JPH09127783A - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

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JPH09127783A
JPH09127783A JP7283098A JP28309895A JPH09127783A JP H09127783 A JPH09127783 A JP H09127783A JP 7283098 A JP7283098 A JP 7283098A JP 28309895 A JP28309895 A JP 28309895A JP H09127783 A JPH09127783 A JP H09127783A
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image forming
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JP7283098A
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Satoru Torigoe
哲 鳥越
Toyofumi Inoue
豊文 井上
Hiroyoshi Okuno
広良 奥野
Hiroe Okuyama
浩江 奥山
Kotaro Yoshihara
宏太郎 吉原
Masahiro Uchida
正博 内田
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像ゴーストの問題が生じ難く、かつ低現像
性、濃度ムラ等の問題を生じ難い小型画像形成装置が使
用できる画像形成方法を提供する。 【解決手段】 潜像保持体上に潜像を形成する工程、該
潜像保持体上の静電潜像を、現像剤担持体に圧接された
現像剤層規制部材により層形成された現像剤によりトナ
ー像を形成する工程、該トナー像を転写体上に転写する
工程を有する画像形成方法にであって、現像剤担持体が
円筒状基体上に、Mo、OおよびHを主たる構成成分と
する酸化モリブデン水化物の皮膜を備え、かつ、該現像
剤担持体の表面粗さRaが0.3〜3.0μmであり、
現像剤として、結着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子
と、平均粒子径0.1ないし3.0μmの微粒子を含有
する非磁性一成分現像剤を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法、静電印刷法等の画像形成方法に関する。さらに詳し
くは、トナー現像部間で現像剤担持体上にトナーを薄層
コートして搬送する工程を有する画像形成方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、電子写真乾式現像方式は、静電複
写機のみならず、プリンター、ファクシミリ、或いは複
写機とプリンターとファクシミリ等を合わせ持つ複合機
に用いられるようになってきている。特に最近の傾向と
して、小型化、軽量化、省資源やリサイクル等のエコロ
ジー対応がより強く要求されるようになっている。そし
て、これらの要求に対応するための画像形成方法の改善
および新規開発が盛んに行われている。
【0003】従来より電子写真乾式現像方式としては、
トナーとキャリアよりなる二成分現像剤を用いる二成分
現像方式と、キャリアを用いない一成分現像剤を用いる
一成分現像方式が知られている。二成分現像方式は最も
広く利用されている方式であるが、現像剤中のトナー濃
度を一定に保つためのトナー濃度のコントロールシステ
ムや、現像剤中に新たに追加されたトナーと現像剤を混
合するためのミキシング装置が必要であり、小型化等の
要求を十分満足することができない。そこで現像方式と
して、現像機が小型で軽量化でき、トナー濃度コントロ
ールの煩わしさがないという長所をもつ一成分現像方式
に対する要求が大きくなっている。
【0004】一成分現像方式は、トナーを現像剤担持体
上に供給し、層厚規制部材によりトナー層を形成すると
同時に摩擦帯電した後、潜像保持体上の静電潜像にトナ
ーを付着させて現像を行うものであって、トナーの搬送
制御が容易なこと、複写機、プリンター等の内部汚染が
少ないこと等の理由から、現在、磁性粉を含有するトナ
ーを使用した磁性一成分現像剤を用いる方式のものが広
く利用されている。しかしながら、この場合、トナーが
磁性粉を含有しているため、一枚当たりの現像剤の消費
量が多く、鮮明なカラー画像が得られないと言う欠点が
あった。
【0005】これらの欠点を改善するものとして、非磁
性一成分現像方式がある。近年、プリンターおよびデジ
タル複写機における高解像度化が進み、ますます高画質
が要求されるようになっているが、非磁性一成分現像方
式においては、現像剤担持体上のトナー層形成工程が、
均一で静電潜像に忠実な高画質の画像を得る上で重要な
工程である。すなわち、安定かつ均一なトナー層を形成
させるためには、トナーの帯電性および流動性は重要な
因子であり、キャリアを用いた二成分現像剤や磁性一成
分現像剤に比べ、より均一な帯電量分布および良好な流
動性が必要とされている。
【0006】一方、一成分現像方式では、現像工程で現
像剤が消費された部分に新たに供給された現像剤は、層
厚規制部材による摩擦帯電を一度しか受けないが、消費
されなかった部分の現像剤は、重ねて摩擦帯電を受ける
ことになるため、現像履歴に応じて現像剤担持体上の現
像剤に帯電量に分布が生じ、その結果、前画像の履歴が
次の画像上に現れるという現像ゴーストが発生しやすい
という欠点をもつ。
【0007】現像ゴーストに対処するための技術として
は、特開平1−276174号公報に開示されている技
術が知られている。この技術では、現像剤担持体表面
に、フェノール樹脂とカーボンからなる導電性および表
面潤滑性を有する樹脂層を設けることにより現像ゴース
トの発生を制御している。また、現像剤担持体表面にM
o、OおよびHを主な構成成分とする材料の皮膜を備え
る方法も有効である。
【0008】しかしながら、これらの現像剤担持体は帯
電付与能力が低いため、それを非磁性一成分現像剤と組
み合わせて用いた場合、トナーが十分に帯電されず、そ
の結果、現像剤担持体上に安定かつ均一で十分な量のト
ナー層を形成することができなく、高画像濃度が得られ
難くなる。
【0009】現像剤担持体上に長期にわたり均一で十分
な量のトナー層を得るための方法として、特開昭57−
66455号公報には、不定形粒子によるサンドブラス
ト処理により、現像剤担持体表面に凹凸の粗面を形成さ
せる方法が提案されている。しかしながら、この方法で
は、現像剤担持体上で現像剤担持体に圧接されている層
厚規制部材をトナーが通過する際のストレスにより、ト
ナー或いはトナー成分が現像剤担持体表面の凸部の斜面
および凹部に付着し易く、長期の使用により現像剤担持
体表面の汚染が進み、トナー層形成ムラ、トナー層抜け
等の現象が起こる。その結果、濃度ムラ、濃度低下等の
画質低下の問題が生じる。以上のように、非磁性一成分
現像方式については、ゴースト現象が発生せず、なおか
つ均一で高画像濃度を得るための十分なものは出現して
いないのが現状である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記のような実情に鑑み、その問題点を解決す
ることを目的としてなされたものである。すなわち、本
発明の目的は、現像ゴーストの問題が生じ難く、かつ低
現像性、濃度ムラ等の問題が生じ難い小型画像形成装置
が使用できる画像形成方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意検討し
た結果、現像剤担持体が、Mo、OおよびHを主な構成
成分とする材料の皮膜を備え、かつ現像剤担持体の表面
粗さRaが0.3〜3.0μmであり、また、使用する
現像剤中に平均粒子径が0.1〜3.0μmの微粒子を
含有する場合に、現像ゴースト、濃度ムラ等の問題を解
決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0012】本発明の画像形成方法は、潜像保持体上に
潜像を形成する工程、該潜像保持体上の静電潜像を、現
像剤担持体に圧接させた現像剤層厚規制部材により該現
像剤担持体上に層形成した現像剤によりトナー像を形成
する工程、該トナー像を転写体上に転写する工程を有す
るものであって、現像剤担持体として、円筒状基体上
に、Mo、OおよびHを主たる構成成分とする酸化モリ
ブデン水化物の皮膜を備えたものであって、その表面粗
さRaが0.3〜3.0μmであるものを用い、また、
現像剤として、結着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子
と、平均粒子径0.1ないし3.0μmの微粒子を含有
する非磁性一成分現像剤を用いることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図1は、本発明の画像形成方法に使
用する電子写真装置の一例を示すものであって、図にお
いて、潜像保持体1の周囲には、ローラー帯電器2、現
像剤担持体3および現像剤層厚規制部材4を備えた現像
器、ローラー転写器5およびブレード式クリーナー6が
配設されており、そして現像器は現像剤担持体3と現像
剤供給ローラー7を備え、その背後はトナー室となって
おり、そのトナー室内に非磁性一成分現像剤が充填され
るようになっている。
【0014】上記画像形成装置においては、まず、潜像
保持体上に潜像を形成する工程において、感光ドラム等
の潜像保持体1上に、ローラー帯電器2により一様に帯
電した後、図示しないレーザー書き込み装置によって反
転露光(画像部露光)を行い、静電潜像を形成させる。
次いで、形成された潜像を保持する潜像保持体1は、現
像剤を担持する現像剤担持体3と対向する位置に移動し
て、その潜像が現像剤によって現像され、トナー像が形
成される。この場合、現像剤層厚規制部材4を現像剤担
持体3に圧接させて、現像剤担持体上に非磁性一成分現
像剤の層が形成されるように構成されている。上記のよ
うにして形成されたトナー像は、次いでローラー転写器
5によって、紙等の転写体上に転写され、一方、潜像保
持体の上に残留するトナーは、ブレード式クリーナー6
によりクリーニングされ、次の複写工程のために供され
る。
【0015】本発明で使用される現像剤担持体の円筒状
基体は、材質として、アルミニウム、ステンレス鋼等が
使用でき、例えば、アルミニウム等を押し出し成形して
得た円筒状物を、センタレス研磨とアランダム#600
によるブラスト処理、或いは不定形褐色アルミナ研削材
A(JIS R6111−1987)によるブラスト処
理で表面凹凸加工する等の粗面化処理により得ることが
できる。また、この円筒状基体は、その上に設けるM
o、OおよびHを主たる構成成分とする酸化モリブデン
水化物の皮膜の耐久性を増大する目的で、その表面にZ
nからなる下地膜を備えるのが好ましく、例えば、上記
の粗面化処理の後、化学メッキによりその表面にZn下
地膜を形成したアルミニウム管等が好ましい。
【0016】上記の円筒状基体は、その上にMo、Oお
よびHを主たる構成成分とする酸化モリブデン水化物の
皮膜(以下、「Mo系皮膜」という。)を設けるが、こ
のMo系皮膜は、モリブデン酸塩を含む溶液を用いた化
成処理により形成することができる。より具体的には、
モリブデン酸イオン(MoO4 2-)を含む処理液を用
い、円筒状基体を陰極として電解処理を行い、円筒状基
体の上にMo、OおよびHを主成分とする複塩の膠質膜
を形成し、次いで乾燥工程その膠質膜の乾燥(硬質化)
を行うことによって形成される。上記のようにして形成
されるMo系皮膜は、Mo、OおよびHを主たる構成成
分とする酸化モリブデン水化物よりなるものと推定され
るが、その詳細な構造は不明である。
【0017】Mo系皮膜の膜厚は、上記の処理時間を変
更することによって任意に調整することができるが、現
像ゴースト抑制効果の観点から、0.8μm以上、かつ
10μm以下であることが好ましく、特に、2.5〜
3.5μmの範囲であることが望ましい。さらに、Mo
系皮膜のクラック幅は、乾燥工程の温度調節によって制
御可能であるが、クラック幅が0.3μm以下になるよ
うにすると、現像ゴースト抑制効果の持続性をよくする
ことができるので好ましい。
【0018】本発明においては、現像剤担持体表面が凹
凸の粗面を有することが必要である。すなわち、現像剤
担持体表面の凹凸粗さRaが0.3〜3.0μmの範囲
にあることが必要であり、好ましくは0.5〜2.0μ
mの範囲である。それにより現像剤担持体表面へのトナ
ーの均一で十分な量の層形成が可能となり、さらに、ト
ナー層厚を規制するため、現像剤位担持体に圧接されて
いる弾性ブレードにより現像剤に含有されている微粒子
が現像剤担持体上を絶えずクリーニングするので、トナ
ーおよび/またはトナー成分による現像剤担持体表面の
汚染を長期にわたり抑制することができる。現像剤担持
体表面の凹凸粗さRaが0.3μm未満では均一で十分
な量のトナー層が得られ難くなり、Raが3.0μmを
越えると、現像剤担持体表面の汚染が著しく、微粒子を
添加した効果が得られ難い。
【0019】次に、本発明に用いる現像剤について説明
する。本発明において用いる現像剤は、非磁性一成分現
像剤であって、結着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子
と、平均粒子径0.1ないし3.0μmの微粒子とを含
有する。微粒子としては、シリカ、チタニア等の無機微
粒子、脂肪酸、その金属塩およびその他の誘導体等の有
機微粒子、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂およびスチレ
ン系樹脂等の樹脂微粒子が使用でき、特に、チタニア、
酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化錫、およ
びトナー用磁性体として使用できる各種フェライト、マ
グネタイト等の微粒子が好ましい。これらは、シランカ
ップリング剤やシリコーンオイル等により疎水化処理等
の表面処理を施されたものでもよい。これらの微粒子
は、トナーの帯電性、耐久性、流動性或いはクリーニン
グ性を向上する作用をする。
【0020】本発明において、上記微粒子は、数平均粒
子径が0.3〜3.0μmの範囲にあることが必要であ
り、0.5〜2.0μmの範囲が好ましい。数平均粒子
径が0.3μm未満または3.0μmを越える場合に
は、上記効果が十分に示されない。また、上記微粒子の
添加量は、現像剤に対して0.1〜10重量%の範囲が
好ましい。添加量が0.1重量%未満の場合は、効果が
十分でなく、10重量%を越えると潜像保持体を傷付け
る等の悪影響が出てくる。
【0021】本発明におけるトナー粒子に使用される結
着樹脂としては、トナー用として従来から使用されてい
る公知の樹脂が使用できる。例えば、1または2以上の
ビニルモノマーのホモポリマーおよびコポリマー等があ
げられる。代表的なビニルモノマーとしては、例えば、
スチレン、p−クロルスチレン、ビニルナフタレン等の
ビニル芳香族化合物、例えばエチレン、プロピレン、ブ
チレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフ
ィン類、例えば、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニ
ル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニ
ル、ぎ酸ビニル、ステアリン酸ビニル、カプロン酸ビニ
ル等のビニルエステル類、例えば、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸
イソブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸n−オク
チル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニ
ル、メチル−α−クロルアクリレート、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のエ
チレン性モノカルボン酸およびそのエステル類、例え
ば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル
アミド等のエチレン性モノカルボン酸置換体、例えば、
マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸
ジブチル等のエチレン性ジカルボン酸およびそのエステ
ル類、例えば、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケ
トン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン
類、例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエー
テル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル
類、例えば、ビニリデンクロリド、ビニリデンクロロフ
ロリド等のビニリデンハロゲン化物、例えば、N−ビニ
ルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルイン
ドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル複素環化
合物等があげられる。
【0022】また、着色剤としては、公知のものならば
何如なるものでも使用することができる。また、着色、
荷電制御、電気抵抗制御等の目的で、顔料、染料および
その他の物質を含有させることができる。例えば、カー
ボンブラック、ニグロシン等のアジン系染料、サリチル
酸クロム錯体のようなクロム系染料、マレイン酸を単量
体成分として含む共重合体のごとき高分子酸、4級アン
モニウム塩、アニリンブルー、クロムイエロー、群青、
メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ロ
ーダミン6Gレーキ等を添加することができるが、カラ
ートナー中に用いる場合には、その色調を阻害しない範
囲のものを選択するのが望ましい。
【0023】さらにまた、耐オフセット性をより完全に
するために、離型剤を添加してもよい。離型剤として
は、炭素数8以上のパラフィン、ポリオレフィン等が好
ましく、例えば、パラフィンワックス、パラフィンラテ
ックス、マイクロクリスタリンワックス等が使用でき
る。
【0024】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。な
お、本発明において用いるトナーにおける粒子径は、コ
ールターカウンター社製の粒度測定器TA−II、アパー
チャー径100μmを用いて測定した値である。また、
現像剤担持体表面の凹凸の粗さは、東京精密社製のサフ
コム表面粗さ計で測定した値である。また、表面粗さR
aは、JIS B 0601によるものである。さらに
画像濃度(SAD)はX−rite濃度計によって測定
した値である。
【0025】実施例1 (現像剤担持体の製造)アルミニウムを押出し成形して
アルミニウムパイプを作製した後、センタレス研磨とア
ランダム#600によるブラスト処理を行い、長さ25
0mm、直径18mm、表面粗さRa2.0μmの円筒
状基体を作成した。水1リットル中にZnを約10g、
NaOHを約100g溶解してなる水溶液を用い、無電
解メッキ法によりZnの下地膜を円筒状基体上に形成し
た後、モリブデン酸イオン(MoO4 2-)を含む処理液
(商品名:5C011、日本表面化学株式会社製)を用
い、円筒状基体を陰極として電解処理を行い、円筒状基
体上にMo、OおよびHを主成分とした複塩膠質の膜を
形成し、次いで20℃で乾燥して、Mo系皮膜が形成さ
れた現像剤担持体を作製した。Mo系皮膜形成後の現像
剤担持体表面のRaは、1.6μm、皮膜の膜厚は3.
0μm、クラック幅は0.2μmであった。
【0026】 (トナーの製造) 結着樹脂 スチレン−n−ブチルアクリレート(80/20)共重合体 84重量部 着色剤 カーボンブラック(BP1300 Cabot社製) 10重量部 離型剤 低分子量ポリプロピレン(ビスコール660P、三洋化成社製) 6重量部 上記組成の混合物を押出し機により加熱溶融、混練した
後、粉砕、分級して、体積平均粒子径7μmのトナー粒
子を得た。得られたトナー粒子100重量部に対して粒
子径15nmの疎水性コロイダルシリカ0.8重量部、
および平均粒子径1μmのチタニア微粒子0.4重量部
を添加し、ヘンシェルミキサーで混合して、外添トナー
を得た。
【0027】(評価のための画像形成)上記の現像剤担
持体を装着した図1に示す構成を有する画像形成装置
に、上記の外添トナーを投入して複写を行い、初期およ
び10000枚印字した後の現像剤担持体汚染、ソリッ
ド濃度および現像ゴーストについて評価を行った。その
結果、初期から最後まで、高濃度で濃度ムラや、ゴース
トのない画像が得られることが確認された。
【0028】なお上記画像形成装置の操作条件は次の通
りであった。潜像保持体1をローラー帯電器2で−40
0Vに帯電させた後、半導体レーザー書き込み装置を用
いて反転露光(画像部露光)を行い、露光部−50V、
非露光部−400Vの表面電位を有する静電潜像を形成
させ、現像剤担持体3と現像剤供給ローラー7に−30
0Vの直流電圧をかけて静電潜像を現像するようにし
た。また、潜像保持体の周速は60mm/s、現像剤担
持体の周速は90mm/sとし、トナーの転写はローラ
ー転写器5を用い、クリーニングはブレード式クリーナ
ー6を用いて行った。現像剤層厚規制部材4としてウレ
タンゴム製のものを用い、現像剤担持体3に0.5N/
cmの線圧で圧接させた。
【0029】実施例2 チタニア微粒子の代わりに、平均粒子径0.7μmの酸
化セリウム微粒子を0.3重量部使用した以外は、実施
例1と同様にしてトナーを作製し、同様にして評価を行
った。
【0030】実施例3 実施例1におけるアランダム#600の代わりに、不定
形褐色アルミナ研削材A(JIS R6111−198
7)を円筒状基体のブラスト処理に使用し、Mo系皮膜
形成後の現像剤担持体の表面粗さを2.5μmとした以
外は同様にして現像剤担持体を作製した。また、チタニ
ア微粒子の代わりに、平均粒子径1.5μmのチタン酸
ストロンチウム微粒子を0.2重量部使用した以外は実
施例1と同様にしてトナーを作製した。これらを用いて
同様に評価を行った。
【0031】比較例1 チタニア微粒子を使用しない以外は、実施例1と同様に
してトナーを作製し、同様にして評価を行った。
【0032】比較例2 チタン酸ストロンチウム微粒子を使用しない以外は、実
施例3と同様にしてトナーを作製し、同様にして評価を
行った。
【0033】比較例3 円筒状基体表面のブラスト処理を行わずに現像剤担持体
を作製し、またチタニア微粒子を使用しない以外は、実
施例1と同様にしてトナーを作製し、同様に評価を行っ
た。
【0034】これら実施例1〜3および比較例1〜3の
評価結果を表1にまとめて示す。
【表1】 現像剤担持体汚染 ○:未発生、 △:汚染は発生しているが画質には影響なし、 ×:汚染による濃度ムラが発生、 ××:汚染による白抜け発生
【0035】
【発明の効果】本発明の画像形成方法は、上記のように
円筒状基体上にMo、OおよびHを主たる構成成分とす
る酸化モリブデン水化物の皮膜を備え、かつ表面粗さR
aが0.3〜3.0μmの現像剤担持体を用い、その上
に平均粒子径0.1ないし3.0μmの微粒子を含有す
る非磁性一成分現像剤の層を形成することによって現像
を行うことにより、現像ゴースト、低現像性、濃度ムラ
等の問題のない高画質の画像を得ることができるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像形成方法を実施するための画像
形成装置の概略の構成図である。
【符号の説明】
1…潜像保持体、2…ローラー帯電器、3…現像剤担持
体、4…現像剤層厚規制部材、5…ローラー転写器、6
…ブレード式クリーナー、7…現像剤供給ローラー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 浩江 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 吉原 宏太郎 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 内田 正博 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 潜像保持体上に潜像を形成する工程、該
    潜像保持体上の静電潜像を、現像剤担持体に圧接させた
    現像剤層厚規制部材により該現像剤担持体上に層形成し
    た現像剤によりトナー像を形成する工程、該トナー像を
    転写体上に転写する工程を有する画像形成方法におい
    て、該現像剤担持体として、円筒状基体上に、Mo、O
    およびHを主たる構成成分とする酸化モリブデン水化物
    の皮膜を備えたものであって、その表面粗さRaが0.
    3〜3.0μmであるものを用い、現像剤として、結着
    樹脂と着色剤を含有するトナー粒子と、平均粒子径0.
    1ないし3.0μmの微粒子を含有する非磁性一成分現
    像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。
JP7283098A 1995-10-31 1995-10-31 画像形成方法 Pending JPH09127783A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020148816A (ja) * 2019-03-11 2020-09-17 株式会社リコー 現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置

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