JP5151415B2 - 画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
図1に示す現像装置では、現像ローラ(5)に現像剤を供給する搬送路と、現像ローラ(5)に供給され現像領域を通過した現像剤を回収する搬送路とが共通である。よって、現像ローラに供給する搬送路の搬送方向下流側ほど現像ローラに供給する現像剤のトナー濃度が低下するという問題があった。現像ローラに供給するトナー濃度が低下すると、現像時の画像濃度も低下となる。
このような問題は、特許文献1及び特許文献2に記載された現像装置のように現像ローラへの現像剤の供給用オーガと現像済みの現像剤の回収用オーガとを異なる現像剤搬送路に設けることによる解消策が示されている。以下、特許文献1及び特許文献2のそれぞれに記載された現像装置の構成について説明する。
図2に示す現像装置(4)は、供給スクリュ(8)から現像ローラ(5)に現像剤を供給する供給搬送路(9)と現像領域を通過した現像剤を回収スクリュ(6)方向に回収する回収搬送路(7)とを分けて設けている。
このような現像装置(4)では、現像済みの現像剤は回収搬送路(7)に送られるため、供給搬送路(9)に混入することがない。これにより、供給搬送路(9)内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ(5)に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
しかし、回収搬送路(7)に送られた現像剤をすぐに供給搬送路(9)に供給するため、トナーの補給がなされトナー濃度が適切に保たれていても、攪拌が不十分となり、現像時の画像濃度の不均一や濃度低下が発生するという問題がある。このような問題は、回収現像剤のトナー濃度が低下する高印字率の画像ほど顕著となる。
図3に示す現像装置(4)も、現像ローラ(5)に現像剤を供給する供給搬送路(9)と現像領域を通過した現像剤を回収する回収搬送路(7)とを分けて設けている。さらに、供給搬送路(9)の最下流側まで搬送された現像剤と回収搬送路(7)の最下流側まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給搬送路(9)とは逆方向に現像剤を搬送する攪拌搬送路(10)を備えている。
このような現像装置(4)では、現像済みの現像剤は回収搬送路(7)に送られるため、供給搬送路(9)に混入することがない。これにより、供給搬送路(9)内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ(5)に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
さらに、回収現像剤をすぐに供給搬送路(9)に供給するのではなく、攪拌搬送路(10)で攪拌した後で供給搬送路(9)に現像剤を供給するため、現像されずに供給搬送路(9)を通過した現像剤と回収現像剤が攪拌された状態で再び供給搬送路に供給することができる。これにより、図2で説明した現像装置(4)の問題点であった、現像時の画像濃度の不均一や画像濃度の低下を防止する手法が示された。
しかしながら、特許文献2で示された現像装置であっても、攪拌搬送路(10)での攪拌が充分でないと現像時の画像濃度の不均一や濃度低下が発生する。例えば、装置の小型化のために攪拌搬送路(10)の長さを短くせざるを得なかったり、高速出力するために現像剤の循環を早くせざるを得なかったりした場合、充分な攪拌を得る前に供給搬送路(9)まで現像剤が戻ってきてしまうため、攪拌搬送路(10)で充分な攪拌が得られず、電気的に均一な状態になりきれないため、現像時に画像濃度が均一にならなかったり、高帯電のトナーが偏って現像部に送り込まれた場合、濃度低下が発生したりしてしまう。
通常の二成分現像方式における現像装置では、トナーが現像動作によって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像槽内に残る。そのため、現像槽内でトナーと共に撹拌されるキャリアは、撹拌頻度が多くなるにつれて劣化する。具体的には、キャリア表面の樹脂コートの剥がれや、キャリア表面へのトナーの付着といった事態が発生し、その結果、キャリア抵抗値および現像剤の帯電性が徐々に低下し、現像剤の現像性が過度に上がり、画像濃度の上昇やかぶり発生といった不具合が誘発される。
<1> 芯材粒子と前記芯材粒子を被覆する被覆層とからなる電子写真現像剤用キャリアであって、トナーとキャリアが収容されている現像装置にトナーとキャリアとが補給されるとともに、前記現像装置内の余剰の現像剤を排出され、前記補給されるキャリア又は前記現像装置に収容されているキャリアの少なくともいずれかのキャリアの被覆層が、基体上に二酸化スズと酸化インジウムを含む白色の導電性微粒子を含有することを特徴とする電子写真現像剤用キャリアである。
<2> 現像装置は、磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で前記潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、前記潜像担持体と対向する箇所を通過後の前記現像剤担持体上から回収された該現像剤を前記現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、前記現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、現像に用いられずに前記現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、前記現像剤担持体から回収され前記現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、前記現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、前記余剰現像剤と前記回収現像剤とを攪拌しながら前記現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を有し、前記現像剤を前記現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路と、前記現像剤回収搬送路、前記現像剤供給搬送路及び前記現像剤攪拌搬送路からなる3つの現像剤搬送路をそれぞれ仕切る仕切り部材とを備え、前記現像剤攪拌搬送路と前記現像剤回収搬送路とはほぼ同じ高さに設けられ、前記現像剤供給搬送路は他の2つの前記現像剤搬送路の上方に位置するように設けられ、前記現像剤搬送路にトナーとキャリアとが補給されるとともに、前記現像装置内の余剰の現像剤が排出される前記<1>に記載の電子写真現像剤用キャリアである。
つまり、キャリアの被覆層に二酸化スズと酸化インジウムに起因する導電性の高い被覆層を設けた白色の導電性微粒子を含有させると、現像剤供給搬送路、現像剤回収搬送路、現像剤攪拌搬送路を備える現像装置を用いたときの現像剤帯電量の均一化をより一層促進するという効果と、現像装置中はもちろん、トリクル現像方式に用いられる補給用現像剤においても、補給装置内、搬送装置内で色汚れが発生しないという効果の両方を同時に発揮させることができるということを本発明者らは見出した。
ステンレスリング(内径40mmφ、高さ18mm)
本発明で使用されるキャリアは、図4で示すように芯材26と、この芯材26を被覆する被覆層27とを有してなり、この被覆層27は、少なくとも結着樹脂、硬質粒子(以下、第1粒子G1と示す。)を含み、第1粒子G1の粒径D1(μm)は、被覆層27における樹脂部分の平均厚みh(μm)に対し、比(D1/h)が、1<(D1/h)<10を満たすことが好ましい。換言すれば比(D1/h)が、1より大きく10未満であることが好ましい。
(ただし、上記式(1)中、Hは試料の厚みを表す値であり、rは試料の抵抗値(Ω)を表す値である。)
第1粒子G1の含有量(wt%)=[第1粒子G1の含有量(重量)/被覆層27に含まれる材料の総重量(第1粒子G1+第2粒子G2+結着樹脂+その他の成分)]×100
・・・・(2)
・・・・(3)
図6は、本実施形態に係る複写機の一例の概略構成図である。この複写機は装置本体(100)、これを載せる給紙装置(200)、装置本体(100)の上に固定されたスキャナ(300)などを備えている。また、このスキャナ(300)の上に固定された原稿自動搬送装置(400)なども備えている。
上記装置本体(100)は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組の各プロセスカートリッジ(18Y,18M,18C,18K)からなる画像形成ユニット(20)を備えている。各符号の数字の後に付されたY,M,C,Kは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している(以下同様)。各プロセスカートリッジ(18Y,18M,18C,18K)の他には、光書込ユニット(21)、中間転写ユニット(17)、二次転写装置(22)、レジストローラ対(49)、ベルト定着方式の定着装置(25)などが配設されている。
光書込ユニット(21)は、図示しない光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
各プロセスカートリッジ(18Y,18M,18C,18K)は、ドラム状の感光体(1Y,1M,1C,1K)、帯電器、現像装置(4Y,4M,4C,4K)、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。
帯電手段たる帯電器によって、感光体(1Y)の表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体(1Y)の表面には、光書込ユニット(21)によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部(露光部)の電位が減衰する。この減衰により、感光体(1Y)表面にY用の静電潜像が形成される。形成されたY用の静電潜像は現像手段たる現像装置(4Y)によって現像されてYトナー像となる。
Y用の感光体(1Y)上に形成されたYトナー像は、後述の中間転写ベルト(110)に一次転写される。一次転写後の感光体(1Y)の表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Y用のプロセスカートリッジ(18Y)において、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体(1Y)は、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ(18M,18C,18K)についても同様である。
中間転写ユニット(17)は、中間転写ベルト(110)やベルトクリーニング装置(90)などを有している。また、張架ローラ(14)、駆動ローラ(15)、二次転写バックアップローラ(16)、4つの一次転写バイアスローラ(62Y,62M,62C,62K)なども有している。
中間転写ベルト(110)は、張架ローラ(14)を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ(15)の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
4つの一次転写バイアスローラ(62Y,62M,62C,62K)は、それぞれ中間転写ベルト(110)の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト(110)をその内周面側から感光体(1Y,1M,1C,1K)に向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体と一次転写バイアスローラとの間に一次転写電界が形成される。
Y用の感光体(1Y)上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト(110)上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の各感光体(1M,1C,1K)上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト(110)上には多重トナー像たる4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
中間転写ベルト(110)上に重ね合わせ転写された4色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録シートたる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト(110)の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ(15)との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置(90)によってクリーニングされる。
中間転写ユニット(17)の図中下方には、2本の張架ローラ(23)によって紙搬送ベルト(24)を張架している二次転写装置(22)が配設されている。紙搬送ベルト(24)は、少なくとも何れか一方の張架ローラ(23)の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。2本の張架ローラ(23)のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット(17)の二次転写バックアップローラ(16)との間に、中間転写ベルト(110)及び紙搬送ベルト(24)を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット(17)の中間転写ベルト(110)と、二次転写装置(22)の紙搬送ベルト(24)とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ(23)には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット(17)の中間転写ベルト(110)上の4色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ(23)側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対(49)によって中間転写ベルト(110)上の4色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた4色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ(23)に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
給紙カセット(44)から送り出された転写紙を受け入れる給紙路(46)は、複数の搬送ローラ対(47)と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対(49)とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対(49)に向けて搬送する。レジストローラ対(49)に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対(49)のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ユニット(17)において、中間転写ベルト(110)上に形成された4色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記二次転写ニップに進入する。レジストローラ対(49)は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて4色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト(110)上の4色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト(24)の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト(24)上から定着装置(25)に送られる。
定着装置(25)内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板に突設せしめられたスタック部(57)上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ(300)による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置(400)にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置(400)がシート原稿をコンタクトガラス(32)まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第1走行体(33)と第2走行体(34)とがともに走行を開始し、第1走行体(33)に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第2走行体(34)内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ(35)を通過した後、読取センサ(36)に入射される。読取センサ(36)は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ(18Y,18M,18C,18K)内の各機器や、中間転写ユニット(17)、二次転写装置(22)、定着装置(25)がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ(36)によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット(21)が駆動制御されて、各感光体(40Y,40M,40C,40K)上に、Y,M,C,Kトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト(110)上に重ね合わせ転写された4色トナー像となる。
図7に示すように感光体(1)は図中矢印G方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体(1)の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光により静電潜像を形成された潜像に現像装置(4)からトナーを供給され、トナー像を形成する。
現像装置(4)は、図中矢印I方向に表面移動しながら感光体(1)の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ(5)を有している。また、現像ローラ(5)に現像剤を供給しながら図7の奥方向に現像剤を搬送する現像剤供給搬送部材としての供給スクリュ(8)を有している。
現像ローラ(5)の供給スクリュ(8)との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ(5)に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ(12)を備えている。
現像ローラ(5)の感光体(1)との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ(8)と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材としての回収スクリュ(6)を備えている。供給スクリュ(8)を備えた現像剤供給搬送路である供給搬送路(9)は現像ローラ(5)の横方向に、回収スクリュ(6)を備えた現像剤回収搬送路としての回収搬送路(7)は現像ローラ(5)の下方に並設されている。
現像装置(4)は、供給搬送路(9)の下方で回収搬送路(7)に並列して、現像剤攪拌搬送路である攪拌搬送路(10)を設けている。攪拌搬送路(10)は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ(8)とは逆方向である図中手前側に搬送する現像剤攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ(11)を備えている。
供給搬送路(9)と攪拌搬送路(10)とは仕切り部材としての第一仕切り壁(133)によって仕切られている。第一仕切り壁(133)の供給搬送路(9)と攪拌搬送路(10)とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路(9)と攪拌搬送路(10)とが連通している。
なお、供給搬送路(9)と回収搬送路(7)とも第一仕切り部材(133)によって仕切られているが、第一仕切り壁(133)の供給搬送路(9)と攪拌搬送路(7)とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
また、攪拌搬送路(10)と回収搬送路(7)との2つの搬送路は仕切り部材としての第二仕切り壁(134)によって仕切られている。第二仕切り壁(134)は、図中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路(10)と回収搬送路(7)とが連通している。
現像剤搬送部材である供給スクリュ(8)、回収スクリュ(6)及び攪拌スクリュ(11)は樹脂のスクリュからなっており、一例としては、各スクリュ径を全てφ18[mm]、スクリュピッチを25[mm]、回転数を約600[rpm]としたものが挙げられる。
現像ローラ(5)上にステンレスからなる現像ドクタ(12)によって薄層化された現像剤を感光体(1)との対抗部である現像領域まで搬送し現像を行なう。現像ローラ(5)の表面はV溝あるいはサンドブラスト処理されており、構成の一例としては、φ25[mm]のAl[アルミ]素管を用い、現像ドクタ(12)及び感光体(1)とのギャップを0.3[mm]程度にしたものが挙げられる。
現像後の現像剤は回収搬送路(7)にて回収を行ない、図7中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第一仕切り壁(133)の開口部で、攪拌搬送路(10)へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路(10)における現像剤搬送方向上流側の第一仕切り壁(133)開口部の付近で攪拌搬送路(10)の上側に設けられたトナー補給口から攪拌搬送路(10)にトナーが供給される。
図8は現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置(4)の斜視断面図である。
図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
また、図9は、現像装置(4)内の現像剤の流れの模式図であり、図8と同様、図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
攪拌搬送路(10)から現像剤の供給を受けた供給搬送路(9)では、現像ローラ(5)に現像剤を供給しながら、供給スクリュ(8)の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ(5)に供給され現像に用いられず供給搬送路(9)の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は第一仕切り壁(133)の開口部より攪拌搬送路(10)に供給される(図9中矢印E)。
現像ローラ(5)から回収搬送路(7)に送られ、回収スクリュ(6)によって回収搬送路(7)の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は第二仕切り壁(134)の開口部より攪拌搬送路(10)に供給される(図9中矢印F)。
そして、攪拌搬送路(10)は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ(11)の搬送方向下流側であり、供給スクリュ(8)の搬送方向上流側に搬送し、第一仕切り壁(133)の開口部より供給搬送路(9)に供給される(図9中矢印D)。
攪拌搬送路(10)では攪拌スクリュ(11)によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路(7)及び供給搬送路(9)の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路(9)の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路(10)の下方には、不図示のトナー濃度センサが設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部からトナー補給を行なっている。
図9に示す現像装置では、供給搬送路(9)と回収搬送路(7)とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行なうので、現像済みの現像剤が供給搬送路(9)に混入することがない。よって、供給搬送路(9)の搬送方向下流側ほど現像ローラ(5)に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路(7)と攪拌搬送路(10)とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行なうので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。よって、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路(9)に供給されるため、剤供給搬送路(9)に供給される現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路(9)内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路(9)内の現像剤が攪拌不
足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
本実施形態では、現像剤収容器(230)内の補給用現像剤が補給される前から、現像剤収容部(14)内に収容されている現像装置内現像剤にも、補給用現像剤に使用したキャリアと同一キャリアが使用されている。このため、現像剤の交換量が低い場合や、初期から収容されているキャリアの一部が現像剤収容部(14)から排出されずに残留した場合にも、上述したのと同様の機構によって、現像剤収容部(14)内におけるキャリアの劣化が抑えられて、長期間の使用後においても、現像剤の帯電性が安定した状態を保つことができる。
また、本実施形態の排出パイプ331の端部又は内部に、この排出スクリューを備えることも可能である。
いる。
ブタジエン共重合体、スチレン−イソプロピル共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン樹脂、変性ロジン樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが単独あるいは混合して使用できる。
ッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレー
キ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン、等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。着色剤のトナーにおける含有量は1〜15重量%が好ましく、3〜10重量%がより好ましい。
前記含有量が、40重量%を超えると、トナーの流動性が悪化することがある。
、MS−75D、TS−720、TS−610、TS−530)(以上、キャボット社製)等を用いることができる。
(結着樹脂合成例1)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸276部及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。
テレフタル酸 :60部
ドデセニル無水コハク酸 :25部
無水トリメリット酸 :15部
ビスフェノールA(2,2)プロピレンオキサイド付加物 :70部
ビスフェノールA(2,2)エチレンオキサイド :50部
顔料:C.I.Pigment Yellow 155 :40部
結着樹脂:ポリエステル樹脂A :60部
水 :30部
ビーカー内に前記の結着樹脂(B1)の酢酸エチル/MEK溶液240部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20部、マスターバッチ(M1)8部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーにて12000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させ、トナー材料液を用意した。
(製造例1)
ルチル型二酸化チタン(平均一次粒径0.06μm)100gを水1リットルに分散させて水懸濁液とした。この懸濁液を70℃に加温保持した。別途用意した塩化インジウム(InCl3)36.7g及び塩化第二スズ(SnCl4・5H2O)5.4gを2N塩酸450ミリリットルに溶かした溶液と12重量%アンモニア水とを懸濁液のpHを7〜8に保持する様に約1時間かけて同時滴下した。滴下終了後、処理懸濁液を濾過、洗浄し、得られた処理顔料のケーキを110℃で乾燥した。次いで、得られた乾燥粉末を窒素ガス気流中(1リットル/分)で500℃で1時間熱処理して、白色導電性微粒子aを得た。
カーボンブラック(ライオンアクゾ製、ケッチェンブラックEC600JD)をそのまま導電性粒子bとした。
ルチル型二酸化チタン(平均一次粒径0.06μm)100gを水1リットルに分散させて水懸濁液とした。この懸濁液を70℃に加温保持した。別途用意した塩化第二スズ(SnCl4・5H2O)11.6gを2N−塩酸100ミリリットルに溶かした溶液と12重量%アンモニア水とを、懸濁液のpHを7〜8に保持するように約40分かけ同時添加した。引き続き別途用意した塩化インジウム(InCl3)36.7g及び塩化第二スズ(SnCl4・5H2O)5.4gを2N塩酸450ミリリットルに溶かした溶液と12重量%アンモニア水とを懸濁液のpHを7〜8に保持する様に約1時間かけて同時滴下した。滴下終了後、処理懸濁液を濾過、洗浄し、得られた処理顔料のケーキを110℃で乾燥した。
基体を酸化アルミニウム(平均一次粒径0.07μm)に変更した以外は、製造例3と同様にして白色導電性微粒子dを得た。
基体を酸化アルミニウム(平均一次粒径0.35μm)に変更した以外は、製造例3と同様にして白色導電性粒子eを得た。
(製造例1)
・アクリル樹脂溶液(固形分濃度:50重量%) 2130部
・アミノシラン(固形分濃度:100重量%) 4部
・導電性微粒子a 1500部
・トルエン 6000部
導電性微粒子に導電性微粒子bを用いたこと以外は製造例1と同様にして製造し、キャリアIIを得た。平均厚さTは0.21μmであった。
・アクリル樹脂溶液(固形分濃度:50重量%) 1500部
・シリコーン樹脂溶液(固形分20重量%) 1575部
・アミノシラン(固形分濃度:100重量%) 4部
・導電性微粒子a 1500部
・トルエン 6000部
・アクリル樹脂溶液(固形分濃度:50重量%) 1500部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 450部
・アミノシラン(固形分濃度:100重量%) 4部
・導電性微粒子a 1500部
・トルエン 6000部
樹脂層形成液の材料を上記のものに変更したこと以外は製造例1と同様にして、キャリアIVを得た。平均厚さTは0.20μmであった。
導電性粒子に導電性微粒子cを用いたこと以外は製造例4と同様にして製造し、キャリアVを得た。平均厚さTは0.20μmであった。
導電性粒子に導電性微粒子dを用いたこと以外は製造例4と同様にして製造し、キャリアVIを得た。平均厚さTは0.22μmであった。
・アクリル樹脂溶液(固形分濃度:50重量%) 1500部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 450部
・アミノシラン(固形分濃度:100重量%) 4部
・導電性微粒子d 750部
・シリカ粒子(体積平均粒径0.35μm) 750部
・トルエン 6000部
・アクリル樹脂溶液(固形分濃度:50重量%) 1500部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 450部
・アミノシラン(固形分濃度:100重量%) 4部
・導電性微粒子d 750部
・アルミナ粒子(体積平均粒径0.37μm) 750部
・トルエン 6000部
・アクリル樹脂溶液(固形分濃度:50重量%) 1500部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 450部
・アミノシラン(固形分濃度:100重量%) 4部
・導電性微粒子e 1500部
・トルエン 6000部
・アクリル樹脂溶液(固形分濃度:50重量%) 1500部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 450部
・アミノシラン(固形分濃度:100重量%) 4部
・導電性微粒子e 750部
・アルミナ粒子(体積平均粒径0.37μm) 750部
・トルエン 6000部
・アクリル樹脂溶液(固形分濃度:50重量%) 1500部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 450部
・アミノシラン(固形分濃度:100重量%) 4部
・導電性微粒子e 750部
・アルミナ粒子(体積平均粒径0.37μm) 750部
・酸化亜鉛粒子(体積平均粒径0.020μm) 500部
・トルエン 6000部
・アクリル樹脂溶液(固形分濃度:50重量%) 1500部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 450部
・アミノシラン(固形分濃度:100重量%) 4部
・導電性微粒子e 750部
・アルミナ粒子(体積平均粒径0.37μm) 750部
・酸化チタン粒子(体積平均粒径0.015μm) 500部
・トルエン 6000部
厚みhが0.05μmとなるように樹脂溶液の塗布量を変更した以外は製造例6と同様にして、キャリアXIIIを得た。平均厚さTは0.09μmであった。
厚みhが2.40μmとなるように樹脂溶液の塗布量を変更した以外は製造例12と同様にして、キャリアXIVを得た。平均厚さTは0.09μmであった。
トナー製造例Aで得たトナーAを7重量部と、キャリア製造例1で得られたキャリアIを93重量部用いて、ミキサーで10分攪拌し、現像機内に収容する現像剤を作製した。また、トナー製造例Aで得たトナーAを80重量部と、キャリア製造例1で得られたキャリアIを20重量部用いて、ミキサーで10分攪拌し、補給用現像剤を作製した。
市販のデジタルフルカラープリンター(株式会社リコー製、imagio Neo C600)に図11に示す現像装置を搭載し、更に図14に示す現像装置を搭載した改造機に、現像機内現像剤と補給用現像剤をセットし、画像面積5%の文字チャート(1文字の大きさが2mm×2mm程度)を出力し、その文字再現性から画像の精細性の評価を行った。評価のランク分けは次のように4段階で行った。
◎:非常に良好、○:良好、△:許容、×:実用上使用できないレベル
上記の画像精細性評価の画像出力を100000枚行い、耐久性評価用のランニング試験とした。このランニング試験後と試験前での、帯電低下量及びキャリア抵抗変化量をもって耐久性の評価を行った。
市販のデジタルフルカラープリンター(株式会社リコー製、imagio Neo C600)に図11に示す現像装置を搭載し、更に図7に示す現像装置を搭載した改造機に、現像機内現像剤と補給用現像剤をセットし、地肌ポテンシャルを150Vに固定し、画像面積1%のA3文字チャート(1文字の大きさが2mm×2mm程度)を出力し、その地肌部のキャリア付着発生個数により評価を行った。評価のランク分けは次のように4段階で行った。
◎:0個、○:2個以上5個以下、△:6個以上10個以下、×:11個以上
ベタ画像を出力してX−Riteにより測定した。具体的には、現像剤をセットしセット直後の画像をX−Rite(アムテック株式会社製 X−Rite 938 D50)により測定した値(E)と、現像ユニット単独で1時間空攪拌の後画像を出力し、その画像をX−Riteにより測定した値(E')、次式(4)によりΔEを求め以下のようにランク付けした。
ΔE=E−E’
E=(L2+a*2+b*2)1/2
(Yellow ID=1.4時の値を読む)
E=初期剤E値
E’=1時間空攪拌後
◎:ΔE≦2
○:2<ΔE≦5
×:5<ΔE ・・・・・・・・・・・・・・・(4)
上記の画像精細性評価の画像出力を100000枚行なった後にベタ画像を出力し、画像濃度のムラを目視にてランク評価を行なった。
◎:画像上にムラが一切存在しない状態
○:わずかに濃度ムラが観察されるが問題とはならない状態
×:許容範囲外で濃度ムラが非常に目立つ状態
評価用装置に図11に示す現像剤供給装置を搭載する改造を施していないimagio
Neo C600を用い、現像剤の補給/回収を行わず、トナーのみを現像機に補給するシステムに変更したこと以外は参考例1と同様にして評価を行った。
評価用装置に図7に示す現像装置を搭載する改造を施していないimagio Neo C600を用い、現像済みの現像剤が再び現像剤供給搬送路に戻るシステムに変更したこと以外は参考例1と同様にして評価を行なった。
現像機内現像剤と補給用現像剤に用いるキャリアを、製造例2〜14にて作製したキャリアを用いたこと以外は参考例1と同様にして評価を行った。
トナー製造例Aで得たトナーAを98重量部と、キャリア製造例12で得られたキャリアXIIを2重量部用いて補給用現像剤を作製したこと以外は参考例1と同様にして評価を行った。
トナー製造例Aで得たトナーAを69重量部と、キャリア製造例12で得られたキャリアXIIを31重量部用いて補給用現像剤を作製したこと以外は参考例1と同様にして評価を行った。
トナー製造例Aで得たトナーAを16重量部と、キャリア製造例12で得られたキャリアXIIを84重量部用いて現像機内現像剤を作製したこと以外は参考例1と同様にして評価を行った。
トナー製造例Aで得たトナーAを1重量部と、キャリア製造例12で得られたキャリアXIIを99重量部用いて現像機内現像剤を作製したこと以外は参考例1と同様にして評価を行った。
1 感光体
4 現像装置
5 現像ローラ
6 回収スクリュ
7 回収搬送路
8 供給スクリュ
9 供給搬送路
10 攪拌搬送路
11 攪拌スクリュ
16 現像剤規制部材
27 濃度センサ
(図4について)
26 芯材
27 芯材を被覆する被覆層
G1 第1粒子
G2 第2粒子
ha 樹脂部の厚み
hb 樹脂部の厚み
hc 樹脂部の厚み
hd 樹脂部の厚み
A 測定点
T 平均厚み
(図5について)
21 セル
22a 電極
22b 電極
23 キャリア
(図6について)
1Y,1M,1C,1K 感光体
4Y,4M,4C,4K 現像装置
14 張架ローラ
15 駆動ローラ
16 二次転写バックアップローラ
17 中間転写ユニット
18Y,18M,18C,18K プロセスカートリッジ
20 画像形成ユニット
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
23 張架ローラ
24 紙搬送ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取センサ
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ対
48 給紙路
49 レジストローラ対
50 手差し給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
56 排出ローラ
57 スタック部
62Y,62M,62C,62K バイアスローラ
90 ベルトクリーニング装置
100 装置本体
105 切換爪
110 中間転写ベルト
200 給紙装置
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
(図7〜9について)
1 感光体
4 現像装置
5 現像ローラ
6 回収スクリュ
7 回収搬送路
8 供給スクリュ
9 供給搬送路
11 攪拌スクリュ
12 現像ドクタ
133 第一仕切り壁
134 第二仕切り壁
(図10について)
2A、2B、2C、2D 画像形成ユニット
8 転写ベルト
10A、10B、10C、10D 現像装置
100 装置本体
200A、200B、200C、200D 現像剤補給装置
(図11〜16について)
10 現像装置
11a,11b 搬送スクリュー
12 現像ロール
13 ドクターブレード
14 現像剤収容部
15 ハウジング
15a 補給口(供給口)
200 現像剤補給装置
220 現像剤補給器
221 搬送チューブ
222 容器ホルダ
223 スクリューポンプ
223a トナー吸引口
223b トナー落下口
224 ロータ
225 ステータ
226 駆動モータ
227 ユニバーサルジョイント
228 軸受
230 現像剤収容器
231 現像剤収容部材
232 口金部
233 シール材
240 ノズル
241 内管
241a 現像剤流路
242 外管
244a,244b エア流路
246a,246b エア供給口
247 トナー流出口
260a,260b 空気供給手段(エアポンプ)
261a,261b エア供給路
262a,262b 開閉弁
300 現像剤排出装置
330 現像剤回収容器
331 排出パイプ
331a 上部開口
Claims (4)
- 像担持体上に形成された静電潜像を現像する際、トナーとキャリアが収容されている現像装置に対して、トナーとキャリアを該現像装置に補給するとともに、該現像装置内の余剰となった現像剤を排出しながら現像を行う画像形成方法であって、
補給する前記キャリアとして、芯材粒子と前記芯材粒子を被覆する被覆層とを有し、前記被覆層が、基体上に二酸化スズと酸化インジウムを含む白色の導電性微粒子と硬質粒子とを含有し、前記硬質粒子の粒径D1(μm)と前記被覆層における樹脂部分の平均厚みh(μm)との比(D1/h)が、1<(D1/h)<10の関係を満たす電子写真現像剤用補給キャリアを用いることを特徴とする画像形成方法。 - 請求項1に記載の画像形成方法に基づいて構成されていることを特徴とする画像形成装置。
- トナーとキャリアを補給する現像剤補給装置を有し、該現像剤補給装置が、補給用電子写真現像剤を収納する形状が容易に変形する収納容器と該収納容器内の補給用電子写真現像剤を吸引して現像装置に供給する吸引ポンプを有する請求項2に記載の画像形成装置。
- 像担持体と、少なくとも像担持体上に形成された静電潜像をトナー及びキャリアを含む現像剤により可視像とする現像装置とを、一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能に備えられるプロセスカートリッジであって、
前記画像形成装置本体側に前記現像装置に対してトナーとキャリアを補給する手段と、前記現像装置内の余剰となった現像剤を排出する現像剤排出手段とを具備させ、
補給する前記キャリアとして、芯材粒子と前記芯材粒子を被覆する被覆層とを有し、前記被覆層が、基体上に二酸化スズと酸化インジウムを含む白色の導電性微粒子と硬質粒子とを含有し、前記硬質粒子の粒径D1(μm)と前記被覆層における樹脂部分の平均厚みh(μm)との比(D1/h)が、1<(D1/h)<10の関係を満たす電子写真現像剤用補給キャリアを用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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