JPS6275554A - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

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JPS6275554A
JPS6275554A JP60214991A JP21499185A JPS6275554A JP S6275554 A JPS6275554 A JP S6275554A JP 60214991 A JP60214991 A JP 60214991A JP 21499185 A JP21499185 A JP 21499185A JP S6275554 A JPS6275554 A JP S6275554A
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徹 松本
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等における画
像形成方法に関する。
[従来の技術] 画像情報を伝達、又は記録する手段としては、古くから
知られる銀塩写真法や、印刷と共に静電気や磁気を利用
した米国特許2,297,691に示される電子写真法
、静電印刷法、電子記録法、磁気記録法などがある。こ
れらの方法においては画像情報は7tt%的、又は磁気
的な潜像に変換されたのち、現像され可視化される、次
いで潜像担持体上で又は転写部材に転写し、該部材上で
定着される。上記のような様々な画像形成方法は現在、
情報、伝達記録のために広範囲で用いられているが、様
々な社会的要請からより多様化されたシステムが必要と
されており、そのためのより優れた機能性、経済性、安
全性、信頼性が要求されている。
例えば、最も一般的な画像形成装mである複写機の技術
展開は集中的に使用するための大型装置を分散的に使用
するための小型装置に集中的になされているが、そのい
ずれにも要求されている技術的解決目標の1つは、その
消費電力の改良である。現在、複写機は小型でもIKw
以上の電力を要し専用のコンセントを要する。又、高速
では数Kw主電力消費し専用の配線を要する。
いhゆる、ホームユースといわれる家庭で使える装置に
なるためにも、また、より高速の装置を作るために、低
消費エネルギーのシステムが必要とされている。
また、現在、画像形成装置は複写機以外の広範な分野で
使用されはじめている。例えば、レーザービームプリン
タとして電子計算機やファクシミリの様な様々な情報伝
達手段の出力装置として有用性があらためて兎要視され
ている。
この場合の画像形成装置に必要とされるのは、低消費エ
ネルギーであり経済性の良いことももちろんではあるが
、より優れた6預性と安全性が要求される。
又、従来このような画像形成装置は、単色の装置が主流
であったが情報の多様化に対応して多色化への対応が必
要とされている。従来からもカラーのトナーを使用した
多色の画像形成装置は実用化されているが、より罰単に
、より経済的に多色化を進めるための技術開発が必要と
されている。
このような目的のために従来多くの画像形成方法が提案
されている。いわゆる2成分系現像剤を用いた方法は現
像効率が悪く装置が大型化するため現像効率のより良い
1成分現像方法が優れた方法として提案されている。
本出願人が先に出願した、例えば特開昭54−4303
7号公報では、現像ローラー上に200gm以下のトナ
ー薄層を形成し、スリーブ上に塗布したトナーを画像部
においてほぼ100%に近い現像効率で現像している。
このため現像器構成を小型・部間化して実用化すること
ができた。これは現像ローラー上に200 p、rs以
下というFJ層を形成することができたため達成された
ものである。しかし、いずれの現像方式においても乾式
現像剤の薄層を形成することは極めて難かしく、このた
め1成分現像においても本出願人以外は比較的厚い層の
形成で現像装置を構成している。画質の点からも現像画
像の鮮明度、解像力、等の向上が求められている現在、
乾式現像剤の薄層形成方法及びその装置に関する開発は
必須となっている。
ところで、上述の本出願人の方法は、磁性トナーの薄層
形成に関するものであった。磁性トナーは磁性を持たせ
るためトナー内に磁性体を内添しなければならず、これ
は転写紙に転写した現像像を熱定着する際の定着性の悪
さ、トナー自身に磁性体を内添するため(磁性体は通常
黒色である)そのカラー再現の際の色彩の悪さ等の問題
点がある。
このため非磁性トナーの薄層形成方式としてビーバーの
毛のような柔い毛を円筒状のブラシにして、これにトナ
ーを付M塗布する方法や、表面がベルベット等の鷹維で
作られた現像ローラーにドクターブレード等により塗布
する方式が提案されている。
しかしながら、上記Fa雄ブラシにドクターブレードと
して弾性体ブレードを使用した場合、トナー量の規制は
可能であるが、均一な塗布は行われず、現像ローラー上
のFa維ブラシを摺擦するだけで、ブラシのia雌雄間
存在するトナーへの摩擦帯′71!電化賦与は行われな
いため、かぶり等の発生しやすい問題点があった。
又、磁性トナーは磁力を利用してトナーの飛散を防止す
ることが容易にできるが、非磁性トナーは磁力を利用す
ることができず、トナーの機内飛散を生じやすかった。
上述の不都合な点は、コピ一時のみならず、装はの搬送
時に振動や衝察が与えられた場合にも生じるものであっ
た。
本件出願人は上述の従来方法と全く異なる現像装置とし
て、非磁性トナーと磁性粒子を用い、トナー担持部材に
対向して磁性粒子拘束部材を設け、該保持部材表面の移
動方向に関し、磁性粒子拘束部材の上流に磁界発生手段
の磁気力によって磁性粒子の磁気ブラシを形成し、磁性
粒子拘束部材によって磁気ブラシを拘束し、非磁性トナ
ーC薄層をトナー保持部材上に形成する方法を既に提案
した。(特開昭58〜1433H)この方法により、現
像部において潜像保持体とトナー担持体との間隙をトナ
一層厚よりも広く設定し、交番電界を印加することによ
って潜像保持体表面に非磁性トナー現像画像を得る方法
を実用化した。これにより、現像効率が極めてたかく、
小型・簡素な現像姦構成でカラー現像像を得ることがで
きる様になった。特に2成分磁気ブラシ摺擦現像時に、
ベタ画像部に発生する摺Wi跡が無く良質のベタ画像が
得られたのである。しかし、さらに現像画質C改善、例
えば階調性をさらに良くする現像方式に開発が望まれて
いた。
[発明が解決しようとする問題点コ また木発明者らはより低消費エネルギーで、結済性のよ
り優れた信頼性と安全性を有する画像形成方式を検討し
た結果、従来性なわれてきた各利の画像形成方法及び上
述の方法はこの様な目的に対し大きな問題点が存在する
ことを見出した。
画像形成方法においては現像したのち、定着の操作が必
要である。従来定着の方法として各種の方法が提案され
ている。最も一般的には熟エネルギーにより定着するも
のであるが定着部材に定石させるためには一般にかなり
のエネルギーを要し、画像形成のためのエネルギーは、
はぼこの定着において消費される。また最近熱を使わな
い定着方法として、加圧定着方法が注目されているが、
この場合も一般にかなりの加圧圧力を要するため装置が
大型化・大重量化するなどの問題が生じている。
本発明者らはより低消費エネルギー画像形成方法を検討
し、より低い定着温度、より低い圧力で定着する画像形
成方法を検討した結果、より低エネルギーで画像を定石
するために重要なことはより軽負荷の現像方法であるこ
とを見出した。より低消費エネルギーで定着するために
はトナーが定着部材とまたトナー同士と付着し易くなく
てはならないが、このようなトナーは当然足看時以外に
もある程度の負荷がかかればトナー同士又は他と付着し
易い。現像時に鮮明な画像を形成するためにはトナーは
独立な動きをしなくてはならないが、現像方法によって
は余分の外力がはたらき、トナー同士を凝集させ画質を
悪化したり、または、初期には良好な画像が得られても
画像をとりつづけると画像濃度が低下したり、カブリ等
の不良画像を生じたりする。上記従来の現像方法はこの
様な点において大きな問題点があった。すなわち、従来
の2成分現像においては、トナーはキャリアと常に混合
されていなくてはならず、この際トナーとキャリアには
かなりの負荷がかかり、低エネルギ一定着を目的とした
トナーを用いるとトナーとキャリアが凝集して画が出な
くなってしまうなどの不都合が生じた。またトナーをg
層に形成する方法においては比較的負荷を軽減すること
はできるが、非磁性トナーを用いる場合は例えば特開昭
58−143380公報に提案されたような方法ではト
ナーとキャリアにはかなりの負荷がかかり画像濃度低下
等の不都合が生じてしまう。
、!発明は上述の従来の事情に鑑みなされたちので、現
像効率が極めてたかく且つ、従来現像方式に優るとも劣
らない現像画像を得ることができる画像形成方式の提供
を目的とする。
また、ざらに本発明は低消費エネルギーであり、経済性
の良いより優れた信頼性と安全性を有する画像形成方式
の提供を目的とする。
〔問題点を解決するための手段および作用J本発明によ
れば画像を保持するための潜像保持体と対向する現像剤
担持体の現像領域で、現像剤担持体と潜像保持体との間
に交番電界を付与しながら潜像を非磁性トナーで現像す
る画像形成方法において、真比重が68/Cl113以
下であり且つ電気的絶縁性樹脂で被覆されている磁性粒
子で現像剤担持体の現像領域に該磁性粒子の存在量が5
〜10111mg/cts2 となるように磁気ブラシ
を形成し、現像領域で潜像保持体と現像剤担持体表面お
よび現像剤担持体表面に形成されている該磁気ブラシ表
面との間で、炭素数12以上の炭化水素連鎖を有する長
鎖化合物を含む結着材料および着色剤を含む芯粒子と外
殻とを具備する非磁性マイクロ力ブセルトナーを往復さ
せながら潜像を現像することを特徴とする画像形成方法
が提供される。
本発明者らは、本件出願人が前記特開昭58−1433
60号公報を提案後、その改良について鋭意研究した結
果、現像部において、明確な現像磁極を形成し、局部的
に集中した現像を行なうこと、−ため、実質的にスリー
ブ表面蹟を増大させること、等によりトナー−1の摩擦
帯電性の安定化、スリーブ上へのトナー供給の安定化、
階調性・均−性等の画質の向上などが達成されることを
見い出したのである。
さらに1本発明において用いられるトナーは本現像方式
に適用するに及んで、従来よりはるかに軽負荷の現像方
法で用いられる結果、連続して画像形成に使用したとし
ても画像が劣化したり、また現像部を汚染したりするこ
とがない。また、従来よりはるかに低消費エネルギーの
画像形成を可能ならしめることを見出した。
本発明におけるトナーは、熱又は圧力等のエネルギーを
使用して定着されるがその際従来と比較してはるかに少
ない圧力または熱量による定着が可能となり、しかも現
像器中で凝集したりすることもない。
以下、実施例に沿って、本現像方式を説明する。第1図
は、本発明に係る一実施例である。第1図において、3
は潜像保持部材、21はトナー供給容器、22は非磁性
スリーブ、23は固定磁石、24は非磁性ブレード、2
8は磁性粒子循環域限定部材、27は磁性粒子、28は
非磁性トナー、29は現像剤捕集容器部、30は飛散防
止部材、31は磁性部材、32は現像領域、34はバイ
アス電源を示す、スリーブ22は、b方向に回転し、そ
れに伴い、磁性粒子27はC方向に循環する。それによ
ってスリーブ面と磁性粒子層との接触・摺擦が起こり、
スリーブ面上に非磁性トナ一層が形成される。又、磁性
粒子は、C方向に循環しつつも、その一部が、非磁性ブ
レード24とスリーブ22との間隙によって所定量に規
制され、非磁性トナ一層上に塗布される。即ち非磁性ト
ナーは、スリーブ表面と、磁性粒子表面との両方に塗布
される構成となり、実質的にスリーブ表面積を増大した
と同等の効果が示される0本発明での非磁性ブレード2
4下流側スリーブ表面での磁性粒子の塗布量は、磁性粒
子からなる磁ヌズラシとスリーブ22表面と、両者を充
分活用するためには5〜100mg/c+s2.好まし
くは10〜80mg/cm2程度の少量であることが望
ましい。
又、現像領域32においては、固定磁石23の磁極の1
つを潜像面に対向させることにより、明確な現像極を形
成し、交番電界によってスリーブ上及び磁性粒子からト
ナーを米用現像する。(この現象については後述する)
現像後右性粒子及び未現像トナーはスリーブの回転と件
に現像容器内に回収される。
スリーブ22は紙筒や合成樹脂の円筒でもよいが、これ
ら円筒の表面を導電処理するか、アルミニウム・真ちゅ
う・ステンレス鋼等の導電体で構成すると現像電極ロー
ラーとして用いることができる。
点25位置における非磁性ブレード24の先端部と現像
スリーブ22面との前記間隙dは、50〜700ルm、
好ましくは100〜600ル国である。この間隔dが5
0ル履より小さいと、後述する磁性粒子が詰まり、スリ
ーブを傷つける欠点がある。また700μmより大きい
と、後述する非磁性トナー及び磁性粒子が多量に漏れ出
して、薄層が形成できなくなる。
第1図で28は非磁性ブレード24の上面側に下面を接
触させ、前端面をアンダカット面とした磁性粒子循環域
限定部材である。
27・28はトナー供給8泰21内に順次に収容した磁
性粒子と非磁性トナーである。
トナー供給容器21の底板は、トナー保持部材たる現像
スリーブ22の下方に延長位置させてトナーが外部に漏
れないようにしである。またこのトナーの外部への漏出
の防止をさらに確実ならしめるためにその延長底板の上
面に、漏出トナーを受は入れて拘束する漏出トナー捕集
容器部29と、延長底板の先端縁長トに沿って飛散防止
部材3oを配設しである。この部材30には後述する電
圧が印加されている。
磁性粒子27は、一般にモ均粒径が30〜100gm、
好ましくは40〜80ル覆である。各磁性粒子は磁性材
料のみから成るものでも、磁性材料と非磁性材料との結
合体でもよいし、二種以上の磁性粒子の混合物でも良い
。そしてこの磁性粒子27を先ずはじめにトナー供給容
器21内に投入することにより、その磁性粒子27が容
器21内に臨んでいるスリーブ面領域、即ちスリーブ2
2を配設したトナー供給容器21からの磁性粒子ないし
はトナーの漏出を防止するための磁性部材31から磁性
粒子拘束部材たる非磁性ブレート24の先端部までのス
リーブ面領域各部にスリーブ22内の磁石23による磁
界により吸着保持され磁性粒子層として該スリーブ面領
域を全体的に覆った状態となる。非磁性トナー28は上
記磁性粒子27の投入後容器21内に投入されることに
より上記スリーブ22に対する第1層としての磁性粒子
層の外側に多量に方溜して第2層として存在する。
上記最初に投入する磁性粒子27は、磁性粒子に対して
もともと約2〜70%(重量)の非磁性トナー2日を含
むことが好ましいが、磁性粒子のみとしても良い、又磁
性粒子27は−H上記スリーブ面領域に磁性粒子層とし
て吸着保持されれば、装辺振動や、装置をかなり大きく
傾けても実質的に片寄り流動してしまうことはなく、上
記スリーブ面領域を全体的に覆った状態が保持される。
而して容器21内に上記のように磁性粒子27と非磁性
トナー28を順次に投入収容した状態に於て。
磁石23の磁極Sz位誼に対応するスリーブ表面付近の
磁性粒子層部分には磁極の強い磁界で磁性粒子の磁気ブ
ラシが形成されている。
又磁性粒子規制部材たる非磁性ブレート24の先端部近
傍部の磁性粒子層部分は、スリーブ22が矢示す方向に
回転駆動されても重力とm%力及び非磁性ブレード24
の存在による効果に基づく規制力と、スリーブ22の移
動方向への搬送力との釣合によってスリーブ22表面の
点25位置で溜まり、多少は動き得るが動きのにぷい静
止層を形成する。
又スリーブ22を矢示す方向に回転させた時、磁極の配
置位置と磁性粒子27の流動性及び磁気特性を適宜選ぶ
ことによって、前記磁気ブラシは磁極S2の付近で矢印
C方向に循環し、循環層を形成する。該循環層において
、スリーブ22に比較的近い磁性粒子分はスリーブ22
の回転によって磁極s2近傍からスリーブの回転下流個
にある前記の静止層の丑へ盛りとる。すなわち上部へ押
し上げる力を受ける。その押し上げられた磁性粒子分は
、非磁性ブレード24の上部に設けた磁性粒子′@環域
限定部材26により、その循環領域の上限を決められて
いるため、非磁性プレート25上へ乗り上がることはな
く、重力によって落下し、再び磁極S2近傍へ戻る。こ
の場合スリーブ表面から遠くに位置するなどして受ける
押し上げ力の小さい磁性粒子分は、磁性粒子循環域限定
部材26に到達する前に落下する場合もある。つまり該
循環層では重力と磁極による磁気力と摩擦力及び磁性粒
子の流動性(粘性〕によって矢印Cの如く磁性粒子の磁
気ブラシの循環が行われ、磁気ブラシはこの循環の際に
磁性粒子層の上にあるトナ一層から非磁性トナー2日を
逐次取込んで現像剤供給容器21内の下部に戻り、以下
スリーブ22の回転駆動に伴ないこの循環を繰返す。
現像バイアス電圧34はプラス側、マイ−1−ス(tl
llピノク電圧が同じ交番電圧又はこの交番電圧に直流
電圧を重畳したものが使用できる0例えば暗部潜ft電
位−eoov、明部潜像電位−200Vの静電潜像に対
して、−例として、スリーブ22に直流電圧−300V
を重畳して波形のピーク電圧Vpp 300〜2000
V、周波数200−3000Hzの範囲で選択される交
番電圧を印加し、感光体ドラム3を設置電位に保持する
。一般には、磁気ブラシの電気抵抗は比較的高<(10
8ΩCff1より大〕、この場合現像7<イアスのピー
ク電圧中vppは高い方がよく(例えば800V以上)
かつ周波数は1300 Hz以上好ましくは800 H
z以上さらに好ましくは1 kHz以上で高い方が充分
濃度のある良画質が得られた。しかし。
vppのみ高くても周波数が低いと濃度は低く、良画質
は得にくい。いずれにしても、VO9の上限は、現像部
の間隙放電限界値で決まり、下限はスリーブ上及び磁性
粒子上のトナー・の飛翔限界値で決められる。
現像磁気ブラシ全体の抵抗としては、潜像保持体1に現
像ブラシが接触した状態で現像ブラシの厚み方向の抵抗
が10日ΩCff1以上であることが望ましい。
尚、本発明で述べている磁性粒子・磁気ブラシの抵抗値
とは、第1図に示す現像装置により、現像スリーブ22
上に50mg/c3zの磁性粒子の磁気ブラシを形成し
、これに対向して現像スリーブと間隙的300 ルmを
保った金属ドラムを設け、これらと直列に約IMΩの抵
抗を接続した回路に、直流200vの電圧を印加したと
きに流れる電流値より算出して求めたものである。
以下本発明に係る現像法について現像部32での現象を
記述する。
第2図、第3図は本発明に係る現像方法について現像部
の拡大説明図である。50は潜像保持体上の暗部の潜像
電荷である。28は非磁性トナーである。34は直流成
分を重畳した交番電圧電源である。第2図はスリーブ2
2に交番電圧のプラス波形成分が加わった場合で、第3
図は交番電圧のマイナス波形成分が710ねった場合を
示す、!M像重電荷極性はマイナス、現像剤の極性はプ
ラスとして示しである。
現像ブラシ51の抵抗が比較的大きい(約108ΩC]
よ・り犬)ため、現像ブラシ51自身の材質その他によ
る電荷の充放電時定数に依存して、現像ブラシ51には
トナー28との摩擦帯電電荷もしくは鏡映電荷、潜像保
持体3上の潜像電界及び潜像保持体3とスリーブ22間
の交番電界によって注入される電荷が存在することにな
る。
潜像保持体3上の暗部の潜像電荷50による電界と交番
電界による電界とが一致したとき、現像ブラシ51には
スリーブ22方向に最大屈伏状態となる。
潜像保持体3上の潜像電荷による電界と交番電界による
電界の方向が一致しないとき、現像ブラシ51の屈伏は
小さくなる。
いずれにせよ上述の如く交番電界によって現像ブラシ5
1は微細な、しかし激しい振動状態となり、 H3像保
持体上に余分に付着したカブリトナーは上記現像ブラシ
51によって摺擦されて潜像保持体3から除去され、ブ
ラシ51上に引き戻される。
また、ブラシ51の上記振動により、トナーはブラシ5
1から層脱し易くなり、潜像保持体3に供給され易くな
るから、画像濃度も向上する。また、ブラシ51の上記
振動によりブラシ51内でトナーがほぐされ、これは画
像濃度の向上やゴースト防止に寄与する。さらに、この
振動状態が激しい場合、磁匁ブラシの一部がブラシない
しはスリーブ上から1脱し、潜像保持体とスリーブ表面
との間で往復運動を発生する。この往復運動するブラシ
の運動エネルギーは大きく、効率良く、上述の振動によ
る効果が期待される0以上の現像部での磁性粒子の挙動
は、高速度カメラでた秒間に8000コマの高速度撮影
の結果、観測された現象である。
本発明に係るカプセルトナーの芯粒子に使用される炭化
水素連鎖を有する化合物とは炭素数12以上の脂肪族鎖
を有する次の化合物である。炭化水素、脂肪酸、および
そのエステルや金属石ケン、脂肪族アルコール、多価ア
ルコール、およびその金属塩やその塩化物、フッ化物、
アミド1 ビスアミドおよび同上の構造を構造単位中に
含む重合体および共重合体、及びポリエチレン、ポリプ
ロピレン等である。これらのものは単体又は混合物で市
原されているものが利用できる。一般的にはパラフィン
ワックス、ミクロクリスタリンワックス、モンタンワッ
クス、セレシンワックス、オシケライト、カルナバワッ
クス、ライスワックス、シェラツクワックス、ザゾール
ワックス、金属セッケン、アミドワックス、等であり、
滑剤としても知られるものである。
メーカー及び商品名としてはパラフィンワックス(日本
石油)、パラフィンワックス(日本精蝋)、マイクロワ
ックス(日本石油)、マイクロブリスタリンワックス(
日本精蝋)、ヘキストワックス(ヘギスト株)、ダイヤ
モンドワックス(新日本理化)、サンタイト(精工化学
)、パナセート(8本油脂)等がある。
ポリエチレンは例えば特公昭40−524号公報に見る
ような重合方法で得ることができるが、そればかりでな
くそれらを例えば特公昭40−524号公報に示すよう
な方法で分解した物も含まれる。一般にはこれらは中空
成形用、インフレーションフィルム用、射出成形用とし
て重版されているポリエチレンおよび低分子量ポリエチ
レンまたはポリエチレンワックスとして市原されている
ものであり、Hoechst AG、 Ce1anes
e PlaStics、 PhilipsPetrol
eum Co、 National Petroche
micalSCarp。
Unia+C:arbide Carp、、 Br1t
ish H7drocarbonChemcals、L
td、、古河化学、三井石油化学、昭和電工、チッソ等
で製造されている。
代表的グレードとしては、たとえばパラフィンワックス
としては次表のようなものがある。
パラフィンワックスおよびマイクロワックス(日本石油
製) パラフィンワックス(日本M蝋製) その他例えば ヘキストワックスop(モンタン酸の部分ケン化エステ
ルワックス。
ヘキストAC) E(モンタン酸のエステルワックス、ヘキストAG)G
L3 (部分ケン化合成ワックス、ヘキス) AG)バ
ナスートS−218(日本油脂) スパームアセチ       (8本油脂)ニラサンカ
スターワックスA  (E1本油脂)オリメスH(用研
ファインケミカル)等がある。
またアミドワー、クスとしては 飽和脂肪酸アミド系 ベヘニン酸アミド      ダイヤミドKN (日本
水素)ステアリン酸アミド     アーマイド)IT
C日東化学)アマイドS(日東化学) アマイドT(日東化学) ダイヤミツト200(日本水素) ダイヤミー、ドAP−1(日本水素) パルミチン酸アミド     ニュートロン5−18 
(日本樟脳)アマイドP(日東化学) ラウリン酸アミド      アーマイトC(ライオン
アーマ−)(日東化学) ダイヤミツト(日本水素) 不飽和脂肪酸アミド系 エルカ酸アミド       RAM (FineOr
eanics Inc、)ニュートロンS(日本樟脳) LUBROL EA (1,G、L、)アルフローP−
10(日本油脂) ダイヤミツドL−200(日本水素) ブライジン酸アミド オレイン酸アミド      アーモスリップCP(ラ
イオン油脂)ニュートロン(日本樟脳) アマイド0(日東化学) ダイヤミツド0−200  (日本水素)ダイヤミツド
G−200(日本水素) こニートロンE18(日本樟脳) エライジン酸アミド ビス脂肪酸アミド系 メチレンビスベヘニン酸   ダイヤミツドNKビス(
日本水素)アミド メチレンビステアリン酸   ダイヤミツド200ビス
(8本水素)アミド           アーモワッ
クス(ライオンアーマ−)ビスアマイド(日東化学) メチレンビスオレイン酸   ルブロンO(日本水素)
アミド エチレンビスステアリン酸  アーモワックスEBSア
ミド                 (ライオンア
ーマ−)エチレンビスオレイン酩 アミド ヘキサメチレンビスステア  アマイド85(用研ファ
インケミカル)リン酸アミド ヘキサメチレンビスオレイン アマイド60(用研ファ
インケミカル)酸アミド オクタメチレンビスエルカ酸 アミド モノアルキロールアミド N−(2ヒドロキシエチル)  トーホールN130 
(東邦化学)ラウリン酸アミド      アミゾール
LMEN−(2−ヒドロキシエチル) エルカ醜アミド N−(2−ヒドロキシメチ  アミゾール(用研ファイ
ンケミカル)ル)ステアリン酸アミド N−(2−ヒドロキシメチ ル)オレイン酸アミド N−(2−ヒドロキシメチ  メチロールアマイド(日
東化学)ル)ステアリン酸アミド のような脂肪族アミドがある。
上記脂肪族炭化水素M類化合物と同様のポリエチレンワ
ックスかポリエチレンのような高分子物質も使用できる
。高分子物質の重版品としては。
A11ied Chets社のACポリエチレン、三洋
化成サンワックス、Hoechst AGのへキストワ
ックス、三井石油化学のハイワックス、BASFのAワ
ックス。
NUC(7)DQOJ、三井ポリケミカルノELvAx
、昭和油化の5hodex等の各グレードがある。−例
としては、ポリエチレンワックスとしてはA11ied
 Chem社製AC月702. AG鍵617. AC
コJ AC#?、 ACC84ACC84ACCe2S
3三洋化成製サンワックス171P、 151P。
131P、 1GIP、 165P、 Hoechst
 AC製へキストワックス、PE130. PE19Q
、 PA520 、三井石油化学製ハイワックスll0
P、 210P、 220P、 310P、 320P
、 200P。
410P、 405P、 400P、  BASF V
 BASF Aワックス。
AMクワ−クス等がある。また酸化型ポリエチレンワッ
クスとしてはACG29. AC:655. AC38
Q、 AC69Q。
AC392、サンワックスE300. Hi 2E、 
4053E。
Hoechst PAD 521. PAD 522.
等ある。
その他の高分子物質としては、昭和油化製5halex
8050,8200,5050,5080,5220.
F8050V、三井石油化学製ハイゼックス1200J
、2100J、2200J。
5100J 、古河化学部スタクレンE601 、E6
50 、E670、三井ポリケミカル製ミラソンUe0
23H,ACe3ON。
FL80. FL87等がある。
炭化水素連鎖を有する長鎖化合物を基体として単量体を
グラフト共重合または共グラフト共重合した化合物も用
いることができ、その製造方法は従来公知の方法が各種
層いられる0例えば塊状重合を用いる方法、溶媒を用い
た溶液グラフト重合法、乳化系で行なう乳化型合法、分
散懸濁重合法等である。
塊状重合においては単量体に基体を溶解し溶液法におい
てはベンゼン、トルエン、キシレン等の溶媒に溶解させ
た後、開始剤を作用せしめて重合反応を開始させる。乳
化法においては基体をあらかじめ乳化しておいて、次い
で重合反応を行なう。
また懸′i!A重合法においては、安定剤、分散剤を分
散した水系に基体の粒子を分散し、単量体も水中に懸濁
させ重合反応を行なわせしめる。重合反応を行わせしめ
る前に予め加温して基体を単量体で膨潤しておいても良
い。
このようにして得られる生成物は厳密には単独のグラフ
ト共重合体でなくともよい。すなわち。
基体重合体とグラフト重合体及び使用した単量体の単独
重合体の混合組成物であってもよく、本発明の目的を達
成するためには充分な性能を有する。
本発明においてはこれらを総称してグラフト共重合した
化合物と称す。
本発明においてポリエチレンワックスと長鎖化合物を適
宜組みあわせて用いてもよい、もちろん必要に応じて長
鎖化合物の中で何種類かを組み合わせて用いても良い。
この場合ポリエチレンワックスと長鎖化合物の配合比は
重量で80/ 20〜1/99(より好ましくは70/
 30〜5/95)である。
また、ざらに長鎖化合物の中からいくつかの化合物を組
みあわせて用いても良い、また長鎖化合物とグラフト共
重合した長鎖化合物を混合してトナーの結着樹脂として
用いても良い。
該長鎖化合物中のグラフトする単量体の量は0.01〜
30重量%、より好ましくは0.3〜lO重量%による
ようにするのが良い。
このような形態で特に好ましい構成は非極性の長鎖化合
物をグラフト化した化合物Aと極性の長鎖化合物Bとの
組み合わせである。この場合、室温下で適度な硬度な有
する。
非極性の長鎖化合物Aとして好適なものはパラフィン、
ポリエチレンワックス、ポリエチレンサゾールワックス
などであり、一方極性の長鎖化合物Bとして好適なもの
はモンタンワックス、ビーズワックス、カルナバワック
スなどの05〜G30の炭化水素連鎖を有する高級脂肪
酸ニスデルワックスを含有するワックスであり、これら
は付加的な性能を得るために脱酸などの付加的精製をし
たものを用いてもよい、化合物Aと化合物Bとの比は1
0/ !30〜90/ 10が良い、このような組合せ
の場合、90〜100℃の温度における粘度が100O
cps以下(600〜900CPs)と低く、懸濁造粒
法(特開昭59−127061号公報)等参照に適して
いる。また化合物Aと化合物Bにさらに未反応の非極性
の長鎖化合物を入れてもよい。
更に本発明のトナーの結着樹脂としては、前記ポリエチ
レンと長鎖化合物の他に別の公知の樹脂を混合してもよ
い0例えば、ポリエステル樹脂。
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン。
ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、な
どがあるが、その量は結着樹脂全体の30重量パーセン
トを越えてはならない。
本発明のトナーに用いる着色材料としては、公知のもの
がすべて使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロ
シン、ベンジジンイエロー、キナクリドン、ローダミン
B、フタロシアニンブルーなどがある。
また未発明のトナーには種々の目的のために添加剤を加
えることができる。このような添加剤としては、金属錯
体、ニグロシンなどのような荷電制御剤、ポリテトラフ
ルオロエチレンのような潤滑性のある化合物、ジシクロ
へキシルフタレートのような可塑剤などがある。
本発明のマイクロカプセルトナーを製造するためには、
まず上記材料を均一に混練したのち粒子化する1例えば
、混合物を冷却後ジェット気流などの機械的な粉砕方法
で粉砕しても良いが、より好ましいのは結着材料と着色
材を溶融状態で混合したのち、溶融状態で微粒化し、し
かるのちに冷却することによって粒子を得る方法である
。このような方法によって粒子を得ることにより、球状
の粒子が得られるということばかりではなく表面組成が
均質な粒子を得ることができ、次いで粒子を被覆する際
にも均質な被覆なすることができ良好な特性を有するト
ナーを得ることができる。したがって、このような製造
方法で得られた粒子を用いることは本発明において、磁
性粒子との混合性に潰れ均質な画像を得ることができ、
カプリ等のない画像を得ることができる。また、上記の
ようにして製造された芯粒子に研摩性無機質微粒子を乾
式混合したのち、被覆を行なうことにより、より好まし
いカプセルトナーを得ることができる。
このように製造したカプセルトナーは、研摩性を有する
無機質微粒子を芯粒子表面近傍に付着させた芯粒子を殻
材で被覆する形態を有し、研摩性無機粒子を強固に保持
してこれを有効に利用し、且つマイクロカプセルトナー
は研彦材粒子により強化されている。このため、特に有
機光導電体を用いるOPC感光体と圧力定着性カプセル
トナーの組合せにおいて問題であった、OPC感光体上
でのカプセルトナーの破壊によるカプセルトナー材料の
融着、フィルミングの現象が起りにくくなっているほか
、起った場合にも、研摩性@@質機微粒子有効利用によ
り、その現像特性に対する悪影iを効果的に除くことが
可能になる。
研摩性無機質微粒子としては金属酸化物、窒化物、炭化
物が好ましく用いられる。その具体例を挙げれば金属酸
化物としては、シリカ、酸化スズ、酸化セリウム、酸化
ジルコニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニ
ウム、三二酸化鉄、チタン酸カルシウム、チタン酸スト
ロンチウム、チタン酸バリウムがあり、窒化物としては
、四三窒化チタン、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化チタ
ンがあり、炭化物としては、炭化ホウ素、炭化ケイ素、
炭化タングステン、炭化チタンがある。本発明における
研摩性無機質微粒子は、カプセルトナーを強化する働き
を有するほか、主たる作用として、画像定着前、現像転
写、感光体上のクリーニングなどの工程においてカプセ
ルトナーが一部が破壊され、感光体上へのフィルミング
、融1が生じた場合に、研摩性#、機微粒子の働きによ
って除去することにある。クリーニング手段としてはブ
レードクリーニングが好ましく、ブレード部材としては
ウレタンゴムの如き弾性ゴム部材が良い、カプセル化の
方法としてはスプレー法。
1n−situ重合法、相分離方法など各種の方法を用
いることができるが、好ましいのは非水溶媒系から相分
離により薄壁をつくる方法によるもので壁材料としては
、ビニル系重合体で分子量(重量平均)が1万から15
万、より好ましくは3万から12万のものが好ましい。
ビニル系重合体で好ましいものはスチレン系、又はアク
リル系又はその共重合体が好ましい。
本発明に好ましく使用し得る相分離法とは、固形状のカ
プセルトナーの芯粒子を形成する軟質固体状物質に対し
て極めて低い溶解度または’l的に不溶解性を有し且つ
殻材に対して良好な溶解性を示す良溶解性溶媒に殻材を
溶解し、殻材を溶解している前記良溶解性溶媒の溶液に
芯粒子を分散して分散液を調製し、調製された分散液に
前良溶解性溶媒とは均一に混合するが殻材に対して低溶
解性の貧溶解性溶媒を徐々に添加することにより芯粒子
表面に殻材を析出させる方法をいう。
良溶解性溶媒としては、例えばジメチルフォルムアミド
が挙げられ、貧溶解性溶媒としては例えば水、メチルア
ルコール、エチルアルコールまたは炭素数5〜8個の炭
化水素が挙げられる。
得られる本発明のカプセルトナーは、0.05〜1.0
ルm 、好ましくは0.1〜0.6 鉢】の厚さの外殻
を有し、体積平均粒径が1〜50鉢履、好ましくは約5
〜20JLmのマイクロカプセルとなる・本発明のカプ
セルトナーは体積固有抵抗が1010ΩC】以上、特に
+012ΩC11以上の絶縁性を有することが好ましい
。ここで言う体積固有抵抗は、トナーを100 kg/
cm2の圧で成型し、これに100V/cm (7)電
界を印加して、印加後1分を経た後の電流値から換算し
た値として定義される。
本発明のカプセルトナーには、先にも述べたように、更
に荷電制御剤、流動性付与剤、着色剤等の目的でカーボ
ンブラック、各種染顔料、疎水性コロイド状シリカの如
き電子写真用外添剤を外添混合することができ、それら
の添加効果を安定的に発揮せしめることができる。これ
ら外m成分はカプセルトナー100重量部に対して0.
1〜5重量部程度が適当である。
本発明のトナーを定着するには従来公知の定着方法を用
いることができる。例えば熱で定着させるためには例え
ばオーブン式の定着方法、フラッシュ足前の様な非接触
式の加熱定着方法または弾性体や剛体の接触ローラーの
ような加熱、加圧定前方法、また、これらを組み合わせ
たような加熱加圧ローラ一定着方式である。加熱温度は
、定着スピードや紙質に応じて選択されるが、本発明の
トナーの場合には、従来のトナーに比べて低いエネルギ
゛−で定着が可能であり、50℃〜100℃の定着温度
で定着が可能であるが許容温度域も広く200℃付近ま
での中から任意の温度が設定できる。また接触式の定着
装置を用いた場合も非オフセット性は良好で材質の選択
性も広い、また本発明に用いられるカプセルトナーは圧
力のみによっても実用上充分な定着画像を得ることがで
きる。
この場合好ま貝い圧力は線圧としてlO〜20kg/a
mである。
本発明に使用されるトナー塗布用磁性粒子としては、例
えば表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、
マンガン、クロム、i%土M’Jの金属、及びそれらの
合金または酸化物などが使用できる。又その製造方法と
して特別な制約はない。
又、上記磁性粒子の表面を樹脂等で被覆することも可能
である。その方法としては、樹脂等の被覆材を溶剤中に
溶解もしくは懸濁せしめて塗布しキャリアに付着せしめ
る方法、単独に粉体で混合する方法等、従来公知の方法
がいずれも適用できる。
キャリア表面への固着物質としてはトナー材料により異
なるが、例えばポリテトラフルオロエチレン・モノクロ
ロトリフルオロエチレン重合体・ポリフッ化ビニリデン
・シリコーン樹脂・ポリエステル樹脂・ジターシャリ−
ブチルサリチル酸の金属錯体、スチレン系樹脂・アクリ
ル系樹脂・ポリアシド・ポリビニルブチラール、ニグロ
シン・アミノアクリレート樹脂・塩基性染料及びそのレ
ーキ・シリカ微粉末・アルミナ微粉末などを単独或いは
複数で用いるのが適当であるが、必ずしもこれに制約さ
れない。
上記化合物の処理量は、キャリアが前記条件を満足する
よう適宜決定すれば良いが、一般には総量で本発明のキ
ャリアに対し0.1〜30重着%(好ましくは0.5〜
20重量%)が望ましい。
[実施例] 以下実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
現像装置としては第1図に示したものを使用した。
実施例1 第1図の装置において感光体ドラム3は矢印a方向に6
0■/秒の周速度で回転する。22は矢印す方向に66
mm/秒の周速度で回転する外径32厘1、厚さ0.8
 m履のステンレス(SUS 304)製のスリーブで
、その表面は1600のアランダム砥粒を用いて不定型
サンドブラストを施し、周方向表面の粗面度を0.8鉢
m  (R2=)にした。
一方1回転するスリーブ22内にはフェライト焼結タイ
プの磁石23を固定して配設し、磁極配置は詔1図の如
く、表面磁束密度の最大値は約800ガウスとした。非
磁性ブレード24は1.2m厖厚の非磁性ステンレスを
、スリーブ上の磁性粒子の存在量が30〜60ffig
/cm2となるように用い、ブレード−スリーブ間隙は
2008Lmとした。
このスリーブ22に対向する感光体ドラム3表面には、
静電潜像として暗部−600Vで明部−+50Vの電荷
模様を形成し、スリーブ表面との距殖を3004rmに
設定した。そして、上記スリーブに対し電源34により
周波数800Hz 、ピーク対ピーク値が1.4KVで
、中心値が一300■の電圧を印加し、現像を行なった
カプセルトナーは以下の方法で製造した。
ハイワックス200P (三片化学製ポリエチレンワックス)20重量部フタロ
シアニンブルー       5重量部上記混合物を溶
融混練したのち二流体ノズルを用いて微粒化したのち、
乾式分級により、平均粒径10.3ルmの微粒子を得た
一方、乾式法で合成されたシリカ微粉体(比表面積:約
130m2/g) 100重量部を攪拌しながら側照に
アミンを有するアミノ変性シリコーンオイル(25℃に
おける粘度70cps  、アミン出量830)12重
量部を噴霧し、温度をおよそ250℃に保持して80分
間で処理した。
前記core粒子1kgに処理シリカ微粉体20gをヘ
ンシェルミキサー10B型(三片三池製作所〕にて、温
度45℃回転目110(約3300〜3500rpm 
)で4分間の条件で外添混合した0次いで上記のcor
e粒子と処理シリカ微粉体との外添付着混合物を、有機
溶媒溶液相からの相分離方法(殻材を溶解しているジメ
チルフォルムアミドの溶液にcore粒子を分散し、分
散液に水を徐々に添加)によりスチレン−ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート(モル比90/10 )共重合
体で、約0.4 p−aaの膜厚で被覆し、カプセル化
粒子を得た。得られたカプセル化粒子100 gに、上
記のアミノ変性シリコーンオイルで処理したシリカ微粉
体1.0 gを更に、室温で外添混合し、カプセルトナ
ーを得た。このカプセルトナーをミクロトームにより切
断し、透過型電子顕微鏡で観察したところ、殻材表面の
シリカに加えてカプセルトナーの芯材と殻材との界面お
よび芯粒子の内側(表面近傍)にシリカ微粉体が存在し
ているのが確認された。
このカプセルトナー12gに対し、キャリア(日本鉄粉
製EFV250/400)をシリコーン樹脂で被覆した
キャリアを用い第1図に示した現像装置に適用し得られ
た画像を線圧12kg/aI11の剛体ローラーを通過
させたところ完全に定着した。次いで連続耐久テストを
したところ、3000枚後も初期とほとんど差のない画
像が得られた。
得られた画像を加熱温度120℃の加熱ローラーから成
る加熱定着装置に通したところ画像は充分に定着してい
た。
以上説明したように、本発明によれば簡単な構成により
磁性粒子を使用する現像装置において、少量の磁性粒子
を現像領域に介在させることで地力ブリの無い、Wi謂
性良好な、かつ負性特性の無い、良好な画質を得ること
ができた。
また本発明によれば軽負荷の現像装置により、磁性粒子
を使用しても現像装置中でトナーにかかる負荷が少ない
ため、連続使用後も画像が変化したり現像器が汚染した
りすることはなく良好な画像を連続して得ることができ
る。
又、現像にg 4するトナーを、スリーブ上と磁性粒子
上とで効率良く分配し、その両者から飛翔現像させるこ
とで、交番電界中においてほぼ100%近い現像効率を
達成することができた。これは現像表置構成として小型
化・部製化を可能とするものである。
又、少なくとも交番電界によって本発明に基づく磁性粒
子のブラシは潜像保持体と接触し、かつ振動することに
よって、WIft保持体上に付着した地力ブリトナーを
除去することができた。
実施例2 以下のトナーを作成した。
カル十/へワックス(野田ワックス製)20屯量部パラ
フィンワックス(日木精蝋製)40重量部ポリエチレン
ワックス(分子量1000) 40重量部Raven 
3500 (カーボンブラック)   5玉量部北記混
合物をMKM ミキサー(小川製作所製)により混合溶
融させた後に120℃に加熱したアトライタ(三片三池
製作所製)に没太し3時間分散したのち、N−ドデシル
アミンを51 !I;’部加えてさらに30分間分散さ
せた0次いで20文のアジホモミキサー(特殊機化工東
部)に水20文及び親木性シリカ(アエロジル1300
) 30 gを加え、95℃に熟した分散媒中に前記の
溶融物2kgを投入したところ約20分間で平均径12
.5牌m (重量)の微粒子が得られた。これを急冷し
たのちMaOH30gを投入し、24時間攪拌後、濾過
、水洗を繰り返したのち通風乾燥機により乾燥させて芯
粒子を得た。
さらにこの粒子1kgにヘンシェルミキサーにて温度4
0℃において二酸化チタン(粒径0.2μ]。
10m2/g) IOgを芯粒子に付着させた。次いで
スチレン/ジエチルアミンエチルメタクリレート共重合
体12gを1kgのDMFに溶解させた溶液中に上記芯
粒子を投入しホモミキサー(特殊機化工東部)で十分に
攪拌しながら徐々に冷水を滴下していき膜材料の析出が
終ったところでこれを濾過・水洗をくり返し、40℃で
十分に乾燥した。これを電子顕微鏡で観察したところ殻
材で均一に覆われている芯粒子表面近傍に酸化チタンが
存在するマイクロカプセルトナーが得られた。得られた
カプセルトナー100gに対し湿式シリカ0.8gを加
えて攪拌しふるいにかけた後にOPC感光体及びウレタ
ンゴム製クリーニングブレードを具備しているキャノン
製PC−12改造機を使用して叉施例工と同様にして画
出しを行ない、3000枚の連続複写試験をおこなった
ところ良質な画像が連続して得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る現像方法による現像装置の縦断正
面図、 752図、3図は本発明に係る現像方法による現像部の
拡大説明図。 3は潜像保持部材、21は現像剤供給容器、22は非磁
性スリーブ、23は固定磁石、24は非磁性ブレード、
26は磁性粒子循環域限定部材、27は磁性粒子、28
は非磁性トナー、29は現像剤捕集容姦部、30は飛散
防止部材、31は磁性部材、32は現像領域、34はバ
イアス電源、50は静電潜像、5Iは磁気ブラシを示す

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)潜像を保持するための潜像保持体と対向する現像
    剤担持体の現像領域で、現像剤担持体と潜像保持体との
    間に交番電界を付与しながら潜像を非磁性トナーで現像
    する画像形成方法において、真比重が6g/cm^3以
    下であり且つ電気的絶縁性樹脂で被覆されている磁性粒
    子で、現像剤担持体の現像領域に、該磁性粒子の存在量
    が5〜100mg/cm^2となるように磁気ブラシを
    形成し、現像領域で潜像保持体と現像剤担持体表面およ
    び現像剤担持体表面に形成されている該磁気ブラシ表面
    との間で、炭素数12以上の炭化水素連鎖を有する長鎖
    化合物を含む決着材料及び着色剤を含む芯粒子と外殻と
    を具備する非磁性カプセルトナーを往復させながら潜像
    を現像することを特徴とする画像形成方法。
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