等がある
が、本発明に用いるのに好ましい樹脂としては、スチレ
ン系樹脂、飽和もしくは不飽和ポリエステル樹脂及びエ
ポキシ樹脂等を挙げることができる。
【0012】ポリエステル樹脂の内、架橋性ポリエステ
ル樹脂は、2価のカルボン酸単量体と2価のアルコール
単量体と3価以上の多価カルボン酸単量体や多価アルコ
ール単量体との重縮合によって得られる。2価のアルコ
ール単量体としては、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
−ブテンジオール等のジオール類、ビスフェノールA、
ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプ
ロピレン化ビスフェノールA等のエーテル化ビスフェノ
ール類、その他の2価のアルコール単量体が挙げられ
る。2価のカルボン酸単量体としては、イソフタル酸、
テレフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ジフェン酸、
ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン
酸、これらの酸の無水物もしくは低級アルキルエステル
を主成分とするものが挙げられる。3価以上の多価カル
ボン酸としては、トリメリト酸、シクロヘキサントリカ
ルボン酸、ナフタレントリカルボン酸、ブタントリカル
ボン酸、ヘキサントリカルボン酸、オクタンテトラカル
ボン酸、及びこれらの酸の無水物、その他を挙げること
ができる。3価以上の多価アルコール単量体としては、
トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリ
セリン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
【0013】また、光沢性、透明性が要求されるフルカ
ラー用に用いられるバインダー樹脂としては、スチレン
系樹脂やポリエステル樹脂の内、非架橋性であり、分子
量分布の狭いものが好ましく、非架橋性ポリエステル樹
脂がより好ましい。重量平均分子量が数平均分子量の5
倍以下のものが好ましく、さらに3倍以下のものがより
好ましい。
【0014】非架橋性ポリエステル樹脂は、2価のカル
ボン酸単量体と2価のアルコール単量体とを主成分とす
る重縮合によって得られる。2価のアルコール単量体と
2価のカルボン酸単量体としては、架橋性ポリエステル
樹脂と同様のものが挙げられる。実質的に非架橋性樹脂
の性質を失わない程度、すなわち線形ポリマーに対し高
々分岐構造を与える程度の範囲内で3価以上の多価カル
ボン酸単量体や多価アルコール単量体等を約2モル%程
度以下添加しても良い。
【0015】また、1種類ずつで使用するに限らず、2
種以上のバインダー樹脂を併用することもできる。該バ
インダー樹脂を用いて製造した現像剤の軟化点は、フロ
ーテスタ法で測定した値が、150℃以下であるものが
好ましく、135℃以下であるものが一層好ましい。1
50℃を越える場合は、充分な低温定着性が得られず、
定着強度が悪化する傾向にあるので好ましくない。光沢
性、透明性が要求されるフルカラー用に用いられるバイ
ンダー樹脂としては、125℃以下であるものが好まし
く、115℃以下であるものがより好ましい。軟化点は
低いほど定着性の点で優れており、好ましいが軟化点を
低下させることに伴い後述のガラス転移点も低下するた
め、ガラス転移点低下の弊害と合わせ樹脂設計する。
【0016】また、該バインダー樹脂を用いて製造した
現像剤のガラス転移温度は、示差熱分析装置で測定した
ときの転移開始(変曲点)が50℃以上であるのが好ま
しく、60℃以上のものがより好ましい。ガラス転移温
度が50℃未満の場合、長期保管時の熱安定性が悪く、
トナーの凝集や固化を招き使用上問題がある。さらに7
5℃以上の場合は、トナーの融着や微粉粉砕にマージン
があるもののガラス転移点を増加させることに伴い軟化
点も増加するため、定着性が悪化する傾向がある。
【0017】本発明で用いる着色剤としては、公知の顔
料、染料を用いればよい。例えば、カーボンブラック、
酸化チタン、亜鉛華、アルミナホワイト、炭酸カルシウ
ム、群青、紺青、フタロシアニンブルー、フタロシアニ
ングリーン、ハンザイエローG、ローダミン系染料、ク
ロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ロ
ーズベンガル、トリアリルメタン系染料、アントラキノ
ン染料、モノアゾ及びジスアゾ系染顔料などの着色剤を
単独または2種以上混合して使用できる。
【0018】黒色トナー用着色剤としては、カーボンブ
ラックが一般的に用いられる。フルカラートナー用の着
色剤については、イエロー用としては、C.I.Pig
ment Yellow 14、C.I.Pigmen
t Yellow 17、C.I.Pigment Y
ellow 93、C.I.PigmentYello
w 94、C.I.Pigment Yellow 1
38等が知られている。マゼンタ用としては、C.I.
Pigment Red 48:1、C.I.Pigm
ent Red 53:1、C.I.Pigment
Red57:1、C.I.Pigment Red 1
22、C.I.Pigment Red 123等が知
られている。シアン用としては、C.I.Pigmen
t Blue 15:3、C.I.Pigment B
lue 60等が知られている。これらの着色剤を単独
で用いても良いし、または2種以上のものを組み合わせ
て用いても良い。さらにオレンジ、グリーン、バイオレ
ットなどの着色剤を併用し色相調整を行っても良い。
【0019】着色剤の含有量は、現像により可視像を形
成することができるようトナーを着色するに十分な量あ
ればよく、例えば樹脂100重量部に対して1〜20重
量部、中でも特に3〜15重量部が好適である。本発明
に用いられる帯電制御剤としては、特公平3−3718
3号公報、特公平2−16916号公報等に記載の含金
アゾ染料や特公昭55−42752号公報等に記載のサ
リチル酸類金属錯体、特開昭63−163374号公報
等に記載のサリチル酸類金属塩、特開平5−11953
5号公報等に記載の金属元素を含有しないカリックスア
レン化合物などが挙げられる。カラー用に併用する場合
は無色乃至薄色のものが好ましく、サリチル酸類金属錯
体やサリチル酸類金属塩、カリックスアレン化合物には
無色乃至薄色のものが知られており、市販品ではヘキス
ト社製Copy Charge NX VP434、オ
リエント化学工業社製ポントロンE−81,E−84,
E−89、日本カーリット社製LR−147などがよく
知られている。特にLR−147を使用した場合、本発
明の磁性キャリア粒子との組み合わせでは帯電量が低め
でも飛散、カブリが比較的良い傾向があり、好ましく使
用できる。上記の帯電制御剤をトナーに含有させる方法
としては、トナー内部に添加する方法と外添する方法と
があるが、内添する場合が一般的である。
【0020】本発明に用いられる離型剤としてポリアル
キレンワックス、パラフィンワックス、シリコーンオイ
ル、高級脂肪酸、脂肪酸アミド等が挙げられる。その添
加量は、バインダー樹脂100重量部に対し、0.05
〜10重量部が好ましい。光沢性、透明性が要求される
フルカラー用に用いられる場合はそれら助剤を多量に用
いると弊害となることもある。特にシリコーンオイルを
添加したトナーは定着工程以外に現像工程等でも効果が
ある。トナー飛散、カブリを減らす効果が確認された。
シリコーンオイルの特性から考えると離型効果により静
電気力以外の付着力等を低下、平均化させる効果が好ま
しい効果を産み出すのかもしれないが、詳細は明らかで
ない。
【0021】粉砕法によるトナーの製造方法の場合、上
記の各成分をニーダー等で混練し、冷却後、粉砕し、分
級すればよい。本発明のトナー粒子には外添剤を添加し
ても良い。外添剤としては公知の無機または有機の各種
外添剤を使用することができるが、特にトナーの流動性
向上、凝集性抑制を図る為にチタニア、シリカ、アルミ
ナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の無機微粉末が好適
である。
【0022】トナーの流動性を改善する為には外添剤の
BET比表面積は20〜700m2/g、好ましくは5
0〜500m2 /g程度がよい。比表面積が20m2
g未満だとトナーに十分な流動性付与ができず篩別装置
でのスクリーン通過性が悪くなりトナー収率悪化(生産
性の悪化)、現像時の搬送性の悪化、摩擦帯電機能の劣
化を招き問題がある。また、比表面積が700m2 /g
より大きいとトナー粒子同士の隔壁効果がなくなり、高
温での貯蔵安定性が悪化し、また外添剤同士が凝集しや
すくなり取り扱い性、トナー表面への均一な分散がしづ
らくなる。
【0023】外添剤の混合量は、使用する外添剤及びト
ナー粒子の平均粒径、粒度分布などにより異なるが、所
望するトナー流動性を得る量がよく、例えばトナー粒子
100重量部に対して0.05〜10重量部、更には
0.1〜8重量部が好適である。混合量が0.05重量
部未満では流動性改善効果がなく篩別装置での収率が悪
化し、混合量が10重量部より多いと一部遊離した外添
剤により感光体にフィルミングを発生したり、現像槽内
部に堆積し現像剤の帯電機能の劣化等の障害を引き起こ
し好ましくない。
【0024】また、外添剤は高湿環境下での安定性面よ
り、無機微粉末の場合には公知のシランカップリングな
どの処理剤で疎水化処理されたものがより好ましく、更
に、帯電性を考慮する場合には負荷電性を付与する処理
剤としてはジメチルジクロロシラン、モノオクチルトリ
クロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオ
イルなど、正荷電性を付与する処理剤としてはアミノシ
ランなどを使用すればよい。
【0025】この他、トナー外添剤として抵抗調整、研
磨剤などの目的で、流動性改善用以外の公知のマグネタ
イト、ファライト、導電性チタン、酸化アンチモン、酸
化錫、酸化セリウム、ハイドロタルサイト類化合物、ア
クリルビーズ、シリコーンビーズ、ポリエチレンビーズ
などの微粉末を適量混合してもよく、その混合量はトナ
ー100重量部に対して0.005〜10重量部が好ま
しい。トナー粒子に外添処理する場合には、分級トナー
と外添剤を高速撹拌機(ヘンシェルミキサー、スーパー
ミキサーなど)等で撹拌混合すればよい。
【0026】本発明に用いられる磁性キャリア粒子とし
ては、鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂
キャリアなど従来から公知のものが使用できる。現像の
時の感光体への接触が均一かつソフトになる球形の粒子
が好ましく、球形フェライト粉や球形マグネタイト粉が
最も好ましい。球形フェライト粉としては、一般式(M
O)m (Fe2 3 n で示されるフェライト粉が好ま
しく、(MO)成分としては、CuO,ZnO,Ni
O,FeO,MnO,MgO,BaO,LiO等の成分
を1種または2種以上選定して使用すればよい。市販品
では、パウダーテック社製F−100,F−150,F
L−150,FSL−100などが最も良く知られた静
電現像キャリア用球形フェライト粉である。
【0027】本発明に用いられる磁性キャリア粒子は、
これら表面に少なくともアミノ基を含有する樹脂を含む
コート材でコートされている。アミノ基としては、3価
窒素に水素やアルキル基、アリル基、アリール基、アラ
ルキル基あるいはそれらの置換体が結合したもの、たと
えば、無置換のアミノ基−NH2 、アルキルアミノ基、
ジアルキルアミノ基が挙げられる。アミノ基を含有する
樹脂としては、公知のシリコーン系樹脂、アクリル系樹
脂、フッ素系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、
ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などにアミノ基
が結合したものが使用できる。アミノ基を含有する樹脂
を含むコート材としては、アミノ基を含有する樹脂単独
でも良く、また特にアミノ基を含まない公知のシリコー
ン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、スチレン系
樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミ
ド系樹脂とブレンドしたものでも良い。また、コーティ
ングの際、アミノ基含有カップリング剤を加えて反応さ
せても良い。或いはこれら樹脂を、単層または多層にコ
ーティングしたものも使用できる。特にアミノ基含有樹
脂とシリコーン樹脂の併用やアミノ基変性シリコーン樹
脂、シリコーン樹脂をコーティングする際にアミノシラ
ンカップリング剤を添加したものが好ましい。
【0028】また、キャリアの抵抗値を調整する目的で
カーボンブラック等の導電性微粒子をコート材中に分散
含有させコートしても良い。カーボンブラックを添加し
た場合、帯電量絶対値が低めとなり、トナー飛散の顕著
な増加はない。高印字率での連続プリントでの安定性を
考えると好ましい方向である。導電性微粒子としては、
カーボンブラック、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化
錫、酸化亜鉛、マグネタイト、マグヘマイト、ヘマタイ
ト、フェライトなどの導電性微粒子が使用できる。なる
べく少量の添加で効果を発揮させることが好ましく、抵
抗率が低いもの、粒径の細かいものがより好ましい。抵
抗率としては、108 Ω・cm以下が好ましく、10Ω
・cm以下が最も好ましい。1次粒子粒径としては、2
00nm以下が好ましく、50nm以下がより好まし
い。従って、抵抗率が低く粒径の細かいカーボンブラッ
クが最も好ましく使用できる。添加量は抵抗率や粒径に
もよるがコート材の25重量%以下の範囲が好ましい。
【0029】本発明に用いられる磁性キャリア粒子の平
均粒径は、使用する現像システムにおいて「キャリア引
き」を起こさない範囲で選択すれば特に制限はないが、
50〜200μmの平均粒子径を有するものが好まし
く、90μm以上のものがより好ましい。本発明に用い
られる静電現像剤のトナー濃度T/D(%)は、現像剤
中のトナー重量百分率で定義される。即ち、トナー濃度
T/D(%)は、T/D(%)=(現像剤中のトナー重
量)/(現像剤重量)×100で計算される。本発明に
用いられる静電現像剤のトナー濃度T/D(%)は式
(1)を満足する範囲に設定する。 T/D>C eff (1) C eff=2・ρt/(2・ρt+X・ρc)×100
(%) X=R/r T/D:現像剤中のトナー粒子重量含有率(%) ρt:トナー粒子の真密度(g/cm3 ) ρc:磁性キャリア粒子の真密度(g/cm3 ) R :磁性キャリア粒子の平均半径(μm) r :トナー粒子の平均半径(μm)
【0030】高印字率でのプリントを連続で実施すると
消費にトナーの補給が追い付かない場合には徐々にトナ
ー濃度が低下する。実効トナー濃度C effより低いトナ
ー濃度T/Dで使用した場合、トナー濃度の低下に伴う
画像濃度等の画像品質の変化が激しい。式(1)を満足
する範囲で使用すると画像品質の変化が小さい。トナー
粒子の粒径の測定は一般的には、コールターカウンター
による方法が広く用いられている。今回の発明で使用し
たトナー粒子の平均粒径は、コールターカウンターTA
−II型に100μmのアパチャーを使用し、トナー粒子
をアイソトンに分散し、第3チャンネル〜第16チャン
ネルを使用しトナー粒径分布を測定し体積平均により決
定した。トナー粒子の平均半径は平均粒径の1/2であ
る。
【0031】磁性キャリア粒子の粒径は、一般に目開き
の異なる複数の篩を用い測定する。目開きの小さい篩を
下に大きい篩を上になるように順に重ね、磁性キャリア
粒子を篩い、それぞれの篩の上に残ったキャリア粒子の
重量から粒度分布を求め、それぞれの篩の上に残ったキ
ャリア粒子の粒径はその篩の目開きと一つ上段の篩の目
開きの平均とし重量平均粒径を計算する。磁性キャリア
粒子の平均半径はこの重量平均粒径の1/2で定義す
る。
【0032】バインダー樹脂の軟化点はフローテスター
法を用いて測定した。フローテスター(島津製作所製C
FT500)において、直径1mm長さ10mmのノズ
ルを用い、加熱体を80℃に設定しバインダー樹脂1g
を投入する。プラジャーを軽く押し当て、300秒間余
熱した後、30kg/平方cmの圧力をかけ、3℃/分
の速度で昇温する。昇温によりバインダー樹脂は軟化し
ノズルからバインダー樹脂が押し出され、プラジャーは
下降する。下降の開始から終了までのプラジャーの下降
距離の中点に相当するときの温度をもって、軟化点とす
る。
【0033】バインダー樹脂及びトナー粒子のガラス転
移点は示差熱分析装置(島津製作所製DT−30型)を
用い、バインダー樹脂あるいはトナー粒子約20mgを
試料セルに投入し測定部にセットし、一度10℃/分の
昇温速度で100℃まで加熱し室温まで冷却した後、再
び10℃/分で昇温し、このときのDTA曲線の変曲温
度部の前後のなめらかな曲線部分それぞれから接線を引
き、それら接線同士の交点をもってガラス転移点とす
る。バインダー樹脂の重量平均分子量及び個数平均分子
量を測定するには、公知の通常の方法が用いられる。た
とえば、以下のように通常のゲルパーミエーションクロ
マトグラフィにおける適正な方法が用いられる。
【0034】1.測定条件 温度:40℃ 溶媒:テトラヒドロフラン 流速:0.5ml/min. 試料濃度:0.1重量% 試料注入量:100μl
【0035】2.カラム 分子量領域を適正に測定するために使用するカラムとし
ては、市販のポリスチレンゲルカラムを複数本組み合わ
せたものを用いる。本発明の測定に際しては、東ソー
(株)製のGMHXL(30cm×2本)を用いた。
【0036】3.検量線 検量線作成に当たっては、標準ポリスチレンを用いて行
う。標準ポリスチレンとしては、たとえばPressu
re Chemical Co.製あるいは東ソー
(株)製のたとえば分子量が6×102 、2.8×10
3 、6.2×103、1.03×104 、1.67×1
4 、4.39×104 、1.02×105、1.86
×105 、2.2×105 、7.75×105 、1.2
6×106 のものを用い、少なくとも10点程度の標準
ポリスチレンを用いるのが適当である。
【0037】4.検出器 検出器としてはRI(屈折率)検出器を用いる。
【0038】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に
限定されるものではない。
【0039】実施例1 球形フェライト100重量部をアミノシランカップリン
グ剤を添加したシリコーン樹脂約1重量部で被覆処理し
磁性キャリア粒子を調達した。磁性キャリア粒子の平均
粒径は105μm、真比重は4.9g/cm3 であっ
た。 分岐型ポリエステル系樹脂 60重量部 (構成モノマー:ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA、 ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、テレフタル酸、トリメリト酸 フローテスター軟化点114℃ ガラス転移点67℃ 体積平均分子量/個数平均分子量=2.5 ) 顔料 ピグメントレッド 122 40重量部 を配合混練し、粗砕し、マゼンタ顔料プレ混練品を調達した。
【0040】 分岐型ポリエステル系樹脂(プレ混練品用と同じ組成) 91重量部 マゼンタ顔料プレ混練品 15重量部 帯電制御剤(日本カーリット社製LR147) 2重量部
【0041】
【化1】
【0042】で配合、混練、粉砕、分級し、未外添トナ
ーを得た。この未外添トナー100重量部と疎水性シリ
カ(日本アエロジル社製R974)0.4重量部とを混
合し、トナー粒子(マゼンタ外添トナー)を調達した。
トナー粒子の体積平均粒径は8.1μm、真比重は1.
2g/cm3 であった。
【0043】磁性キャリア粒子96重量部とトナー粒子
4重量部を混合し、トナー濃度T/D4%の現像剤を調
達した。この現像剤の実効トナー濃度C effは3.64
%である。
【0044】このトナー粒子と現像剤を市販のモノクロ
デジタル複写機を改造し定着ローラ部を外したマシンに
装填し、実写テストを行った。プリント画像はシリコー
ンオイルを塗布した外部定着ローラで定着させ評価し
た。白紙をプリントしている最中にマシンを停止させ、
OPC感光体の現像後で転写前の位置にスコッチメンデ
ィングテープを貼り、OPC感光体に付着したキャリア
粒子を採取を試みたが、キャリア粒子は殆ど採取でき
ず、キャリア引きの少ない現像剤であることが確認でき
た。
【0045】印字率20%(下地の白い部分の面積が8
0%で黒い画像部分の面積が20%)の原稿をセット
し、100枚連続プリントを行い、ベタ濃度の維持性
(追従性)とトナー飛散量を調べた。ベタ濃度の維持性
(追従性)は1枚目のプリント画像と100枚目のプリ
ント画像の画像濃度を比較することで評価した。トナー
飛散量は、100枚プリント後に現像剤を装填した現像
槽の現像ローラ下に溜まった飛散トナーの量を比較する
ことで評価した。画像濃度は1枚目1.35、100枚
目1.23であり、安定していることが確認できた。ト
ナー飛散は僅かにはあるものの問題のないレベルであっ
た。次に市販のモノクロデジタル複写機の給紙部を改造
し転写紙の表面にローラ等が触れない部分を作りその位
置だけならば未定着のトナー画像が給紙できるように
し、定着ローラ部を外したマシンを準備した。現像剤を
装填し、同じ原稿を転写紙に2回複写することで重ね転
写の模擬テストを行った。2回複写したプリント画像は
シリコーンオイルを塗布した外部定着ローラで定着させ
た。ほぼ均一に転写画像形成されており、フルカラー等
の色重ね現像を想定した場合でも良好なものであった。
【0046】実施例2 実施例1で調達した磁性キャリア粒子、トナー粒子を用
い、現像剤は磁性キャリア粒子95.5重量部とトナー
粒子4.5重量部を混合し、トナー濃度T/D4.5%
の現像剤を調達した。実施例1同様の実写テストを行っ
た。キャリア引き評価では実施例1同様キャリア粒子は
殆ど採取されなかった。ベタ濃度の維持性(追従性)評
価では1枚目1.47、100枚目1.40であり、安
定していることが確認できた。トナー飛散は実施例1同
様僅かにはあるものの問題のないレベルであった。重ね
転写の模擬テストでも実施例1同様ほぼ均一に転写画像
形成されており、フルカラー等の色重ね現像を想定した
場合でも良好なものであった。
【0047】比較例1 被覆処理する樹脂をシリコーン樹脂単独にしたこと以外
は実施例1同様の方法で磁性キャリア粒子を調達した。
磁性キャリア粒子の平均粒径は100μm、真比重は
4.9g/cm3 であった。トナー粒子は実施例1で調
達したものを用いた。磁性キャリア粒子96重量部とト
ナー粒子4重量部を混合し、トナー濃度T/D4%の現
像剤を調達した。この現像剤の実効トナー濃度Ceff は
3.82%である。実施例1同様の実写テストを行っ
た。キャリア引き評価では実施例1同様キャリア粒子は
殆ど採取されなかった。ベタ濃度の維持性(追従性)評
価では1枚目1.38、100枚目1.25であり、安
定していることが確認できた。トナー飛散が多量に発生
した。重ね転写の模擬テストでも実施例1同様ほぼ均一
に転写画像形成されており、フルカラー等の色重ね現像
を想定した場合でも良好なものであった。
【0048】比較例2 実施例1で調達した磁性キャリア粒子、トナー粒子を用
い、現像剤は磁性キャリア粒子96.5重量部とトナー
粒子3.5重量部を混合し、トナー濃度T/D3.5%
の現像剤を調達した。実施例1同様の実写テストを行っ
た。キャリア引き評価では実施例1同様キャリア粒子は
殆ど採取されなかった。ベタ濃度の維持性(追従性)評
価では1枚目1.28、100枚目1.10であり、や
や画像濃度落ちが発生した。トナー飛散は実施例1より
良好で殆どないレベルであった。重ね転写の模擬テスト
は、実施例1に比べるとやや均一が悪い転写画像であ
り、フルカラー等の色重ね現像を想定した場合不利なも
のであった。
【0049】比較例3 実施例1で調達した磁性キャリア粒子、トナー粒子を用
い、現像剤は磁性キャリア粒子97重量部とトナー粒子
3重量部を混合し、トナー濃度T/D3%の現像剤を調
達した。実施例1同様の実写テストを行った。キャリア
引き評価では、キャリア粒子が僅かながら採取された。
ベタ濃度の維持性(追従性)評価では1枚目1.21、
100枚目0.98であり、1枚目の画像濃度が低いう
え、画像濃度落ちが大きかった。トナー飛散は比較例2
よりさらに良好であった。重ね転写の模擬テストは、実
施例1に比べると均一が悪い転写画像であり、フルカラ
ー等の色重ね現像を想定した場合不利なものであった。
【0050】比較例4 球形フェライトを実施例1に比べ小さな粒径のものとし
た以外は、実施例1同様の方法で磁性キャリア粒子を調
達した。磁性キャリア粒子の平均粒径は85μm、真比
重は4.9g/cm3 であった。トナー粒子は実施例1
で調達したものを用いた。磁性キャリア粒子96重量部
とトナー粒子4重量部を混合し、トナー濃度T/D4%
の現像剤を調達した。この現像剤の実効トナー濃度C e
ffは4.46%である。実施例1同様の実写テストを行
った。キャリア引き評価では、キャリア粒子が多量に採
取された。ベタ濃度の維持性(追従性)評価では1枚目
1.37、100枚目1.20であり、やや画像濃度落
ちが発生した。トナー飛散は比較例3同様良好であっ
た。重ね転写の模擬テストでも実施例1同様ほぼ均一に
転写画像形成されており、フルカラー等の色重ね現像を
想定した場合でも良好なものであった。
【0051】実施例3 実施例1で調達した磁性キャリア粒子を用いた。トナー
粒子はシリコーンオイル0.2部を加えたこと以外は、
下記の通り実施例1同様の方法で調達した。 分岐型ポリエステル系樹脂(実施例1で使用したもの) 91重量部 マゼンタ顔料プレ混練品(実施例1で調達したもの) 15重量部 帯電制御剤(日本カーリット社製LR147) 2重量部 シリコーンオイル(信越化学工業製KF96−500CS) 0.2重量部 (本シリコーンオイルは、ポリジメチルシロキサンよりなり、動粘度が500 センチストークスである。) で配合、混練、粉砕、分級し、未外添トナーを得た。
【0052】実施例1同様にこの未外添トナー100重
量部と疎水性シリカ(日本アエロジル社製R974)
0.4重量部とを混合し、トナー粒子(マゼンタ外添ト
ナー)を調達した。トナー粒子の体積平均粒径は8.2
μm、真比重は1.2g/cm 3 であった。磁性キャリ
ア粒子96重量部とトナー粒子4重量部を混合し、トナ
ー濃度T/D4%の現像剤を調達した。この現像剤の実
効トナー濃度Ceff は3.68%である。実施例1同様
の実写テストを行った。キャリア引き評価では実施例1
同様キャリア粒子は殆ど採取されなかった。ベタ濃度の
維持性(追従性)評価では1枚目1.40、100枚目
1.27であり、安定していることが確認できた。トナ
ー飛散は実施例1より良好で殆どないレベルであった。
重ね転写の模擬テストでも実施例1より均一に転写画像
形成されており、フルカラー等の色重ね現像を想定した
場合でも良好なものであった。
【0053】実施例4 被覆処理する樹脂中に導電剤としてカーボンブラックを
樹脂100重量部に対して5重量部分散含有させたこと
以外は実施例1同様の方法で磁性キャリア粒子を調達し
た。磁性キャリア粒子の平均粒径は105μm、真比重
は4.8g/cm3 であった。トナー粒子は実施例3で
調達したものを用いた。磁性キャリア粒子96重量部と
トナー粒子4重量部を混合し、トナー濃度T/D4%の
現像剤を調達した。この現像剤の実効トナー濃度Ceff
は3.76%である。
【0054】実施例1同様の実写テストを行った。キャ
リア引き評価では実施例1同様キャリア粒子は殆ど採取
されなかった。ベタ濃度の維持性(追従性)評価では1
枚目1.45、100枚目1.36であり、安定してい
ることが確認できた。トナー飛散は実施例1同様僅かに
はあるものの問題のないレベルであった。重ね転写の模
擬テストでも実施例1より均一に転写画像形成されてお
り、フルカラー等の色重ね現像を想定した場合でも良好
なものであった。
【0055】実施例5 コート材として−RNHR′NH2 (R、R′はアルキ
レン基)のアミノ基で部分的に変性されたシリコーン系
樹脂100重量部に導電剤としてカーボンブラック5重
量部を分散含有させたものを用い、球形フェライト10
0重量部をコート材約1重量部で被覆処理し磁性キャリ
ア粒子を調達した。磁性キャリア粒子の平均粒径は10
0μm、真比重は5.0g/cm3 であった。トナー粒
子は実施例3で調達したものを用いた。磁性キャリア粒
子96重量部とトナー粒子4重量部を混合し、トナー濃
度T/D4%の現像剤を調達した。この現像剤の実効ト
ナー濃度Ceff は3.79%である。
【0056】実施例1同様の実写テストを行った。キャ
リア引き評価では実施例1同様キャリア粒子は殆ど採取
されなかった。ベタ濃度の維持性(追従性)評価では1
枚目1.37、100枚目1.25であり、安定してい
ることが確認できた。トナー飛散は実施例1より良好で
殆どないレベルであった。重ね転写の模擬テストでも実
施例1同様ほぼ均一に転写画像形成されており、フルカ
ラー等の色重ね現像を想定した場合でも良好なものであ
った。
【0057】実施例6 コート材として−RNH2 (Rはアルキレン基)のアミ
ノ基で部分的に変性されたシリコーン系樹脂100重量
部に導電剤としてカーボンブラック5重量部を分散含有
させたものを用い、球形フェライト100重量部をコー
ト材約1重量部で被覆処理し磁性キャリア粒子を調達し
た。磁性キャリア粒子の平均粒径は105μm、真比重
は4.9g/cm3 であった。実施例3で調達した未外
添トナーを用い、シリカを日本アエロジル社製R972
0.5重量部に変えたこと以外は実施例3と同様の方
法で外添し、トナー粒子を調達した。トナー粒子の体積
平均粒径は8.2μm、真比重は1.2g/cm3 であ
った。磁性キャリア粒子96重量部とトナー粒子4重量
部を混合し、トナー濃度T/D4%の現像剤を調達し
た。この現像剤の実効トナー濃度Ceff は3.68%で
ある。
【0058】実施例1同様の実写テストを行った。キャ
リア引き評価では実施例1同様キャリア粒子は殆ど採取
されなかった。ベタ濃度の維持性(追従性)評価では1
枚目1.47、100枚目1.32であり画像濃度低下
は実施例1より少し大きいが、安定していることが確認
できた。トナー飛散は実施例1同様僅かにはあるものの
問題のないレベルであった。重ね転写の模擬テストでも
実施例1より均一に転写画像形成されており、フルカラ
ー等の色重ね現像を想定した場合でも良好なものであっ
た。
【0059】 実施例7 分岐型ポリエステル系樹脂(実施例1で用いたもの) 60重量部 顔料 ピグメントイエロー 93 40重量部 を配合混練し、粗砕し、イエロー顔料プレ混練品を調達した。 分岐型ポリエステル系樹脂(実施例1で用いたもの) 60重量部 顔料 ピグメントブルー 15:3 40重量部 を配合混練し、粗砕し、シアン顔料プレ混練品を調達した。 分岐型ポリエステル系樹脂(実施例1で用いたもの) 91重量部 イエロー顔料プレ混練品 15重量部 帯電制御剤(日本カーリット社製LR147) 2重量部 シリコーンオイル(信越化学工業製KF96−500CS) 0.2重量部 で配合、混練、粉砕、分級し、イエロー未外添トナーを得た。 分岐型ポリエステル系樹脂(実施例1で用いたもの) 93重量部 シアン顔料プレ混練品 12重量部 帯電制御剤(日本カーリット社製LR147) 2重量部 シリコーンオイル(信越化学工業製KF96−500CS) 0.2重量部 で配合、混練、粉砕、分級し、シアン未外添トナーを得
た。
【0060】実施例1同様にこれらの未外添トナー10
0重量部と疎水性シリカ(日本アエロジル社製R97
4)0.4重量部とを混合し、イエロートナー粒子(イ
エロー外添トナー)とシアントナー粒子(シアン外添ト
ナー)を調達した。イエロートナー粒子の体積平均粒径
は8.2μm、真比重は1.2g/cm3 であった。シ
アントナー粒子の体積平均粒径は8.1μm、真比重は
1.2g/cm3 であった。実施例4で調達した磁性キ
ャリア粒子96重量部とこれらのトナー粒子4重量部を
混合し、トナー濃度T/D4%のイエロー現像剤とシア
ン現像剤を調達した。イエロー現像剤の実効トナー濃度
Ceff は3.76%である。シアン現像剤の実効トナー
濃度Ceff は3.71%である。
【0061】イエロー及びシアンそれぞれの現像剤、ト
ナー粒子について、実施例1同様のキャリア引き、ベタ
濃度の維持性(追従性)、トナー飛散の実写テストを行
った。キャリア引き評価ではイエロー、シアンともに実
施例1同様キャリア粒子は殆ど採取されなかった。ベタ
濃度の維持性(追従性)評価では、イエローは1枚目
1.32、100枚目1.20であり、シアンは1枚目
1.43、100枚目1.33であり、安定しているこ
とが確認できた。トナー飛散では、イエローは実施例1
より良好で殆どないレベルであった。シアンは実施例1
同様僅かにはあるものの問題のないレベルであった。重
ね転写の模擬テストは、実施例1のテスト方法にならい
1回目の複写はイエロー現像剤でおこない、未定着イエ
ロー画像を用い、シアン現像剤で2回目の複写を行っ
た。外部定着機で定着した。2色の色重ね画像が均一に
転写され緑色の均一な画像が形成されており、フルカラ
ー等の色重ね現像を想定した場合でも良好なものであっ
た。
【0062】
【発明の効果】本発明によれば、キャリア引き、トナー
飛散を防止しつつ、トナー濃度、帯電性ともに安定し、
高印字率プリントにも対応しうる高画質の静電現像剤を
提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 9/10 361 (72)発明者 斉喜 晋一 新潟県上越市福田町1番地 三菱化学株式 会社直江津事業所内 (72)発明者 相原 利彦 新潟県上越市福田町1番地 三菱化学株式 会社直江津事業所内 (72)発明者 金井 孝之 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内 (72)発明者 三ツ橋 和夫 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内 Fターム(参考) 2H005 AA21 BA06 CA02 CA03 CA07 CA08 CA09 CA11 CA12 CA28 CB04 EA05 EA10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともトナー粒子と磁性キャリア粒
    子を含有する静電現像剤において、磁性キャリア粒子は
    球形粒子であり、トナー濃度T/D(%)が式(1)を
    満足し、磁性キャリア粒子は少なくともアミノ基を含有
    する樹脂を含むコート材でコートされていることを特徴
    とする静電現像剤。 T/D>C eff (1) C eff=2・ρt/(2・ρt+X・ρc)×100
    (%) X=R/r T/D:現像剤中のトナー粒子重量含有率(%) ρt:トナー粒子の真密度(g/cm3 ) ρc:磁性キャリア粒子の真密度(g/cm3 ) R :磁性キャリア粒子の平均半径(μm) r :トナー粒子の平均半径(μm)
  2. 【請求項2】 アミノ基を含有する樹脂が、アミノ基が
    結合したシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系
    樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル
    系樹脂、ポリアミド系樹脂の群から選ばれるものである
    ことを特徴とする請求項1に記載の静電現像剤。
  3. 【請求項3】 アミノ基を含有する樹脂を含む樹脂コー
    ト材が、アミノ基を含有する樹脂とアミノ基を含有しな
    いシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、
    スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂
    又はポリアミド系樹脂との混合物であることを特徴とす
    る請求項1に記載の静電現像剤。
  4. 【請求項4】 アミノ基を含有する樹脂を含む樹脂コー
    ト材が、アミノシランカップリング剤を添加したシリコ
    ーン樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の静電
    現像剤。
  5. 【請求項5】 磁性キャリア粒子が体積平均粒径90μ
    m以上のフェライト粒子であることを特徴とする請求項
    1〜4のいずれかに記載の静電現像剤。
  6. 【請求項6】 色の異なるトナー粒子を含有する複数の
    静電現像剤を用い、それらの色の異なるトナー粒子によ
    り転写材上に多色画像を顕像化する多色現像に用いられ
    る静電現像剤であることを特徴とする請求項1〜5のい
    ずれかに記載の静電現像剤。
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