JPS58129436A - 静電荷像現像剤 - Google Patents

静電荷像現像剤

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JPS58129436A
JPS58129436A JP57011499A JP1149982A JPS58129436A JP S58129436 A JPS58129436 A JP S58129436A JP 57011499 A JP57011499 A JP 57011499A JP 1149982 A JP1149982 A JP 1149982A JP S58129436 A JPS58129436 A JP S58129436A
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博 土屋
Satsuki Nakahara
中原 五月
Tsuneo Wada
恒夫 和田
Shigeo Matsushima
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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】 大発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等にお
いて形成される静電荷像を現像するだめの現像剤に関す
るものである。
現在、可視画像の形成のために静電両像を経由するプロ
セスが広く利用されているが、静電荷像を可視化するた
めには現像剤により現像することが必要である。静電荷
像現像剤としては、従来種種のタイプのものが知られて
いるが、それらのうち、いわゆる二成分系現像剤は、他
のものに比して鮮鋭な可視画像を形成することができる
点て好ましいものである。この二成分系現像剤 6 ト
ナーとキャリアとにより構成され、攪拌によってトを−
とキャリアとを摩擦せしめてトナーを特定の極性に帯電
せしめ、静電荷像を#l成する静電荷との静電引力を利
用してトナーを静電荷像支持体上に付着せしめて楓像が
行われる。
斯かる二成分系現像剤のトナーは、バインダー概脂の粒
子体中にカーボンブラック等の着色剤が分散含有されて
成るものであるが、従来において実用に供されtいる現
*Hのトナーにおいては、樹脂中に多量のカーボンブラ
ンクを均一に分散せしめることが困難であることから、
そのカーボンシラツクのバインダー樹脂に対する割合が
10重量−未満とされ、結局黒色度の低いものとなって
いる。
このため、画像1llI度の高い可視画像を形成すると
きには、ijSの単位面積当りのトナー付着量を多くし
て厚さの大きいトナ一層によるトナー像を形成せしめる
ことが必要とされるが、このトナー像はA常は転写紙等
に転写された後に定着されなければならないところ、こ
の定着工程において厚さの大きいト?一層が加熱溶融さ
れると、或いは圧接されるとトナー付着領域が広がり、
その結果、得られる可視画像L、鮮鋭性及び階調性が低
くて低画質のものとなる。
本発明は以上の如き事情に基いてなされたものであって
、画像濃度が高くてしかも鮮鋭性及び階調性が高く、従
って高画質の可視画像を形成することのできる静電荷像
現像剤を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、トナーにおけるカーボンブラック
の含有割合が大きくてトナーの黒色度が高く、しかもキ
ャリアによるトナーの帯電特性が好適であって良好な現
儂を達成することのできる静電荷像現像剤を提供するK
ある。
本発明の特徴は、トナーのバインダー樹脂中に、従来含
有されている着色剤としてのカーボンブラックの量に比
して比較的多量の着色剤、即ち10〜30重量−の酸性
カーボンブラックを分散含有せしめ、これによりトを−
の黒色度を大きくし、またトナーのバインダー樹脂とキ
ャリアの被覆層を形成するコーティング樹脂の両者にス
チレン成分を含有せしめ、これにより前記酸性カーボン
ブラックに由来するトナーの過度の負帯電傾向を制御し
、併せてトナー及びキャリアの被覆層の物性を改東した
点にある。
以下本発明を具体的に説明する。
本発明において鉱、スチレン成分を含有するバインダー
樹脂の粒子体中に、当該バインダー樹脂に対して10〜
30重量−の割合の酸性カーボンブラックを分散含有せ
しめ、或いは更に添加剤を含有せしめてトナーとする一
方、コーティング樹脂としてスチレン成分を含有するも
のを用いてこれによ抄適宜のキャリア用芯材を被覆して
キャリアとすることを必須畳件とするが、トナーの製造
時の粉砕性、トナーの摩擦帯電性及び定着性等を考慮し
て前記トナーのバインダー樹脂におけるスチレン成分の
含有割合をム重量−とし、前記キャリ4のコーティング
樹脂におけるスチレン成分の含有割合を811%とする
とき、死人/Bの値が、0、7 (A/B (3,0 を満足するようA及びBの値を定めるのが好ましい。更
に好ましくは、トナーのバインダー樹脂中のスチレン成
分含有量を50〜90重量係とし、キャリアのコーティ
ング樹脂中のスチレン成分含有量を30〜90重量−の
範囲内とするのが好適である。
本発明現像剤は以上のような構成であるから、そのトナ
ー中にはバインダー樹脂に対して10重量−以上の酸性
カーボンブラックが分散含有されている丸め、当賦トナ
ー粒子そのものの黒色度が高く、従りて画像濃度が高い
可視画像を形成すべき場合において単位面積m−のトを
一付着量を少なくしても十分な画像員度を得ることがで
き、従ってトナー像におけるトナ一層の厚さが小さいの
でこれを定着したときにもトナーの付着領域が広がるよ
うなことがなく、静電術像に対して忠実であり、従って
鮮鋭度が高くて階調性も高い良好な可視画像を形成する
ことができる。
トナーのバインダー樹脂中にその10重量−以上もの多
量のカーボンブラックを含有せしめるととによってトナ
ー粒子の黒色度を高くすることができるのは、カーボン
ブラックが酸性カーボンブラックであるからであり、そ
の履由#i明らかではないが、普通のカーボンブラック
を10重量−以上の割合でバインダー樹脂に加えてバイ
ンダー樹脂の結合を破壊しないような条件でトt−を製
造しても、カーボンブラックの全部を均一にバインダー
樹脂中に分散せしめることができないことから、得られ
るトナー粒子においてカーボンブラックが凝集した状態
で含有されることとなる結果、当該トナー粒子は黒色度
の高いものとならないの・  K対し、酸性カーボンブ
ラックを用いるときには、これをバインダー樹脂中に高
い均一性をもって分散せしめることができて黒色度の高
いトナーを得ることができるからである。
ここに酸性カーボンブラックと社、試料を水で煮沸した
後に放置したときの上澄液のpHの値が5.0以下とな
るようなカーボンブラックである。
又本発明においては、トナーのバインダー樹脂としてス
チレン成分を主成分として含有する重合体を用いると共
に、キャリアとしてスチレン成分を含有するコーディン
グIIM脂によってキャリア用芯材が被覆されて成るも
のを用いており、各樹脂におけるスチレン成分の含有割
合の比A/Hの値を0.7<A/B<3.0としている
ため、後述する実施例の説明からも判断されるように、
トナーにおける帯電特性を好適なものとすることができ
る。
即ち、摩擦帯電序列において、スチレン成分を含有する
重合体は通常負帯電性であるところ、酸性カーボンブラ
ックも同様に負帯電性を有し、このため、仮に本発明現
像剤のトナーと、一般に用いられているようなキャリア
とにより構成せしめた現像剤では、トナーは負極性で過
度に帯電するようになり、従って良好な現像を達成する
ことができない。
しかし本発明においては、キャリアとして負帯電性のス
チレン成分を含有するコーテイングamにより被覆され
たものを用い、しかも当該コーティング樹脂におけるス
チレン成分の含有割合が。
トを−のバインダー11J11におけるスチレン成分の
含有割合に対して特定の比率とされているため、両樹脂
相互の摩擦による帯電量はそれ程大きくなくてキャリア
のコーティング樹脂と酸性カーボンブラックを含むトナ
ーのバインダー樹脂との摩擦による帯電量がトナーの帯
電量を支配するようKなり、その結果、トナーの帯電量
を好適な状態とすることができ、良好な現像を確実に行
なうことが可能となる。
更にトナーのバインダー樹脂及びキャリアのコーティン
グ樹脂がスチレン成分を含有するものであるため、現像
剤としての耐久性及び耐湿性を高いものとすることがで
き、保存性が良好となる。
以上において、トナーのバインダー樹脂は、ス゛チレ/
モノマーに由来するスチレン成分を主成分とするコポリ
マー或いはターポリマーであればよいが、スチレンとア
ルキルアクリレート若シくハアルキルメタアクリレート
とのコポリマー或い紘ターポリマーであることが好まし
い。更にこのバインダー樹脂は、水差熱走査熱量針[−
サーモフレックス」(理学電機社1lll)により測定
したガンス転移点が506C以上であり、高化式70テ
スター(島津製作所製)により測定した軟化点が80〜
150’Cの範囲内にあるものであることが好ましい。
ここに軟化点は、先端に直径IMのオリスイスを有し断
面積1.0−の内部空間を有するシリンダ内に測定試料
をその比重と同じ値のダラムaii人し、温度80°C
で10分間予備加熱を行なった後、プランジャーにより
試料に20に4/−の圧力を印加した状態で試料を6±
0.5°C/分の一定昇温速度で昇温させ、前記試料の
オリフィスよりの溶融試料の流出量変化と温度との関係
を求め、斯くして得られる特性曲線から求められる流出
開始点と流出停止点との中央の温度点を軟化点として求
めた値である。
またこのバインダー樹脂におけるスチレン成分の含有割
合は既述のようWc5o〜90重量−であるが、この含
有割合が大きいと、トナーのコピーランニング後におけ
る帯電量の減衰の程度が小さくなると共に、水分の吸着
性が抑制されて耐湿性が向上し、併せて樹脂のガラス転
移点が上昇して保存性が向上する。しがしスチレン成分
の含有割合が90重量囁を越えるようになると樹脂が脆
くなり、好ましい粒径分布のトナーを製造することが困
難となり、機械的衝撃によって容易に破砕されるように
なり、結局安定した現像を達成することはできない。
上記バインダー樹脂に分散せしめる酸性カーボンブラッ
クの量は当該バインダー樹脂の10〜30重量−である
が、籍に13〜20重量−の範囲が好ましい。10重量
%未満ではトナーの黒色度が不十分で本発明の目的を達
成することができず、又30重量−を越えるとトナーの
電気抵抗が低下して摩擦帯電量が不安定になり、併せて
定着性が悪化するようになる。
この酸性カーボンブラックと共に1バインダー樹脂中に
は、着色剤、線型剤等の添加剤を加えることができる。
着色剤として社種々の染料又a1a科を挙けることがで
き、離淑剤としては、環球法による軟化点が80〜18
o0Cのポリオレフィ/、脂肪酸及びその金属塩、その
他を挙げることができる。この線型剤は例えばバインダ
ー樹脂に対して1−10重量−の割合で添加される。
本発明視像剤のトナーの粒径は、重量分布による平均粒
径が6.0〜12ミクロン、好ましくは8−0〜10ミ
クロンである。
本発明現像剤のキャリアのコーティング樹脂は、トナー
のバインダー樹脂と同様にスチレン成分を含有するコポ
リマー或いはターポリマーであればよく、同様にスチレ
ンとアルキルアクリレート着しくはアルキルメタアクリ
レートとのコポリマー或いhターポリマーであることが
好ましい。このコーティング樹脂は、トナー用バインダ
ー桐脂と同様の測定法によるガラス転移点が50°C以
上、同じく軟化点が80〜250°Cのものであること
が好ましい。このコーティング樹脂におけるスチレン成
分の含有割合は既述のように30〜90重量−であるが
、バインダー樹脂の場合と同様にこのスチレン成分の含
有割合が大きいと耐久性及び耐湿性が同上する。しかし
90重1/ktsを越えるようになると]lI換性が低
下すると共に、一旦キャリア用芯材に付着した膜が剥れ
るようになる。
キャリア用芯材としては任意のものを用いることができ
、例えば鉄、フェライト、マグネタイト等の磁性材料を
好ましいものとして挙げることができ、更に各粒子が球
形であることが好ましい。
このキャリア用芯材における前記コーティング樹脂によ
る被膜の厚さは0.5〜5ミクロン、好ましくは1.0
〜3.0ミクロンである。
本発明現像剤のキャリアの粒径は、重量分布による平均
粒径が50〜120ミクロン、好ましくは60〜100
 ミクロンである。
以上に#i明したトナーとキャリアとによって本発明現
像剤が構成されるが、この現像剤におけるトナー濃度は
0.5〜lO重量−1特に1〜8重量−が好ましい。
なお、前記トナーには外部添加剤として、流動性を向上
せしめるために疎水性シリカ微粉末或いをまフッ素りI
t盾粉末等を、トナーに対して0−1〜1.2重量囁の
範囲で、又クリーニング特性を向上せしめるために脂肪
酸、脂肪酸金属塩等の滑剤を、トナーに対して2.0重
量−以下の範囲で添加することができる。
以上のように本発明現像剤によれば、トナーのカーボン
ブラック含有割合が高くてしかも当該カーボンブラック
が均一に分散されているために当該トナーの黒色度が高
く、従って僅かな付着量で大金なIIIIi像濃度瓜鼻
あれ、そのため可視画像をカプリがなくて鮮鋭性及び階
調性が高く、しかも画像濃度の高い良好なものとするこ
とができ、更にトナー及びキャリアの帯電特性が好適で
あって良好な現像を行なうことができる。
以下本発明の実施例について説明するが、これらによっ
て本発明が限定されるもので杜ない。
実施例1 スチレン成分80重量−、メチルメメアクリレート成分
5重Jtチ及びn−ブチルアクリレート成分15重量−
のスチレン−メチルメタアクリレート−ブチルアクリレ
ート共重合体樹j11(ガラス転参点68°C1軟化点
132°C) 100  ff111部と、酸性カーボ
ンブラックI−モーガルLJ(PH3,0、キャボクト
社1t)153kj1部とボリグロピレン「ビスコール
 660PJ (三洋化成社製)5重量部とをヘンシェ
ルミキサーにより15分間予予備台し友後エクストルー
ダーにより浴融練肉し、冷却*11m砕し次いでジェッ
トミルによ**、W砕し、得られた粉末を分級機を用い
て重量分布による平均粒径が9.0ミクロンのトナー粉
末を製造し、これに疎水性シリカ做粉末1アエロジルR
972J(日本アエロンル社製)0.8重量−を添加し
てトナーを得た。
一方、スチレン成分65重量%及びメチルメタアクリV
−)35重量−のスチレン−メチルメタアクリL’−)
共重合体4I1111を、平均粒径98ミクロンの鉄粉
より成るキャリア用芯材に約2ミクロンの厚さとなるよ
う被覆せしめてキャリアを製造した。
前記トナー20fと前記キャリアIoootとを混合し
て本発明現像剤を得た。これを「試料l」とする。
この試料lを電子写真複写機[U−B+x3000 J
(小西六写真工業社製)の現像器に充填し、1分間攪拌
したときの帯電量をブローオフ法により細定したところ
、この初期帯電量は24.3 マイクロクーロン/lで
あった。(してコピーテストを行なったところ、最高画
像濃度り。Xが1.45 と高い一像濃度を有し、解像
度は8本/藺 と鮮鋭でしかもかぶりのない良好な複写
−儂が得られた。更に、20000回に亘るコピーラン
ニングを行なった後における現像剤の帯電量の初期帯電
量に対する低下率は1.25−と極めて小さいものでめ
った。
比較例1 酸性カーボンブラックの量を5.0重量部としたほかは
実施?11と同様にして平均粒径9.2ミクロンのトナ
ー粉末のトナーを得、一方スチレン成分60重量囁及び
メチルメタアクリレート成分40重量−のスチレン−メ
チルメタアクリレート共重合体IIMをコーティング樹
脂として用いたほかは1!施例1と同様にしてキャリア
を得、これらトナー及びキャリアにより実施例1と同様
にして比較用現像剤を慢た。これを「比較試料l」とす
る。
この比較試料lについて実施例1と同様のテストを行な
ったところ、初期帯電量は25.8 マイクロクーロン
/l、複写−像のIIk^画像嬢度り、□は1.24、
解g1度は5本/U、200001mコピー後の帯電量
の低下率#i、lO,1%であった。
以上の結兼から、この比較試料lによれは、比較的高い
画像5it−得ることはできるが、そのときには解像度
が低下−して鮮鋭性が低下することが明かである。事実
、複写−像においては、文字部の縁のつぶれが鰯められ
た。
実施例2 スチレン成分75重童慢及びn−ブチルアクリレート成
分25重量−のスチレン−n−ブチルアクリレート共1
合体樹脂(ガラス転移点63°C1軟化点129.56
C) loo重量部と、酸性カーボンブラックr MA
−8J (pHu 、三菱化成社H&)25嵐量部と、
ポリプロビレ/Fビスコール660PJ(三洋化成?t
ll ) 3. s mtml トを用v=テ実111
f4 lと同様にして平均粒径10ミクロンのトを一粉
末を製造し、これに疎水性シリカ徽粉末[アエロジル几
−972l(日本アエロジル社製)0.4重量−を添加
してトナーを得、このトナーと実施例1と同様にして得
たキャリアとによりトナー濃度2.0−の本発明現像剤
を慢友。これを「試料2」とする。
この試料2について実施例1と同様のテストを行なった
ところ、初期帯電量は26.8マイクロクーロン/l、
複写−像の最高画像濃度i 1.40、解像度は8本/
M、20000回コピー後の帯電量の低下率は4.3−
と何れも優rており、複写−gRはかぶりのない鮮鋭な
ものであった。
比較例2 酸性カーボンブラックの量を34重量部としたほかは実
施例2と同様にしてトナーを得、スチレン成分70重量
−及びメチルメタアクリレート成分30重量−のスチレ
ン−メチルメタアクリレート共重合体をコーティング樹
脂として用いたほかは実施例IKおけると同様にしてキ
ャリアを得、これらトナーとキャリアとによりトナー濃
[2%の比較用現像剤を得だ。これを1比較試料2」と
する。
この比較試料2について実施例1と同様のテストを行な
ったところ、初期帯電量[22,8マイクロクーロン/
fであったが20000回コピー後の帯電1の低下率は
37.1%と大きく、複写両像はコピー回数の増加に伴
って低質のものとなった。
実施例3〜5 スチレン成分70重量−、メチルメタアクリレート成分
10重量−及びn−ブチルメタアクリレート成分20重
量−のターポリマー(ガラス転移点66°C1軟化点1
36°C)をバインダー樹脂として用い、その100重
量部と、下記第1表に示す3檎の酸性カーボンブラック
の各15重量部とをヘンシェルミキサーによって15分
間予予備台した後エクストルーダーにより溶融混練し、
冷却後粉砕し分級して、合計3111の平均粒径約9.
0ミクロンのトナーを製造した。
gi   表 これら実施例1〜3に係るトナーの各々と、実施例1に
おけると同様のキャリアとにより、トを一濃度が2−の
本発明現像剤3樵を得た。これらを「試料3」〜「試料
5」とする。
これら試料3〜試料5の各々を用い、電子4真複写機[
U−Bix 3000J (小画六写XI業社11 )
によりコピーテストを行ない、初期帯電量、最高画像濃
度DMA!及び解儂度を調べた。更に、賦s3〜賦料5
の各々のトナーの少量をプレパラート上にて溶融せしめ
、カバーガラスを載せてトナ一層を作り、これを透過型
顕微鏡で観察し、カーボンブラックの分散状態を調べた
。結果は第2表に示す通りである。
J112表 比較例3〜5 トナーの製造におけるカーボンブラックとして第3表に
示すものを用いたほかは、実施例3〜5と同様にして3
種のトナーを得た。
jII3表 一方、スチレン成分30重量−及びメチルメタアクリレ
ート成分70重量%のステレ/−メチルメタアクリレー
ト共重合体をコーティング樹脂として用いたほかは実施
例1におけると同様にしてキャリアを得、前記トナーの
各々とこのキャリアとにより実施例3〜5と同様にして
比較用現像剤を得た。これらを「比較試料3」〜「比較
試料5」とする。
これら比較試料3〜比較試料5の各々について実施例3
〜5と同様のテストを行なった。結果は第4表に示す通
りである。
II4表 第2表及び第4表の結果から明かなように、本発明に係
る現像剤によれば、好適な帯電特性並びに高い画像濃度
及び高い解像度が得られる、実施例6及び7 スチレ/−メチルメタアクリレート共重合体であってそ
のスチレン成分とメチルメタアクリレート成分の重量比
が85/15のもの(「樹脂A」という。)及び501
50のもの(「樹脂B」という。)の各々をバインダー
樹脂として用いたほかは実施9111と同様にして2橿
のトナーを製造した。
これらのトナーの各々と1.比較例3〜5において用い
たと同様のキャリアとにより、トナー濃度が1.796
の本発明現像剤2種を得た。これらを「試料6」及び「
試料7」とする。
比較例6 トナーのバインダーm脂として、スチレン成分とメチル
メタアクリレート成分の重量比が30/′70のスチレ
ン−メチルメタアクリレート共重合体(「樹脂C」とい
う。)を用いたほかは実施例6及び7と同様にしてトナ
ーを製造し更に比較用現像剤を得た。これを「比較試料
6jとする5、以上の試料6及び試料7並びに比較試料
6の各各について、温度20°C1相対湿度50チの第
1条件下並びに温度33°C1相対湿度80−の第■条
件下において初期帯電量を測定した。結果は第5表に示
す通快であり、スチレン成分を主成分としない樹脂Cを
バインダー樹脂としたトナーによる現像剤は、高温多湿
の第■条件下では帯電特性が大幅に低下することが理解
される。
115表 又試料6及び試料7並びに比較試料6の各々を用いて電
子写真複写機[U−Bix 3000 J (小西六写
真工業社all)により、上述と同じ第1条件下及び第
■条件下でコピーテストを行ない、形成された複写−像
を評価した。結!Ikは第6表に示す通りでちゃ、比較
試料6による場合にはかぶりが発生し、解像度が低いこ
とが判断される。第6表におい又は、各−の上段の数字
が第1条件下での値、下段の数字が第■条件下での値を
示す。
第  6  表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  スチレン成分を主成分とするバインダー樹脂
    中に10〜30重量−の酸性カーボンブラックを分散せ
    しめて成るトナーと、スチレン成分を含有するコーティ
    ング樹脂によりキャリア用芯材が被後されて成るキャリ
    アとにより構成されていることを特徴とする静電荷像現
    像剤。 (乃 前記トナーのバインダー樹脂におけるスチレン成
    分の含有割合をA重量−とし、前記キャリアのコーティ
    ング樹脂におけるスチレン成分の含有割合を8重量−と
    するとき、比A/Bの値が式 %式% を満足する特許請求の範8#11項記載の静電荷像IA
    儂剤。 (3)前記トナーのバインダー樹脂におけるスチレン成
    分の含有割合が50〜901M−であり、前記キャリア
    のコーティングI#脂におけるスチレン成分の含有割合
    が30〜90重量−である%fft#求の範囲第1機又
    は第2塊記載の静電荷像8を像剤。 (4)前記キャリアは、重量分布による半均粒径が50
    〜120 ミクロンの範囲内にあるものである特許請求
    の範囲第1TA、第2項又は第3項記載の静電荷像現像
    剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04118666A (ja) * 1990-09-10 1992-04-20 Mita Ind Co Ltd 二成分系現像剤

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