JP2003021957A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
ともに十分な透過性を得る画像形成装置を提供する。 【解決手段】 現像ローラ6にトナーを供給するトナー
供給ローラ8の硬度をアスカーFで40°〜60°の範
囲内にし、現像ローラ6に対するトナー供給ローラ8の
圧縮変形量を0.5〜2.0mmの範囲内にする。また
トナーの粘性を95℃においては1×105〜1×10
6ポアズの範囲にし、105℃では1×10 4〜1×10
5ポアズにし、さらにトナー内に2.5〜30重量部の
ワックスを含有させる。
Description
や電子写真複写機等における、トナーをトナー供給ロー
ラにより現像ローラへ供給し、現像ローラによりトナー
を静電潜像担持体へ付着させることにより現像を行う画
像形成装置に関する。
写真記録装置においては、従来、ホットオフセットを防
止するために定着器にオイルを補給していた。ホットオ
フセットというのは、ヒートローラでトナーの定着を行
う際に、溶融したトナーが印刷用紙に付着せずにヒート
ローラの表面に付着する現象であり、ヒートローラの温
度が低すぎる場合でも高すぎる場合でも発生する。定着
器のヒートローラにオイルを補給すると透過性(例え
ば、OHP用紙における透過性で測定する)が悪くな
る。このため補給するオイルとしては極めて粘性の低い
熱溶融特性になるオイルを使用することにより、透過性
を確保していた。
係を示す。両図において横軸はオイル塗布量を示し、縦
軸は透過性を表す濁度値を示す。濁度値は数値が大きく
なれば透過性は悪くなる。両図からわかるように、オイ
ルの塗布量が増加すると透過性は悪化し、図3に示すよ
うに、オイル塗布量が0.05mg/cm2以下であれ
ば透過性は良好であるといえる。
止するために使用するオイルは定着条件下で実質的に粘
性を発現するものであれば特定のものである必要はない
が、一般的にはシリコーンオイルや鉱物オイルなどのう
ち比較的粘性の低いものが用いられる。またオイルの使
用量は印刷媒体1枚当たり0.5mg〜10mg以上と
かなり多くの量が用いられる。そのため多量のオイルを
使用する定着プロセスにおいては、印刷媒体上に多量の
オイルが残り、扱い者の手を汚すなどの問題がある。
イルレス定着をカラー定着方式に用いることは勿論可能
である。これはオイルを使用しないので上記の問題は発
生しない。しかしながら、オイルレス定着を可能にする
トナーは、ゲル分を多く含んでおり、通常、熱溶融時に
印刷媒体の表面上に平滑に広がりにくい。したがってO
HP用紙に印刷を行った場合に十分な透過性が得られな
いという問題があった。
に本発明は、潤滑剤を含むトナーをトナー供給ローラに
より現像ローラへ供給し、現像ローラにより該トナーを
静電潜像担持体へ付着させることにより現像を行う画像
形成装置において、トナー供給ローラの硬度がアスカー
Fで40°〜60°の範囲内にあり、トナー供給ローラ
の現像ローラへの接触時の圧縮変形量が0.5〜2.0
mmの範囲内であることを特徴とするものである。
脂に対して2.5〜30.0重量部含まれるようにする
ことにより、オイルレス定着で、しかも十分な透過性が
得られる。またトナーは、95℃における粘性が1×1
05〜1×106ポアズまたは105℃における粘性が
1×104〜1×105ポアズであるものを用いるとよ
い。
にしたがって説明する。図1は本発明の実施の形態の画
像形成装置を示す概略構成図である。本実施の形態では
画像形成装置として電子写真プリンタの画像形成装置を
用いて説明する。
静電潜像が形成される感光体ドラム2、感光体ドラム2
の表面を所定の電圧、例えば−(マイナス)850Vに
帯電させる帯電ローラ3、感光体ドラム2の表面を露光
して静電潜像を形成する露光手段としてのLEDヘッド
4、感光体ドラム2上の静電潜像にトナーを付着させて
現像を行う現像部5を有する。現像部5には、感光体ド
ラム2にトナーを供給する現像ローラ6、現像ローラ6
に付着したトナーの層厚を規制する現像ブレード7およ
び現像ローラ6にトナーを供給するトナー供給ローラ8
が具備されている。現像部5の上方にはトナーを収容す
るトナーホッパー13が配置され、現像部5にトナーを
供給するようになっている。
導電性のシリコーンゴム、ウレタンゴムなどのゴム弾性
層を形成し、表面を良好な印刷濃度となるように適当な
表面粗さに研磨したもので、矢印方向に回転する。本実
施の形態では、Rz(+点平均粗さ)=6〜12μmに
研磨したものを用いている。トナー供給ローラ8は、現
像ローラに圧接して配置され、導電性シャフトの周囲に
シリコーンスポンジ、ウレタンスポンジなどの発泡性ゴ
ム弾性層を形成したものである。トナー供給ローラ8
は、現像ローラ6に圧接して配置され、矢印方向に回転
することによりトナーを現像ローラ6へ供給し、現像ロ
ーラ6との圧接部においてトナーを摩擦帯電するととも
に、現像に供されなかった現像ローラ6上の未使用トナ
ーを掻き取る働きもある。
で、またトナー供給ローラ8の直径は16mmφで、ト
ナー供給ローラ8の軸8aの直径は8mmφに設定して
ある。またトナー供給ローラ8は現像ローラ6に圧接し
ており、圧接している部分の圧縮変形量は0.5〜2.
0mmの範囲内に設定され、そのときのトナー供給ロー
ラ8と現像ローラ6とのニップ量(接触部の幅)をほぼ
1〜2mmに設定する。またトナー供給ローラ8の硬度
はアスカーFで40°〜60°の範囲に設定されてい
る。
2表面上のトナー画像を印刷媒体に転写する転写ローラ
9が配設されている。印刷媒体は感光体ドラム2と転写
ローラ9の間を搬送される。画像形成装置1の左側、即
ち、印刷媒体搬送方向下流側には定着器10が設けられ
ている。定着器10は印刷媒体上に転写されたトナー画
像を印刷媒体に定着させるもので、ヒートローラ11と
ヒートローラ11に圧接するプレッシャローラ12から
構成される。なお定着器10は通常は画像形成装置1か
ら所定の距離をとって配設されるが、図では説明のため
にその距離を縮めて示してある。
にして製造されたものである。以下、第1実施例として
説明する。成分として、ポリエステル樹脂(数平均分子
量Mn=3700、ガラス転移点Tg=62℃)を10
0重量部、カルナバワックスを2.5重量部、フタロシ
アニンブルーを4.5重量部、帯電制御剤を2.5重量
部の混合物を、ヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合し
た後、ロールミルで120℃の温度で約3時間加熱溶融
し、室温まで冷却したのち、得られた混練物を粉砕、分
級し、平均粒径8μmのトナーを得る。得られたトナー
の95℃における粘性は、4×105ポアズであり、か
つ105℃における粘性は5×104ポアズであった。
の構成を有する電子写真プリンタのトナーホッパーへ収
容して印刷を行い、その結果を調べた。定着器10への
オイル補給は行わなかった。トナー供給ローラ8の硬度
はアスカーFで40°で、現像ローラ6への圧接部の圧
縮変形量は0.5mmであった。印刷媒体としては、X
EROX(登録商標)4200用紙を用い、全面べた印
刷を行った。その結果、非オフセット領域を目視確認し
たところ、100℃〜200℃と極めて広い範囲であっ
た。また濁度値が1で十分な透過性が得られ、フィルミ
ングも発生しなかった。
G3300を用いて全面べた画像の印刷を行い、定着器
10の設定温度150℃における透過率を測定した。透
過率の測定は、日本電色製 SE2000を用い、測定
波長は470nmで行った。その結果、透過率は65%
であり、プロジェクターを用いた透過光での目視でも極
めて色鮮やかで良好な印刷結果が得られた。
を行ったところ、初期と全く変わらない高品質の印刷結
果が得られ、トナーの供給不足により十分な濃度が発現
されないというような問題は生じなかった。また連続試
験を行った後、現像部5を分解して現像ローラ6表面を
詳細に観察した結果、トナーの現像ローラ6への固着は
見られなかった。
を行った。まずトナーの製造は次のように行った。即
ち、成分として、ポリエステル樹脂(数平均分子量Mn
=3700、ガラス転移点Tg=62℃)を100重量
部、カルナバワックスを30重量部、フタロシアニンブ
ルーを4.5重量部、帯電制御剤を2.5重量部の混合
物を、ヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した後、ロ
ールミルで120℃の温度で約3時間加熱溶融し、室温
まで冷却したのち、得られた混練物を粉砕、分級し、平
均粒径8μmのトナーを得る。得られたトナーの95℃
における粘性は2×105ポアズであり、かつ105℃
における粘性は2×104ポアズであった。
電子写真プリンタのトナーホッパーへ収容して印刷を行
い、その結果を調べた。定着器10へのオイル補給は行
わなかった。トナー供給ローラ8の硬度はアスカーFで
60°で、現像ローラ6への圧接部の圧縮変形量は2.
0mmとした。印刷媒体としては、XEROX(登録商
標)4200用紙を用い、全面べた印刷を行った。その
結果、非オフセット領域を目視確認したところ、100
℃〜200℃と極めて広い範囲であった。また濁度値が
1で十分な透過性が得られ、フィルミングも発生しなか
った。
G3300を用いて全面べた画像の印刷を行い、定着器
10の設定温度150℃における透過率を測定した。透
過率の測定は、日本電色製 SE2000を用い、測定
波長は470nmで行った。その結果、透過率は75%
であり、プロジェクターを用いた透過光での目視でも極
めて色鮮やかで良好な印刷結果が得られた。
を行ったところ、初期と全く変わらない高品質の印刷結
果が得られ、トナーの供給不足により十分な濃度が発現
されないというような問題は生じなかった。また連続試
験を行った後、現像部5を分解して現像ローラ6表面を
詳細に観察した結果、トナーの現像ローラ6への固着は
見られなかった。
調査を行った。トナーの製造は第1実施例と同様であ
る。即ち、成分として、ポリエステル樹脂(数平均分子
量Mn=3700、ガラス転移点Tg=62℃)を10
0重量部、カルナバワックスを30重量部、フタロシア
ニンブルーを4.5重量部、帯電制御剤を2.5重量部
の混合物を、ヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した
後、ロールミルで120℃の温度で約3時間加熱溶融
し、室温まで冷却したのち、得られた混練物を粉砕、分
級し、平均粒径8μmのトナーを得る。得られたトナー
の95℃における粘性は4×105ポアズであり、かつ
105℃における粘性は5×104ポアズであった。
電子写真プリンタのトナーホッパーへ収容して印刷を行
い、その結果を調べた。定着器10へのオイル補給は行
わなかった。トナー搬送ローラ8の硬度はアスカーFで
60°で、現像ローラ6への圧接部の圧縮変形量は0.
3mmとした。印刷媒体としては、XEROX(登録商
標)4200用紙を用い、全面べた印刷を行った。その
結果、非オフセット領域を目視確認したところ、150
℃〜155℃と極めて狭い範囲であった。また濁度値も
12であり、十分な透過性は得られなかった。
G3300を用いて全面べた画像の印刷を行い、定着器
10の設定温度150℃における透過率を測定した。透
過率の測定は、日本電色製 SE2000を用い、測定
波長は470nmで行った。その結果、透過率は65%
であり、プロジェクターを用いた透過光での目視でも極
めて色鮮やかで良好な印刷結果が得られた。
たところ、数十枚程度印刷したところで濃度の低下が生
じた。しかしながら同じ条件で、トナー搬送ローラ8の
現像ローラ6への圧縮変形量を0.5mmに変更したと
ころ、濃度の低下は解消され、0.3mmに戻すと再び
濃度が低下する現象が見られた。
を変えて調査を行った。トナーの製造は第1実施例と同
様である。即ち、成分として、ポリエステル樹脂(数平
均分子量Mn=3700、ガラス転移点Tg=62℃)
を100重量部、カルナバワックスを30重量部、フタ
ロシアニンブルーを4.5重量部、帯電制御剤を2.5
重量部の混合物を、ヘンシェルミキサー中で十分攪拌混
合した後、ロールミルで120℃の温度で約3時間加熱
溶融し、室温まで冷却したのち、得られた混練物を粉
砕、分級し、平均粒径8μmのトナーを得る。得られた
トナーの95℃における粘性は4×105ポアズであ
り、かつ105℃における粘性は4×104ポアズであ
った。
電子写真プリンタのトナーホッパーへ収容して印刷を行
い、その結果を調べた。定着器10へのオイル補給は行
わなかった。トナー搬送ローラ8の硬度はアスカーFで
40°で、現像ローラ6への圧接部の圧縮変形量は2.
5mmとした。印刷媒体としては、XEROX(登録商
標)4200用紙を用い、全面べた印刷を行った。その
結果、非オフセット領域を目視確認したところ、100
℃〜200℃と極めて広い範囲であり、また濁度値の良
好な値を示したが、フィルミングが発生した。
G3300を用いて全面べた画像の印刷を行い、定着器
10の設定温度150℃における透過率を測定した。透
過率の測定は、日本電色製 SE2000を用い、測定
波長は470nmで行った。その結果、透過率は65%
であり、プロジェクターを用いた透過光での目視でも極
めて色鮮やかで良好な印刷結果が得られた。
たところ、1500枚を過ぎたところで印刷面にかぶり
とかすれが見え始めた。このとき、現像部を分解して現
像ローラ6の表面を観察したところ、現像ローラ6表面
にトナーが面状に広がって固着しているのが確認され
た。アルコールを含ませた脱脂綿で現像ローラ6の表面
を丁寧に拭くとトナーは完全に除去できた。その後現像
部5を組み立て直して再び印刷を行ったところ、かぶり
とかすれは解消され、初期と同様の高品質の印刷結果が
得られた。そこで連続印刷を再開したところ、今回も1
500枚を過ぎたあたりから印刷面にかぶりとかすれが
見え始めた。このとき現像部を分解して現像ローラ6の
表面を観察したところ、現像ローラ6表面にトナーが面
状に広がって固着しているのが確認された。
めると表1の通りである。また各例における印刷結果を
表2に示す。
6ポアズで、105℃における粘性が1×105ポアズ
のトナーを使用した場合(上限粘度)の印刷結果と、9
5℃における粘性が1×105ポアズで、105℃にお
ける粘性が1×104ポアズのトナーを使用した場合
(下限粘度)の印刷結果をも示してある。表に示すよう
に両方の場合とも良好な結果が出ている。
オフセット温度範囲が得られるかどうかの評価であり、
比較例1の場合は十分な範囲が得られておらず、その他
の場合は十分は範囲が得られている。またフィルミング
は、トナーがトナー供給ローラから現像ローラへ供給さ
れる際に潰されて現像ローラ表面に付着する現象であ
る。
討した結果、トナーの95℃における粘性が1×105
〜1×106ポアズ、あるいは105℃における粘性が
1×104〜1×105ポアズを超えて高いと十分な透
過性を示さないことを確認した。また逆に、トナーの9
5℃における粘性が1×105〜1×106ポアズ、あ
るいは105℃における粘性が1×104〜1×105
ポアズの範囲を超えて低いと大量のオイル補給を定着器
に行っても、またトナー中に大量のワックスを含有させ
てもオフセットの発生を防止できないことが確認され
た。したがって本発明では、95℃における粘性が1×
105〜1×106ポアズで、かつ105℃における粘
性が1×104〜1×105ポアズのトナーを使用する
ことにより良好な透過性を実現することができる。
含有させてトナーを作製することによりオイルを補給し
ないで定着を行うオイルレス定着が可能であることを見
出した。即ち、ワックスの量が2.5重量部〜30重量
部の範囲内であれば定着器のヒートローラへのオイル補
給量が1枚当たり0〜0.05mgで、即ち、実質的な
オイルレスで定着が可能であることを見出した。
度領域との関係を示す。同表に示すように、ワックスの
量が2.5重量部〜30重量部の範囲内であれば100
℃〜200℃と極めて広い範囲の非オフセット温度領域
が得られる。
十分な非オフセット温度領域を確保するために実質的な
オイルレス定着が困難になり、30重量部以上であると
表面に存在するワックスのためかトナーの流動性が極端
に低下し、印刷品質が低下することを見出した。
形成装置1側の対応も必要である。本発明では、トナー
が大量のワックスを含有することから、現像ローラ6に
トナーが付着しやすくなる点を考慮し、これを防止する
ための改良を加えている。大量のワックスを含むトナー
は、必然的に粒子表面に大きい占有率でワックスが存在
しやすくなる。ワックスは溶融時の粘度が結着樹脂に比
較して小さいものであるから、長時間の印刷でトナーが
現像ローラに長時間こすりつけられると、摩擦熱で現像
ローラ表面に溶融し、これが固まって現像ローラ表面に
面状に被服してしまうことがある。このような状態で
は、正常なトナーが現像ローラの表面に固着したトナー
と摩擦帯電することになるので、トナー同士が帯電しあ
うことになり、かぶりの多い印刷になりやすいのであ
る。
に、現像ローラにトナーを供給するトナー供給ローラの
硬度がアスカーFで40°〜60°の範囲内であるよう
な非常に柔らかいものを用いることにより、トナーへの
機械的ダメージを最小限に抑えることが可能であること
を見出した。上述のようにトナー供給ローラ8は、導電
性シャフトの周囲にシリコーンスポンジ、ウレタンスポ
ンジなどの発泡性ゴム弾性層を形成したもので、現像ロ
ーラ6に圧接している部分の圧縮変形量は0.5〜2.
0mmの範囲内に設定している。
れ2.5重量部、30重量部および35重量部の場合の
特性を示す。各表ではトナー供給ローラ8の硬度と現像
ローラへの圧縮変形量がそれぞれ異なる場合を示してあ
る。各表において、濃度はマクベス値であり、1.2〜
1.8が適正値である。また荷重は、トナー供給ローラ
8と現像ローラとの間の荷重であり、トナー供給ローラ
8の硬度と現像ローラへの圧縮変形量により変化する。
の場合は、硬度が40°または60°の場合で、圧縮変
形量が0.5mm〜2.0mmの範囲のある場合に良好
な結果が出ている。またワックス量が30重量部の場合
も同様に、硬度が40°または60°の場合で、圧縮変
形量が0.5mm〜2.0mmの範囲のある場合に良好
な結果が出ている。ワックス量が35重量部の場合は、
硬度および圧縮変形量がいずれの場合も印刷かすれが発
生し、良好な印刷結果は得られていない。
量の関係を示す。同表に示す評価結果は、ワックス量が
2.5重量部と30重量部の両方の場合の結果である。
硬度が40°と60°の場合は上述の表4と表5に示す
ものと同様である。表中に示す×は、濃度不足あるいは
印刷かすれが発生し、いずれにしても不良の印刷結果を
示す。表からわかるように、圧縮変形量が0.3mm以
下の場合は硬度に拘らず濃度不足が発生し、2.5mm
以上では硬度に拘らず印刷かすれが発生する。このよう
に、ワックスが2.5重量部〜30重量部含まれる場合
に、良好な印刷結果が得られた。
下であると現像ローラに対してトナーの安定供給および
回収ができなくなり、逆に圧縮変形量が2.0mmを超
えるとトナー供給ローラの硬度を小さく設定する効果が
損なわれ、最終的には現像ローラ表面へのトナーの固着
を招く。
ば、トナー供給ローラの硬度がアスカーFで40°〜6
0°の範囲内にあり、トナー供給ローラの現像ローラへ
の接触時の圧縮変形量が0.5〜2.0mmの範囲内と
することにより、オイルレス定着が可能で、しかも十分
な透過性が得られる効果がある。
構成図である。
ある。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 潤滑剤を含むトナーをトナー供給ローラ
により現像ローラへ供給し、現像ローラにより該トナー
を静電潜像担持体へ付着させることにより現像を行う画
像形成装置において、 トナー供給ローラの硬度がアスカーFで40°〜60°
の範囲内にあり、トナー供給ローラの現像ローラへの接
触時の圧縮変形量が0.5〜2.0mmの範囲内である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記潤滑剤はワックスであり、結着樹脂
に対して2.5〜30.0重量部含まれる請求項1記載
の画像形成装置。 - 【請求項3】 前記トナーの粘性は、95℃における粘
性が1×105〜1×106ポアズまたは105℃にお
ける粘性が1×104〜1×105ポアズである請求項
1または2記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001208009A JP2003021957A (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001208009A JP2003021957A (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003021957A true JP2003021957A (ja) | 2003-01-24 |
JP2003021957A5 JP2003021957A5 (ja) | 2005-03-03 |
Family
ID=19043907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001208009A Pending JP2003021957A (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003021957A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010117617A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Oki Data Corp | 現像剤、現像剤カートリッジ、現像装置及び画像形成装置 |
JPWO2021149547A1 (ja) * | 2020-01-24 | 2021-07-29 |
-
2001
- 2001-07-09 JP JP2001208009A patent/JP2003021957A/ja active Pending
Cited By (5)
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WO2021149547A1 (ja) * | 2020-01-24 | 2021-07-29 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 現像装置およびこれを備えた画像形成装置 |
CN114467060A (zh) * | 2020-01-24 | 2022-05-10 | 京瓷办公信息系统株式会社 | 显影装置以及具备该显影装置的图像形成装置 |
US11599038B2 (en) | 2020-01-24 | 2023-03-07 | Kyocera Document Solutions Inc. | Developing device and image forming apparatus provided therewith |
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