JPH10148972A - 電子写真現像用キャリア、該キャリアを用いた二成分系現像剤及び画像形成方法 - Google Patents
電子写真現像用キャリア、該キャリアを用いた二成分系現像剤及び画像形成方法Info
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- JPH10148972A JPH10148972A JP31022496A JP31022496A JPH10148972A JP H10148972 A JPH10148972 A JP H10148972A JP 31022496 A JP31022496 A JP 31022496A JP 31022496 A JP31022496 A JP 31022496A JP H10148972 A JPH10148972 A JP H10148972A
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Abstract
像を長期にわたって安定して得られる二成分系現像剤を
提供する。 【解決手段】 特定のインピーダンス特性を示すキャリ
ア芯材に、特定の容量のコンデンサ成分を付与してなる
キャリアを用い、特定のインピーダンス特性及び静電容
量特性を持たせた現像剤とする。
Description
静電印刷法の如き画像形成方法における電気的潜像を現
像するのに用いられる二成分系現像剤、該現像剤に用い
られるキャリア、及び、該現像剤を用いた画像形成方法
に関する。
2,297,691号、特公昭42−23910号公報
及び特公昭43−24748号公報などに種々の方法が
記載されている。
法としては、大別して乾式現像法と湿式現像法とがあ
る。前者は、さらに二成分系現像剤を用いる方法と一成
分系現像剤を用いる方法に分けられる。
との摩擦によってトナーを所要の帯電極性及び帯電量に
帯電せしめ、静電引力を利用して静電潜像を現像するも
のである。
が多く用いられてきたが、使用環境の湿度によって帯電
特性が大きく変化したり、粒子表面が化学的に変化し易
いことにより、今日ではフェライトキャリアが多く用い
られるようになっている。
に比較して高抵抗であるため、電子写真用現像剤として
使用した場合、静電潜像を乱すことがないため、細線画
像及びハイライト画像の再現性が非常に良好となり、高
精細な画像を得ることが可能となる。
にエッジ効果が発生し易く、いわゆる白ヌケ或いは掃き
寄せといった画像欠陥を生じる。さらには現像電界強度
が低下するためトナー現像量、そしてそのまま画像濃度
も低下してしまうという問題も発生する。
々な努力がなされてきた。
や特開平2−160259号公報には低抵抗のキャリア
芯材を使用することによりエッジ効果の抑制を試みてい
る。
使用した場合、前述の高精細な画像を得ることは困難と
なる上に、現像時の印加バイアスによる潜像への電荷注
入により非画像部の潜像電位低下が生じ、いわゆるカブ
リといわれる現像が発生し易い。
公報に示されるように、キャリアコア表面を導電性微粉
末を含むポリマーで被覆してキャリアの表面の電気抵抗
を低くしたキャリアを使用することも試みられている。
いキャリアを使用した場合、このキャリアが潜像担持体
表面に付着してしまう、いわゆるキャリア付着が生じる
上に、潜像への電荷注入がより顕著となり、画像上にリ
ーク跡、いわゆる白ポチが発生してしまう。
おいては、電気抵抗の範囲を限定したキャリアコアを使
用することが開示されている。
いても、高精細な画像再現とエッジ効果の抑制という相
反する機能を十分満足するキャリアを得ることは難し
い。
要な機能としてトナーに対する迅速且つ高い帯電付与能
がある。
のでは、トナーへの帯電付与能力が不十分であったり長
時間の使用によりキャリア汚染が発生し易いなど性能的
に不十分な場合が多い。
うことによりキャリア汚染を防ぎ、場合によっては被覆
材自身に帯電付与能を持たせるなどした、いわゆる表面
コートフェライトキャリアが近年多々見られるようにな
ってきた。
としてより高抵抗となるため、先述したエッジ効果がよ
り顕著に現れてしまうことは否めない。
おいても長時間の使用による被覆材の剥れなど表面の物
理的変化は避けられないのが現状であり、例えば被覆材
によりトナーの帯電量を制御している場合、使用開始時
と長期の使用後とでトナー帯電量が変化することが多
い。従って、未被覆のフェライトキャリアコアの帯電付
与能も十分早く、且つ高い必要がある。
画像特性、帯電特性そして耐久性の全てを十分満足する
電子写真現像用キャリアは未だ見あたらないのが現状で
ある。
ころは、上記の如き課題を解決しうる二成分系現像剤を
提供することにある。
跡、キャリア付着、さらにはエッジ効果のない高精細画
像を長期に渡って安定に供給し得る二成分系現像剤を提
供することにある。
用いて非常に高精細な画像を与える現像方法を提供する
ことにある。
粒径が小さい場合に高精細な画像を長期間安定に与える
ことができる二成分系現像剤を提供することにある。
磁性体を含有する電子写真現像用キャリアであって、該
キャリアは、振幅2kV,周波数2kHzの正弦交流電
圧下において1×108Ω・cm以上のインピーダンス
を示すキャリア芯材及び該キャリア芯材の表面に形成す
るコンデンサ容量成分を有するコンデンサ層を有してお
り、該キャリアの振幅2kVの正弦交流電圧下で測定さ
れるインピーダンスの印加電圧周波数依存性から得られ
る静電容量が1×10-15F乃至1×10-11Fの値であ
ることを特徴とする電子写真現像用キャリアを使用する
ことによって達成される。
な説明を述べる。
に使用されるコートキャリアの芯材として、振幅2k
V、周波数2kHzの正弦交流電圧下において1×10
8Ω・cm以上のインピーダンスを示す磁性体含有コア
を用いることにある。
の高い材料を選択した場合、細線画像及びハイライト画
像の再現性に優れた二成分系現像剤を得ることができ
る。本発明者等の検討では、特に振幅2kV,周波数2
kHzの正弦交流電圧下において1×108Ω・cm以
上のインピーダンスを示す磁性体含有コアを使用した場
合、非常に高精細な画像が得られることが明らかとなっ
た。さらにこの特性は、特に8μm以上の平均粒径を持
つ高画質再現用小粒径トナーを使用した場合に、より顕
著であることも見出されている。
が1×108Ω・cm未満の磁性体含有コアを用いた場
合は、静電潜像の乱れが生じるため満足な高画質画像が
得られない。
に依存して大きく変化するものであり、現像特性と密接
に相関する測定条件としては、現像剤の使用条件、即ち
現像時に現像剤に印加される現像バイアス条件下が好ま
しい。一般に、高画質を得るための現像時印加バイアス
としては2kHz前後の周波数且つ2kV前後の振幅を
持つ正弦交流電圧が用いられることが多く、振幅2k
V,周波数2kHzの正弦交流電圧下で測定されるキャ
リアのインピーダンスがその現像特性と密接に相関する
ことは明らかである。
号公報においては、印加電界1×103乃至1×104V
/cmの範囲において電気抵抗の下限として1×107
Ω・cm以上が好ましいと報告されているが、測定条件
が実際の現像条件にそぐわないことに加え、本発明者等
の検討では高精細画像を得るためにはキャリアの電気抵
抗が未だ不足気味であった。
抗の高いキャリアコアの表面にコンデンサ成分を付与す
ることにより、現像剤用キャリアとして電気抵抗の高い
材料を使用した場合に発生するエッジ効果や画像濃度の
低下といった問題を解決することにある。
れる。
のコンデンサ層は層内部での電荷の移動によりキャリア
全体の抵抗を下げる働きをする。そのためエッジ効果が
抑制され、高い画像濃度を得ることができる。その一方
で、コンデンサ層外への電荷のリークが起こらないた
め、静電潜像を乱すことなく忠実に現像することが可能
となり、カブリやリーク跡或いはキャリア付着といった
画像欠陥のない高精細な画像再現性が得られるものと判
断される。
2kVの正弦交流電圧下で測定されるキャリアインピー
ダンスの印加電圧周波数依存性から得られる値として1
×10-15F乃至1×10-11Fが必要であり、後述する
手法によりこの範囲内に制御することができる。
ジ効果或いは画像濃度の低下の抑制が不十分であり、1
×10-11Fを超える場合は交流電界下でのキャリア電
気抵抗が低過ぎるため高精細画像が得にくくなる。
平4−324457号公報の実施例及び比較例において
静電容量1×10-10乃至2.1×10-10Fのキャリア
が記載されている。しかしながら、先に説明したよう
に、本発明者等の検討によれば、キャリアの静電容量と
しては1×10-15乃至1×10-11Fの範囲が好まし
く、特開平4−324457号公報中に記載されている
ような1×10-10Fを超える大きな容量を持つキャリ
アを使用した場合、交流電界下での電気抵抗が低下して
しまい、高精細画像が得られにくい。
て、前記キャリアコアとしてFe以外のフェライト成分
金属の第二イオン化ポテンシャルが17eV以下であ
り、且つ保磁力Hcが100エルステッド以下であるフ
ェライトコアを用いることにより、高濃度且つ高精細な
画像特性に加え、帯電特性までも長期間安定に得られる
ことが明らかになった。
ほどトナーへの負電荷付与能力の高いことが知られてい
るが、本発明者等の検討によると、特にキャリア成分中
に含まれる金属の第二イオン化ポテンシャルがトナーへ
の帯電付与能力と密接に相関していることが判明した。
体より電荷を補給した際、キャリア中の金属の価数が2
価から1価へと低下した後トナーに電荷を与え再び1価
から2価の状態へ戻るという現象に基づくものと思われ
る。特に、フェライト成分中のFe以外の金属として第
二イオン化ポテンシャルが17eV以下の金属を選択し
た場合にトナーへの帯電付与能力が非常に高くなること
が判明している。
して上記構成のフェライトキャリアを用いた場合、耐久
時の画像特性の劣化が著しく軽減される現象も確認され
た。この理由は明らかではないが以下のような説明が考
えられる。
を放出し易いことにより、こういった金属と負極性トナ
ーが接触する際トナーは素早く帯電すると考えられる。
その後に、キャリアのコンデンサ成分がトナーの極性を
打ち消すように素早く分極した後、トナーが現像電界に
よってキャリア表面より剥離した瞬間に非分極状態に戻
るため潜像へと飛翔したトナーはキャリア上には戻りく
くなる。即ち、キャリア上の長期残留トナーが減少する
ことによりキャリアスペント及び現像剤劣化が著しく抑
制されるものと説明される。
の磁気特性として保磁力Hcが100エルステッド以下
であることも重要である。Hcが100エルステッドを
超える場合、内部に磁石を有する現像剤担持体と現像剤
との吸着力が常に強いために、現像によりトナーが消費
されてトナー濃度の低下した現像剤と新鮮な現像剤との
置き換わりがスムーズでなく、結果として画像濃度及び
画質の低い画像しか得られない。
けるFe成分の含有量は、Fe2O3換算で20〜95モ
ル%が好ましい。20モル%未満ではキャリアのインピ
ーダンスを前述した範囲内におさめることが難しく、ま
た、95モル%を超える場合では磁気特性の調整が困難
となる。
均粒径は決められた制限はないが、特に50μm以下の
場合に前述の効果が顕著となる。一般にキャリア粒径が
小さくなるほどキャリア表面積は大きくなり、トナーと
混合する際トナーの帯電速度は早くなる。その反面、表
面積が大きい分だけキャリア汚染の発生する面積も大き
くなるため、長時間使用前後での現像剤の帯電特性も大
きく変化し易い。
においては耐久による現像剤劣化が著しく抑制されるた
め、粒径の小さいキャリアを使用しても長時間使用前後
での現像剤の帯電特性はほとんど変化せず、良好な結果
が得られる。
均粒径にも決められた制限はないものの、特に8μm以
下の場合に非常に高精細な画像が長期にわたって安定し
て得られる。
ど得られる画像も高精細なものとなるものの、個々のト
ナー粒子を均一にかつ素早く帯電させることが難しくな
ることに加え、現像剤の劣化が顕著となることが知られ
ている。従って、長時間の使用により粒径の小さいトナ
ーほど画像特性の変動やカブリの悪化などが目立ち易
い。
の小さいトナーを適用した場合、キャリアの帯電付与能
が高く、且つ現像剤の劣化が少ないことから、高精細な
画像を使用開始時から長時間に渡り常に安定に得ること
が可能となる。
サ容量成分を付与する手段としては、種々の方法が挙げ
られるが、例えば、伝導帯(いわゆるコンダクションバ
ンド)による導電性を示す材料を樹脂などの高抵抗の材
料に分散させ、キャリア表面にコーティングする方法が
ある。但し、コーティングの際は導電性の材料が被覆材
表面に露出しないことが肝要であり、露出部分が多い場
合キャリア抵抗が低下してしまうため、高精細画像を得
ることが難しい。
の親和性を高めたり、或いは被覆材中への分散性を向上
させる処理を用いることも好ましい。こういった導電性
材料としては以下のようなものを使用することができ
る。即ち、カーボンブラック、グラファイト、酸化ス
ズ、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ビスマス、酸化イン
ジウム、その他の金属酸化物などが使用される。これら
は表面をグラフト化処理或いは種々のカップリング剤で
の処理等により分散担持体となる材料との親和性を高め
て使用することも好ましい。
を調整することによりキャリアの静電容量の制御が可能
となるが、添加量を多くしていくと静電容量は増大する
ものの、トナーの摩擦帯電量の低下も伴ない、カブリ等
の耐久性が悪化してしまう。従って適正な添加量に調整
する必要があり、一般的に樹脂等の分散担持体に対し、
0.1重量部より多く、20重量部以下が好ましい範囲
である。添加量が0.1重量部以下ではキャリアに十分
な静電容量を付与することが難しく、20重量部より多
くなると耐久性の低下が避けられない。
被覆させる場合の被覆材としては、以下のようなものを
使用することができる。即ち、スチレン系樹脂、アクリ
ル系樹脂、その他のビニル系重合体及びそれらの共重合
体、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、アイオノマー樹
脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、硬化型シリコー
ン樹脂などが使用される。これらは一部をハロゲン原子
などで置換されていても良い。
上記に示した重合体の1種又は2種以上の混合物と分極
性材料を適当な溶媒中で混合し得られる溶液中に芯材料
を浸漬し、しかる後に脱溶媒、乾燥、高温焼き付けする
方法、或いは芯材料を流動化床中で浮遊させ、前記重合
体溶液を噴霧塗布し、乾燥、高温焼き付けする方法等を
利用することができる。
る際、アトライター等の分散装置を使用することも好ま
しい。
露出を防ぐために、上記の如き被覆処理後、分極性材料
を含まない被覆材を再度被覆することもできる。
表面をコートしたキャリアに関しては、これまでいくつ
か報告されている。例えば、カーボンブラックを含有し
た被覆材でのコートキャリアとしては、特開平4−20
4551号公報、同5−181322号公報、同5−2
41379号公報等に開示されている。
キャリアの電気特性に関する記述が何らなされていな
い。
特性を有するキャリアコアを用いることにより高精細画
像を達成しており、これ以外でのコアによる高精細化は
難しいことが判明している。
材でのコートキャリアについても、特開平4−3601
58号公報、同4−372960号公報、同5−107
819号公報、同5−289412号公報、同5−30
3238号公報等に開示されている。
キャリアコア及びコート後のキャリア電気特性に関する
記述がなされておらず、さらに先述したように単純な導
電剤のキャリア被覆材への添加は画質の低下へと直結す
るものである。即ち、導電性材料がコート後の被覆材表
面より露出しておらず、さらにキャリアに対して特定範
囲のコンデンサ成分を付与した場合にのみ本発明におけ
るキャリアの如く高精細画像再現とエッジ効果の抑制の
両方を満足しうるコートキャリアが得られるのである。
キャリアとトナーとを混合して二成分系現像剤を調剤す
る際、特定の範囲内のインピーダンス及び容量特性を持
つように設定する点にある。
る現像剤はキャリア単独よりも高い電気抵抗を持つた
め、エッジ効果、低画像濃度といった問題を抑制しつつ
高精細画像を得るためにはキャリア特性の改良だけでは
難しく、現像剤としての電気特性も制御する必要があ
る。
ス及び容量のバランスを鋭意検討した結果、前記キャリ
ア及びトナーを混合する際、振幅2kV、周波数2kH
zの正弦交流電圧下において、1.2×108Ω・cm
以上のインピーダンス特性を示し、且つ振幅2kVの正
弦交流電圧下で測定されるインピーダンスの印加電圧周
波数依存性から得られる容量が1×10-14F乃至1×
10-11Fの値を持つよう調整することにより、エッジ
効果のない高精細画像を高画像濃度で与える現像剤が得
られることが判明した。
×108Ω・cm未満或いは容量が1×10-11Fを超え
てしまうと交流電界下での現像剤の電気抵抗特性が低下
してしまうことより高精細画像が得にくくなる。また、
容量が1×10-14F未満の場合はエッジ効果や画像濃
度の低下を防ぐことが困難となる。
ャリアの静電容量を考慮した現像剤中のキャリアとトナ
ーの混合比による調整が挙げられる。即ち、キャリアの
静電容量をCC(pF)、現像剤中のトナー濃度をN
T(重量%)とした時、 1×10-12≦CC×NT≦40×10-12 となるように両者のバランスを調整しつつトナーと前述
のキャリアとを混合することにより本発明における現像
剤を得ることができる。ここで、CC×NT<1×10
-12の場合、現像剤の持つコンデンサ容量が小さいた
め、交流電界下での現像時においてエッジ効果を抑制す
るには不十分であり、40×10-12<CC×NTの場
合、逆に容量が高すぎるために高精細画像が得られにく
い。
これに内蔵されたマグネットローラーのうち、マグネッ
トローラーと現像剤担持体の両方を回転し、或いはマグ
ネットローラーを固定して現像体担持体を回転し、キャ
リアとトナーとを少なくとも含有する二成分系現像剤を
現像剤担持体上で循環搬送し、潜像保持体とそれに対向
する現像剤担持体の現像領域で、潜像をトナーで現像し
潜像担持体上に形成されたトナー像を転写材上に転写す
る画像形成方法において、該二成分系現像剤が上述した
本発明の二成分系現像剤であり、現像領域において交流
成分と直流成分を有している交互電界を形成し、該交互
電界の周波数νkHzが1.0以上である条件で潜像を
現像することも大きな特徴である。
界下においてその静電容量成分がエッジ効果等の高抵抗
による弊害を打ち消す作用を持つことにより、交互電界
の周波数νkHzが1.0以上である条件で潜像を現像
する現像方法と組み合わせることにより、画像濃度低下
及びエッジ効果の抑制効果がより顕著となる。ν<1.
0の場合、画像濃度がやや低めとなり、エッジ効果も若
干目立つ画像となる。
剤担持体との間にトナーを潜像保持体から現像剤担持体
に引き寄せる電圧と現像剤担持体から潜像保持体に飛翔
させる電圧を少なくとも1回印加した後に、画像部に対
してはトナーを飛翔させ、非画像部に対してはトナーを
引き戻す方向の電圧を印加することにより、潜像をトナ
ーで現像する現像方法であることがより好ましく、特に
好ましくは、前述の潜像保持体から現像剤担持体にトナ
ーを向かわせる第1電圧と現像剤担持体から潜像保持体
にトナーを向かわせる第2電圧とを現像剤担持体に印加
する合計時間よりも、該第1電圧と該第2電圧との間の
第3電圧を現像剤担持体に印加する時間を長くすること
が、潜像保持体上でトナーを再配列させ潜像に忠実に再
現する目的で特に好ましい。
剤担持体との間に潜像保持体から現像剤担持体にトナー
が向かう電界と現像剤担持体から潜像保持体にトナーが
向かう電界を少なくとも1回形成した後に、潜像保持体
の画像部では、トナーが現像剤担持体から潜像保持体に
向かい、潜像保持体の非画像部では、トナーが潜像保持
体から現像剤担持体に向かう電界を所定時間形成するこ
とにより、潜像保持体に保持されている潜像を現像剤担
持体に担持されている現像剤のトナーで現像するもので
あり、この潜像保持体から現像剤担持体にトナーが向か
う電界と現像剤担持体から潜像保持体にトナーが向かう
電界を形成する合計時間より潜像保持体の画像部ではト
ナーが現像剤担持体から潜像保持体に向かい、潜像保持
体の非画像部では、トナーが潜像保持体から現像剤担持
体に向かう電界を形成する時間の方を長くすることが好
ましい。
た本発明の二成分系現像剤を使用して、交番電界を形成
して現像する現像方法で定期的に交番をオフする現像電
界を用いて現像を行った場合に、キャリア付着もなく高
画像濃度及び高精細画像再現性により優れた高画質化が
達成できることを見出した。
定の電気抵抗特性を有しており、且つ構成成分となるキ
ャリアも特定の組成を有することにより、トナーとの摩
擦帯電性の立ち上がりも良好であり、特に50μm以下
の平均粒径を持つキャリア及び8μm以下の平均粒径か
らなるトナーより構成されている場合、非常に高精細な
画像再現が可能となる。
合、現像時に潜像保持体上へのキャリア付着が心配され
るところであるが、本発明に記した現像電界と組み合わ
せることにより、キャリア付着は発生しない。この理由
はいまだ明確ではないが、以下のように考えられる。
においては、高画質濃度を達成しようとして電界強度を
強くすると、トナーとキャリアは一体となって潜像保持
体と現像剤担持体の間を往復運動し、高精細画像が得ら
れるものの、結果として潜像保持体にキャリアが強く摺
擦し、キャリア付着が発生する。この傾向は微粉キャリ
アが多い程顕著である。
特定の現像電界を印加すると、1パルスではトナー或い
はキャリアが現像剤担持体と潜像保持体間を往復しきら
ない往復運動をするため、その後の第3電圧印加時に潜
像保持体の表面電位と現像バイアスの直流成分の電位差
VcontがVcont<0の場合には、直流成分がキャリアを
現像剤担持体から飛翔させるように働くが、キャリアの
磁気特性と、マグネットローラーの現像領域での磁束密
度をコントロールすることによって、キャリア付着は防
止でき、Vcont>0の場合には、磁界の力及び直流成分
がキャリアを現像剤担持体側に引きつけるように働き、
キャリア付着は発生しない。
としては、従来電子写真用トナー結着樹脂として知られ
る各種の材料樹脂が用いられる。例えば、ポリスチレ
ン、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・アクリ
ル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリエチレン、エ
チレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコ
ール共重合体のようなエチレン系共重合体、フェノール
系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルフタレート樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸系樹脂等
である。また、いずれの樹脂もその製造方法等は特に制
約されるものではない。
ポリエステル系樹脂を用いた場合、本発明の効果は絶大
である。即ち、ポリエステル系樹脂は、定着性に優れ、
カラートナーに適している反面、負帯電能が強く帯電が
過大になり易いが、本発明の構成にポリエステル樹脂を
用いると弊害は改善され、優れたトナーが得られる。
あり、x,yはそれぞれ1以上の整数であり、且つx+
yの平均値は2〜10である。)で代表されるビスフェ
ノール誘導体もしくは置換体をジオール成分とし、2価
以上のカルボン酸又はその酸無水物又はその低級アルキ
ルエステルとからなるカルボン酸成分(例えばフマル
酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタ
ル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸など)とを共縮
重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を有す
るのでより好ましい。
る着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラッ
ク、鉄黒、群青、ニグロシン染料、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、ローダミン6G、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、トリアリールメタン系染料、モノアゾ
系、ジスアゾ系染顔料等、従来公知の染顔料を単独或い
は混合して使用し得る。
動性を向上させる目的で、流動性向上剤を添加しても良
い。本発明に用いられる流動性向上剤としては、トナー
に添加することにより、流動性が添加前後と比較すると
増加し得るものであれば、どのようなものでも使用可能
である。
リデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末な
ど;又は脂肪酸金属塩、即ちステアリン酸亜鉛、ステア
リン酸カルシウム、ステアリン酸鉛など;又は金属酸化
物、即ち酸化亜鉛粉末、酸化チタン微粉末、シリカ微粉
末、アルミナ微粉末、これら金属酸化物にシランカップ
リング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルな
どにより表面処理を施した表面処理金属酸化物などがあ
る。
べる。
の説明図である。先ず、底に500メッシュのスクリー
ン13のある金属製の測定容器12に、現像器のスリー
ブ上から採取した現像剤約0.5〜0.9gを入れ、金
属製のふた14をする。この時の測定容器12全体の重
量を秤りW1(g)とする。次に、吸引機11(測定容
器12と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸
引口17から吸引し風量調節弁16を調節して真空計1
5の圧力を250mmAqとする。この状態で充分、好
ましくは約2分間吸引を行いトナーを吸引除去する。こ
の時の電位計19の電位をV(ボルト)とする。ここで
18はコンデンサであり容量をC(μF)とする。ま
た、吸引後の測定容器全体の重量を量りW2(g)とす
る。このトナーの摩擦帯電量(mC/kg)は下式の如
く計算される。
ER MODEL TC−6DSを使用して測定し、シ
アントナー画像ではamberフィルターを使用し、下
記式より算出した。数値が小さい程、カブリが少ない。
(%)−サンプルの非画像部の反射率(%)
測定装置(理研測定製)を用いて行った。
φ、高さ10mmのセルに詰め、前記の装置にセットす
る。測定は印加磁場を徐々に加え最大3000エルステ
ッドまで変化させる。次いで印加磁場を減少せしめ、最
終的に記録紙上に試料のヒステリシスカーブを得る。こ
れより、飽和磁化、残留磁化、保磁力を求める。
としては、マイクロトラック粒度分析計(日機装株式会
社)のSRAタイプを使用し、0.7〜125μmのレ
ンジ設定で行った。
現像剤のインピーダンスの測定は、図2に示すセルを用
いて測定した。即ち、セルAにサンプルを充填し、該充
填サンプル27に接するように電極21及び22を配
し、該電極間に正弦交流電圧を印加し、その時流れる電
流を交流用電流計24で測定することにより求めた。そ
の測定条件は、充填サンプルのセルとの接触面積S=2
cm2、厚みd=3mm、上部電極の荷重15kg重で
あり、その際のインピーダンスの値は交流電圧(振幅/
電流値)×(S/d)より得られる。
電容量は以下のようにして求めた。
定において、電極21及び22間に振幅2kVの正弦交
流電圧を印加する際、その周波数を0〜4kHz間で適
宜に変化させて、その都度交流用電流計24で電流値を
読み取る。次に、得られたデータを基に、(インピーダ
ンス)2に対する(周波数)-2のグラフを作成し、傾き
aを求める。静電容量C(F)は傾きaの値を用い、C
=(2πa1/2)-1より求めた。
るが、これらにより本発明が限定されるものではない。
Fe2O3をモル%濃度でそれぞれ20、20、60とな
るよう秤量、混合した。得られた混合粉を1000℃以
下で仮焼し、粉砕した後、結着樹脂としてポリビニルア
ルコール水溶液を粉砕した試料に対し1〜3重量%とな
るように加え、スプレードライヤーにより造粒した。得
られた造粒粉を1100〜1300℃で焼成し、粉砕、
分級してキャリア芯材Aを得た。
1時間分散混合した後、岡田精工社製スピラコータによ
りキャリア芯材Aに対し樹脂換算で1重量部を塗布し、
乾燥、加熱して被覆キャリア1を得た。得られたキャリ
ア物性値を使用した被覆材料と併せて表1に示す。
使用したキャリア被覆材料をホモミキサーで15分間混
合した後、キャリア製造例1と同様の手法によりキャリ
ア芯材Aに塗布、乾燥、加熱して被覆キャリア2を得
た。得られたキャリア物性値を使用した被覆材料と併せ
て表1に示す。
た後、キャリア製造例1と同様の手法によりキャリア芯
材Aに対し樹脂換算で0.8重量部を被覆し、一旦被覆
キャリアを得た。次にこの被覆キャリアに対し、カーボ
ンブラックを含まない硬化型シリコーン樹脂を樹脂換算
で0.2重量部、同様の手法により表層被覆し、2層被
覆した被覆キャリア3を得た。得られたキャリア物性を
使用した被覆材料と併せて表1に示す。
覆材料をホモミキサーで15分間混合した後、キャリア
製造例2と同様の手法により表1に示した内容の被覆キ
ャリア4〜6を得た。
被覆材料をアトライターにて1時間分散混合した後、キ
ャリア製造例1と同様の手法により表1に示した内容の
被覆キャリア7〜13を得た。
ノールとフマル酸を縮合して 得られたポリエステル樹脂 100重量部 フタロシアニン顔料 4重量部 ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミ化合物 4重量部 をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、二軸
押出式混練機により溶融混練し、冷却後ハンマーミルを
用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージェ
ット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに得られた
微粉砕物を分級して、重量平均粒径が8.5μmである
負摩擦帯電性のシアン色の粉体を得た。
微粉末(日本アエロジル製T805)1.0重量部とを
ヘンシェルミキサーで混合し、シアントナー1を得た。
μmとし、酸化チタン微粉末の代わりにシランカップリ
ング剤で表面を疎水化処理したアルミナ微粉末を用いる
以外は、トナー製造例1と同様にしてシアントナー2を
得た。
リア4とを現像剤中のトナー濃度が6重量%となるよう
混合し、現像剤とした。得られた現像剤のインピーダン
スは2×108Ω・cm、静電容量5×10-14Fという
値が得られた。カラー複写機CLC700(キヤノン
製)を用い、現像用バイアスとして外部電源との接続に
より図4に示す非連続の交番電界を印加し、画像面積比
率30%のオリジナル原稿を用いて25℃/60%の温
湿度下現像コントラスト300Vで3万枚の画出しによ
る評価を行った。得られた結果を表2に示す。
初期から3万枚後までエッジ効果のない高精細な画像を
与えた。また、帯電量も安定に推移し、カブリも少な
く、機内の汚れも見られなかった。
に示した。
示す交互電界を印加する以外は実施例1と同様の評価を
行ったところ、初期から3万枚後までエッジ効果及び画
質上特に問題のない画像が得られた。帯電量も安定に推
移し、カブリ及び機内の汚れも特に問題なかった。
とを現像剤中のトナー濃度が8重量%となるよう混合
し、現像剤とした。この現像剤を用い、実施例1と同様
の評価を行ったところ、初期から3万枚後までエッジ効
果のない比較的良好な画質の画像が得られた。帯電量も
安定に推移し、カブリも少なく、機内の汚れも見られな
かった。
とを現像剤中のトナー濃度が4重量%となるよう混合
し、現像剤とする以外は実施例1と同様の評価を行った
ところ、初期から3万枚後までエッジ効果のない比較的
良好な画質の画像が得られた。帯電量も安定に推移し、
カブリも少なく、機内の汚れも見られなかった。
5、10或いは11を用いる以外は実施例1と同様の評
価を行ったところ、表2に示すように、初期から3万枚
後までエッジ効果のない高精細な画像が得られた。ま
た、帯電量も安定に推移し、カブリも少なく、機内の汚
れも見られなかった。
示す交互電界を印加する以外は実施例1と同様の評価を
行ったところ、初期から3万枚後までわずかにエッジ効
果が見られたものの、特に問題のない画像が得られた。
帯電量も安定に推移し、画質、カブリ及び機内の汚れの
いずれも特に問題はなかった。
とを現像剤中のトナー濃度が14重量%となるよう混合
し、現像剤とする以外は実施例1と同様の評価を行った
ところ、初期から3万枚後まで画質及びカブリ共に特に
問題の無い画像が安定して得られた。現像剤の静電容量
が大きいため、静電潜像が乱れ、画質が若干低下したが
実用上は問題無かった。尚、エッジ効果は特に見られな
かった。
1とを現像剤中のトナー濃度が1.5重量%となるよう
に混合し、現像剤とする以外は実施例1と同様の評価を
行ったところ、初期からややエッジ効果が見られ、3万
枚後には画質も若干低下したものの実用上は問題の無い
レベルであった。これは現像剤の静電容量がやや小さい
ため、エッジ効果の抑制が十分ではなかったためと考え
られる。
3とを使用して実施例1と同様の評価を行ったところ、
初期から3万枚後までわずかにエッジ効果が見られるも
のの実用上は問題の無い画像が安定に得られた。
とを使用して実施例1と同様の評価を行ったところ、エ
ッジ効果の際立った画像しか得られなかった。キャリア
被覆材料中のカーボンの分散が不十分なためカーボンが
表面に露出し、被覆キャリアが充分な静電容量を持たな
いことによるものと思われる。
とを現像剤中のトナー濃度が10重量%となるよう混合
し、現像剤とする以外は実施例1と同様の評価を行った
ところ、初期から3万枚後まで画質の良くない画像しか
得られなかった。これは、現像剤の静電容量、さらに使
用したキャリアの静電容量CCが大きいため静電潜像が
乱れたためと考えられる。
8を用い、実施例1と同様の評価を行ったところ、初期
から3万枚後までエッジ効果の際立った画像しか得られ
なかった。これは、被覆キャリア及び現像剤の静電容量
が小さいためと考えられる。
9を用い、実施例1と同様の評価を行ったところ、初期
から3万枚後まで画質の良くない画像しか得られなかっ
た。これは、使用したキャリアコアのインピーダンスが
小さいため画質が低下したものと考えられる。尚、エッ
ジ効果については特に問題は見られなかった。
ア12を用い、実施例1と同様の評価を行ったところ、
初期には特に問題がないものの、3万枚後には画質及び
カブリが若干悪化、さらに機内の汚れも見られた。これ
は、キャリアの帯電付与能力が低いことに加え、先述し
た理由により現像剤が劣化してしまったためと考えられ
るが実用上は問題無かった。
13とを現像剤中のトナー濃度が10重量%となるよう
混合し現像剤とする以外は実施例1と同様の評価を行っ
たところ、初期から3万枚後までエッジ効果及びカブリ
が若干目立つものの実用上は問題の無い画像が得られ
た。また、わずかに機内の汚れも見られた。これは、現
像剤の静電容量及びキャリアの帯電付与能が小さいこと
に加え、先述した理由により現像剤が若干劣化してしま
ったためと考えられるが、いずれも実用上は特に問題の
無いレベルであった。
6とを用い、実施例1と同様の評価を行ったところ、初
期には問題が無いものの、3万枚後に画質及びカブリが
若干悪化し、機内の汚れも見られた。これは被覆樹脂中
のカーボン含有量が多いため帯電量の耐久性が低下した
ためと考えられるが、実用上は問題無いレベルであっ
た。
電子写真において、エッジ効果を抑制しつつ高精細、高
濃度な画像を長期にわたって安定して得ることが可能と
なる。
ある。
である。
る。
る。
る。
Claims (12)
- 【請求項1】 少なくとも磁性体を含有する電子写真現
像用キャリアであって、該キャリアは、振幅2kV,周
波数2kHzの正弦交流電圧下において1×108Ω・
cm以上のインピーダンスを示すキャリア芯材及び該キ
ャリア芯材の表面に形成するコンデンサ容量成分を有す
るコンデンサ層を有しており、該キャリアの振幅2kV
の正弦交流電圧下で測定されるインピーダンスの印加電
圧周波数依存性から得られる静電容量が1×10-15F
乃至1×10-11Fの値であることを特徴とする電子写
真現像用キャリア。 - 【請求項2】 上記キャリア芯材が、Fe以外の金属と
して第二イオン化ポテンシャルが17eV以下の金属を
少なくとも1種含有するフェライトからなり、上記キャ
リアが保磁力Hcが100エルステッド以下である請求
項1記載の電子写真現像用キャリア。 - 【請求項3】 上記キャリア芯材が、Fe成分をFe2
O3換算で20〜95モル%含有するフェライトである
請求項1又は2記載の電子写真現像用キャリア。 - 【請求項4】 少なくともトナー及びキャリアを有する
二成分系現像剤において、該キャリアが少なくとも磁性
体を含有する電子写真現像用キャリアであって、該キャ
リアは、振幅2kV,周波数2kHzの正弦交流電圧下
において1×108Ω・cm以上のインピーダンスを示
すキャリア芯材及び該キャリア芯材の表面に形成するコ
ンデンサ容量成分を有するコンデンサ層を有しており、
該キャリアの振幅2kVの正弦交流電圧下で測定される
インピーダンスの印加電圧周波数依存性から得られる静
電容量が1×10-15F乃至1×10-11Fの値であるキ
ャリアであり、該二成分系現像剤は、振幅2kV,周波
数2kHzの正弦交流電圧下において1.2×108Ω
・cm以上のインピーダンスを示し、振幅2kVの正弦
交流電圧下で測定されるインピーダンスの印加電圧周波
数依存性から得られる静電容量が1×10-14F乃至1
×10-11Fの値であることを特徴とする二成分系現像
剤。 - 【請求項5】 上記キャリア芯材が、Fe以外の金属と
して第二イオン化ポテンシャルが17eV以下の金属を
少なくとも1種含有するフェライトからなり、上記キャ
リアが保磁力Hcが100エルステッド以下である請求
項4記載の二成分系現像剤。 - 【請求項6】 上記キャリア芯材が、Fe成分をFe2
O3換算で20〜95モル%含有するフェライトである
請求項4又は5記載の二成分系現像剤。 - 【請求項7】 現像剤担持体とこれに内蔵されたマグネ
ットローラーのうち、マグネットローラーと現像剤担持
体の両方を回転し、或いはマグネットローラーを固定し
て現像剤担持体を回転し、キャリアとトナーとを少なく
とも含有する二成分系現像剤を現像剤担持体上で循環搬
送し、潜像保持体とそれに対向する現像剤担持体の現像
領域で、潜像をトナーで現像し潜像担持体上に形成され
たトナー像を転写材上に転写する画像形成方法におい
て、該二成分系現像剤が少なくともトナー及びキャリア
を有する二成分系現像剤であって、該キャリアが少なく
とも磁性体を含有する電子写真現像用キャリアであっ
て、該キャリアは、振幅2kV,周波数2kHzの正弦
交流電圧下において1×108Ω・cm以上のインピー
ダンスを示すキャリア芯材及び該キャリア芯材の表面に
形成するコンデンサ容量成分を有するコンデンサ層を有
しており、該キャリアの振幅2kVの正弦交流電圧下で
測定されるインピーダンスの印加電圧周波数依存性から
得られる静電容量が1×10-15F乃至1×10-11Fの
値であるキャリアであり、該二成分系現像剤は、振幅2
kV,周波数2kHzの正弦交流電圧下において1.2
×108Ω・cm以上のインピーダンスを示し、振幅2
kVの正弦交流電圧下で測定されるインピーダンスの印
加電圧周波数依存性から得られる静電容量が1×10
-14F乃至1×10-11Fの値である現像剤であり、現像
領域において交流成分と直流成分を有している交互電界
を形成し、該交互電界の周波数νkHzが1.0以上で
ある条件で潜像を現像することを特徴とする画像形成方
法。 - 【請求項8】 上記キャリア芯材が、Fe以外の金属と
して第二イオン化ポテンシャルが17eV以下の金属を
少なくとも1種含有するフェライトからなり、上記キャ
リアが保磁力Hcが100エルステッド以下である請求
項7記載の二成分系現像剤。 - 【請求項9】 上記キャリア芯材が、Fe成分をFe2
O3換算で20〜95モル%含有するフェライトである
請求項7又は8記載の二成分系現像剤。 - 【請求項10】 現像剤担持体とこれに内蔵されたマグ
ネットローラーのうち、マグネットローラーと現像剤担
持体の両方を回転し、或いはマグネットローラーを固定
して現像剤担持体を回転し、キャリアとトナーとを少な
くとも含有する二成分系現像剤を現像剤担持体上で循環
搬送し、潜像保持体とそれに対向する現像剤担持体の現
像領域で、潜像をトナーで現像し潜像担持体上に形成さ
れたトナー像を転写材上に転写する画像形成方法におい
て、該二成分系現像剤が少なくともトナー及びキャリア
を有する二成分系現像剤であって、該キャリアが少なく
とも磁性体を含有する電子写真現像用キャリアであっ
て、該キャリアは、振幅2kV,周波数2kHzの正弦
交流電圧下において1×108Ω・cm以上のインピー
ダンスを示すキャリア芯材及び該キャリア芯材の表面に
形成するコンデンサ容量成分を有するコンデンサ層を有
しており、該キャリアの振幅2kVの正弦交流電圧下で
測定されるインピーダンスの印加電圧周波数依存性から
得られる静電容量が1×10-15F乃至1×10-11Fの
値であるキャリアであり、該二成分系現像剤は、振幅2
kV,周波数2kHzの正弦交流電圧下において1.2
×108Ω・cm以上のインピーダンスを示し、振幅2
kVの正弦交流電圧下で測定されるインピーダンスの印
加電圧周波数依存性から得られる静電容量が1×10
-14F乃至1×10-11Fの値である現像剤であり、該現
像方法が、潜像保持体と現像剤担持体との間にトナーを
潜像保持体から現像剤担持体に引き寄せる電圧と現像剤
担持体から潜像保持体に飛翔させる電圧を少なくとも1
回印加した後に、画像部に対してトナーを飛翔させ、非
画像部に対してはトナーを引き戻す方向の電圧を印加す
ることにより、潜像をトナーで現像する現像方法である
ことを特徴とする画像形成方法。 - 【請求項11】 上記キャリア芯材が、Fe以外の金属
として第二イオン化ポテンシャルが17eV以下の金属
を少なくとも1種含有するフェライトからなり、上記キ
ャリアが保磁力Hcが100エルステッド以下である請
求項10記載の画像形成方法。 - 【請求項12】 上記キャリア芯材が、Fe成分をFe
2O3換算で20〜95モル%含有するフェライトである
請求項10又は11記載の画像形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31022496A JP3486512B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電子写真現像用キャリア、該キャリアを用いた二成分系現像剤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31022496A JP3486512B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電子写真現像用キャリア、該キャリアを用いた二成分系現像剤 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10148972A true JPH10148972A (ja) | 1998-06-02 |
JP3486512B2 JP3486512B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=18002691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31022496A Expired - Fee Related JP3486512B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電子写真現像用キャリア、該キャリアを用いた二成分系現像剤 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3486512B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004341252A (ja) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Ricoh Co Ltd | 電子写真現像剤用キャリア、現像剤、現像装置及びプロセスカートリッジ |
US7592115B2 (en) | 2005-05-25 | 2009-09-22 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Carrier for electrostatic latent image developer, production method thereof, electrostatic latent image developer, and image-forming device |
WO2010016601A1 (ja) | 2008-08-04 | 2010-02-11 | キヤノン株式会社 | 磁性キャリア、二成分系現像剤及び画像形成方法 |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP31022496A patent/JP3486512B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004341252A (ja) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Ricoh Co Ltd | 電子写真現像剤用キャリア、現像剤、現像装置及びプロセスカートリッジ |
US7592115B2 (en) | 2005-05-25 | 2009-09-22 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Carrier for electrostatic latent image developer, production method thereof, electrostatic latent image developer, and image-forming device |
WO2010016601A1 (ja) | 2008-08-04 | 2010-02-11 | キヤノン株式会社 | 磁性キャリア、二成分系現像剤及び画像形成方法 |
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JP3486512B2 (ja) | 2004-01-13 |
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