JP3093554B2 - 静電荷像現像用磁性トナー - Google Patents
静電荷像現像用磁性トナーInfo
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- JP3093554B2 JP3093554B2 JP06006450A JP645094A JP3093554B2 JP 3093554 B2 JP3093554 B2 JP 3093554B2 JP 06006450 A JP06006450 A JP 06006450A JP 645094 A JP645094 A JP 645094A JP 3093554 B2 JP3093554 B2 JP 3093554B2
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Description
法、磁気記録法に用いられる熱定着に適した、静電荷像
現像用磁性トナーに関する。
2,297,691号明細書、特公昭42−23910
号公報及び特公昭43−24748号公報等に記載され
ている如く多数の方法が知られているが、一般には光導
電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的
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材にトナー画像を転写した後、
加熱、圧力、加熱加圧或いは溶剤蒸気などにより定着し
複写物を得るものであり、そして感光体上に転写せず残
ったトナーは種々の方法でクリーニングされ、上述の工
程が繰り返される。
いうオリジナル原稿を複写するための事務処理用複写機
というだけでなく、コンピュータの出力としてのプリン
ターあるいは個人向けのパーソナルコピーという分野で
使われ始めた。
高速、より高信頼性が厳しく追求されてきており、機械
は種々な点でよりシンプルな要素で構成されるようにな
ってきている。その結果、トナーに要求される性能はよ
り高度になり、トナーの性能向上が達成できなければよ
りすぐれた機械が成り立たなくなってきている。
化、高信頼性の要求から、一成分系現像方式が採用され
ている。電子写真現像方式としては主に磁性体を含有し
てなる磁性トナーにより構成される所謂一成分系現像方
式と、磁性体を含有しない非磁性トナー及び磁性を有す
るキャリアにより構成される所謂二成分系現像剤とが知
られている。
できるが、その反面トナーには、高性能高機能が要求さ
れる。その一機能として高い流動性が求められ、そのた
めに流動性向上剤がトナーに添加されている。特に負帯
電性有機感光体の普及とともに正帯電性磁性トナーがも
とめられている。
ンダー樹脂や磁性体、流動性向上剤は、一般には負帯電
性でありそのままでは正帯電性磁性トナーに用いること
はできない。
に、正帯電性電荷制御剤が添加される。この正帯電性電
荷制御剤としては、従来からニグロシン染料や四級アン
モニウム塩等が知られており、また最近トリフェニルメ
タン系化合物が知られている。中でもトリフェニルメタ
ン系化合物は比較的良好な正帯電性を示す電荷制御剤で
ある。
基等の種類や塩構造の有無等の理由によりその特性は大
きく異なる。
物の場合、高い帯電性を示し、帯電量の立ち上がりも速
い等の優れた特性を示す反面、解決すべき課題もある。
例えば、トナーの帯電特性の環境依存性が大きく、低温
下でかぶりを生じたり、トナー担持体のスリーブ状に均
一コートされずに波状にコートされる場合がある。さら
に、高湿下において帯電量が低くなり、長期間放置後に
画像濃度が低いことがある。また、このトリフェニルメ
タン系化合物が、トナー担持体等への付着が多い場合が
あり、その結果として多量に複写した場合に画像濃度の
低下を引き起こすことがある。さらに、このトリフェニ
ルメタン系化合物を含有したトナーは流動性が低くなる
場合がある。トリフェニルメタン系化合物を含有するト
ナーの場合、これらの課題を解決することが望まれる。
昭59−20052号公報、特開昭59−201063
号公報では、側鎖にアミンを有するシリコーンオイルで
処理された無機微粉体、シリカ微粉体が提案されてい
る。これらの処理された無機微粉体、シリカ微粉体を流
動性向上剤として添加することは従来に比べて良好な特
性の正帯電性磁性トナーを与えるために極めて有効であ
る。中でも、側鎖にアミンを有するシリコーンオイルで
処理されたシリカ微粉体は、現像面で好ましい特性を与
える。しかるに、このシリカ微粉体はトナー母体に含ま
れる材料種、更に外添剤、トナー粒径等の影響を受けな
がらトナーの帯電特性、現像特性等を大きく左右する。
には、トリフェニルメタン系化合物を含有するトナー
と、アミノ変性シリコーンオイル処理されたシリカを外
添した二成分系現像剤が提案されている。しかるに、ト
リフェニルメタン系化合物を含有する磁性トナーに、ア
ミノ変性シリコーンオイル処理されたシリカを外添した
トナーは、低湿下で、トナー担持体のスリーブに均一コ
ートされず、画像上に波模様やかぶりを生じることがあ
る。
ィルミングが発生したり、更には、トナー融着が発生す
ることがある。
により要求される画像品質、信頼性はより高度なものに
なってきている。
ゾンレス化の方向であり、オゾンが多量に発生するコロ
ナ方式による帯電転写方式を用いない接触帯電、接触転
写の新しい技術が用いられつつある。この接触帯電系に
おいては、前述の如きアミノ変性シリコーンオイル処理
されたシリカを有する現像剤を適用した場合、現像・転
写プロセスにおいてトナーから遊離したシリカが帯電器
として用いられる帯電部材に付着し、感光体の帯電を不
均一化してしまう。このために、ベタ画像あるいはハー
フトーン画像を複写した場合に、スジ状のむらが現れる
ことがあり、このような理由からトナー母体からシリカ
が遊離しないトナーが求められている。
性能、高品質が求められており、これらを満たす優れた
トナー内添材料及び流動性向上剤が求められている。
き問題点を解決した静電荷像現像用磁性トナーを提供す
ることを目的とする。
ロッキング性に優れ、高濃度で鮮明な画像が得られる静
電荷像現像用磁性トナーを提供することを目的とする。
ことが可能な静電荷像現像用磁性トナーを提供すること
を目的とする。
いてスジ状濃度ムラ、がさつき、点状白抜けがなく、濃
度が均一で再現性、解像度の高い静電荷像現像用磁性ト
ナーを提供することを目的とする。
感光体上にフィルミング、融着の発生しない静電荷像現
像用磁性トナーを提供することを目的とする。
ともなく、低湿下及び高湿下においても良好な画像を与
え、現像性、耐久性に優れ、安定して良好な画像が得ら
れる静電荷像現像用磁性トナーを提供することを目的と
する。
する静電荷像現像用磁性トナーを提供することを目的と
する。
の構成により上記目的を達成する。
帯電を行う画像形成方法に用いられる静電荷像現像用磁
性トナーであって、該トナーは、少なくとも、結着樹
脂、電荷制御剤及びシリカ微粉末を有しており、該結着
樹脂は、スチレン系重合体あるいはスチレン系共重合体
を含有し、該電荷制御剤は、下記一般式〔1〕
同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは
未置換のアルキル基又は、置換もしくは未置換のアリー
ル基を表し、R7、R8、R9は、各々互いに同一でも異
なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル
基又は、アルコキシ基を表し、A−は、硫酸イオン、硝
酸イオン、ほう酸イオン、りん酸イオン、水酸イオン、
有機硫酸イオン、有機スルホン酸イオン、有機りん酸イ
オン、カルボン酸イオン、有機ほう酸イオン、テトラフ
ルオロボレートから選ばれる陰イオンを表す。〕で示さ
れるトリフェニルメタン系化合物を含有し、該シリカ微
粉末は、25℃での粘度が10cps乃至300cps
であり、かつアミン当量が850乃至6000のアミノ
変性シリコーンオイルにより処理されていることを特徴
とする静電荷像現像用磁性トナーに関する。
も結着樹脂、電荷制御剤及びシリカ微粉末を有する磁性
トナーに、電荷制御剤として上記一般式〔1〕で示され
るトリフェニルメタン系化合物、及び、25℃での粘度
が10cps乃至、好ましくは、20cps乃至100
cpsであり、かつアミン当量が850乃至6000、
好ましくは、1000乃至6000のアミノ変性シリコ
ーンオイルにより処理されているシリカ微粉末を用いる
ことにより、かぶり、飛び散りがなく、ハーフトーンや
ベタ黒画像において、がさつきやスジ状濃度むら、点状
白抜けがなく、濃度が均一であり高品質の画像が得ら
れ、また、トナーの耐ブロッキング性も好ましいものと
なり、加えて、シリカがトナーから遊離しにくく、接触
帯電部材の汚染を低減し、感光体上へのシリカのフィル
ミング及びトナーの融着を防ぎ、更に、現像特性の環境
依存性が少なく、低湿下におけるトナーの担持体上コー
ト不良、かぶりを抑え、高湿下においても高濃度で安定
した画像を与え、低湿下及び高湿下においても良好な画
像を与え、耐久性に優れる磁性トナーが得られることを
見いだした。
物を有する磁性トナーは、帯電特性が高く、帯電の立ち
上がりが速いために、十分な画像濃度を与えるととも
に、トナー補給時に生じる画像濃度の低下が少ない。ま
た、本発明におけるトリフェニルメタン系化合物は、ト
ナー結着樹脂に対する分散性が良好なために該トリフェ
ニルメタン系化合物を有する磁性トナーは、かぶりが少
ない。
メタン系化合物を含有したトナーにおいては、トリフェ
ニルメタン系化合物の吸湿性が高いために、特に高湿下
において、トナー母体と外添されたシリカが遊離しやす
い。このため、感光体へのシリカ付着によるフィルミン
グが発生しやすく、また、遊離したシリカがクリーニン
グ部材をすり抜けて接触帯電部材に付着し、感光体の均
一帯電を阻害してベタ黒画像やハーフトーン画像にスジ
状の濃度ムラを生じることがある。更に、低湿条件下に
おいて帯電量が過大となり、かぶりを生じたり、ブロッ
チと呼ばれるトナー担持体であるスリーブ上に不均一コ
ートされる現象が現れ、画像に波模様やかぶりを生じた
りすることがある。
リフェニルメタン系化合物とともに、25℃での粘度が
10cps乃至300cpsであり、かつアミン当量が
1000乃至6000のアミノ変性シリコーンオイルに
より処理されているシリカ微粉末を有することにより、
低湿条件下におけるブロッチは抑制され、かぶりのない
良好な画像が得られる。更に磁性トナーからのシリカ微
粉末の遊離が抑えられ、高湿下において感光体上にシリ
カ微粉末の付着によるフィルミングを防止するととも
に、遊離したシリカ微粉末がクリーニング部材をすり抜
けて接触帯電部材に付着することが少なくなり、耐久枚
数が進んでも感光体が均一帯電するので、ベタ黒画像や
ハーフトーン画像において、スジ状の濃度むらを生じる
ことなく均一な濃度の画像を与える。更に、長期放置し
たあとの濃度低下も少ない。
コーンオイルにより処理されたシリカ微粉末を有する場
合には、低湿条件下において帯電量が過大となり、かぶ
り、ブロッチを生じ易い。また、アミン当量が6000
を超えるアミノ変性シリコーンオイルにより処理された
シリカ微粉末を有する場合には、高湿条件下での画像濃
度が低くなり、耐久するに従い画像濃度が低下してしま
う。
るアミノ変性シリコーンオイルの25℃での粘度は10
cps乃至300cpsであることが良い。アミノ変性
シリコーンオイルの25℃での粘度を300cps以下
にすることにより、シリカ微粉末表面上へのアミノ変性
シリコーンオイルの均一処理が可能となり、シリカ微粉
末の各粒子が均一な帯電性能を有するようになる。この
ため、このアミノ変性シリコーンオイルで処理されたシ
リカ微粉末を有する磁性トナーは、かぶりが生じにくく
なるとともにトナーの流動性が向上し、更にトナーから
シリカ微粉末が遊離しにくくなるため、フィルミングを
防止し、接触帯電部材汚れを抑制し多量に複写した後で
も感光体の均一帯電が可能となって、スジ状のむらが発
生することがなくなった。
り、フィルミング、スジ状のむらが発生し易くなるとと
もに、シリカダマと呼ばれる塊状粒子が生成しやすくな
り、この塊状粒子がトナー融着の原因となるとともに、
ベタ黒画像において点状の白抜けを生じさせることがあ
る。該粘度が300cps以下の場合には、この塊状粒
子の発生を抑制することができる。また、粘度が10c
ps未満のアミノ変性シリコーンオイルは、合成上難し
い。
式法及び湿式法で製造したシリカ微粉末が使用できる。
ここで言う乾式法によるシリカ微粉末とは、ケイ素ハロ
ゲン化合物の蒸気相酸化により生成された微粉末であ
り、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称さ
れるもので、従来公知の技術によって製造されるもので
ある。例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における
熱分解酸化反応を利用するもので、基礎となる反応式は
次の様なものである。
又は塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロ
ゲン化合物とともに用いることによってシリカと他の金
属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それら
も包含する。
である種々の方法が適用できる。例えば、ケイ酸ナトリ
ウムの酸による分解、一般反応式で示せば、 Na2O・XSiO2+HCl+H2O→SiO2・nH2
O+NaCl その他、ケイ酸ナトリウムのアンモニア塩類またはアル
カリ塩類による分解、ケイ酸ナトリウムよりアルカリ土
類金属ケイ酸塩を生成せしめた後、酸で分解しケイ酸と
する方法、天然ケイ酸またはケイ酸塩を利用する方法な
どがある。
0.001〜2.0μmの範囲であることが好ましく、
特に好ましくは、0.002〜0.2μmの範囲のシリ
カ微粉末を使用するのが良い。
25℃での粘度が10cps乃至300cpsであり、
かつアミン当量が850乃至6000のアミノ変性シリ
コーンオイルにより処理されたものを用いる。
オイルとしては、前記特性を満たせば特に限定されるも
のではない。
ンオイルを用いる。このようなシリコーンオイルとして
は、少なくとも下記式で表される部分構造を具備するシ
リコーンオイルが使用できる。
ルコキシ基を示し、R2はアルキレン基またはフェニレ
ン基を示し、R3及びR4は水素、アルキル基、またはア
リール基を示し、R5は含窒素複素環基を示す)尚、上
記アルキル基、アリール基、アルキレン基、フェニレン
基は窒素原子を有するオルガノ基を有していても良い
し、また帯電性を損ねない範囲で、ハロゲン等の置換基
を有していても良い。
イルとしては、例えば次の構造式で表されるアミノ変性
シリコーンオイルがあり、好ましい。それは、
R2はアルキレン基又はフェニレン基或いはアミンを含
むアルキル基を表し、R3は水素、アルキル基、アリー
ル基を表す。m、nは1以上の数である。)で表される
シリコーンオイルである。
アミン1個あたりの当量(g/eqiv.)で、分子量
を1分子あたりのアミンの数で割った値である。
理量は、未処理シリカ微粉末のBET比表面積をA(m
2/g)とした時に、未処理シリカ微粉末の重量に対し
て0.01×A(重量%)乃至0.5×A(重量%)が
好ましい。より好ましくは0.05×A(重量%)乃至
0.3×A(重量%)である。0.01×A重量%未満
では高湿条件下で帯電量不足、画像濃度低下を引き起こ
しやすく、0.5×A重量%を越える場合には、外添し
た場合にトナーの流動性が低下し、画像ががさつきやす
い。
ET比表面積が50〜500m2/gのものが用いられ
る。
たBET多点法により求めることができ、サンプルの前
処理として100℃で1時間の脱気を行う。測定装置と
しては、例えば、湯浅アイオニクス社製の全自動ガス吸
着量測定装置オートソーブ1が利用できる。
オイル処理は、例えば次のようにして行い得る。必要に
応じて加熱しながらシリカ微粉末を激しく攪拌してお
き、これに上記アミノ変性シリコーンオイルあるいはそ
の溶液をスプレーもしくは気化して吹きつけるか、また
はシリカ微粉末をスラリー状にしておき、これを攪拌し
つつアミノ変性シリコーンオイルあるいはその溶液を滴
下することによって容易に処理できる。
ンオイルのうち1種あるいは2種類以上を混合して用い
ることができる。
面積は、40〜400m2/gであるものが好ましく、
これらを用いることができる。
ンオイル処理したシリカ微粉末の適用量は、磁性トナー
重量に対して、0.01重量%〜10重量%添加したと
きに効果を発揮し、特に好ましくは0.1重量%〜3重
量%である。
されるトリフェニルメタン系化合物ならばいかなるもの
を用いることも可能であるが、帯電性能を考慮すると、
一般式〔1〕におけるR1、R3、R5がそれぞれ独立
に、炭素数6以下のアルキル基を有してもよいフェニル
基であり、R2、R4、R6が水素であることが好まし
く、合成上の容易さを考慮するとR7、R8、R9は水素
であることが好ましく、さらに、A-は硫酸イオン、ハ
ロゲンイオン、水酸イオン、炭素数12以下のスルホン
酸イオン、炭素数12以下の硫酸モノエステルイオンで
あることが帯電量の高さの点から好ましい。
ン化合物の具体例を示す。
系化合物は、レーキ化された化合物であっても良い。
る。例えば化合物の酢酸水溶液にレーキ化剤の水溶液を
添加してレーキ顔料を沈殿せしめる。または、化合物の
酢酸水溶液に体質顔料を懸濁させ、その後レーキ化剤の
水溶液を添加してレーキ顔料を体質顔料の表面に析出さ
せる。上記レーキ化剤としては、りんタングステンモリ
ブデン酸、りんタングステン酸、りんモリブデン酸の水
溶性塩及び、フェロシアン、フェリシアンのような錯陰
イオンを含む水溶性塩などがある。レーキ化剤として有
機酸塩も用いることができる。
物をトナーに含有させる方法としては、トナー内部に添
加する方法によって本発明の目的は達成される。これら
の化合物の使用量としては、結着樹脂の種類、他の添加
剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決
定されるもので、一義的に限定されるものではないが、
好ましくは結着樹脂100重量部に対して0.1〜10
重量部、より好ましくは0.1〜5重量部の範囲で用い
られる。
知の電荷制御剤と組み合わせて使用することもできる。
ン化合物以外の電荷制御剤を磁性トナー粒子に配合(内
添)、または現像剤粒子と混合(外添)して用いてもよ
い。電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の
荷電量コントロールが可能となり、特に本発明では粒度
分布と荷電とのバランスをさらに安定したものとするこ
とが可能である。正帯電性電荷制御剤としては、ニグロ
シン及び脂肪酸金属塩等による変性物;トリブチルベン
ジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフ
ォン酸、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレ
ートなどの四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体で
あるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ
顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔
料、(レーキ化剤としては、りんタングステン酸、りん
モリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニ
ン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェ
ロシアン化物など)高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズ
オキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキ
シルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサイド;
ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシ
クロヘキシルスズボレートなどのジオルガノスズボレー
ト類;これらを単独或いは2種類以上組み合わせて用い
ることができる。これらの中でも、ニグロシン系、四級
アンモニウム塩の如き電荷制御剤が特に好ましく用いら
れる。
クリル酸エステル、メタクリル酸エステルの如き重合性
モノマーとの共重合体を正電荷制御剤として用いること
ができる。この場合、これらの電荷制御剤は、結着樹脂
(の全部または一部)としての作用をも有する。
用を有しないもの)は、微粒子状として用いることが好
ましい。この場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、
具体的には、4μm以下(更には3μm以下)が好まし
い。
剤は、結着樹脂100重量部に対して0.1〜10重量
部(更には0.1〜5重量部)用いることが好ましい。
ベンズアルデヒドのトナー中での残存量がそれぞれ10
0ppm以下であることがさらに好ましい。
するので10ppm以下であることがさらに好ましい。
また、スチレンモノマーは50ppm以下であることが
より好ましい。さらにコモノマーとしてアクリル系モノ
マーを有する場合、アクリル系モノマーが30ppm以
下であることがより好ましい。
写時に発生する臭気が抑制されるのはもちろんのこと、
さらにトナーがドラムに固着しにくくなりフィルミン
グ、融着と言われる現象を起こしにくくなる。接触帯電
系、接触転写系の場合は特に、このフィルミング、或い
は融着が発生しやすいがトナー中の残存モノマーを低減
することによりこれらも出にくくなる傾向にある。
の低減により帯電ローラー転写ローラーへのトナー及び
シリカの付着が減り、ベタ黒ハーフトーン画像における
スジ状ムラが少なくなる。また現像器ステイ上にたまる
遊離シリカも少なくなるため、ベタ黒における点状白抜
けも少なくなることを見いだした。
はシリカとトナーを遊離させることに寄与しており、残
存モノマーが減りシリカの遊離も減ったと考えている。
マトグラフを用いて例えば以下の方法により行う。
00mlのアセトンを加えて内部標準品入り溶媒をつく
る。次に現像剤400mgを上記溶媒で10mlの溶液
とする。30分間超音波振とう機にかけた後、1時間放
置する。次に0.5μmのフィルターで濾過をする。打
ち込み試料量は4μlとする。
AX,膜厚0.25μm) ・検出器FID,窒素圧0.45kg/cm2 ・インジェクション濃度200℃,ディテクター温度2
00℃とし、カラム温度は50℃から5℃/1分の割合
で30分間昇温する。 ・検量線の作製 サンプル溶液と同量のDMF、アセトン溶液に対象とな
るモノマーを加えた標準サンプルについて同様にガスク
ロマトグラフ測定し、モノマーと内部標準品DMFの重
量比/面積比を求める。
ヒドロフランとして、上記と同様にして求めることもで
きる。
としては、下記の結着樹脂の使用が可能である。
スチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびそ
の置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共
重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン
−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エ
ステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重
合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチ
ルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共
重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イ
ソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−イン
デン共重合体などのスチレン系共重合体;などが使用で
き、特にスチレン−アクリル系共重合体が好ましい。
ては、スチレン系モノマーとして、例えばスチレン、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−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、
p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−
n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、
p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレ
ン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレ
ン、p−n−ドデシルスチレン等のスチレン及びその誘
導体から選ばれるモノマーを使用し、アクリル系モノマ
ーとして、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
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、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸フ
ェニルなどのアクリル酸エステル類やアクリル酸及びア
クリル酸アミド類、或いは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、メタクリル酸ジエチルアミ
ノエチルなどのメタクリル酸エステル類やメタクリル酸
及びメタクリル酸アミド類から選ばれるモノマーを使用
したスチレン−アクリル系共重合体が好ましい。
ましい結着樹脂である。
の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられ、例え
ば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等のような
芳香族ジビニル化合物;例えばエチレングリコールジア
クリレート、エチレングリコールジメタクリレート、
1,3−ブタンジオールジメタクリレート等のような二
重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニ
リン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニ
ルスルホン等のジビニル化合物;及び3個以上のビニル
基を有する化合物;が単独もしくは混合物として用いら
れる。
ては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合
法などが利用できる。
の樹脂成分のGPCにより測定される分子量分布におい
て5×103〜5×104の領域に少なくとも一つのピー
クを有し、1×105以上の領域に少なくとも一つのピ
ーク或いはショルダーを有することが好ましい。
分の他に、本発明の効果に悪影響を与えない範囲で、該
結着樹脂成分の含有量より少ない割合で以下の化合物を
含有させてもよい。
ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニル
ブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェ
ノール樹脂、低分子量ポリエチレン又は低分子量ポリプ
ロピレンの如き脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族
系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスな
どがあげられる。
離型性を良くする目的で低分子量ポリエチレン、低分子
量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、カ
ルナパワックス、サゾールワックス、パラフィンワック
ス等のワックス状物質を結着樹脂100重量部に対し
0.5〜10重量部程度を磁性トナーに加えることも好
ましい。
測定されるDSC曲線で昇温時の吸熱ピークのオンセッ
ト温度が50〜110℃の範囲内にあり、温度70〜1
20℃の領域に少なくともひとつの昇温時の吸熱ピーク
があるワックスが特に好ましい。このワックスは、低温
定着性、耐オフセット性に優れ、更に感光体上へのトナ
ー融着を低減するとともに、トリフェニルメタン化合物
のトナー担持体付着を少なくし、濃度の低下を抑えると
いう特徴を有している。より好ましくは分子量で分別を
行ったワックスである。
キレンを高圧下でラジカル重合あるいは低圧下でチーグ
ラー触媒で重合した低分子量のアルキレンポリマー、高
分子量のアルキレンポリマーを熱分解して得られるアル
キレンポリマー、一酸化炭素、水素からなる合成ガスか
らアーゲ法により得られる炭化水素の蒸留残分から、あ
るいはこれらを水素添加して得られる合成炭化水素など
から、得られるワックスが用いられ、酸化防止剤が添加
されていてもよい。
剤法、真空蒸留、分別結晶化(例えば、融液晶析及び結
晶濾別を利用したもの)等を利用してワックスを分子量
により分別したワックスが好ましい。また分別後に、酸
化やブロック共重合、グラフト変性を行ってもよい。す
なわちこれらの方法で、低分子量分を除去したもの、低
分子量分を抽出したもの、更にこれらから低分子量分を
除去したものなどである。
酸化物系触媒(多くは2種以上の多元系)を使用した、
一酸化炭素と水素の反応によって合成されるもの、例え
ばジントール法、ヒドロコール法(流動触媒床を使
用)、あるいはワックス状物質が多く得られるアーゲ法
(固定触媒床を使用)により得られる炭素数が数百ぐら
いまでの炭化水素(水素添加し目的物としたものが特に
好ましい)や、エチレンなどのアルキレンをチーグラー
触媒により重合した炭化水素が、分岐が少なくて小さ
く、飽和の長い直鎖状炭化水素である。特に、アルキレ
ンの重合によらない方法により合成された炭化水素ワッ
クスがその構造や分別しやすい分子量分布であることか
ら好ましいものである。
ワックスを用いることにより耐オフセット性、定着性の
向上などワックスの効果をより向上させることができ、
耐ブロッキング性や現像性などへの悪影響を少なくする
ことができる。これは、ワックスとして特に有効に働く
成分をより多く利用できるようになる為である。
均分子量(Mn)が300〜1200、好ましくは35
0〜1000、重量平均分子量(Mw)が500〜36
00、好ましくは550〜3000、Mw/Mnが3以
下、好ましくは2.5以下、特に好ましくは2.0以下
である。このような分子量分布を持たせることによりト
ナーに好ましい熱特性を持たせることができる。
の熱のやり取りを測定しその挙動を観測するので、測定
原理から、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計
で測定することが好ましい。例えば、パーキンエルマー
社製のDSC−7が利用できる。
に準じて行う。本発明に用いられるDSC曲線は、1回
昇温、降温させ前履歴を取った後、温度速度10℃/m
inで、昇温させた時に測定されるDSC曲線を用い
る。各温度の定義は次のように定める。 ・吸熱ピークのオンセット温度:昇温時のDSC曲線の
微分値が最初に極大となる点における曲線の接戦とベー
スラインとの交点の温度。 ・ピークの温度:ピークトップの温度。
るワックスAを例に図1に示す。
ルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によ
り次の条件で測定される。
加) 流速:1.0ml/min 試料:0.15%の試料を0.4ml注入 以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては単
分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量較正曲
線を使用する。さらに、Mark−Houwink粘度
式から導き出される換算式でポリエチレン換算などワッ
クスに応じた換算をすることによって算出される。
おり、この磁性材料としては、例えば、マグネタイト、
γ−酸化鉄、フェライト、鉄過剰型フェライト等の酸化
鉄;鉄、コバルト、ニッケルのような金属或いはこれら
の金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウ
ム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、
カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、
タングステン、バナジウムのような金属との合金及びそ
の混合物等が挙げられる。
1μm、好ましくは0.1〜0.5μm程度のものが望
ましく、磁性トナー中に含有させる量としては樹脂成分
100重量部に対し約40〜150重量部、特に好まし
くは樹脂成分100重量部に対し45〜120重量部で
ある。
での磁気特性が抗磁力20〜150エルステッド、飽和
磁化50〜200emu/g、残留磁化2〜20emu
/gのものが好ましい。
を用いても構わない。
しては、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群
青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニン
ブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、
ローダミン6G、カルコオイルブルー、クロムイエロ
ー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガ
ル、トリアリールメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ
系染顔料等従来公知の染顔料を単独或いは混合して使用
し得る。
他の添加剤としては、例えば、テフロン粉末、ステアリ
ン酸亜鉛粉末、ポリ弗化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末
(中でもポリ弗化ビニリデンが好ましい);例えば、酸
化セリウム粉末、炭化ケイ素粉末、チタン酸ストロンチ
ウム粉末等の研磨剤(中でもチタン酸ストロンチウムが
好ましい);例えば、酸化チタン粉末、酸化アルミニウ
ム粉末等の流動性付与剤(中でも特に疎水性のものが好
ましい);ケーキング防止剤;例えば、カーボンブラッ
ク粉末、酸化亜鉛粉末、酸化アンチモン粉末、酸化スズ
粉末等の導電性付与剤;が挙げられ、さらに、逆極性の
白色微粒子及び黒色微粒子を現像剤向上剤として少量用
いることもできる。
作製するには結着樹脂、電荷制御剤及び磁性材料、さら
に必要に応じてワックス、金属塩ないしは金属錯体、着
色剤としての顔料、又は染料、その他の添加剤等を、ヘ
ンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により充分混
合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの
如き熱混練機を用いて溶融混練して樹脂類を互いに相溶
せしめた中に金属化合物、顔料、染料、磁性体を分散又
は溶解せしめ、冷却固化後粉砕及び分級を行って磁性ト
ナー粒子を得、さらに特定のアミノ変性シリコーンオイ
ルで処理されたシリカ微粉末、及び必要に応じ所望の添
加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により充分混合
し、本発明に係る静電荷像現像用磁性トナーを得ること
ができる。
べたが、以下本発明を実施例により具体的に説明する。
しかしながら、これは本発明をなんら限定するものでは
ない。なお、以下の配合における部数は重量部である。
ンサー、攪拌機、温度計を具備した4つ口フラスコにイ
オン交換水200部、スチレン80部、n−ブチルアク
リレート20部、開始剤1,4−ビス(t−ブチルパー
オキシカルボニル)シクロヘキサン(HTP)0.30
部を仕込み、重合温度90℃にて25時間懸濁重合を行
った。その後、冷却、水洗い、乾燥し、高分子料重合体
Aを得た。この結着樹脂Aの分子量分布をGPCで測定
したところ、分子量69万にピーク(P2)をもった。
を仕込み、窒素ガス気流下で攪拌昇温し110℃に保
ち、スチレン83部、アクリル酸ブチル共重合体17
部、開始剤としてジ−t−ブチルパーオキサイド(DT
BP)2.8部の混合物を連続滴下装置を用いて4時間
かけて滴下し、さらに4時間重合を行い、低分子量重合
体である結着樹脂Bの重合溶液を得た。なお結着樹脂B
の分子量分布をGPCで測定したところ、分子量1.2
万にピーク(P1)をもっていた上記重合溶液(結着樹
脂B:70部含有)中に、結着樹脂A:30部を、10
0℃で約4時間かけて十分に攪拌しながら溶解混合させ
た後、減圧蒸留により脱溶剤して、さらに減圧下80℃
に加熱し、1時間減圧処理し、トナー用結着樹脂IIを
得た。
て7時間減圧処理して、トナー用結着樹脂Iを得た。
着樹脂Bにおいて、重合を大気下で行うことを除いて同
様に樹脂を合成し、結着樹脂C(分子量1.0万)を得
た。結着樹脂Cの重合溶液(結着樹脂C:70部含有)
中に、結着樹脂A:70部を100℃で約4時間かけて
十分に攪拌しながら、溶解混合させた後、減圧蒸留によ
り脱溶剤してトナー用結着樹脂IIIを得た。
リカ微粉末(商品名アエロジル#200、比表面積約2
00m2 /gアエロジル社製)100重量部を攪拌しな
がら温度をおよそ60℃に保持し、側鎖にアミノ基を有
するシリコーンオイル(25℃における粘度90cp
s、アミン当量4500)20重量部−石油エーテル
(主な留分60℃前後)20重量部溶液を噴霧し、攪拌
・処理しながら溶剤を乾燥させる。次いで攪拌しながら
加熱し、温度を250℃で溶剤を完全に取り除き、処理
し、シリカ微粉末を得た。
る。
たシリカ微粉末及びシリコーンオイルに代えてシリカ微
粉体(商品名アエロジル#130、比表面積約130m
2 /gアエロジル社製)100重量部及び側鎖にアミノ
基を有するシリコーンオイル(25℃における粘度25
0cps、アミン当量1900)15重量部を用いるこ
とを除いては、シリカ合成例1と同様にして処理シリカ
微粉末を得た。
る。
たシリカ微粉末及びシリコーンオイルに代えてシリカ微
粉体(商品名アエロジル#200、比表面積約200m
2 /gアエロジル社製)100重量部及び側鎖にアミノ
基を有するシリコーンオイル(25℃における粘度60
cps、アミン当量360)20重量部を用いることを
除いては、シリカ合成例1と同様にして処理シリカ微粉
末を得た。
る。
たシリカ微粉末及びシリコーンオイルに代えてシリカ微
粉体(商品名アエロジル#130、比表面積約130m
2 /gアエロジル社製)100重量部及び側鎖にアミノ
基を有するシリコーンオイル(25℃における粘度25
0cps、アミン当量7600)15重量部を用いるこ
とを除いては、シリカ合成例1と同様にして処理シリカ
微粉末を得た。
る。
たシリカ微粉末及びシリコーンオイルに代えてシリカ微
粉体(商品名アエロジル#130、比表面積約130m
2 /gアエロジル社製)100重量部及び側鎖にアミノ
基を有するシリコーンオイル(25℃における粘度14
00cps、アミン当量3800)15重量部を用いる
ことを除いては、シリカ合成例1と同様にして処理シリ
カ微粉末を得た。
る。
れた炭化水素系ワックスからワックスAを分別結晶化に
より得た。
重合し、比較的低分子量のワックスCを得、分別結晶化
により低分子量成分をある程度除去したワックスBを得
た。
合体を熱分解により解重合させて、ワックスDを得た。
び分子量分布を表1に示す。
合した後、140℃に設定した2軸混練押出機にて溶融
混練した。得られた混練物を冷却し、カッターミルにて
粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて
微粉砕し、更に得られた微粉砕粉を風力分級機で分級し
た。重量平均粒径8.3μmの黒色微粉体を得た。
0.6部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して磁性ト
ナーとした。
ン、ベンズアルデヒド、アクリルモノマー量を測定し
た。結果を表2に示す。
−6030、キヤノン(株)製)に適用して、次のよう
な評価を行った。
境条件下にこの磁性トナーを2日間放置した後に現像器
に入れ、この複写機と同じプロセス速度で10分間現像
器を空回転し、スリーブ(トナー担持体)上磁性トナー
のコート状態の均一性を評価した。更に、この現像器を
この複写機に適用し、複写開始初期の画像濃度、かぶ
り、ハーフトーン画像におけるスジむらやがつさきを評
価した。結果を表3に示す。
/80%RHの環境条件下にこのトナーを2日間放置し
た後に、1万枚の耐久試験を行った。
た。
り、文字画像における飛び散り、ベタ黒画像における点
状白抜け、ハーフトーン画像におけるスジむら、帯電部
材汚れ、感光体上のフィルミング及びトナー融着の発生
の有無について評価した。更に3日間放置した後の画像
濃度を評価した。
50℃の恒温槽中に、7日間放置した後のブロッキング
を評価した。結果を表5に示す。
件下及び高湿条件下のいずれでも初期からかぶりの無い
十分な濃度の画像が得られた。ベタ黒画像や、ハーフト
ーン画像においても、点状白抜け、スジむらのない均一
な濃度の画像が得られた。また、接触帯電部材を見ても
余り汚れておらず、感光体を観察しても、フィルミン
グ、トナー融着は見られなかった。また低湿条件下で
も、スリーブ上のトナーコート状態も均一であり、かぶ
りのない高い濃度の優れた画質の画像が得られた。更
に、耐ブロッキング性に優れていた。
重量平均粒径8.7μmの黒色微粉体(トナー)を得
た。
0.6部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して磁性ト
ナーとした。
た。評価結果を表2乃至表5に示す。
重量平均粒径8.5μmの黒色微粉体(トナー)を得
た。
0.6部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して磁性ト
ナーとした。
た。評価結果を表2乃至表5に示す。
重量平均粒径8.3μmの黒色微粉体(トナー)を得
た。
0.6部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して磁性ト
ナーとした。
た。評価結果を表2乃至表5に示す。
重量平均粒径8.4μmの黒色微粉体(トナー)を得
た。
0.6部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して磁性ト
ナーとした。
た。評価結果を表2乃至表5に示す。
重量平均粒径8.4μmの黒色微粉体(トナー)を得
た。
0.6部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して磁性ト
ナーとした。
た。評価結果を表2乃至表5に示す。
を用いることを除いては、実施例1と同様にして磁性ト
ナーを得た。
価した。評価結果を表2乃至表5に示す。
を加え、ヘンシェルミキサーで混合してトナーとした。
評価結果を表2乃至表5に示す。
を加え、ヘンシェルミキサーで混合してトナーとした。
評価結果を表2乃至表5に示す。
脂、電荷制御剤及びシリカ微粉末を有する静電荷像現像
用トナーにおいて、該結着樹脂は、スチレン系重合体あ
るいはスチレン系共重合体を含有し、該電荷制御剤は、
特定のトリフェニルメタン系化合物を含有し、該シリカ
微粉末は、特定の粘度及び特定のアミン当量を有するア
ミノ変性シリコーンオイルにより処理されていることか
ら、以下の効果を有する。
り、飛び散りがなく、ハーフトーンやベタ黒画像におい
て、がさつきやスジ状濃度ムラ、点状白抜けがなく、濃
度が均一で再現性の高く、鮮明で高濃度な画像が得られ
る。
ング性、定着性、耐オフセット性に優れ、クリーニング
性が良く、フィルミング、融着が生じにくい。
影響されることもなく、低湿下及び高湿下においてもト
ナー担持体に均一コートされ、初期から高濃度で鮮明な
画像を与える。
材やトナー担持体を汚染することがなく、耐久性、現像
特性に優れ、安定して良好な画像を与える。
時におけるDSC曲線を示す図である。
Claims (21)
- 【請求項1】接触帯電部材によって感光体の帯電を行う
画像形成方法に用いられる静電荷像現像用磁性トナーで
あって、 該トナーは、 少なくとも、結着樹脂、電荷制御剤及びシ
リカ微粉末を有しており、 該結着樹脂は、スチレン系重合体あるいはスチレン系共
重合体を含有し、該電荷制御剤は、下記一般式〔1〕 【外1】 〔式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6は、各々互いに
同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは
未置換のアルキル基又は、置換もしくは未置換のアリー
ル基を表し、R7、R8、R9は、各々互いに同一でも異
なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル
基又は、アルコキシ基を表し、A−は、硫酸イオン、硝
酸イオン、ほう酸イオン、りん酸イオン、水酸イオン、
有機硫酸イオン、有機スルホン酸イオン、有機りん酸イ
オン、カルボン酸イオン、有機ほう酸イオン、テトラフ
ルオロボレートから選ばれる陰イオンを表す。〕で示さ
れるトリフェニルメタン系化合物を含有し、該シリカ微
粉末は、25℃での粘度が10cps乃至300cps
であり、かつアミン当量が850乃至6000のアミノ
変性シリコーンオイルにより処理されていることを特徴
とする静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項2】 該アミノ変性シリコーンオイルは、10
00乃至6000のアミノ当量を有していることを特徴
とする請求項1記載の静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項3】 該アミノ変性シリコーンオイルは、25
℃での粘度が20cps乃至100cpsであることを
特徴とする請求項1記載の静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項4】 該シリカ微粉末は、未処理シリカ微粉末
のBET比表面積をA(m2/g)とした時に、未処理
シリカ微粉末の重量に対して0.01×A重量%乃至
0.5×A重量%の量の該アミノ変性シリコーンオイル
で処理されていることを特徴とする請求項1記載の静電
荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項5】 該シリカ微粉末は、未処理シリカ微粉末
のBET比表面積をA(m2/g)とした時に、未処理
シリカ微粉末の重量に対して0.05×A重量%乃至
0.3×A重量%の量のアミノ変性シリコーンオイルで
処理されていることを特徴とする請求項1記載の静電荷
像現像用磁性トナー。 - 【請求項6】 該アミノ変性シリコーンオイルで処理さ
れる前の未処理シリカ微粉末は、50乃至500m2/
gのBET比表面積を有していることを特徴とする請求
項1記載の静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項7】 該アミノ変性シリコーンオイルで処理さ
れたシリカ微分末は、40乃至400m2/gのBET
比表面積を有していることを特徴とする請求項1記載の
静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項8】 該磁性トナーは、磁性トナーの重量に対
して0.01乃至10重量%の該シリカ微粉末を有して
いることを特徴とする請求項1記載の静電荷像現像用磁
性トナー。 - 【請求項9】 該磁性トナーは、磁性トナーの重量に対
して0.1乃至3重量%の該シリカ微粉末を有している
ことを特徴とする請求項1記載の静電荷像現像用磁性ト
ナー。 - 【請求項10】 該トリフェニルメタン系化合物の一般
式中、R1、R3、R5は、それぞれ独立に炭素数6以下
のアルキル基を有してもよいフェニル基を表し、R2、
R4、R6は水素を表すことを特徴とする請求項1記載の
静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項11】 該トリフェニルメタン系化合物の一般
式中、R7、R8、R9は、水素を表すことを特徴とする
請求項1記載の静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項12】 該トリフェニルメタン系化合物の一般
式中、A-は、硫酸イオン、ハロゲンイオン、水酸イオ
ン、炭素数12以下のスルホン酸イオン又は炭素数12
以下の硫酸モノエステルイオンを表すことを特徴とする
請求項1記載の静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項13】 該トリフェニルメタン系化合物の一般
式中、R1、R3、R5は、それぞれ独立に炭素数6以下
のアルキル基を有してもよいフェニル基を表し、R2、
R4、R6は水素を表し、R7、R8、R9は水素を表し、
A-は、硫酸イオン、ハロゲンイオン、水酸イオン、炭
素数12以下のスルホン酸イオン又は炭素数12以下の
硫酸モノエステルイオンを表すことを特徴とする請求項
1記載の静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項14】 該トリフェニルメタン系化合物は、レ
ーキ化されていることを特徴とする請求項1記載の静電
荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項15】 該磁性トナーは、該トリフェニルメタ
ン系化合物を該結着樹脂100重量部に対して、0.1
乃至10重量部有していることを特徴とする請求項1記
載の静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項16】 該磁性トナーは、該トリフェニルメタ
ン系化合物を該結着樹脂100重量部に対して、0.1
乃至5重量部有していることを特徴とする請求項1記載
の静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項17】 該トナー中に含有されるスチレンモノ
マー及びベンズアルデヒドの含有量がそれぞれ100p
pm以下であることを特徴とする請求項1記載の静電荷
像現像用磁性トナー。 - 【請求項18】 該磁性トナー中に含有されるベンズア
ルデヒドの含有量が、10ppm以下であることを特徴
とする請求項1記載の静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項19】 該磁性トナー中に含有されるスチレン
モノマーの含有量が、50ppm以下であることを特徴
とする請求項1記載の静電荷像現像用磁性トナー。 - 【請求項20】 該結着樹脂は、スチレン−アクリル系
共重合体を含有しており、該磁性トナー中に含有される
アクリル系モノマーの含有量が、30ppm以下である
ことを特徴とする請求項1記載の静電荷像現像用磁性ト
ナー。 - 【請求項21】 該磁性トナーは、ワックスを含有して
おり、該ワックスは、示差走査熱量計により測定される
DSC曲線で昇温時の吸熱ピークのオンセット温度が、
50〜110℃の範囲内にあり、かつ温度70〜120
℃の領域に少なくともひとつの昇温時の吸熱ピークを有
していることを特徴とする請求項1記載の静電荷像現像
用磁性トナー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06006450A JP3093554B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 静電荷像現像用磁性トナー |
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JP06006450A JP3093554B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 静電荷像現像用磁性トナー |
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1994
- 1994-01-25 JP JP06006450A patent/JP3093554B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH07209913A (ja) | 1995-08-11 |
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