JP3298032B2 - 静電像現像用キャリアおよびその製造方法並びに画像形成方法 - Google Patents
静電像現像用キャリアおよびその製造方法並びに画像形成方法Info
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およびその製造方法並びに画像形成方法に関する。
は、トナーと、キャリアとにより構成され、キャリアは
トナーに適正な極性でかつ適正な量の摩擦帯電電荷を付
与する目的で使用されるものである。
ら、磁性体粒子の表面に樹脂被覆層を設けてなる樹脂被
覆キャリアが用いられている。
しては、例えばスプレー被覆法、浸漬被覆法、焼結被覆
法等が知られているが、簡単な手段により耐久性の優れ
たキャリアを製造することができることから、乾式被覆
法が好ましく用いられている。
用樹脂微粒子とを混合攪拌して得られた混合物に、例え
ば回転翼型混合撹拌装置によって機械的衝撃力を繰り返
して付与することにより、磁性体粒子の表面に樹脂微粒
子を展延付着させて樹脂被覆層を形成する方法である。
覆法においては、磁性体粒子と被覆用樹脂微粒子との混
合物に機械的衝撃力を付与する際に、磁性体粒子同士の
衝撃的接触、磁性体粒子と混合撹拌装置の回転翼部材と
の衝撃的接触によって、磁性体粒子の表面から磁性体構
成物が剥離し、あるいは磁性体粒子自体が破壊され、ま
た、これに伴って微細な不定形磁性体微粉が発生する。
従って、上記のような乾式被覆法によって得られた樹脂
被覆キャリア中には不定形磁性体微粉が混在しているこ
ととなる。
不定形磁性体微粉は、その粒径が数μm〜30μm程度と相
当に小さいため、画像形成装置による現像時において、
現像器(現像穂)から感光体表面へ移行しやすい。
通常、転写工程の終了後に、感光体上の残留トナーとと
もにクリーニング装置によって除去される。
該不定形磁性体微粉が、クリーニング装置を構成するク
リーニングブレードと感光体との間隙、あるいは、併用
されるクリーニングガイドローラと感光体との間隙に滞
留し、クリーニングブレードおよびクリーニングガイド
ローラを磨滅させ、更には、感光体表面において周方向
に沿った擦過傷を生じさせる。この結果、形成される画
像には、クリーニング不良による画像欠陥が発生し、特
にハーフトーン部分において筋状の荒れが発生する。
ら除去されたトナーを、トナー補給ホッパーもしくは現
像器に回収して再利用するトナーリサイクルシステムを
搭載した画像形成装置においては、前記不定形磁性体微
粉がトナーと共に回収され、感光体への移行・ブレード
およびガイドローラの磨滅・感光体への擦過が繰り返し
て行われるため、前記画像欠陥および筋状の荒れを特に
発生させやすい。
として(CuO)−(ZnO)−(Fe2O3)組成を採用し、フェライ
ト粒子の製造条件を制御することにより、衝撃的接触に
よる磁性体粒子自体の破壊をある程度まで抑制すること
ができるが十分なものではなく、また、製造条件を制御
しても、磁性体粒子表面からの磁性体構成物の剥離を抑
制することはできない。
混在している樹脂被覆キャリアから、不定形磁性体微粉
のみを除去すべく、篩や風力分級処理による分離操作を
試みた。しかし、当該不定形磁性体微粉の粒径が小さ
く、かつ、樹脂被覆キャリアに対し静電的に付着してい
るために分離効率が極めて低く、完全に除去することが
できなかった。
たものであって、本発明の第1の目的は、クリーニング
部材の磨滅、感光体表面における擦過傷の原因となる不
定形磁性体微粉が混在されていない静電像現像用キャリ
アを提供することにある。
際に付与される機械的衝撃力によっても不定形磁性体微
粉を発生させない静電像現像用キャリアの製造方法を提
供することにある。
による画像欠陥、ハーフトーン部分において筋状の荒れ
を発生させない画像形成方法を提供することにある。
重ねた結果、下記の手段により本発明の目的を達成する
ことが出来ることがわかった。
との混合物に繰り返し機械的衝撃力を付与して、磁性体
粒子の表面に、被覆用樹脂微粒子による樹脂被覆層を形
成する乾式被覆法により得られる静電像現像用キャリア
において、前記磁性体粒子は、組成式:(CuO) a (ZnO) b (F
e 2 O 3 ) y で示されるフェライト成分からなり、当該キャリ
アを構成する磁性体粒子のフェライト組成のモル比が、
a:b:c=5〜30:5〜30:50〜70モル%であり、Fe
2+を0.9〜3.5重量%含有することを特徴とする静電像現
像用キャリア及びそれも用いた画像形成方法。
は、磁性体粒子と被覆用樹脂微粒子との混合物に繰り返
し機械的衝撃力を付与して、磁性体粒子の表面に、被覆
用樹脂微粒子による樹脂被覆層を形成する乾式被覆法に
より静電像現像用キャリアを製造する方法において、前
記磁性体粒子は、上記に記載された磁性体粒子であるこ
とを特徴とする。
アとからなる二成分現像剤により、感光体上の静電像を
現像してトナー像を形成し、このトナー像を転写材に転
写した後、クリーニングブレードを備えたクリーニング
装置を用いて感光体上に残留したトナーを除去し、除去
されたトナーを、トナー補給ホッパーもしくは現像器に
回収して再利用する工程を含む画像形成方法において、
前記キャリアが、上記に記載の静電像現像用キャリアで
あることを特徴とする。
成する磁性体粒子のフェライト組成が、(CuO)5〜30モ
ル%、(ZnO)5〜30モル%、(Fe2O3)55〜70モル%の範囲
にあることが好ましい。
粒子は、Cu−Zn系のフェライト成分に対して、Fe2+を特
定の割合で含有してなるものであり、後述する実施例か
らも明らかなように耐衝撃性に優れた粒子である。従っ
て、乾式被覆法を行う際に付与される機械的衝撃力によ
っても、磁性体構成物の剥離や磁性体粒子自体の破壊が
生じることがなく、これに伴って不定形磁性体微粉が発
生・混在することもない。
面における擦過傷の原因となる不定形磁性体微粉が樹脂
被覆キャリア中に混在していないので、形成される画像
において、画像欠陥や筋状の荒れ等の画像不良が防止さ
れる。
(CuO)a(ZnO)b(Fe2O3)c〔a、bおよびcはそれぞれモル
数を表す。〕で示されるCu−Zn系フェライトである。上
記組成式において、好ましいモル比としては「a:b:
c」が5〜30:5〜30:50〜70の範囲とされ、また、
「(a+b)<c」となることが好ましい。
%含有してなるものである。
子はその耐衝撃性が格段に向上したものとなり、乾式被
覆法を行う際に受ける機械的衝撃力に対しても粒子自体
の破壊や表面剥離などが生じない。
耐衝撃性が十分なものとならず、乾式被覆後において不
定形磁性体微粉が発生・混在する。一方、3.5重量%を
超える割合でFe2+が含有されていても、含有量に見合う
耐衝撃性の向上効果が発現されない。
ては、例えば、フェライト粒子を水素雰囲気下で熱処理
する方法が挙げられる。具体的には、焼成して得られた
フェライト粒子を、例えば水素気流中で200〜290℃、好
ましくは200〜250℃の温度範囲で、30分〜1時間熱処理
することにより、Fe2+含有量を所望の値に調製する。
粒が発生することがなく、ほぐし工程を必要としない。
したがって磁性体粒子を目的粒度分布に調整した後に、
熱処理を行うことができる。この方法では耐衝撃性が要
求される磁性体粒子表面にFe2+が含有されていると考え
られ、磁性体粒子全体の磁気特性に変化を及ぼすことな
く、磁性体粒子の耐衝撃性を格段に向上させることがで
きる。
の平均粒径が30〜200μm、10,00Oeの外部磁場中におけ
る飽和磁化が40〜70emu/gであることが好ましい。こ
のような好ましい特性を有する磁性体粒子を用いること
により、キャリア粒子自体の感光体への移行を防止する
ことができる。
覆層の厚みdは、0.6<d≦1.2μmであり、特に、0.7≦
d≦1.0μmが好ましい。0.6μm以下では部分的に磁性体
粒子が露出している為に耐久性及び感光体の表面傷を発
生し問題が生じる。また、1.2μmを超える範囲では、膜
厚に見合う耐久性の向上効果は発現されない。
面に、乾式被覆法によって樹脂被覆層を形成する。ここ
に、「乾式被覆法」とは、被覆液を使用せずに、被覆用
樹脂微粒子と磁性体粒子とを混合撹拌してこれに機械的
衝撃力を繰り返して付与することにより磁性体粒子の表
面に被覆樹脂の膜を形成していく方法であり、磁性体粒
子の表面に樹脂微粒子が付着して展延されるため、剥離
されにくく、耐久性に優れた樹脂被覆キャリアを得るこ
とができる。
るものではなく従来公知の樹脂を使用することができ、
例えばスチレン-アクリル系共重合体樹脂、フッ素系樹
脂、シリコーン系樹脂等を用いることができる。
混合重量比は、磁性体の比重等によっても異なり一概に
は規定することができないが、例えば100:1〜100:10
程度が好ましい。
とキャリアとからなる二成分現像剤により、感光体上の
静電像を現像してトナー像を形成し、このトナー像を転
写材に転写した後、ブレードを備えたクリーニング装置
もしくはブレードとガイドローラとを兼ね備えたクリー
ニング装置を用いて、感光体上に残留したトナーを除去
し、除去されたトナーを、トナー補給ホッパーもしくは
現像器に回収して再利用する工程を含む画像形成方法に
好適に用いることができる。
体、有機感光体又はα−Si感光体を用いることができ
る。特にSe系感光体及び有機感光体が好ましい。
するが、本発明はこれらに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。
Fe2O3=23.5:23.5:53.0(モル比)」であるフェライ
ト成分を、バインダー、分散剤および分散媒とともに混
合してスラリー状混合物を調製した。次いで、下記表1
に示す処方に従って、1120℃で焼成してCu−Zn系のフェ
ライト粒子〔フェライト粒子1〜5(本発明用)および
フェライト粒子6〜8(比較用)〕を作製した。
ェライト粒子1〜8について、それぞれ、Fe2+量、破砕
量、および飽和磁化について測定を行った。結果を併せ
て表1に示す。
ある。
酸10mlを加えガスを通すことのできるゴム栓で密封し
て、炭酸ガスを通しながら加熱し、試料を完全に分解す
る。炭酸ガスを通したまま室温まで冷却した後、純水で
洗浄液が三角フラスコに入るようにゴム栓を洗浄し、純
水で液を150mlに希釈する。次いで、0.1N過マンガン酸
カリウム標準液で電位差滴定装置を用いて滴定する。Fe
2+量は下式から求める。
し、300ml三角フラスコにとり、1:3H2SO4 10mlを加
えて液量を約100mlとする。液温を75℃に設定し、0.1N
過マンガン酸カリウム標準溶液で滴定する。力価は下式
より求める。
が80μm、105μm以上および44μm以下が0%(トレー
ス)となるよう調整した。これらのフェライト粒子の各
々に、粉砕器「ミルMK−52M」(ナショナル社製)に
よって10分間にわたり機械的衝撃力を付与した後、発生
した44μm以下の粒子の重量割合を測定した。
北辰電機社製)、電磁石形磁化器「Type3261−15」
(同社製)およびピックアップコイル「Type3256−
20」(同社製)を用いて測定されたヒステリシスループ
から飽和磁化(σs)を求めた。
(モル比)」であるフェライト成分をバインダー、分散
剤および分散媒とともに混合してスラリー状混合物を調
製した。
ライト粒子を作成した。次いで、所望の粒子径に調整し
た後、水素気流中で250℃の温度で1時間熱処理し、フ
ェライト粒子9(比較用)を作製した。
ライト粒子9について、上記と同様に、Fe2+量、破砕
量、および飽和磁化について測定を行った。
用樹脂のTgを超えない材料温度で、攪拌翼の周速を10m
/秒となる条件で10分間にわたり攪拌混合し、フェライ
ト粒子1の表面に被覆用樹脂微粒子Aが均一に付着した
混合物を得た。次いで、攪拌周速を10m/秒に維持しな
がら、材料温度を107℃まで上げて30分間にわたり攪拌
して繰り返し機械的衝撃力を付与することにより、フェ
ライト粒子1の表面に、被覆用樹脂微粒子Aによる樹脂
被覆層が形成された本発明のキャリア1Aを製造した。
均粒径60μm)を用いたこと以外は実施例1と同様にし
て本発明のキャリア2A〜5Aを製造した。
均粒径60μm)を用いたこと以外は実施例1と同様にし
て比較キャリア6A〜9Aを製造した。
用樹脂のTgを超えない材料温度で、攪拌翼の周速を8m
/秒となる条件で10分間にわたり攪拌混合し、フェライ
ト粒子1の表面に被覆用樹脂微粒子Bが均一に付着した
混合物を得た。次いで、攪拌周速を12m/秒に維持しな
がら、材料温度を90℃まで上げて30分間にわたり攪拌し
て繰り返し機械的衝撃力を付与することにより、フェラ
イト粒子1の表面に、被覆用樹脂微粒子Bによる樹脂被
覆層が形成された本発明のキャリア1Bを製造した。
均粒径60μm)を用いたこと以外は実施例6と同様にし
て本発明のキャリア2B〜5Bを製造した。
均粒径60μm)を用いたこと以外は実施例6と同様にし
て比較キャリア6B〜9Bを製造した。
70」(コニカ(株)製)を用いて、本発明のキャリア1A
〜5Aおよび比較キャリア6A〜9Aについて、感光体
の擦過傷およびハーフトーン荒れの発生状況を評価し
た。樹脂被覆キャリア1A〜9A(平均粒径60μm)の
みをそれぞれ現像器に投入し、感光体および現像器を連
続的に回転させることにより、感光体の表面を樹脂被覆
キャリアによって擦過させた。なお、クリーニングブレ
ードは5時間毎に新品に交換した。下記表2に示す所定
時間(擦過時間)経過後、感光体表面における擦過傷の
有無を確認した。次いで、「U−BIX 5070」用現像剤が
投入された現像器に交換してコピー画像を形成し、ハー
フトーン荒れの発生状況を評価した。
感光体表面の擦過傷およびハーフトーン荒れのいずれも
認められない場合を「○」、感光体表面の擦過傷が認め
られるがハーフトーン荒れが認められない場合を
「△」、感光体表面の擦過傷およびハーフトーン荒れの
いずれもが認められる場合を「×」、ハーフトーン荒れ
が著しく認められる場合を「××」で示している。
A〜5A)においては、50時間擦過させても、感光体表
面の擦過傷およびハーフトーン荒れを発生させることは
なく、形成されたコピー画像は良好なものであった。
A)においては、5時間擦過させただけで感光体表面の
擦過傷およびハーフトーン荒れを発生させた。また、Mg
−Zn系である比較キャリア9Aにおいては、5時間擦過
させただけで感光体表面の擦過傷およびハーフトーン荒
れを著しく発生した。
た比較キャリアの表面を観察したところ、コア破砕によ
って発生した不定形の鱗片状粒子が多数認められた。
X 5070」改造機を用いて、本発明のキャリア1B〜5B
および比較キャリア6B〜9Bについて、感光体の擦過
傷およびハーフトーン荒れの発生状況を評価した。
μm)のみをそれぞれ現像器に投入し、感光体および現
像器を連続的に回転させることにより、感光体の表面を
樹脂被覆キャリアによって擦過させた。なお、クリーニ
ングブレードは5時間毎に新品に交換した。下記表3に
示す所定時間(擦過時間)経過後、感光体表面における
擦過傷の有無を確認した。次いで、「U−BIX 3035」用
現像剤が投入された現像器に交換してコピー画像を形成
し、ハーフトーン荒れの発生状況を評価した。
方法は表2と同一である。
B〜5B)においては、50時間擦過させても、感光体表
面の擦過傷およびハーフトーン荒れを発生させることは
なく、形成されたコピー画像は良好なものであった。
B)においては、5時間擦過させただけで感光体表面の
擦過傷を発生させ、10時間擦過させるとハーフトーン荒
れを発生させた。また、Mg−Zn系である比較キャリア9
Bにおいては、10時間擦過させると著しいハーフトーン
荒れを発生させた。
た比較キャリアの表面を観察したところ、コア破砕によ
って発生した不定形の鱗片状粒子が多数認められた。
トナーとを、初期画像が適正な濃度となるトナー濃度で
混合し、電子写真複写機「U−BIX 5070」によりコピー
画像を形成するテストを行って実写性能を評価した。な
お、搭載されたクリーニングユニットは、図1に示すよ
うなブレード11とガイドローラ12とが併用されている構
造のものである。図1において、13はスクレーパー、14
はトナー搬送スクリュー、30は感光体ドラムである。な
お、この実写テストにおいて、ブレード11はコピー画
像に画像不良が発生した時点で新品と交換した。
ピーの時点でクリーニング不良(トナーのすり抜け)に
よる画像不良が発生した。また、1万回コピー毎にコピ
ー画像をサンプリングしてハーフトーン荒れの発生状況
を観察したところ、2万回コピーの時点で僅かなハーフ
トーン荒れが認められ、5万回コピーの時点ではハーフ
トーン荒れによって画像品質が著しく損なわれた。実写
テストは6万回コピーの時点で中止した。6万回コピー
の時点では、オレンジチャート原稿を使用してコピー画
像を形成した場合に、感光体の周方向に多数のスジが認
められた。
較キャリア9A(Mg−Zn系)を用いたこと以外は(A−
)と同様にして実写テストを行った。
ピーの時点でクリーニング不良(トナーのすり抜け)に
よる画像不良が発生した。また、1万回コピー毎にコピ
ー画像をサンプリングしてハーフトーン荒れの発生状況
を観察したところ、1.3万回コピーの時点で僅かなハー
フトーン荒れが認められ、4万回コピーの時点ではハー
フトーン荒れによって画像品質が著しく損なわれた。実
写テストは5万回コピーの時点で中止した。5万回コピ
ーの時点では、オレンジチャート原稿を使用してコピー
画像を形成した場合に、感光体の周方向に多数のスジが
認められた。
発明のキャリア3Aを用いたこと以外は(A−)と同
様にして実写テストを行ったところ、12万回コピーの時
点まで、上記の問題を発生させることなく、初期の画像
品質が維持された。
BIX 3035」用トナーとを、初期画像が適正な濃度となる
トナー濃度で混合し、負帯電有機感光体が搭載された電
子写真複写機「U−BIX 5070」改造機によりコピー画像
を形成するテストを行って実写性能を評価した。なお、
クリーニングユニットは、図2に示すような構造のもの
であり、ブレード21はコピー画像に画像不良が発生した
時点で新品と交換した。
および8.8万回コピーの時点でクリーニング不良(トナ
ーのすり抜け)による画像不良が発生した。また、1万
回コピー毎にコピー画像をサンプリングしてハーフトー
ン荒れの発生状況を観察したところ、6万回コピーの時
点で僅かなハーフトーン荒れが認められ、9万回コピー
の時点ではハーフトーン荒れによって画像品質が著しく
損なわれた。実写テストは9万回コピーの時点で中止し
た。6万回コピーの時点では、オレンジチャート原稿を
使用してコピー画像を形成した場合に、感光体の周方向
に多数のスジが認められた。
較キャリア9B(Mg−Zn系)を用いたこと以外は(B−
)と同様にして実写テストを行った。
ピーの時点でクリーニング不良(トナーのすり抜け)に
よる画像不良が発生した。また、1万回コピー毎にコピ
ー画像をサンプリングしてハーフトーン荒れの発生状況
を観察したところ、5万回コピーの時点で僅かなハーフ
トーン荒れが認められ、7万回コピーの時点ではハーフ
トーン荒れによって画像品質が著しく損なわれた。実写
テストは7万回コピーの時点で中止した。5万回コピー
の時点では、オレンジチャート原稿を使用してコピー画
像を形成した場合に、感光体の周方向に多数のスジが認
められた。
発明のキャリア3Bを用いたこと以外は(B−)と同
様にして実写テストを行ったところ、12万回コピーの時
点まで、上記の問題を発生させることなく、初期の画像
品質が維持された。
体粒子は、Cu−Zn系のフェライト成分に対して、Fe2+が
特定の割合で含有されてなるものであり、極めて耐衝撃
性に優れた粒子である。従って、 (1)請求項1の発明によれば、クリーニング部材の磨
滅、感光体表面における擦過傷の原因となる不定形磁性
体微粉が混在されていない静電像現像用キャリアを提供
することができる。
法を行う際に付与される機械的衝撃力によっても不定形
磁性体微粉を発生させない静電像現像用キャリアの製造
方法を提供することができる。
ング不良による画像欠陥、ハーフトーン部分において筋
状の荒れを発生させない画像形成方法を提供することが
できる。
たクリーニングユニットの一例を示す説明図である。
たクリーニングユニットの他の例を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 磁性体粒子と被覆用樹脂微粒子との混合
物に繰り返し機械的衝撃力を付与して、磁性体粒子の表
面に、被覆用樹脂微粒子による樹脂被覆層を形成する乾
式被覆法により得られる静電像現像用キャリアにおい
て、 前記磁性体粒子は、組成式:(CuO) a (ZnO) b (Fe 2 O 3 ) y で示
されるフェライト成分からなり、当該キャリアを構成す
る磁性体粒子のフェライト組成のモル比が、a:b:c
=5〜30:5〜30:50〜70モル%であり、Fe2+を0.9〜
3.5重量%含有することを特徴とする静電像現像用キャ
リア。 - 【請求項2】 磁性体粒子と被覆用樹脂微粒子との混合
物に繰り返し機械的衝撃力を付与して、磁性体粒子の表
面に、被覆用樹脂微粒子による樹脂被覆層を形成する乾
式被覆法により静電像現像用キャリアを製造する方法に
おいて、 前記磁性体粒子は、請求項1に記載された磁性体粒子で
あることを特徴とする静電像現像用キャリアの製造方
法。 - 【請求項3】 トナーとキャリアとからなる二成分現像
剤により、感光体上の静電像を現像してトナー像を形成
し、このトナー像を転写材に転写した後、クリーニング
ブレードを備えたクリーニング装置を用いて感光体上に
残留したトナーを除去し、除去されたトナーを、トナー
補給ホッパーもしくは現像器に回収して再利用する工程
を含む画像形成方法において、 前記キャリアが、請求項1に記載の静電像現像用キャリ
アであることを特徴とする画像形成方法。
Priority Applications (1)
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JP00716294A JP3298032B2 (ja) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | 静電像現像用キャリアおよびその製造方法並びに画像形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH07209917A JPH07209917A (ja) | 1995-08-11 |
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1994
- 1994-01-26 JP JP00716294A patent/JP3298032B2/ja not_active Expired - Fee Related
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