JPS63280261A - 静電荷像現像用トナ− - Google Patents

静電荷像現像用トナ−

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JPS63280261A
JPS63280261A JP62114746A JP11474687A JPS63280261A JP S63280261 A JPS63280261 A JP S63280261A JP 62114746 A JP62114746 A JP 62114746A JP 11474687 A JP11474687 A JP 11474687A JP S63280261 A JPS63280261 A JP S63280261A
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JP
Japan
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toner
resin
developing
electrostatic image
ion complex
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Application number
JP62114746A
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English (en)
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Yukinobu Hasegawa
長谷川 幸伸
Hiroyoshi Shimomura
霜村 浩義
Koichi Murai
弘一 村井
Masatoshi Maruyama
正俊 丸山
Toyokichi Tange
丹下 豊吉
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Nippon Carbide Industries Co Inc
Original Assignee
Nippon Carbide Industries Co Inc
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Publication date
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    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0825Developers with toner particles characterised by their structure; characterised by non-homogenuous distribution of components
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
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    • G03G9/08793Crosslinked polymers

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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、電子写真、静電記録、静電印刷などにおける
静電荷像を現像するためのトナー及びその製法に関する
従来技術 従来、トナーにより現像された画像を紙等の被転写体に
転写定着するのに約150〜200℃に加熱された加熱
転写ローラーが用いられるのが一般であったが、近年定
着温度をより低(し且つ定着速度をより速くする等の多
くの試みがなされ、このような傾向が著しく進んだもの
として、特開昭54−76!188号のように、着色物
質を含む芯部分を樹脂の殻で囲んだマイクロカプセルか
らなるトナーが、室温でも加圧定着方式により転写可能
であることより注目されるようになりた。
マイクロカプセル型のトナーは、定着ローラーを加熱す
る必要がないので、複写機等の運転開始時の待機時間が
少くなり且つ加熱に要するエネルギーが節約できる長所
を有するものである。−万、現在使用されているトナー
は、トナー用樹脂に着色剤等を配合し加熱下混練し、次
いで微粉砕してトナーとするものであるが、マイクロカ
プセル製のトナーではこの微粉砕工程を全く必要としな
いという大きな長所をも併せ有するものである。
本発明が解決しようとする問題点 しかしながら、マイクロカプセルをトナーは。
上記の長所を有するに拘らず、実際には比較的高い定着
圧力を必要とするため複写用紙の繊維を破壊したり、或
いは複写用紙の表面に過度の光沢を与える等の欠点を避
は得なかった。このような欠点を除くためマイクロカプ
セルの殻壁を薄くすると、トナー製造時や或いは現像機
内で帯電のための攪拌時に、トナーの一部の殻壁の破壊
が起き、トナー貯蔵時のブロッキングや或いは現儂時番
ζ帯電性が不良になる等のトラブルが起きるといった問
題点かありた。
本発明は、溶融混練−粉砕プロセスにより製造される従
来型のトナーや或いは上記マイクロカプセル屋トナーの
有していた問題点を解決するもので、本発明のトナー及
びトナーの製法によれば、溶融混練−粉砕プロセスを要
せずに、常温〜低温定着性に優れ、しかも粉体流動性が
良好なので現像時に画像の飛散によるコピー像の汚れや
複写機内の汚染が生じることな(、しかも優れた解像度
を有するトナーが提供されるものである。
問題点を解決するための手段 本発明の静電荷像現像用トナーは、 囚 着色剤並びに随意帯電制御剤及び/又は磁性体を実
質的に分散して含有する樹脂イオンコンプレックスを含
有してなる内層と、 CB)  流動性賦与剤を含有してなる外層とからなる
静電荷像現像用トナーであり、ここで「樹脂イオンコン
プレックス」とは、例えばカチオン性樹脂エマルション
とアニオン性樹脂工マルシ璽ンを、それらの電荷がほぼ
中和する割合で混合した場合に生じるようなイオン的に
架橋した樹脂複合体をいうものである。
本発明の樹脂イオンコンプレックスを構成するカチオン
性樹脂の好ましい例は、スチレン類、アルキル(メタ)
アクリレート及びカチオン帯電性の官能性コモノマーの
共重合体である。このような共重合体の好ましい例は、 ピ) スチレン類9G−1G重量%、好ましくは60〜
40重量%、 (ロ) アルキル(メタ)アクリレート80〜10重量
−1好ましくは60〜40重量%、(/1 カチオン帯
電性の官能性コモノマー0.05〜10重量%、好まし
くは0.1s〜5重量−よりなる共重合体である。なお
上記重量%はビ)、(ロ)及びf−Sの合計に基いて計
算される。また、上記共重合体は(イ)、 <d)及び
flの七ツマー以外に、本発明のトナーの性能を損わな
い程度に随意共重合し得る他のコモノマーを含有してい
てもよい。
上記ピ)のスチレン類の例としては、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、鳳−メチルスチtzン、p−エチルスチレン
、2.4−ジメチルスルレン、p−n−ブチルスチレン
5p−tcrt−ブチルスチレン、p−a−へキシルス
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、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、8.4−ジクロルスチレンな
どを挙げることができ、スチレンが特に好ましい。
上記(ロ)のアルキル(メタ)アクリレートの例として
はアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸i
−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111n−オクチル、アクリル酸ドデシル、
アクリル酸ラウリル、アク’JJL’酸@−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、1−クロルアクリル酸メチル、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[n−ブチル、メタアクリル酸イソブチル、メ
タアクリル酸n−オクチル、メタアクリル酸ドデシル、
メタアクリル酸ラウリル、メタアクリル@2−エチルヘ
キシル、メタアクリル酸ラウリルを挙げることができる
が、中でも炭素原子数1〜lla、好ましくは8〜3、
特に好ましくは4の脂肪族アルコールの(メタ)アクリ
ル酸エステルが用いられる。
また、上記f今のカチオン帯電性の官能性コモノマーと
しては、(1)アミン基あるいは4級アンモニウム基を
有する炭素原子数1〜12.好ましくは2〜3、特に好
ましくは2の脂肪族アルコールの(メタ)アクリル酸エ
ステルdll)(メタ)アクリル酸アミドあるいは随意
N上で炭素原子数1−18のアルキル基でモノ−又はジ
ー置換された(メタ)アクリル酸アミド、OID Nを
環員として有する複素環基で置換されたビニール化合物
及びQV)N、N−ジアリル−アルキルアミンあるいは
その四級アンモニウム塩を例示することかできる。中で
も、(1)のアミン基あるいは4級アンモニウム基を有
する脂肪族アルコールの(メタ)アクリル酸エステルが
カチオン帯電性の官能性コモノマーとして好ましい。
(1)のアミン基あるいは4級アンモニウム基を有する
脂肪族アルコールの(メタ)アクリル酸エステルの例と
しては、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチル
アミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルア
クリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、上
記4化合物の四級アンモニウム塩8−ジメチルアミノフ
ェニルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−メタクリル
オキシプロピルトリメチルアンモニウム塩等を挙げるこ
とができる。
(11)の(メタ)アクリル酸アミドあるいはN上で随
意上ノー又はジ−アルキル置換された(メタ)アクリル
酸アミドとしては、アクリルアミド、N−ブチルアクリ
ルアミド、N、N−ジブチルアクリルアミド、ピペリジ
ルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−ブチルメタ
アクリルアミド、N、N−ジメチルアクリルアミド、N
−オクタデシルアクリルアミド等を挙げることができる
010のN8環員として有する複素環基で置換されたビ
ニール化合物としては、ビニールピリジン、ビニールピ
ロリドン、ビニルN−メチルピリジニウムクロリド、ビ
ニルN−エチルピリジニウムクロリド等を挙げることが
できる。
怜のN、N−ジアリルアルキルアミン しては.N,N−ジアリルメチルアンモニウムクロリド ムクロリド等を挙げることができる。
一方、本発明の樹脂イオンコンプレックスを構成するア
ニオン樹脂の好ましい例としては、′スチレン類、アル
キル(メタ)アクリレート及びアニオン帯電性の官能性
コモノマーの共重合体である。このような共重合体の好
ましい例は。
C′)  スチレン類eoー20重量%,好ましくは6
G−40重量−、 Cd)  アルキル(メタ)アクリレート80〜10重
量%、好ましくは60〜40重量%。
Q−/)アニオン帯電性の官能性コモノマー0.05〜
10重量%、好ましくは0.5〜5重量−よりなる共重
合体である。但し、上記重量−は(イl)、(口り及び
(〕′/)の合計に基いて計算した値である。また、上
記共重合体は(イリ(口り及び(]1′)のモノマーの
外に、本発明のトナーの性能を損わない範囲で随意共重
合しつる他のコモノマーを含有していてもよい。
上記(イ′)のスチレン類は、カチオン性樹脂の(イ)
のスチレン類と同じであり、上記(口りのアルキル(メ
タ)アクリレートはカチオン性樹脂の(ロ)のアルキル
(メタ)アクリレートに同じである。
また、上記(/N’)のアニオン帯電性の官能性コモノ
マーとしては、(1’) −COO基を有するα。
β−エチレン性不飽和化合物及び(II’) −801
1)1基ヲ有スるα、β−エチレン性不飽和化合物を挙
げることができる。
(1つの−COO基を有するα、β−エチレン性不飽和
化合物の例としては、アクリル酸、メタアクリル酸、フ
マール酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮醗、マレイ
ン酸モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチルエス
テル、およびこれらのNaZn等の金属塩類等を挙げる
ことができる。
(lりの一80sH基を有するα、β−エチレン性不飽
和化合物の例としてはスルホン化スチレン、そのNa塩
、アリルスルホコハク酸、アリルスルホコハク酸オクチ
ル、そのNa塩等を挙げることができる。
本発明のトナーの内層を形成する樹脂イオンコンプレッ
クスは上記カチオン性樹脂及び上記アニオン性樹脂をそ
れぞれの電荷がほぼ中和される割合で含有しているもの
が好ましいが、カチオン性樹脂又はアニオン性樹脂の一
万の電荷が70−以上、好ましくは80g6以上、更に
好ましくは90116以上中和されているものも使用す
ることができる。
このような樹脂イオンコンプレックスのガラス転移点は
−90〜−100℃、好ましくは一8o−go℃、最も
好ましくは10〜60℃であり、またそのゲル化度はア
セトン還流下ソックスレー抽出時の不溶分で茨わして0
.5〜60重量%、好ましくは5〜80重量−である。
ガラス転移点が100℃を越えて高過ぎては、低温定着
性が悪(なる#A向があって好ましくな(。
また−90℃未満と低すぎては、トナーの粉体流動性が
低下する傾向があるので好ましくない。
一方、ゲル化度が50重量−を超えて高すぎては低温定
着性が悪くなる傾向があるので好ましくな(、また0、
5重t*未満と低過ぎてはかぶり、飛散が多くなる傾向
があるので好ましくない。
一万、本発明のトナーの外層を構成する流動性賦与剤は
、疎水性の弗素系樹脂、無機酸化物、粘土鉱物類、界面
活性剤及び着色染顔料よりなる群より選ばれた疎水性物
質であり、なかでも弗素系樹脂、疎水性無機酸化物が好
ましく、特に弗素系樹脂が好適である。
上記−弗素系樹脂としては、アルキル部分の炭素原子数
8〜1zのパーフルオロアルコールの(メタ)アクリル
酸エステルの重合体、弗化ビニリデン樹脂、弗化ビニル
樹脂、8弗化ビニル樹脂%4弗化ビニル樹脂等の微粉末
を例示することができる。
芳香族化合物系縮合樹脂としては、ベンゾグアナミン−
ホルムアルデハイド樹脂、フェノール−ホルムアルデハ
イド樹脂、メラミン−ホルムアルデハイド樹脂、キシレ
ン−ホルムアルデハイド樹脂等を例示することができる
疎水性の無機酸化物としては、疎水性シリカ、アルミナ
粉末、炭酸カルシウム、アパタイト類。
亜鉛、スズ、鉄、チタン、マンガン等8価以上の金属酸
化物等を例示することができる。
粘土鉱物類としては、ベントナイト、タルク、クレー等
の天然に産する金属酸化物混合体を例示することができ
る。
着色染顔料類としては、例えばカーボンブラック、ニグ
ロシン染料、アニリン染料、クロームイエロー、ウルト
ラマリンブルー、メチレンブルークロライド、ローズベ
ンガル、マグネタイト、フェライト等が挙げられる。
本発明のトナーでは、流動性賦与剤からなる外層が前記
樹脂イオンコンプレックス及び着色剤等よりなる内層の
外側を薄膜状で被覆しているものであるが、該薄膜は樹
脂イオンコンプレックス等の内層の表面の全てを蔽って
いる必要はなく、トナーが粉末としての艮好な流動性を
得るのに必要な程度に蔽っていれば十分である。
上記流動性賦与剤の特に好適なものは、正帯電性又は負
帯電性の制御機能を有するものである。このような流動
性賦与剤としてはパーフルオロアルコールのアクリート
の重合体や弗素系界面活性剤、ベンゾグアナミン−ホル
ムアルデヒド樹脂、疎水性シリカ等を例示できる。この
ような帯電制御性の流動性賦与剤を用いる場合には、内
層の樹脂イオンコンプレックス中に帯電制御剤を配合す
る必要が無(なり、帯電制御剤の使用量が大巾に削減す
ることが可能となる。
本発明のトナーは、樹脂イオンコンプレックス及び着色
剤等よりなる内層が80〜99.9 i量チ、好ましく
は9.5〜99.5重量−1流動性賦与剤の外層が20
−0.1重量%、好まし°くは5.0〜0.5重量−で
ある。
そして好適な本発、明のトナーは粒径が1〜80゜好ま
しくは5〜20μ不定形のものであり、その軟化点は6
0〜200℃、好ましくは80〜150℃のものである
。ここでいう軟化点とは高化式フローテスター(島津製
作所製)により荷重80に4、ダイノズル径11EII
 、長さlOu+、昇温3℃/分の条件下にIIの試料
が半量流出する温度で宍わされる。
本発明で使用する「不定形」とは、形状が特に限られる
ものではなく種々の形状を指し、例えば1球、楕円球、
四角形、五角形・・・・・・多角形の立方体、直方体及
び形状が特定できない粒状等の単独もしくは混合された
粒子の形状を指す。
本発明に使用される着色剤は特別なものである必要はな
く、例えばカーボンブラック、ニグロシン染料、アニリ
ン染料、クロームイエロー、ウルトラマリンブルー、メ
チレンブルークロ、ライド、ローズベンガル、マグネタ
イト、フェライト等が挙げられる。
また本発明のトナーの内層に随意含有させることができ
る帯電制御剤としては、プラス用としてニグロシン系の
電子供与性染料、その他ナフテン酸または高級脂肪酸の
金属塩、アルコキシル化アミン、四級アンモニウム塩、
アルキルアミド、キレート、顔料、フッ素処理活性剤な
ど、マイナス用として電子受容性の有機錯体2、その低
塩素化パラフィン、塩素化ポリエステル、酸基過剰のポ
リエステル、銅フタロシアニンのスルホニルアミンなど
が例示できる。
一方、本発明のトナーの内層に随意含有させることがで
きる磁性体としては、マグネタイト、フェライト等を例
示することができる。
本発明のトナーの好適な製法の例は以下のとおりである
。即ち、カチオン性樹脂エマルション又はアニオン性樹
脂エマルションに着色剤並びに随意帯電制御剤及び/又
は磁性体を分散させ、次いで反対電荷を有する樹脂エマ
ルションのほぼ電荷中和量を添加混合して樹脂イオンコ
ンプレックスの均一な分散液をつくり、更に該分散液に
流動性賦与剤を添加混合した後ろ過乾燥するか、又はろ
過乾燥後、流動性賦与剤を添加混合し、必要に応じ分級
して本発明のトナーを得ることができる。
より好適な製法では、反対電荷の樹脂エマルションを添
加混合して均一な分散液を得て後、コンプレックス化に
最適なpHにpa値を調箇し、次いで60〜90℃、好
ましくは70〜80℃で約0.5〜3時間熟成処理を行
って後、更にろ過乾燥して流動性賦与剤が添加される。
発明の効果 本発明のトナーは常温〜比較的低温、例えば20〜16
0℃のような低い温度でも定着性に優れ、しかも粉末流
動性に優れているので摩擦帯電性にムラが生じることが
無いので飛散やカブリが生じることがな(、且つ解像度
にも優れているといった効果を奏するものである。
また、本発明のトナーの製法は溶融混練−粉砕工程を省
略できるので、上記のように優れた性能を有するトナー
を、低コストで製造することを可能とするものである。
以下に実施例により本発明を具体的に説明する。本明細
書では特記しない限り数量及びチ我示等に凡て重量に基
づくものである。
実施例 l カチオン性乳化重合樹脂(樹脂A)の調節スチレンモノ
マー(8T)     75  部アクリル酸ブチル(
8人)25 以上のモノマー混合物を 水                    150 
 部ノニオン乳化剤         1 (エマルゲン95G) カオンオン乳化剤        1・2(サニゾール
B−ISO) 過硫酸カリウム          0.5の水溶液混
合物に添加し、攪拌下、70℃で8時間重合させて固形
分40%のカチオン性乳化重合樹脂を得た。
アニオン性乳化重合樹脂(樹脂B)の調整スチレンモノ
マー(8T)     76 部アクリル酸ブチル(B
A)     25メタクリル酸(MA人)     
 1以上の七ツマー混合智を 水                    100 
 部ノニオン乳化剤          l(エマルゲ
ン95G) アニオン乳化剤         L5(ネオゲンB) 過硫酸カリウム         0.5の水溶液混合
物に添加し、攪拌下70”Cで8時間重合させて固形分
50%のアニオン性乳化重合樹脂を得た。
トナーの調整 樹脂入            115  部カーボン
ブラック        1゜(ダイヤブラックナ10
0) Or染料           1 部(ボントロン8
−84) 以上の混合物をボールミルで48時間分散させた後アン
モニア水でpH1mに調整した。続いてこのものに 樹脂8           100 部水     
              60Gを加え攪拌しなが
ら70℃に加温して1時間保持した。この間顕微鋭で観
察して樹脂がカーボン、ニグロシン染料を内包して約l
Oμに成長するのが確認された。冷却して遠心分離機を
用いこのスラリー液よりトナー粒子を分離した。
更に50℃の熱風型乾燥機中に244時間重合水分を0
.1 %まで除去した。このトナー100部に対し疎水
性シリカ(日本アエロジル社製、7エ0シルR−97B
 ) 0.4部をへンシエルミキサーを用い80秒間処
理した。走査屋顕微鏡で粒子表面を観察したところ、シ
リカ−次粒子が均密にトナー粒子をおおっていることが
確認された。このトナーのTgは58℃、ゲル度は25
−1軟化点は145℃、平均粒径はl!1μの不定形粒
子であった。
複写試験 上記トナ−8s部を鉄粉(同和鉄粉工業製、DFC15
0)800部に混合し現像剤とした。
市販の複写機(東芝製、BD−4140)に入れ複写を
行りたところ、機高の高い、かぶりの少ない複写画が得
られた。また定着ローラーの温度を調整して試験したと
ころ180℃から良好な定着性が得られた。
実施例 S−S 実施例1と同様な操作を行ない表1に示す結果が得られ
た。略記号を以下に説明する。
B−HH人; アクリル[2−エチルヘキシルBD :
 ブタジェン DMAA ;  アクリル酸ジメチルアミノエチルMB
M ;  マレイン酸モノブチル vP ; ビニルピリジン 人88N ;  アリルスルホコハク酸ソーダ塩LM人
; メタクリル酸ラウリル DMPC;  N%N−ジアリルメチルアンモニウムク
ロライド 1人; イタコン酸 BQ人 ; ベンゾグアナミン樹脂 (日本触媒化学社製) アルミナ粉; 日本アエロジル社製 アルミニウムオキサイドC 実施例 10 実施例1のトナー調整法において樹脂入へのカーボンブ
ラックとCr染料の配合を以下に変え、さらに複写試験
において市販の複写機をキャノン■社製NP−2?OZ
に変えた他は同様に試験を行ない、表1に示す結果が得
られた。
樹脂入            口重 部略記号は以下
に説明する。
シリカ;日本アエロジル社製 アエロジルR9フ2 比較例 1 実施例11において流動性付与剤を添扁しなかったとこ
ろ、流動性が得られず複写試験が不可能であった。
流動性の評価法 トナーsogをポリビンに入れlsO’cの恒温室に8
時間静置した後、パウダーテスター(紙用ミクロン社製
)にて凝集度を測定し流動性の評価とした。
ナ43メッシ為の篩を用い、振動番、時間80秒の測定
後、篩上のトナー重量で 人;O,s#未満 B;0.5〜ll Ca1〜l5Ii D;5i以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(A)着色剤並びに随意帯電制御剤及び/又は磁性
    体を実質的に分散して含有する樹脂イオンコンプレック
    スを含有してなる内層と、 (B)流動性賦与剤を含有してなる外層と からなる静電荷像現像用トナー。 2、樹脂イオンコンプレックスのTgが−90〜100
    ℃である特許請求の範囲第1項記載の静電荷像現像用ト
    ナー。 3、樹脂イオンコンプレックスのゲル化度が0.5〜5
    0%である特許請求の範囲第1項に記載の静電荷像現像
    用トナー。 4、流動性賦与剤が、疎水性の弗素系樹脂、芳香族化合
    物系縮合樹脂、無機酸化物、粘土鉱物類及び着色染顔料
    類よりなる群より選ばれた疎水性の流動性賦与剤である
    特許請求の範囲第1項記載の静電荷像現像用トナー。 5、流動性賦与剤が正帯電性又は負帯電性の制御機能を
    も有する特許請求の範囲第4項記載の静電荷像現像用ト
    ナー。 6、内層が80〜99.9重量%であり、外層が20〜
    0.1重量%である特許請求の範囲第1項記載の静電荷
    像現像用トナー。 7、粒径が1〜30μの実質的に不定形である特許請求
    の範囲第1項記載の静電荷像現像用トナー。 8、軟化点が60〜200℃である特許請求の範囲第1
    項記載の静電荷像現像用トナー。 9、電荷を有する樹脂エマルションに着色剤並びに随意
    帯電制御剤及び/又は磁性体を分散させ、次いで反対の
    電荷を有する樹脂エマルションを添加混合して樹脂イオ
    ンコンプレックスの分散液をつくり、更に該分散液に流
    動性賦与剤を添加混合した後ろ過乾燥すること、又はろ
    過乾燥の後、流動性賦与剤を添加することを特徴とする
    、 (A)着色剤並びに随意帯電制御剤及び/又は磁性体を
    実質的に分散して含有する樹脂イオンコンプレックスを
    含有してなる内層と、 (B)流動性賦与剤を含有してなる外層と からなる静電荷像現像用トナーの製法。
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