JP3486538B2 - 現像方法、現像装置及び画像形成方法 - Google Patents

現像方法、現像装置及び画像形成方法

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JP3486538B2 JP27076497A JP27076497A JP3486538B2 JP 3486538 B2 JP3486538 B2 JP 3486538B2 JP 27076497 A JP27076497 A JP 27076497A JP 27076497 A JP27076497 A JP 27076497A JP 3486538 B2 JP3486538 B2 JP 3486538B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法などに
用いられる像担持体上に形成された潜像を現像剤により
現像して顕像化するための現像方法に関し、特に現像剤
担持体上に現像剤を介して接触し現像剤層厚を規制する
規制部材を用いて現像剤薄層を形成して現像を行う現像
方法、および現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
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(現像剤)で現像を行なって可視像とし、
必要に応じて紙などの転写材にトナー像を転写した後、
熱・圧力等により転写材上にトナー画像を定着して複写
物を得るものである。
【0003】電子写真法における現像方式は主として一
成分現像方式と二成分現像方式に分けられる。近年、電
子写真装置の軽量・小型化等を目的として複写装置部分
を小さくする必要がある為、一成分トナーを用いた現像
装置が使用される事が多い。
【0004】一成分現像方式は二成分方式のようにガラ
スビーズや鉄粉等のキャリア粒子が不要な為、現像装置
自体を小型化・軽量化出来る。さらには、二成分現像方
式は現像剤中のトナー濃度を一定に保つ必要がある為、
トナー濃度を検知し必要量のトナーを補給する装置が必
要である。よって、ここでも現像装置が大きく重くな
る。一成分現像方式ではこのような装置は必要とならな
い為、やはり小さく軽く出来るため好ましい。
【0005】例えば一成分トナーを用いた現像方式とし
ては、像担持体としての感光ドラム表面に静電潜像を形
成し、現像剤担持体としての現像スリーブとトナー粒子
との摩擦、及び/或は現像スリーブ上のトナー塗布量を
規制する現像剤規制部材とトナー粒子との摩擦によりト
ナー粒子に正或は負の電荷を与え、このトナーを現像ス
リーブ上に薄く塗布して感光ドラムと現像スリーブとが
対向した現像領域に搬送し、現像領域においてトナーを
前記感光ドラム表面の静電潜像に飛翔・付着して現像
し、静電潜像をトナー像として顕像化するものが知られ
ている。また、プリンター装置はLED、LBPプリン
ターが最近の市場の主流になっており、技術の方向とし
てより高解像度即ち、従来300、400dpiであっ
たものが600、800、1200dpiとなって来て
いる。従って現像方式もこれにともなってより高精細が
要求されてきている。また、複写機に於ても高機能化が
進んでおり、そのためデジタル化の方向に進みつつあ
る。この方向は、静電荷像をレーザーで形成する方法が
主である為、やはり高解像度の方向に進んでおり、ここ
でもプリンターと同様に高解像・高精細の現像方式が要
求されてきており、特開平1−112253号公報、特
開平2−284158号公報などでは粒径の小さいトナ
ーが提案されており、トナー粒径は更に小さい方向ヘと
進みつつある。
【0006】現像工程で感光体上に形成されたトナー像
は転写工程で転写材に転写されるが、感光体上に残った
転写残トナーはクリーニング工程でクリーニングされ、
廃トナー容器にトナーは蓄えられる。このクリーニング
工程については、従来ブレードクリーニング,ファーブ
ラシクリーニング,ローラークリーニング等が用いられ
ていた。装置面からみると、かかるクリーニング装置を
具備するために装置が必然的に大きくなり装置のコンパ
クト化を目指すときのネックになっていた。さらには、
エコロジーの観点より、トナーの有効活用と言う意味で
廃トナーの少ないシステムが望まれており、転写効率の
良いトナーが求められていた。
【0007】特開昭61−279864号公報において
は形状係数SF−1及びSF−2を規定したトナーが提
案されている。しかしながら、該公報には転写に関して
なんの記載もなく、また、実施例を行った結果、転写効
率が低く、さらなる改良が必要である。
【0008】さらに、特開昭63−235953号公報
においては機械的衝撃力により球形化した磁性トナーが
提案されている。しかしながら、転写効率はいまだ不十
分であり、さらなる改良が必要である。
【0009】そして、特開平8−272133号公報に
おいては、トナー像の転写効率に優れ、転写残トナーが
少なく、高品位な画像が提供できるトナーとして、形状
係数SF−1、SF−2及び、トナーの単位面積当りの
比表面積とトナーを真球と仮定した場合の単位面積当り
の比表面積との関係を規定したトナーが提案されてい
る。
【0010】しかしながら、上記のようなより球形化し
たトナー、表面を平滑化したトナーはスリーブ上、特に
スリーブ表面の凹部分に融着を発生させやすい。スリー
ブに融着が発生した場合、トナーヘの適切な摩擦帯電付
与がおこなわれず、画像上のスジ、ムラ及び画像濃度低
下につながる。
【0011】一方、一成分現像剤を現像剤担持体上に薄
層化するための規制方法としては、例えば磁性一成分現
像剤においては、回転する現像スリーブに内包される固
定磁石の磁極と、スリーブに近接し前記磁極に対向する
位置に配設された磁性ブレードとの間隙に生じる磁界の
作用により現像剤担持体上のトナー搬送量を規制し薄層
化する方法がある。一方、現像スリーブの表面に板状部
材や弾性部材を附勢させ、その当接圧力により現像剤担
持体上の現像剤層を薄層化する方法もある。特に、後者
は前者に比較し、現像剤層がより薄層化されるため、好
ましく用いられる。また、磁性体を含有しない、非磁性
一成分現像剤においても好ましく用いられる。
【0012】従来、この弾性ブレードに用いられる材質
としては、耐久性が重要視される。しかしながら、前述
した球形もしくは球形化処理されたトナーを用いた場合
は、トナーのコート量が通常のトナーに比べて高くなる
ため、ブレードの当接圧を高めに設定することでスリー
ブ上のトナーコート量を調整しており、これによってブ
レード表面にトナー付着、融着が発生しやすくなる。こ
れに対し、トナーとの離型性を向上させトナー融着を防
ぐために、シリコーンゴム材質、フッ素ゴム材質などの
弾性ブレードが用いられている。
【0013】また、現像に用いられる現像剤担持体とし
ては、例えば金属、その合金またはその化合物を円筒状
に成型し、その表面を電解、ブラスト、ヤスリ等で所定
の表面粗度になるように処理したものが用いられる。し
かしこの場合、規制部材によって現像剤担持体表面に形
成される現像剤層中の現像剤担持体表面近傍に存在する
現像剤は非常に高い電荷を有することとなり、担持体表
面に鏡映力に強烈に引きつけられてしまい、これにより
トナーと担持体との摩擦機会が持てなくなるため、現像
剤は好適な電荷を持てなくなる(所謂、チャージアップ
現象)。このような状況下では、十分な現像および転写
は行われず、画像濃度ムラや文字飛び散りの多い画像に
なってしまう。このような過剰な電荷を有する現像剤の
発生や、現像剤の強固な付着を防止するため、樹脂中に
カーボン・グラファイトの如き導電性物質や固体潤滑剤
を分散させた被膜を上記現像剤担持体上に形成する方法
が、特開平1−277265号公報等に提案されてい
る。この方法を用いることにより、上記の現象は大幅に
軽減されることが認められる。しかしながら、前記の方
法ではスリーブ表面の形状が不均一であるため均一な帯
電がまだ不十分であり、更に被覆層の脆性化といった耐
久性の点でも問題がある。
【0014】また、特開平3−200986号公報に示
されるように、樹脂中に固体潤滑剤及びカーボンのごと
き導電性微粉末、更に球状粒子を分散させた導電性被覆
層を金属基体上に設けたスリーブを現像装置に用いる方
法の提案がなされている。この方法を用いることによ
り、スリーブ表面の形状が均一化し、帯電の均一化及び
耐磨耗性が向上する。しかしながら、前記の方法におい
ても、厳しい耐久条件等で現像スリーブが使用される
と、球状粒子の分散性が、未だに不十分なため導電性被
覆層の磨耗が発生し易く、更に、磨耗により導電性被覆
層中の球状粒子がスリーブ表面に露出してしまうと、前
記球状粒子を核としてトナー汚染や融着が発生し易くな
り、更なる耐久性の改良が望まれている。
【0015】また前述したように、スリーブ表面上にあ
る程度の高さの凸部分が存在しない場合は、球形化処理
されたトナーを用いた場合にスリーブ表面へのトナー融
着が発生しやすい。これに対して、スリーブ表面上にあ
る程度の高さの凸部分を存在させることによって、スリ
ーブ表面への負荷を低減してトナー融着の発生を抑える
必要がある。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、本発明の目
的は、上記のような問題点を解決し、現像剤担持体上の
現像剤が、繰り返しの画出しにおいても、安定且つ適性
な電荷を有し、均一でスジやムラがなく、画像濃度低下
やゴーストの発生のない、高品位の画像を得ることので
きる現像装置現像方法及び画像形成方法を提供すること
にある。
【0017】さらに本発明の目的は、高画質、省エネル
ギーを目的として、粒径が小さく、低温定着材料を用い
たトナー、さらにはより球形に近いトナーにおいても、
より帯電性あるいは現像性を向上させ且つスリーブ融着
を防ぐことにより高精細高品位な画像を得ることのでき
る現像方法および現像装置を提供することにある。
【0018】さらに本発明の目的は、耐久ジにおいて
も、不良画像が発生せず、安定した画像の得られる現像
方法および現像装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。
【0020】即ち、本発明は、SF−1が100乃至1
80、SF−2が100乃至140の形状係数を有する
トナーを有する磁性一成分現像剤を、現像剤担持体上に
当接する現像剤層厚規制部材により現像剤の薄層を形成
し、該現像剤担持体によって形成された現像剤層を潜像
担持体と対向した現像部へ搬送し、潜像担持体上に形成
された潜像を該現像剤によって現像する現像方法におい
て、該現像剤担持体は少なくとも基体および被覆層を有
し、該基体表面が被覆層で被覆されており、該被覆層表
面の十点平均粗さをRz(μm)、使用する現像剤の平
均粒径をr(μm)、該被覆層表面の最小二乗法によっ
て求められた基準面から1.5×r(μm)を超える凸
部分が占める面積の割合をS(%)としたとき、下記条
件 9μm≦Rz≦30μm 1.25≦Rz/r≦60.015 %≦S≦1.914% を満足することを特徴とする現像方法、及び該現像方法
に用いられる現像装置に関する。
【0021】また、前記現像剤担持体における被覆層中
には、少なくとも体積平均粒径が3〜30μmの球状粒
子を分散含有し、該球状粒子は樹脂粒子もしくは導電性
の球状粒子であることを特徴とする。
【0022】また前記現像剤担持体の被覆層に導電性微
粉末が分散含有され、導電性被覆層とされていること、
またこの被覆層に固体潤滑剤が含有されることを特徴と
する。
【0023】さらに、層厚規制部材は現像剤担持体とニ
ップを形成する摩耗指数が0.03〜0.15の弾性体
を有することを特徴とし、その材質としてはシリコーン
ゴムを用いることが好ましい。
【0024】
【発明の実施の形態】現像剤担持体の被覆層表面におけ
る粗度である十点平均粗さ(以下Rz)、使用する現像
剤の平均粒径(以下r)、該被覆層表面の粗さ曲線の平
均線から1.5×r(μm)を超える凸部分が占める面
積の割合(以下S)は下記条件 9μm≦Rz≦30μm 1.25≦Rz/r≦60.015 %≦S≦1.914% を満たし、好ましくは下記条件 14μm≦Rz≦25μm 2≦Rz/r≦60.015 %≦S≦1.914% を満足することが望ましい。Rzが9μm未満、Rz/
rが1.25未満及びSが0.01%未満では、ブレー
ドやトナーとの接触による負荷が増大しトナー融着やト
ナー汚染が発生する場合がある。Rzが30μmを超え
たり、Sが5%を超えると、現像スリーブ表面上に現像
剤を均一にコートすることが困難となるので好ましくな
い。
【0025】また、球形化処理された磁性一成分現像剤
を用いる場合、現像剤担持体の被覆層表面における中心
線平均粗さ(以下Ra)は、0.5μm≦Ra≦2.5
μmを満足することが望ましく、好ましくは0.7μm
≦Ra≦1.8μmを満たすことが望ましい。Raが
0.5μm未満では、トナー融着の悪化及び現像剤の搬
送性が低下してしまうため十分な画像濃度が得られなく
なる場合があり、2.5μmを超えると現像剤の搬送量
が多くなり過ぎてトナーが十分に帯電できなくなる。
【0026】被覆層の膜厚は通常20μm以下にするこ
とが均一な膜厚を得るために好ましいが、特にこの膜厚
に限定されるものではない。
【0027】次に、本発明に使用される球状粒子につい
て説明を加える。
【0028】本発明に使用される球状粒子は、現像剤担
持体の被覆層表面に均一な表面粗度を保持させると同時
に、被覆層表面にある程度の凸部を与えることにより、
被覆層表面ヘの規制ブレード圧による間接的な押圧力
や、現像剤との接触による負荷を抑え、トナー融着やト
ナー汚染を発生しにくくするために添加するものであ
る。
【0029】球状粒子の粒径としては、体積平均粒径が
3〜30μm、好ましくは5〜25μm、より好ましく
は10〜25μmであり、且つ真密度が3以下を満足し
ていることが好ましい。
【0030】球状粒子の体積平均粒径が3μm未満では
表面に均一且つ十分な粗さを付与する効果に乏しく、被
覆層の磨耗によるトナーのチャージアップ、トナー汚染
及びトナー融着を発生し、ゴーストの悪化や画像濃度低
下を引き起こす。体積平均粒径が30μmを超えると被
覆層表面の粗さが大きくなり過ぎてしまい、トナーの帯
電が十分に行なわれにくくなってしまうと共に被覆層の
機械的強度が低下してしまう。本発明における「球状」
とは、粒子の長径/短径の比が1.0〜1.5(好まし
くは1.0〜1.2)が好ましい。特に、真球状の粒子
が好ましい。
【0031】更に本発明に使用する球状粒子は真密度が
3g/cm3以下、好ましくは2.7g/cm3以下であ
る。球状粒子の真密度が3g/cm3を超えると、被覆
層中での球状粒子の分散性が不十分となるため被覆層表
面に均一な粗さを付与しにくくなり、現像剤の均一な帯
電化及び被覆層の強度が不十分となってしまう。
【0032】本発明に用いられる球状粒子は公知の球状
粒子が使用可能である。例えば、球状の樹脂粒子、球状
の金属酸化物粒子、球状の炭素化物粒子などがあり、現
像剤の現像性や現像システムに合わせて適宜用いられ
る。
【0033】球状の樹脂粒子としては、例えば、懸濁重
合法、分散重合法等による球状の樹脂粒子などが用いら
れる。球状の樹脂粒子はより少ない添加量で好適な表面
粗さが得られ、さらに均一な表面形状が得られやすい。
このような球状の樹脂粒子としては、ポリアクリレー
ト、ポリメタクリレート等のアクリル系樹脂粒子、ナイ
ロン等のポリアミド系樹脂粒子、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン等のポリオレフィン系樹脂粒子、シリコーン系
樹脂粒子、フェノール系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂
粒子、スチレン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子等が
挙げられる。粉砕法により得られた樹脂粒子を熱的にあ
るいは物理的な球形化処理を行ってから用いても良い。
【0034】また、球状の樹脂粒子の表面に無機微粉末
を付着させる、あるいは固着させて用いてもよい。この
ような無機微粉末としては、SiO2、SrTiO3、C
eO2、CrO、Al23、、ZnO、MgOの如き酸
化物、Si34の如き窒化物、SiCの如き炭化物、C
aSO4、BaSO4、CaCO3の如き硫酸塩、炭酸塩
等が挙げられる。
【0035】このような無機微粉末は、カップリング剤
により処理して用いても良い。特に結着樹脂との密着性
を向上させる目的あるいは粒子に疎水性を与える等の目
的では好ましく用いることが可能である。このようなカ
ップリング剤としては、例えば、シランカップリング
剤、チタンカップリング剤、ジルコアルミネートカップ
リング剤等がある。より具体的には、例えばシランカッ
プリング剤としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメ
チルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエト
キシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロ
ルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニ
ルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブ
ロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルト
リクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、
クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリ
ルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリ
オルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキ
シシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメト
キシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチ
ルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロ
キサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサ
ン、及び1分子当たり2から12個のシロキサン単位を
有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛の硅素原子に
結合した水酸基を含有したジメチルポリシロキサン等が
挙げられる。
【0036】このように球状樹脂粒子表面に対して無機
微粉末で処理することにより、塗料中への分散性、塗工
表面の均一性、被膜の耐汚染性、現像剤ヘの帯電付与
性、被覆層の耐磨耗性等を向上させることができる。
【0037】また、球状粒子に導電性を持たせることに
よって、その導電性のゆえに粒子表面にチャージが蓄積
しにくく、トナー付着の軽減や現像剤の帯電付与性を向
上させることができる。
【0038】このような導電性球状粒子を得る方法とし
ては、以下に示す様な方法が好ましいが、必ずしもこれ
らの方法に限定されるものではない。本発明に使用され
る特に好ましい導電性球状粒子を得る方法としては、フ
ェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン
樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベ
ンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル等の樹脂系球状
粒子やメソカーボンマイクロビーズを焼成して炭素化及
び/又は黒鉛化して得た低密度且つ良導電性の球状炭素
粒子であり、より好ましくは、フェノール樹脂、ナフタ
レン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼ
ン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリ
アクリロニトリル等の球状粒子表面にメカノケミカル法
によってバルクメソフェーズピッチを被覆し、それを酸
化性雰囲気化で熱処理した後に焼成して炭素化及び/ま
たは黒鉛化して得た導電性球状炭素粒子である。これら
の方法で得られた球状炭素粒子は、いずれの方法も焼成
条件等を変化させることで導電性をある程度制御するこ
とが可能である。また、これらの方法で得られた球状炭
素粒子は、場合によって更に導電性を高めるために、真
密度が3g/cm3を超えない程度に導電性の金属及び
/または金属酸化物等のメッキを施していても良い。
【0039】また、本発明に好ましく使用される導電性
球状粒子を得る他の方法としては、球状樹脂粒子からな
る芯粒子表面に、芯粒子の粒径より小さい導電性微粒子
を適当な配合比で機械的に混合し、ファンデルワールス
力及び静電気力の作用により、樹脂粒子の周囲に均一に
導電性微粒子を付着した後、例えば機械的衝撃力などに
より生ずる局部的温度上昇により樹脂粒子表面を軟化さ
せ、導電性微粒子を成膜した導電性処理球状樹脂粒子等
が挙げられる。前記の母粒子の構成材料としては、芯密
度の小さい球形の有機化合物である樹脂を使用すること
が好ましく、例えばPMMA、アクリル樹脂、ポリブタ
ジエン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブタジエン、又はこれらの共重合体、ベ
ンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹
脂、ナイロン、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、エポキ
シ系樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂粒子を用いること
ができる。また、小粒子である導電性微粒子としては、
導電性微粒子の被膜を均一に行なう為、小粒子の粒径が
母粒子の粒径より1/8以下であることが好ましい。
【0040】また、本発明に好ましく使用される導電性
球状粒子を得る他の方法としては、球状樹脂粒子中に導
電性微粒子が均一に分散されたもので、例えば、結着樹
脂中に導電性微粒子を分散、混練した後、所定の粒径に
粉砕し、機械的処理及び熱的処理により球形化した導電
性球状粒子や重合性単量体中に重合開始剤・導電性微粒
子及びその他の添加剤を加え、分散機等によって均一に
分散せしめた単量体組成物を、分散安定剤を含有する水
相中に撹拌機等により所定の粒子径になるように懸濁
し、重合を行なって得た導電性微粒子分散の球状粒子等
が挙げられる。これらの方法で得た導電性微粒子分散球
状粒子は、前記した芯粒子より小さい粒径の導電性微粒
子と適当な配合比で機械的に混合し、ファンデルワール
ス力及び静電気力の作用により、導電性微粒子分散球状
粒子の周囲に均一に導電性微粒子を付着した後、例えば
機械的衝撃力などにより生ずる局部的温度上昇により導
電性微粒子分散樹脂粒子表面を軟化させ、導電性微粒子
を成膜し、更に導電性を高めて使用してもよい。
【0041】本発明に用いられる被覆層中の球状粒子の
添加量としては、結着樹脂100重量部に対し2〜12
0重量部の範囲で特に好ましい結果を与える。2重量部
未満では球状粒子の添加効果が小さく、120重量部を
超えるとトナーの帯電性が低くなり過ぎてしまう場合が
ある。
【0042】被覆層の結着樹脂材料としては、一般に公
知の樹脂が使用可能である。例えば、スチレン系樹脂、
ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミ
ド樹脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂等
の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ア
ルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウ
レタン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹
脂等の熱あるいは光硬化性樹脂等を使用することができ
る。なかでもシリコーン樹脂、フッ素樹脂のような離型
性のあるもの、或いはポリエーテルスルホン、ポリカー
ボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアミド、フ
ェノール、ポリエステル、ポリウレタン、スチレン系樹
脂、アクリル系樹脂のような機械的性質に優れたものが
より好ましい。
【0043】本発明の現像剤担持体の被覆層の体積抵抗
は103Ω・cm以下であることが好ましい。被覆層の
体積抵抗が103Ω・cmを超えると、現像剤のチャー
ジアップを発生し易くなり、ゴーストの悪化や濃度低下
を引き起こしてしまう。
【0044】本発明の現像剤担持体の導電性被覆層の構
成としては、潤滑性物質を球状導電性粒子と併用して被
覆樹脂層中に分散させることで、より本発明の効果が促
進されるので好ましい。潤滑性物質としては、例えばグ
ラファイト、二硫化モリブデン、窒化硼素、雲母、フッ
化グラファイト、銀−セレン化ニオブ、塩化カルシウム
−グラファイト、滑石、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金
属塩等が挙げられ、特にグラファイトが被覆層の導電性
を損なわないので好ましく用いられる。これらの潤滑性
物質は、個数平均粒径が好ましくは0.2〜20μm程
度、より好ましくは1〜15μmのものを使用するのが
よい。
【0045】上記潤滑性物質の添加量としては、結着樹
脂100重量部に対して10〜120重量部の範囲で特
に好ましい結果を与える。120重量部を超える場合は
被膜強度の低下及び現像剤の帯電量の低下が認められ、
10重量部未満では7μm以下の小粒径トナーを用いて
長期間使用した場合など、被覆層表面にトナーの汚染が
発生しやすくなる場合がある。
【0046】本発明の現像剤担持体は該被覆層の体積抵
抗を調整する為、結着樹脂中に他の導電性微粒子を分散
含有させても良い。このような導電性微粒子としては、
個数平均粒径が1μm以下が好ましい。
【0047】本発明で使用される導電性微粒子の構成と
しては、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマ
ルブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック
等のカーボンブラック;酸化チタン、酸化スズ、酸化亜
鉛、酸化モリブデン、チタン酸カリ、酸化アンチモン及
び酸化インジウム等の金属酸化物等;アルミニウム、
銅、銀、ニッケル等の金属、グラファイト、金属繊維、
炭素繊維等の無機系充填剤等が挙げられる。
【0048】次に本発明に用いられる現像剤担持体の構
成について説明を加える。
【0049】現像剤担持体は基体と、それを取り巻いて
被覆する樹脂層とからなる。基体としては、円筒状部
材、円柱状部材、ベルト状部材等があるが、金属の円筒
管が好ましく用いられる。金属円筒管は主としてステン
レススチール、アルミニウム等が好適に用いられる。
【0050】上述した被覆層中の1μm以下の導電性微
粒子の添加量としては、結着樹脂100重量部に対して
40重量部以下の範囲で特に好ましい結果を与える。4
0重量部を超えると被膜強度の低下及びトナーの帯電量
の低下が認められる。
【0051】次に、本発明に用いられる層厚規制部材に
ついて説明を加える。
【0052】本発明に用いられる層厚規制部材は、現像
剤担持体とニップを形成する摩耗指数が0.03〜0.
15であり、弾性体の当接圧P(g/cm)は10≦P
≦60であることが望ましい。摩耗指数が小さいと凝集
体によるスジが生じやすく、大きすぎると層厚規制部材
の削れ不均一が生じやすくなる。また、Pが10より小
さいとトナーの帯電が不十分であり、60より大きいと
トナーのコート量が少なくなり耐久でラインが散り散り
になる。
【0053】層厚規制部材の材質としては、シリコーン
ゴム、ウレタンゴム、NBRの如きゴム弾性体;ポリエ
チレンテレフタレートの如き合成樹脂弾性体;ステンレ
ス、鋼の如き金属弾性体が使用できる。また、それらの
複合体であっても使用できる。好ましくは、ゴム弾性体
が良く、特にシリコーンゴムが摩耗性の点で好ましい。
さらに、シリコーンゴムはゴム硬度がJISAで10以
上55以下で、充填剤であるシリカが5〜20重量部含
有されるものが好ましい。ゴム硬度が大きいと摩耗指数
が小さく、ニップ、摩耗量が小さいので、凝集体による
スジが発生しやすくなり、小さすぎると摩耗指数が大き
くなり層厚規制部材の削れ不均一が生じやすくなる。ま
た、ゴム中の充填剤量が大きいものはブレードの削れム
ラ、欠けによりトナーのコートムラが生じてスジになり
やすい。
【0054】以下に本発明に関わる物性の測定方法につ
いて述べる。
【0055】(1)現像剤担持体の中心線平均粗さ(R
a)の測定 小坂研究所製のサーフコーダーSE−3400を用い
て、送りスピード0.5mm/sec、測定長さ8.0
mm、粗さカットオフλc=0.8、オートレベリング
オンの条件にて軸方向5点×周方向4点=20点測定
し、その平均値をとった。
【0056】(2)現像剤担持体の十点平均粗さ(R
z)の測定 中心線平均粗さ(Ra)と同様の条件にて小坂研究所製
サーフコーダーSE−3400を用い、軸方向5点×周
方向4点=20点測定し、その平均値をとった。
【0057】(3)被覆層表面の凸部分が占める面積の
割合(S)の測定 小坂研究所製サーフコーダーSE−3400及び3Dコ
ントローラーAK−1を用い、送りスピード0.5mm
/sec、軸方向測定長さ2.0mm、周方向測定長さ
0.1mm、周方向送りピッチ0.001mm、スキャ
ン回数100、粗さカットオフλc=0.8の条件にて
測定を行なった。測定方法としては、触針がX軸方向
(現像剤担持体の軸方向)への1ラインをスキャンし終
るごとに、一定の送りピッチで次のY座標(現像剤担持
体の周方向)へ移動して、設定した回数だけスキャンを
続けることにより2.0mm×0.1mmの測定領域に
おける3次元的な凹凸分布のデータを得る。その測定結
果をIBM製パーソナルコンピューターによって解析を
行ない、最小二乗法によって求めた基準面からトナー粒
径r×1.5(μm)の高さにおける占有面積割合Sを
算出した。ここで占有面積割合Sは、基準面よりトナー
粒径r×1.5(μm)の高さで基準面と平行な面によ
って切断された凸部分の切り口の面積をS1、測定領域
の基準面の面積をS2とすると、S=S1/S2×100
(%)で表わされる。
【0058】(4)球状粒子の粒径測定 レーザー回折型粒度分布計のコールターLS−130型
粒度分布計(コールター社製)を用いて測定し、体積分
布から出した体積平均径を求めた。測定用の溶媒として
はイソプロピルアルコールを用い、測定試料を2〜20
mgを前記溶媒100〜150mlに加え、超音波分散
器で約1〜3分間分散処理を行ない前記装置で測定し
た。屈折率としては、1.375、光学モデルとして実
数部1.5、虚数部0.3を用いた。
【0059】(5)磁性一成分現像剤粒径の測定 コールター社製のマルチサイザーII型に100μmア
パーチャを取り付けて測定し、体積分布から出した重量
基準の重量平均径を求めた。測定法としては、1級塩化
ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製し、この
水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤
(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.
1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加えて、
超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない前記装置
で測定した。
【0060】次に本発明の現像剤担持体が組み込まれる
現像装置について説明例示する。
【0061】図1において、公知のプロセスにより形成
された静電潜像を担持する像担持体、例えば電子写真感
光ドラム1は、失印B方向に回転される。現像ローラー
12におけるスリーブ8は、ホッパー3によって供給さ
れた一成分現像剤としての磁性一成分現像剤4を担持し
て、矢印方向A方向に回転することにより、現像スリー
ブ8と感光ドラム1とが対向した現像部Dに磁性一成分
現像剤4を搬送する。現像スリーブ8内には、磁性一成
分現像剤4を現像スリーブ8上に磁気的に吸引且つ保持
する為に、磁石5が配置されている。現像スリーブ8は
金属円筒管6上に被覆された導電性樹脂層7を有する。
ホッパー3中には磁性一成分現像剤4を撹拌するための
撹拌翼10が設けられている。
【0062】現像スリーブ8上の磁性一成分現像剤4の
層厚を規制する部材としては、ゴム弾性を有するシリコ
ーンゴムの使用が望ましい。この弾性板11を図1の現
像装置では現像スリーブ8の回転方向と逆の向きで圧接
させており、図2の現像装置ではこの弾性板11を現像
スリーブ8の回転方向と順方向の向きで圧接させてい
る。このような現像装置では、現像スリーブ8上に薄い
トナー層を形成することができる。磁性一成分現像剤4
の薄層の厚みは、現像部Dにおける現像スリーブ8と感
光ドラム1との間の最小間隙よりも更に薄いものである
ことが好ましい。磁性一成分現像剤4は現像スリーブ8
上の導電性樹脂層7及び弾性板11との摩擦により、感
光ドラム1上の静電潜像を現像可能な摩擦帯電電荷を得
る。このようなトナー薄層により静電潜像を現像する方
式の現像装置、即ち非接触型現像装置に、本発明は有効
である。
【0063】上記現像スリーブ8には、これに担持され
た一成分磁性現像剤である磁性一成分現像剤4を飛翔さ
せるために、電源9により現像バイアス電圧が印加され
る。この現像バイアス電圧として直流電圧を使用すると
きは、静電潜像の画像部(磁性一成分現像剤4が付着し
て可視化される領域)の電位と背景部の電位との間の値
の電圧が、現像スリーブ8に印加されることが好まし
い。一方、現像画像の濃度を高め或は階調性を向上する
ために、現像スリーブ8に交番バイアス電圧を印加し
て、現像部Dに向きが交互に反転する振動電界を形成し
てもよい。
【0064】この場合、上記画像部の電位と背景部の電
位の間の値を有する直流電圧成分が重畳された交番バイ
アス電圧を、現像スリーブ8に印加することが好まし
い。
【0065】また、高電位部と低電位部を有する静電潜
像の高電位部に磁性一成分現像剤を付着させて可視化す
る所謂正規現像では、静電潜像の極性と逆極性に帯電す
る磁性一成分現像剤を使用し、一方、静電潜像の低電位
部に磁性一成分現像剤を付着させて可視化する所謂反転
現像では、磁性一成分現像剤は静電潜像の極性と同極性
に帯電する磁性一成分現像剤を使用する。尚、高電位、
低電位というのは、絶対値による表現である。いずれに
しても、磁性一成分現像剤4は現像スリーブ8との摩擦
により帯電する。
【0066】図1及び2はあくまでも模式的な例であ
り、容器の形状、撹拌部材の有無、磁極の配置等に様々
な形態があることは言うまでもない。
【0067】次に、磁性一成分現像剤について説明す
る。
【0068】磁性一成分現像剤が有するトナーは主とし
て樹脂、離型剤、荷電制御剤、着色剤等を溶融混練し、
固化した後粉砕し、しかる後分級などをして粒度分布を
そろえた微粉体である。
【0069】トナーに用いられる結着樹脂としては、一
般に公知の樹脂が使用可能である。例えば、スチレン、
α−メチルスチレン、p−クロルスチレンなどのスチレ
ン及びその置換体の単重合体;スチレン−プロピレン共
重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン
−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブ
チル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合
体、スチレン−ジメチルアミノエチル共重合体、スチレ
ン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリ
ル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共
重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル
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−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エ
ステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチル
メタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸
ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブ
チラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、
テンペル樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化
水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワックス、カ
ルナバワックスなどが単独或は混合して使用できる。
【0070】また、トナー中には顔料を含有することが
できる。例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、
ランプ黒、スーダンブラックSM、ファースト・イエロ
ーG、ベンジジン・イエロー、ピグメント・イエロー、
インドファースト・オレンジ、イルガジン・レッド、パ
ラニトロアニリン・レッド、トルイジン・レッド、カー
ミンFB、パーマネント・ボルドーFRR、ピグメント
・オレンジR、リソール・レッド2G、レーキ・レッド
C、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、メチル・バ
イオレッドBレーキ、フタロシアニン・ブルー、ピグメ
ント・ブルー、ブリリアント・グリーンB、フタロシア
ニングリーン、オイルイエローGG、ザボン・ファース
トイエローCGG、カヤセットY963、カヤセットY
G、ザボン・ファーストオレンジRR、オイル・スカー
レット、オラゾール・ブラウンB、ザボン・ファースト
スカーレットCG、オイルピンクOP等が適用できる。
【0071】トナーを磁性トナーとして用いるために、
トナーの中に磁性粉を含有せしめてもよい。このような
磁性粉としては、磁場の中におかれて磁化される物質が
用いられ、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属の粉
末、又はマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の合
金や化合物がある。この磁性粉の含有量はトナー重量に
対して15〜70重量%が良い。トナーに、定着時の離
型性向上、定着性向上の目的で、ワックス類を含有させ
ることができる。そのようなワックス類としては、パラ
フィンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリン
ワックス及びその誘導体、フィッシャートロプッシュワ
ックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びそ
の誘導体、カルナバワックス及びその誘導体などで、誘
導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重
合物、グラフト変性物を含む。その他、アルコール、脂
肪酸、酸アミド、エステル、ケトン、硬化ヒマシ油及び
その誘導体、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系
ワックス、ペトロラクタム等も利用できる。
【0072】必要に応じて、トナーに荷電制御剤を含有
させてもよい。荷電制御剤には、負荷電制御剤、正荷電
制御剤がある。例えばトナーを負荷電性に制御するもの
として下記物質がある。例えば有機金属錯体、キレート
化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセ
トン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族
ダイカルボン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハ
イドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸
及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール
等のフェノール誘導体類などがある。また、トナーを正
帯電させるための物質としては下記のようなものがあ
る。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
フトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラ
フルオロボレート等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(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等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等のジオルガノス
ズボレート類;グアニジン化合物、イミダゾール化合物
などである。
【0073】磁性一成分現像剤は、必要に応じて、流動
性改善等の目的で無機微粉末の如き粉末をトナーに外添
して用いられる。このような微粉末としては、シリカ微
粉末、アルミナ、チタニア、酸化ゲルマニウム、酸化ジ
ルコニウム等の金属酸化物;炭化ケイ素、炭化チタン等
の炭化物;及び窒化ケイ素、窒化ゲルマニウム等の窒化
物等の無機微粉体が用いられる。
【0074】これらの微粉体は、有機ケイ素化合物、チ
タンカップリング剤等で有機処理して用いることが可能
である。例えば有機ケイ素化合物としては、ヘキサメチ
ルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシ
ラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシ
ラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロル
シラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメ
チルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラ
ン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエ
チルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシ
ラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシ
リルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、
ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシ
ラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキ
シシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニ
ルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテト
ラメチルジシロキサン、および1分子当り2から12個
のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ
1個宛のSiに結合した水酸基を含有するジメチルポリ
シロキサン等がある。
【0075】また、未処理の微粉体を窒素含有のシラン
カップリング剤で処理したものを用いてもよい。特にポ
ジ磁性一成分現像剤の場合好ましい。そのような処理剤
の例としては、アミノプロピルトリメトキシシラン、ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、ジメチルアミノプロ
ピルトリメトキシシラン、ジエチルアミノプロピルトリ
メトキシシラン、ジプロピルアミノプロピルトリメトキ
シシラン、ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラ
ン、モノブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジ
オクチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジブチル
アミノプロピルジメトキシシラン、ジブチルアミノプロ
ピルモノメトキシシラン、ジメチルアミノフェニルトリ
メトキシシラン、トリメトキシシリル−γ−プロピルフ
ェニルアミン、トリメトキシシリル−γ−プロピルベン
ジルアミン、トリメトキシシリル−γ−プロピルピペリ
ジン、トリメトキシシリル−γ−プロピルモルホリン、
トリメトキシシリル−γ−プロピルイミダゾール等があ
る。
【0076】上記シランカップリング剤により無機微粉
体を処理する方法としては、例えば、1)スプレー法、
2)有機溶媒法、3)水溶液法などがある。一般に、ス
プレー法による処理とは、ピグメントを撹拌しここにカ
ップリング剤の水溶液あるいは溶媒液をスプレーし、こ
の後水あるいは溶媒を120〜130℃程度で除去乾燥
する方法である。また、有機溶媒法による処理とは、少
量の水とともに加水分解用触媒を含む有機溶媒(アルコ
ール、ベンゼン、ハロゲン化炭化水素等)にカップリン
グ剤を溶解し、これにピグメントを浸漬した後、濾過或
は圧搾により固液分離を行い120〜130℃程度で乾
燥させるものである。水溶液法とは0.5%程度のカッ
プリング剤を、一定pHの水あるいは水−溶媒中で加水
分解させ、ここにピグメントを浸漬し後、同様に固液分
離を行い乾燥するものである。
【0077】他の有機処理としてシリコーンオイルで処
理された微粉体を用いることも可能である。シリコーン
オイルとしては、一般に次の式(1)により示されるも
のである。
【0078】
【化1】 [式中、Rはアルキル基(例えばメチル基)、アリール
基を示し、nは整数を示す。]
【0079】好ましいシリコーンオイルとしては、25
℃における粘度がおよそ0.5〜10000mm2
s、好ましくは1〜1000mm2/sのものが用いら
れ、例えばメチルハイドロジエンシリコーンオイル、ジ
メチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオ
イル、クロルフェニルメチルシリコーンオイル、アルキ
ル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイ
ル、ポリオキシアルキレン変性シリコーンオイル、フッ
素変性シリコーンオイルなどが挙げられる。また、側鎖
に窒素原子を有するシリコーンオイルを用いても良い。
特にポジ磁性一成分現像剤の場合は好ましい。
【0080】シリコーンオイルによる処理は、例えば次
のようにして行ない得る。必要に応じて加熱しながら顔
料を激しく撹拌しており、これに上記シリコーンオイル
或いはその溶液をスプレーもしくは気化して吹き付ける
か、又は顔料をスラリー状にしておき、これを撹拌しつ
つシリコーンオイル或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。
【0081】これらのシリコーンオイルは、1種あるい
は2種以上の混合物あるいは併用や多重処理して用いら
れる。また、シランカップリング剤による処理と併用し
ても構わない。
【0082】本発明に用いられるトナーは、種々の方法
で、球形化処理、表面平滑化処理を施して用いると、転
写性が良好となり好ましい。そのような方法としては、
撹拌羽根またはブレードなど、およびライナーまたはケ
ーシングなどを有する装置で、例えば、トナーをブレー
ドとライナーの間の微小間隙を通過させる際に、機械的
な力により表面を平滑化したりトナーを球形化したりす
る方法、温水中にトナーを懸濁させ球形化する方法、熱
気流中にトナーを曝し、球形化する方法等がある。ま
た、球状のトナーを作る方法としては、水中にトナー結
着樹脂となる単量体を主成分とする混合物を懸濁させ、
重合してトナー化する方法がある。一般的な方法として
は、重合性単量体、着色剤、重合開始剤、さらに必要に
応じて架橋剤、荷電制御剤、離形剤、その他の添加剤を
均一に溶解または分散せしめて単量体組成物とした後、
この単量体組成物を分散安定剤を含有する連続層、例え
ば水相中に適当な撹拌機を用いて分散し、同時に重合反
応を行わせ、所望の粒径を有する現像剤を得る方法であ
る。
【0083】これらの転写性の良好なトナーは、形状係
数、SF−1、SF−2が、100≦SF−1≦18
0、100≦SF−2≦140の範囲にあるものであ
る。
【0084】形状係数を示すSF−1、SF−2とは、
例えば日立製作所製FE−SEM(S−800)を用
い、1000倍に拡大した2μm以上のトナー像を10
0個無作為にサンプリングし、その画像情報はインター
フェイスを介して、例えばニコレ社製画像解析装置(L
uzexIII)に導入し解析を行い、下式より算出し
得られた値を形状係数SF−1、SF−2と定義する。
【0085】
【数1】 (式中、MXLNGは粒子の絶対最大長、PERIME
は粒子の周囲長、AREAは粒子の投影面積を示す。)
【0086】形状係数SF−1はトナーの粒子の丸さの
度合いを示し、形状係数SF−2はトナーの粒子の凹凸
の度合いを示している。
【0087】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
るが、本実施例は本発明を何ら限定するものではない。
尚、実施例中の%及び部数は全て重量部である。
【0088】<実施例1>球状粒子として、体積平均粒
径13.4μmの球状PMMA粒子A−1を用いた。A
−1の物性を表1に示す。 ・レゾール型フェノール樹脂溶液(メタノール50%含有) 200部 ・個数平均粒径6.1μmのグラファイト 45部 ・導電性カーボンブラック 5部 ・イソプロピルアルコール 130部
【0089】上記材料に直径1mmのジルコニアビーズ
をメディア粒子として加え、サンドミルにて2時間分散
し、フルイを用いてビーズを分離し、原液B−1を得
た。
【0090】次にB−1の原液380部に導電性球状炭
素粒子A−1を5部添加し、固形分濃度が32%になる
ようにイソプロピルアルコールを添加した後、直径3m
mのガラスビーズを用いて1時間分散し、フルイを用い
てビーズを分離し、塗工液を得た。
【0091】この塗工液を用いてスプレー法により外径
16mmφのアルミニウム製円筒管上に被覆層を形成さ
せ、続いて熱風乾燥炉により150℃30分間加熱して
硬化させ現像剤担持体C−1を作製した。乾燥後の被覆
層の付着重量は100mgであった。該現像剤担持体の
被覆層の物性を表2に示す。
【0092】磁性一成分現像剤としては次のものを用い
た。 ・スチレン−アクリル酸ブチル−マレイン酸ブチルハーフエステル共重合体 100部 ・マグネタイト 92部 ・負帯電性制御剤 2部 ・低分子量ポリエチレン 6部
【0093】上記材料をヘンシェルミキサーを用いて予
備混合した後、130℃に設定した二軸式エクストルー
ダーを用いて溶融混練を行った。混練物を冷却後、スピ
ードミルで粗粉砕を行い、更にジェットミルを用いて微
粉砕を行った。この微粉砕物をエルボジェット分級機を
用いて微粉と粗粉を除去した。さらにこの分級品を、ケ
ーシングとブレードの微小間隙を有する処理装置を用
い、雰囲気温度を70℃に設定してこれを通過させ、分
級品粒子表面の改質を行いトナーを得た。得られたトナ
ーのSF−1は145、SF−2は122であった。こ
のトナー100部に対し、シランカップリング剤とシリ
コーンオイルで処理した疎水性コロイダルシリカ1.0
部を、ヘンシェルミキサーにて外添混合し磁性一成分現
像剤E−1とした。
【0094】この磁性一成分現像剤E−1の重量平均粒
径は7.5μmであった。粒度分布の測定には、コール
ター社製、マルチサイザーII型に100μmアパーチ
ャーを取付けて測定を行った。
【0095】この磁性一成分現像剤と前記スリーブを用
い、LBP−930(キヤノン製)を用いて画出し評価
を行った。レーザージェットVSi用のEP−Wカート
リッジに前記スリーブを装着可能に加工し取付けた。さ
らに前記トナーを900g充填した。弾性規制ブレード
としては、シリコーンゴム中にコロイダルシリカを分散
したシリコーンゴムをブレード様にカットし座金に貼り
付けて用いた。このカートリッジを用いて、トナーが無
くなるまで、N/N耐久環境(23℃/60%RH)及
びH/H耐久環境(32.5℃/85%RH)で約20
000枚の耐久画出しを行った。この時の評価結果を表
3に示す。
【0096】[評価] (1)画像濃度 画像濃度は反射濃度計RD918(マクベス社製)でベ
タ黒部の濃度を測定した。
【0097】(2)ゴースト ベタ白とベタ黒部が隣り合う画像を画像先端部(スリー
ブ回転1周目)で現像し、2周目以下のハーフトーン上
に現れるベタ白跡とベタ黒跡の濃度差を主として目視で
比較し画像濃度測定を参考にした。評価結果を下記の指
標で表示した。(表中Nで示されるのは、ベタ黒跡がベ
タ白跡より濃度が薄く見えるゴーストである。N表示の
ないものは、その逆である。) ◎ :濃淡差が全く見られない。 ○ :見る角度によってわずかな濃淡差が確認できる程
度。 ○△:目視では濃淡差が確認できるが、画像濃度差は
0.01以内である。 △○:エッジがはっきりしない程度の濃淡差が確認でき
るが実用上OKレベル。 △ :濃淡差がややはっきりし、実用レベル下限。 △×:濃淡差がはっきり確認でき、画像濃度差として確
認できる。実用レベルに劣る。 × :濃淡差がかなり大きく反射濃度計での濃度差が
0.05以上ある。
【0098】(3)カブリ濃度 ベタ白部の反射率を測定し、更に未使用の紙の反射率を
測定し、先の値から引いてカブリ濃度とした。反射率は
TC−6DS(東京電色製)で測定した。 ◎ :1.5以下;ほとんどわからない ○ :1.5〜2.5;注意深く見ないとわからない △ :2.5〜3.5;次第にカブリが認識できるよう
になる △×:3.5〜4.0;実用レベル下限で一見してカブ
リが確認できる × :4.0〜5.0;かなり悪い
【0099】(4)スリーブ汚染 耐久後にスリーブ表面の磁性一成分現像剤を掃除機及び
エアーブロー(エアーガンによる)により除去し電子顕
微鏡(FE−SEM)で観察し参考とし、評価結果を下
記の指標で示した。 ◎ :全く現像剤のトナーが存在しない。 ○ :現像剤のトナーの微粉がスリーブ表面の凹みにわ
ずかに観察される。 ○△、△○:スリーブ上の凹みの所々に現像剤のトナー
が残存するがトナーの粒子の原形はとどめている。(○
△のほうが良。) △ :スリーブ上に付着した現像剤のトナーが所々に存
在し、かつトナーの粒子がやや溶融したようにつぶれて
いる。 △×:スリーブ表面の20%程度に現像剤のトナー固着
が見られる。△と×△の中間レベル。 ×△:現像剤のトナーが目視でわかる。スジ状の融着は
ないがSEMでみるとスリーブ上のかなりの部分に溶融
平滑化したトナーが存在する。 × :スリーブ上のかなりの部分に溶融平滑化したトナ
ーが固着している。かつ部分的にスリーブ全周にスジ状
の融着が目視ではっきりわかる。
【0100】<実施例2>球状粒子として、体積平均粒
径22.1μmの球状PMMA粒子A−2を用いた。A
−2の物性を表1に示す。次に、実施例1で製造したB
−1の原液380部に球状粒子としてA−1の代わりに
A−2を5部添加する以外は実施例1と同様にして、現
像剤担持体C−2を作製した。現像剤担持体の被覆層の
物性を表2に示す。続いて、実施例1と同様に磁性一成
分現像剤を供給しながら、該現像剤担持体の耐久評価テ
ストを行なった。
【0101】<実施例3>球状粒子として、体積平均粒
径8.4μmの球状PMMA粒子A−3を用いた。A−
3の物性を表1に示す。次に、実施例1で製造したB−
1の原液380部に球状粒子としてA−1の代わりにA
−3を5部添加する以外は実施例1と同様にして、現像
剤担持体C−3を作製した。現像剤担持体の被覆層の物
性を表2に示す。続いて、実施例1と同様に磁性一成分
現像剤を供給しながら、該現像剤担持体の耐久評価テス
トを行なった。
【0102】<実施例4>実施例1で製造したB−1の
原液380部に球状粒子としてA−1を5部添加する代
わりにA−1を10部添加する以外は実施例1と同様に
して、現像剤担持体C−4を作製した。現像剤担持体の
被覆層の物性を表2に示す。続いて、実施例1と同様に
磁性一成分現像剤を供給しながら、該現像剤担持体の耐
久評価テストを行なった。
【0103】<実施例5>実施例1で製造したB−1の
原液380部に球状粒子としてA−1を5部添加する代
わりにA−1を1部添加する以外は実施例1と同様にし
て、現像剤担持体C−5を作製した。現像剤担持体の被
覆層の物性を表2に示す。続いて、実施例1と同様に磁
性一成分現像剤を供給しながら、該現像剤担持体の耐久
評価テストを行なった。
【0104】<実施例6>実験1と同様の方法で、SF
−1が147、SF−2が132であるトナーを有する
重量平均粒径が5.1μmの磁性一成分現像剤E−2を
作製した。この磁性一成分現像剤E−2とスリーブC−
1を用い、実施例1と同様に磁性一成分現像剤を供給し
ながら、現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0105】<実施例7>磁性一成分現像剤としてはE
−1の代わりにE−2を用いること以外は実施例2と同
様にして、現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0106】<実施例8>磁性一成分現像剤としてはE
−1の代わりにE−2を用いること以外は実施例3と同
様にして、現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0107】<実施例9>実験1と同様の方法で、SF
−1が143、SF−2が129であるトナーを有する
重量平均粒径が13.2μmの磁性一成分現像剤E−3
を作製した。この磁性一成分現像剤E−3とスリーブC
−1を用い、実施例1と同様に磁性一成分現像剤を供給
しながら、現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0108】<実施例10>磁性一成分現像剤としては
E−1の代わりにE−3を用いること以外は実施例2と
同様にして、現像剤担持体の耐久評価テストを行なっ
た。
【0109】<実施例11>球状粒子として、11.7
μmの球状フェノール樹脂100部に、ライカイ機(自
動乳鉢、石川工業製)を用いて3μm以下の石炭系バル
クメソフェーズピッチ粉末14部を均一に被覆し、その
後、酸化性雰囲気化で熱安定化処理した後に2600℃
で焼成することにより黒鉛化して得た球状の導電性炭素
粒子A−4を用いた。A−4の物性を表1に示す。
【0110】次に、実施例1で製造したB−1の原液3
80部に導電性球状粒子としてA−4を10部添加する
以外は実施例1と同様にして、現像剤担持体C−6を作
製した。乾燥後の被覆層の付着重量は100mgであっ
た。該現像剤担持体の被覆層の物性を表2に示す。続い
て、実施例1と同様に磁性一成分現像剤を供給しなが
ら、該現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0111】<実施例12>球状粒子として、下記の材
料を用い、混練、粉砕及び分級を行なって、個数平均粒
径10.4μmの導電性粒子を得た後、ハイブリダイザ
ー(奈良機械製)を用いて球形化処理を行なうことによ
って得られた導電性球状樹脂粒子A−5を用いた。A−
5の物性を表1に示す。 ・スチレン−アクリル樹脂 100部 ・導電性カーボンブラック 25部
【0112】次に、実施例1で製造したB−1の原液3
80部に導電性球状粒子としてA−5を10部添加する
以外は実施例1と同様にして、現像剤担持体C−7を作
製した。乾燥後の被覆層の付着重量は103mgであっ
た。該現像剤担持体の被覆層の物性を表2に示す。続い
て、実施例1と同様に磁性一成分現像剤を供給しなが
ら、該現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0113】<実施例13>球状導電性粒子として、実
施例11で用いたA−4の粒子100部に銅、銀100
部をメッキした金属被覆炭素粒子A−6を用いた。A−
6の物性を表1に示す。
【0114】次に、実施例1で製造したB−1の原液3
80部に導電性球状粒子としてA−6を10部添加する
以外は実施例1と同様にして、現像剤担持体C−8を作
製した。乾燥後の被覆層の付着重量は106mgであっ
た。該現像剤担持体の被覆層の物性を表2に示す。続い
て、実施例1と同様に磁性一成分現像剤を供給しなが
ら、該現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0115】<実施例14>実施例1において、弾性規
制ブレードをシリコーンゴムからウレタンに替えた以外
は実施例1と同様な構成で評価を行なった。
【0116】<比較例1>実施例1で使用した球状粒子
A−1を除くこと以外は実施例1と同様にして、現像剤
担持体D−1を作製した。現像剤担持体の被覆層の物性
を表2に示す。続いて、実施例1と同様に磁性一成分現
像剤を供給しながら、該現像剤担持体の耐久評価テスト
を行なった。
【0117】<比較例2>実施例1で製造したB−1の
原液380部に球状粒子A−1の代わりに、体積平均粒
径31.2μmの球状PMMA粒子A−7を5部添加す
る以外は実施例1と同様にして、現像剤担持体D−2を
作製した。乾燥後の被覆層の付着重量は98mgであっ
た。該現像剤担持体の被覆層の物性を表2に示す。続い
て、実施例1と同様に磁性一成分現像剤を供給しなが
ら、該現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0118】<比較例3>実施例1で製造したB−1の
原液380部に球状粒子としてA−1を5部添加する代
わりにA−1を20部添加する以外は実施例1と同様に
して、現像剤担持体D−3を作製した。現像剤担持体の
被覆層の物性を表2に示す。続いて、実施例1と同様に
磁性一成分現像剤を供給しながら、該現像剤担持体の耐
久評価テストを行なった。
【0119】<比較例4>実験1と同様の方法で、SF
−1が142、SF−2が133であるトナーを有する
重量平均粒径が4.5μmの磁性一成分現像剤E−4を
作製した。この磁性一成分現像剤E−4とスリーブC−
2を用い、実施例1と同様に磁性一成分現像剤を供給し
ながら、該現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0120】<比較例5>磁性一成分現像剤としてはE
−1の代わりにE−3を用い、実施例1で製造したB−
1の原液380部に球状粒子としてA−3を3部添加す
る以外は実施例1と同様にして、現像剤担持体D−4を
作製した。現像剤担持体の被覆層の物性を表2に示す。
続いて、実施例1と同様に磁性一成分現像剤を供給しな
がら、該現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0121】<比較例6>実施例1で製造したB−1の
原液380部に球状粒子としてA−3を1部添加する以
外は実施例1と同様にして、現像剤担持体D−5を作製
した。現像剤担持体の被覆層の物性を表2に示す。続い
て、実施例1と同様に磁性一成分現像剤を供給しなが
ら、該現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0122】<比較例7>下記の材料を用い、混練、粉
砕及び分級を行なって得られた導電性非球状樹脂粒子A
−8を用いた。A−8の物性を表1に示す。 ・スチレン−アクリル樹脂 100部 ・導電性カーボンブラック 25部
【0123】次に、実施例1で製造したB−1の原液3
80部に導電性球状粒子としてA−8を10部添加する
以外は実施例1と同様にして、現像剤担持体D−6を作
製した。乾燥後の被覆層の付着重量は103mgであっ
た。該現像剤担持体の被覆層の物性を表2に示す。続い
て、実施例1と同様に磁性一成分現像剤を供給しなが
ら、該現像剤担持体の耐久評価テストを行なった。
【0124】
【表1】
【0125】
【表2】
【0126】
【表3】
【0127】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像剤が、繰り返しの画出しにおいても、安定して摩擦
電荷を持つことができ、画像濃度低下やゴーストの発生
のない、高品位の画像が得られる。さらには粒径が小さ
く、より球形に近いトナーにおいても、帯電性あるいは
現像性を向上させ且つトナー融着等を防ぐことにより、
スジやムラのない高精細高品位な画像を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関わる現像装置の一例を示す断面図で
ある。
【図2】本発明に関わる現像装置の別の一例を示す断面
図である。
【符号の説明】 1 電子写真感光ドラム(潜像担持体) 3 ホッパー(現像剤容器) 4 磁性一成分現像剤 5 磁石 6 金属製円筒管 7 被膜層 8 現像スリーブ(現像剤担持体) 9 電源 10 撹拌翼 11 弾性規制ブレード 12 現像ローラー A 現像スリーブの回転方向 B 感光ドラムの回転方向 D 現像部
フロントページの続き (72)発明者 藤島 健司 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 齊木 一紀 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 岡本 直樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−179617(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08 501 G03G 15/08 504 G03G 9/08 372 G03G 9/083 G03G 15/09 101

Claims (27)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SF−1が100乃至180、SF−2
    が100乃至140の形状係数を有するトナーを有する
    磁性一成分現像剤を、現像剤担持体上に当接する現像剤
    層厚規制部材により現像剤の薄層を形成し、該現像剤担
    持体によって形成された現像剤層を潜像担持体と対向し
    た現像部へ搬送し、潜像担持体上に形成された潜像を該
    現像剤によって現像する現像方法において、 該現像剤担持体は少なくとも基体および被覆層を有し、
    該基体表面が被覆層で被覆されており、該被覆層表面の
    十点平均粗さをRz(μm)、使用する現像剤の平均粒
    径をr(μm)、該被覆層表面の最小二乗法によって求
    められた基準面から1.5×r(μm)を超える凸部分
    が占める面積の割合をS(%)としたとき、下記条件 9μm≦Rz≦30μm 1.25≦Rz/r≦60.015 %≦S≦1.914% を満足することを特徴とする現像方法。
  2. 【請求項2】 前記現像剤担持体における被覆層が、結
    着樹脂中に少なくとも体積平均粒径が3〜30μmの球
    状粒子を分散含有してなる被膜からなることを特徴とす
    る請求項1に記載の現像方法。
  3. 【請求項3】 該現像剤担持体における被覆層中の球状
    粒子が樹脂粒子であることを特徴とする請求項2に記載
    の現像方法。
  4. 【請求項4】 該現像剤担持体における被覆層中の球状
    粒子が導電性の球状粒子であることを特徴とする請求項
    2に記載の現像方法。
  5. 【請求項5】 該現像剤担持体の被覆層に更に導電性微
    粉末が分散含有され、導電性被覆層とされている請求項
    1乃至4のいずれかに記載の現像方法。
  6. 【請求項6】 該現像剤担持体の被覆層に固体潤滑剤が
    含有されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか
    に記載の現像方法。
  7. 【請求項7】 該層厚規制部材は、弾性を有することを
    特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の現像方
    法。
  8. 【請求項8】 該層厚規制部材は、現像剤担持体とニッ
    プを形成する摩耗指数が0.03〜0.15の弾性体を
    有することを特徴とする請求項7に記載の現像方法。
  9. 【請求項9】 該層厚規制部材は、シリコーンゴムであ
    ることを特徴とする請求項7又は8に記載の現像方法。
  10. 【請求項10】 SF−1が100乃至180、SF−
    2が100乃至140の形状係数を有するトナーを有す
    る磁性一成分現像剤を、現像剤担持体上に当接する現像
    剤層厚規制部材により現像剤の薄層を形成しながら、該
    現像剤担持体によって形成された現像剤層を潜像担持体
    と対向した現像部へと搬送し、潜像担持体上に形成され
    た潜像が現像される現像装置において、 該現像剤担持体は少なくとも基体および被覆層を有し、
    該基体表面が被覆層で被覆されており、該被覆層表面の
    十点平均粗さをRz(μm)、使用する現像剤の平均粒
    径をr(μm)、該被覆層表面の最小二乗法によって求
    められた基準面から1.5×r(μm)を超える凸部分
    が占める面積の割合をS(%)としたとき、下記条件 9μm≦Rz≦30μm 1.25≦Rz/r≦60.015 %≦S≦1.914% を満足することを特徴とする現像装置。
  11. 【請求項11】 前記現像剤担持体における被覆層が、
    結着樹脂中に少なくとも体積平均粒径が3〜30μmの
    球状粒子を分散含有してなる被膜からなることを特徴と
    する請求項10に記載の現像装置。
  12. 【請求項12】 該現像剤担持体における被覆層中の球
    状粒子が樹脂粒子であることを特徴とする請求項11に
    記載の現像装置。
  13. 【請求項13】 該現像剤担持体における被覆層中の球
    状粒子が導電性の球状粒子であることを特徴とする請求
    項11に記載の現像装置。
  14. 【請求項14】 該現像剤担持体の被覆層に更に導電性
    微粉末が分散含有され、導電性被覆層とされている請求
    項10乃至13のいずれかに記載の現像装置。
  15. 【請求項15】 該現像剤担持体の被覆層に固体潤滑剤
    が含有されることを特徴とする請求10乃至14のいず
    れかに記載の現像装置。
  16. 【請求項16】 該層厚規制部材は、弾性を有すること
    を特徴とする請求項10乃至15のいずれかに記載の現
    像装置。
  17. 【請求項17】 該層厚規制部材は、現像剤担持体とニ
    ップを形成する摩耗指数が0.03〜0.15の弾性体
    を有することを特徴とする請求項16に記載の現像装
    置。
  18. 【請求項18】 該層厚規制部材は、シリコーンゴムで
    あることを特徴とする請求項16又は17に記載の現像
    装置。
  19. 【請求項19】 静電潜像担持体上にトナー像を形成す
    る現像工程と、該トナー像を、電圧が印加されている転
    写部材を転写材に接触させながら該転写材上へ転写する
    転写工程を有する電子写真装置を用いる画像形成方法に
    おいて、該トナーが、SF−1が100乃至180、S
    F−2が100乃至140の形状係数を有しており、少
    なくとも結着樹脂中に着色剤が分散された粒子と無機微
    粉体を有するトナーであり、 該現像剤担持体は少なくとも基体および被覆層を有し、
    該基体表面が被覆層で被覆されており、該被覆層表面の
    十点平均粗さをRz(μm)、使用する現像剤の平均粒
    径をr(μm)、該被覆層表面の最小二乗法によって求
    められた基準面から1.5×r(μm)を超える凸部分
    が占める面積の割合をS(%)としたとき、下記条件 9μm≦Rz≦30μm 1.25≦Rz/r≦60.015 %≦S≦1.914% を満足することを特徴とする画像形成方法。
  20. 【請求項20】 前記現像剤担持体における被覆層が、
    結着樹脂中に少なくとも体積平均粒径が3〜30μmの
    球状粒子を分散含有してなる被膜からなることを特徴と
    する請求項19に記載の画像形成方法。
  21. 【請求項21】 該現像剤担持体における被覆層中の球
    状粒子が樹脂粒子であることを特徴とする請求項20に
    記載の画像形成方法。
  22. 【請求項22】 該現像剤担持体における被覆層中の球
    状粒子が導電性の球状粒子であることを特徴とする請求
    項20に記載の画像形成方法。
  23. 【請求項23】 該現像剤担持体の被覆層に更に導電性
    微粉末が分散含有され、導電性被覆層とされている請求
    項19乃至22のいずれかに記載の画像形成方法。
  24. 【請求項24】 該現像剤担持体の被覆層に固体字潤滑
    剤が含有されることを特徴とする請求項19乃至23の
    いずれかに記載の画像形成方法。
  25. 【請求項25】 該層厚規制部材は、弾性を有すること
    を特徴とする請求項19乃至24のいずれかに記載の画
    像形成方法。
  26. 【請求項26】 該層厚規制部材は、現像剤担持体とニ
    ップを形成する摩耗指数が0.03〜0.15の弾性体
    を有することを特徴とする請求項25に記載の画像形成
    方法。
  27. 【請求項27】 該層厚規制部材は、シリコーンゴムで
    あることを特徴とする請求項25又は26に記載の画像
    形成方法。
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