JP3069933B2 - 静電荷像現像用カラートナー - Google Patents

静電荷像現像用カラートナー

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JP3069933B2
JP3069933B2 JP4191418A JP19141892A JP3069933B2 JP 3069933 B2 JP3069933 B2 JP 3069933B2 JP 4191418 A JP4191418 A JP 4191418A JP 19141892 A JP19141892 A JP 19141892A JP 3069933 B2 JP3069933 B2 JP 3069933B2
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誠 神林
達哉 中村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、潜像を顕像化する方法
に用いられるカラートナーに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法は米国特許第2,297,6
91号明細書等に記載されている如く、多数の方法が知
られており、一般には光導電性物質を利用し、種々の手
段で感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をト
ナーを用いて現像し、必要に応じて紙等の転写部材にト
ナー画像を転写した後、加熱、圧力、或いは溶剤蒸気等
により定着し複写物を得る。また、トナーを用いて現像
する方法、或いはトナー画像を定着する方法としては、
従来各種の方法が提案され、それぞれの画像形成プロセ
スに適した方法が採用されている。
【0003】従来、これらの目的に用いるトナーは一般
に熱可塑性樹脂中に染・顔料からなる着色剤を溶融混合
し、均一に分散した後、微粉砕装置、分級機により所望
の粒径を有するトナーを製造してきた。
【0004】この製造方法はかなり優れたトナーを製造
し得るが、ある種の制限、即ちトナー用材料の選択範囲
に制限がある。例えば樹脂着色剤分散体が充分に脆く、
経済的に可能な製造装置で微粉砕し得るものでなくては
ならない。ところがこういった要求を満たすために樹脂
着色剤分散体を脆くすると、実際に高速で微粉砕した場
合に形成された粒子の粒径範囲が広くなり易く、特に比
較的大きな割合の微粒子がこれに含まれるという問題が
生ずる。さらに、このように脆性の高い材料は、複写機
等現像用に使用する際、さらなる微粉砕ないしは粉化を
受け易い。また、この方法では、着色剤等の固体微粒子
を樹脂中へ完全に均一に分散することは困難であり、そ
の分散の度合によっては、カブリの増大、画像濃度の低
下や混色性・透明性の不良の原因となるので、分散に注
意を払わなければならない。また、破断面に着色剤が露
出することにより、現像特性の変動を引き起こす場合も
ある。
【0005】一方、これら粉砕法によるトナーの問題点
を克服するため、特公昭36−10231号、同43−
10799号及び同51−14895号公報等により懸
濁重合法によるトナーの製造方法が提案されている。懸
濁重合法においては、重合性単量体、着色剤、重合開始
剤さらに必要に応じて架橋剤、荷電制御剤、その他添加
剤を均一に溶解又は分散せしめて単量体組成物とした
後、この単量体組成物を分散安定剤を含有する連続相、
例えば水相中に適当な撹拌機を用いて分散し、同時に重
合反応を行なわせ、所望の粒径を有するトナー粒子を得
る。
【0006】この方法は粉砕工程が全く含まれないた
め、トナーに脆性が必要ではなく軟質の材料を使用する
ことができ、また、粒子表面への着色剤の露出等が生ぜ
ず、均一な摩擦帯電性を有するという利点がある。
【0007】しかしながら、従来の懸濁重合でトナーを
得る場合、トナーは球状のものが得られ、高画質に適し
たものとなるが、球状のトナーは各種外添剤を添加して
も、その特性が劣化しやすく、耐久性が充分なトナーを
得ることは困難であった。また、球形トナーは、感光体
への付着力が強く、転写工程後のトナークリーニングが
不十分となりやすいとの報告もいくつか見られる。
【0008】それに加えて、キャリアとの接触帯電にお
いて帯電量が過大となりやすく、特に、低温低湿下にお
いては、キャリア離れが著しく低下し、現像性の悪化さ
らには、トナーのドラム上への転写性も著しく低下する
等々のいまだ解決されない点も数多く残されているのも
実状である。
【0009】また、この懸濁重合法トナーは、上述のと
おり着色剤、荷電制御剤等のトナー特性付与剤が溶解又
は分散された重合性単量体系の重合反応を行うものであ
るが、これらを重合する過程で重合器内壁面などにスケ
ールの付着が起こる。特に、ワックス等の離型剤など多
量に用いた場合、重合器内壁面などにスケールが多く付
着する傾向にある。このように重合器内壁面などにスケ
ールが多量に付着した場合は、スケール除去及び洗浄に
長時間を要し、生産性の低下やコストアップを招き好ま
しくない。
【0010】これらの問題を解決する手段として、トナ
ーに酸化アルミニウム等の流動性付与剤を添加すること
によって耐ブロッキング性を向上させているが、流動性
付与剤のような各種添加剤は通常の懸濁重合による球形
トナーに用いた場合、撹拌などの応力によって、添加剤
がトナー表面から遊離してしまったり、あるいはまたト
ナー内部へ埋没してしまい、添加剤機能が阻害される問
題が起こる。
【0011】また、これらの流動性付与剤のような各種
添加剤は、重合後に添加するため、スケール付着抑制に
は寄与しない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き問題を解決した静電荷像現像用カラートナーを得
ることにある。
【0013】本発明の目的は、クリーニング性に優れ、
かつ、低温低湿下でも転写性の良好な静電荷像現像用カ
ラートナーを得ることにある。
【0014】本発明の目的は、トナー性能を変えること
なく、重合過程での重合器内壁等へのスケール付着が少
ない静電荷像現像用カラートナーを得ることにある。
【0015】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の目的
は、以下の構成により達成される。
【0016】即ち、本発明は、結着樹脂、着色剤及び離
型剤を少なくとも含有し、懸濁重合法により直接的に得
られる静電荷像現像用カラートナーにおいて、該離型剤
の含有量が下記式(1)の範囲であり、さらにジルコニ
ウム化合物、チタニウム化合物、イットリウム化合物か
ら選ばれる少なくとも一つを下記式(2)の範囲で含有
し、かつ該離型剤に対して下記式(3)を満たすことを
特徴とする静電荷像現像用カラートナーである。 10≦W≦40 (1) 0.001≦A≦1.0 (2) 2×10-4W≦A (3) [ここで、Wはトナー結着樹脂成分100重量部に対す
る離型剤の重量部を表わし、Aはトナー結着樹脂成分1
00重量部に対するジルコニウム原子、チタニウム原子
又はイットリウム原子の重量部を表わす。]
【0017】また、本発明は、結着樹脂、着色剤及び離
型剤を少なくとも含有し、懸濁重合法により直接的に得
られる静電荷像現像用カラートナーにおいて、該離型剤
の含有量が下記式(1)’の範囲であり、さらにアルミ
ニウム化合物を下記式(2)’の範囲で含有し、かつ該
離型剤に対して下記式(3)’を満たすことを特徴とす
る静電荷像現像用カラートナーである。 10≦W≦40 (1)’ 0.01≦A≦1.0 (2)’ 2×10-3W≦A (3)’ [ここで、Wはトナー結着樹脂成分100重量部に対す
る離型剤の重量部を表わし、Aはトナー結着樹脂成分1
00重量部に対するアルミニウム原子の重量部を表わ
す。]
【0018】さらに、本発明は、結着樹脂、着色剤及び
離型剤を少なくとも含有し、懸濁重合法により直接的に
得られる静電荷像現像用カラートナーにおいて、該離型
剤の含有量が下記式(1)”の範囲であり、さらに鉄化
合物を下記式(2)”の範囲で含有し、かつ該離型剤に
対して下記式(3)”を満たすことを特徴とする静電荷
像現像用カラートナーである。 2≦W≦50 (1)” 0.01≦A≦3 (2)” 2×10-3W≦A (3)” [ここで、Wはトナー結着樹脂成分100重量部に対す
る離型剤の重量部を表わし、Aはトナー結着樹脂成分1
00重量部に対する鉄原子の重量部を表わす。]
【0019】以下、本発明を詳細に説明する。
【0020】本発明者らは鋭意検討の結果、重合性単量
体、着色剤及び離型剤等を含有する重合性単量体系にジ
ルコニウム化合物、チタニウム化合物、イットリウム化
合物、アルミニウム化合物又は鉄化合物を添加し、その
化合物を含有した重合性単量体系を水系媒体中で懸濁重
合することにより、クリーニング性、転写性に優れ、か
つ、重合過程における重合器内壁等へのスケール付着の
ないトナーが得られることを見い出した。
【0021】ジルコニウム化合物等を重合性単量体系に
含有させる方法として、ジルコニウム化合物粉等を重合
性単量体系に添加する方法が好ましい。本発明に用いる
ジルコニウム化合物については次のようなものがある。
【0022】ジルコニウム化合物粒子の製造方法ならび
に結晶構造等については、特に制約するものではない
が、酸化ジルコニウム(ジルコニア)が良い。
【0023】出発物質焼成温度、時間等のちがいによっ
て同じ化学構造を有するジルコニア粒子であっても各メ
ーカーごとに大いに性質を異にしており、特にジルコニ
ア粒子の凝集形態ならびに一次粒子径等については製法
ちがいによる差が極端に生じやすい。
【0024】本発明に用いるジルコニア粒子は、好まし
くは凝集していないもの、もしくは凝集していてもほぐ
れ易いものがよく、強固に凝集したいわゆる“だま”を
含む様なジルコニア粒子では、トナー表面に均一に分散
しにくく、トナー間の帯電安定性に欠けてくるのであま
り好ましくない。又粒子の形状が極端に角ばったもの、
或は、針状となるものも好ましくない。
【0025】本発明に用いるジルコニア粒子は微粒かつ
粒径が均一なものであれば特に純度にこだわるものでは
なく、一般に高純度ジルコニアと呼ばれているものであ
れば何ら問題はない。
【0026】本発明に用いるジルコニウム化合物の粒径
は、10μm以下であり、好ましくは1μm以下、更に
好ましくは0.5μm以下である。
【0027】他の化合物についても、ジルコニウム化合
物と同様の粒径であることが好ましく、チタニウム化合
物として酸化チタニウム(チタニア)、イットリウム化
合物として酸化イットリウム(イットリア)、アルミニ
ウム化合物として酸化アルミニウム(アルミナ)、鉄化
合物として色味を変化させない様なものであれば、一般
に鉄、鉄合金、酸化鉄と呼ばれるものが好ましく用いら
れる。鉄合金としては、これに限定されるものではない
が、例えばASTM及びJIS規格におけるSUS44
0C,SUS304,SWRM8,SUJ2等がある。
【0028】ジルコニウム化合物等を添加する方法とし
てメディヤ型分散機を用いる方法がある。
【0029】メディヤとしてジルコニウム化合物等を主
成分とするビーズを用い、重合性単量体系の中に所定量
のジルコニウム化合物粉等を混入するように、メディヤ
同士の衝突による削れ量をメディヤ型分散機の操作条件
で制御することによっても本発明は達成できる。メディ
ヤ型分散機としては、図1及び図2等があり、例えば、
アトライター[三井三池化工機(株)]、サンドグライ
ンダー[五十嵐機械製造(株)]、ビスコミル[五十嵐
機械製造(株)]、パールミル[芹沢鉄工(株)]、ダ
イノーミル[(株)シンマルエンタープライゼス]、コ
ボールミル[神鋼パンテック(株)]、アジテーターミ
ル[ケー・ブッシュ商会]等があるが、これに限るもの
ではない。使用するメディヤ径としては、0.1mmか
ら10mmの範囲であり、好ましくは0.1mmから5
mmの範囲である。メディヤ型分散機を用いた場合、顔
料等の分散性も向上する利点がある。所定量のジルコニ
ウム化合物等が混入するようにし、かつ顔料等の分散性
が向上するようにメディヤ型分散機の操作条件を制御す
ればさらに良い。
【0030】本発明において、ジルコニウム化合物、チ
タニウム化合物又はイットリウム化合物を用いる場合、
離型剤含有量Wは、トナーの結着樹脂成分100重量部
に対して下記式(1)の範囲であり、さらにジルコニウ
ム化合物等の含有量Aは、下記式(2)の範囲を満し、
かつ該離型剤含有量Wに対して下記式(3)を満足する
範囲である。好ましくは、該離型剤含有量Wは、トナー
結着樹脂成分100重量部に対して下記式(4)の範囲
であり、さらにジルコニウム化合物等の含有量Aは、下
記式(5)を満し、かつ該離型剤含有量Wに対して下記
式(3)を満足する範囲である。
【0031】 10≦W≦40 (1) 0.001≦A≦1.0 (2) 2×10-4W≦A (3) 15≦W≦35 (4) 0.001≦A≦1.0 (5) ジルコニウム化合物等の含有量Aが、トナーの結着樹脂
成分100重量部に対して、1.0重量部より多い場合
は、トナーの帯電量低下を招き、現像画像に悪影響を及
ぼし好ましくない。また、ジルコニウム化合物等の含有
量Aが0.001重量部より多い場合でも、該離型剤含
有量Wに対してA<2×10-4Wの場合は、懸濁重合過
程での重合器内壁等へのスケール付着防止効果が得られ
ない。
【0032】さらに、該離型剤含有量Wが、トナーの結
着樹脂成分100重量部に対して、10重量部より少な
い場合は、定着点が上昇し、かつ定着でのオフセットを
招き好ましくない。また、該離型剤含有量Wが、トナー
の結着樹脂成分100重量部に対して40重量部より多
い場合は、耐ブロッキング性が低下し、かつ定着でのオ
フセットを招き好ましくない。
【0033】また、本発明においてアルミニウム化合物
を用いる場合は、離型剤含有量Wは、トナーの結着樹脂
成分100重量部に対して下記式(1)’の範囲であ
り、さらにアルミニウム化合物含有量Aは、下記式
(2)’の範囲を満し、かつ該離型剤含有量Wに対して
下記式(3)’を満足する範囲である。好ましくは、該
離型剤含有量Wは、トナー結着樹脂成分100重量部に
対して下記式(4)’の範囲であり、さらにアルミニウ
ム化合物含有量Aは、下記式(2)’の範囲を満し、か
つ該離型剤含有量Wに対して下記式(3)’を満足する
範囲である。
【0034】 10≦W≦40 (1)’ 0.01≦A≦1.0 (2)’ 2×10-3W≦A (3)’ 15≦W≦35 (4)’ なお、(1)’〜(4)’の数値限定の意義及び理由は
(1)〜(5)の場合と同様である。
【0035】さらに、本発明において鉄化合物を用いる
場合は、離型剤含有量Wは、トナーの結着樹脂成分10
0重量部に対して下記式(1)”の範囲であり、さらに
鉄化合物含有量Aは、下記式(2)”の範囲を満し、か
つ該離型剤含有量Wに対して下記式(3)”を満足する
範囲である。好ましくは、該離型剤含有量Wは、トナー
結着樹脂成分100重量部に対して下記式(4)”の範
囲であり、さらに鉄化合物含有量Aは、下記式(2)”
の範囲を満し、かつ該離型剤含有量Wに対して下記式
(3)”を満足する範囲である。さらに好ましくは、該
離型剤含有量Wは、トナー結着樹脂成分100重量部に
対して下記式(5)”の範囲であり、さらに鉄化合物含
有量Aは、下記式(2)”を満し、かつ該離型剤含有量
Wに対して下記式(3)”を満足する範囲である。
【0036】 2≦W≦50 (1)” 0.01≦A≦3 (2)” 2×10-3W≦A (3)” 10≦W≦40 (4)” 15≦W≦35 (5)” なお、(1)”〜(5)”の数値限定の意義及び理由は
(1)〜(5)の場合と同様である。
【0037】本発明に使用される重合性単量体系を構成
する重合性単量体、及び着色剤等のトナー特性付与剤と
しては、以下のものが挙げられる。
【0038】重合性単量体としては、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−メトキシスチレン、p−エチルスチレン等のス
チレン系単量体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
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n−プロピル、アクリル酸n−オクチル、アク
リル酸ドデシル、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2−クロルエチル、アク
リル酸フェニル等のアクリル酸エステル類、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−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n−オクチル、メタクリル酸ドデシ
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、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチ
ルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノエチル等の
メタクリル酸エステル類その他アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、アクリルアミド等の単量体が挙げられ
る。
【0039】これらの単量体は単独、又は混合して使用
し得る。上述の単量体の中でも、スチレン又はスチレン
誘導体を単独で、又は他の単量体と混合して使用するこ
とがトナーの現像特性及び耐久性の点から好ましい。
【0040】本発明では、単量体系に、極性基を有する
樹脂を添加して重合しても良い。本発明に使用できる極
性樹脂を以下に例示する。 (1)カチオン性重合体としては、メタクリル酸ジメチ
ルアミノエチル,メタクリル酸ジエチルアミノエチルな
どの含窒素単量体の重合体もしくはスチレン,不飽和カ
ルボン酸エステル等との共重合体が挙げられる。 (2)アニオン性重合体としては、アクリロニトリル等
のニトリル系単量体、塩化ビニル等の含ハロゲン系単量
体、アクリル酸・メタクリル酸等の不飽和カルボン酸、
その他不飽和二塩基酸・不飽和二塩基酸無水物、ニトロ
系単量体等の重合体もしくはスチレン系単量体等との共
重合体が挙げられる。これら極性樹脂は、トナーの表面
付近に局在化することで、トナーの耐ブロッキング性を
向上する。
【0041】本発明で用いられる着色剤としては、公知
のものが使用でき、例えば、カーボンブラック、鉄黒の
他、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等の染料、黄鉛、カ
ドミウムイエロー、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GT
R、ベンジジンオレンジG、カドミウムレッド、パーマ
ネントレッド4R、ウォッチングレッドカルシウム塩、
ブリリアントカーミン3B、ファストバイオレットB、
メチルバイオレットレーキ、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、キナク
リドン、ローダミンレーキ、フタロシアニンブルー、フ
ァーストスカイブルー、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
の顔料がある。本発明においては重合法を用いてトナー
を得るため、着色剤の持つ重合阻害性や水相移行性に注
意を払う必要があり、好ましくは、表面改質、例えば、
重合阻害のない物質による疎水化処理を施しておいたほ
うが良い。特に、染料系やカーボンブラックは、重合阻
害性を有しているものが多いので使用の際に注意を要す
る。染料系を表面処理する好ましい方法としては、あら
かじめこれら染料の存在下に重合性単量体を重合せしめ
る方法が挙げられ、得られた着色重合体を単量体系に添
加する。また、カーボンブラックについては、上記染料
と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反
応する物質、例えば、ポリオルガノシロキサン等でグラ
フト処理を行っても良い。
【0042】本発明では、磁性体を添加してもよいが、
これも表面処理を行って用いるのが好ましい。
【0043】また、本発明においては、離型剤としてポ
リアルキレン系ワックスがトナー結着樹脂100重量部
に対して10重量部以上添加されるが、場合によって
は、さらに熱ロール定着でのオフセット性を向上する目
的で以下に述べる離型剤を併用することも可能である。
例えば、ポリオレフィン系ワックス及び、これらの変性
物、例えば、酸化物やグラフト処理物の他、高級脂肪
酸、及びその金属塩、アミドワックスなどが挙げられ
る。これらワックスは環球法(JIS K2531)に
よる軟化点が40〜130℃、好ましくは50〜120
℃を有するものが望ましく、軟化点が40℃以下ではト
ナーの耐ブロッキング性及び保形性が不十分であり、1
30℃以上では離型性の効果が不十分となる。
【0044】本発明においては、トナーの帯電性を制御
する目的でトナー材料中に荷電制御剤を添加しておくこ
とが望ましい。これら荷電制御剤としては、公知のもの
のうち、重合阻害性・水相移行性の殆ど無いものが用い
られ、例えば正荷電制御剤としてニグロシン系染料・ト
リフェニルメタン系染料・四級アンモニウム塩・アミン
系及びポリアミン系化合物等が挙げられ、負荷電制御剤
としては、含金属サリチル酸系化合物・含金属モノアゾ
系染料化合物・スチレン−アクリル酸共重合体・スチレ
ン−メタクリル酸共重合体等が挙げられる。
【0045】重合開始剤としては、いずれか適当な重合
開始剤、例えば、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメ
チルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロ
ニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−
カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ
−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチ
ロニトリル等のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤、ベンゾ
イルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、
ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロ
ペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシ
ド、ラウロイルペルオキシド等の過酸化物系重合開始剤
が挙げられる。これら重合開始剤は、重合性単量体の
0.5〜20重量%の添加量が好ましい。
【0046】本発明では、架橋剤を添加してもよく、好
ましい添加量としては、0.001〜15重量%であ
る。
【0047】本発明で用いられる各種特性付与を目的と
した添加剤は、トナーに添加した時の耐久性の点から、
トナー粒子の重量平均径の1/10以下の粒径であるこ
とが好ましい。この添加剤の粒径とは、電子顕微鏡にお
けるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を
意味する。これら特性付与を目的とした添加剤として
は、例えば、以下のようなものが用いられる。
【0048】1)流動性付与剤:金属酸化物(酸化ケイ
素,酸化アルミニウム,酸化チタンなど)・カーボンブ
ラック・フッ化カーボンなど。それぞれ、疎水化処理を
行ったものが、より好ましい。
【0049】2)研磨剤:金属酸化物(チタン酸ストロ
ンチウム,酸化セリウム,酸化アルミニウム,酸化マグ
ネシウム,酸化クロムなど)・窒化物(窒化ケイ素な
ど)・炭化物(炭化ケイ素など)・金属塩(硫酸カルシ
ウム,硫酸バリウム,炭酸カルシウムなど)など。
【0050】3)滑剤:フッ素系樹脂粉末(フッ化ビニ
リデン,ポリテトラフルオロエチレンなど)・脂肪酸金
属塩(ステアリン酸亜鉛,ステアリン酸カルシウムな
ど)など。
【0051】4)荷電制御性粒子:金属酸化物(酸化
錫,酸化チタン,酸化亜鉛,酸化ケイ素,酸化アルミニ
ウムなど)・カーボンブラックなど。
【0052】これら添加剤は、トナー粒子100重量部
に対し、0.1〜10重量部が用いられ、好ましくは、
0.1〜5重量部が用いられる。これら添加剤は、単独
で用いても、また、複数併用しても良い。
【0053】本発明において用いられる水系媒体には、
いずれ適当な安定化剤を添加する。例えば、無機化合物
として、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン
酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、
水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カル
シウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミ
ナ等が挙げられる。有機化合物として、ポリビニルアル
コール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキ
シプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロースのナトリウム塩・ポリアクリル酸及び
その塩・デンプン等を水相に分散させて使用できる。こ
の安定化剤は、重合性単量体100部に対して、0.2
〜20重量部を使用することが好ましい。
【0054】また、これら安定化剤の微細な分散のため
に、0.001〜0.1重量部の界面活性剤を使用して
もよい。これは上記分散安定剤の所期の作用を促進する
ためのものであり、その具体例としては、ドデシルベン
ゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペ
ンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、
オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステア
リン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等が挙げられ
る。
【0055】これら分散安定剤の中で、無機化合物を用
いる場合、市販のものをそのまま用いても良いがより細
かい粒子を得るために、水系媒体中にて該無機化合物を
生成させても良い。
【0056】例えばリン酸カルシウムの場合、高撹拌下
において、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水
溶液を混合するとよい。
【0057】本発明で用いられる重合トナーは、以下の
如き方法にて得られる。即ち、重合性単量体中に離型
剤、着色剤、荷電制御剤、ジルコニウム化合物等、重合
開始剤その他の添加剤を加え、ホモジナイザー・超音波
分散機等によって均一に溶解又は分散せしめた単量体系
を、分散安定剤を含有する水系媒体中に通常の撹拌機又
はホモミキサー・ホモジナイザー等により分散せしめ
る。好ましくは単量体液滴が所望のトナー粒子のサイ
ズ、一般に30μm以下の粒径を有するように撹拌速度
・時間を調整し造粒する。その後は分散安定剤の作用に
より、粒子状態が維持され、且つ粒子の沈降・浮遊が防
止される程度の撹拌を行えば良い。反応終了後、懸濁液
に水系媒体を添加しつつ、水系媒体を留去して、分散安
定剤を除去し、生成したトナー粒子を洗浄・濾過により
回収し、乾燥する。懸濁重合法においては、通常単量体
系100重量部に対して水300〜3000重量部を分
散媒として使用するのが好ましい。
【0058】上記工程において、重合温度は40℃以
上、一般的には50〜90℃の温度に設定して重合を行
う。また、重合反応後半に昇温しても良い。
【0059】本発明における粒度分布測定、離型剤の融
点及びジルコニウム原子等の含有量測定について述べ
る。
【0060】<粒度分布測定>測定装置としてはコール
ターカウンターTA−II型(コールター社製)を用
い、個数平均分布、体積平均分布を出力するインターフ
ェイス(日科機製)及びCX−1パーソナルコンピュー
ター(キヤノン製)を接続し電解液は1級塩化ナトリウ
ムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。
【0061】測定法としては前記電解水溶液100〜1
50ml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酸塩を0.1〜5ml加え、さら
に測定試料を0.5〜50mg加える。
【0062】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、前記コールターカウンター
TA−II型により、アパチャーとして100μmアパ
チャーを用いて2〜40μmの粒子の粒度分布を測定し
て体積平均分布、個数平均分布を求める。これら求めた
体積平均分布,個数平均分布より、重量平均粒径を得
る。
【0063】<離型剤の融点>DSC−7(パーキンエ
ルマー社製)を用いて昇温速度10℃/minで行な
い、1回目の昇温時のDSCカーブにおいて最大の吸熱
を示すピークの温度を融点とした。
【0064】<ジルコニウム原子等の含有量測定>測定
装置としては、全自動蛍光X線分析装置システム308
0(理学電機製)を用い、あらかじめ酸化ジルコニウム
含有量とZr元素の回折強度との関係を求めておき、次
いで調製したトナーのZr元素の回折強度を測定し、前
記の酸化ジルコニウム含有量とZr元素の回折強度の関
係からトナー中の酸化ジルコニウムの含有量を得た。そ
こから、Zr原子の含有量を算出した。
【0065】チタニウム原子、イットリウム原子、アル
ミニウム原子、鉄原子については、各々、酸化チタニウ
ム、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、鉄粉を用
い、上記同様にTi原子、Y原子、Al原子、Fe原子
の含有量を算出した。
【0066】以下、実施例に基づき本発明を具体的に説
明する。
【0067】
【実施例】実施例1 イオン交換水709gに0.1M−Na3 PO4 水溶液
451gを投入し60℃に加温した後、TK式ホモミキ
サー(特殊機化工業製)を用いて12,000rpmに
て撹拌した。これに1.0M−CaCl2 水溶液67.
7gを徐々に添加し、Ca3 (PO42 を含む水系媒
体を得た。
【0068】 スチレン 170g 2−エチルヘキシルアクリレート 30g C.I.ピグメントブルー15:3 10g パラフィンワックス(m.p.70℃) 60g ジ−tert−ブチルサリチル酸金属化合物 5g 酸化ジルコニウム 0.4g 上記処方を60℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊
機化工業製)を用いて12,000rpmにて均一に溶
解、分散した。これに、重合開始剤、2,2’−アゾビ
ス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10g、及びジ
メチル2,2’−アゾビスイソブチレート1gを溶解
し、重合性単量体系を調製した。前記、水系媒体中に上
記重合性単量体系を投入し、60℃、N2 雰囲気下にお
いて、TKホモミキサーにて10,000rpmで20
分間撹拌し、重合性単量体系を造粒した。その後、パド
ル撹拌翼で撹拌しつつ、60℃で3時間反応させた後、
液温を80℃とし、10時間反応させた。
【0069】その後、冷却し、塩酸を加え、Ca3 (P
42 を溶解させ、濾過、水洗、乾燥をして重合トナ
ーを得た。得られたトナーの粒径は重量平均径8.5μ
mでシャープな粒度分布を有していた。また、重合終了
後、重合器内壁等のスケールの付着程度を目視で調べ
た。結果を表1に示す。
【0070】得られたトナー100重量部に対して、B
ET法による比表面積が200m2/gである疎水性シ
リカ0.7重量部を外添した。このトナー7重量部に対
し、アクリルコートされたフェライトキャリア93重量
部を混合し、現像剤とした。
【0071】この現像剤及び外添トナーを用いて、キヤ
ノン製フルカラー複写機CLC−500で低温低湿下の
画出しを行い、また定着時のオフセット評価を行なっ
た。結果を表1に示す。
【0072】実施例2 実施例1において、酸化ジルコニウム量を樹脂成分10
0重量部に対して0.003重量部とし、かつ、パラフ
ィンワックス量を樹脂成分100重量部に対して15重
量部とした以外は同様の操作を行なって重合トナーを得
た。得られたトナーの粒径は重量平均径8.7μmでシ
ャープな粒度分布を有していた。
【0073】実施例1と同様にして、重合終了後、重合
器内壁面等のスケールの付着程度を目視で調べ、また現
像剤を調製し、低温低湿下で画出しを行ない、さらに定
着時のオフセットの評価を行なった。結果を表1に示
す。
【0074】実施例3 実施例1において、酸化ジルコニウム量を樹脂成分10
0重量部に対して0.007重量部とし、かつ、パラフ
ィンワックス量を樹脂成分100重量部に対して35重
量部とした以外は同様の操作を行なって重合トナーを得
た。得られたトナーの粒径は、重量平均径8.4μmで
シャープな粒度分布を有していた。
【0075】実施例1と同様にして、重合終了後、重合
器内壁面等のスケール付着程度を目視で調べ、また現像
剤を調製し、低温低湿下で画出しを行ない、さらに定着
時のオフセットの評価を行なった。結果を表1に示す。
【0076】実施例4 処方I スチレン 1500g C.I.ピグメントブルー15:3 150g ジ−tert−ブチルサリチル酸金属化合物 30g メディヤとして酸化ジルコニウムを主成分とする5mm
φビーズを用い、かつメディヤ型分散機としてアトライ
ターMA−1S(三井三池化工機製)を用いて、上記処
方Iを回転数200rpmで3時間分散した。
【0077】 処方II 処方I(アトライター処理品) 112g スチレン 70g 2−エチルヘキシルアクリレート 30g パラフィンワックス(m.p.70℃) 60g 上記処方IIを実施例1と同様な操作を行なって重合ト
ナーを得た。得られたトナー粒径は、重量平均径8.5
μmでシャープな粒度分布を有していた。また、前記の
蛍光X線測定でジルコニウム原子の含有量を測定したと
ころ、トナーの樹脂成分100重量部に対して0.3重
量部であり、最初に設定したとおりにジルコニア化合物
が添加されていることが確認された。
【0078】実施例1と同様にして、重合終了後、重合
器内壁面等のスケール付着程度を目視で調べ、また現像
剤を調製し、低温低湿下で画出しを行ない、さらに定着
時のオフセットの評価を行なった。結果は、実施例1と
同等であった。結果を表1に示す。
【0079】実施例5 処方I スチレン 1500g C.I.ピグメントブルー15:3 150g ジ−tert−ブチルサリチル酸金属化合物 30g メディヤとして酸化ジルコニウムを主成分とする2mm
φビーズを用い、かつメディヤ型分散機としてアトライ
ターMA−1S(三井三池化工機製)を用いて、上記処
方Iを回転数300rpmで3時間分散した。
【0080】 処方II 処方I(アトライター処理品) 112g スチレン 70g 2−エチルヘキシルアクリレート 30g パラフィンワックス(m.p.70℃) 60g 上記処方IIを実施例1と同様な操作を行なって重合ト
ナーを得た。得られたトナー粒径は、重量平均径8.5
μmでシャープな粒度分布を有していた。また、前記の
蛍光X線測定でジルコニウム原子の含有量を測定したと
ころ、トナーの樹脂成分100重量部に対して0.22
重量部であり、最初に設定したとおりにジルコニウム化
合物が添加されていることが確認された。
【0081】実施例1と同様にして、重合終了後、重合
器内壁面等のスケール付着程度を目視で調べ、また現像
剤を調製し、低温低湿下で画出しを行ない、さらに定着
時のオフセットの評価を行なった。結果は、実施例1と
同等であった。結果を表1に示す。
【0082】比較例1 実施例1において、酸化ジルコニウムの添加を行なわな
かった以外は同様の操作を行なって重合トナーを得た。
得られたトナーの粒径は重量平均径8.7μmでシャー
プな粒度分布を有していた。
【0083】実施例1と同様にして、重合終了後、重合
器内壁面等のスケールの付着程度を目視で調べ、また現
像剤を調製し、低温低湿下で画出しを行ない、さらに定
着時のオフセットの評価を行なった。結果を表1に示
す。
【0084】比較例2 実施例1において、酸化ジルコニウム量を樹脂成分10
0重量部に対して2.5重量部とした以外は同様の操作
を行なって重合トナーを得た。得られたトナーの粒径
は、重量平均径8.8μmでシャープな粒度分布を有し
ていた。実施例1と同様にして、重合終了後、重合器内
壁面等のスケール付着程度を目視で調べ、また現像剤を
調製し、低温低湿下で画出しを行ない、さらに定着時の
オフセットの評価を行なった。結果を表1に示す。
【0085】比較例3 実施例1において、パラフィンワックス量を樹脂成分1
00重量部に対して1重量部とした以外は同様の操作を
行なって重合トナーを得た。得られたトナーの粒径は、
重量平均径8.6μmでシャープな粒度分布を有してい
た。実施例1と同様にして、重合終了後、重合器内壁面
等のスケール付着程度を目視で調べ、また現像剤を調製
し、低温低湿下で画出しを行ない、さらに定着時のオフ
セットの評価を行なった。結果を表1に示す。
【0086】比較例4 実施例1において、パラフィンワックス量を樹脂成分1
00重量部に対して55重量部とした以外は同様の操作
を行なって重合トナーを得た。得られたトナーの粒径
は、重量平均径8.5μmでシャープな粒度分布を有し
ていた。実施例1と同様にして、重合器内壁面等のスケ
ール付着程度を目視で調べ、また現像剤を調製し、低温
低湿下で画出しを行ない、さらに定着時のオフセットの
評価を行なった。結果を表1に示す。
【0087】
【表1】 1)スケール付着性:◎殆ど付着していない,○若干付
着有り,△やや付着多い, ×付着多い 2)低温低湿下の画像濃度:◎良好,○比較的良い,△
若干劣る,×劣る 3)定着時のオフセット性:◎良好,○良,△若干劣
る,×劣る実施例6〜10並びに比較例5〜7 実施例1〜5中の酸化ジルコニウムを酸化チタニウムに
代えた他は全く同様にして、各実施例を繰り返し、酸化
チタニウム含有の現像剤(実施例6〜10)を調製し評
価を行なった。結果を表2に示す。
【0088】また、比較例2〜4中の酸化ジルコニウム
を酸化チタニウムに代えた他は全く同様にして、各比較
例を繰り返した場合(比較例5〜7)についても表2に
示した。
【0089】
【表2】 1)蛍光X線測定によるチタニウム原子の含有量は、ト
ナー樹脂成分100重量部に対して0.24重量部であ
り、最初に設定したとおりにチタニウム化合物が添加さ
れていた。 2)蛍光X線測定によるチタニウム原子の含有量は、ト
ナー樹脂成分100重量部に対して0.18重量部であ
り、最初に設定したとおりにチタニウム化合物が添加さ
れていた。
【0090】実施例11〜15並びに比較例8〜10 実施例1〜5中の酸化ジルコニウムを酸化イットリウム
に代えた他は全く同様にして、各実施例を繰り返し、酸
化イットリウム含有の現像剤(実施例11〜15)を調
製し評価を行なった。結果を表3に示す。
【0091】また、比較例2〜4中の酸化ジルコニウム
を酸化イットリウムに代えた他は全く同様にして、各比
較例を繰り返した場合(比較例8〜10)についても表
3に示した。
【0092】
【表3】 1)蛍光X線測定によるイットリウム原子の含有量は、
トナー樹脂成分100重量部に対して0.16重量部で
あり、最初に設定したとおりにイットリウム化合物が添
加されていた。 2)蛍光X線測定によるイットリウム原子の含有量は、
トナー樹脂成分100重量部に対して0.12重量部で
あり、最初に設定したとおりにイットリウム化合物が添
加されていた。
【0093】実施例16〜20並びに比較例11〜13 実施例1中の酸化ジルコニウム0.4gを、酸化アルミ
ニウム1gに代えた他は実施例1と同様にして現像剤
(実施例16)を調製した。
【0094】また、実施例2中の酸化ジルコニウム0.
002重量部を、酸化アルミニウム0.03重量部に代
えた現像剤(実施例17)、実施例3中の酸化ジルコニ
ウム0.007重量部を酸化アルミニウム0.07重量
部に代えた現像剤(実施例18)を調製した。
【0095】さらに、実施例4及び5中の酸化ジルコニ
ウムを酸化アルミニウムに代えた他は全く同様にして現
像剤(実施例19及び20)を調製した。
【0096】結果を表4に示す。
【0097】また、比較例2中の酸化ジルコニウムを酸
化アルミニウムに代えた他は、比較例2と同様にして現
像剤(比較例11)を調製した。結果を表4に示す。
【0098】また、比較例3〜4中の酸化ジルコニウム
0.2重量部を酸化アルミニウム0.5重量部に代えた
他は全く同様にして各比較例を繰り返した場合(比較例
12〜13)についても表4に示した。
【0099】
【表4】 1)蛍光X線測定によるアルミニウム原子の含有量は、
トナー樹脂成分100重量部に対して0.27重量部で
あり、最初に設定したとおりにアルミニウム化合物が添
加されていた。 2)蛍光X線測定によるアルミニウム原子の含有量は、
トナー樹脂成分100重量部に対して0.21重量部で
あり、最初に設定したとおりにアルミニウム化合物が添
加されていた。
【0100】実施例21〜25並びに比較例14〜17 実施例1中の酸化ジルコニウム0.4gを、鉄粉1gに
代えた他は実施例1と同様にして現像剤(実施例21)
を調製した。
【0101】また、実施例2中の酸化ジルコニウム0.
002重量部を、鉄粉0.03重量部に代えた現像剤
(実施例22)、実施例3中の酸化ジルコニウム0.0
07重量部を鉄粉0.07重量部に代えた現像剤(実施
例23)を調製した。
【0102】さらに、実施例4及び5中の酸化ジルコニ
ウムを鉄粉に代え、かつ、実施例4及び5中のメディア
型分散機を用いた処方Iの分散時間を1時間に代えた他
は実施例4及び5と全く同様にして現像剤(実施例24
及び25)を調製した。
【0103】結果を表5に示す。
【0104】また、比較例2中の酸化ジルコニウム25
重量部を鉄粉5.5重量部に代えた他は比較例2と同様
にして現像剤(比較例14)を調製した。
【0105】また、比較例3中の酸化ジルコニウム0.
2重量部を鉄粉0.5重量部(樹脂成分100重量部に
対して)に代えた他は比較例3と同様にして現像剤(比
較例15)を調製した。
【0106】また、比較例4中の酸化ジルコニウム0.
2重量部を鉄粉0.5重量部に代えた他は比較例4と同
様にして現像剤(比較例16)を調製した。
【0107】また、比較例2中の酸化ジルコニウム2.
5重量部を鉄粉0.02重量部に代え、かつ得られたト
ナーの粒径を重量平均径8.6μmとした他は比較例2
と同様にして現像剤(比較例17)を調製した。
【0108】結果を表5に示す。
【0109】
【表5】 1)蛍光X線測定による鉄原子の含有量は、トナー樹脂
成分100重量部に対して0.61重量部であり、最初
に設定したとおりに鉄化合物が添加されていた。 2)蛍光X線測定による鉄原子の含有量は、トナー樹脂
成分100重量部に対して0.42重量部であり、最初
に設定したとおりに鉄化合物が添加されていた。
【0110】
【発明の効果】本発明によるトナーは、粒度分布がシャ
ープで、低温低湿下でクリーニング性に優れ、かつ転写
性も良好なことから、画質の低下を招くことなく環境安
定性のある良好な画像を提供することができる。さら
に、重合過程での重合器内壁等へのスケール付着が少な
いため、生産性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】メディヤ型分散機の一例を示す概略図である。
【図2】メディヤ型分散機の他の例を示す概略図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 粕谷 貴重 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 千葉 建彦 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 (56)参考文献 特開 昭56−123553(JP,A) 特開 昭62−70863(JP,A) 特開 昭63−118757(JP,A) 特開 平2−251860(JP,A) 特開 平3−114059(JP,A) 特開 平4−347864(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/08

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結着樹脂、着色剤及び離型剤を少なくと
    も含有し、懸濁重合法により直接的に得られる静電荷像
    現像用カラートナーにおいて、該離型剤の含有量が下記
    式(1)の範囲であり、さらにジルコニウム化合物、チ
    タニウム化合物、イットリウム化合物から選ばれる少な
    くとも一つを下記式(2)の範囲で含有し、かつ該離型
    剤に対して下記式(3)を満たすことを特徴とする静電
    荷像現像用カラートナー。10 ≦W≦40 (1) 0.001≦A≦1.0 (2) 2×10-4W≦A (3) [ここで、Wはトナー結着樹脂成分100重量部に対す
    る離型剤の重量部を表わし、Aはトナー結着樹脂成分1
    00重量部に対するジルコニウム原子、チタニウム原子
    又はイットリウム原子の重量部を表わす。]
  2. 【請求項2】 該離型剤がポリアルキレン系ワックスで
    あり、かつ、トナー結着樹脂成分100重量部に対して
    10重量部以上含有することを特徴とする請求項1に記
    載の静電荷像現像用カラートナー。
  3. 【請求項3】 該ジルコニウム化合物が、酸化ジルコニ
    ウムであることを特徴とする請求項1又は2に記載の静
    電荷像現像用カラートナー。
  4. 【請求項4】 該チタニウム化合物が、酸化チタニウム
    であることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷
    像現像用カラートナー。
  5. 【請求項5】 該イットリウム化合物が、酸化イットリ
    ウムであることを特徴とする請求項1又は2に記載の静
    電荷像現像用カラートナー。
  6. 【請求項6】 結着樹脂、着色剤及び離型剤を少なくと
    も含有し、懸濁重合法により直接的に得られる静電荷像
    現像用カラートナーにおいて、該離型剤の含有量が下記
    式(1)’の範囲であり、さらにアルミニウム化合物を
    下記式(2)’の範囲で含有し、かつ該離型剤に対して
    下記式(3)’を満たすことを特徴とする静電荷像現像
    用カラートナー。10 ≦W≦40 (1)’ 0.01≦A≦1.0 (2)’ 2×10-3W≦A (3)’ [ここで、Wはトナー結着樹脂成分100重量部に対す
    る離型剤の重量部を表わし、Aはトナー結着樹脂成分1
    00重量部に対するアルミニウム原子の重量部を表わ
    す。]
  7. 【請求項7】 該離型剤がポリアルキレン系ワックスで
    あり、かつ、トナー結着樹脂成分100重量部に対して
    10重量部以上含有することを特徴とする請求項に記
    載の静電荷像現像用カラートナー。
  8. 【請求項8】 該アルミニウム化合物が、酸化アルミニ
    ウムであることを特徴とする請求項6又は7に記載の静
    電荷像現像用カラートナー。
  9. 【請求項9】 結着樹脂、着色剤及び離型剤を少なくと
    も含有し、懸濁重合法により直接的に得られる静電荷像
    現像用カラートナーにおいて、該離型剤の含有量が下記
    式(1)”の範囲であり、さらに鉄化合物を下記式
    (2)”の範囲で含有し、かつ該離型剤に対して下記式
    (3)”を満たすことを特徴とする静電荷像現像用カラ
    ートナー。 2≦W≦50 (1)” 0.01≦A≦ (2)” 2×10-3W≦A (3)” [ここで、Wはトナー結着樹脂成分100重量部に対す
    る離型剤の重量部を表わし、Aはトナー結着樹脂成分1
    00重量部に対する鉄原子の重量部を表わす。]
  10. 【請求項10】 該離型剤の含有量が下記式(4)”の
    範囲であり、さらに鉄化合物を下記式(2)”の範囲で
    含有し、かつ該離型剤に対して下記式(3)”を満たす
    ことを特徴とする請求項9に記載の静電荷像現像用カラ
    ートナー。 10≦W≦40 (4)” 0.01≦A≦3 (2)” 2×10 -3 W≦A (3)”
  11. 【請求項11】 該離型剤がポリアルキレン系ワックス
    であり、かつ、トナー結着樹脂成分100重量部に対し
    て10重量部以上含有することを特徴とする請求項9又
    は10に記載の静電荷像現像用カラートナー。
  12. 【請求項12】 該鉄化合物が、鉄、鉄合金又は鉄酸化
    物であることを特徴 とする請求項9乃至11のいずれか
    に記載の静電荷像現像用カラートナー。
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