JPH0728276A - 静電荷像用現像剤および多色画像形成方法 - Google Patents

静電荷像用現像剤および多色画像形成方法

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JPH0728276A
JPH0728276A JP5192682A JP19268293A JPH0728276A JP H0728276 A JPH0728276 A JP H0728276A JP 5192682 A JP5192682 A JP 5192682A JP 19268293 A JP19268293 A JP 19268293A JP H0728276 A JPH0728276 A JP H0728276A
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明三 白勢
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景以子 小川
Ryuji Kitani
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像トナー量の不足や転写不良に伴う画像濃
度の低下、流動性の低下に伴う画像不良等を発生させ
ず、良好な画質・色調を有する多色画像を長期にわたっ
て安定的に形成することができる静電荷像用現像剤およ
び多色画像形成方法の提供。 【構成】 本発明の静電荷像用現像剤(本発明の多色画
像形成方法に用いる現像剤)は、大粒径無機微粒子L及
び小粒径無機微粒子Sを含む2種以上の無機微粒子が外
添されてなるトナーと、キャリアとからなり、大粒径無
機微粒子Lの最大体積分布粒径がDL が50nm以上1
50nm未満、小粒径無機微粒子Sの最大体積分布粒径
をDS が10nm以上50nm以下、その粒径比(DL
/DS )が1.5以上5.0未満であり、大粒径無機微
粒子L(小粒径無機微粒子S)とキャリア材料との摩擦
帯電量をQL (QS )とするときに(QS /QL )の絶
対値が0〜0.5である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電荷像用現像剤およ
び多色画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来において、小型かつ低コストの多色
画像形成装置を用いて、色ズレのない良好な多色画像を
形成するための技術として、一様に帯電された像形成体
の表面をレーザビーム等によりスポット露光して静電潜
像を形成し、像形成体上の静電潜像を、カラートナーを
含む二成分系の現像剤によって非接触で現像することを
繰り返すことにより、前記像形成体上に色の異なる複数
のカラートナー像を重ね合わせて形成し、次いで、前記
複数のカラートナー像を一括して転写し、定着して多色
画像を形成する方法が知られている。
【0003】しかし、上記のようにして多色画像を形成
する技術においては、以下のような問題がある。
【0004】 多色画像を連続して形成する場合にお
いて、各色のトナー帯電量を一定の範囲に維持すること
は困難であり、多色画像の形成を繰り返すに従って当該
トナー帯電量が変化しやすい。そして、各色のトナー帯
電量が変化すると、これに支配される現像トナー量も変
化し、重ね合わせされる複数のカラートナー像におい
て、それぞれの現像トナー量の比率(重ね合わせ比率)
が経時的に変化する。この結果、形成される多色画像に
おいて、その色調が経時的に変化してしまう。
【0005】 多色画像の形成に用いられる現像剤を
構成するカラートナーは、電荷保持性が比較的大きい。
従って、多色画像を連続的に形成する場合において、蓄
積された電荷の作用によってトナー粒子同士の凝集が生
じて流動性が低下する。そして、流動性が低下すると、
現像剤搬送担持体により適正な量のトナーを現像領域に
安定に搬送することができず、良好な現像性を発揮する
ことができなくなる。また、画像濃度ムラや画像アレ等
の画像不良を招く。
【0006】 像形成体に対して非接触の状態で現像
を行うため、トナーとキャリアとの間の物理的付着力に
よって現像性が阻害されやすく、現像トナー量が減少し
て十分な画像濃度が得られない。
【0007】 像形成体上に形成された複数のカラー
トナー像を一括して転写するため、現像されてから転写
されるまでの時間(トナーと像形成体との接触時間)が
長くなり、この間において、像形成体に対するトナーの
静電的乃至物理的付着力が増大する。このため、現像に
より形成されたカラートナー像の転写体への転写率が低
くなり、これによっても画像濃度の低下を招く。
【0008】上記のような問題を解決するために、以下
のような技術を採用することも考えられる。
【0009】(1)画像の形成に供される現像剤の外添
剤として、平均一次粒径1〜30nmの微粉末被処理シ
リカと、平均粒径150〜5000nmの無機酸化物と
を併用する技術(特開昭57−179866号公報参
照)。
【0010】(2)画像の形成に供される現像剤の外添
剤として、低帯電(20μC/g以下)かつ大粒径(B
ET比表面積:30〜200m2 /g)の親水性無機微
粒子と、高帯電(50μC/g以上)かつ小粒径(BE
T比表面積:80〜300m2/g)の負疎水性無機酸
化物とを併用する技術(特開平4−3073号公報参
照)。
【0011】(3)画像の形成に供される現像剤の外添
剤として、BET法による平均粒径が7〜20nmであ
る無機微粒子を用い、流動性および現像性を向上させる
技術(特開昭62−182775号公報参照)。
【0012】しかしながら、上記(1)の技術において
は、無機酸化物の粒径、および微粉末被処理シリカに対
する粒径比が過大であるため、微粉末被処理シリカおよ
び無機酸化物がトナー(着色粒子)の表面に均一に付着
さず、このため帯電量分布が広くなり、画像劣化やトナ
ー飛散を招く。また、着色粒子の表面からこれらが離脱
し、遊離した無機微粒子によって機内汚染や像形成体の
表面汚染が発生する。更に、無機酸化物(大粒径粒子)
の表面が、微粉末被処理シリカ(小粒径粒子)によって
覆われる結果、トナーの帯電性が阻害される。
【0013】上記(2)の技術においては、低帯電性大
粒径の親水性無機微粒子と、高帯電性小粒径の負疎水性
無機酸化物とを併用しているため、帯電量の経時的変化
が大きく、長期にわたって安定した画像を形成すること
ができない。
【0014】上記(3)の技術によれば、画像形成の初
期段階において、ある程度の現像性の向上を図ることが
できる。しかしながら、無機微粒子の平均粒径が7〜2
0nmと比較的小さいものであるため、多色画像の形成
を繰り返すに従って、当該無機微粒子が、外部からの衝
撃力によって着色粒子の表面に埋没することがある。こ
れにより、着色粒子の表面とキャリア表面とが直接接触
し、トナーの帯電量が影響を受けて現像性が経時的に低
下し、長期にわたって安定した現像性を発揮することが
できない。
【0015】このように、上記(1)〜(3)のような
技術によっても、上記〜の問題を有効に解決するこ
とはできない。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
事情に基づいてなされたものである。本発明の第1の目
的は、像形成体上の静電潜像を非接触状態で現像するこ
とを繰り返すことにより、前記像形成体上に色の異なる
複数のカラートナー像を重ね合わせて形成し、重ね合わ
された複数のカラートナー像を一括転写する多色画像形
成方法に適用される場合において、現像トナー量の経時
的変化が小さくて良好な現像性が安定して発揮され、現
像トナー量の不足に伴う画像濃度の低下、転写不良に伴
う画像濃度の低下、流動性の低下に伴う画像不良等を発
生させず、良好な画質・色調を有する多色画像を長期に
わたって安定的に形成することができる静電荷像用現像
剤を提供することにある。本発明の第2の目的は、良好
な画質・色調を有する多色画像を長期にわたって安定的
に形成することができる多色画像形成方法を提供するこ
とにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の静電荷像用現像
剤は、少なくとも着色剤および結着樹脂を含む着色粒子
に、大粒径無機微粒子Lと小粒径無機微粒子Sとを含む
2種以上の無機微粒子が外部添加されてなるトナーと、
キャリアとからなり、前記大粒径無機微粒子Lおよび前
記小粒径無機微粒子Sが、下記の条件〜を満たすこ
とを特徴とする。 <条件> 大粒径無機微粒子Lの最大体積分布粒径をDL (n
m)とするとき、50≦DL <150であること。 小粒径無機微粒子Sの最大体積分布粒径をDS (n
m)とするとき、10≦DS ≦50であること。 最大体積分布粒径DS に対する最大体積分布粒径D
L の比が、1.5≦(DL /DS )<5.0であるこ
と。 大粒径無機微粒子Lとキャリア材料との摩擦帯電量
をQL 、小粒径無機微粒子Sとキャリア材料との摩擦帯
電量をQS とするときに、摩擦帯電量QL に対する摩擦
帯電量QS の比(QS /QL )の絶対値が0〜0.5で
あること。
【0018】また、本発明の多色画像形成方法は、現像
剤搬送担持体上に形成された現像剤層を像形成体に対し
て非接触となる状態で現像領域に搬送し、交流バイアス
を印加して得られる振動電界下で像形成体上の静電潜像
を現像することを繰り返すことにより、前記像形成体上
に色の異なる複数のカラートナー像を重ね合わせて形成
し、次いで、複数のカラートナー像を一括して転写する
工程を含む多色画像形成方法において、前記複数のカラ
ートナー像を形成する各々の現像剤が、上記の静電荷像
用現像剤であることを特徴とする。
【0019】
【作用】本発明の現像剤を構成する大粒径無機微粒子L
は、外部からの衝撃を受けても着色粒子の表面に埋没し
にくいものである。従って、帯電性の安定化が図れ、良
好な現像性を長期にわたって発揮することができる。ま
た、本発明の現像剤を構成する小粒径無機微粒子Sによ
って流動性の向上を図ることができる。そして、後述す
る実施例の結果から理解されるように、 大粒径無機
微粒子Lの最大体積分布粒径DL 、 小粒径無機微粒
子Sの最大体積分布粒径DS 、 大粒径無機微粒子L
と小粒径無機微粒子Sとの粒径比(DL /DS )および
大粒径無機微粒子Lと小粒径無機微粒子Sとの摩擦
帯電量比(QS /QL )の絶対値を特定の範囲に制御す
ることによりはじめて、現像性の安定化、流動性の安定
化、転写性の安定化が図れ、良好な画質・色調を有する
多色画像を長期にわたって安定的に形成することが可能
となる。
【0020】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
現像剤は、高帯電性の大粒径無機微粒子Lと、低帯電性
の小粒径無機微粒子Sとがトナーの外添剤として含有さ
れている点に特徴を有している。
【0021】〔大粒径無機微粒子Lの粒径〕大粒径無機
微粒子Lの最大体積分布粒径DL の値は50nm以上1
50nm未満とされる。最大体積分布粒径DL の値が5
0nm未満であると、着色粒子表面への無機微粒子の埋
没が生じて帯電量の経時的変化を招き、また、特に非接
触現像において、トナーとキャリアとの間の物理的付着
力が過大となって現像性が阻害され、現像トナー量が減
少して画像濃度が低下する。更に、一括して転写する場
合において、転写率の低下を招くので好ましくない。一
方、この値が150nm以上である場合には、無機微粒
子の自重と物理的付着力のバランスが悪いため、このよ
うな大粒径の無機微粒子が着色粒子表面から離脱し、遊
離した無機微粒子によって装置内が汚染されたり、像形
成体の表面が汚染されたりするので好ましくない。
【0022】〔小粒径無機微粒子Sの粒径〕小粒径無機
微粒子Sの最大体積分布粒径DS の値は10nm以上5
0nm以下とされる。最大体積分布粒径DS の値が10
nm未満である場合には、このような極めて小粒径の無
機微粒子が、前記大粒径無機微粒子Lの表面を覆ってし
まい、帯電性を低下させてしまうので好ましくない。一
方、この値が50nmを超える場合には、流動性の向上
を十分に図ることができず、非接触現像において、初期
段階から十分な現像性を達成することができない。
【0023】ここで、「最大体積分布粒径D
L (DS )」とは、無機微粒子の体積粒径分布におい
て、5〜500nmの範囲で最大値(ピーク値)を与え
る粒径をいうものとする。また、この「最大体積分布粒
径DL (DS )」は、透過型電子顕微鏡「LEM−20
00」(トプコン社製)を用い、2万倍の倍率で50視
野を撮影し、200個以上の粒子の投影面から測定した
ものである。
【0024】〔粒径比(DL /DS )〕最大体積分布粒
径DS に対する最大体積分布粒径DL の比(DL
S )としては1.5以上5.0未満とされる。この比
の値が1.5未満である場合には、大粒径無機微粒子L
の帯電性が小粒径無機微粒子Sによって阻害されるので
好ましくない。一方、この比の値が5.0以上である場
合には、大粒径無機微粒子Lおよび小粒径無機微粒子S
が、着色粒子の表面に均一に付着されず、帯電量分布が
広くなり、画像劣化やトナー飛散を招き、また、大粒径
無機微粒子Lの表面を小粒径無機微粒子Sが覆ってしま
い、帯電性を低下させてしまうので好ましくない。
【0025】〔摩擦帯電量比(QS /QL )〕トナーの
帯電性は、キャリア表面と接触する最表面の無機微粒子
に支配され、トナーの帯電性の制御は、当該無機微粒子
表面の帯電性を制御することにより行うことができる。
本発明を構成する大粒径無機微粒子Lは、トナーの帯電
性を支配する高帯電性の微粒子であり、一方、小粒径無
機微粒子Sは低帯電性の微粒子である。従って、大粒径
無機微粒子L(高帯電性)と併用されている小粒径無機
微粒子S(低帯電性)は、実質的に帯電性に寄与するも
のではなく、専ら、流動性の向上に寄与するものであ
る。
【0026】本発明において、大粒径無機微粒子Lとキ
ャリア材料との摩擦帯電量をQL 、小粒径無機微粒子S
とキャリア材料との摩擦帯電量をQS とするときに、摩
擦帯電量QL に対する摩擦帯電量QS の比(QS
L )の絶対値は0〜0.5とされる。摩擦帯電量の比
の絶対値が0.5を超える場合には、帯電量の経時的変
化が大きく、長期にわたって安定した画像を形成するこ
とができない。
【0027】ここで、「キャリア材料との摩擦帯電量Q
L (QS )」とは、キャリア材料(例えば鉄粉)と無機
微粒子との摩擦帯電量をいうものとする。摩擦帯電量の
値QL (QS )は、キャリア材料(例えば鉄粉)と無機
微粒子とを50:1(重量比)の割合で20ccのサン
プル瓶に充填し(充填率50%)、これを20分間振盪
し(200回/分、アーム長15cm、振れ角45
度)、ブローオフ法によって測定したものである。
【0028】〔無機微粒子の構成材料〕大粒径無機微粒
子Lおよび小粒径無機微粒子Sの構成材料としては、特
に限定されるものではなく、従来、トナーの外添剤とし
て用いられている無機材料を挙げることができ、具体的
にはシリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム
等を例示することができる。これらのうち、高帯電性の
大粒径無機微粒子Lの構成材料としてはシリカ微粒子が
好ましく、また、低帯電性の小粒径無機微粒子Sの構成
材料としては、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウ
ム等が好ましい。なお、本発明の現像剤を構成するトナ
ーには、その流動性をさらに向上させる等の観点から、
大粒径無機微粒子Lおよび小粒径無機微粒子S以外の無
機微粒子が添加含有されていてもよい。
【0029】〔無機微粒子の帯電性の制御〕無機微粒子
の帯電性の制御は、無機微粒子の種類の選択することに
よって、あるいは無機微粒子の表面処理剤(例えばチタ
ンカップリング剤,シランカップリング剤等)を選択す
ることによって行うことができる。
【0030】〔無機微粒子の添加量〕大粒径無機微粒子
Lの添加量としては、当該大粒径無機微粒子Lによる着
色粒子の表面被覆率が10〜60%となる量であること
が好ましい。大粒径無機微粒子Lによる表面被覆率が1
0%未満である場合には、形成される画像の画像濃度が
経時的に変化する傾向がある。一方、当該表面被覆率が
60%を超える場合には、着色粒子の表面への付着性が
低下し、遊離した大粒径無機微粒子Lによって装置内が
汚染されることがある。
【0031】小粒径無機微粒子Sの添加量としては、当
該小粒径無機微粒子Sによる着色粒子の表面被覆率が5
〜40%となる量であることが好ましい。小粒径無機微
粒子Sによる表面被覆率が5%未満である場合には、得
られる現像剤において、十分な現像性および十分な流動
性を発揮することができない。一方、当該表面被覆率が
40%を超える場合には、当該小粒径無機微粒子Sが、
着色粒子の表面に均一に付着されない。
【0032】大粒径無機微粒子Lおよび小粒径無機微粒
子Sの総添加量としては、これらによる着色粒子の表面
被覆率が90%以下となる量であることが好ましい。こ
の表面被覆率が90%を超える場合には、着色粒子の表
面への付着性が低下し、遊離した無機微粒子によって装
置内が汚染されることがある。
【0033】ここで、「着色粒子の表面被覆率」は、体
積平均粒径から算出した着色粒子の投影面積と、BET
法により算出した無機微粒子の投影面積から求めた値を
いうものとする。
【0034】〔着色粒子〕本発明の現像剤を構成する着
色粒子は、少なくとも着色剤および結着樹脂を含有する
粒子(着色剤含有樹脂粒子)である。
【0035】着色粒子を構成する結着樹脂としては特に
限定されず、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、
スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂等を挙げ
ることができる。これらのうち、ポリエステル樹脂が好
ましい。また、主鎖間の架橋に関与しない側鎖を有する
樹脂は、その緩衝性によって無機微粒子の埋没を抑制す
ることができることから好ましい。
【0036】着色粒子を構成する着色剤としても特に限
定されるものではなく、各種の染料および顔料を用いる
ことができる。着色剤の含有割合としては、十分な着色
性、および離脱等による汚染を防止できることから、1
〜10重量%であることが好ましい。
【0037】着色粒子中には、必要に応じて荷電制御剤
等の内添剤が含有されていてもよい。ここに、荷電制御
剤としては、金属錯体系染料、ニグロシン系染料、アン
モニウム塩系化合物等が挙げられる。
【0038】〔キャリア〕本発明の静電荷像用現像剤
は、特定の無機微粒子が着色粒子に外部添加されてなる
トナーと、キャリアとからなるものである。ここに、キ
ャリアとしては特に限定されるものではなく、例えば、
鉄、フェライト、マグネタイト等の磁性体粒子よりなる
磁性キャリア、これら磁性体粒子の表面が樹脂によっ
て被覆されてなる樹脂被覆キャリア、結着樹脂内に磁
性体粒子を分散含有させてなる磁性体分散型キャリア等
を例示することができる。樹脂被覆キャリアを形成する
ための好ましい被覆樹脂としては、スチレン−アクリル
系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等が代表的な
ものとして挙げられる。
【0039】〔多色画像形成方法〕本発明の多色画像形
成方法は、上述の静電荷像用現像剤(本発明の現像剤)
からなる現像剤層を現像剤搬送担持体上に形成し、現像
剤搬送担持体上に形成された現像剤層を像形成体に対し
て非接触となる状態で現像領域に搬送し、交流バイアス
を印加して得られる振動電界下で像形成体上の静電潜像
を現像することを繰り返すことにより、前記像形成体上
に色の異なる複数のカラートナー像を形成し、次いで、
複数のカラートナー像を一括して転写する工程を含む方
法である。
【0040】図1は本発明の方法に使用することができ
る多色画像形成装置の一例を示す概略図である。この図
において、1はキャリア輸送層を上層とする負帯電用O
PC感光体よりなる像形成体であり、矢印方向に回転す
る。2は画像入力部であり、この画像入力部2は、照明
光源3と、例えばブルー、グリーン、レッド、NDのフ
ィルターよりなりそれぞれが交換可能な色分解フィルタ
ー4と、反射ミラー5と、レンズ6と、一次元CCDイ
メージセンサー7とにより構成されている。8は色分解
情報を補色情報に変換するインバーターを含む画像処理
部、9は多色原稿、Lはレーザー光学系10から出力さ
れるレーザービーム、11はスコロトロン帯電極よりな
る負帯電用帯電器、12は転写用コロナ放電器、13は
分離電極、14は定着器、15はクリーニング前除電
器、16はクリーニング装置であり、クリーニング装置
16は、クリーニングブレード17と、ファーブラシ1
8と、トナー回収ローラ19とにより構成されている。
また、A、B、C、Dはイエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックの各現像剤が収納された非接触反転現像器であ
る。
【0041】照明光源3を有する画像入力部2が駆動装
置(図示せず)により矢印X方向に移動されることによ
って多色原稿9に光走査され、多色原稿9からの反射光
は、色分解フィルター4により色分解されたうえで、反
射ミラー5およびレンズ6を経た後、CCDイメージセ
ンサー7により色分解情報が読み取られ、電気信号に変
換される。この電気信号は、画像処理部8で記録に適し
た画像データに変換される。
【0042】像形成体1の1回目の回転においては、前
記画像データのうち例えば黄色成分の記録データに従っ
たレーザービームLが、レーザー光学系10によって、
負帯電用帯電器11により表面が均一に負に帯電された
像形成体1上に照射され、像形成体1上には当該記録デ
ータに対応した静電潜像が形成される。この静電潜像
は、イエロートナーが収納されている現像器Aにより現
像処理される。像形成体1の2回目の回転においては、
イエロートナーによるトナー像が形成された像形成体1
が負帯電用帯電器11により再び均一に帯電された後、
当該像形成体1上には、別の色成分例えば赤色成分の記
録データに従ったレーザービームLが照射され、静電潜
像が形成される。この静電潜像はマゼンタトナーが収納
されている現像器Bにより現像処理され、この結果、像
形成体1上には、イエロートナーとマゼンタトナーによ
る2色のカラートナー像が形成される。上記と同様にし
て、像形成体1の3回目および4回目の回転において、
それぞれ、シアントナーによるトナー像、ブラックトナ
ーによるトナー像が像形成体1上に形成される。この結
果、像形成体1上には、イエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックのトナー像が重ね合わせられて、4色の多色カ
ラートナー像が形成される。
【0043】このようにして得られた多色カラートナー
像は、転写用コロナ放電器12により記録紙P上に一括
して転写され、次いで記録紙Pが分離電極13により像
形成体1から分離された後、定着器14により定着処理
されて多色画像が形成される。一方、像形成体1は、多
色カラートナー像の転写後にクリーニング前除電器15
により除電された上で、クリーニング装置16によりク
リーニングされ、次の多色画像の形成に供される。
【0044】クリーニング装置16において、これを構
成するクリーニングブレード17、ファーブラシ18お
よびトナー回収ローラ19は、画像形成プロセスの遂行
中には像形成体1と非接触状態に保たれており、像形成
体1上に最終的な多色カラートナー像が形成されると、
クリーニングブレード17およびファーブラシ18は像
形成体1に接触する。当該クリーニングブレード17に
よって、トナー像の転写後に像形成体1上に残留したト
ナーが掻き取られた後、クリーニングブレード17が像
形成体1から離れ、少し遅れてファーブラシ18が像形
成体1から離れる。ファーブラシ18は、クリーニング
ブレード17が像形成体1から離れるときに像形成体1
上に残留しているトナーを除去するためのものである。
クリーニングブレード17により掻き取られたトナー
は、トナー回収ローラ19により効率よく回収される。
【0045】図2は、レーザー光学系の一例を示す説明
図である。この図において、20は半導体レーザー発信
器、21は回転多面鏡、22はfθレンズである。
【0046】このような画像形成装置においては、各面
像の位置合わせのため、像形成体1上に光学的マークを
付け、当該マークを光センサー等により読み取ることに
よって、露光開始のタイミングをとるようにすることが
好ましい。
【0047】図3は本発明の方法に使用することができ
る多色画像形成装置の現像器の一例を示す概略図であ
る。この図において、23は矢印方向に回転する現像ス
リーブ、24は、現像スリーブ23と反対方向に回転す
る磁気ロールであり、現像スリーブ23と磁気ロール2
4とにより現像剤搬送担持体が構成されている。磁気ロ
ール24は、現像スリーブ23と同方向に回転してもよ
く、また、互いに固定されていてもよい。現像スリーブ
23は、銅、アルミニウム、マグネシウム等の非磁石材
料により構成されることが好ましく、現像スリーブ23
の表面は必要によりサンドブラスト等により粗面とさ
れ、また、必要により抵抗が高いものとされる。磁気ロ
ール24はN極とS極とが現像スリーブ23の内周に沿
って交互に配置されてなる構成であり、これらの磁極の
数は4〜20の範囲で適宜選定されるが、現像剤をむら
なく搬送するためには6以上とされることが好ましい。
また、磁気ロール24の現像領域Kにおける磁極の強さ
(磁束密度)は500〜1500ガウスとされる。25
は弾性体よりなる板状の現像剤量規制体であり、その先
端部に近い一面側において現像スリーブ23に圧接保持
されている。現像剤量規制体25によって現像スリーブ
23にかかる押圧力は0.1〜5g/cmの範囲で設定
されることが好ましく、これにより現像スリーブ23上
には、非接触反転現像に適した20〜500μmの現像
剤の薄層が形成される。26は第1の攪拌部材、27は
第2の攪拌部材であり、これらは矢印で示すように互い
に反対方向で衝突することなく攪拌領域がオーバーラッ
プするように回転する構造である。28はトナー補給容
器、29はトナー補給ローラ、30は現像剤溜まり、3
1はバイアス電源である。
【0048】この現像器においては、現像剤溜まり30
内の現像剤は攪拌部材26および27により充分に攪拌
混合され、矢印方向に回転する現像スリーブ23とこれ
と反対方向に回転する磁気ロール24とによる搬送力に
より、現像剤が現像スリーブ23の表面に付着する。現
像スリーブ23の表面に付着した現像剤は、現像剤量規
制体25により厚さが規制されて薄層とされる。現像剤
量規制体25により薄層とされた現像剤層は、矢印方向
に回転する像形成体1上に形成された静電潜像に対し
て、非接触となるような状態で現像領域Kに搬送され
る。現像領域Kにおいて、矢印方向に回転する像形成体
1と現像スリーブ23との間隙は、現像剤の粒径よりも
大きく、また、振動電界下での非接触反転現像が可能と
なる範囲で設定され、通常、100〜1000μmの範
囲内とされる。そして、現像領域Kおいて、バイアス電
源31により、通常、周波数が100Hz〜10kH
z、好ましくは1〜5kHzで、0.2〜3.0kV
(P−P)、好ましくは1.0〜2.0kV(P−P)
のバイアス電圧が印加され、また、カブリ除去のため潜
像電位に近い直流バイアスが印加される。このようにし
て振動電界が形成された状態で、薄層の現像剤層によっ
て像形成体1上の静電潜像が現像され、もってトナー像
が形成される。
【0049】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれらによって限定されるものではない。なお、以下
において「部」は「重量部」を示す。
【0050】着色粒子を構成する結着樹脂および着色
剤、並びにキャリアとしては以下のものを用いた。 (1)結着樹脂 結着樹脂1:ポリエステル樹脂 結着樹脂2:スチレン−アクリル系樹脂 (2)着色剤(顔料) イエロー顔料:C.I.ピグメントイエロー17 マゼンタ顔料:C.I.ピグメントレッド122 シアン顔料 :C.I.ピグメントブルー15:3 (3)キャリア 球形フェライト粒子(平均粒径48μm)の表面がスチ
レン−アクリル樹脂により被覆されてなる樹脂被覆キャ
リア
【0051】また、以下の実施例および比較例におい
て、最大体積分布粒径の測定、摩擦帯電量の測定、およ
び表面被覆率の測定は、既述の方法に従って行った。
【0052】〔実施例1〕結着樹脂1の100部と、シ
アン顔料の3.5部とを、溶融混練、粉砕、分級して重
量平均粒径が8.5μmの着色粒子Aを得た。表1に示
す処方に従って、この着色粒子Aの100部に対して、
シランカップリング剤により表面処理された疎水性シリ
カ(最大体積分布粒径75nm,鉄粉との摩擦帯電量:
−20μC/g)2.1部と、シランカップリング剤に
より表面処理された疎水性酸化チタン(最大体積分布粒
径30nm,鉄粉との摩擦帯電量:2.0μC/g)
0.7部とを添加してトナーを調製し(帯電量比の絶対
値0.10)、このトナーと、キャリアとを、トナー濃
度が7.0重量%となる割合で混合して本発明の現像剤
Aを製造した。
【0053】〔実施例2〕結着樹脂1の100部と、マ
ゼンタ顔料の4.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.5μmの着色粒子Bを得た。表1に
示す処方に従って、この着色粒子Bの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
シリカ(最大体積分布粒径50nm,鉄粉との摩擦帯電
量:−40μC/g)1.4部と、シランカップリング
剤により表面処理された疎水性酸化チタン(最大体積分
布粒径30nm,鉄粉との摩擦帯電量:2.0μC/
g)0.7部とを添加してトナーを調製し(帯電量比の
絶対値0.05)、このトナーを用いたこと以外は実施
例1と同様にして本発明の現像剤Bを製造した。
【0054】〔実施例3〕結着樹脂1の100部と、シ
アン顔料の3.5部とを、溶融混練、粉砕、分級して重
量平均粒径が8.5μmの着色粒子Cを得た。表1に示
す処方に従って、この着色粒子Cの100部に対して、
シランカップリング剤により表面処理された疎水性シリ
カ(最大体積分布粒径50nm,鉄粉との摩擦帯電量:
−40μC/g)1.4部と、疎水性酸化チタン(最大
体積分布粒径12nm,鉄粉との摩擦帯電量:10μC
/g)0.28部とを添加してトナーを調製し(帯電量
比の絶対値0.25)、このトナーを用いたこと以外は
実施例1と同様にして本発明の現像剤Cを製造した。
【0055】〔実施例4〕結着樹脂1の100部と、マ
ゼンタ顔料の6.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.7μmの着色粒子Dを得た。表1に
示す処方に従って、この着色粒子Dの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
シリカ(最大体積分布粒径75nm,鉄粉との摩擦帯電
量:−20μC/g)2.1部と、疎水性酸化チタン
(最大体積分布粒径50nm,鉄粉との摩擦帯電量:0
μC/g)1.17部とを添加してトナーを調製し(帯
電量比の絶対値0)、このトナーを用いたこと以外は実
施例1と同様にして本発明の現像剤Dを製造した。
【0056】〔実施例5〕結着樹脂1の100部と、イ
エロー顔料の6.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.6μmの着色粒子Eを得た。表1に
示す処方に従って、この着色粒子Eの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
シリカ(最大体積分布粒径75nm,鉄粉との摩擦帯電
量摩擦帯電量:−20μC/g)3.15部と、シラン
カップリング剤により表面処理された疎水性酸化チタン
(最大体積分布粒径30nm,鉄粉との摩擦帯電量:0
μC/g)1.4部とを添加してトナーを調製し(帯電
量比の絶対値0)、このトナーを用いたこと以外は実施
例1と同様にして本発明の現像剤Eを製造した。
【0057】〔実施例6〕結着樹脂1の100部と、イ
エロー顔料の6.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.6μmの着色粒子Fを得た。表1に
示す処方に従って、この着色粒子Fの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
シリカ(最大体積分布粒径75nm,鉄粉との摩擦帯電
量:−20μC/g)2.1部と、シランカップリング
剤により表面処理された疎水性酸化チタン(最大体積分
布粒径30nm,鉄粉との摩擦帯電量:−10μC/
g)0.7部とを添加してトナーを調製し(帯電量比の
絶対値0.50)、このトナーを用いたこと以外は実施
例1と同様にして本発明の現像剤Fを製造した。
【0058】〔実施例7〕結着樹脂2の100部と、マ
ゼンタ顔料の5.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.6μmの着色粒子Gを得た。表1に
示す処方に従って、この着色粒子Gの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
シリカ(最大体積分布粒径75nm,鉄粉との摩擦帯電
量:−20μC/g)2.1部と、シランカップリング
剤により表面処理された疎水性酸化チタン(最大体積分
布粒径30nm,鉄粉との摩擦帯電量:2.0μC/
g)0.7部とを添加してトナーを調製し(帯電量比の
絶対値0.10)、このトナーを用いたこと以外は実施
例1と同様にして本発明の現像剤Gを製造した。
【0059】〔実施例8〕結着樹脂1の100部と、シ
アン顔料の3.5部とを、溶融混練、粉砕、分級して重
量平均粒径が8.5μmの着色粒子Hを得た。表1に示
す処方に従って、この着色粒子Hの100部に対して、
シランカップリング剤により表面処理された疎水性シリ
カ(最大体積分布粒径75nm,鉄粉との摩擦帯電量:
−20μC/g)2.1部と、シランカップリング剤に
より表面処理された疎水性アルミナ(最大体積分布粒径
30nm,鉄粉との摩擦帯電量:3.0μC/g)0.
6部とを添加してトナーを調製し(帯電量比の絶対値
0.15)、このトナーを用いたこと以外は実施例1と
同様にして本発明の現像剤Hを製造した。
【0060】〔実施例9〕結着樹脂1の100部と、イ
エロー顔料の5.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.5μmの着色粒子Iを得た。表1に
示す処方に従って、この着色粒子Iの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
シリカ(最大体積分布粒径50nm,鉄粉との摩擦帯電
量:−40μC/g)0.64部と、シランカップリン
グ剤により表面処理された疎水性アルミナ(最大体積分
布粒径30nm,鉄粉との摩擦帯電量:3.0μC/
g)0.4部とを添加してトナーを調製し(帯電量比の
絶対値0.075)、このトナーを用いたこと以外は実
施例1と同様にして本発明の現像剤Iを製造した。
【0061】〔比較例1〕結着樹脂1の100部と、マ
ゼンタ顔料の4.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.5μmの着色粒子aを得た。表2に
示す処方に従って、この着色粒子aの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
酸化チタン(最大体積分布粒径30nm,鉄粉との摩擦
帯電量:2.0μC/g)0.7部と、シランカップリ
ング剤により表面処理された疎水性シリカ(最大体積分
布粒径16nm,鉄粉との摩擦帯電量:−200μC/
g)0.45部とを添加してトナーを調製し(帯電量比
の絶対値100)、このトナーを用いたこと以外は実施
例1と同様にして比較用の現像剤aを製造した。
【0062】〔比較例2〕結着樹脂1の100部と、マ
ゼンタ顔料の4.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.5μmの着色粒子bを得た。表2に
示す処方に従って、この着色粒子bの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
シリカ(最大体積分布粒径75nm,鉄粉との摩擦帯電
量:−20μC/g)2.1部と、シランカップリング
剤により表面処理された疎水性シリカ(最大体積分布粒
径8nm,鉄粉との摩擦帯電量:−250μC/g)
0.22部とを添加してトナーを調製し(帯電量比の絶
対値12.5)、このトナーを用いたこと以外は実施例
1と同様にして比較用の現像剤bを製造した。
【0063】〔比較例3〕結着樹脂1の100部と、マ
ゼンタ顔料の4.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.6μmの着色粒子cを得た。表2に
示す処方に従って、この着色粒子cの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
酸化チタン(最大体積分布粒径150nm,鉄粉との摩
擦帯電量:−20μC/g)3.8部と、シランカップ
リング剤により表面処理された疎水性シリカ(最大体積
分布粒径30nm,鉄粉との摩擦帯電量:−20μC/
g)0.39部とを添加してトナーを調製し(帯電量比
の絶対値1.0)、このトナーを用いたこと以外は実施
例1と同様にして比較用の現像剤cを製造した。
【0064】〔比較例4〕結着樹脂1の100部と、マ
ゼンタ顔料の4.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.5μmの着色粒子dを得た。表2に
示す処方に従って、この着色粒子dの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
シリカ(最大体積分布粒径16nm,鉄粉との摩擦帯電
量:−200μC/g)0.45部と、シランカップリ
ング剤により表面処理された疎水性シリカ(最大体積分
布粒径8nm,鉄粉との摩擦帯電量:−250μC/
g)0.22部とを添加してトナーを調製し(帯電量比
の絶対値1.25)、このトナーを用いたこと以外は実
施例1と同様にして比較用の現像剤dを製造した。
【0065】〔比較例5〕結着樹脂1の100部と、マ
ゼンタ顔料の4.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.6μmの着色粒子eを得た。表2に
示す処方に従って、この着色粒子eの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
シリカ(最大体積分布粒径75nm,鉄粉との摩擦帯電
量:−20μC/g)2.1部と、シランカップリング
剤により表面処理された疎水性酸化チタン(最大体積分
布粒径75nm,鉄粉との摩擦帯電量:−15μC/
g)1.75部とを添加してトナーを調製し(帯電量比
の絶対値0.75)、このトナーを用いたこと以外は実
施例1と同様にして比較用の現像剤eを製造した。
【0066】〔比較例6〕結着樹脂1の100部と、マ
ゼンタ顔料の4.0部とを、溶融混練、粉砕、分級して
重量平均粒径が8.5μmの着色粒子fを得た。表2に
示す処方に従って、この着色粒子fの100部に対し
て、シランカップリング剤により表面処理された疎水性
アルミナ(最大体積分布粒径30nm,鉄粉との摩擦帯
電量:−200μC/g)0.6部と、シランカップリ
ング剤により表面処理された疎水性シリカ(最大体積分
布粒径16nm,鉄粉との摩擦帯電量:3.0μC/
g)0.45とを添加してトナーを調製し(帯電量比の
絶対値0.015)、このトナーを用いたこと以外は実
施例1と同様にして比較用の現像剤fを製造した。
【0067】<実写テスト1>本発明の現像剤A〜I
(実施例1〜9)および比較用の現像剤a〜f(比較例
1〜6)の各々について、非接触式現像型の多色画像形
成装置「DC9028」(コニカ(株)製)を用い、感
光体上に、カラートナー像(イエロー,マゼンタ,シア
ンの何れか単一色)を形成し、このカラートナー像を転
写紙に転写し、次いで定着して単一色画像を形成する実
写テストを実施し、以下の項目について評価を行った。
なお、この実写テストは常温常湿環境下(温度20℃,
相対湿度55%)で実施した。
【0068】〔評価項目〕 (1)現像トナー量の経時変化(画像濃度の安定性) 画像形成初期と3万回形成後において、感光体上に20
mm×50mmのベタトナー像を形成し、このトナー像
を転写工程に付する前に粘着テープで採取し、採取前後
のテープ重量の差(トナー重量W)から、単位面積あた
りの現像トナー量〔W/10(mg/cm2 )〕を測定
した。
【0069】(2)転写率の経時変化(画像濃度の安定
性) 画像形成初期と3万回形成後において、感光体上に上記
と同様のベタトナー像を形成し、このベタトナー像を転
写紙に転写し、転写後において感光体上に残留したトナ
ー重量W’を測定し、次式により転写率を求めた。 転写率=〔(W−W’)/W〕×100(%)
【0070】(3)カブリ(トナー飛散に起因する画像
不良) マクベス濃度計「マクベスRD918」(マクベス社
製)を用いて非画像部分の濃度を100回ごとに測定
し、濃度が0.02以上になった時点をカブリの発生と
し、その時点での複写回数を測定した。
【0071】(4)白スジ(帯電ワイヤー汚染に起因す
る画像不良) 形成されたベタ複写画像を目視により観察し、帯電ワイ
ヤー汚染による放電ムラに起因する白スジの発生の有無
を調べ、白スジが発生した時点での複写回数を測定し
た。
【0072】以上の評価結果を後記表1〜2に示す。な
お、表1〜2において、「DL 」は、大粒径無機微粒子
Lの最大体積分布粒径を(nm)を表し、「DS 」は、
小粒径無機微粒子Sの最大体積分布粒径を(nm)を表
す。「QL 」は、大粒径無機微粒子Lと鉄粉との摩擦帯
電量を表し、「QS 」は、小粒径無機微粒子Sと鉄粉と
の摩擦帯電量を表す。
【0073】
【表1】
【0074】
【表2】
【0075】<実写テスト2>下記表3に示す処方に従
って、本発明の現像剤の各々を組み合わせて用い、前記
多色画像形成装置「DC9028」(コニカ(株)製)
により、感光体上に、イエロー、マゼンタ、シアンの3
色のカラートナー像が重ね合わされた多色トナー像を形
成し、この多色トナー像を転写紙に一括して転写し、次
いで定着して多色画像を形成する実写テストを3万回に
わたって実施した。
【0076】
【表3】
【0077】この結果、上記〜の何れの組合せ処方
による場合でも、画像形成初期および3万回形成時にお
いて、原稿画像に対して忠実な色調を有する多色複写画
像が得られ、また、画像不良の発生や経時的な画像濃度
の低下は認められなかった。
【0078】
【発明の効果】本発明の静電荷像用現像剤によれば、現
像トナー量の経時的変化が小さくて優れた現像性および
優れた転写性が安定して発揮され、現像トナー量の不足
に伴う画像濃度の低下、転写不良に伴う画像濃度の低
下、流動性の低下に伴う画像不良等を発生させることは
ない。従って、像形成体上に対して非接触で現像させる
ことを繰り返すことにより、前記像形成体上に色の異な
る複数のカラートナー像を重ね合わせて形成し、重ね合
わされた複数のカラートナー像を一括転写する多色画像
形成方法に適用される場合において、原稿に忠実な色調
で優れた画質を有する多色画像を長期にわたって安定的
に形成することができる。
【0079】本発明の多色画像形成方法によれば、原稿
に忠実な色調で優れた画質を有する多色画像を長期にわ
たって安定的に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多色画像形成方法に用いることができ
る多色画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図2】レーザー光学系の一例を示す説明図である。
【図3】本発明の多色画像形成方法に用いることができ
る多色画像形成装置の現像器の一例を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
1 像形成体 2 画像入
力部 3 照明光源 4 色分解
フィルター 5 反射ミラー 6 レンズ 7 CCDイメージセンサー 8 画像処
理部 9 多色原稿 10 レーザ
ー光学系 11 負帯電用帯電器 12 転写用
コロナ放電器 13 分離電極 14 定着器 15 クリーニング前除電器 16 クリー
ニング装置 17 クリーニングブレード 18 ファー
ブラシ 19 トナー回収ローラ 20 半導体
レーザー発振器 21 回転多面鏡 22 fθレ
ンズ 23 現像スリーブ 24 磁気ロ
ール 25 現像剤量規制体 26 第1の
攪拌部材 27 第2の攪拌部材 28 トナー
補給容器 29 トナー補給ローラ 30 現像剤
溜まり 31 バイアス電源 A イエロ
ートナー用現像器 B マゼンタトナー用現像器 C シアン
トナー用現像器 D ブラックトナー用現像器 K 現像領
域 L レーザービーム P 記録紙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木谷 龍二 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも着色剤および結着樹脂を含む
    着色粒子に、大粒径無機微粒子Lと小粒径無機微粒子S
    とを含む2種以上の無機微粒子が外部添加されてなるト
    ナーと、キャリアとからなり、 前記大粒径無機微粒子Lおよび前記小粒径無機微粒子S
    が、下記の条件〜を満たすことを特徴とする静電荷
    像用現像剤。 <条件> 大粒径無機微粒子Lの最大体積分布粒径をDL (n
    m)とするとき、 50≦DL <150であること 小粒径無機微粒子Sの最大体積分布粒径をDS (n
    m)とするとき、 10≦DS ≦50であること 最大体積分布粒径DS に対する最大体積分布粒径D
    L の比が、 1.5≦(DL /DS )<5.0であること 大粒径無機微粒子Lとキャリア材料との摩擦帯電量
    をQL 、小粒径無機微粒子Sとキャリア材料との摩擦帯
    電量をQS とするときに、摩擦帯電量QL に対する摩擦
    帯電量QS の比(QS /QL )の絶対値が0〜0.5で
    あること
  2. 【請求項2】 現像剤搬送担持体上に形成された現像剤
    層を像形成体に対して非接触となる状態で現像領域に搬
    送し、交流バイアスを印加して得られる振動電界下で像
    形成体上の静電潜像を現像することを繰り返すことによ
    り、前記像形成体上に色の異なる複数のカラートナー像
    を重ね合わせて形成し、次いで、複数のカラートナー像
    を一括して転写する工程を含む多色画像形成方法におい
    て、前記複数のカラートナー像を形成する各々の現像剤
    が、請求項1に記載の静電荷像用現像剤であることを特
    徴とする多色画像形成方法。
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