JPH02287550A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

静電荷像現像用トナー

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JPH02287550A
JPH02287550A JP1109942A JP10994289A JPH02287550A JP H02287550 A JPH02287550 A JP H02287550A JP 1109942 A JP1109942 A JP 1109942A JP 10994289 A JP10994289 A JP 10994289A JP H02287550 A JPH02287550 A JP H02287550A
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JP
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coating layer
resin
toner
particles
intermediate coating
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Application number
JP1109942A
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English (en)
Inventor
Masahiro Yasuno
政裕 安野
Kazuo Ota
和夫 太田
Junji Machida
純二 町田
Oichi Sano
央一 佐野
Makoto Kobayashi
誠 小林
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は静電潜像現像用トナーに関するものである。さ
らに詳しくは、本発明は電子写真、静電記録、および静
電印刷において高精細画像を与える静電荷像現像用トナ
ーに関するものである。
従来の技術 電子写真、静電記録、および静電印刷における静電潜像
の現像は、感光体上に形成された静電潜像に対し、摩擦
帯電されたトナーを静電的に吸着させ可視化することに
より行なわれている。
このような静電潜像の現像において用いられるトナーを
帯電させる方法としては、二成分現像方式では、一般に
キャリアと呼ばれる物質と混合・攪拌して荷電を付与す
ることが知られている。また−成分現象方式でも、現像
スリーブやトナー規制ブレード、あるいは感光体などと
の接触により荷電を付与することが知られている。いず
れの方法によっても、トナーに均一な荷電が与えられな
ければ、現像および転写の際に問題が生じる。
さらに、近年、静電潜像現像用トナーとしては、トナー
の高精細、高画質化あるいは多様化するトナーの機能、
用途に対応するため、機能分離ないしは表面性状の改良
を目的として積層構成されたトナーも各種提唱されてい
る。
積層構成トナーは、トナーに要求される定着性、着色性
、帯電性等の各特性が最良に発揮されるように、それら
の各機能が別々に付与された層が積層されているトナー
である。
しかし、係る層が単に積層されたトナーにおいては、使
用中の現像器中での混合攪拌、あるいはキャリアとの摩
擦によって、最表面被覆層あるいはそれよりも内側の中
間層が剥離あるいは摩耗しやすい。
すなわち、−旦トナーの表面が破壊、あるいは摩耗する
と、積層構成トナーは帯電性の異なる中間層が露出した
部分が生じる結果、トナーは帯電不良となり、形成され
る画像は下地かぶりの多いものとなる。
特に、最表面層剥離により、着色剤がトナー粒子の表面
に露出すると、着色剤の種類、露出量の変化にもよるが
帯電性が大きく変化する。その結果、トナーの帯電量の
分布が広くなり、トナーの飛散、カブリの問題が生じる
剥離、摩耗した粒子は、他のトナーまたはキャリアと摩
擦することにより相互に影響を及ぼし、現像剤の帯電お
よび画質に悪影響する。
また、層の剥離により生じた微粒子は小粒径であり、感
光体に強く付着し、クリーナーで除去されにくいため、
クリーニング不良、フィルミング等も発生する。さらに
微粉(特に、5μm以下の微粉)が増えると現像剤の流
動性が大幅に低下し、混合攪拌不良や現像機中での現像
剤の偏り、現像効率の低下が見られる。
積層構成トナーとしては、例えば特開昭61−2757
67号に、コアー粒子の表面に磁性体および/または着
色剤からなる層、さらにフッ素含有モノマー、アミノ基
含有モノマー、ニトロ基含有上ツマ−のうちから選ばれ
る少なくとも1種の七ツマ−を含有するモノマーの重合
体からなるカプセル層を湿式で積層してなるトナーが、
また、特公昭59−38583号には、核体粒子の表面
に乳化重合によって形成された微小粒子からなる被覆層
を湿式で設けてなるトナーが、さらに特開昭62−22
6162号には着色熱可塑性樹脂表面に湿式で微小樹脂
粒子を付着させた後、加熱旭理を施したトナーが示され
ている。これらのトナーにおいては、いずれもトナーの
電気的特性が主としてその表面部に依存することに着目
し、着色剤、磁性体などを含有する芯粒子の表面に樹脂
微粒子を付着させ、該樹脂層の物性あるいは表面形状に
よって安定した帯電性を図ろうとするものである。しか
しながらこれらのトナーにおいて芯粒子表面に湿式で付
着させた樹脂層は、特開昭62226162号に示され
る電子顕微鏡写真からも明らかなように、その粒子形状
を保持したまま核体粒子に固着されてた微小樹脂粒子か
ら形成されるものであり、従って樹脂層は完全に芯粒子
の表面を覆うものではない(すなわち、緻密質のもので
はない)。このため、このような構成のトナーにおいて
も、芯粒子中における着色剤、磁性粉などの影響により
安定した荷電性が得られない虞れが大きく、殊にトナー
が苛酷な温度条件下で保存ないしは使用された場合にお
いては、微小樹脂粒子同志の間隙から芯粒子を構成する
成分がトナー表面に浸出し、さらに大きな影響を及ぼす
こととなる。なお、このように芯粒子成分がトナー表面
に浸出すると、トナー同志の凝集をも同時にもたらすと
いう問題も生じるものであった。
本発明は、上記事情、特にトナー被覆層の剥離により生
じる微粉の悪影響を防止するためになされたものである
。すなわち本発明は、使用中に現像器中での混合攪拌あ
るいはキャリアとの摩擦によって、表面被覆層あるいは
それよりも内側の中間層が剥離あるいは摩耗が生じにく
く、微粉による悪°影響のないトナーを提供し、クリー
ニング不良等が生じず、耐久性、安定性に優れた高画質
の画像を形成できる積層構成トナーを提供することを目
的とする。
課題を解決するための手段 本発明は芯粒子、該芯粒子上に中間被覆層および外殼被
覆層をこの順に積層してなる積層構成の静電荷像現像用
トナーにおいて、該芯粒子、中間被覆層および外殼被覆
層がスチレン−アクリル系共重合樹脂で構成され、該ス
チレン−アクリル系共重合樹脂は、芯粒子よりも中間被
覆層における方がスチレン−モノマー系の含有率が低く
、かつ中間被覆層よりも外殼被覆層における方が該含有
率が高い樹脂で構成され、さらに着色剤を芯粒子あるい
は中間被覆層に含有させ、該着色剤を含有する層は、芯
粒子、中間被覆層および外殼被覆層を構成する樹脂の中
で、最も粘度の低いスチレンアクリル系樹脂で形成され
ている負帯電性トナーに関する。
さらに本発明は、芯粒子、該芯粒子上に中間被覆層およ
び外殼被覆層をこの順に積層してなる積層構成の静電荷
像現像用トナーにおいて、該芯粒子、中間被覆層および
外殼被覆層がスチレン−アクリル系共重合樹脂で構成さ
れ、該スチレン−アクリル系共重合樹脂は、芯粒子より
も中間被覆層における方がスチレン−モノマー系の含有
率が高く、かつ中間被覆層よりも外殼被覆層における方
が該含有率が低い樹脂で構成され、さらに着色剤を芯粒
子あるいは中間被覆層に含有させ、該着色剤を含有する
層は、芯粒子、中間被覆層および外殼被覆層を構成する
樹脂の中で、最も粘度の低いスチレン−アクリル系樹脂
で形成されている正帯電性トナーに関する。
本発明の静電荷像現像用トナーは芯粒子、中間被覆層お
よび外殼被覆層の3層よりなる。
芯粒子は、スチレン−アクリル系共重合樹脂よりなる。
芯粒子は主にトナーを定着する働きを担うものであり、
スチレン−アクリル系共重合樹脂は係る観点から通常使
用されているものを選択すればよい。かかる場合、芯粒
子を構成するスチレン−アクリル系共重合樹脂に含める
スチレン系モノマー単位の割合は、30〜90%、好ま
しく60〜90%、より好ましくは65〜80%である
スチレン−アクリル系共重合樹脂を構成するスチレン系
モノマーとしては、例えば、スチレン、0−メチルスチ
レン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−
エチルスチレン、2.4−’;メチルスチレン、p n
−ブチルスチレン、p−terL−ブチルスチレン、p
 n−へキシルスチレン、pn−オクチルスチレン、p
 n−ノニルスチレン、p−n−7’シルスチレン、p
 n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−
フェニルスチレン、pクロルスチレン、3.4−ジクロ
ルスチレン等のスチレンおよびその誘導体が挙げられ、
その中でもスチレンが最も好ましい。
スチレン−アクリル系共重合樹脂を構成するアクリル系
モノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸n−ブチノ呟アクリル酸イ
ソブチル、アクリル酸プロピル、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、α−クロルアクリル酸メチル
等のアクリル酸及びその誘導体、メタクリル酸、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロ
ピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチ
ル、メタクリル酸プロピル、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
シル呟 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
ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸およびその誘導
体、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル
アミドなどのような(メタ)アクリル酸誘導体等を挙げ
ることができる。
また本発明の静電潜像現像用トナーにおいて、芯粒子と
して用いられる、樹脂粒子は、粉砕法によるもの、乳化
重合、懸濁重合などの造粒重合法によるもの、懸濁法、
スプレードライ法などの湿式造粒法によるものなどトナ
ー粒子の製法として公知の方法によって得られるもので
あればいずれでもよいが、芯粒子の形状、粒径分布が最
終的トナー粒子の形状、粒径分布を大きく左右し、トナ
ー粒子の流動性、帯電量などに影響を与えるために、芯
粒子としての樹脂粒子は、望ましくは球形度の高い、か
つ粒径分布の狭い粒子であることが好ましく、乳化重合
、懸濁重合などの造粒重合法により得られるものが好ま
しい。特に、このような造粒重合法のうち、シード重合
として知られる方法を用いて造粒すると、容易に球形度
の高く粒径分布の狭いものが得られ、かつ重合度の制御
も容易であることから極めて望ましい樹脂粒子となるも
のである。このシード重合とは、特公昭57−2436
9号公報などに示されるように、重合性モノマーの一部
と重合開始剤を水系媒体あるいは乳化剤を添加してなる
水系媒体中に添加して攪拌乳化し、その後重合性モノマ
ー残部を徐々に滴下して微小な粒子を得、この粒子を種
として、重合性上ツマー液滴中で重合を行なうものであ
る。
また、上記のごとき重合性モノマーを重合して所望の樹
脂粒子を得る場合に用いられる重合開始剤としては任意
の重合開始剤、特に油溶性重合開始剤が通常の温度範囲
で用いられる。重合開始剤の具体例としては、2.2′
−アゾビスイソブチロニトリル、2.2’−アゾビス−
2,4−ジメチルバレロニトリJu%2+2’−アゾビ
ス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリルな
どのアゾ化合物、アセチルシクロヘキシルスルホニルパ
ーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネー
ト、デカノニルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサ
イド、ステアロイルパーオキサイド、アセチルパーオキ
サイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエ
ート、ベンゾイルパーオキサイド、(−ブチルパーオキ
シイソブチレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、
メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキ
サイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジーし一ブ
チルパーオキサイド、−クメンヒドロパーオキサイドな
どの過酸化物などが挙げられる。これらの重合開始剤の
使用量は七ツマー100重量部に対して0゜01−10
重量部、より好ましくは0.5〜5重量部である。その
使用量が0.01重量部より少ないと重合速度が遅くな
り、一方、10重量部より多いと重合のコントロールが
困難となるためである。
このようにして得られる芯粒子中には着色剤を配合する
ことも、あるいは着色剤を配合せず得られた芯粒子表面
に着色剤を含有する層を形成することも可能である。従
って、前記のごとき造粒重合法においては、重合性上ツ
マー中に着色剤を溶解ないしは分散させて着色剤を含有
する樹脂粒子を造粒することも可能であるが、より均一
な樹脂粒子を安定して得るためには着色剤は添加しない
ことが望まれる。
しかして、芯粒子としては、1〜20pm、好ましくは
平均粒径が3〜15μm1 より好ましくは5〜IOμ
mの大きさの樹脂粒子として形成される。
さらに、この芯粒子として用いられる樹脂粒子は、その
粒径の変動係数が10%未満、好ましくは8%未満であ
るものが用いられる。まt;積層構造を形成して最終的
なトナー粒子として高い球形度を得るために芯粒子とし
て用いられる樹脂粒子も当然に球形であるもの、すなわ
ち形状係数SF1が120以下、好ましくは115以下
のものが用いられる。
本明細書において用いられる粒径の変動係数とは、粒径
のバラツキの尺度(%)を表わすものであって、粒径に
おける標準偏差(σ)を平均粒径で割ったものであり、
以下のようにして求められるものである。すなわち、ま
ず走査型電子顕微鏡にて写真を撮影し、無作為に100
粒子を選択し、その粒子径を測定する。この測定結果に
基づき標準偏差(σ)および平均粒径を求める。なお、
本発明で使用する標準偏差(σ)は、n個の粒子径の測
定を行なったときの、各測定値の平均値からの差の2乗
を(n−1)で割った値の平方根で表される。
すなわち、次式で示される。
により定義される。なお、本明細書に示される各個はイ
メージアナライザー(日本レギュレータ社製、ルーゼソ
クス5000)によって測定されたものである。
ただし、XI、X、・・・X、は試料粒子径の粒子径の
測定値、Xはn個の各測定値の平均値である。このよう
にして得られた標準偏差(σ)を平均粒子径(x)で割
り、100を掛けた値を変動係数とした。
また本明細書において用いられる形状係数SFlとは、
粒子の長径/短径の差(歪み性)を示すパラメータとし
て使用され、一般に粉体粒子の球形度を示すものであっ
て、以下に示されるような式%式% (式中、面積とは粉体の投影面積の平均値を示し、最大
長とは粉体の投影像における最大長の平均値を示す。) 従って、粒子の形状が真球に近いほどこの形状係数SF
Iの値が100に近い値となるものである。
本発明の静電潜像現像用トナーにおいては、上記のよう
な芯粒子を被覆する。この被覆層は後述するようにさら
に被覆されるので、本明細書中においては、芯粒子の被
覆層を「中間被覆層」ということにする。
中間被覆層は芯粒子と同様のスチレン−アクリル系共重
合樹脂で形成されるが、最終的に得られるトナーを正帯
電での使用を目的とするか、負帯電での使用を目的とす
るかにより、共重合樹脂の七ツマー構成比を異ならしめ
る。最終的トナーを正帯電性で使用する場合、中間被覆
層は、スチレン系モノマー単位の割合が芯粒子を構成す
る樹脂のそれよりも高い共重合樹脂より構成される。最
終的に得られるトナーを負帯電で使用する場合、中間被
覆層は、スチレン系モノマー単位の割合が、芯粒子をl
lI成する樹脂のそれよりも低い共重合樹脂より構成さ
れる。芯粒子樹脂のスチレン系モノマー単位の割合を5
0(%)とし、中間被覆層樹脂のスチレン系モノマー単
位の割合をS+(%)とすると、SoとSlの差の絶対
値1so−szl(絶対値で表わしたのは、スチレンア
クリルモノマー単位の割合が増加する場合、負の値とし
て表われる(S 、−S 、)の値を正の値として表現
するためである)が10%以上、好ましくは15%以上
、より好ましくは20%以上あることが望ましい。
芯粒子の樹脂は、前述したように、スチレンモノマー単
位の割合が30〜90%であるので、中間被覆層をより
好ましいスチレンモノマー含量の差で形成するときは、
それに応じて、芯粒子はスチレンモノマー単位の含有率
の低い樹脂で構成する。
中間被覆層を前記した構成とすることにより、中間被覆
層を均一に形成可能となり、かつ中間被覆層と芯粒子間
の密着性が強くなり、核層の剥離が生じにくくなり、最
終的に得られるトナーはより正又は負帯電性に適したも
のとすることができる。芯粒子中に着色剤を含有させた
場合は、中間被覆層が、芯粒子表面に露出する着色剤を
完全に被覆し、トナー帯電特性の着色剤による悪影響を
防止できる。
中間被覆層の膜厚は、後述する中間被覆層形成時に用い
る樹脂微粒子の大きさによりほぼ定まるものであるが、
芯粒子の平均粒径の約115以下の厚さであればよく、
芯粒子表面の露出による悪影響が防止できる限り、いく
ら薄くてもよい。
中間被覆層を形成する方法としては、芯粒子と該芯粒子
に対して小粒径、より具体的には約115以下の微小粒
子(すなわち、樹脂粒子)を適当な配合比で機械的に混
合し、ファンデルワールス力および静電気力の作用によ
り前記芯粒子を形成してなる芯材の周囲に均一に微粒子
を付着させた後、微粒子を例えば衝撃力などにより生じ
る局部的温度上昇により微小粒子を軟化させ製膜する方
法が好ましく挙げられる。
本発明においては、芯粒子と中間被覆層構成樹脂のスチ
レン系モノマー単位の含有量に差があり(すなわちスチ
レンモノマー単位の割合が少ない共重合樹脂は、スチレ
ン系モノマー単位の割合が多い共重合樹脂よりもより正
帯電性である)、画構成樹脂の帯電性レベルに差が生じ
るので、樹脂微粒子を芯粒子表面上に均一に付着させる
ことが可能となる。
このような方法によると、芯粒子の形状および粒径分布
を実質的に変化させることなく、また芯粒子の熱可塑性
樹脂より中間被覆層の樹脂のほうが軟化点の高いもので
あっても、容易に芯粒子の外表面を実質的に完全に覆う
層を形成できるものである。
中間被覆層形成方法において好適に用いられ得る装置と
しては、高速気流中衝撃法を応用したハイブリダイゼー
ションシステム(奈良機械製作所社製)、オングミル(
ホンカワミクロン社製)、メカノミル(開田精工社製)
などがある。
しかしながら、合成樹脂被覆層の形成方法としては、上
記のごとき方法に何ら限定されるものではない。
なお、ここで使用される中間被覆層形成用樹脂微粒子は
、平均粒径が0.05〜3μm、好ましくは0.11−
1pであり、かつ粒径分布の変動係数が20%以下、好
ましくは、15%以下のものが使用される。平均粒径が
0.05μmより小さい粉体は製造上むずかしく、また
3μmより大きいと、または、変動係数が20%より大
きいと、芯粒子の表面を被覆成膜化することが難しくな
る。
中間被覆層を形成するために用いられる樹脂微粒子は、
芯粒子の製法と同様にして調製可能で、所望する共重合
上ツマー比、粒子径を有するように適宜条件を選定する
また中間被覆層を形成する際の樹脂微粒子の使用量は、
芯粒子全重量の示す100重量部に対して5〜50重量
部、好ましくは10〜30重量部である。すなわち、中
間被覆層を形成する樹脂の量が5重量部より少ないと芯
粒子を完全に中間被覆層により覆うことが困難となり、
芯粒子を構成する樹脂が浸出してトナーの凝集を招く。
芯粒子が着色剤を含む場合は着色剤成分がトナー粒子の
表面に露出して、安定で均一な帯電性を阻害する虞れが
生じる。一方50重量部を越えて使用すると均一な中間
被覆層を形成することができない。
中間被覆層には着色剤を含有させてもよく、芯粒子の表
面に着色剤を含む中間被覆層を形成する方法としては、
特に限定されるものではない。たとえば芯粒子となる樹
脂粒子表面に、着色剤のみを湿式あるいは乾式的にファ
ンデルワールス力および静電気力の作用により付着させ
た後、熱あるいは機械的衝撃力などにより、芯粒子に付
着固定化させることも、あるいはまた着色剤を樹脂微粒
子とともに付着固定化させるないしは着色剤を含有する
樹脂微粒子を付着固定化させることも可能である。この
場合も、粒子の大きさとしては、前記した樹脂微粒子と
同程度の大きさの範囲であればよい。
本発明の静電潜像現像用トナーにおいて用いられる着色
剤としては、特に限定されないが以下に示すような、各
種、各色の顔料、染料が使用可能である。
本発明に使用しうる着色剤としては、具体的には、黄色
顔料では、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S1ハンサ
−イエローG、ハンサーイエローlOG、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、NCG1タートラジン
レーキ等がある。
橙色顔料では、 赤口黄鉛、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RK1ベンジジンオレン
ジG1インダスレンブリリアントオレンジGK等; 赤色顔料では、 ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウ
ム、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、カルシューム塩、レ
ーキレッドD1ブリリアントカーミン6B1エオシンレ
ーキ、ローダミンレーキB1アリザリンレーキ、ブリリ
アントカージン3B等; 紫色顔料では、 マンガン紫、ファストバイオレットB1メチルバイオレ
ットレーキ等; 青色顔料では、 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la金属7タ
ロシアニンブルー、フタロシアニンブル一部分塩素化物
、ファストスカイブルー、インダスレンプルーBC等; 緑色顔料では、 クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB1
マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーン
G等; 白色顔料では、 亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等; 黒色顔料では ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレン
ブラック等のカーボンブラック、あるいは活性炭等;非
磁性フェライト等: 体質顔料では、 パライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイト
カーボン、タルり、アルミナホワイト等;を挙げること
ができる。
以上の着色剤は1種または2種以上混合して使用しても
よく、いずれも無公害で高い着色力があれば有機、無機
を問わず、これらに限定されるものではない。
これらの着色剤は、単独であるいは複数組合せて用いる
ことができるが、トナー粒子中に含まれる樹脂100重
量部に対して、1〜20重量部、より好ましくは1−1
0重量部使用することが望ましい。すなわち、20重量
部より多いとトナーの定着性が低下し、一方、1重量部
より少ないと所望の画像濃度が得られない虞れがある。
着色剤は以上述べたごとく、芯粒子あるいは中間被覆層
に含有される。本発明においては、着色剤を含有させる
層を、芯粒子、中間被覆層および外殼被覆層構成樹脂の
中で最も低い粘度を有する樹脂で形成する。そうするこ
とにより、着色剤の樹脂中への分散性が良くなり、画像
濃度を高めることができる。特に、中間被覆層に着色剤
を含有させる場合に有効で、本発明によると中間被覆層
は芯粒子よりも軟化点の低い樹脂からも形成可能である
本発明において、粘度は以下に説明するTf値をいうが
、着色剤を含有させる場合は、スチレン−アクリル系共
重合樹脂の該Tf値が60〜15o’c、好ましくは8
0〜120°C1より好ましくは90〜110℃である
。150°Cより高いと着色剤の樹脂に対する分散性が
悪くなり、画像の隠蔽力が不足し、また外殼樹脂層との
接着性が悪くなる。60℃より低いと微小樹脂粒子の製
造が難しくなり、また微小樹脂粒子同士が凝集し易くな
って、均一な中間被覆層の形成が困難になる。
さらに詳しくは、芯粒子に着色剤を含有させた場合は中
間被覆層は芯材に対する均一成膜性および接着性の開直
かも約90〜120°C程度のTf値を有する樹脂から
構成し、外殼被覆層は中間被覆層に対する均一成膜性お
よび接着性の開直から、約100〜150℃程度のTf
値を有する樹脂から構成される。
中間被覆層に着色剤を含有させる場合は、芯粒子は定着
性の開直から、約80〜110℃程度のTf値を有する
樹脂から構成し、外殼被覆層は中間被覆層に対する均一
成膜性および接着性の開直から、約100〜150°C
程度のTf値を有する樹脂から構成される。
なお、本発明におけるTf値は、以下の測定法により測
定された値を示している。その測定方法を第1図を用い
て説明する。即ち、試料(3)1゜5gを加熱体(2)
の中のシリンダ(1)(断面積1cmつ内に投入し、昇
温速度3°C/分で加熱する。ピストン(6)をシリン
ダ内に挿入し30Kg/am”の荷重をかけ、試料をノ
ズル(4)(直径1 mm)から流出させ、その時の試
料の流出量、ピストンの降下距離および温度を読み取る
。温度は温度検出器(5)によって検出する。
係る測定は具体的には高化式フローテスターCFT−5
00(島津製作所社製)を使用して行うことができる。
上記の方法によって、各温度の降下量を測定し、それを
以下に示す式によって各温度における粘度に換算した。
ここでR:ノズル半径(0、5cm) P:荷重(30kg/cm”→3.059X 10−’
Pa)L:ノズル長さ(0、1cm) Q:流れ値CmQ/ 5ac) l ・5・S 一 Sニジリンダ−断面積(l cm2) L:樹脂が1.5cm降下するのに要する時間(see
) ここで上記測定法により得られた粘度が10’pois
eになる温度をTf値として規定する。
本発明の静電荷像現像用トナーは、中間被覆層をさらに
被覆する。該被覆層は、トナー最表面に位置するもので
あるから、本明細書においては、中間被覆層を被覆する
層を「外殼被覆層」ということにする。
外殼被覆層は、芯粒子、中間被覆層と同様のスチレン−
アクリル系共重合樹脂で形成されるが、最終的トナーを
正帯電性で使用する場合は、スチレン系モノマー単位の
割合が中間被覆層を構成する樹脂のそれよりも低いもの
より構成される。その差は10%以上、好ましくは15
%以上、より好ましくは可能な限り大きいことが望まし
い。その差が10%より小さいと最終的トナーを正帯電
性に適したものとしに<<、また、均一に成膜すること
も困難となる。最終的トナーを負帯電性で使用する場合
は、外殼被覆層は、スチレン系モノマー単位の割合が中
間被覆層を構成する樹脂よりも高いものより構成される
。その差が10%以上、好ましくは15%以上、より好
ましくは可能な限り大きいことが望ましい。その差が1
0%より小さいと最終的トナーを負帯電性に適したもの
としにくく、また、均一成膜することも困難になる。
負帯電性上ツマ−の調製を目的とするときは、外殼被覆
層はスチレン系モノマー単位のみの樹脂で構成されても
よい。
外殼被覆層は中間被覆層とスチレン系モノマー単位の割
合が異なるため荷電レベルに差があり、中間被覆層と密
着性がよく、剥離しにくい。そのため、剥離による微粉
による悪影響(トナークリニング不良、帯電不良等)の
ない、良好な画像を得ることができる。しかも、使用さ
れる帯電性に適合しているので、耐久性よく、長期に渡
って、均一な荷電性を付与することができる。
さらに、このように外殼被覆層を形成すると、内部に存
在する中間被覆層ないしは芯粒子の構成にほとんど影響
されることなく、表面層である外殼被覆層の構成によっ
て、帯電性、現像性、耐熱性等を決定することができ、
芯粒子あるいは中間被覆層に含まれる着色剤の種類、量
等が変化しても安定したかつ各トナー粒子間において均
一な荷電性を付与することができる。
外殼被覆層を形成する方法としては、所望のスチレン含
量の樹脂微粒子を使用し、中間被覆層と同様の方法で形
成され、該被覆層には、さらに所望により荷電制御剤を
含有させてもよい。
すなわち、中間被覆層を有する芯粒子に対して小粒径、
より具体的には約115以下の微粒子(すなわち、樹脂
微粒子、樹脂微粒子および荷電制御剤微粒子、あるいは
荷電制御剤を含有する樹脂微粒子)を適当な配合比で機
械的に混合し、ファンデルワールス力および静電気力の
作用により中間被覆層の周囲に均一に微粒子を付着させ
た後、該微粒子を例えば衝撃力などにより生じる局部的
温度上昇により微粒子を軟化させ成膜する方法が好まし
く挙げられる。中間被覆層と外殼被覆層のスチレン系モ
ノマー単位の含有量の差は画構成樹脂の帯電レベルに差
を生ぜしめ、樹脂微粒子は中間被覆層表面に均一に付着
させることができる。なお、ここで使用される外殼被覆
層形成用樹脂微粒子は、平均粒径が0.05〜3μm、
好ましくは0゜1−1μmであり、かつ粒径分布の変動
係数が20%以下、好ましくは、15%以下のものが使
用される。平均粒径が0.05μmより小さい粉体は製
造上むずかしく、また3μmより大きいと、または、変
動係数が20%より大きいと、芯粒子の表面を被覆成膜
化することが難しくなる。このような方法によると、前
記しI;ような中間被覆層を有する芯粒子の形状および
粒径分布を実質的に変化させることなく、また、中間被
覆層構成樹脂より外殼被覆層構成樹脂のほうが軟化点の
高いものであっても、容易に中間被覆層外表面を実質的
に完全に覆う外殼被覆層を形成できるものである。
またこのようにして得られるトナー粒子の表面性状は芯
粒子および外殼゛層形成粒子の組成、物性(粒径、熱的
特性およびゲル化成分等)を選ぶことにより、さらに処
理条件を適宜選択することにより平滑性・表面粗度を変
化させることができる。トナー粒子の流動性、クリーニ
ング性および帯電性などの特性の面から球状でかつその
表面に微小な凹凸を有する形態が望ましい。なお、この
ような方法において好適に用いられ得る装置としては、
高速気流中衝撃法を応用したハイブリダイゼーションシ
ステム(奈良機械製作所社製)、オングミル(ホソカワ
ミクロン社製)、メカノミル(開田精工社製)などがあ
る。
しかしながら、樹脂被覆層の形成方法としては、上記の
ごとき方法に何ら限定されるものではない。
正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシンベースEX
(オリエント化学工業社製)、第4級アンモニウム塩P
−51(オリエント化学工業社製)、ニグロシン ポン
トロンN−01(オリエント化学工業社製)、スーダン
チーフシュバルツBB(ソルベントブラック3:Co1
or Index 26150)、フェットシュバルツ
HBN(C,1,NO,26150)、ブリリアントス
ピリッツシュバルツTN(フアルペン・ファブリケン・
バイヤ社製)、ザボンシュバルツX(ファルベルケ・ヘ
キスト社製)、すらにアルコキシ化アミン、アルキルア
ミド、モリブデン酸キレート顔料などが挙げられる。
また、負荷電制御剤としては、例えば、オイルブラック
(Color I ndex 26150)、オイルブ
ラックBY(オリエント化学工業社製)、ポントロンS
−22(オリエント化学工業社製)、サリチル酸金属錯
体E−81(オリエント化学工業社製)、チオインジゴ
系顔料、銅フタロシアニンのスルホニルアミン誘導体、
スピロンブラックTRH(保土谷化学工業社製)、亜鉛
金属錯体E−84(オリエント化学工業社製)ポントロ
ンS−34(オリエント化学工業社製)、ニグロシンS
O(オリエント化学工業社製)、セレスシュバルツ(R
)G(フアルペン・ファブリケン・バイヤ社製)、クロ
モーゲンシュバルツET00(C,1,NO,1464
5)、アゾオイルブラック(R)(ナショナル・アニリ
ン社製)などが挙げられる。
これらの荷電制御剤は、単独であるいは複数種組合せて
使用することができるが、外殼被覆層に添加する荷電制
御剤の添加量は、外殼被覆層を形成する樹脂100重量
部に対して0.1−10重量部、好ましくは0.5〜5
重量部である。すなわち、添加量が0.1重量部未満で
あるとトナー粒子表面部に存在する荷電制御剤の量が少
ないため、トナーの帯電量が不足し、一方、10重量部
を越えるものであると樹脂被覆層より帯電制御剤が剥離
し、キャリアの表面にスペント化したり現像剤中に混入
して耐刷性を劣化させたりする虞れがあるためである。
外殼被覆層を構成するアクリル第七ツマー成分としては
、前記したもの以外に、さらに以下に示すような含窒素
極性官能基あるいは弗素を有する七ツマー成分を使用し
てもよい。
このような極性基を導入してなる樹脂を外殼被覆層に用
いると、この樹脂自体が荷電制御の働きをするために、
外殼被覆層に特に荷電制御剤を添加しなくてもある程度
の帯電性を付与することが可能となる。
下記上ツマー成分の単独重合体を使用することも可能で
、係る重合体の樹脂微粒子を外殼被覆層の形成の際に使
用することによっても上記効果を得ることができる。
含窒素極性官能基は正荷電制御に有効であり、含窒素極
性官能基を有する七ツマ−としては、下記−数式(I) \ (式中、R1は水素またはメチル基、R2およびR1は
水素または炭素数1〜20のアルキル基、Xは酸素原子
または窒素原子、Qはアルキレン基またはアリレン基で
ある。) で表わされるアミノ(メタ)アクリル系モノマーがある
アミノ(メタ)アクリル系モノマーの代表例としては、
N、N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、
N、N−ジエチルアミノメチル(メタ)アクリレート、
N、N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、
N、N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、
N、N−ジメチルアミンプロピル(メタ)アクリレート
、N、N−ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレート
、p−N、N−ジメチルアミノフェニル(メタ)アクリ
レート、p−N。
N−ジエチルアミノフェニル(メタ)アクリレート、p
−N、N−ジプロピルアミノフェニル(メタ)アクリレ
ート、p−N、N−ジブチルアミノフェニル(メタ)ア
クリレート、p−N−ラウリルアミノフェニル(メタ)
アクリレート、p−1’J−ステアリルアミノフェニル
(メタ)アクリレート、p−N、N−ジメチルアミノベ
ンジル(メタ)アクリレート、p−IJ。
N−ジエチルアミノベンジル(メタ)アクリレート、p
−N、N−ジプロピルアミノベンジル(メタ)アクリレ
ート、9−N、N−ジブチルアミノベンジル(メタ)ア
クリレート、p−N−ラウリルアミノベンジル(メタ)
アクリレ−)、p−N−ステアリルアミノベンジル(メ
タ)アクリレートなどが例示される。
さらに、N、N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリ
ルアミド、N、N−ジエチルアミノエチル(メタ)アク
リルアミド、N、N−ジメチルアミノプロピル(メタ)
アクリルアミド、N、N−ジエチルアミノプロビル(メ
タ)アクリルアミド、p−N、N−ジメチルアミノフェ
ニル(メタ)アクリルアミド、p−N、N−ジエチルア
ミノフェニル(メタ)アクリルアミド、p−N、N−ジ
プロピルアミノフェニル(メタ)アクリルアミド、p−
N、N−ジブチルアミノフェニル(メタ)アクリルアミ
ド、p−N−ラウリルアミノフェニル(メタ)アクリル
アミド、p−N−ステアリルアミノフェニル(メタ)ア
クリルアミド、p−N、N−ジメチルアミノベンジル(
メタ)アクリルアミド、p−N、N−ジエチルアミノベ
ンジル(メタ)アクリルアミド、p−N、N−ジプロピ
ルアミノベンジル(メタ)アクリルアミド、p−N。
N−ジブチルアミノベンジル(メタ)アクリルアミド%
p−N−ラウリルアミノベンジル(メタ)アクリルアミ
ド、p−N−ステアリルアミノベンジル(メタ)アクリ
ルアミド等が例示される。
弗素原子は負荷電制御に有効であり、弗素含有上ツマ−
としては特に制限はないが、例えば、2゜2.2−1−
リフルオロエチルアクリレート、2,2゜3.3−テト
ラフルオロプロピルアクリレート、2.2.3.3.4
.4.5.5−オクタフルオロアミルアクリレート、I
H,IH,2H,2H−へブタデカフルオロデシルアク
リレートなどのフルオロアルキル(メタ)アクリレート
が好ましく例示される。
しかしながら、本発明の静電潜像現像用トナーにおいて
、このような荷電制御剤あるいは前記し°たような極性
基含有樹脂は必ずしも添加する必要はなく、−成分系の
ものにおいては、現像スリーブ、トナー規制ブレード等
に、まI;二成分系のものにおいてはキャリアにトナー
との十分な荷電差を有するものを用いれば、所望の電荷
にトナーを帯電させることができる。
本発明の静電潜像現像用トナーは、上記のごとき構成の
積層構造を有するものであり、安定した帯電性、定着性
、耐熱性等を発揮し、さらに望ましくは最終的に得られ
るトナー粒子の形状特性として、粒径の変動係数が20
%未満好ましくは10%未満でかつ形状係数SFIが1
10〜140であることが好ましい。すなわち、このよ
うにトナー粒子を極めて球形度の高いかつ粒径分布の狭
いものとした場合、トナー粒子の小粒径化を図っても、
高い流動性と安定したかつ均一な帯電特性を付与するこ
とができ、カブリ、トナーの飛散などの問題を生じるこ
となく安定した現像性を付与することができるものであ
る。
以下に、本発明を実施例を用いて説明する。
・低分子量ポリプロピレン        4(三洋化
成工業社製;ビスコール550P)上記材料をボールミ
ルで充分混合した後、140°Cに加熱した3本ロール
上で混練した。混練物を放置冷却後、フェザ−ミルを用
い粗粉砕し、さらジェットミルで微粉砕した。つぎに、
風力分級し、平均粒径11pmの微粉末を得た。得られ
た微粒子を芯粒子Iとする。
芯粒子■の製造例 芯粒子の製造例Iにおいて材料としてカーボンブラック
を添加しない以外は、同様の組成、方法により、平均粒
径l!μmの微粉末を得た。得られた微粒子を芯粒子■
とする。
・スチレン−n−ブチル       100メタクリ
レート樹脂:(St/BMA−7/3)(軟化点108
°Cニガラス転移点 52°C;Mn=12000; 
My/Mn=14、Tf;100℃)・カーボンブラッ
ク           5(三菱化成工業社製、MA
#8) 囃スチレン             70・n−ブチ
ルメタクリレート     28・メタクリル酸   
         2・2.2−アゾビス−(2,4−
ジメ   0.5チルバレロニトリル)(和光紬薬工業
社製1級)上記材料をサンドスターラーにより充分に混
合して、重合性組成物を調製した。この重合性組成物を
濃度3重量%のアラビアゴム水溶液中に攪拌器、T、に
オートホモミクサー(特殊機化工業社製)により回転数
3200rpmで攪拌しながら、温度60℃で6時間重
合反応させ、さらに温度80℃に昇温し重合反応させた
。重合反応終了後、反応系を冷却して5回水洗後、濾過
し乾燥して球状粒子を得た。
得られた球状粒子をさらに風力分級し、平均粒径111
1mのものとした。この球状粒子を芯粒子■とする。な
お、この球状粒子の軟化点(Tm)は110℃、ガラス
転移点(Tg)は51’0、Tfは120°Cであった
樹脂微粒子の製造方法 攪拌機、コンデンサー、温度計を備えた、重合反応器に
おいてイオン交換水に完全ケン化ポリビニルアルコール
およヒトデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを乳化剤
として加え、過硫酸ナトリウムを重合開始剤として表1
に示す七ツマー組成のものを混合攪拌、加熱下において
乳化重合を行い、造粒した。この後、造粒物を水分散系
で塩化カルシウムを用い凝固した。続いて凝固物を水洗
、濾過、真空乾燥した後、ジェット粉砕機により解砕す
ることにより表−1に示す樹脂微粒子A−Lを得た。
得られた各微粒子について下記評価を行ない、結果を表
1中にまとめた。
数平均分子量(Mn)及び分散度(My/Mn)の測定
数平均分子量及び分散度はゲル浸透クロマトグラフィー
により、以下に記す条件で測定し、標準ポリスチレンに
より作成した検量線から換算した数値を示した。
検出器:RID−300型示差屈折計(日本分光工業社
製) カラム:A−80MX2 温度 :35℃ 溶媒 :THF 流速 : 1 、0 mQ/ m1n 70−テスタにおける溶融粘度が10’ポイズになる時
の温度Tf値の測定方法 高滓製作所社製フローテスターCFT−500型を用い
測定条件: ノズル   ;ldXImm 昇温スピード;3℃/min 荷重    ; 20 kg/ amりにて溶融粘度を
測定し、溶融粘度がlOlポイズになる時の温度をTf
値とした。
ガラス転移温度(Tg) ガラス転移温度(Tg)は、セイコー電子工業社製 示
差走査熱量計5SC1580DSC20を用いて測定し
た値を示した。
ゲル化成分量 ゲル化成分量とは、トルエンに対して溶けない樹脂成分
を示すものであり、本明細書に示される6値は以下の測
定方法によるものである。すなわち、測定する熱可塑性
樹脂(Ms)[glをグラスフィルター(G−3)を用
いてソックスレー抽出器によって抽出する。こうして樹
脂中のトルエン可溶成分を取除き、不溶成分(Mr)の
重量[glを乾燥後測定する。このようにして得られた
不溶成分の重量パーセントをゲル化成分量とした。
ゲル化成分J1(%)=(Mr/Ms)X l 00(
以下、余白) 土土二Q二[相]史!盗 上記で得られた芯粒子および樹脂微粒子を着色剤と共に
、下記表2に示した組み合わせおよび組成比で調合、混
合した後、それらの混合物を1500rp+nで回転し
ている容量lOQのヘンシェルミキサー中で2分間混合
攪拌し、芯粒子表面に樹脂微粒子および着色剤を付着さ
せた。
次に、得られた混合物150gをハイブリダイザ−NH
5−1型(奈良機械製作所社製)に装入し、室温下、羽
根の周速度78m/seeで8分間処理を行ない、芯粒
子表面に着色剤を含有する均一な中間被覆層を形成した
引き続いて、樹脂微粒子および荷電制御剤を、下記表2
に示した組み合せおよび組成比で調合、混合した以外、
中間被覆層形成時と同様に処理することにより、荷電制
御剤を含有する外殼被覆層を形成し、表2に示したトナ
ー■〜■を得た。
(以下、余白) キャリアの製造 成 分            重量部・ポリエステル
樹脂        100(軟化点123℃、ガラス
転移点 65°O,AV23.0HV40) ・Fe−Zn系フェライト微粒子   500MFP−
2(TDK社製) ・カーボンブラック          2(三菱化成
工業社製、AM#8) 上記材料をヘンシェルミキサーにより十分混合、粉砕し
、次いでシリンダ部180℃、シリンダヘッド部170
℃に設定した押し出し混練機を用いて、溶融、混練した
。混練物を放置冷却後、フェザ−ミルを用いて粗粉砕し
、さらにジェットミルで微粉砕した後、分級機を用いて
分級し、平均粒径60μmのキャリアを得た。
〔評価方法〕
得られたトナー■〜■に対して、以下に述べるように諸
特性め評価を行った。なお、各トナーは、トナー100
重量部に対してコロイダルシリカR−972(日本アエ
ロジル社製)0.1重量部で後処理を行い諸特性に対す
る評価に用いた。結果を表3に示した。
■、微粉の含有率(粒度分布測定) トナーの製造例■〜■で製造したトナーを、製造例で示
したキャリアとトナー/キャリア=7/93の割合で混
合し、2成分系現像剤を調整した。
トナー■を用いた現像剤に対しては、普通紙複写機EP
−4702(ミノルタカメラ社製)を用い、またトナー
■〜■、■〜■を用いた現像剤に対しては、普通紙複写
機EP−5702(ミノルタカメラ社製)を用いて白紙
を5000枚をコピーし、初期と5000枚複写後のト
ナー中の微粉の含有率を測定した。
微粉の含有率は、まずトナーの粒度分布を測定し、粒度
分布において、0.5μm以上、トナーの重量平均粒径
の1/2以下の個数粒度分布の割合(重量%)として表
わした。
トナーの粒度分布の測定は次のようにした行った。まず
、現像器中の5箇所から現像剤を約5gづつサンプリン
グし、界面活性剤を溶かした水系に分散する。この分散
液を超音波照射した後、マグネットによりキャリアのみ
を除去し、レーザー回折式粒度分布測定装置5ALD−
1100(高滓製作所社製)を用いてトナーの粒度分布
を測定しt二。
2、耐刷テスト(クリーニング不良発生枚数)上記粒度
分布測定方法において、白紙コピーのかわりにデータク
エスト社標準チャートを適性露光下でコピーし、1oo
ooo枚の耐刷テストを行った。このとき発生するクリ
ーニンググレードのすり抜けによるクリーニング不良発
生枚数により、次の様なランク付けを行った。
クリーニング不良発生枚数: 1〜5000枚・・・・・・× 5001〜50000枚・・・・・・△50001〜 
     ・・・・・・03、画像濃度 耐刷テスト時の初期画像のベタ部の濃度をサクラ濃度計
により測定した。
4、ハーフ濃度部のキメ 耐刷テスト時の初期画像において、ハーフ濃度部(チャ
ート上シアンカラーベタ部)のキメを目視評価し、ラン
ク付けを行った。パランク以上で実用上使用可能である
が、0ランク以上が好ましい。
(以下、余白) 発明の効果 本発明の静電荷像現像用トナーは、被覆層の剥離が生じ
に<<、剥離した微粉によるクリーニング不良等の問題
がなく、かつ耐久性、安定性に優れ、画像濃度、ハーフ
濃度部のキメに優れた高画質の画像を形成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、粘度の測定方法を示す図である。 l・・・シリンダー  2・・・加熱体3・・・試料 
    4・・・ノズル5・・・温度検出器  6・・
・ピストン特許出願人 ミノルタカメラ株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、芯粒子、該芯粒子上に中間被覆層および外殼被覆層
    をこの順に積層してなる積層構成の静電荷像現像用トナ
    ーにおいて、該芯粒子、中間被覆層および外殼被覆層が
    スチレン−アクリル系共重合樹脂で構成され、該スチレ
    ン−アクリル系共重合樹脂は、芯粒子よりも中間被覆層
    における方がスチレン−モノマー系の含有率が低く、か
    つ中間被覆層よりも外殼被覆層における方が該含有率が
    高い樹脂で構成され、さらに着色剤を芯粒子あるいは中
    間被覆層に含有させ、該着色剤を含有する層は、芯粒子
    、中間被覆層および外殼被覆層を構成する樹脂の中で、
    最も粘度の低いスチレン−アクリル系樹脂で形成されて
    いる負帯電性トナー。 2、芯粒子、該芯粒子上に中間被覆層および外殼被覆層
    をこの順に積層してなる積層構成の静電荷像現像用トナ
    ーにおいて、該芯粒子、中間被覆層および外殼被覆層が
    スチレン−アクリル系共重合樹脂で構成され、該スチレ
    ン−アクリル系共重合樹脂は、芯粒子よりも中間被覆層
    における方がスチレン−モノマー系の含有率が高く、か
    つ中間被覆層よりも外殼被覆層における方が該含有率が
    低い樹脂で構成され、さらに着色剤を芯粒子あるいは中
    間被覆層に含有させ、該着色剤を含有する層は、芯粒子
    、中間被覆層および外殼被覆層を構成する樹脂の中で、
    最も粘度の低いスチレン−アクリル系樹脂で形成されて
    いる正帯電性トナー。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014206610A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 コニカミノルタ株式会社 静電荷像現像用トナー

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JP2014206610A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 コニカミノルタ株式会社 静電荷像現像用トナー

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