JPH11282211A - 静電荷像用現像剤 - Google Patents

静電荷像用現像剤

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JPH11282211A
JPH11282211A JP8587098A JP8587098A JPH11282211A JP H11282211 A JPH11282211 A JP H11282211A JP 8587098 A JP8587098 A JP 8587098A JP 8587098 A JP8587098 A JP 8587098A JP H11282211 A JPH11282211 A JP H11282211A
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Yoshikazu Nishihara
良和 西原
Ichiro Izumi
一郎 出水
Yoshihiro Mikuriya
義博 御厨
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期の耐刷にわたって現像性に優れ、更にカ
ブリの発生が少なく、安全性にも優れた静電荷電用現像
剤を提供すること。 【解決手段】 少なくともバインダー樹脂、着色剤、お
よび2種類以上の荷電制御材料からなるトナーを含有し
てなる静電荷像用現像剤において、荷電制御材料が正荷
電制御剤および負荷電制御樹脂からなり、正荷電制御剤
および負荷電制御樹脂の合計含有量がバインダー樹脂1
00重量部に対して2〜10重量部であり、正荷電制御
剤および負荷電制御樹脂の含有重量比が100:1〜
3:1であり、負荷電制御樹脂の酸価(KOHmg/
g)とバインダー樹脂100重量部に対する含有量(重
量部)との積が1〜50であることを特徴とする正帯電
性トナーを含有してなる静電荷像用現像剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は正または負に帯電さ
れたトナーを含有してなる静電荷像用現像剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、優れた画像特性を得るため
に、トナーに正と負の荷電制御剤を併用する技術が知ら
れている。例えば、特開昭54−34243号および特
開昭59−232360号公報では正および負の荷電制
御剤を含有してなるトナーが、特開昭57−45555
号公報では一方の荷電制御剤をトナー粒子中に含有さ
せ、他方を該粒子表面に存在させたトナーが、特開昭5
7−64250号公報ではいずれの荷電制御剤もトナー
粒子表面に存在させたトナーが報告されている。
【0003】しかしながら、このようなトナーでは、ト
ナー表面上に存在するか、または現れた負荷電制御剤が
荷電付与材に付着する、いわゆるスペントという現象が
発生し、負荷電性トナーとして用いた場合には、長期の
耐刷によって荷電付与材の荷電能力が低下して、トナー
のカブリや飛散が発生するという問題が生じている。ま
た、上記トナーを正荷電性トナーとして用いた場合に
は、長期の耐刷によって荷電付与材の荷電能力は向上す
るが、トナーの荷電レベルが高くなり過ぎるために、か
えって画像濃度等の現像性が低下するという問題が生じ
ている。さらには、上述した従来の負荷電制御剤には、
CrやCoなどの重金属成分が含まれているために、安
全上の問題が生じている。
【0004】そこで、特開昭63−184762号公報
では、荷電制御剤として負荷電性を有する樹脂(負荷電
制御樹脂)を単独で使用する技術が報告されているが、
かかるトナーでは上述の問題を完全に解決することはで
きず、また、長期の耐刷によって複写画像の画像濃度が
顕著に低下して問題となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、長期の耐刷
にわたって現像性に優れ、更にカブリの発生が少なく、
安全性にも優れた静電荷電用現像剤を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくともバ
インダー樹脂、着色剤、および2種類以上の荷電制御材
料からなるトナーを含有してなる静電荷像用現像剤にお
いて、荷電制御材料が正荷電制御剤および負荷電制御樹
脂からなり、正荷電制御剤および負荷電制御樹脂の合計
含有量がバインダー樹脂100重量部に対して2〜10
重量部であり、正荷電制御剤および負荷電制御樹脂の含
有重量比が100:1〜3:1であり、負荷電制御樹脂
の酸価(KOHmg/g)とバインダー樹脂100重量
部に対する含有量(重量部)との積が1〜50であるこ
とを特徴とする正帯電性トナーを含有してなる静電荷像
用現像剤に関する。
【0007】本発明はまた、少なくともバインダー樹
脂、着色剤、および2種類以上の荷電制御材料からなる
トナーを含有してなる静電荷像用現像剤において、荷電
制御材料が正荷電制御剤および負荷電制御樹脂からな
り、正荷電制御剤および負荷電制御樹脂の合計含有量が
バインダー樹脂100重量部に対して2〜10重量部で
あり、正荷電制御剤および負荷電制御樹脂の含有重量比
が1:100〜1:3であり、負荷電制御樹脂の酸価
(KOHmg/g)とバインダー樹脂100重量部に対
する含有量(重量部)との積が35〜280であること
を特徴とする負帯電性トナーを含有してなる静電荷像用
現像剤に関する。
【0008】本発明においては、トナーに正荷電制御剤
および負荷電制御樹脂を特定量含有させ、かつ負荷電制
御樹脂の酸価(KOHmg/g)とバインダー樹脂10
0重量部に対する含有量(重量部)との積を規定するこ
とにより、長期の耐刷にわたって現像性に優れ、更にカ
ブリの発生が少なく、安全性にも優れた静電荷電用現像
剤を提供することが可能となった。なお、本明細書中、
「負荷電制御樹脂」とはトナーの負への帯電を促進する
よう機能する樹脂をいうものとする。
【0009】本発明において使用される正荷電制御剤と
しては、一般にトナーに正帯電性を付与し得る添加剤と
して使用されているものであれば特に制限されるもので
はなく、公知の正荷電制御剤が挙げられる。例えば、ニ
グロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、四級アン
モニウム塩系化合物等が挙げられ、本発明の目的をより
効果的に達成するための正荷電制御剤としては四級アン
モニウム塩系化合物が特に好ましい。また、このような
正荷電制御剤を2種以上選択して使用することもでき
る。四級アンモニウム塩は潮解性を持たず、かつ水に対
する溶解性や吸湿性の低いものから選定すればよく、融
点100℃以上で分解点が200℃以上であることが好
ましい。
【0010】正荷電制御剤として四級アンモニウム塩系
化合物を使用する場合、該化合物のトナー表面への露出
量として好ましい範囲は、該化合物と該化合物を含むト
ナーとの重量比で、製造しようとするトナーが正帯電性
トナーの場合には0.1〜0.8重量%、好ましくは
0.2〜0.5重量%である。露出量が0.1重量%よ
り少ないとトナー表面の荷電点もしくは荷電面が少ない
ために、トナーの荷電制御が不安定となって下地カブリ
が発生し、画像濃度が低下し易くなる。また0.8重量
%を越えると該化合物の分散性が低下することによっ
て、高湿度環境下におけるトナー帯電量の低下が大きく
なり下地カブリが発生し易くなる。一方、製造しようと
するトナーが負帯電性トナーの場合には0.001〜
0.2重量%、好ましくは0.01〜0.05重量%で
ある。露出量が0.001重量%より少ないとトナーと
逆極性の荷電制御剤による荷電の安定化の効果が少なく
なるために、耐刷に伴ってトナー帯電量が上昇し画像濃
度が低下する傾向がある。また0.2重量%を越える
と、トナーと逆極性の荷電制御剤による荷電の作用が強
くなり過ぎるために、トナー帯電量が低下して下地カブ
リが発生し易くなる。
【0011】さらに、正荷電制御剤としてニグロシン系
染料を使用する場合、該化合物のトナー表面への露出量
として好ましい範囲は、該化合物と該化合物を含むトナ
ーとの重量比で、製造しようとするトナーが正帯電性ト
ナーの場合には0.004〜0.035重量%、好まし
くは0.01〜0.02重量%である。露出量が0.0
04重量%より少ないとトナー表面の荷電点もしくは荷
電面が少ないために、トナーの荷電制御が不安定となっ
て下地カブリが発生し、画像濃度が低下し易くなる。ま
た、0.035重量%を越えると分散性が低下すること
によって、高湿度環境下におけるトナー帯電量の低下が
大きくなり下地カブリが発生し易くなる。一方、製造し
ようとするトナーが負帯電性トナーの場合には0.00
01〜0.0075重量%、好ましくは0.001〜
0.005重量%である。露出量が0.0001重量%
より少ないとトナーと逆極性の荷電制御剤による荷電の
安定化の効果が少なくなるために、耐刷に伴ってトナー
帯電量が上昇し画像濃度が低下する傾向がある。また
0.0075重量%を越えると、トナーと逆極性の荷電
制御剤による荷電の作用が強くなり過ぎるために、トナ
ー帯電量が低下して下地カブリが発生し易くなる。
【0012】なお、本明細書中、露出量とは以下にした
がい測定した値である。所定量のトナーと溶媒(表1参
照)を50ccのスクリュー管に入れて、所定の条件
(表1参照)でトナー表面に露出した正荷電制御剤を溶
出させる。この溶液をろ過した後、分光光度計により溶
出した正荷電制御剤の吸光度を測定し、予め測定した既
知の正荷電制御剤量と吸光度の関係から表面露出量を求
めた。
【0013】
【表1】
【0014】なお、上記正荷電制御剤は、トナーのバイ
ンダー樹脂と相溶性のある樹脂、好ましくはトナーバイ
ンダー樹脂とのマスターバッチとして使用することが望
ましい。このように正荷電制御剤をマスターバッチとし
て使用することにより該制御剤のトナー中での分散性が
向上し、環境変化によっても安定した帯電性が得られ
る。マスターバッチの樹脂として、最も好ましくはトナ
ーバインダー樹脂とともにスチレン系樹脂またはポリエ
ステル系樹脂を用いることである。
【0015】具体的には、正荷電制御剤マスターバッチ
は、樹脂と正荷電制御剤を重量比およそ9:1〜5:5
の割合で加圧ニーダーに仕込み、混練し、冷却した後、
粉砕して得られる。マスターバッチ中の正荷電制御剤の
含有割合が10重量%未満あるいは50重量%を越える
といずれもマスターバッチによる正荷電制御剤の分教効
果が得られ難い。このように正荷電制御剤としてマスタ
ーバッチを使用する場合、当該マスターバッチはマスタ
ーバッチ中の正荷電制御剤が後述の正荷電制御剤の含有
量範囲内になるよう含有される。
【0016】本発明に使用可能な負荷電制御樹脂として
は、トナー表面に負電荷を均一に発生させることがで
き、且つ荷電付与材へのスペントのない材料であれば、
従来の電子写真用トナーに一般的に使用されているもの
でよいが、本発明の目的をより効果的に達成するための
負荷電制御樹脂としては、2−アクリルアミド−2−メ
チルプロパンスルホン酸と、スチレンおよび/またはα
−メチルスチレンとを主成分とする共重合体(以下、単
にAMPSという)が特に好ましい。
【0017】負荷電制御樹脂の酸価は、例えば負荷電制
御樹脂としてAMPSを用いる場合、2−アクリルアミ
ド−2−メチルプロパンスルホン酸の含有率を変えるこ
とによって任意に設定できるが、好ましい範囲は6〜6
0KOHmg/g、より好ましい範囲は15〜40KO
Hmg/g、更により好ましい範囲は25〜35KOH
mg/gである。酸価が6KOHmg/gよりも小さく
なるとトナー表面の荷電点が少なくなり、また酸価が6
0KOHmg/gよりも大きくなるとバインダー樹脂中
への分散が不均一となることから、いずれの場合につい
てもトナー帯電量は低下する。
【0018】負荷電制御樹脂の酸価(KOHmg/g)
とバインダー樹脂100重量部に対する含有量(重量
部)との積は、正帯電性トナーでは1〜50、好ましく
は3〜41、より好ましくは5〜35である。積が1よ
りも小さくなるとトナー表面のマイナス荷電点が少なく
なるために、該負荷電制御樹脂による荷電安定性の効果
が少なくなり、耐刷に伴ってトナー帯電量が上昇して画
像濃度が低下気味となる。また、50よりも大きくなる
と、バインダー樹脂中への分散が不均一となるか、ある
いは該負荷電制御樹脂によるマイナス荷電の影響が強く
なるために、いずれの場合についてもトナー帯電量は低
下する。一方、負帯電性トナーでは当該積は35〜28
0、好ましくは60〜240、より好ましくは85〜2
20である。積が35よりも小さくなるとトナー表面の
荷電点が少なくなり、積が280よりも大きくなるとバ
インダー樹脂中への分散が不均一となることから、いず
れの場合についてもトナー帯電量は低下して下地カブリ
が発生し易くなる。
【0019】このような負荷電制御樹脂における重量平
均分子量(Mw)の好ましい範囲は2000〜1500
0、より好ましい範囲は3000〜10000であり、
更により好ましい範囲は3500〜7000である。M
wが2000よりも小さくなると高湿度環境下における
トナー帯電量が低下が大きくなる。一方、Mwが150
00よりも大きくなるとバインダー樹脂中への分散が不
均一となって、所望のトナー帯電量が得られ難くなる。
【0020】負荷電制御樹脂は、公知の重合方法、例え
ば、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法
等によって得ることができるが、生産性および安全性の
観点から溶液重合法を採用して合成することが好まし
い。例えば、上記のAMPSを合成する際には、使用さ
れる2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン
酸と、スチレンおよび/またはα−メチルスチレンとの
重量比を2:98〜20:80、好ましくは5:95〜
15:85、より好ましくは5:95〜10:90とす
ることが望ましい。2−アクリルアミド−2−メチルプ
ロパンスルホン酸の割合が上記範囲より低いと所望の酸
価が得られず、トナー表面の荷電点が少なくなり、また
高いとバインダー樹脂中への分散が不均一となることか
ら、いずれの場合についてもトナー帯電量は低下する。
【0021】上記の2−アクリルアミド−2−メチルプ
ロパンスルホン酸と、スチレンおよび/またはα−メチ
ルスチレンとを主成分とする共重合体を合成するに際し
て使用することのできる開始剤としては、ラウロイルパ
ーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル等の公知の
開始剤を所望の樹脂分子量を得るために任意量使用する
ことができる。また、溶液重合法を採用して合成する場
合の溶媒としては従来から溶液重合法で使用されている
公知の有機溶媒、例えば、トルエン、キシレン、メタノ
ール等が使用可能である。
【0022】本発明において使用される上記のような正
荷電制御剤と負荷電制御樹脂は合計量でバインダー樹脂
100重量部に対して2〜10重量部、好ましくは3〜
7重量部含有されている。両者の合計量が2重量部より
少ないとトナー表面の荷電点もしくは荷電面が少ないた
めに、トナーの荷電制御が不安定となって下地カブリが
発生し、画像濃度が低下する。また、10重量部を越え
ると、各々の荷電制御材料の分散性が低下することによ
って、高湿度環境下におけるトナー帯電量が低下が大き
くなり下地カブリが発生する。なお、以下、バインダー
樹脂100重量部とは、正荷電制御剤として樹脂とのマ
スターバッチを使用する場合、トナーバインダー樹脂と
マスターバッチの樹脂との合計量100重量部を意味す
るものとする。
【0023】また、正荷電制御剤および負荷電制御樹脂
の含有重量比は正帯電性トナーでは100:1〜3:
1、好ましくは50:1〜5:1、より好ましくは2
0:1〜5:1であり、負帯電性トナーでは1:100
〜1:3、好ましくは1:50〜1:5、より好ましく
は1:20〜1:5である。正帯電性トナーでは正荷電
制御剤の比率が上記範囲を越えると、トナーと逆極性の
負荷電制御樹脂による荷電の安定化の効果が少なくなる
ために、耐刷に伴ってトナー帯電量が上昇し画像濃度が
低下気味となる。逆に、当該比率が上記範囲を下まわる
と、トナーと逆極性の負荷電制御樹脂による荷電の作用
が強くなり過ぎるために、トナー帯電量が低下して下地
カブリが発生し易くなる。一方、負帯電性トナーでは負
荷電制御樹脂の比率が上記範囲を越えると、トナーと逆
極性の正荷電制御剤による荷電の安定化の効果が少なく
なるために、耐刷に伴ってトナー帯電量が上昇し画像濃
度が低下気味となる。逆に、当該比率が上記範囲を下ま
わると、トナーと逆極性の正荷電制御剤による荷電の作
用が強くなり過ぎるために、トナー帯電量が低下して下
地カブリが発生し易くなる。
【0024】本発明においては、上記のような正および
負の荷電制御材料を2種類以上使用し、かつそれらの含
有量および含有比を規定することによって、耐刷時にお
ける負の荷電制御材料の荷電付与材へのスペントが発生
しないため、長期にわたって荷電付与部材の荷電能力を
維持することができると考えられる。また、上記のよう
な荷電制御材料にはCrやCoなどの重金属成分が含ま
れていないため、本発明の現像剤は安全性にも優れてい
る。
【0025】本発明の現像剤に含まれるトナーは少なく
とも、上記の正荷電制御剤および負荷電制御樹脂、バイ
ンダー樹脂および着色剤からなっている。
【0026】本発明に使用し得るバインダー樹脂は従来
トナー用バインダー樹脂として使用されてきたスチレン
系共重合体樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂
などを任意に使用できる。
【0027】本発明によるスチレン系共重合体樹脂を構
成するスチレン系単量体の例としては、スチレン、α−
メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−tert−
ブチルスチレン、p−クロルスチレン等のスチレン系単
量体およびその誘導体を用いることができる。
【0028】また、スチレン系単量体に共重合させる単
量体としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸n−
プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n
−ブチル、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−ペンチル、メタクリル酸イソ
ペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸3
−(メチル)ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリ
ル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシ
ル、メタクリル酸ウンデシルおよびメタクリル酸ドデシ
ル等のメタクリル酸アルキルエステル;アクリル酸メチ
ル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピ
ル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、ア
クリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、アクリ
ル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル
酸3−(メチル)ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリ
ル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、
アクリル酸ウンデシルおよびアクリル酸ドデシル等のア
クリル酸アルキルエステル;アクリル酸、メタクリル
酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸;ア
クリロニトリル、マレイン酸エステル、イタコン酸エス
テル、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニ
ルメチルエチルケトン、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およびビニルイ
ソブチルエーテル等のビニル系単量体を用いることがで
きる。好ましくはメタクリル酸アルキルエステル(アル
キル基の炭素数1〜17)、アクリル酸アルキルエステ
ル(アルキル基の炭素数1〜17)を用いることができ
る。
【0029】本発明において使用され得るポリエステル
系樹脂としては、以下のポリエステル樹脂Aまたはポリ
エステル樹脂Bを単独で、またはこれらを混合して使用
することができる。
【0030】ポリエステル樹脂Aは、エーテル化ジフェ
ノール類と、2価のカルボン酸又はその酸無水物又はそ
の低級アルキルエステルとを重縮合することにより、あ
るいは、エーテル化ジフェノール類と、2価のカルボン
酸又はその酸無水物又はその低級アルキルエステルと、
3価以上の多価カルボン酸又はその酸無水物又はその低
級アルキルエステル又は3価以上の多価アルコールとを
重縮合することにより得られる。
【0031】ポリエステル樹脂Aを構成するエーテル化
ジフェノール類としては、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)プロパン等の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(2,0)−2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のポリオキシエ
チレン化ビスフェノールAを挙げることができる。
【0032】2価のカルボン酸成分としては、例えば、
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、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、
シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、
セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、アルケニルコハ
ク酸またはアルキルコハク酸、これらの酸の無水物ある
いは低級アルキルエステルを挙げることができる。
【0033】3価以上の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(トリメリッ
ト酸)、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,
5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフ
タレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボ
ン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−
ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシ
プロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン
酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,
7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、
これらの無水物、低級アルキルエステル等を挙げること
ができる。
【0034】3価以上の多価アルコールとしては、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、ジペ
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−ペンタトリオ
ール、グリセロール、2−メタ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−
トリヒドロキシメチルベンゼン等を挙げることができ
る。
【0035】特に、エーテル化ジフェノール類としては
ポリオキシエチレン化ビスフェノールAとポリオキシプ
ロピレン化ビスフェノールAとを併用し、2価のカルボ
ン酸類として2価芳香族カルボン酸を使用し、且つ3価
以上の多価カルボン酸類として3価芳香族カルボン酸を
使用して得られたポリエステル樹脂Aが好ましい。
【0036】ポリエステル樹脂Aとしては、軟化点が1
05〜112℃のものを使用し、それによりトナーの低
温定着性を向上させることができる。軟化点が105℃
未満ではトナーのつぶれが容易に起こりリドット再現性
が低下し、112℃より高いと定着性向上の効果が不十
分となる。
【0037】ポリエステル樹脂Bは、ポリエステル樹脂
Aの構成モノマーとして使用するものと同様のエーテル
化ジフェノール類、2価のカルボン酸類および3価以上
の多価カルボン酸類を使用する。
【0038】特に、エーテル化ジフェノール類としてポ
リオキシエチレン化ビスフェノールAとポリオキシプロ
ピレン化ビスフェノールAとを併用し、2価のカルボン
酸類として2価芳香族カルボン酸と2価脂肪族カルボン
酸とを併用し、且つ3価以上の多価カルボン酸類として
3価芳香族カルボン酸を使用して得られたポリエステル
樹脂Bが好ましい。
【0039】ポリエステル樹脂Bとしては、軟化点が1
50〜155℃のものを使用する。軟化点が150℃未
満ではオフセットが生じ易くなり、また155℃より高
いとトナーの定着性を阻害してしまう。
【0040】ポリエステル樹脂Aとポリエステル樹脂B
とを重量比で75:25〜40:60の範囲で使用する
ことにより、トナーとして定着時のつぶれによる広がり
が小さくドット再現性に優れており、さらに幅広い定着
可能領域を確保することができる。また、両面画像形成
時(定着ロールを2度通過時)にも優れたドット再現性
を維持することができる。ポリエステル樹脂Aの割合が
上記範囲より少ない場合は、低温定着性が不十分となり
幅広い定着可能領域を確保できなくなる。また、ポリエ
ステル樹脂Bの割合が上記範囲より少ない場合は、定着
時のトナーのつぶれが大きくなり、ドット再現性が低下
する。
【0041】本発明に使用される着色剤は特に限定され
るものではなく、従来電子写真で使用されてきた着色剤
を用いることができ、以下のものが例示できる。
【0042】黒色顔料としては、カーボン・ブラック、
酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、
フェライト、マグネタイトなどを使用することができ
る。
【0043】黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミ
ウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロ
ー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナ
フトールイエローS、バンザーイエローG、バンザーイ
エロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエ
ローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエ
ローNCG、タートラジンレヘーキなどを使用すること
ができる。
【0044】赤色顔料としては、赤色黄鉛、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、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアント
オレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブ
リリアントオレンジGK、ベンガラ、カドミウムレッ
ド、鉛丹、パーマネントレッド4R、リソールレッド、
ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、レーキレッド
C、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオ
シンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、
ブリリアントカーミン3B、パーマネントオレンジGT
R、バルカンファストオレンジGG、パーマネントレッ
ドF4RH、パーマネントカーミンFBなどを使用する
ことができる。
【0045】青色顔料としては、紺青、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などを使用することができる。
【0046】なお、これらの着色剤の含有量については
特に限定的ではないが、通常、バインダー樹脂100重
量部に対して1〜20重量部、好ましくは3〜15重量
部になるようにする。
【0047】また、本発明の現像剤に含まれるトナーに
はオフセット防止剤、磁性粉等の他の添加剤を含有させ
てもよい。
【0048】オフセット防止剤としては特に限定される
ものではなく、例えばポリエチレンワックス、、カルナ
バワックス、サゾールワックス、ライスワックス、キャ
ンデリラワックス、ホホバ油ワックス、蜜ろうワックス
等が使用可能である。このようなワックスの添加量は、
バインダー樹脂100重量部に対して0.5〜7重量
部、好ましくは2〜5重量部が好ましい。これは添加量
が0.5重量部より少ないと添加による効果が不十分と
なり、7重量部より多くなると耐熱性や帯電性、および
感光体へのフィルミング性が低下するためである。
【0049】なお、トナーバインダー樹脂として上記の
ポリエステル樹脂AまたはBを使用する場合は、酸化型
ポリオレフィンワックスを使用することが好ましい。ポ
リエステル樹脂Bは、その構成成分として含む3価以上
の多価カルボン酸類による網目構造を有しており、通常
離型剤として使用されている低分子量ポリエチレンやポ
リプロピレン等では特に相溶性が低くオフセット現象を
十分に防止できず、また、製造時粉砕工程で遊離した離
型剤が微粒子としてトナー中に混入し、それが感光体に
融着(フィルミング)したり、キャリアに付着(スペン
ト)するという問題が生じるためである。
【0050】ポリエステル樹脂AおよびBに有効な酸化
型ポリオレフィンワックスはその構造内に極性基(カル
ボキシル基)を有しているため、その末端に極性基を有
しているポリエステル樹脂Aおよびポリエステル樹脂B
に対して優れた相溶性を示し、上述した離型剤の感光体
等への付着の問題を生じることなく優れたオフセット現
象防止効果を得ることができる。
【0051】酸化型ポリオレフィンワックスとしては、
例えば、市販されているものでは、サンワックスE−2
50P(酸価19.5:三洋化成工業社製)、サンワッ
クスE−310(酸価15:三洋化成工業社製)、ハイ
ワックス4052E(酸価20:三井石油化学工業社
製)、ハイワックス4053E(酸価25:三井石油化
学工業社製)、ハイワックス4202E(酸価17:三
井石油化学工業社製)等の酸化型ポリエチレンワック
ス、ビスコールTS−200(酸価3.5:三洋化成工
業社製)等の酸化型ポリプロピレンワックス等が挙げら
れ、酸価が3〜25程度のものが好ましい。
【0052】上記酸化型ポリオレフィンワックスはトナ
ーのバインダー樹脂100重量部に対して1.0〜6.
0重量部の範囲で添加する。添加量が1.0重量部より
少ないと十分なオフセット防止効果が得られず、6.0
重量部より多いとバインダー樹脂に対して十分に相溶せ
ず感光体へのフィルミング等が生じやすくなる。
【0053】磁性粉としては公知のものを使用すること
ができ、例えば、フェライト、マグネタイト、鉄等を単
独あるいは混合して使用することができる。磁性粉の含
有量はバインダー樹脂100重量部に対して1〜20重
量部程度が適当である。
【0054】本発明の現像剤に含まれるトナーは、上記
の正荷電制御剤、負荷電制御樹脂、バインダー樹脂、着
色剤およびその他の所望の添加剤を使用し、混練・粉砕
法、懸濁重合法、乳化重合法、乳化分散造粒法、カプセ
ル化法等その他の公知の方法により製造することができ
る。これらの製造方法の中で、製造コストおよび製造安
定性の観点から混練・粉砕法が好ましい。
【0055】混練・粉砕法によりトナーを製造するに際
しては、上記材料をヘンシェルミキサー等の混合機で混
合する工程、この混合物を溶融・混練する工程、この混
練物を冷却後粗粉砕する工程、この粗粉砕粒子を微粉砕
する工程、得られた微粉砕粒子を分級する工程によりト
ナーを製造する。また、現像剤の流動性向上のために、
得られたトナーに、所望により流動化剤を添加、混合す
ることもできる。本発明の現像剤に含まれるトナーは、
体積平均粒径を4〜12μm、好ましくは6〜11μm
に調整することが画像の高精細再現性の観点から好まし
い。
【0056】流動化剤としては、シリカ微粒子、二酸化
チタン微粒子、アミルナ微粒子、フッ化マグネシウム微
粒子、炭化ケイ素微粒子、炭化ホウ素微粒子、炭化チタ
ン微粒子、炭化ジルコニウム微粒子、窒化ホウ素微粒
子、窒化チタン微粒子、窒化ジルコニウム微粒子、マグ
ネタイト微粒子、二硫化モリブデン微粒子、ステアリン
酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸マグネシウム微粒
子、ステアリン酸亜鉛微粒子等が挙げられる。
【0057】なお、これらの微粒子は、シランカップリ
ング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコー
ンオイル等で疎水化処理して用いることが望ましい。流
動化剤の量は、トナー100重量部に対して0.05〜
5重量部、好ましくは0.1〜3重量部用いることが望
ましい。
【0058】以上のようにして得られる本発明の現像剤
は、キャリアを使用しない1成分現像剤、キャリアとと
もに使用する2成分現像剤いずれにおいても使用可能で
ある。本発明のトナーとともに使用するキャリアとして
は、公知のキャリアを使用することができ、例えば、鉄
粉、フェライト等の磁性粒子よりなるキャリア、磁性粒
子表面を樹脂等の被覆剤で被覆したコート型キャリア、
あるいはバインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してな
るバインダー型キャリア等いずれも使用可能である。こ
のようなキャリアとしては体積平均粒径が15〜100
μm、好ましくは20〜80μmのものが好適である。
【0059】正帯電性トナーを含む現像剤を用いるとき
に好ましいキャリアは、トナーに対する荷電性、即ち表
面に負帯電性の樹脂が存在するキャリアである。このよ
うな樹脂としてはポリエステル系樹脂、ポリエチレン等
のポリオレフィン系樹脂、テトラフルロエチレン、フッ
化ビニリデン、含フッ素ビニル系単量体の単独重合体あ
るいは他のビニル系単量体との共重合体等の含フッ素系
樹脂等が挙げられる。特に好ましいのは上記負帯電性樹
脂を被覆したコート型キャリア、あるいは上記負帯電性
樹脂中に磁性体微粉末を分散してなるバインダー型キャ
リアが、帯電性の観点から好ましい。
【0060】本発明トナーを負帯電性トナーとして用い
るときは表面に正帯電性の樹脂が存在するキャリアが好
ましい。このような樹脂としてはアクリル系樹脂、スチレ
ン-アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。
以下の実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
【0061】
【実施例】本実施例中、「熱可塑性スチレン−アクリル
樹脂」とはスチレン−アクリル酸ブチル−メタクリル酸
ブチル−メタクリル酸共重合体(モノマー重量比=7:
1.4:1.4:0.2、酸価6.5KOHmg/g)
を、「ポリエステル樹脂a」と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735g、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29
2.5g、テレフタル酸448.2g、トリメリット酸
22gを反応させたものを、「ポリエステル樹脂b」と
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735g、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292.5g、テレフタル酸249
g、コハク酸177g、トリメリット酸22gを反応さ
せたものを指すものとする。
【0062】(負荷電制御樹脂A〜Cの合成)メタノー
ル300g、トルエン100g、スチレン540g、2
−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(A
MPS)60g、ラウロイルパーオキサイド(開始剤)
12gを2lフラスコに仕込み、窒素導入下65℃で撹
拌を加えながら10時間溶液重合した。この重合体を減
圧により乾燥した後、ジェットミルを用いて粉砕して負
荷電制御樹脂A(粒径 2mm以下)を得た。この樹脂
の重量平均分子量(Mw)は5200、酸価は30.1
であった。
【0063】また、スチレン、AMPSおよび開始剤の
使用量を表2に示すように変更したこと以外、負荷電制
御樹脂Aの合成方法と同様にして、負荷電制御樹脂Bお
よびCを得た。これらの樹脂の重量平均分子量(Mw)
および酸価を、原材料の使用量とともに表2にまとめて
示す。
【0064】
【表2】
【0065】(正荷電制御剤マスターバッチの製造)以
下の実施例および比較例で正荷電制御剤としてマスター
バッチタイプのものを使用する場合は、当該実施例また
は比較例で使用されるバインダー樹脂、すなわち熱可塑
性スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂aまたは
ポリエステル樹脂bと、四級アンモニウム塩系化合物と
の正荷電制御剤マスターバッチを使用した。その製造方
法は以下の通りである。なお、トナーバインダー樹脂と
してポリエステル樹脂aおよびbの混合物が使用されて
いる場合には、当該比率の混合樹脂をマスターバッチ樹
脂として用いた。
【0066】上記マスターバッチ樹脂および四級アンモ
ニウム塩系化合物を、重量比およそ7:3の割合で加圧
ニーダーに仕込み、120℃で1時間混練した。冷却後
にハンマーミルで粗粉砕し、正荷電制御剤含有率30重
量%の正荷電制御剤マスターバッチを得た。
【0067】 実施例1 ・熱可塑性スチレン−アクリル樹脂 93重量部 ・正荷電制御剤(四級アンモニウム塩マスターバッチ) 10重量部 四級アンモニウム塩(P−53;オリエント化学社製) ・負荷電制御樹脂A 0.5重量部 ・カーボンブラック(モーガルL;キャボット社製) 10重量部 ・ポリプロピレンワックス(軟化点約145℃) 4重量部 (ビスコール660P;三洋化成社製) ・磁性粉(BR−605;チタン工業社製) 2重量部
【0068】以上の材料をヘンシェルミキサー(容量7
51)を用いて、3000rpmで3分間混合した。混
合物を図1に示すごときスクリュー押出混練機(TEM
50;東芝機械社製)により、温度120℃、供給量3
0kg/hr、スクリュー回転数150rpmの条件で
連続押出混練した後、ニップ幅1mmのプレスローラ
(4)で圧延し、更にベルトクーラー(6)上で強制水
冷した。
【0069】この混練物をフェザーミル(2mmメッシ
ュ)で粗粉砕した。粗粉砕物を機械式粉砕機(クリプト
ンKTM−O型;川崎重工業社製)で11μmまで微粉
砕し、自然気流式分級機を備えたジェットミル(IDS
−2型;日本ニューマチック社製)で粗粉のカットをお
こない、さらに回転ロータ式分級機(50ATP分級
機;ホソカワミクロン社製)で微粉のカットを行い、体
積平均粒径11μmのトナーを得た。得られたトナーに
疎水性シリカ(R−974;日本アエロジル社製)0.
15重量%を添加処理した。
【0070】実施例2〜8および比較例1〜7 表3または表4に示すバインダー樹脂、正荷電制御剤お
よび負荷電制御樹脂を、当該表に記載の添加量で使用し
たこと以外、実施例1と同様にして、トナーを得た。な
お、カーボンブラック、ポリプロピレンワックスおよび
磁性粉については、実施例1と同様のものを、同量使用
した。
【0071】上記の実施例および比較例で得られたトナ
ーをキャリアと混合重量比6:94(トナー:キャリ
ア)で混合し、得られた現像剤を以下の評価項目につい
て評価した。なお、キャリアは後述のキャリアa〜cを
使用した。
【0072】(1)帯電量 正帯電性トナーを使用した現像剤については複写機EP
4050(ミノルタ社製)、負帯電性トナーを使用した
現像剤については複写機Di−30(ミノルタ社製)を
使用して10万枚複写させた後、現像剤をサンプリング
し、精密天秤で計量した現像剤1gを図2に示す帯電装
置の導電性スリーブ(41)の表面全体に均一になるよ
うに載せると共に、この導電性スリーブ(41)内に設
けられたマグネットロール(42)の回転数を100r
pmにセットした。
【0073】そして、バイアス電源(43)よりバイア
ス電圧をトナーの帯電電位と同一極性で3KV印加し、
30秒間上記導電性スリーブ(41)を回転させ、この
導電性スリーブ(41)を停止させた時点での円筒電極
(44)における電位Vmを読み取ると共に、上記導電
性スリーブ(41)からこの円筒電極(44)に付着し
たトナーの重量を精密天秤で計量して、各トナーの平均
帯電量(μC/g)を求めた。
【0074】(2)画像濃度(ID) 正帯電性トナーを使用した現像剤については複写機EP
4050(ミノルタ社製)、負帯電性トナーを使用した
現像剤については複写機Di−30(ミノルタ社製)を
使用して10万枚複写させ、トナーを複写紙上に定着さ
せた後、ベタ部の画像濃度をマクベス反射濃度計(RD
920;マクベス社製)により測定し、以下のランク付
にしたがって評価した。 ◎:ID1.4以上; ○:ID1.2以上1.4未満; △:ID1.0以上1.2未満; ×:ID1.0未満。
【0075】(3)下地カブリ 複写されるべき画像に白紙を用いたこと以外、画像濃度
評価と同様にして、10万枚複写した後、複写画像にお
けるトナーカブリを観察し、以下のようにランク付し
た。 ○:カブリはほとんど観察されなかった; △:カブリが若干認められたが、実用上問題なかった; ×:トナーカブリが多かった。
【0076】以上の評価結果を、使用したキャリア種な
らびにトナーの製造で使用したバインダー樹脂、正荷電
制御剤および負荷電制御樹脂の種類および添加量等とと
もに以下の表3および表4に示す。
【0077】
【表3】
【0078】
【表4】
【0079】なお、表3および表4において、1)「S
t−Ac」は熱可塑性スチレン−アクリル樹脂を、「P
ES−a」はポリエステル樹脂aを、「PES−b」は
ポリエステル樹脂bを示す。2)「マスターバッチ時の
添加量」は、正荷電制御剤がマスターバッチタイプであ
るとき、当該マスターバッチに含まれるバインダー樹脂
の量の換算値を意味する。3)正荷電制御剤の種におい
て「4級アンモニウム塩M」は4級アンモニウム塩マス
ターバッチを示し、その他は正荷電制御剤をそのまま用
いたことを示す。4)正荷電制御剤の「添加量」とは、
正荷電制御剤がマスターバッチタイプであるとき、当該
マスターバッチに含まれる正荷電制御剤の量の換算値を
意味する。
【0080】ここで、酸価は以下にしたがって測定し
た。中和したキシレン/n−ブタノール混合溶媒に精秤
した試料を溶解し、予め標定された0.1N−水酸化カ
リウムのアルコール溶液で滴定し、その中和量を次式に
より算定した。
【0081】
【数1】 (Fは0.1N−水酸化カリウムのアルコール溶液のフ
ァクター)
【0082】 (キャリアaの製造) キャリアaとしてバインダー型キャリアを以下のごとく製造した。 成 分 重量部 ・ポリエステル樹脂(花王社製;NE−1110) 100 ・無機磁性粉(TDK社製;MFP−2) 500 ・カーボンブラック(三菱化成社製;MA#8) 2
【0083】上記材料をヘンシェルミキサーにより充分
混合、粉砕し、次いでシリンダ部180℃、シリンダヘ
ッド部170℃に設定した押しだし混練機を用いて、溶
融混練した。混練物を冷却、粗粉砕後、ジェットミルで
微粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級し、体積平均
粒径55μmのキャリアaを得た。
【0084】 (キャリアbの製造) キャリアbとしてコート型キャリア(ポリエステル樹脂コート型)を製造した 。まずコート樹脂を製造した。 ・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 350g ・ポリオキシエチレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル) プロパン 330g ・イソフタル酸 400g ・ジブチル錫オキシド 2g
【0085】上記組成をガラス製3リットルの4つ口フ
ラスコに入れ、温度計、ステンレス製撹拌棒、流下式コ
ンデンサー、及び窒素導入管を取りつけ、マントルヒー
ターの中で窒素気流下、200℃にて撹拌しつつ、反応
させ、15KOHmg/gのポリエステル樹脂を得た。
【0086】上記ポリエステル樹脂をトルエンで希釈
し、固形比2重量%のポリエステル樹脂溶液を調合し
た。芯材として焼成フェライト粉(F−300;平均粒
径:50μm、嵩密度:2.53g/cm;パウダーテ
ック社製)を用い、上記ポリエステル樹脂溶液を芯材に
対する被覆樹脂量が約1重量%になるようにスピラーコ
ーター(岡田精工社製)により塗布し、乾燥した。得ら
れたキャリアを熱風循環式オープン中にて170℃で2
時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを、
見開き210μmと90μmのスクリーンメッシュを取
り付けたフルイ振盪器を用いて解砕し、樹脂コートされ
たフェライト粉とした。このフェライト粉に対し、上記
塗布焼成、解砕をさらに3回繰り返し、体積平均粒径5
3μmのキャリアbを得た。
【0087】(キャリアcの製造)キャリアcとしてコ
ート型キャリアを製造した。撹拌器、コンデンサー、温
度計、窒素導入管、滴下装置を備えた容量500mlの
フラスコにメチルエチルケトンを100重量部仕込ん
だ。窒素雰囲気下80℃でメチルメタクリレート36.
7重量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート5.1
重量部、3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチ
ルシロキシ)シラン58.2重量部および、1,1’−
アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)1重
量部を、メチルエチルケトン100重量部に溶解させて
得られた溶液を2時間にわたり反応器中に滴下し、5時
間熟成させた。
【0088】得られた樹脂に対して、架橋剤としてイソ
ホロンジイソシアネート/トリメチロールプロパンアダ
クト(IPDI/TMP系:NCO%=6.1%)をO
H/NCOモル比率が1/1となるように調整した後メ
チルエチルケトンで希釈して固定比3重量%であるコー
ト樹脂溶液を調整した。
【0089】コア材として焼成フェライト粉F−300
(体積平均粒径:50μm、パウダーテック社製)を用
い、上記コート樹脂溶液をコア材に対する被覆樹脂量が
1.5重量%になるようにスピラコーター(岡田精工社
製)により塗布・乾燥した。
【0090】得られたキャリアを熱風循環式オーブン中
にて、160℃で1時間放置して焼成した。冷却後、フ
ェライト粉バルクを目開き106μmと75μmのスク
リーンメッシュを取り付けたフルイ振とう器を用いて解
砕し、キャリアcを得た。
【0091】
【発明の効果】本発明の現像剤は、長期の耐刷にわたっ
て画像濃度等の現像性に優れ、更にカブリの発生が少な
く、安全性にも優れている。本発明の現像剤は特に、帯
電性の低下が起こりにくい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 プレスローラーを備えた混練機の概略構成図
を示す。
【図2】 試験用帯電測定装置の概略構成図を示す。
【符号の説明】
1:トナー混合物、2:加熱ジャケット、3:混練ゾー
ン、4:プレスローラー、5:帯状成型物、6:コンベ
ア、41:導電性スリーブ、42:マグネットロール、
43:パイアス電源、44:円筒電極

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともバインダー樹脂、着色剤、お
    よび2種類以上の荷電制御材料からなるトナーを含有し
    てなる静電荷像用現像剤において、荷電制御材料が正荷
    電制御剤および負荷電制御樹脂からなり、正荷電制御剤
    および負荷電制御樹脂の合計含有量がバインダー樹脂1
    00重量部に対して2〜10重量部であり、正荷電制御
    剤および負荷電制御樹脂の含有重量比が100:1〜
    3:1であり、負荷電制御樹脂の酸価(KOHmg/
    g)とバインダー樹脂100重量部に対する含有量(重
    量部)との積が1〜50であることを特徴とする正帯電
    性トナーを含有してなる静電荷像用現像剤。
  2. 【請求項2】 少なくともバインダー樹脂、着色剤、お
    よび2種類以上の荷電制御材料からなるトナーを含有し
    てなる静電荷像用現像剤において、荷電制御材料が正荷
    電制御剤および負荷電制御樹脂からなり、正荷電制御剤
    および負荷電制御樹脂の合計含有量がバインダー樹脂1
    00重量部に対して2〜10重量部であり、正荷電制御
    剤および負荷電制御樹脂の含有重量比が1:100〜
    1:3であり、負荷電制御樹脂の酸価(KOHmg/
    g)とバインダー樹脂100重量部に対する含有量(重
    量部)との積が35〜280であることを特徴とする負
    帯電性トナーを含有してなる静電荷像用現像剤。
  3. 【請求項3】 負荷電制御樹脂が、2−アクリルアミド
    −2−メチルプロパンスルホン酸と、スチレンおよび/
    またはα−メチルスチレンとを主成分とする共重合体で
    あることを特徴とする請求項1または2に記載の静電荷
    像用現像剤。
  4. 【請求項4】 正荷電制御剤として正荷電制御剤とスチ
    レン系樹脂またはポリエステル系樹脂とのマスターバッ
    チを使用することを特徴とする請求項1〜3いずれかに
    記載の静電荷像用現像剤。
  5. 【請求項5】 正荷電制御剤が四級アンモニウム塩であ
    ることを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の静電
    荷像用現像剤。
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