JP2006317489A - 電子写真トナー、クリーニング装置、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性を向上させると共に、高画質な画像を形成することができる保管安定性の優れた電子写真用トナーを提供する。
【解決手段】平均円形度が0.94〜0.995である母体トナーに流動性付与剤と滑剤とが添加された電子写真用トナーにおいて、前記母体トナーの体積平均粒径が3〜9μmにされていると共に、前記滑剤として、体積平均粒径が3〜9μmであるメラミンシアヌレート粉末が、母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されているものとする。前記母体トナーの体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)は、好ましくは、1.01〜1.25である。
【選択図】なし
【解決手段】平均円形度が0.94〜0.995である母体トナーに流動性付与剤と滑剤とが添加された電子写真用トナーにおいて、前記母体トナーの体積平均粒径が3〜9μmにされていると共に、前記滑剤として、体積平均粒径が3〜9μmであるメラミンシアヌレート粉末が、母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されているものとする。前記母体トナーの体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)は、好ましくは、1.01〜1.25である。
【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真トナー、像担持体上に付着した電子写真トナーをクリーニングするクリーニング装置、及び、そのクリーニング装置を有する画像形成装置に関する。
近年、電子写真を用いた画像形成装置においては、画像品質に対する要求が強くなっている。最近、注目されるようになってきた電子写真トナーを小粒径化する技術及び電子写真トナーを球形化する技術は、このような電子写真を用いた画像形成装置の画像品質を向上させるための有力な技術になることがわかってきた。このような技術によって形成される電子写真トナーには、重合法によるものがある。重合法による電子写真トナーでは、粒径分布の狭い小粒径の球形トナーを効率的に製造することができる。さらに、ワックスを含有させた乾式球形トナーを用いると、耐ホットオフセット性に優れ、とりわけ、フルカラー複写機などに用いた場合に、定着ユニットにオイルを必要とせずに色再現性、透明性及び光沢安定性に優れた画像を得ることができる。
しかしながら、重合法による小粒径の球径トナーは、いくつかの問題点があることが知られている。最も重要な問題は、像担持体表面に残留する転写残トナーによってクリーニング不良が発生することである。クリーニングブレード方式は、このような転写残トナーをクリーニングする優れた方式ではあるが、クリーニングブレード方式においては、クリーニング時に、トナーが像担持体とクリーニングブレードとの接触部間で最蜜充填状態の近くになるので、像担持体に対して強い付着力を持っている第1層目のトナーと次の第2層目のトナーとの間で滑りが生じ、そのために、第1層目のトナーがクリーニング不良となって残ってしまう、という問題があった。
このような問題を解決するために、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤であって、該トナーが、トナー母粒子と外部添加剤とからなり、該外部添加剤が、酸化セリウムを含む2種類以上の無機酸化物と滑剤粒子からなり、そして、前記トナー母粒子の形状係数SFIの平均値が115〜140である電子写真現像剤(特許文献1を参照。)が提案された。このような電子写真現像剤において用いられる滑剤粒子は、グラファイト、2硫化モリブデン、滑石、脂肪酸、脂肪族アルコール、低分子量ポリオレフィン類、シリコーン類、脂肪族アミド、植物系ワックス、及び、石油系ワックスであるが、かかる滑剤は、粒度分布が大きいので、ブロードな分布になり、そのために、クリーニングブレードをすり抜けやすくなって、電子写真装置におけるクリーニング性が不充分となる、という問題があった。また、このような電子写真現像剤は、酸化セリウムのような研磨粒子を含有すると、研磨粒子が像担持体の表面を研磨するので、像担持体の感光特性を劣化させる、という問題があった。
また、外添加剤として、BET比表面積が1〜150m2 /gであって、炭素数が5以上である飽和又は不飽和の環状或いは非環状の有機基を有するカップリング剤で処理された無機微粉体と、BET比表面積が160〜400m2 /gであって、疎水化度が30以上である無機微粉末と、を含有するトナー(特許文献2を参照。)が提案されたが、このトナーは、帯電特性が不安定であるので、現像ユニットからこぼれたり、飛散したりする、という問題があった。
また、外添加剤として、BET比表面積が20〜50m2 /gであって、PHが6〜8であり、そして、疎水率が85%以上であるシリカ粒子を含有するトナー(特許文献3を参照。)が提案されたが、このトナーは、流動性が悪いので、トナーの補給性が不十分となる、という問題があった。
特開2003−140382号公報
特開平5−53369号公報
特開平9−288369号公報
特開2001−60414号公報
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性を向上させると共に、高画質な画像を形成することができる保管安定性の優れた電子写真用トナーを提供することを第1の目的とし、クリーニング性を向上させたクリーニング装置を提供することを第2の目的とし、そして、クリーニング不良による画像不良をなくした画像形成装置を提供することを第3の目的としている。
従来においては、平均円形度0.94〜0.995の球形に近い母体トナーは、ブレードを用いたクリーニング方式の場合には、良好なクリーニング性を得ることが困難であったが、本発明者らは、平均円形度0.94〜0.995の球形に近い母体トナーの体積平均粒径を3〜9μmとし、これに、前記滑剤として、体積平均粒径3〜9μmのメラミンシアヌレート粉末を、母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加したところ、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性を向上させると共に、高画質な画像を形成することができる保管安定性の優れた電子写真用トナーを提供できることを見いだして、本発明を完成するに至った。
即ち、請求項1に記載された発明は、上記目的を達成するために、平均円形度が0.94〜0.995である母体トナーに流動性付与剤と滑剤とが添加された電子写真用トナーにおいて、前記母体トナーの体積平均粒径が3〜9μmにされると共に、前記滑剤として、体積平均粒径が3〜9μmであるメラミンシアヌレート粉末が、母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されていることを特徴とする電子写真用トナーである。
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記流動性付与剤として、疎水化処理されたシリカ粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.5〜5.0重量部の比率で添加されてることを特徴とするものである。
請求項3に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記流動性付与剤として、酸化チタン粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されていることを特徴とするものである。
請求項4に記載された発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載された発明において、前記母体トナーの体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)が、1.01〜1.25であることを特徴とするものである。
請求項5に記載された発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナーを用いた画像形成装置に設けられるクリーニング装置であって、前記クリーニング装置が、像担持体と摺擦してカウンター方向に回転しているブラシローラと、該ブラシローラより像担持体の移動方向下流側に配設された像担持体に摺接してその表面をクリーニングするクリーニングブレードと、を有していることを特徴とするクリーニング装置である。
請求項6に記載された発明は、請求項5に記載された発明において、高級脂肪酸又はその金属塩で構成される棒状のコーテイングバーが、前記ブラシローラの軸心に平行であって、しかも、前記ブラシローラの外周面に当接するように設けられていることを特徴とするものである。
請求項7に記載された発明は、請求項6に記載された発明において、前記高級脂肪酸の金属塩が、ステアリン酸亜鉛、又は、ステアリン酸カルシウムであることを特徴とするクリーニング装置である。
請求項8に記載された発明は、請求項5〜7のいずれか1項に記載された発明において、前記トナーに帯電している電荷と逆の電位が、前記クリーニンローラにかけられていることを特徴とするものである。
請求項9に記載された発明は、請求項5〜8のいずれか1項に記載された発明において、前記クリーニングブレードが、ウレタンエラストマー、シリコーンエラストマー、又は、フッ素エラストマーで構成されていることを特徴とするものである。
請求項10に記載された発明は、像担持体と、像担持体を帯電させる帯電ローラと、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像ローラと、現像されたトナーを転写材に転写する転写ローラとを有する画像形成装置において、請求項5〜9のいずれか1項に記載のクリーニング装置を有していることを特徴とする画像形成装置である。
請求項1に記載された発明によれば、平均円形度が0.94〜0.995である母体トナーに流動性付与剤と滑剤とが添加された電子写真用トナーにおいて、前記母体トナーの体積平均粒径が3〜9μmにされると共に、前記滑剤として、体積平均粒径が3〜9μmであるメラミンシアヌレート粉末が、母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されているので、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性を向上させると共に、高画質な画像を形成することができる保管安定性の優れた電子写真用トナーを提供することができる。
請求項2に記載された発明によれば、前記流動性付与剤として、疎水化処理されたシリカ粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.5〜5.0重量部の比率で添加されているので、メラミンシアヌレート粉末が凝集するのを防止して電子写真トナーの流動性を向上させることができ、そのために、トナーの補給性を向上させることができると共に、現像効率や保管安定性を向上させることができる。
請求項3に記載された発明によれば、前記流動性付与剤として、酸化チタン粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されているので、メラミンシアヌレート粉末が凝集するのを防止して電子写真トナーの流動性を向上させることができ、そのために、トナーの補給性を向上させることができると共に、現像効率や保管安定性を向上させることができる。また、酸化チタン粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されているので、帯電量(Q/M)の立ち上がりを早くすることができる。
請求項4に記載された発明によれば、前記母体トナーの体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)が、1.01〜1.25であるので、転写後に像担持体上に残留したトナーのクリーニング性をいっそう向上させることができ、しかも、キャリアの帯電能力を維持することができると共に、高解像度で高画質の画像を得ることができる。
請求項5に記載された発明によれば、請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナーを用いた画像形成装置に設けられるクリーニング装置であって、前記クリーニング装置が、像担持体と摺擦してカウンター方向に回転しているブラシローラと、該ブラシローラより像担持体の移動方向下流側に配設された像担持体に摺接してその表面をクリーニングするクリーニングブレードと、を有しているので、クリーニング方式がクリーニングブレードを用いたものであっても、トナーがクリーニングブレードをすり抜けることを防止して、転写後に像担持体上に残留するトナーのクリーニング性をいっそう向上させたクリーニング装置を提供することができる。
請求項6、7に記載された発明は、請求項5に記載された発明において、高級脂肪酸又はその金属塩で構成される棒状のコーテイングバーが、前記ブラシローラの軸心に平行であって、しかも、前記ブラシローラの外周面に当接するように設けられているので、ブラシローラによって削りとられた高級脂肪酸又はその金属塩が像担持体の表面に塗布されて薄層膜され、そのために、像担持体の表面のクリーニング性が向上されると共に、像担持体の表面の帯電劣化が防止される。
請求項8に記載された発明によれば、前記トナーに帯電している電荷と逆の電位が、前記クリーニンローラにかけられているので、該トナーの付着力が低下し、そのために、トナーの掻き落としが効果的に行われる。
請求項9に記載された発明によれば、前記クリーニングブレードが、ウレタンエラストマー、シリコーンエラストマー、又は、フッ素エラストマーで構成されているので、耐久性が向上する。
請求項10に記載された発明によれば、像担持体と、像担持体を帯電させる帯電ローラと、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像ローラと、現像されたトナーを転写材に転写する転写ローラとを有する画像形成装置において、請求項5〜9のいずれか1項に記載のクリーニング装置を有しているので、転写後に像担持体上に残留するトナーのクリーニング性をいっそう向上させることができ、そのために、残留トナーによって形成される不良な画像をなくすと共に高画質化が可能となる。
図1は、本発明の実施の一実施の形態を示すクリーニング装置の概略説明図である。図2は、本発明の実施の一実施の形態を示す画像形成装置の概略説明図である。
本発明の電子写真用トナーは、平均円形度が0.94〜0.995である母体トナーに流動性付与剤と滑剤とが添加されたものである。そして、かかる本発明の電子写真用トナーにおいては、前記母体トナーの体積平均粒径が3〜9μmにされていると共に、前記滑剤として、体積平均粒径が3〜9μmであるメラミンシアヌレート粉末が、母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されている。
従来においては、平均円形度0.94〜0.995の球形に近い母体トナーは、特に、ブレードを用いたクリーニング方式の場合には、良好なクリーニング性を得ることが困難であった。しかし、本発明のように、平均円形度が0.94〜0.995である母体トナーに流動性付与剤と滑剤とが添加された電子写真用トナーにおいて、前記母体トナーの体積平均粒径が3〜9μmにされると共に、前記滑剤として、体積平均粒径3〜9μmのメラミンシアヌレート粉末が、母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されていると、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性を向上させると共に、高画質な画像を形成することができる保管安定性の優れた電子写真用トナーを提供することができる。
本発明におけるメラミンシアヌレート粉末は、難燃性材料として斯界で知られている材料である(特許文献4を参照。)。メラミンシアヌレート粉末は、次の一般式
で示されるメラミンとイソシアヌル酸との2分子が配位して緩やかに結合した化合物で構成されているので、このような化合物の分子間がずれるとメラミンシアヌレート粉末に潤滑性が発現する。メラミンシアヌレート粉末のトナーに対する配合比は、僅かな配合でクリーニング性が向上するが、その配合比は、母体トナー100重量部に対して、好ましくは、0.1〜2.0重量部、さらに好ましくは、0.5〜1.0重量部である。メラミンシアヌレート粉末の母体トナーへの分散は、攪拌混合により行われるが、このようにメラミンシアヌレート粉末を母体トナー攪拌混合すると、メラミンシアヌレート粉末が母体トナーに静電付着される。また、本発明におけるメラミンシアヌレート粉末体の積平均粒径は、3〜9μmと母体トナーと同等レベルの粒度を有し、しかも、母体トナーと同様にシャープな粒度分布を有しているので、母体トナーを構成する球形トナーの高画質性が損なわれることがなく、そのために、高画質な画像が提供できる。また、本発明におけるメラミンシアヌレート粉末体の積平均粒径は、吸湿性が低い(温度30℃湿度90%放置試験で吸湿しない)ので、保管安定性の優れた電子写真トナーが提供できる。
前記メラミンシアヌレートは、滑剤粒子といえるものであるが、これを母体トナーに含有させると、母体トナーが凝集しやすくなり、また、母体トナーの流動性がそこなわたりするので、トナーの補給性に問題が発生する。それ故、母体トナーに流動性付与剤を添加する必要がある。このような流動性付与剤としては、1次粒径が5〜50nmの小径無機酸化物、例えば、シリカ、アルミナ、チタン酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム等を上げることができるが、それらの中でも、表面が疎水化処理されたシリカ粒子は、流動性が良く、しかも、クリーニング性が良いので、粒子表面を疎水化処理したシリカ粒子が好ましい。
本発明の電子写真トナーにおいては、好ましくは、前記流動性付与剤として、疎水化処理されたシリカ粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.5〜5.0重量部の比率で添加されている。このように、前記流動性付与剤として、疎水化処理されたシリカ粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.5〜5.0重量部の比率で添加されていると、メラミンシアヌレート粉末が凝集するのを防止して電子写真トナーの流動性を向上させることができ、そのために、トナーの補給性を向上させることができると共に、現像効率や保管安定性を向上させることができる。
また、本発明の電子写真トナーにおいては、好ましくは、前記流動性付与剤として、酸化チタン粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されている。このように、前記流動性付与剤として、酸化チタン粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されていると、メラミンシアヌレート粉末が凝集するのを防止して電子写真トナーの流動性を向上させることができ、そのために、トナーの補給性を向上させることができると共に、現像効率や保管安定性を向上させることができる。また、酸化チタン粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されていると、帯電量(Q/M)の立ち上がりを早くすることができる。
本発明の電子写真トナーにおいては、前記母体トナーの体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)は、好ましくは、1.01〜1.25である。このように、前記母体トナーの体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)が、1.01〜1.25であると、転写後に像担持体上に残留したトナーのクリーニング性をいっそう向上させることができ、しかも、キャリアの帯電能力を維持することができると共に、高解像度で高画質の画像を得ることができる。
本発明においては、母体トナーの体積平均粒径(Dv)が3〜9μmであり、特に、母体トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dp)との比(Dv/Dp)が1.01〜1.25の乾式トナーであると、とりわけクリーニング性が良好になる。一般的には、トナーの粒子径が小さければ小さいほど、高解像度を有するトナーとなり、高画質の画像を得るために有利となるが、転写性やクリーニング性に対しては不利となる。
本発明における体積平均粒径が3μmよりも小さい場合には、2成分現像剤として用いると、現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着してキャリアの帯電能力を低下させることとなり、また、1成分現像剤として用いると、トナーのフィルミングが現像ローラの表面で発生しやすくなったり、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着が発生しやすくなる。逆に、本発明における体積平均粒径が9μmよりも大きい場合には、高解像度で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径が大きくなる場合が多い。また、体積平均粒子径/個数平均粒子径(Dv/Dp)が1.25よりも大きい場合も同様であることがわかった。
(粒径の測定方法)
本発明におけるトナーの粒径(体積平均粒径、個数平均粒径)は、コールターエレクトロニクス社製のコールターカウンターモデルTA−IIにて測定する。
本発明におけるトナーの粒径(体積平均粒径、個数平均粒径)は、コールターエレクトロニクス社製のコールターカウンターモデルTA−IIにて測定する。
(円形度の測定方法)
母体トナーの円形度は、次の式、
円形度=粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長/粒子投影像の輪郭長さ
で定義される。この円形度の測定方法としては、粒子を含む懸濁液を平板上の撮影部懸地帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知して解析する工学的検知方法が適当である。
母体トナーの円形度は、次の式、
円形度=粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長/粒子投影像の輪郭長さ
で定義される。この円形度の測定方法としては、粒子を含む懸濁液を平板上の撮影部懸地帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知して解析する工学的検知方法が適当である。
(バインダー樹脂)
母体のトナーのバインダー樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂等の樹脂を用いることができるが、ポリエステル樹脂が好ましく、特に、変性されたポリエステル樹脂を用いることが好ましい。変性されたポリエステル樹脂の変性に係わる置換基は、ウレア基、ウレタン基などが挙げられるが、ウレア基で変性されたポリエステルとしては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミン類の反応物などが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとしては、ポリオールとカルボン酸の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネートと反応させた物などが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
母体のトナーのバインダー樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂等の樹脂を用いることができるが、ポリエステル樹脂が好ましく、特に、変性されたポリエステル樹脂を用いることが好ましい。変性されたポリエステル樹脂の変性に係わる置換基は、ウレア基、ウレタン基などが挙げられるが、ウレア基で変性されたポリエステルとしては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミン類の反応物などが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとしては、ポリオールとカルボン酸の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネートと反応させた物などが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
(着色剤)
本発明のトナーに用いられる着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーを得ることが可能な染料及び顔料が使用できる。例えば、カーボンブラック、ランプブラック、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローグミン6G、レーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料等の公知の染顔料が単独又は混合して使用される。
本発明のトナーに用いられる着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーを得ることが可能な染料及び顔料が使用できる。例えば、カーボンブラック、ランプブラック、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローグミン6G、レーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料等の公知の染顔料が単独又は混合して使用される。
(帯電制御剤)
本発明の電子写真トナーにおいて用いられる帯電制御剤は、好ましくは、サリチル酸誘導体の金属塩であるが、必要に応じて、かかる帯電制御剤にカラーの色調を損なうことのない透明又は白色の物質を添加して、トナーの帯電性を安定的に付与することができる。これらの物質は、例えば、有機ホウ素塩類、含フッ化4級アンモニウム塩類、及び、カリックスアレン系化合物であるが、本発明の目的に反しない限り、これの物質以外の物質であってもかまわない。
本発明の電子写真トナーにおいて用いられる帯電制御剤は、好ましくは、サリチル酸誘導体の金属塩であるが、必要に応じて、かかる帯電制御剤にカラーの色調を損なうことのない透明又は白色の物質を添加して、トナーの帯電性を安定的に付与することができる。これらの物質は、例えば、有機ホウ素塩類、含フッ化4級アンモニウム塩類、及び、カリックスアレン系化合物であるが、本発明の目的に反しない限り、これの物質以外の物質であってもかまわない。
図1において、10は、本発明のクリーニング装置である。図1に示されているように、本発明のクリーニング装置10は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナーを用いた画像形成装置(図2における20を参照。)において設けられるものである。このクリーニング装置10は、像担持体11と摺擦してカウンター方向に回転しているブラシローラ4と、該ブラシローラ4より像担持体11の移動方向下流側に配設された像担持体11に摺接してその表面をクリーニングするクリーニングブレード1と、を有している。図1において、2は、回転支点であり、3は、ホルダであり、5は、コーテイングバーであり、そして、6は、廃トナー回収コイルである。
このように、請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナーを用いた画像形成装置に設けられるクリーニング装置10であって、前記クリーニング装置10が、像担持体11と摺擦してカウンター方向に回転している弾性体で構成されるブラシローラ4と、該ブラシローラ4より像担持体11の移動方向下流側に配設された像担持体11に摺接してその表面をクリーニングするクリーニングブレード1と、を有していると、クリーニング方式がクリーニングブレード1を用いたものであっても、トナーがクリーニングブレード1をすり抜けることを防止して、転写後に像担持体11の上に残留するトナーのクリーニング性をいっそう向上させたクリーニング装置10を提供することができる。
トナーは、現像ローラ(図2における14を参照。)により像担持体11上に顕像化され、転写ローラ(図2における15を参照。)により転写されるが、転写されずに像担持体1上に残留し、クリーニング装置10内に入ってくる。また、転写材16として殆どの場合用いられる紙から発生する微小な紙粉、紙粉等から析出する有機成分、トナー添加剤であるシリカ、アルミナ等の金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物又は樹脂微粒子等からなる付着物が像担持体11上に付着しており、このような付着物がクリーニング対象物となる。
本発明においては、クリーニング装置10に入ってきた付着物は、像担持体11とカウンター方向に回転しているブラシローラ4によってある程度クリーニングされるが、残りの付着物は、クリーニングブレード1で掻き取られてクリーニングされる。そして、掻き取られた付着物は、廃トナー回収コイル6により、クリーニング装置内のタンク(図示せず)に貯め込まれるか、又は、搬送手段(図示せず)により搬送されるが、付着物に含まれるトナーは再利用される。
本発明のクリーニング装置10においては、好ましくは、高級脂肪酸又はその金属塩で構成される棒状のコーテイングバー5が、前記ブラシローラ4の軸心に平行であって、しかも、前記ブラシローラ4の外周面に当接するように設けられている。このように、高級脂肪酸又はその金属塩で構成される棒状のコーテイングバー5が、前記ブラシローラ4の軸心に平行であって、しかも、前記ブラシローラ4の外周面に当接するように設けられていると、ブラシローラ4によって削りとられた高級脂肪酸又はその金属塩が像担持体11の表面に塗布されて薄層膜されるので、像担持体11の表面のクリーニング性が向上されると共に、像担持体11の表面の帯電劣化が防止される。
前記高級脂肪酸又はその金属塩は、従来、潤滑剤又はクリーニング剤として用いられているものであればよいのであるが、好ましくは、12−ヒドロキシステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、12−ヒドロキシステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸リチウム、12−ヒドロキシステアリン酸リチウム等のステアリン酸金属化合物、ラウリル酸亜鉛、ラウリル酸カルシウム、ラウリル酸バリウム、安息香酸亜鉛、パラターシャリーブチル安息香酸亜鉛、又は、パラターシャリーブチル安息香酸バリウムであり、さらに好ましくは、ステアリン酸亜鉛又はステアリン酸カルシウムである。
本発明のクリーニング装置10においては、好ましくは、トナーに帯電している電荷と逆の電位がブラシローラ4にかけられている。このように、トナーに帯電している電荷と逆の電位がブラシローラ4にかけられていると、トナー等からなる付着物の付着力が低下し、そのために、トナー等からなる付着物の掻き落としが効果的に行われる。
本発明におけるクリーニングブレード1は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の弾性を有する樹脂で構成されるが、それらの樹脂のなかでも、ウレタンエラストマー、シリコーンエラストマー、及び、フッ素エラストマーは、摩擦係数が低いので、耐久性が向上する。特に、前記クリーニングブレード1が熱硬化性ウレタンエラストマーで構成されていると、該クリーニングブレード1の耐磨耗性、高機械強度、耐オゾン性、及び、耐汚染性が向上する。また、クリーニングブレード1が熱硬化性ウレタンエラストマーで構成されていると、加工性が良好となる。
図2において、20は、本発明の画像形成装置である。図2に示されているように、本発明の画像形成装置20は、像担持体11と、像担持体11を帯電させる帯電ローラ12と、像担持体11上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像ローラ14と、現像されたトナーを転写材16に転写する転写ローラ15とを有している。そして、本発明の画像形成装置20は、請求項5〜9のいずれか1項に記載のクリーニング装置10を有している。なお、図2において、13はクリーニングローラである。
このように、像担持体11と、像担持体11を帯電させる帯電ローラ12と、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像ローラ14と、現像されたトナーを転写材に転写する転写ローラ15とを有する画像形成装置20において、請求項5〜9のいずれか1項に記載のクリーニング装置10を有していると、転写後に像担持体11上に残留するトナーのクリーニング性をいっそう向上させることができ、そのために、残留トナーによって形成される不良な画像をなくすと共に高画質化が可能となる。
(実施例1)
ポリエステル樹脂(バインダー樹脂)100重量部、サリチル酸誘導体亜鉛化合物(帯電制御剤)3重量部及び銅フタロシアニンブルー顔料(着色剤)2重量部をブレンダーで充分混合した後、これらを100〜110℃に加熱した2本ロールミルによって溶融混練して混練り物とした。この混練り物を自然放冷後、カッターミルで粗粉砕し、続いて、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて母体トナーを得た。このようにして得た母体トナーを80℃の湯中に30分浸した後、その物性を測定したところ、その物性値は、平均円形度:0.98、体積平均粒径(Dv):7.5μm、個数平均粒径(Dp):5.2μm、及び、Dv/Dp:1.19であった。そして、この母体トナー100重量部に疎水性シリカ(嵩密度180g/L)1.5重量部と酸化チタン(表面積65m2 /g)0.5重量部と体積平均粒径3.5μmのメラミンシアヌレート0.5重量部とを加え、これらをヘンシェルミキサーで混合して、電子写真用トナーを得た。この電子写真用トナーを、クリーニングブレードを有する、画像形成装置(Ipsio5000、リコー社製)を用いて評価を行ったところ、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性は良好であった。また、この電子写真用トナーは、高画質な画像を形成することができる保管安定性の優れたものであった。
ポリエステル樹脂(バインダー樹脂)100重量部、サリチル酸誘導体亜鉛化合物(帯電制御剤)3重量部及び銅フタロシアニンブルー顔料(着色剤)2重量部をブレンダーで充分混合した後、これらを100〜110℃に加熱した2本ロールミルによって溶融混練して混練り物とした。この混練り物を自然放冷後、カッターミルで粗粉砕し、続いて、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて母体トナーを得た。このようにして得た母体トナーを80℃の湯中に30分浸した後、その物性を測定したところ、その物性値は、平均円形度:0.98、体積平均粒径(Dv):7.5μm、個数平均粒径(Dp):5.2μm、及び、Dv/Dp:1.19であった。そして、この母体トナー100重量部に疎水性シリカ(嵩密度180g/L)1.5重量部と酸化チタン(表面積65m2 /g)0.5重量部と体積平均粒径3.5μmのメラミンシアヌレート0.5重量部とを加え、これらをヘンシェルミキサーで混合して、電子写真用トナーを得た。この電子写真用トナーを、クリーニングブレードを有する、画像形成装置(Ipsio5000、リコー社製)を用いて評価を行ったところ、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性は良好であった。また、この電子写真用トナーは、高画質な画像を形成することができる保管安定性の優れたものであった。
(実施例2)
実施例1で得た母体トナー100重量部に疎水性シリカ(嵩密度180g/L)1.5重量部と酸化チタン(表面積65m2 /g)0.5重量部と体積平均粒径3.5μmのメラミンシアヌレート1.5重量部とを加え、これらをヘンシェルミキサーで混合して、電子写真用トナーを得た。この電子写真用トナーを、クリーニングブレードを有する、画像形成装置(Ipsio5000、リコー社製)を用いて評価を行ったところ、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性は良好であった。また、この電子写真用トナーは、高画質な画像を形成することができる保管安定性の優れたものであった。
実施例1で得た母体トナー100重量部に疎水性シリカ(嵩密度180g/L)1.5重量部と酸化チタン(表面積65m2 /g)0.5重量部と体積平均粒径3.5μmのメラミンシアヌレート1.5重量部とを加え、これらをヘンシェルミキサーで混合して、電子写真用トナーを得た。この電子写真用トナーを、クリーニングブレードを有する、画像形成装置(Ipsio5000、リコー社製)を用いて評価を行ったところ、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性は良好であった。また、この電子写真用トナーは、高画質な画像を形成することができる保管安定性の優れたものであった。
(実施例3)
実施例1で得た母体トナー100重量部に疎水性シリカ(嵩密度180g/L)3.0重量部と酸化チタン(表面積65m2 /g)1.0重量部と体積平均粒径3.5μmのメラミンシアヌレート0.5重量部とを加え、これらをヘンシェルミキサーで混合して、電子写真用トナーを得た。この電子写真用トナーを、クリーニングブレードを有する、画像形成装置(Ipsio5000、リコー社製)を用いて評価を行ったところ、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性は良好であった。また、この電子写真用トナーは、高画質な画像を形成することができる保管安定性の優れたものであった。
実施例1で得た母体トナー100重量部に疎水性シリカ(嵩密度180g/L)3.0重量部と酸化チタン(表面積65m2 /g)1.0重量部と体積平均粒径3.5μmのメラミンシアヌレート0.5重量部とを加え、これらをヘンシェルミキサーで混合して、電子写真用トナーを得た。この電子写真用トナーを、クリーニングブレードを有する、画像形成装置(Ipsio5000、リコー社製)を用いて評価を行ったところ、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性は良好であった。また、この電子写真用トナーは、高画質な画像を形成することができる保管安定性の優れたものであった。
(比較例1)
実施例1で得た母体トナー100重量部に疎水性シリカ(嵩密度180g/L)3.0重量部と酸化チタン(表面積65m2 /g)1.0重量部とを加え、これらをヘンシェルミキサーで混合して、電子写真用トナーを得た。この電子写真用トナーを、クリーニングブレードを有する、画像形成装置(Ipsio5000、リコー社製)を用いて評価を行ったところ、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性に不良が発生した。また、この電子写真用トナーは、転写性が悪くなるために高画質な画像を形成することが損なわれ、また、保管安定性も低下するものであった。
実施例1で得た母体トナー100重量部に疎水性シリカ(嵩密度180g/L)3.0重量部と酸化チタン(表面積65m2 /g)1.0重量部とを加え、これらをヘンシェルミキサーで混合して、電子写真用トナーを得た。この電子写真用トナーを、クリーニングブレードを有する、画像形成装置(Ipsio5000、リコー社製)を用いて評価を行ったところ、像担持体上に付着するトナー等を含む付着物のクリーニング性に不良が発生した。また、この電子写真用トナーは、転写性が悪くなるために高画質な画像を形成することが損なわれ、また、保管安定性も低下するものであった。
1 クリーニングブレード
2 回転支点
3 ホルダ
4 ブラシローラ
5 コーテイングバー
6 廃トナー回収コイル
10 クリーニング装置
11 像担持体
12 帯電ローラ
13 クリーニングローラ
14 現像ローラ
15 転写ローラ
16 転写材
20 画像形成装置
2 回転支点
3 ホルダ
4 ブラシローラ
5 コーテイングバー
6 廃トナー回収コイル
10 クリーニング装置
11 像担持体
12 帯電ローラ
13 クリーニングローラ
14 現像ローラ
15 転写ローラ
16 転写材
20 画像形成装置
Claims (10)
- 平均円形度が0.94〜0.995である母体トナーに流動性付与剤と滑剤とが添加された電子写真用トナーにおいて、前記母体トナーの体積平均粒径が3〜9μmにされていると共に、前記滑剤として、体積平均粒径が3〜9μmであるメラミンシアヌレート粉末が、母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されていることを特徴とする電子写真用トナー。
- 前記流動性付与剤として、疎水化処理されたシリカ粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.5〜5.0重量部の比率で添加されていることを特徴とする請求項1に記載の電子写真トナー。
- 前記流動性付与剤として、酸化チタン粒子が、前記母体トナー100重量部に対して、0.1〜2.0重量部の比率で添加されていることを特徴とする請求項1に記載の電子写真トナー。
- 前記母体トナーの体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)が、1.01〜1.25であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子写真トナー。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナーを用いた画像形成装置に設けられるクリーニング装置であって、前記クリーニング装置が、像担持体と摺擦してカウンター方向に回転しているブラシローラと、該ブラシローラより像担持体の移動方向下流側に配設された像担持体に摺接してその表面をクリーニングするクリーニングブレードと、を有していることを特徴とするクリーニング装置。
- 高級脂肪酸又はその金属塩で構成される棒状のコーテイングバーが、前記ブラシローラの軸心に平行であって、しかも、前記ブラシローラの外周面に当接するように設けられていることを特徴とする請求項5に記載のクリーニング装置。
- 前記高級脂肪酸の金属塩が、ステアリン酸亜鉛、又は、ステアリン酸カルシウムであることを特徴とする請求項6に記載のクリーニング装置。
- 前記トナーに帯電している電荷と逆の電位が、前記ブラシローラにかけられていることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載のクリーニング装置。
- 前記クリーニングブレードが、ウレタンエラストマー、シリコーンエラストマー、又は、フッ素エラストマーで構成されていることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載のクリーニング装置。
- 像担持体と、像担持体を帯電させる帯電ローラと、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像ローラと、現像されたトナーを転写材に転写する転写ローラとを有する画像形成装置において、請求項5〜9のいずれか1項に記載のクリーニング装置を有していることを特徴とする画像形成装置。
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2005
- 2005-05-10 JP JP2005136938A patent/JP2006317489A/ja not_active Withdrawn
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