JPH05119513A - 静電荷像現像用乾式トナー - Google Patents

静電荷像現像用乾式トナー

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JPH05119513A
JPH05119513A JP3305525A JP30552591A JPH05119513A JP H05119513 A JPH05119513 A JP H05119513A JP 3305525 A JP3305525 A JP 3305525A JP 30552591 A JP30552591 A JP 30552591A JP H05119513 A JPH05119513 A JP H05119513A
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JP
Japan
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toner
electrostatic charge
charge control
toner particles
resin
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JP3305525A
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English (en)
Inventor
Atsuhiko Eguchi
敦彦 江口
Chiaki Suzuki
千秋 鈴木
Reiko Akiyama
玲子 秋山
Takayoshi Aoki
孝義 青木
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05119513A publication Critical patent/JPH05119513A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯電制御樹脂を内添均一分散するトナー表面
に、帯電制御剤を外添固着させることにより、帯電分布
が狭く、高帯電能、良帯電維持性、良電荷交換性を両立
する静電荷像現像用乾式トナーを提供する。 【構成】 少くとも結着樹脂および着色剤を必須成分と
して含有する静電荷像現像用乾式トナーにおいて、トナ
ー粒子に帯電制御樹脂が内部添加され、かつ帯電制御剤
が外部より添加含有されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法において静電潜像の現像のために使用する静電荷像現
像用乾式トナーに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法において、セレンを始めとす
る光導電性物質を感光体として用い、種々の方法により
静電潜像を形成し、この静電潜像に磁気ブラシ現像法に
よりトナーを付着させ、顕像化する方法が一般に採用さ
れている。そこで用いられている現像用トナーは、種々
の摩擦帯電法により、現像される静電潜像の極性に応じ
た正又は負の電荷を保有することになる。ところで、現
像用トナーの帯電性能は、トナーの主成分である熱可塑
性結着樹脂によりある程度確保することができるが、十
分ではない。トナーの帯電性が適正でない時には、かぶ
り、濃度の低下等の画像特性上の欠陥や短寿命等の問題
が生ずる。そこで、トナーに帯電制御剤を添加すること
により、上記問題を解決するすることを目的とした多く
の方法が提案されている。
【0003】例えば、混練粉砕法のように、結着樹脂と
帯電制御剤を練り込む方法、また、トナー表面での帯電
制御剤の分布を制御することにより、トナー粒子間での
帯電バラツキを無くし、安定した帯電を得る、例えば、
帯電制御剤を含有しないトナー表面に帯電制御剤を外添
固着或いは層形成する方法(特開昭63−27854号
公報、特開昭63−85755号公報、特開昭63−1
04064号公報、特開昭63−131148号公報、
特開昭64−72168号公報等)や内部添加の帯電制
御剤に加え、さらに、外部より併用添加、固着させる方
法(特開昭63−289558号公報、特開平2−73
371号公報等)、更には、トナー内部の帯電制御成分
の分布を制御することにより、トナー粒子間での帯電バ
ラツキを無くし安定した帯電を得る、例えば、特開平2
−167565号公報等に記載される帯電制御剤および
帯電制御樹脂の同時内部添加する方法など多くの方法が
知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、混練粉
砕法のように、結着樹脂と帯電制御剤を練り込む方法で
は、帯電制御剤を細く均一に分散するのは困難であり、
したがって、トナー中では凝集体として存在しやすい。
粉砕時には、その凝集体の界面で割れやすくなり、その
結果、粉砕によりトナー表面に帯電制御剤が存在するこ
とになる。したがって、帯電速度は速くなるが、トナー
粒子間で表面の帯電制御剤の量が異なるため帯電分布は
広くなり、また、分散不良によりトナー内部の存在量に
も差が生じ、電荷交換性や帯電維持性が悪くなる問題が
ある。
【0005】また、トナー表面での帯電制御剤の分布を
制御することにより、トナー粒子間での帯電バラツキを
無くし、安定した帯電を得る方法では、トナー表層に帯
電制御剤が多く存在し、しかもトナー粒子間の帯電能の
バラツキが少なくなる。したがって、帯電分布はシャー
プになるが、経時により帯電挙動に対してトナー内部の
帯電制御剤がより支配的になると、その分布がトナー粒
子間で異なるか或いは存在しなくなるため、電荷交換性
や帯電維持性等において問題が残る。
【0006】さらに、トナー内部の帯電制御成分の分布
を制御することにより、トナー粒子間での帯電バラツキ
を無くし安定した帯電を得る方法では、トナー内部で
は、帯電制御剤の凝集体の影響を解消しきれないため、
帯電維持性への改善効果が少なく、また、表面ではトナ
ー粒子間の帯電制御剤の存在分布が不均一である。した
がって、帯電分布が広くなり、電荷交換性に問題が生じ
る。上記したように従来のトナーに帯電制御剤を添加す
る方法は、いずれも、トナーに求められる諸特性、即
ち、帯電分布が狭く、高帯電能、良帯電維持性および良
電荷交換性等の特性の一部は解決しても、その全てを満
足し得るものではない。
【0007】本発明は、従来技術の上記実状に鑑み、そ
の問題点を解消するためになされたものである。即ち、
本発明の目的は、帯電制御樹脂を内添均一分散するトナ
ー粒子表面に、帯電制御剤を外添させることにより、帯
電分布が狭く、高帯電能、良帯電維持性、良電荷交換性
を両立する静電荷像現像用乾式トナーを提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく、トナー表層および内部での帯電制御剤の
存在状態とトナーの帯電能、電荷交換性、帯電維持性の
関係に着目して、種々検討したところ、初期の帯電挙動
はトナー粒子表層の帯電制御剤に影響され、経時により
徐々にトナー内部の帯電制御剤の効果が現れるというこ
と、また、トナー粒子表面に多くの帯電制御剤が存在し
ている場合は、電荷交換性に優れ高い帯電能を有するが
帯電維持性が悪くなり、また、トナー粒子内部に多くの
帯電制御剤が存在する場合は、帯電維持性に優れるが電
荷交換性が乏しくなって、帯電能が低く、特に帯電速度
は遅くなることを突きとめた。そして、トナー粒子表層
および内部に存在する帯電制御成分各々の分散性を向上
させることによって、本発明の上記目的が達成できるこ
とを見出だし、本発明を完成するに至った。即ち、本発
明は、少くとも結着樹脂および着色剤を必須成分として
含有する静電荷像現像用乾式トナーにおいて、トナー粒
子に帯電制御樹脂が内部添加され、かつ帯電制御剤が外
部より添加含有されたものであることを特徴とするもの
である。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。上記のよ
うに本発明のトナーは、少くとも結着樹脂および着色剤
を必須成分として含有する静電荷像現像用乾式トナー
に、帯電制御樹脂が内部添加され、かつ帯電制御剤が外
部より添加含有させたものである。このようなトナー
は、帯電制御樹脂を内部添加することにより、トナー粒
子中での帯電制御樹脂の分散性が向上し、トナー粒子間
の内部帯電制御成分の存在バラツキおよびトナー粒子表
層への帯電制御成分の集中を無くすることができ、ま
た、帯電制御剤を外添させることにより、トナー粒子表
層の帯電制御成分の存在バラツキも減少させることがで
きる。
【0010】本発明の上記帯電制御樹脂としては、例え
ば、次に示す一般式(I)で示される正帯電制御樹脂お
よび一般式(II)で示される負帯電制御樹脂があげられ
るが、本発明は、これ等に限定されるものではない。
【0011】
【化1】 (式中、R1 、R5 およびR6 は、それぞれ水素原子ま
たはメチル基を表わし、R2 〜R4 は、それぞれ炭素数
1〜5のアルキル基およびベンジル基を表わし、X
は、アニオンを表わす。また、nおよびn′は、1〜
5の整数を意味し、k、l、mは、モノマー比を示すも
のであって、kは、0または1以上の整数、lおよびm
は、1以上の整数を意味する。)
【0012】
【化2】 (式中、R1 およびR7 は、水素原子またはメチル基を
表わし、R8 およびR9 は、水素原子またはアルキル基
を表わす。また、yおよびzは、モノマー比を示すもの
であって、xは、1〜10の整数を意味し、yおよびz
は、1以上の整数を意味する。) 帯電制御樹脂の添加量は、トナー全重量に対して0.1
〜20重量%の範囲が好ましく、より好ましくは0.5
〜5重量%の範囲である。
【0013】また、本発明において外部添加される帯電
制御剤としては、公知のものであれば、正および負のい
ずれの帯電制御剤も使用可能である。正帯電制御剤とし
ては、第四級アンモニウム塩化合物、有機染料、特に塩
基性染料およびその塩等があげられ、また、負帯電制御
剤としては、含クロムモノアゾ錯体、サルチル酸金属錯
化合物、含クロル有機染料等があげられる。その添加量
は、トナー全重量に対して0.1〜10重量%の範囲が
好ましく、より好ましくは0.5〜3重量%の範囲であ
る。さらに、その粒子径は、3μm以下が好ましく、よ
り好ましくは1μm以下である。
【0014】これ等の帯電制御剤は、トナー粒子表面に
静電的に付着されていてもよいが、ヘンシェルミキサ
ー、ハイブリタイザー等機械的混合処理で固着或いは固
着後、加熱により融着させるのが好ましい。このような
機械的な混合処理により、帯電制御剤が、トナー粒子表
面に固着され、帯電制御剤のキャリアおよび感光体への
インパクションの解消が見込まれ、本発明の好ましい効
果を発揮する。ここで固着とは、トナーおよびキャリア
をターブラーミキサーにて1時間振盪後の帯電制御剤の
キャリアへの移行率が1%以下であることをいう。
【0015】本発明において、上記帯電制御樹脂および
帯電制御剤が添加されるトナーとしては、結着樹脂およ
び着色剤を必須成分とする公知のものが使用できる。
【0016】結着樹脂としては、スチレン、クロロスチ
レン、ビニルスチレン等のスチレン類;エチレン、プロ
ピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン;酢
酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸
ビニル等のビニルエステル;アクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、
アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、
メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカル
ボン酸のエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチ
ルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテ
ル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニ
ルイソプロペニルケトン等のビニルケトン等の単独重合
体あるいは共重合体を例示することができ、特に、代表
的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アク
リル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アル
キル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、
スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイ
ン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレンを挙げる
ことができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、
エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリアミド、変性ロジ
ン、パラフィン類を例示することができる。
【0017】また、トナーの着色剤としては、カーボン
ブラック、磁性粉、染料および顔料、例えば、ニグロシ
ン染料、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイ
エロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッ
ド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタ
ロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、
ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント
・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド12
2、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピ
グメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロ
ー12、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.
I.ピグメント・ブルー15:3等を代表的なものとし
て例示することができる。
【0018】また、本発明におけるトナーは、所望に応
じて、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラ
ン、オクチルトリメトキシシラン等の疎水化処理を施さ
れたSiO2 、TiO2 、MgO、Al2 3 、Mn
O、ZnO、Fe2 3 、Ca0、BaSO4 、CeO
2 、K2 O、Na2O、ZrO2 、CaO・SiO、K
2 O(TiO2 )n、Al2 3 ・2SiO2 等の無機
酸化物微粒子を流動促進剤として添加してもよく、さら
に離型剤、クリーニング助剤等の公知の添加剤を含有さ
せてもよい。
【0019】本発明におけるトナーは、磁性材料を内包
する磁性一成分トナー或いはカプセルトナーであっても
よい。本発明において、トナー平均粒子径は、30μm
以下、特に3〜20μmの範囲に設定することが好まし
い。
【0020】本発明のトナーが、二成分現像剤として用
いられる場合において、用いられるキャリアは、公知の
ものであれば特に制限されるものではなく、鉄粉系キャ
リア、フェライト系キャリア、表面コートフェライト系
キャリア、磁性粉末分散型キャリア等が使用できる。
【0021】本発明のトナーは、乾式プロセスに応じて
適宜使用することが可能であるが、一般には、電子写
真、静電記録等、静電潜像担持体上に静電潜像を形成し
た後、現像機内の現像剤により静電潜像を可視化し、可
視像を別の担体に転写した後、静電潜像担持体上に残留
するトナーをクリーニングするというプロセスに使用す
ることができる。
【0022】静電潜像担持体としては、Se系感光体、
有機系感光体、アモルファスシリコン感光体、或いはこ
れ等の表面に必要に応じてオーバーコートを施したもの
等、従来公知のものが、使用可能である。また、現像機
としても、従来の二成分現像機、一成分現像機等、公知
のものは全て使用できる。また、クリーニング手段とし
ては、ブレード圧着によるクリーニング法、ファーブラ
シクリーニング法、その他公知のものならばどのような
ものでも使用することができる。
【0023】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は、これら実施例によって何等限定
されるものではない。なお、下記の説明において、
「部」は「重量部」を表わす。
【0024】実施例1 結着樹脂(スチレン−アクリル酸ブチル共重合体) 100部 下記式(III)の正帯電制御樹脂(Mw=7.0×103 、 3部 Mn=3.5×103 k′:l′:m′=90:7:3) カーボンブラック(R330 キャボット社製) 10部 低分子量ポリプロピレン(ビスコール660P 三洋化成社製) 5部
【0025】
【化3】
【0026】上記成分をバンバリーミキサーで混練した
後、粉砕し、分級して平均粒子径11μmのトナー粒子
を作成した。このトナー粒子100部に正帯電制御剤
(ボントロンP−51 オリエント化学工業社製)を1
部添加してV型ブレンダーに入れ、40rpmの回転数
で20分間撹拌し、トナー粒子表面に付着させた。さら
に、このトナー粒子100部に二酸化チタン微粉末2部
を添加し、V型ブレンダーによって分散混合を行い、ト
ナーを得た。次に、フッ化ビニリデン−ヘキサフロロプ
ロピレン共重合体4部をジメチルホルムアミド100部
に溶解して被覆用溶液を調製し、平均粒径100μmの
球状酸化鉄粉500部を流動床コーティング装置内で流
動化させて上記被覆用溶液を噴霧し、脱溶媒してキャリ
アを得た。上記トナー5部とキャリア95部とを混合し
て現像剤組成物を調製した。
【0027】実施例2 帯電制御剤を、ヘンシェルミキサーを用い周速40m/
secの条件で15分間撹拌し、トナー粒子表面に固着
させたほかは、実施例1と同様にして現像剤組成物を得
た。
【0028】実施例3 帯電制御剤を、実施例2と同様にしてトナー粒子表面に
固着させた後、流動床型乾燥機(大川原製作所製)を用
い、110℃に加熱した気相中で3分間加熱を行い、ト
ナー表面を局部的に溶融することで融着させたほかは、
実施例1と同様にして現像剤組成物を得た。
【0029】実施例4 結着樹脂(スチレン−アクリル酸ブチル共重合体) 100部 下記式(IV)の負帯電制御樹脂(Mw=7.0×103 ) 3部 (y′:z′=95:5) カーボンブラック(BP1300 キャボット社製) 10部 低分子量ポリプロピレン(ビスコール660P 三洋化成社製) 5部
【0030】
【化4】
【0031】上記成分をバンバリーミキサーで混練した
後、粉砕し、分級して平均粒子径11μmのトナー粒子
を作成した。このトナー粒子100部に帯電制御剤(ス
ピロンブラックTRH 保土谷化学(株)社製)を1部
添加してV型ブレンダーに入れ、40rpmの回転数で
20分間撹拌しトナー粒子表面に付着させた。さらに、
このトナー粒子100部にシリカ微粉末2部を添加し、
V型ブレンダーによって分散混合を行い、トナーを得
た。次に、平均粒径85μmの球形酸化鉄粉に対して
0.8重量%のメチルメタクリレート重合体(Mw=
8.5×104 )を添加し、流動床コーティング装置を
用いて膜厚約1.2μmになるように被覆し、キャリア
を得た。上記トナー5部とキャリア95部とを混合し
て、現像剤組成物を調製した。
【0032】実施例5 帯電制御剤を、ヘンシェルミキサーを用い周速40m/
secの条件で15分間撹拌し、トナー粒子表面に固着
させたほかは、実施例4と同様にして現像剤組成物を得
た。なお、この現像剤をターブラーミキサーにて1時間
振盪後、ブローオフにてトナーをキャリアにより分離
し、回収した。さらに、キャリアは、ブローオフ後0.
5%トリトン溶液にてリンスアウトを行った上記の様に
して回収したトナーおよびキャリアをそれぞれについ
て、螢光X線でクロムを定量したところ、キャリアから
検出されず、トナーからは99.8%検出された。
【0033】実施例6 帯電制御剤を、実施例5と同様にしてトナー粒子表面に
固着させた後、流動床型乾燥機(大川原製作所製)を用
い、トナーTg近傍に加熱した気相中で3分間加熱を行
い、トナー表面を局部的に溶融することで融着させたほ
かは、実施例4と同様にして現像剤組成物を得た。
【0034】比較例1 帯電制御剤を外添させないほかは、実施例1と同様にし
て現像剤組成物を得た。
【0035】比較例2 結着樹脂(スチレン−アクリル酸ブチル共重合体) 100部 帯電制御剤(ボントロンP−51 オリエント化学工業社製) 2部 カーボンブラック(R330 キャボット社製) 10部 低分子量ポリプロピレン(ビスコール660P 三洋化成社製) 5部 トナー組成を上記の様にし、帯電制御剤を外添させない
ほかは、実施例1と同様にして現像剤組成物を得た。
【0036】比較例3 結着樹脂(スチレン−アクリル酸ブチル共重合体) 100部 カーボンブラック(R330 キャボット社製) 10部 低分子量ポリプロピレン(ビスコール660P 三洋化成社製) 5部 トナー組成を上記の様にしたほかは、実施例1と同様に
して現像剤組成物を得た。
【0037】比較例4 結着樹脂(スチレン−アクリル酸ブチル共重合体) 100部 帯電制御剤(ボントロンP−51 オリエント化学工業社製) 2部 カーボンブラック(R330 キャボット社製) 10部 低分子量ポリプロピレン(ビスコール660P 三洋化成社製) 5部 トナー組成を上記の様にしたほかは、実施例1と同様に
して現像剤組成物を得た。
【0038】比較例5 実施例1において、帯電制御樹脂と帯電制御剤(ボント
ロンP−51 オリエント化学工業社製)1部を内部添
加し、帯電制御剤を外添させないほかは、実施例1と同
様にして現像剤組成物を得た。
【0039】比較例6 帯電制御剤を外添させないほかは、実施例1と同様にし
て現像剤組成物を得た。
【0040】比較例7 結着樹脂(スチレン−アクリル酸ブチル共重合体) 100部 帯電制御剤(スピロンブラックTRH 保土谷化学(株)社製) 2部 カーボンブラック(BP1300 キャボット社製) 10部 低分子量ポリプロピレン(ビスコール660P 三洋化成社製) 5部 トナー組成を上記の様にし、帯電制御剤を外添させない
ほかは、実施例4と同様にして現像剤組成物を得た。
【0041】比較例8 結着樹脂(スチレン−アクリル酸ブチル共重合体) 100部 カーボンブラック(BP1300 キャボット社製) 10部 低分子量ポリプロピレン(ビスコール660P 三洋化成社製) 5部 トナー組成を上記の様にしたほかは、実施例5と同様に
して現像剤組成物を得た。
【0042】比較例9 結着樹脂(スチレン−アクリル酸ブチル共重合体) 100部 帯電制御剤(スピロンブラックTRH 保土谷化学(株)社製) 2部 カーボンブラック(BP1300 キャボット社製) 10部 低分子量ポリプロピレン(ビスコール660P 三洋化成社製) 5部 トナー組成を上記の様にしたほかは、実施例5と同様に
して現像剤組成物を得た。
【0043】比較例10 実施例4において、帯電制御樹脂と帯電制御剤(スピロ
ンブラックTRH 保土谷化学(株)社製)1部を内部
添加し、帯電制御剤を外添しない以外は、実施例4と同
様にして現像剤組成物を得た。
【0044】これ等の現像剤組成物の帯電制御成分の添
加状態を表1に示し、また、現像剤組成物を用いて得ら
れた試験結果を表2に示す。
【0045】
【表1】
【0046】
【表2】 *1:Vブレンダーを用い、通常環境にて30分間ブレ
ンド後、各測定を実施。 *2:実施例1〜3、比較例1〜5は、富士ゼロックス
製 Vivace 500、実施例4〜6、比較例6〜
10は、富士ゼロックス製FX−5990で5万枚コピ
ーした後、各測定を実施。 *3:帯電量の測定は、ブローブオフ測定器を用いて行
った。 *4:ソリッドの濃度及び背景部濃度の測定は、マクベ
ス濃度計を用いて行った。 *5:帯電分布量の測定は、Charge spect
ra graph測定器用いた結果より行った。 *6:TCラチチュードは、次の式で表わされる。 TC(L)=TC(high)−TC(low) TC(high):カブリ発生しない上限TC。 TC(low) :マクベス濃度計による測定濃度1.
0のソリッドパッチをコピーした。サンプルが同じくマ
クベス濃度計による測定濃度1.1以上を呈する下限T
C。 **ADC(自動濃度調整機能)適性なし。(この機能
に対して濃度が追従していかず画像濃度が上がらな
い。)
【047】
【発明の効果】本発明の静電荷像現像用乾式トナーにお
いては、帯電制御樹脂をトナー粒子内部に含有させるか
ら、トナー粒子中での分散性が向上し、トナー粒子間で
の内部帯電制御成分の存在バラツキが無くなる。また、
帯電制御剤を外部添加するからトナー粒子表層の帯電制
御成分のバラツキも減少する。したがって、本発明の静
電荷像現像用乾式トナーは、帯電分布が狭く、高帯電
能、良帯電維持性、良電荷交換性を両立させることがで
きる。また、外部より添加される帯電制御剤が静電的な
付着ではなく、ヘンシェルミキサー、ハイブリタイザー
等機械的な力によりトナー粒子表面に固着されているこ
とにより、帯電制御剤のキャリアおよび感光体へのイン
パクションが解消される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 孝義 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ツクス株式会社竹松事業所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少くとも結着樹脂および着色剤を必須成
    分として含有する静電荷像現像用乾式トナーにおいて、
    トナー粒子に帯電制御樹脂が内部添加され、かつ帯電制
    御剤が外部より添加含有されたものであることを特徴と
    する静電荷像現像用乾式トナー。
JP3305525A 1991-10-25 1991-10-25 静電荷像現像用乾式トナー Pending JPH05119513A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3305525A JPH05119513A (ja) 1991-10-25 1991-10-25 静電荷像現像用乾式トナー

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