JP2000089517A - 正帯電性トナーおよびその製造方法 - Google Patents

正帯電性トナーおよびその製造方法

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JP2000089517A
JP2000089517A JP25856598A JP25856598A JP2000089517A JP 2000089517 A JP2000089517 A JP 2000089517A JP 25856598 A JP25856598 A JP 25856598A JP 25856598 A JP25856598 A JP 25856598A JP 2000089517 A JP2000089517 A JP 2000089517A
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ammonium salt
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quaternary ammonium
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English (en)
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Yoshihiro Mikuriya
義博 御厨
Ichiro Izumi
一郎 出水
Yoshikazu Nishihara
良和 西原
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 初期の帯電立ち上がり性および帯電安定性に
優れた正帯電性トナーを提供する。 【解決手段】 (A)ビニル系モノマーとアミノモノマ
ーが重合重量比97.5:2.5〜99.9:0.1で
共重合してなる重合体樹脂、および(B)一般式; (Rは炭素原子数1〜8のアルキル基など、Rおよ
びRは炭素原子数1〜18のアルキル基、Rは炭素
原子数1〜18のアルキル基などであり、XおよびYは
水素または水酸基である。)で表される四級アンモニウ
ム塩を含み、四級アンモニウム塩(B)が粒径0.05
〜0.4μmで分散されている正帯電性トナーであっ
て、四級アンモニウム塩(B)をスチレン−アクリル樹
脂またはポリエステル樹脂でマスターバッチ処理して得
られる四級アンモニウム塩分散樹脂を添加して得られる
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真等の分野に
用いられる正帯電性トナーおよびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】通常、電子写真装置等の画像形成装置に
おいては、感光体等の静電潜像担持体上に形成された静
電潜像を所定の極性に帯電したトナーによって現像し、
このトナー像を転写紙に転写した後、熱ロール定着やサ
ーフ定着等の接触加熱定着により定着することによって
画像が形成される。静電潜像の現像は、種々の方式で静
電潜像担持体上に形成された正または負の電荷を有する
静電潜像に対して、正規現像であればそれぞれ負または
正の電荷を有するトナーを、反転現像であればそれぞれ
正または負の電荷を有するトナーを静電的に吸着させる
ことにより行われる。本発明はこのようなトナーのう
ち、摩擦帯電により正に帯電されて使用される正帯電性
トナーに関する。
【0003】従来より正帯電性トナーとして、例えばス
チレン-アクリル系樹脂にニグロシン染料、四級アンモ
ニウム塩あるいはトリフェニルメタン等の正帯電制御剤
を添加したトナーが知られている。しかしながら、この
ような正帯電性トナーを、磁性キャリアとともに使用す
る二成分現像剤に使用した場合、長期間繰り返し使用す
る間に磁性キャリア表面にトナー成分である正帯電制御
剤がスペントし、キャリアのトナーに対する摩擦帯電能
が低下して画像の非画像部にトナーカブリが生じるとい
う問題が生じていた。
【0004】このような問題を解消するために、結着樹
脂として帯電性を有する樹脂を用いたり、帯電制御剤と
して帯電性を有する樹脂を用いたトナーが知られてい
る。例えば、特開昭62−291667号公報では従来
からの帯電制御剤を含有させずに、結着樹脂としてアミ
ノ基を有する樹脂を用いたトナーが報告されている。
【0005】特開昭62−21169号公報では帯電制
御剤として、アミノ(メタ)アクリル系モノマー1〜1
00重量%とスチレン99〜0重量%との共重合体また
は重合体と、四級アンモニウム塩を併用したトナーが報
告されている。
【0006】特開平3−15079号公報では帯電制御
剤として、アミノ基が四級塩化されたモノマーからなる
重合物とスチレン系ポリマーとのブロックおよび/また
はグラフト共重合体、および所望により四級アンモニウ
ム塩等を用いたトナーが報告されている。
【0007】特開平8−220809号公報では帯電制
御剤として、メタクリロイルオキシトリメチルアンモニ
ウムスルフェート1〜30重量%とビニル系モノマー9
9〜70重量%との共重合体を用いたトナーが開示され
ている。
【0008】これらのトナーは、トナー原料をまとめて
混合し、溶融・混練した後、混練物を粉砕、分級した
り、またはトナー原料をまとめて有機溶剤に溶解し、得
られた樹脂溶液を水中に乳化分散させてO/Wエマルシ
ョンを得、該エマルションを加熱して上記有機溶剤を蒸
発させて製造されるのが一般的である。
【0009】しかしながら、いずれのトナーにおいて
も、上記のような帯電安定性の悪化に伴うカブリ等の問
題が完全に解決されなかったり、初期の帯電立ち上がり
性が低下して立ち上げ時に所望の帯電量が得られず、初
期において複写画像上にカブリが生じるという新たな問
題が生じ、優れた帯電安定性と初期の帯電立ち上がり性
の両立を達成するのは困難なのが現状である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、初期の帯電
立ち上がり性および帯電安定性に優れた正帯電性トナー
を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)ビニル
系モノマーとアミノモノマーが重合重量比97.5:
2.5〜99.9:0.1で共重合してなる重合体樹
脂、および(B)一般式(I);
【化3】 (式中、R1は炭素原子数1〜8のアルキル基またはベ
ンジル基であり、R2およびR3はそれぞれ独立して炭素
原子数1〜18のアルキル基であり、R4は炭素原子数
1〜18のアルキル基またはベンジル基であり、Xおよ
びYはそれぞれ独立して水素または水酸基(但し、同時
に水素ではない)である。)で表される四級アンモニウ
ム塩を含み、四級アンモニウム塩(B)が粒径0.05
〜0.4μmで分散されている正帯電性トナーであっ
て、四級アンモニウム塩(B)をスチレン−アクリル樹
脂またはポリエステル樹脂でマスターバッチ処理して得
られる四級アンモニウム塩分散樹脂を添加して得られる
ことを特徴とする正帯電性トナーに関する。
【0012】本発明はまた、(i)上記一般式(I)で
表される四級アンモニウム塩(B)をスチレン−アクリ
ル樹脂またはポリエステル樹脂でマスターバッチ処理し
て四級アンモニウム塩分散樹脂を得る工程、および(i
i)少なくとも、工程(i)で得られた四級アンモニウ
ム塩分散樹脂、ビニル系モノマーとアミノモノマーが重
合重量比97.5:2.5〜99.9:0.1で共重合
してなる重合体樹脂(A)、および着色剤を溶融、混練
し、得られた混練物を粉砕、分級する工程を含む正帯電
性トナーの製造方法に関する。
【0013】本発明においては、結着樹脂としてビニル
系モノマーとアミノモノマーが特定の重合比で共重合し
てなる重合体樹脂を、帯電制御剤として特定の四級アン
モニウム塩を用い、トナー中における四級アンモニウム
塩(B)の分散粒径を制御し、かつ上記帯電制御剤を、
スチレン−アクリル樹脂またはポリエステル樹脂でマス
ターバッチ処理して得られる四級アンモニウム塩分散樹
脂の形態で用いることにより、正帯電性トナーの優れた
初期の帯電立ち上がり性および帯電安定性を両立するこ
とが可能となった。
【0014】本発明の正帯電性トナーは、(A)ビニル
系モノマーとアミノモノマーが重合重量比97.5:
2.5〜99.9:0.1で共重合してなる重合体樹脂
(本明細書中、樹脂(A)という)、および(B)上記
一般式(I)で表される四級アンモニウム塩(本明細書
中、四級アンモニウム塩(B)という)を含み、四級ア
ンモニウム塩(B)が粒径0.05〜0.4μmで分散
されている。
【0015】本発明のトナーに含まれる樹脂(A)を構
成するアミノモノマーとしては、四級塩化されていない
アミノ基を有するモノマーであって、後述のビニル系モ
ノマーと共重合可能であれば、特に制限されることはな
く、例えば、以下の一般式(II);
【化4】 (式中、R1は水素またはメチル基、R2およびR3はそ
れぞれ独立して水素または炭素数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
たはアリーレン基を示す。)で表される化合物が挙げら
れる。
【0016】アミノ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
ルアミノプロピル(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−N
−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
−N,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、p−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
リレート、p−N−ステアリルアミノベンジル(メタ)ア
クリレート等が例示される。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
ルアミノプロピル(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。
【0017】樹脂(A)を構成するビニル系モノマーと
しては、重合性の不飽和結合を有するモノマーであれば
特に制限されるものではなく、例えば、アクリルモノマ
ー、スチレンモノマー、ビニルモノマー等が挙げられ
る。具体的には、アクリルモノマーとしては(メタ)ア
クリル酸、マレイン酸、イタコン酸、(メタ)アクリル
酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリ
ル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)ア
クリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ア
ミル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)ア
クリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、
(メタ)アクリル酸ベヘニル、アクリルアミド等が挙げ
られ、スチレンモノマーとしてはスチレン、o,m,p
−クロルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエ
ン等が挙げられ、ビニルモノマーとしては塩化ビニル、
酢酸ビニル等が挙げられる。これらのうち1またはそれ
以上を選択して用いてよい。これらの中でも、アクリル
モノマーおよびスチレンモノマーを用いることが好まし
く、さらに好ましくはスチレンおよび(メタ)アクリル
酸アルキルエステルを用いることである。(メタ)アク
リル酸アルキルエステルとしては、炭素原子数1〜1
8、好ましくは3〜15のアルキル基を有する(メタ)
アクリル酸アルキルエステルを用いるのが好ましい。
【0018】上記のアミノモノマーとビニル系モノマー
における好ましい組み合わせとしては、N,N−ジメチ
ルアミノエチル(メタ)アクリレートとスチレン、N,N
−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートとメチル
(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレートとブチル(メタ)アクリレート、
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートと
ブチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレートとスチレンとメチル(メタ)アク
リレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アク
リレートとスチレンとブチル(メタ)アクリレート、
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートと
スチレンとブチルアクリレート等が挙げられる。
【0019】樹脂(A)を構成する上記のビニル系モノ
マーとアミノモノマーとの重合重量比は97.5:2.
5〜99.9:0.1、好ましくは98:2〜99:1
である。アミノモノマーが上記比率より少ないと、繰り
返しの使用によって帯電安定性が低下し、所望の帯電量
が得られなくなって複写画像上のカブリの原因となる。
一方、アミノモノマーが上記比率より多いと、繰り返し
の使用によって帯電安定性が低下するだけでなく、初期
から所望の帯電量が得られず、トナー飛散等の問題が発
生し、レジンTgが低下し、ブロッキング性が悪化す
る。
【0020】上記のビニル系モノマーとアミノモノマー
との重合方法については、特に制限されるものではな
く、公知のラジカル重合方法を採用することができる。
詳しくは、これらモノマーを用いて、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
合法等により共重合させることができる。これら重合法
の中でも、適宜の重合開始剤の存在下、有機溶媒中で重
合反応を行う溶液重合法が適している。このときの重合
開始剤としてはラジカル重合反応において通常使用され
る公知の開始剤を使用することができ、例えば、アゾビ
スイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、tert−
ブチルパーベンゾエート、ジシクロヘキシルパーオキサ
イド、ジクミルパーオキサイド、アゾビスメチルブチロ
ニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等が挙げら
れる。この際、用い得る溶剤としては、使用する各種モ
ノマーに対し不活性であれば特に制限はなく、例えば、
ベンゼン、トルエン、キシレン等を例示することができ
る。なお、いずれの重合方法においても、作業容易性の
観点からビニル系モノマーおよびアミノモノマーは同時
に添加、混合されて重合に供されることが好ましいた
め、樹脂(A)はランダム共重合体として好ましく使用
される。
【0021】樹脂(A)のゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー(GPC)によって測定された重量平均分
子量の分子量分布のピーク値は5,000〜200,0
00、好ましくは10,000〜160,000の範囲
に存在することが望ましい。当該ピーク値が5,000
未満では、初期の帯電立ち上がり性が悪化し、帯電分布
もブロードになる。一方、200,000を越えると当
該樹脂のTgの上昇により、定着性が低下する。また、
樹脂(A)の数平均分子量(Mn)は2,000〜1
0,000、好ましくは2,500〜7,500であ
り、重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)は2
0〜90、好ましくは20〜50であることが望まし
い。本明細書中、これらの測定は、GPC装置としてJ
ASCO TWINCLE HPLCを、検出装置として
SHODEX RI SE-31を、カラムとしてSHO
DEX GPCA-80M×2とKF-802を、溶媒と
してテトラヒドロフランを使用し、流速1.2ml/分
の条件で行った。
【0022】樹脂(A)の軟化点(Tm)は110〜1
30℃、好ましくは115〜125℃であり、ガラス転
移点(Tg)は50〜75℃、好ましくは55〜70℃
の範囲にあることが望ましい。樹脂(A)の軟化点が1
10℃より低くなると耐オフセット性が低下し、130
℃より高くなると画像の定着強度が低下するためであ
る。ガラス転移点が50℃より低くなるとトナーの耐熱
性が低下し、75℃より高くなると定着性が低下する。
【0023】なお、本明細書中、軟化点は、測定装置と
してフローテスター(CFT−500:島津製作所社
製)を使用し、ノズルの細孔径1mm、荷重30kg/
cm2、昇温速度3℃/分の条件で1.0gの試料が1/
2流出したときの温度である。また、ガラス転移点につ
いては、測定装置として示差走査熱量計(DSC−20
0:セイコー電子社製)を使用し、リファレンスとして
アルミナを使用して測定した。秤量した試料10mgを
昇温速度30℃/分で常温から200℃まで昇温した後
冷却し、昇温速度10℃/分で20〜120℃の間で測
定を行い、メイン吸収ピークのショルダー値をガラス転
移点とした。
【0024】本発明のトナーは結着樹脂として上記樹脂
(A)のほか、他の樹脂を含んでいてもよい。このとき
混合結着樹脂中の樹脂(A)の割合は40重量%以上、
好ましくは50重量%以上とする。当該割合が40重量
%未満では初期帯電立ち上がり性および帯電安定性の両
立が困難となる。樹脂(A)と併用される他の樹脂とし
ては、樹脂(A)とは異なるビニル系モノマーとアミノ
モノマーとの共重合体、および樹脂(A)を構成する上
記のビニル系モノマーを1またはそれ以上用いて重合さ
せた重合体を用いることができる。このように樹脂
(A)と他の樹脂が併用されている場合において上記の
ビニル系モノマーとアミノモノマーとの重合重量比は、
結着樹脂として使用される樹脂を構成する全てのビニル
系モノマーとアミノモノマーとの重量比として適用され
得る。
【0025】樹脂(A)と併用され得る他の樹脂のGP
Cにより測定された分子量分布のピーク値、軟化点およ
びガラス転移点については上記の樹脂(A)においてと
同様である。
【0026】本発明のトナーに含まれる四級アンモニウ
ム塩(B)は一般式(I);
【化5】 (式中、R1は炭素原子数1〜8のアルキル基またはベ
ンジル基であり、R2およびR3はそれぞれ独立して炭素
原子数1〜18のアルキル基であり、R4は炭素原子数
1〜18のアルキル基またはベンジル基であり、Xおよ
びYはそれぞれ独立して水素または水酸基(但し、同時
に水素ではない)である。)で表される。本発明におい
ては、上記四級アンモニウム塩の中でも、一般式(I)
において、R1〜R4が炭素原子数1〜4のアルキル基で
ある四級アンモニウム塩が使用されていることが好まし
い。
【0027】本発明のトナー中、上記の四級アンモニウ
ム塩(B)は、均一に分散されており、その分散粒径は
0.05〜0.4μm、好ましくは0.05〜0.35
μmである。分散粒径が0.05μm未満であると分散
粒径が小さすぎて充分な表面帯電機能を果たし得ず、
0.4μmより大きいと分散粒径が大きすぎて、トナー
表面からの脱離が起きてしまう。当該分散粒径は、TE
M形態観察で写真を撮影し、目視により確認することが
できる。
【0028】本発明のトナーにおける上記四級アンモニ
ウム塩の含有量は上記の樹脂(A)100重量部に対し
て0.15〜1.5重量部、好ましくは0.3〜1.2
重量部であることが望ましい。含有量が0.15重量部
未満であると、初期の帯電立ち上がり性および帯電安定
性が悪化してカブリが発生する。一方、1.5重量部を
越えると、得られるトナー中での四級アンモニウム塩の
分散粒径が大きくなり、トナー表面からの脱離が起こる
傾向が強くなる。このため、初期帯電立ち上がり性およ
び帯電安定性、特に帯電安定性が悪化し、繰り返しの使
用に耐えることができなくなる。なお、上記含有量は樹
脂(A)100重量部を基準に示されているが、結着樹
脂として他の樹脂を併用する場合は他の樹脂をも含む混
合結着樹脂100重量部に対する含有量を意味するもの
とする。以下のトナー成分の含有量の記載についても同
様に、結着樹脂として他の樹脂を併用する場合、「樹脂
(A)100重量部に対して」は「混合結着樹脂100
重量部に対して」を意味するものとする。
【0029】本発明のトナーは、上記四級アンモニウム
塩(B)をスチレン−アクリル樹脂またはポリエステル
樹脂でマスターバッチ処理して得られる四級アンモニウ
ム塩分散樹脂を添加して得られる。すなわち、本発明の
トナーは、四級アンモニウム塩(B)を、マスターバッ
チ処理して得られる分散樹脂の形態で用いて得られる。
【0030】詳しくは、本発明のトナーは、(i)上記
一般式(I)で表される四級アンモニウム塩(B)をス
チレン−アクリル樹脂またはポリエステル樹脂でマスタ
ーバッチ処理して四級アンモニウム塩分散樹脂(以下、
単に分散樹脂という)を得る工程、および(ii)少な
くとも、工程(i)で得られた分散樹脂、ビニル系モノ
マーとアミノモノマーが重合重量比97.5:2.5〜
99.9:0.1で共重合してなる重合体樹脂(A)、
および着色剤を用いて造粒する工程を含む正帯電性トナ
ーの製造方法によって得られる。
【0031】本明細書中、マスターバッチ処理とは、四
級アンモニウム塩および樹脂を、樹脂中に四級アンモニ
ウム塩を均一に分散させるべく溶融、混練する処理をい
うものとする。具体的には、工程(i)において、四級
アンモニウム塩(B)とスチレン−アクリル樹脂または
ポリエステル樹脂との混合物を、加圧ニーダー等の押出
混練機に仕込み、混練する。本発明においては、トナー
中での四級アンモニウム塩の均一分散をさらに促進する
ため、得られた混練物を冷却した後、フェザーミル等の
粉砕機により体積平均粒径が1〜20μm、好ましくは
5〜20μm程度になるよう粉砕することが好ましい。
【0032】マスターバッチ処理される四級アンモニウ
ム塩(B)の体積平均粒径は1〜20μm、好ましくは
2〜10μmであることが望ましい。当該粒径が1μm
未満であると、得られるトナー中の四級アンモニウム塩
の分散粒径が小さくなりすぎて充分な表面帯電機能を果
たし得ない傾向が強く、20μmを越えると得られるト
ナー中の四級アンモニウム塩(B)の分散粒径が大きく
なりすぎて、トナー表面からの離脱が起こりやすくなる
ためである。
【0033】上記四級アンモニウム塩のマスターバッチ
処理に使用される樹脂については、樹脂(A)やこれと
併用される結着樹脂と相溶し得る樹脂であれば、上記の
スチレン−アクリル樹脂またはポリエステル樹脂に限定
されるものではなく、例えば、スチレン−ブタジエン樹
脂、エポキシ樹脂であってもよい。当該樹脂のゲルパー
ミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測
定された重量平均分子量の分子量分布のピーク値は5,
000〜200,000、好ましくは10,000〜1
60,000の範囲に存在することが望ましい。当該ピ
ーク値が5,000未満では、初期の帯電立ち上がり性
が悪化し、帯電分布もブロードになる。一方、200,
000を越えると当該樹脂のTgの上昇により、定着性
が低下する。また、当該樹脂について、数平均分子量
(Mn)は2,000〜10,000、好ましくは2,
000〜7,000、重量平均分子量/数平均分子量
(Mw/Mn)は5〜90、好ましくは5〜50、軟化
点(Tm)は110〜130℃、好ましくは115〜1
25℃、ガラス転移点(Tg)は50〜75℃、好まし
くは55〜70℃の範囲にあることが望ましい。なお、
マスターバッチ処理に使用される樹脂が樹脂(A)やこ
れと併用される結着樹脂と相溶しにくい場合は、得られ
る分散樹脂を体積平均粒径1〜3μm程度まで微粉砕し
て使用することが好ましい。
【0034】マスターバッチ処理における上記樹脂と一
般式(I)の四級アンモニウム塩との重量比は6:4〜
8:2、好ましくは6.5:3.5〜7.5:2.5で
ある。四級アンモニウム塩が上記比率より少ないと得ら
れるトナーが十分な帯電量を保持することが困難とな
り、トナー飛散等の問題が生じる。一方、四級アンモニ
ウム塩が上記比率より多いと、四級アンモニウム塩のト
ナー中での分散性が低下するため、当該塩の分散粒径が
大きくなりすぎて、トナー表面からの脱離が起きてしま
う。このため、トナーの初期帯電立ち上がり性が悪化し
たり、繰り返しの使用によるトナー帯電量の上昇が発生
し、トナーを2成分現像方式で使用する場合、キャリア
のトナーに対する摩擦帯電能が低下して画像の非画像部
にトナーカブリが生じる。
【0035】工程(ii)では、少なくとも、工程
(i)で得られた分散樹脂、上記樹脂(A)および着色
剤を用いて造粒する。造粒方法としては、公知の造粒
法、例えば、粉砕法、乳化分散法等を採用することがで
きるが、生産性の観点から粉砕法を採用することが好ま
しい。
【0036】造粒方法として粉砕法を採用する場合、詳
しくは、少なくとも、工程(i)で得られた分散樹脂、
樹脂(A)および着色剤を溶融、混練し、得られた混練
物を粉砕、分級する。溶融・混練手段、粉砕手段および
分級手段については従来からの粉砕法で採用されている
公知の手段を採用することができ、例えば、2軸押出混
練機で混練し、冷却した後、混練物を粗粉砕し、さらに
ジェット粉砕機で微粉砕し、風力分級機により分級する
方法を採用することができる。
【0037】また、造粒方法として乳化分散法を採用す
る場合、詳しくは、少なくとも、工程(i)で得られた
分散樹脂、樹脂(A)および着色剤を、一旦、分散樹脂
および樹脂(A)が可溶な有機溶剤に溶解し、得られた
樹脂溶液を水中に乳化分散させてO/Wエマルションを
得、該エマルションを加熱して上記有機溶剤を蒸発させ
る。この場合においては、従来からの乳化分散法で採用
されている公知の方法に従って造粒することができる。
【0038】なお、樹脂(A)の重合方法として溶液重
合法を採用する場合、工程(ii)においては、樹脂
(A)の製造過程で得られる樹脂(A)の樹脂溶液を、
溶媒留去することなく、そのまま上記の乳化分散法に供
して、水中に乳化分散させ造粒してもよい。
【0039】分散樹脂の添加量は、トナー中に含有され
る四級アンモニウム塩(B)の量が前記の範囲内になる
よう添加されれば特に制限されないが、一般に、上記の
樹脂(A)100重量部に対して0.5〜5.0重量
部、好ましくは1〜4重量部であることが望ましい。な
お、上記添加量は樹脂(A)100重量部を基準に示さ
れているが、前述のように、結着樹脂として他の樹脂を
併用する場合においては混合結着樹脂100重量部に対
する添加量を意味するものとする。
【0040】なお、本発明のトナーにおいては、分散樹
脂の添加量と樹脂(A)に含まれるアミノモノマー含有
量との合計量は樹脂(A)100重量部に対して1〜5
重量部であることが特に好ましい。ここで、分散樹脂の
添加量とは樹脂(A)100重量部、すなわち他の樹脂
を併用する場合は混合結着樹脂100重量部に対する添
加量(重量部)とし、樹脂(A)に含まれるアミノモノ
マー含有量とは使用される樹脂(A)100重量部、す
なわち他の樹脂を併用する場合は混合結着樹脂100重
量部、を得るのに用いられたアミノモノマーの重量(重
量部)とする。当該合計量が5重量部を越えると帯電安
定性の悪化によりカブリが発生して問題となり、1重量
部未満では得られるトナーが所定の帯電レベルより低く
なり、十分な帯電量を保持することが困難となる。な
お、分散樹脂の添加量と樹脂(A)に含まれるアミノモ
ノマー含有量との合計量について、例えば、結着樹脂と
してビニル系モノマーとアミノモノマーとの重合重量比
が98:2である樹脂(A)50重量部およびビニル系
モノマーのみからなる樹脂50重量部を使用し、分散樹
脂の添加量が混合結着樹脂100重量部に対して2.5
重量部である場合、当該合計量は3.5重量部となる。
【0041】本発明のトナー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。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。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。
【0042】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。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。な
お、これらの着色剤の含有量は特に限定的ではないが、
通常、樹脂(A)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。
【0043】本発明のトナーには、本発明を特徴付ける
初期帯電立ち上がり性および帯電安定性を損なわない範
囲で、トナーに通常用いられる他のトナー成分、例え
ば、オフセット防止剤、磁性粉、流動化剤、クリーニン
グ剤等を適宜配合することができる。これらトナー成分
は、本発明のトナーの製造方法において、上記の工程
(ii)で着色剤とともに添加することができる。
【0044】オフセット防止剤としてはポリエチレンワ
ックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレン
ワックス、酸化型ポリプロピレンワックス、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、な
どを使用できる。オフセット防止剤の含有量は、樹脂
(A)100重量部に対して1〜7重量部、好ましくは
2〜5重量部になるようにする。
【0045】磁性粉としては、鉄粉、酸化鉄粉、フェラ
イト、ニッケル等を使用できる。
【0046】流動化剤を用いる場合には、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を使用するこ
とができる。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、トナー粒子100重量部に対して0.0
5〜5重量部、好ましくは0.1〜3重量部用いること
が望ましい。
【0047】また、クリーニング剤として乳化重合、ソ
ープフリー乳化重合、非水分散重合等の湿式重合法また
は気相法等により造粒したスチレン系、アクリル系、メ
タクリル系、ベンゾグアナミン、シリコーン、テフロ
ン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の各種の有機微粒
子を単独あるいは組み合わせて用いることができる。
【0048】本発明のトナーは体積平均粒径6〜10μ
m、好ましくは7〜9μmに制御されていることが好ま
しい。
【0049】このようにして得られる本発明の正帯電性
トナーは初期帯電立ち上がり性および帯電安定性に優れ
ているだけでなく、ブロッキング性にも優れており、定
着強度およびオフセット性によって評価される定着性に
も優れている。また、本発明のトナーを用いると複写画
像上にカブリやフィルミング等のノイズが発生しにく
い。
【0050】本発明のトナーは、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
のいずれにおいても使用可能であるが、2成分現像剤と
して使用することが好ましい。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分散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15〜100μm、好ましくは20〜80μmのもの
が好適である。本発明において好ましいキャリアは、ト
ナーに対する荷電点、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、
テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン等の含フッ
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。
特に磁性粒子表面でオレフィン単量体を直接重合させる
ことによりポリオレフィン系樹脂被覆層を形成したキャ
リア、あるいはポリエステル樹脂中に磁性体微粉末を分
散してなるキャリアが、本発明のトナーとの組み合わせ
において帯電性の観点から好ましい。以下の実施例にお
いて本発明をより詳細に説明する。
【0051】
【実施例】(樹脂a1〜a5の製造)1リットルの4つ
口コルベンに、スチレン(ST)60重量部、アクリル
酸ブチル(BA)10重量部、メタクリル酸ブチル(B
MA)28重量部、ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト(DMAM)2重量部、トルエン50重量部およびア
ゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.5重量部を
加え、溶解させた後、窒素気流下、80℃で6時間反応
させ、重合を行った。次に、トルエンを留去した後、1
80〜190℃で40〜50mmHgに減圧し、揮発成
分を完全に除去した。得られた重合物のガラス転移点
(Tg)は60℃、重量平均分子量(Mw)は300,
000、GPCによって測定された分子量分布のピーク
値は150,000であり、この重合物を樹脂a1とし
た。また、表1に示す化合物を表記した量だけ用いたこ
と以外、樹脂a1の製造方法と同様にして、樹脂a2〜
a5を得た。これらのTg、Mwおよびピーク値を表1
にまとめて示す。
【0052】
【表1】
【0053】 (帯電制御剤B1〜B2の製造) 重量部 ・スチレン−アクリル樹脂(Tg;62℃、Tm;130℃) 70 ・前記一般式(I)で表される四級アンモニウム塩 30 (ボントロンP−51;オリエント化学社製) 上記組成よりなる混合物を加圧ニーダーに仕込み、混練
した。得られた混練物を冷却した後、フェザーミルによ
り粉砕し、体積平均粒径20μmの四級アンモニウム塩
分散樹脂を得た。得られた分散樹脂を帯電制御剤B1と
する。
【0054】また、スチレン−アクリル樹脂の代わりに
ポリエステル樹脂(Tg;58℃、Tm;125℃)を
用いたこと以外、帯電制御剤B1の製造方法と同様にし
て、体積平均粒径20μmの四級アンモニウム塩分散樹
脂を得た。得られた分散樹脂を帯電制御剤B2とする。
【0055】 実施例1 重量部 ・上記樹脂a1 50 ・スチレン−アクリル酸ブチル−メタクリル酸ブチル共重合体樹脂 50 (重合重量比65:10:25、分子量分布ピーク値=4500、 Tm=116℃、Tg=58℃) ・カーボンブラック(REGAL330;キャボット社製) 7 ・ポリプロピレンワックス(ビスコール550P;三洋化成社製) 3 ・帯電制御剤B1 2.5 以上の原料をヘンシェルミキサーで充分混合した後、2
軸押出混練機で混練し、冷却した。次に、混練物を粗粉
砕した後、さらにジェット粉砕機で微粉砕し、風力分級
機により分級して、体積平均粒径8μmのトナー粒子を
得た。得られたトナー粒子100重量部に疎水性シリカ
(R974;日本アエロジル社製)を0.2重量部外添
・混合してトナーを得た。
【0056】実施例2 樹脂a1に代えて樹脂a3を用いたこと以外、実施例1
と同様にしてトナーを得た。実施例3 樹脂a1に代えて樹脂a2を用いたこと以外、実施例1
と同様にしてトナーを得た。実施例4 帯電制御剤B1に代えて帯電制御剤B2を用いたこと以
外、実施例1と同様にしてトナーを得た。
【0057】実施例5 帯電制御剤B1を4.0重量部用いたこと以外、実施例
1と同様にしてトナーを得た。実施例6 帯電制御剤B1を1.0重量部用いたこと以外、実施例
1と同様にしてトナーを得た。比較例1 帯電制御剤B1を7.0重量部用いたこと以外、実施例
1と同様にしてトナーを得た。
【0058】比較例2 樹脂a1に代えて樹脂a4を用いたこと以外、実施例1
と同様にしてトナーを得た。比較例3 樹脂a1に代えて樹脂a5を用いたこと以外、実施例1
と同様にしてトナーを得た。比較例4 帯電制御剤B1を用いなかったこと以外、実施例1と同
様にしてトナーを得た。
【0059】実施例および比較例で得られたトナーを、
以下の評価方法にしたがって、初期帯電立ち上がり性、
帯電安定性、カブリ、高温オフセット性、定着強度、ブ
ロッキング性の各特性について評価した。結果を表2に
示した。また、使用した樹脂(A)の種類および帯電制
御剤の種類およびその添加量を表2に示した。なお、そ
れぞれのトナーにおいて結着樹脂として使用された樹脂
を構成するモノマー総重量に占めるアミノモノマー重量
の割合(重量%)をアミノモノマー比率として示した。
また、それぞれのトナー中の四級アンモニウム塩の分散
粒径を後述の測定方法にしたがって測定し、表2にまと
めて示した。
【0060】
【表2】
【0061】(評価方法)初期帯電立ち上がり性 トナー濃度が5重量%になるようにトナーおよび磁性キ
ャリアの量を調整し現像剤を得た。この現像剤30gを
50ccのポリ瓶に入れた。ポリ瓶を毎分120rpm
で回転する架台に乗せて3分後、10分後、30分後に
おけるトナーの帯電量(μC/g)を測定し、以下のよ
うにランク付けした。 ○:3分で帯電量が飽和領域に達した。 △:10分で帯電量が飽和領域に達した。 ×:30分たっても帯電量が飽和せずなお上昇が見られ
安定しない。
【0062】なお、帯電量を測定するにあたっては、精
密天秤で計量した現像剤1gを図1に示す帯電量測定装
置の導電性スリーブ(1)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(1)内に設けら
れたマグネットロール(2)の回転数を100rpmに
セットした。そしてバイアス電源(3)よりバイアス電
圧をトナーの帯電電位と同極性で2KV印加し、円筒電
極(4)における電位Vmを読み取ると共に、導電性ス
リーブ(1)からこの円筒電極(4)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。
【0063】帯電安定性 初期帯電立ち上がり性の評価時に調製した現像剤を複写
機(EP9765:ミノルタ社製)に装填し、1000
枚および10000枚後の複写後のトナー帯電量を測定
した。帯電量の変化を以下のようにランク付けした。 ○:帯電量の振れ幅が3μC/g未満である。 △:帯電量の振れ幅が3μC/g以上5μC/g未満で
ある。 ×:帯電量の振れ幅が5μC/g以上である。
【0064】カブリ 上記現像剤を複写機(EP9765:ミノルタ社製)に
補給トナーとして装填し、10000枚複写後における
トナーカブリを目視観察し以下のようにランク付けし
た。 ○:カブリはほとんど観察されなかった。 △:カブリが若干見られたが、実使用問題はなかった。 ×:カブリが多くて実使用には適さなかった。
【0065】高温オフセット性 定着ローラを240℃付近まで上昇させていき、オフセ
ットの発生する温度により、以下のとおりランク付けを
行った。 ○:240℃でオフセット発生しない。 △:220℃未満ではオフセット発生しない。 ×:220℃未満でオフセット発生。 オフセットの有無は得られた画像を目視観察することに
より行った。
【0066】定着強度 画像濃度1.2の黒ベタ部を学振式堅牢度試験機(摩擦
部に紙)により3回の往復回数で摩擦し、摩擦後のベタ
部の画像濃度を測定することにより以下のランク付けを
行った。ただし定着はローラ温度150℃で行った。 ○:画像濃度残存率80%以上 △:画像濃度残存率70%以上80%未満 ×:画像濃度残存率70%未満 画像濃度の測定はマクベス反射濃度計RD−900によ
り測定した。
【0067】ブロッキング性 トナー10gを50℃の高温槽に24時間放置後、その
トナーを目視で確認することにより行った。 ○:凝集物が0個〜5個未満見られた。 △:凝集物が5個〜10個未満見られた。 ×:凝集物が多数見られた(10個以上)。
【0068】(四級アンモニウム塩の分散粒径の測定方
法)それぞれの実施例および比較例で得られたトナー粒
子をエポキシ樹脂と混合してエポキシ樹脂を硬化させ、
その硬化物をウルトラミクロトームで切削して超薄切片
を作製し、アルコール中に浸漬させた後、これのTEM
(測定装置;日立H−800)観察による写真を解析す
ることによって、四級アンモニウム塩の分散粒径を約2
0個の平均値として測定した。なお、TEM観察による
写真中、四級アンモニウム塩はアルコール中に溶解され
て、当該塩が存在していたところは孔が観察できる。こ
のため四級アンモニウム塩の分散粒径は上記孔の粒径を
計測することにより測定できる。 (重量平均分子量(Mw)の測定方法)本明細書中、M
wはゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)
によって測定した。
【0069】(キャリアの製造)実施例および比較例の
トナーを評価するために使用したキャリアは次のように
して製造した。 キャリア配合成分: ポリエステル樹脂 100重量部 (数平均分子量:5000、重量平均分子量:115000、 ガラス転移点:67℃、軟化点:123℃) フェライト微粒子 500重量部 (MFP−2、TDK社製) 分散剤 コロイダルシリカ 3重量部 (アエロジル#200、日本アエロジル社製) 上記配合成分をヘンシェルミキサーで十分混合した後、
二軸押出混練機にて溶融混練後、冷却し、粗粉砕した
後、ジェットミルで微粉砕し、さらに、風力分級機を用
いて分級して体積平均粒径60μmの、電気抵抗値5.
8×1013Ω・cmの分散型キャリアを得た。
【0070】
【発明の効果】実施例および比較例からわかるように、
本発明の正帯電性トナーは優れた初期帯電立ち上がり
性、帯電安定性およびブロッキング性を示し、多数枚印
刷後もカブリやフィルミングがほとんど発生せず、しか
も定着強度、高温オフセット性で評価される定着性にも
優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 帯電量測定装置。
【符号の説明】
1:導電性スリーブ、2:マグネットロール、3:バイ
アス電源、4:円筒電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西原 良和 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 2H005 AA01 AB02 AB04 AB06 CA04 CA08 CA28 DA03 EA05 EA07

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)ビニル系モノマーとアミノモノマ
    ーが重合重量比97.5:2.5〜99.9:0.1で
    共重合してなる重合体樹脂、および(B)一般式
    (I); 【化1】 (式中、R1は炭素原子数1〜8のアルキル基またはベ
    ンジル基であり、R2およびR3はそれぞれ独立して炭素
    原子数1〜18のアルキル基であり、R4は炭素原子数
    1〜18のアルキル基またはベンジル基であり、Xおよ
    びYはそれぞれ独立して水素または水酸基(但し、同時
    に水素ではない)である。)で表される四級アンモニウ
    ム塩を含み、四級アンモニウム塩(B)が粒径0.05
    〜0.4μmで分散されている正帯電性トナーであっ
    て、四級アンモニウム塩(B)をスチレン−アクリル樹
    脂またはポリエステル樹脂でマスターバッチ処理して得
    られる四級アンモニウム塩分散樹脂を添加して得られる
    ことを特徴とする正帯電性トナー。
  2. 【請求項2】 四級アンモニウム塩分散樹脂の添加量が
    樹脂(A)100重量部に対して0.5〜5重量部であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の正帯電性トナー。
  3. 【請求項3】 (i)一般式(I); 【化2】 (式中、R1は炭素原子数1〜8のアルキル基またはベ
    ンジル基であり、R2およびR3はそれぞれ独立して炭素
    原子数1〜18のアルキル基であり、R4は炭素原子数
    1〜18のアルキル基またはベンジル基であり、Xおよ
    びYはそれぞれ独立して水素または水酸基(但し、同時
    に水素ではない)である。)で表される四級アンモニウ
    ム塩(B)をスチレン−アクリル樹脂またはポリエステ
    ル樹脂でマスターバッチ処理して四級アンモニウム塩分
    散樹脂を得る工程、および(ii)少なくとも、工程
    (i)で得られた四級アンモニウム塩分散樹脂、ビニル
    系モノマーとアミノモノマーが重合重量比97.5:
    2.5〜99.9:0.1で共重合してなる重合体樹脂
    (A)、および着色剤を溶融、混練し、得られた混練物
    を粉砕、分級する工程を含む正帯電性トナーの製造方
    法。
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