JP5556803B2 - 二成分現像剤及び現像方法 - Google Patents

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Description

本発明は、二成分現像剤及び現像方法に関する。
近年、画像形成装置の高速化、特にカラー画像形成装置の高速化に伴い、現像器内の撹拌強度が高くなり、現像剤が受ける撹拌によるストレスが大きくなることにより、トナーが劣化するという問題がある。
このような問題を解決するため、キャリアの低比重化が図られ、磁性体分散型のキャリアなどが提案されている。しかしながら、このようなキャリアによっては、当該キャリアが衝撃により破砕、変形を生じやすいという問題がある。
一方、キャリアに樹脂被覆層中に導電性微粒子を入れ、抵抗を調整し、現像性を高め、エッジ効果による白抜けを低減する検討が行われている。例えば、特許文献1に開示されているように、一般的にカーボンブラックを入れることで、キャリア樹脂の導電性を上げ、現像性を高めているが、樹脂被覆層の磨耗、剥離で生じた樹脂粉にカーボンブラックの色が付いており、そのため樹脂粉による画像汚染が問題となる。また、例えば、特許文献2に開示されているように、樹脂被覆層中にマグネタイトを用いることも検討されているが、マグネタイトは残留磁化が高く、キャリアの流動性を低下させるという問題がある。
特開2011−145497号公報 特開2011−164230号公報
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、低比重化によるトナーへのストレスを低減し、転写性を向上させ、現像性に起因するエッジ効果を低減し、さらには、画像汚れや、流動性低下による画像の濃度ムラを防止し、更にキャリア付着が少ない安定的に優れた画像を得ることのできる二成分現像剤及び現像方法を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、多孔質フェライト芯材粒子の表面の樹脂被覆層に、平均粒径が0.1〜1.0μmの範囲内のフェライト粒子を含ませることにより、上記課題を解決することができることを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
1.結着樹脂を含むトナーと、多孔質フェライト芯材粒子の表面に樹脂被覆層が被覆されてなるキャリア粒子と、を含有する二成分現像剤であって、
前記樹脂被覆層がフェライト粒子を含み、
該フェライト粒子は、前記多孔質フェライト芯材粒子を微粉砕したものであり、
前記フェライト粒子の平均粒径が0.1〜1.0μmの範囲内であることを特徴とする二成分現像剤。
2.前記キャリア粒子の嵩密度が1.1〜2.0g/cmの範囲内であることを特徴とする第1項に記載の二成分現像剤。
3.前記フェライト粒子が前記多孔質フェライト芯材粒子に対して、0.01〜1質量部の範囲内で含まれていることを特徴とする第1項又は第2項に記載の二成分現像剤。
4.前記キャリア粒子の前記樹脂被覆層が、乾式コート法を用いて作製された層であることを特徴とする第1項〜第3項のいずれか一項に記載の二成分現像剤。
本発明の上記手段により、転写性の劣化及びエッジ効果による白抜けを防止し、また、画像汚れや流動性低下による画像の濃度ムラを防止し、安定的に優れた画像を得ることができる。
多孔質フェライト芯材粒子及びキャリア粒子の嵩密度を測定する装置の構成を示す説明図である。 多孔質フェライト芯材粒子を用いて作製したキャリア粒子の断面を示す模式図である。 オートリファイニング現像方式を用いた現像器の拡大概略断面図である。
本発明の二成分現像剤は、結着樹脂を含むトナーと、多孔質フェライト芯材粒子の表面に樹脂被覆層が被覆されてなるキャリア粒子と、を含有する二成分現像剤であって、前記樹脂被覆層がフェライト粒子を含み、前記フェライト粒子の平均粒径が0.1〜1.0μmの範囲内であることを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項5までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
本発明では、キャリアを低比重化することで、トナーへのストレスを減らすことができ、その結果、外添剤の埋没を抑制して、転写性の劣化を防止している。
また、キャリアの抵抗調整剤として、磁化を持つフェライト粒子を樹脂被覆層に含ませることによって、キャリアを低抵抗化し、現像性を高めるとともに、エッジ効果を低減することができる。
さらに、従来のカーボンブラックなどの抵抗調整剤は、磁化を持たないため、キャリアから脱離すると、現像スリーブから感光体へ現像され最終的に画像を汚染することがあるが、本発明のように磁化を持つフェライト粒子を使用することで、フェライト粒子が脱離したとしても現像スリーブに磁気で吸引されるため、現像されずに現像器内に留まり、画像を汚染することもない。
また、従来の磁化を持つマグネタイトは画像を汚染しないが、残留磁化が高く、キャリアの流動性を悪化させ、現像スリーブでの現像剤の入れ替え不良や、トナーとの混合不良を発生させるが、本発明で使用するフェライト粒子は残留磁化が低いため、このような現象が発生せず、良好な流動性を持つ。以上のことから、安定的に優れた画像を得ることができる。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
[二成分現像剤]
本発明の二成分現像剤は、結着樹脂を含むトナーと、多孔質フェライト芯材粒子の表面に樹脂被覆層が被覆されてなるキャリア粒子と、を含有する二成分現像剤であって、前記樹脂被覆層がフェライト粒子を含み、前記フェライト粒子の平均粒径が0.1〜1.0μmの範囲内であることを特徴とする。
<キャリア>
本発明で用いられるキャリアは、多孔質フェライト芯材粒子の表面にフェライト粒子を含む樹脂被覆層を設けたものである。
本発明で云う多孔質フェライト芯材粒子とは、表面や内部に細孔を有する粒子のことである。樹脂被覆層とは、芯材粒子の表面に樹脂で形成される層のことであり、樹脂の一部が芯材粒子内部に入ってもよい。
本発明において、キャリア粒子の嵩密度が1.1〜2.0g/cmの範囲内であることが好ましい。嵩密度を前記の範囲内にすることで、十分な低比重化が図れ、かつ適度な強度を有しているので、現像装置内での撹拌による衝撃を受けてもキャリア粒子が破損することがないので、軽量化とともに長寿命化を実現する上で好ましいものである。
本発明において、芯材粒子及びキャリア粒子についての嵩密度の値は、JIS−Z−2504に準じて、次のようにして求めることができる。
図1は、芯材粒子及びキャリア粒子の嵩密度を測定する装置の一例を示す説明図である。
図1に示すように、上端に直径が28mmの円形の開口310を有する容量25cmの円筒型容器312を、水平面上に設置された容器台315上に配置し、この容器台315に設けられたスタンド324の漏斗保持部325により、下端に2.5mmの口径の排出口320を有する漏斗322を、円筒型容器312の直上方に、開口310のレベルから排出口320までの高さhが25mmとなる位置に保持してなる装置を用い、試料を、
開口310から溢れるまで、漏斗322の排出口320から排出し落下させて開口310から容器312内に流し込み、その後、当該容器312の開口310の面に沿って水平に試料を摺り切ることにより盛り上がった試料部分を除去し、その結果容器310内に充填された試料の質量を測定し、その測定値から、次の式により、試料の嵩密度A(g/cm)を求める。
A=〔容器内の試料の質量(g)〕/〔容器の容積(cm)〕
本発明で使用されるキャリアは、その体積基準におけるメディアン径(D50)が15μmから80μmのものが好ましく、20μmから60μmのものがより好ましい。キャリアの体積基準メディアン径を上記範囲とすることにより高画質のトナー画像を安定して形成することが可能になる。前記芯材粒子及びキャリアの体積基準メディアン径は、湿式分散装置を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)(シンパテック社製)」により測定が可能である。
樹脂被覆層の平均膜厚は、キャリアの耐久性と低電気抵抗化の両立の観点より0.05〜4.0μmの範囲内であることが好ましく、更には0.2〜3.0μmの範囲内であることが好ましい。
樹脂被覆層の平均膜厚は、以下の方法により算出される値である。
集束イオンビーム試料作製装置(SMI2050 エスエスアイナノテクノロジー(株)製)にてキャリア薄片を作製し、その後、その薄片の断面を透過型電子顕微鏡(JEM−2010F 日本電子(株)製)にて5000倍の視野で観察し、その視野における最大膜厚となる部分と最小膜厚となる部分の平均値を樹脂被覆層の平均膜厚とした。
また、本発明で使用されるキャリアは、その電気抵抗値が10Ωcmから1012Ωcmのものが好ましく、10Ωcmから1011Ωcmであるものがより好ましいものである。キャリアの電気抵抗値を上記範囲とすることにより高濃度のトナー画像形成に最適なものになる。
また、本発明で使用されるキャリアは、その飽和磁化が30〜80Am/kgの範囲内、残留磁化が5.0Am/kg以下のものが好ましい。この様な磁気特性を有するキャリアを用いることにより、キャリアが部分的に凝集することが防止され、現像剤搬送部材の表面に二成分現像剤が均一分散されて、濃度むらがなく、均一できめの細かいトナー画像を形成する現像が可能になる。
なお、キャリアの磁気特性は以下の様にして測定することが可能である。測定装置として、例えば、高感度型振動試料型磁力計VSM−P7−15型(東英工業社製)を使用し、測定磁場を5KOe、試料の量を25mgとして測定する。
残留磁化は、フェライトを用いることにより小さくできる。尚、残留磁化が小さいとキャリア自身の流動性が良好となり、均一な嵩密度の二成分現像剤を得ることができる。
<多孔質フェライト芯材>
図2は、多孔質フェライト芯材粒子を用いて作製したキャリアの断面を示す模式図である。
図2において、200は多孔質フェライト芯材粒子、210は細孔、220は樹脂被覆層、230は樹脂被覆層中のフェライト粒子を示す。
本発明で用いられるキャリアは、キャリアを構成する多孔質フェライト芯材粒子の細孔径が、0.2〜0.7μmの範囲内であることが好ましい。細孔径を前記の範囲内にすることで、
十分な低比重化が図れ、かつ多孔質フェライト芯材粒子の表面に被覆されてなる樹脂が当該多孔質フェライト芯材粒子の細孔へ浸透しにくくなり、均一な樹脂被覆層を形成し優れた流動性が得られやすくなる。
芯材粒子の細孔径は、例えば、水銀ポロシメータという装置を用いる水銀圧入法により測定が可能である。水銀圧入法は、大抵の物質と反応せず、漏れもない水銀に圧力を加えて固体の細孔中に圧入し、このときに加えた圧力と押し込まれた水銀の容積の関係を測定して細孔径を算出するものである。すなわち、高圧容器内に水銀を充填した試料セルを用意し、容器内を段階的に加圧していくことにより水銀は大きな細孔から小さな細孔へと順に侵入していくので、これを利用して圧入された水銀の容積から細孔径を算出することができる。
水銀を圧入する際に加えられた圧力と、その圧力で水銀が侵入することの可能な細孔径の関係は、下記に示すWashbumの式より導かれる。すなわち、
D=−4γcosθ/P
上記式において、Pは加えられた圧力、Dは細孔径、γは水銀の表面張力、θは水銀と細孔壁面の接触角を表す。ここで、γとθは定数であることから、上記式より加えた圧力Pと細孔径Dの関係が求められ、そのときの水銀の侵入容積を測定することにより、細孔径とその容積分布の関係を導くことができる。
本発明で使用される芯材粒子の細孔径の測定方法としては、例えば、市販の水銀ポロシメータ「Pascal 140とPascal 240(いずれもThermo Fischer Scientific社製)」を用いる方法がある。この水銀ポロシメータを使用する測定方法は、以下の手順で行う。すなわち、
(1)測定試料を複数の穴を開けた市販のゼラチン製のカプセルに投入し、当該カプセルを粉体用のディラトメータ「CD3P」内に入れる。
(2)「Pascal 140」を用いて脱気処理を行った後、水銀を充填して低圧領域
(0〜400kPaの範囲内)下での測定を行い、これを1st Runとする。
(3)上記1st Runの後、再び脱気処理と前記低圧領域下での測定を行い、これを2nd Runとする。
(4)2nd Run実施後、前述したディラトメータ、水銀、カプセル、測定試料を合わせた質量を測定する。
(5)次に、「Pascal 240」を用いて高圧領域(0.1MPa〜200MPaの範囲内)下での測定を行い、この高圧領域下での測定で得られた水銀圧入量を用いて芯材粒子の細孔容積、細孔径分布及びピーク細孔径を求める。
(6)なお、前記芯材粒子の細孔容積、細孔径分布及びピーク細孔径は、水銀の表面張力を480dyn/cm、接触角を141.3°として算出し、ピーク細孔径を当該芯材粒子の細孔径とする。
多孔質フェライト芯材粒子を構成するフェライトは、式:(MO)x(Fe)yで表される化合物で、フェライトを構成するFeのモル比yを30モル%から95モル%とすることが好ましく、組成比yが前記範囲の値となるフェライト粒子は、所望の磁気特性を得やすいので、搬送性に優れたキャリアを作製するのに適している。式中のMはFeを除く、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、ストロンチウム(Sr)、カルシウム(Ca)、チタン(Ti)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、ジルコニウム(Zr)、ビスマス(Bi)、コバルト(Co)、リチウム(Li)の金属原子で、これらを単独又は複数種類組み合わせて使用することが可能である。
《多孔質フェライト芯材粒子の作製》
本発明に使用される芯材粒子は、公知の方法により作製が可能で、例えば、後述する実施例に記載の工程を経て作製することが可能である。以下、本発明に使用される芯材粒子の代表的な作製方法を説明するが、本発明に使用可能な芯材粒子は、以下の工程を経て作製されるものに限定されるものではない。
(1)原材料の粉砕工程
この工程は、芯材粒子の原材料を適量秤量した後、ボールミルあるいは振動ミル等に投入して乾式の粉砕処理を行う工程で、この粉砕処理は0.5時間以上行うものであり、1時間から20時間行うものが好ましい。この工程で配合する原材料の種類や原材料の粉砕度合いを制御することにより、芯材粒子の空隙率、細孔径、細孔容積、嵩密度を制御することが可能である。
また、配合する原材料は、例えば、前述の式(MO)x(Fe)yで表される芯材粒子を作製する場合、式中の金属酸化物を形成することが可能な水酸化化合物や炭酸化合物を用いることが好ましい。すなわち、水酸化化合物や炭酸化合物を原材料に使用して形成された芯材粒子は、酸化化合物を原材料に用いて形成されたものに比べて、空隙率や連続空隙度が高いものになる傾向を有するので好ましい。
(2)ペレット形成工程
前記粉砕処理により作製された粉砕物を加圧成形機等により、例えば、大きさ1mm角程度のペレットに成形する工程である。また、形成したペレットを所定目開きのふるいにかけ、混在する粗粉あるいは微粉の除去も行う。
(3)仮焼成工程
形成したペレットを市販の電気炉に投入して、数時間の加熱処理を行う工程である。加熱温度は700℃から1200℃が好ましい。また、この工程で加熱温度や加熱時間を制御することにより、芯材粒子の空隙率、細孔径、細孔容積、嵩密度を制御することが可能である。
なお、本発明に使用される芯材粒子は、上記仮焼成工程を必ずしも経る必要はなく、仮焼成を行わずにペレットを湿式粉砕処理し、造粒、焼成等の後述する各工程を経ることにより芯材粒子を作製することが可能である。仮焼成工程を経ずに作製された芯材粒子は、
細孔の空隙率や連続空隙度が高いものになる傾向を有する。この様な観点から、多孔質の芯材粒子を作製する場合、仮焼成における加熱温度を低めに設定することが好ましい。
(4)仮焼成物の粉砕工程
上記仮焼成処理を行ったペレット(仮焼成物)をボールミルあるいは振動ミル等を用いて乾式の粉砕処理を行う工程である。なお、乾式の粉砕処理を行う工程では、使用するメディアに粒径1mm以下のビーズを使用することが好ましく、原材料やペレットの均一かつ効果的な分散をより確実に行うことができる。また、使用するビーズの径、組成、粉砕処理時間を制御することにより、原材料やペレットの粉砕度合いを制御することが可能である。
(5)湿式粉砕工程
上記粉砕処理により作製された粉砕物に水を添加し、湿式のボールミルや振動ミルを用いて粉砕処理を行い、所望の粒径を有する粉砕物を分散させたスラリーを作製する工程である。なお、この工程でスラリー中の粉砕物の粒径を制御することにより、芯材粒子の細孔径を制御することが可能である。
また、スラリーを形成する際に添加する水分量を制御することにより、芯材粒子の空隙率、細孔径、細孔容積、嵩密度を制御することが可能である。すなわち、スラリーを形成する際の水分量を多くすると、空隙が多く形成されるので、高い空隙率、及び、低い嵩密度を有する芯材粒子を形成する上で好ましいものである。
(6)造粒工程
上記湿式粉砕工程で作製したスラリー中に、分散液やポリビニルアルコール等のバインダーを添加し、粘度を調整した後、スプレードライヤーを用いて当該スラリーより造粒を行い、形成した造粒物を乾燥させる工程である。この工程でスラリー中に添加するバインダーや水の量あるいは乾燥度合いを制御することにより、芯材粒子の空隙率、細孔径、細孔容積、後述する嵩密度を制御することが可能である。
(7)本焼成工程
上記造粒工程で造粒物を乾燥させた後、当該造粒物を電気炉等の加熱手段に投入し、窒素ガス供給等により酸素濃度を制御しながら、800℃から1400℃の温度で1時間から24時間加熱処理することにより焼成物を形成する工程である。なお、この工程で焼成方法や加熱温度(焼成温度)、加熱時間(焼成時間)、窒素ガスの供給量や水素ガスによる還元雰囲気の形成等を制御することにより、芯材粒子の空隙率、細孔径、細孔容積、後述する嵩密度を制御することが可能である。
また、本焼成を行う際に使用する加熱手段としては、大気雰囲気や窒素ガス雰囲気あるいは水素ガス投入による還元性雰囲気等の下で焼成処理が行える公知の電気炉が挙げられ、例えば、ロータリー式電気炉、バッチ式電気炉、トンネル式電気炉等がある。
(8)解砕、分級処理工程
上記本焼成工程により形成された焼成物を解砕、分級処理して、所定粒径の芯材粒子を形成する工程である。この工程では、公知の分級方法を実施することが可能で、例えば、
公知の風力分級や、メッシュろ過法、沈降法等を用いることにより、形成した焼成物を所望の粒径に粒度調整することが可能である。
また、解砕、分級処理を実施後、後述する実施例にも記載の様に、公知の磁力選鉱機を用いて、芯材粒子より磁力の弱いものを選り分ける工程を加えることも可能である。ここで、磁力選鉱機とは、磁石の力を利用して、芯材粒子中より磁力の高いものを選り分ける装置のことで、例えば、日本マグネティックス(株)製より磁力選鉱機として提供される棒磁石や電磁分離機等がある。
上記工程を経て、本発明に使用される芯材粒子を作製することが可能である。なお、必要に応じて加熱により芯材粒子表面に酸化物の被膜を形成する処理(酸化被膜形成処理)
を施すことも可能である。酸化被膜形成処理は、例えば、前述したロータリー式電気炉やバッチ式電気炉等の一般的な電気炉を用い、300℃から700℃の加熱温度で熱処理を行うことにより実施可能である。また、酸化被膜形成処理を実施する前に還元処理を行うことも可能である。酸化被膜の厚さは、0.1nmから5μmが好ましく、上記範囲の芯材粒子を用いて作製したキャリアがトナーに対して良好な帯電付与性能を長期にわたり安定して発現する等、芯材粒子が適度な導電性を安定的に維持することができる。
<樹脂被覆層>
本発明における樹脂被覆層は、フェライト粒子を含み、前記フェライト粒子の平均粒径が0.1〜1.0μmの範囲内であることを特徴とする。また、より好ましくは0.2〜0.8μmの範囲内である。ここで、フェライト粒子の平均粒径を0.1〜1.0μmの範囲内としたのは、0.1μm未満であると、磁化が発生せずに画像を汚染してしまうためであり、1.0μmを超えると樹脂被覆層からフェライト粒子が脱離し易くなるためである。
フェライト粒子は、多孔質フェライト芯材粒子に対して、0.01〜1質量部の範囲内で含まれていることが好ましく、より好ましくは、0.1〜0.8質量部の範囲内である。
フェライト粒子は、上述の多孔質フェライト芯材粒子を微粉砕したものを用いることができる。微粉砕する手段としては、例えばボールミルあるいは振動ミル等が挙げられる。尚、前記フェライト粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡「JSM-7410」(日本電子社製)を用いて粒子の50000倍の写真を撮影し、粒子200個についてそれぞれ最大長(粒子の周上の任意の2点間のうち最大の長さ)を測定し、その個数平均値を平均粒径とする。尚、粒子が凝集体として撮影される場合には、凝集体を形成する一次粒子の粒子径を測定するものとする。
樹脂被覆層を形成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロルスルホン化ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン樹脂;ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトンなどのポリビニル系及びポリビニリデン系の樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体やスチレン−アクリル酸共重合体などの共重合体樹脂;オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂又はその変成樹脂(例えば、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタンなどによる変成樹脂);ポリテトラクロルエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロルトリフルロルエチレンなどのフッ素樹脂;ポリアミド樹脂;ポリエステル樹脂;ポリウレタン樹脂;ポリカーボネート樹脂;尿素−ホルムアルデヒド樹脂などのアミノ樹脂;エポキシ樹脂などが挙げられる。
これらの中では、芯材粒子に対して良好に付着し、機械的衝撃力や熱を加えることにより固着して樹脂被覆が形成されやすいアクリル系樹脂が好ましく用いられる。
アクリル系樹脂としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシルなどの鎖式メタクリル酸エステルモノマーの重合体、炭素原子数3〜7個のシクロアルキル環を有するメタクリル酸シクロプロピル、メタクリル酸シクロブチル、メタクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘプチルなどの脂環式メタクリル酸エステルモノマーの重合体などが挙げられる。
アクリル系樹脂の中では、耐摩耗性と電気抵抗を両立させる観点から、脂環式メタクリル酸エステルモノマーと鎖式メタクリル酸エステルモノマーとの共重合体が好ましい。
鎖式メタクリル酸エステルモノマーとしては、全単量体質量に対して10〜70質量%の範囲内を使用することが好ましい。
なお、以上のアクリル系樹脂と、スチレン、α−メチルスチレン、パラクロルスチレンなどのスチレン系モノマーを共重合させたものを使用してもよい。
樹脂のガラス転移点は、40〜140℃の範囲内であることが好ましく、より好ましくは60〜130℃の範囲内である。
この樹脂のガラス転移点は、「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用いて測定されるものである。
測定手順としては、試料(樹脂)3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、ホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、
測定温度0℃〜200℃の範囲内、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−cool−Heatの温度制御で行い、その2nd.Heatにおけるデータをもとに解析を行った。
ガラス転移点は、第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移点として示す。
樹脂の質量平均分子量は、10万〜90万の範囲内であることが好ましく、より好ましくは25万〜75万の範囲内である。
この樹脂の質量平均分子量は、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるものである。
詳細には、装置「HLC−8220」(東ソー社製)及びカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連」(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.2ml/minで流し、試料を室温において超音波分散機を用いて5分間処理を行う溶解条件で濃度50mg/mlになるようにテトラヒドロフランに溶解させ、次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得、この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒と共に装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出し、試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出する。検量線測定用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure
Chemical社製の分子量が6×10、2.1×10、4×10、1.75×10、5.1×10、1.1×10、3.9×10、8.6×10、2×10、4.48×10のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を測定し、検量線を作成する。また、検出器には屈折率検出器を用いる。
《樹脂被覆層の形成》
芯材粒子の表面に樹脂被覆層をする方法としては、乾式コート法、湿式コート法が挙げられるが、乾式コート法による樹脂被覆層は芯材粒子の細孔まで樹脂が入り込まず、より嵩密度の低いキャリアを作製することができ好ましい。
(乾式コート法)
乾式コート法は、機械的衝撃や熱を加えて樹脂を芯材粒子の表面にコートする方法であり、下記の工程により、樹脂被覆層を形成する方法である。
1:被覆しようとする樹脂粒子及びフェライト粒子、必要により添加する固形物(例えば、無機粒子)を分散したコート材を、芯材粒子とともに機械的に撹拌し、芯材粒子表面にコート材を付着させる。
2:その後、機械的衝撃や熱を加えて芯材粒子表面に付着させたコート材中の樹脂粒子及びフェライト粒子を溶融或いは軟化させて固着し、樹脂被覆層を形成する。
3:必要に応じ1〜2の工程を繰り返し、所望の厚さの樹脂被覆層を形成する。
機械的衝撃や熱を加えてコートする方法の装置としては、例えば「ターボミル」(ターボ工業社製)、ピンミル、「クリプトロン」(川崎重工社製)等のローターとライナーを有する摩砕機又は撹拌羽根付高速撹拌混合機を挙げることができ、これらの中では撹拌羽根付高速撹拌混合機が良好に樹脂被覆層を形成でき好ましい。
加熱する場合には、加熱温度は60〜145℃の範囲内であることが好ましい。前記範囲の温度で加熱すると樹脂被覆したキャリア同士の凝集が発生せず、芯材粒子表面に樹脂を固着させることができる。
(湿式コート法)
(1)流動層式スプレーコート法
流動層式スプレーコート法(以下、溶剤コート法とも云う)は、樹脂を溶剤に溶解した溶液中にフェライト粒子を分散した塗布液を、流動性スプレーコート装置を用いて芯材粒子の表面にスプレー塗布し、次いで乾燥して樹脂被覆層を作製する方法
(2)浸漬式コート法
浸漬式コート法は、樹脂を溶剤に溶解した溶液中にフェライト粒子を分散した塗布液中に芯材粒子を浸漬して塗布処理し、次いで乾燥して樹脂被覆層を作製する方法
(3)重合法
重合法は、反応性化合物を溶剤に溶解した溶液中にフェライト粒子を分散した塗布液中に、芯材粒子を浸漬して塗布処理し、次いで熱等を加えて重合反応を行って樹脂被覆層を作製する方法
本発明では、湿式コート法、乾式コート法、湿式コート法と乾式コート法を組み合わせたコート法により樹脂被覆層を形成できる。
<トナー>
本発明で用いられるトナーは、トナー母体粒子に外添剤を付着させて得られたものが好ましい。トナー母体粒子に外添剤を付着させて得られたトナーは、二成分現像剤の流動性が向上、転写率が向上、クリーニング性が向上し好ましい。
トナーは、体積基準におけるメディアン径(D50)で3.0〜8.0μmの範囲内のものが好ましい。
尚、トナーの体積基準におけるメディアン径(D50)は、「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)を用い、アパチャ径100μmで、2.0〜60μmの範囲内のトナーの体積を測定して算出した値である。
[現像方法]
本発明の現像方法は、上記二成分現像剤を用いたトナー補給と同時に新しいキャリアを補給する現像方式で現像することを特徴とする。この現像方式は、オートリファイニング現像方式とも呼ばれるものである。オートリファイニング現像方式とは、現像により消費されるトナーに対応してトナーを補給すると共に、キャリアを追加し、現像器内のキャリアを少しずつ入れ替えることにより帯電量の変化を抑制して、現像濃度を安定化する現像方式のことである。
以下、オートリファイニング現像方式に使用する現像器及び現像方法について説明する。
図3は、現像器の拡大概略断面図である。なお、図3における図示の矢印は各ローラーの回転方向を示し、二重矢印は現像剤の搬送方向を示す。
現像器1は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤Dを収容する現像剤収容部である現像器ハウジング101と、内部に固定の磁極を有する磁界発生手段であるマグネットロール103を有する現像剤搬送体である現像スリーブ102と、現像スリーブ102上の現像剤層厚を所定量に規制する磁性材からなる層厚規制手段である層厚規制部材104と、非磁性材からなる現像剤の受け部材105と、背面に磁石板106aを有する現像剤の除去板106と、二成分現像剤Dを現像スリーブ102に供給する搬送供給ローラー107と、一対の撹拌スクリュー108,109とを有している。
現像剤搬送体である現像スリーブ102は、例えばステンレス材を用いた外形8mmから60mmの非磁性の円筒状の部材からなり、感光体ドラムAの周面に対し、現像スリーブ102の両端に設けられた突当コロ(不図示)により所定の間隙を保って感光体ドラムAの回転(図中の矢印方向(時計方向回転))に対し逆方向に回転される。外径が8mm以下であると、画像形成に必要な磁極N1、S1、N2、S2、N3からなる少なくとも5極の磁極を有するマグネットロール103を形成することが不可能であり、又現像スリーブ102の外径が60mmを越えると、現像器1が大型化する。
マグネットロール103は、現像スリーブ102に内包され、複数個の磁極N1、N2、N3、S1、S2を交互に配し、現像スリーブ102と同心に固定されていて、非磁性のスリーブ周面に磁力を作用させる。
層厚規制手段である層厚規制部材104は、マグネットロール103の磁極N3と対向し、現像スリーブ102と所定の間隙で配置される例えば棒状或いは板状の磁性ステンレス材よりなり、現像スリーブ102の周面上の二成分現像剤の層厚を規制する。
受け部材105は、例えばABS樹脂等の樹脂部材を用いた非磁性部材からなり、現像スリーブ102の回転方向下流側に現像スリーブ102と所定の間隙で配置され、層厚規制部材104の端面に隣接し、例えば層厚規制部材104に接着剤により固着されて一体となって形成されており、層厚規制部材104により規制される現像剤層よりのトナーがこぼれるのを防止し、二成分現像剤Dの現像剤層を安定して現像スリーブ102の周面上に保つ。受け部材105は現像器ハウジング101により形成され、層厚規制部材104の端面に隣接して設けられてもよい。
二成分現像剤Dの除去板106は、マグネットロール103の磁極N2と対向して設けられ、磁極N2、N3の反撥磁界と除去板106の背面に設けられる磁石板106aとの作用により現像スリーブ102上の二成分現像剤Dを剥ぎ取る。
搬送供給ローラー107は、除去板106により剥ぎ取られた二成分現像剤Dを撹拌スクリュー108に搬送すると共に、撹拌スクリュー108によりの撹拌された二成分現像剤Dを層厚規制部材104へと供給する。107aは搬送供給ローラー107に設けられ、二成分現像剤Dを搬送するための羽根部である。
撹拌スクリュー108及び109は、互いに相反する方向に等速で回転し、現像器1内のトナーと磁性キャリアとを撹拌、混合し、所定のトナー成分を均等に含有する二成分現像剤Dとする。
撹拌スクリュー109の上部で現像器ハウジング101の上部の天板101aに開口する二成分現像剤補給口101bから現像器ハウジング101内に補給された二成分現像剤Dは、互いに相反する方向に等速で回転する撹拌スクリュー108、109により現像器ハウジング101内に収容された二成分現像剤Dと撹拌、混合されて均一なトナー濃度の二成分現像剤Dとなり、この二成分現像剤Dが回転する搬送供給ローラー107により搬送され、層厚規制部材104により所定の層厚とされ、受け部材105により二成分現像剤Dの現像剤層が安定して現像スリーブ102の外周面上に供給される。
現像スリーブ102の外周面上に供給された、二成分現像剤Dを構成しているトナーは、感光体ドラムA上に形成された潜像に合わせ現像スリーブ102から脱離し感光体ドラムA上に静電吸着する。
感光体ドラムA上の潜像を現像した後の現像スリーブ102上の二成分現像剤は、磁極N2、N3の反撥磁界と除去板106の背面に設けられる磁石板106aとの作用により剥ぎ取られ、搬送供給ローラー107により再度撹拌スクリュー108へと搬送される。感光体ドラムA上の静電潜像が直流(DC)バイアスE1に必要により交流(AC)バイアスAC1が重畳される現像バイアス電圧の印加による非接触現像法により非接触の状態で反転現像される。
現像器1に対しては、トナー濃度検知センサー101cによって現像器ハウジング101内のトナー濃度が所定のトナー濃度より低下したと検知されると二成分現像剤Dの補給が行われる。
トナー濃度とは、二成分現像剤Dを構成しているトナーの割合を示す。現像器ハウジング101内の二成分現像剤Dの内、トナーは現像によって消費されるがキャリアについては消費されないので、現像時間が長くなるに従って二成分現像剤Dを構成しているトナーの割合が減少する。消費されたトナーは逐次補給される。この際、トナーと同時にキャリアも補給する構成である。補給用のトナー中にはキャリアが10質量%から30質量%含有されているとよい。また、ここでは二成分現像剤Dの使用に従い、逐次廃棄する構成としており、一定量以上の容量を超える二成分現像剤Dは逐次現像器1より廃棄されていく。
この様に、現像により消費されるトナーに対応してトナーを補給すると共に、キャリアを補給し、更に、現像器1内の二成分現像剤Dを逐次廃棄し、現像器1内のキャリアを少しずつ入れ替えることにより帯電量の変化を抑制して、現像濃度を安定化する現像方式をオートリファイニング現像方式と言う。
補給される二成分現像剤Dは、供給手段であるホッパー(不図示)から二成分現像剤補給口101bを経て現像器1内に補給される。現像器1内に補給された二成分現像剤Dは、撹拌スクリュー108、109による循環搬送過程において、充分に撹拌され、トナーも撹拌によって帯電し、現像スリーブ102へと搬送され供給が行われる。
二成分現像剤Dの補給によって現像器ハウジング101内の二成分現像剤Dの量は増量することとなる。これに対応して、現像器ハウジング101内の二成分現像剤Dの規定量に相当する界面近傍に過剰となって界面レベルが上昇した二成分現像剤Dは、図示しない界面レベル検知手段によって二成分現像剤Dが増量状態にあることを検知し、撹拌スクリュー108、109が通常現像時とは逆転するよう搬送駆動のモーターの切り換えが行われ、現像器ハウジング101に設けられたスクリューモーター等の排出手段(不図示)により排出される。
排出された二成分現像剤Dは撹拌スクリュー109の逆転と同時に回転を開始した排出手段(不図示)によって回収容器(不図示)に搬送されて回収が行われる。係る動作によって現像器ハウジング101内の現像剤の排出が行われ、界面レベル検知手段が二成分現像剤Dが標準レベルまで減量したことを検知すると、撹拌スクリュー108、109は逆転動作を停止し、停止後正転に復帰する。
以上のようなオートリファイニング現像方式の現像器は、一般的な電子写真方式の画像形成装置に用いることができる。
画像形成装置としては、例えば静電潜像担持体である感光体と、トナーと同極性のコロナ放電によって当該感光体の表面に一様な電位を与える帯電手段と、一様に帯電された感光体の表面上に画像データに基づいて像露光を行うことにより静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを感光体の表面に搬送して前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成する上述のオートリファイニング現像方式の現像器と、当該トナー像を必要に応じて中間転写体を介して転写材に転写する転写手段と、転写材上のトナー像を定着させる定着手段を有するものを用いることができる。
このような構成を有する画像形成装置の中でも、複数の感光体に係る画像形成ユニットが中間転写体に沿って設けられた構成のカラー画像形成装置、特に、感光体が中間転写体上に直列配置させたタンデム型カラー画像形成装置に好適に用いることができる。
また、本発明において、トナーは、定着温度(定着部材の表面温度)が100〜200℃の範囲内とされる比較的低温のものにおいて好適に用いることができる。
さらに、トナーは、静電潜像担持体の線速が100〜500mm/secの範囲内とされる高速機に好適に用いることができる。
[芯材の作製]
<芯材1の作製>
MnO:35mol%、MgO:14.5mol%、Fe:50mol%及びSrO:0.5mol%になるように原料を秤量し、水と混合した後、湿式のメディアミルで5時間粉砕してスラリーを得た。
得られたスラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、真球状の粒子を得た。空隙率ならびに連続空隙度を調整するために、MnO原料としては炭酸マンガンを、MgO原料としては水酸化マグネシウムを用いた。この粒子を粒度調整した後、950℃で2時間加熱し、仮焼成を行った。次いで、空隙率を高めにしつつ適度な流動性を得るために、直径0.3cmのステンレスビーズを用いて湿式ボールミルで1時間粉砕したのち、さらに直径0.5cmのジルコニアビーズを用いて4時間粉砕した。このスラリーに分散剤を適量添加し、又造粒される粒子の強度を確保し、空隙率ならびに連続空隙度を調整する目的で、バインダーとしてPVAを固形分に対して0.8質量%添加した。次いで、スプレードライヤーにより造粒、乾燥し、電気炉にて、温度1150℃、酸素濃度0体積%で3.5時間保持し、本焼成を行った。
その後、解砕し、さらに分級して粒度調整し、その後磁力選鉱により低磁力品を分別し、多孔質な芯材1を得た。
<芯材2の作製>
芯材1の作製で用いた炭酸マンガンの代わりに二酸化マンガンを用い、添加するバインダーの量を0.5質量%にし、電気炉にて、温度1200℃、酸素濃度1.5体積%で6時間保持し、本焼成を行った以外は、芯材1の作製と同様にして、多孔質な「芯材2」を作製した。
<芯材3の作製>
芯材1の作製で用いた炭酸マンガンの代わりに四酸化三マンガンを用い、電気炉にて、温度1125℃、酸素濃度0.5体積%で4時間保持し、本焼成を行った以外は、芯材3の作製と同様にして、多孔質な「芯材3」を作製した。
<芯材4の作製>
直径0.5cm径のジルコニアビーズに代えて、0.15mmのステンレスビーズを用い、添加する添加するバインダーの量を1.0質量%にし、電気炉にて、温度1100℃で本焼成を行った以外は、芯材1の作製と同様にして、多孔質な「芯材4」を作製した。
<芯材5の作製>
芯材1の作製の仮焼成温度を950℃から1100℃に変更、その後の粉砕時間を12時間、本焼成を1300℃にて2時間、酸素濃度2.5%で行った以外は、芯材1の作製と同様にして、多孔質な「芯材5」を作製した。
<芯材6の作製>
芯材1の作製の電気炉の温度条件を、1350℃にて6時間保持し、本焼成を行った以外は、芯材1の作製と同様にして、多孔質ではない「芯材6」を作製した。
[フェライト粒子の作製]
「芯材粒子1」をボールミルを用いて粉砕し、粉砕時間を調整し、0.05μm、0.1μm、0.3μm、1μm、1.2μmのフェライト粒子を作製した。
[キャリアの作製]
<キャリア1の作製>
「芯材粒子1」100質量部と、芯材粒子1を微粉砕した上記フェライト粒子(0.3μm)0.4質量部、メタクリル酸シクロヘキシルとメタクリル酸メチル共重合体(共重合比1:1)よりなる被覆用微粒子(重量平均分子量:40万、ガラス転移点:115℃、粒径(D50):100nm)5質量部とからなるキャリア原料を「撹拌羽根付高速撹拌混合機」に投入し、予備混合工程として、周速1m/secで2分間低速混合・撹拌した。その後、キャリア中間体形成工程として、ジャケットに冷水を通過させ、40℃にて周速8m/secで20分間混合・撹拌し、キャリア中間体を形成した。その後、キャリア粒子形成工程として、ジャケットに蒸気を通過させ、キャリア中間体を120℃にて周速8m/secで30分間撹拌してキャリア粒子よりなる「キャリア1」を作製した。キャリアの粒子径は35μm、樹脂被覆層の膜厚は、1.0μmであった。尚、樹脂被覆層の膜厚は前記の方法により測定して得られた値である。
<キャリア2〜6の作製>
「芯材1」を用い、下記表1に示すようにフェライト粒子の粒子径と添加部数を変え、キャリア1と同様の方法で、キャリア2〜6を得た。
<キャリア7〜11の作製>
「芯材2〜6」を用い、キャリア1と同様の方法で、キャリア7〜11を得た。
<キャリア12の作製>
「芯材1」を用い、マグネタイト BL−10(チタン工業社製)を用いて、キャリア1と同様の方法で、キャリア12を得た。
<キャリア13の作製>
「芯材1」を用い、カーボンブラック MOGUL L(CABOT社製)を用いて、キャリア1と同様の方法で、キャリア13を得た。
<キャリア14の作製>
「芯材1」を用い、フェライト粒子を添加せずに、キャリア1と同様の方法で、キャリア14を得た。
<キャリア15〜16の作製>
「芯材1」を用い、下記表1に示すようにフェライト粒子の粒子径と添加部数を変え、キャリア1と同様の方法で、キャリア15〜16を得た。
Figure 0005556803
[トナーの準備]
「bizhub C360」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)で使用している「シアントナー」を準備した。
[二成分現像剤の作製]
前述した「キャリア1〜16」とトナーを下記の様に配合して二成分現像剤1〜16を作製した。二成分現像剤の作製は、配合比をキャリア100質量部に対してトナーの量を表2の通りにし、常温常湿(温度20℃、相対湿度50%RH)環境下で、Vブレンダを用いてトナーとキャリアを混合することにより行った。Vブレンダの回転数を20rpm、撹拌時間を20分にして処理を行い、さらに、混合物を目開き125μmのメッシュで篩い分けて作製した。
[評価]
上記で作製した現像剤を下記の画像評価装置に順次装填し、プリントを行い以下の評価を行った。
画像評価装置としては、デジタルカラー複合機「bizhub C360」改造機(コニカミノルタビジネステクノロジーズ製)を用いた。
プリントは、上記で作製したトナーと現像剤を順番に装填し、20℃、50%RHの環境で20万枚行った。尚、プリントは、画素率が1%の画像(文字画像が7%、人物顔写真、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ1/4等分にあるオリジナル画像)を用い、A4判上質紙(64g/m2)に行った。尚、評価は◎、○を合格とする。
<転写率>
初期と20万枚プリント終了後、画素濃度が1.30のソリッド画像(20mm×50mm)を形成し、下記式により転写率を求めて、評価を行った。
転写率(%)=(転写材に転写されたトナーの質量/感光体上に現像されたトナーの質量)×100
尚、転写率は、85%以上を合格とする。
<キャリア付着>
キャリア付着は、常温常湿(20℃、50%RH)のプリント環境で、印字率5%の文字画像を20万枚プリント終了後、ベタ画像(50mm×50mm)のプリントを行い、ベタ画像上に付着したキャリア粒子の個数を、拡大鏡を使用して目視により評価した。尚、キャリア付着は、10個以下を合格とする。
<エッジ効果>
プリント初期時に、画像濃度0.5のべたハーフトーン画像のプリント方向後部に画像濃度1.2〜1.3のベタ画像が存在する画像をプリントし、べた画像との境界付近のハーフトーン画像に白抜けが発生するかどうかを評価した。
◎:白抜けなし
○:白抜けはしていないが濃度が若干薄くなっている
×:白抜け発生
<濃度むら>
初期と20万枚印刷後において、ベタ画像の印刷を行い、画像むら(ゴースト)の発生の有無を下記価基準により行った。
なお、ゴーストとは、現像スリーブ上の現像剤の入れ替え不良により、画像濃度が徐々低下する現象をいう。
《評価基準》
◎:ベタ画像に濃度むら発生なし
○:ベタ画像に軽微な濃度むらが発生している(実用上問題ないレベル)
×:ベタ画像に濃度むらが発生している(実用上問題となるレベル)。
<画像汚染>
20万枚印刷後において、ベタ画像の印刷を行い、画像汚染の発生の有無を下記価基準により行った。
《評価基準》
◎:画像に汚染なし
○:画像にわずかに黒い斑点が見られる(実用上問題ないレベル)
×:画像にあきらかに黒い斑点が見られる(実用上問題となるレベル)。
Figure 0005556803
表2に示した結果より、実施例1〜10は、比較例1〜6に比べて、転写性、エッジ効果、画像むら、画像汚染の点で優れていることが認められる。
200 多孔質フェライト芯材粒子
210 細孔
220 樹脂被覆層
230 フェライト粒子

Claims (4)

  1. 結着樹脂を含むトナーと、多孔質フェライト芯材粒子の表面に樹脂被覆層が被覆されてなるキャリア粒子と、を含有する二成分現像剤であって、
    前記樹脂被覆層がフェライト粒子を含み、
    該フェライト粒子は、前記多孔質フェライト芯材粒子を微粉砕したものであり、
    前記フェライト粒子の平均粒径が0.1〜1.0μmの範囲内であることを特徴とする二成分現像剤。
  2. 前記キャリア粒子の嵩密度が1.1〜2.0g/cmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の二成分現像剤。
  3. 前記フェライト粒子が前記多孔質フェライト芯材粒子に対して、0.01〜1質量部の範囲内で含まれていることを特徴とする請求項1又は2に記載の二成分現像剤。
  4. 前記キャリア粒子の前記樹脂被覆層が、乾式コート法を用いて作製された層であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の二成分現像剤。
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JP5619830B2 (ja) * 2011-08-24 2014-11-05 パナソニック株式会社 樹脂−反磁性物質複合構造体、その製造方法、およびそれを用いた半導体装置
JP6163963B2 (ja) * 2013-08-23 2017-07-19 コニカミノルタ株式会社 静電荷像現像用二成分現像剤、及びその製造方法
JP2015169776A (ja) * 2014-03-06 2015-09-28 三菱化学株式会社 2成分現像剤
JP2016218410A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及びトナー補給路のクリーニング方法
JP5904684B1 (ja) * 2015-10-09 2016-04-20 Dowaエレクトロニクス株式会社 キャリア芯材並びにそれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP2017116869A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4928116B2 (ja) * 2005-11-09 2012-05-09 キヤノン株式会社 補給用現像剤及びそれを用いた現像方法
JP2008065060A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤及び画像形成装置
JP4864147B2 (ja) * 2009-03-25 2012-02-01 シャープ株式会社 樹脂被覆キャリアの製造方法、樹脂被覆キャリア、2成分現像剤、現像装置、画像形成装置および画像形成方法
JP5523121B2 (ja) 2010-01-15 2014-06-18 キヤノン株式会社 磁性キャリア及び二成分系現像剤
JP2011164230A (ja) * 2010-02-05 2011-08-25 Sharp Corp 樹脂被覆キャリア、その製造方法、および二成分現像剤
JP2012083389A (ja) * 2010-10-06 2012-04-26 Sharp Corp 樹脂被覆キャリアおよび2成分現像剤

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