JPH03122665A - 現像方法 - Google Patents

現像方法

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JPH03122665A
JPH03122665A JP1258847A JP25884789A JPH03122665A JP H03122665 A JPH03122665 A JP H03122665A JP 1258847 A JP1258847 A JP 1258847A JP 25884789 A JP25884789 A JP 25884789A JP H03122665 A JPH03122665 A JP H03122665A
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田口 京也
Takashi Tejima
孝 手嶋
Kazuhiko Yamamura
和彦 山村
Takatomo Fukumoto
福元 貴智
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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) 本発明は現像剤に係り、より詳細には、導電率の低いト
ナー 例えば赤色トナーを用いたときでも、高濃度の鮮
明な現像画質が得られ、且つ現像剤にストレスが加わる
状態であっても、いわゆるキャリヤ引きが生じない現像
剤に関する。
(従来技術) 商業的な電子複写の分野では、静電像の現像に、二成分
系磁性現像剤を泪いる磁気ブラシ現像が広く使用されて
いる。二成分系磁性現像剤としては、鉄扮或いは焼結フ
ェライト粒子等から成る磁性キャリヤと、定着性樹脂中
に着色剤、電荷制御剤等の配合剤を分散させて成るトナ
ー粒子との混合物が広く使用されている。
現像剤が用いられる通常の現像機構部としては、第1図
に示すような構造となっており、現像機構部2にはボッ
クス状のトナー供給機構4が設けられ、その上方からト
ナー6が供給される。トナー6はフィーダー付き供給口
8を介して下方の現像器10内に供給され、現像器10
内のキャリヤと共に攪拌機12.12によって攪拌され
て二成分系現像剤14を形成している。
現像器10内には多数の極磁を備えた現像スリーブ(現
像剤担持体)16が配せられ、現像スリーブ16にはト
ナーが摩擦電荷を得たのちの現像剤14が供給され、更
にスリーブ表面には現像剤によって磁気ブラシ18が形
成される。磁気ブラシ18は穂切り機構20によって穂
立長が調整され、電子写真感光体ドラム(像担持体)2
2の表面感光層24とのニップ位置まで搬送される。感
光体ドラム22は現像スリーブ16からの距mDD−1
sを置いて配せられ、現像スリーブ16及び感光体ドラ
ム22は機枠(図示せず)に回転可能に支持されてニッ
プ位置における移動方向(矢印)が同方向(回転方向は
互いに逆方向)となるように駆動される。
感光体ドラム22の周囲には、可変高電圧電源24に接
続されたコロナチャージャー26及び露光用光学系28
が前記現像器10の上流側に配せられて所定の表面電位
の静電潜像を形成し得るようになっている。また、感光
ドラム22と現像スリーブ12との間には、電圧調整機
構30を備えたバイアス電源33が接続され、感光層2
4上に表面電位と同極でしかも該表面電位よりも低い任
意の値(バイアス電位)が印加できる様になっている。
更に、感光層24の周囲で現像部の下流にはトナー像を
複写機に転写するための転写機構34が設けられている
このような構成において、現像剤14は現像スリーブ1
8上で磁気ブラシ18を形成し、ニップ位置で感光層2
4の静電潜像と反応して感光#24上にトナーの可視像
36を形成する。形成可視像36は図示しない転写材に
転写し、次いでトナー像を転写機構34で定着すること
により直像形成を行っている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、カラー画像形成に際しては、カーボン等の黒
色染料に比べて、カラー染料及び顔料の選択が制限され
ることから、カラートナーの電気抵抗(導電率の逆)が
高くなる傾向にある。このため、画像濃度(1,D)を
高濃度に維持できない場合がある。従来、このような問
題を解決するため、磁性キャリヤの粒径を細かくしてト
ナーの供給量を高めたり、磁性キャリヤの電気抵抗を下
げたりしている。しかし、このように磁性キャリヤの物
性を変えてもカラー画像に充分なI−、Dが得られず、
特に導電率が低い赤色トナーでは満足な1.  Dが得
られない場合がある。また、前述のDD−3巾を従来よ
り縮めて、カラー画像濃度を向上させることが考えられ
る。しかし、この場合にはストレスがかかり、キャリヤ
引きを生じる問題がある。
また、近年、電子写真用感光体として、加工性がよく製
造コストの面で有利であると共に、機能設計の自由度が
大きな有機感光体が使用されている。このような有機感
光体には負帯電形式のものと正帯電形式のものがあるが
、負帯電形式のものは複写環境の汚染を誘発することか
ら、正帯電感光体(opc)の使用が期待されている。
しかしながら、このような正帯電感光体は残留電位が従
来のSe系感光体に比較して大きくなる傾向にあり、正
帯電感光体を使用する場合にはバイアス電位を250V
以上で使用しなければならない。バイアス電位の上昇は
磁性キャリヤと現像スリーブとの荷電的反発を高め、キ
ャリヤ引きを発生しやすくする。従って、正帯電感光体
のカラー現像に於いては、キャリヤ引きと画像濃度の改
善が問題となっている。
よって、本発明の目的は、導電率の低いトナーの使用に
際しても、高濃度の画像でキャリヤ引きのない現像剤を
提供することにある。
本発明の目的はまた、高濃度の赤色画像が得られる赤色
現像剤を提供することにある。
本発明の目的は更に、最近頻用傾向にあるO20用、特
に正帯電型O20用のカラー現像剤を提供することにあ
る。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、導電率が3.0XIO−’°S/am
以下のトナーと、重量平均粒径の50%径が80乃至1
00μmの範囲で重量平均粒径の25%径D2SとKn
平均粒径の75%径D75との粒径差が5乃至20μm
の範囲を満たし、且つ250メツシュ以下の粒径分布が
8重量%以下に調整されたキャリヤと、から構成するこ
とを特徴とする現像剤が提供される。
本発明によればまた、像担持体−現像剤担持体間が1m
m未満で、且つ現像電位差が500V以下の条件で用い
られる前記現像剤が提供され、更に、像担持体が正帯電
有機感光体とすることができる。
(作用) 本発明は、導電率の低いカラートナーにおいて、磁性キ
ャリヤの粒度分布を特定の値に選定することにより、現
像剤がカラー濃度の極めて高い画像を提供し、且つキャ
リヤ引き等を引き起こさないという知見に基づくもので
ある。
カラートナー等は染料及び顔料の種類が限られ、トナー
の導電率は低いものしか得られない傾向にある。特に赤
色の場合には導電率を高めるような染料や顔料が充分に
得られていない。このような導電率の低いカラートナー
を用いた現像剤は、従来の現像条件では充分に高濃度の
カラー画像を形成し得ない。
本発明では現像剤をDo−s巾を1. 2mm未満。
特に1. 0mm未満の現像条件で、しかもバイアス電
位の高い状態で用いることにより、カラー画像濃度を高
めたものである。従来の現像条件と異なり、D D−5
巾を縮め、バイアス電位を高くしたことにより、カラー
トナーの感光体への移行を容易にしたものである。この
ため、感光体上の可視画像のカラー濃度が高められる。
一方、このような現像条件ではキャリヤ引きを生じる虞
があるが、本発明の現像剤ではキャリヤの粒径分布を特
定の要件とすることによって解消したものである。
本発明において、キャリヤの重量平均粒径のSO%径D
5゜が80乃至100μmで、D25とD75との粒径
差が5乃至20μmの一定範囲のものとすることは、バ
イアス電位の高い状態 即ち現像電位差が500V以下
の現像条件及びd D−5中1、 2mm未満の現像条
件で用いても、キャリヤ引きはほとんどなく高濃度の画
像が得られる。
キャリヤ粒度分布のシャープ化は、従来のキャリヤに比
べて、小粒径のキャリヤの存在を夕なくするもであり、
tJX粒径キャリヤの存在はバイアス電位を高めたとき
、及びpD−、巾を狭めたときのキャリヤ引きの誘発作
用を有しうろことが理解される。一方、キャリヤの/J
S粒径化はベタ画像の高濃度化を達成しうることかよく
知られている。
本発明ではこのようなキャリヤの性質を踏まえて粒度分
布のシャープ化を図ると、小粒径キャリヤ量が少なくな
ったにも拘らず高画像濃度は維持され、或いは向上する
一方、キャリヤ引きが生じないことを見いだしたもので
ある。これは単に小粒径キャリヤをキャリヤ全体から排
除するだけでは充分な現像剤が得られないことが理解さ
れるものである。
また、第2図に示すように従来の現像剤は、キャリヤ引
きがバイアス電位の増加に応じて増大している。これは
磁性キャリヤが現像スリーブとの荷電的反発を徐々に高
めるため、キャリヤが感光体に移行しやすくなるためと
理解される。一般に磁性キャリヤは電流値、その他の静
電的な作用がキャリヤ引きに大きく左右されるものとさ
れ、キャリヤの粒径の大小については、全てのキャリヤ
が均一に荷電されることからあまり重視されていなつか
だ。
しかし、本発明の現像剤は磁性キャリヤの250メツシ
ュ以下の粒径分布を8重量%以下、特に5重量%以下と
することにより、バイアス電位が増加しても、キャリヤ
引きが著しく抑えられる。
250メツシュ以下の微小粒径キャリヤの粒度分布を8
重量%以下とすることは、従来のキャリヤと比較して、
微小粒径キャリヤの一部を除いたことを意味している。
このような微小粒径を除去したことがキャリヤ引きにど
のように作用するかは定かでないが、これは本発明の現
像剤がバイアス電位250 V、  特に280v以上
で用いることができることが理解される。
また、バイアス電位を上げることは、感光体の残留電位
の影響を少なくすることができる。即ち、感光体の残留
電位が少なくとも150v程度の高電位であっても、そ
の感光体はキャリヤ引きを起こすことなく優れた画質を
提供することができる。
このような残留電位の高いものとして、正帯電感光体(
○PC)等が挙げられるが、この○PCは本発明の現像
剤が好適に用いられる条件を備えるものである。また、
バイアス電位の上昇は、その電位と表面電位との差で与
えられる現像電位差を低下させ、場合によっては低電位
現像が強いられる。このような低電位現像では、諧調性
、画像濃度を悪くする。しかし、前述のD D−8巾が
1.2mm未満、特に1. 0mm未満の現像条件とす
れば、諧調性、画像濃度とも優れたものに維持され、キ
ャリヤ引きも生じない。このことからもまた、本発明の
カラー現像剤は正帯電有機感光体に充分な適用ができる (発明の好ましい実施態様) 以下、本発明に係る現像剤の好ましい実施態様を説明す
る。
本発明の現像剤は磁性キャリヤとトナーとの二成分系現
像剤であり、磁性キャリヤ、トナー 及び現像剤につい
て順次詳説する。
藍1土二一二 本発明においては、磁性キャリヤとして、粒径分布及び
飽和磁化が前述した範囲内にある限り任意のものを用い
ることができ、主にフェライト粒子表面に樹脂被覆を設
けたものを用いることができる。
即ち、キャリヤ粒子としては、一般に球状のものが望ま
しく、その重量平均粒径の50%径(以下、D5oとい
う。)が80乃至100μmの範囲を満たすものであり
、また、D25とD75との粒径差が5乃至20μmの
範囲を満たすものは粒径分布がシャープなもので、後述
するD−8巾を1mm未満から更に短縮してもキャリヤ
引きがない状態となる。即ち、キャリヤ粒度分布のシャ
ープ化に基づく粒径の底上げは、像担持体と現像剤担持
体がドラム形式の場合において、トルクを軽減し、ドラ
ム周擦力を軽減する。
また、キャリヤ引きを充分に防止するものとして、25
0メツシュ以下の微小粒径キャリヤの排除が望ましい。
粒度分布で250メツシュ以下のキャリヤ量は8重量%
以下、特に5重量%以下の範囲を満たすものが望ましく
、このような範囲を満たす現像剤では、バイアス電位の
高い状態であってもキャリヤ引きを充分に防止できる。
磁性キャリヤの飽和磁化は50乃至70 emu/gの
の範囲を満たすものが用いられ、特に60乃至7 Q 
emu/gの範囲のものは従来の現像剤用キャリアの飽
和磁化より低く抑えられ、この磁性キャリヤは従来のキ
ャリヤと比較して磁気ブラシに於ける穂のソフト化を促
し、穂のソフト化はドラムストレスを減少させるもので
ある。特にd D−8巾を1、 2mm未満としたとき
、更には1. 0mm未満としたときに望ましい。
また、本発明に用いられるキャリヤの200vを通電し
たときの電流値は、1o乃至70μA、特に3o乃至5
0μAの範囲を満たすものが望ましく、キャリヤの流動
度は15乃至35 sec150g、特に2o乃至30
 sec150gの範囲を満たすものが望ましい。
具体的にはフェライトとして、例えば酸化鉄亜鉛(Zn
Fe204)、酸化鉄イツトリウム(Y3Fes(1,
2)、酸化鉄カドミニウム(CdFe204)、酸化鉄
ガドリニウム(CdFe2012 )、酸化鉄錯(Pb
Fe1201 g )、酸化鉄ニッケル(NiFe20
4)、酸化鉄ネオジウム(NdFeO3)、酸化鉄バリ
ウム(BaFe12019 )、酸化鉄マグネシウム(
)[gFe204)、酸化鉄マンガン(MnFe204
)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)等の1種或いは2
種以上からなる組成の焼結フェライト粒子が使用されて
おり、特にCu、 Zn、 Hg、Mn、及びNiから
成る群より選ばれた金属成分の少なくとも1種、好適に
は2種以上を含有するソフトフェライト、例えば銅−亜
鉛−マグネシウムフエライトが使用される。
コーティング樹脂としては、シリコーン樹脂、フッ素樹
脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル
樹脂、オレフィン系樹脂、ケトン樹脂、フェノール樹脂
、キシレン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の1種又は
2種以上を使用することができる。これらの樹脂の内で
も、ストレートのシリコーン樹脂、即ちジメチルポリシ
ロキサン、ジフェニルシロキサン、メチルフェニルポリ
シロキサン等のオルガノポリシロキサンから成り且つ網
状化した構造のシリコーン樹脂が最も好ましい。シリコ
ーン樹脂の網状化(架橋化)は、オルガノポリシロキサ
ン単位中に、トリメトキシ基等の加水分解可能な官能基
やシラノール基等の官能基を存在させ、必要により加水
分解処理後、シラノール縮合触媒を作用させることによ
り行われる。樹脂コーテイング量は、一般にフェライト
100重量部当たり0.5乃至3重量部、特に0.8乃
至1゜5重量部の範囲が望ましい。
L二二上土= 本発明に用いるトナーは、定着用樹脂媒質中に赤色顔料
又は染料等の着色剤及び電荷制御剤或いは更にそれ自体
周知のトナー用配合剤を配合したものであり、カラート
ナーの導電率が3.0XIQl°s/ctn以下、特に
2.6X10−1°s/cm以下の範囲を満たすもので
ある。トナー用の定着用樹脂媒質、着色剤、電荷制御剤
及びその他のトナー用配合剤については、上記特性を備
えた範囲で適宜に組み合わせて使用される。
先ず定着用樹脂媒体としては、スチレン系樹脂、アクリ
ル系樹脂或いはスチレン−アクリル系共重合体樹脂が一
般に使用される。スチレン系量体としては、例えばスチ
レン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、α−クロ
ルスチレン、ビニルキシレン等やビニルナフタレン等を
挙げることができる。この中でも、スチレンが好適であ
る。
一方、アクリル系単量体としては、例えばエチルアクリ
レート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート
、2−エチルへキシルメタクリレート、アクリル酸、メ
タクリル酸等である。また、上述したものの他にエチレ
ン系不飽和カルボン酸乃至その無水物、例えば、無水マ
レイン酸、フマル酸、マレイン酸、クロトン酸、イタコ
ン酸等を用いることもできる。
スチレン−アクリル系共重合体樹脂は、樹脂媒質として
好適なものの一つであり、スチレン系単量体(A)とア
クリル系単量体(B)とは、A:B=50: 50乃至
90:10、特に60: 40乃至85:15の範囲と
するのがよい。また、用いる樹脂は、一般に0乃至25
の酸価を有するのが好ましい。また、定着性の見地から
50乃至65℃のガラス転移温度CTg)を有するのが
よい。
樹脂中に含有させる着色剤としては、この分野で使用さ
れるそれ自体公知の各種染料、顔料が使用される。
赤色顔料 ベンガラ、カドミニウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミ
ニウム、パーマネントレッド4R、パーマネントレッド
FNG、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチ
ンガレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアン
トカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキ、
ブリリアントカーミン3B、スピロンレッド。
紫色顔料 マンガン紫、ファストバイオレトB、メチルバイオレト
レーキ。
青色顔料 紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、フタロ
シアニンブルー 無金属フタロシアニンブルー フタロ
シアニンブル一部分塩素化物、ファーストスカイブルー
 インダスレンブルーBC。
橙色顔料 赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジ
GTR、ピラゾロオレンジ、パルカンオレンジ、インザ
スレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジ
G、インダスレンブリリアントオレンジGK。
黄色顔料 黄鉛、亜鉛量、カドミニウムイエa−ネーブルスエロー
 ナフトールエローS、ハンザ−イエローG、ハンザ−
イエロー10G、ベンジジンエロー〇、  ベンジジン
エローOR、キノリンエローレーキ、パーマネント二ロ
−NCG、タートラジンレーキ。
緑色顔料 クロムグリーン、ピグメントグリーンB、マラカイトグ
リーンレーキ、ファイナル二ローグリーンG。
白色顔料 亜鉛酸 酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛。
次に電荷制御剤としては、それ自体公知の任意の電荷制
御剤、例えば、ニグロシンベース(CI50415)、
オイルブラック(CI  26150)、スビロンブラ
ック等の油溶性染料、ナフテン酸金属塩、脂肪酸や石鹸
、樹脂酸石鹸等が使用される。
トナー粒子の粒径は、コールタ−カウンターで測定した
粒径は体積基準メジアン系で8乃至14μm、特に1o
乃至12μmの範囲にあるのがよく、また粒子形状は溶
融混線・粉砕はうで製造された不定形のものでも、また
分散乃至懸濁重合法で製造された球状のものでもよい。
また、トナーの表面には、疎水性シリカ微粒子やカーボ
ンブランクをまぶして、その流動性を向上させてもよい
i生! 現像剤は前述の磁性キャリヤとトナーとが通常99: 
l乃至90: 10、特に98:2乃至95:5の重量
比で混合して使用するのが望ましい。
また、現像剤の初期帯電量は、ブローオフ法で測定して
5乃至30 /l! C/g、特に10乃至25μc/
gの範囲を満たすことが望ましい。現像剤のゆるみ見掛
比重としては1.7乃至2−1g/am3、特に1.8
乃至2.0g/cm3の範囲を満たすものが本発明の目
的に好ましい。
本発明の現像剤は像担持体−現像剤担持体距離D D−
8が1++++a未満で、且つ現像電位差が500V以
下の条件のもとで用いることが望ましい。使用現像機構
の像担持体及び現像剤担持体は、平面的な形式或いは第
1図に示されるドラム形式であってよ<、Do−sが前
記範囲を満たすことが望ましい。
D D−8巾が1. 2mm未満、特に1. 0mm未
満の現像条件にある現像剤は、低電位現像においても諧
調性、カラー画像濃度の優れたものを提供し得るもので
あり、前記キャリヤの要件を加味したものはキャリヤ引
き等も生じさせない。更に、DD−8巾の縮小に応じて
穂切り巾を0.5乃至1.3IIII、特に0.7乃至
0. 9mmの範囲に設けることが望ましい。
また、本発明の現像剤は現像電位差を500 V。
特に480V以下の条件とすると、感光体ドラムの表面
電位が750乃至850Vに印加される場合には、バイ
アス電位を250乃至350V以上に印加した感光体ド
ラム等の使用が可能となる。
このようなバイアス電位の上昇において、感光体ドラム
はその残留電位が150V以上程度、特に200 VU
上径程度場合でも用いることができる。
感光体としては、従来の電子写真法に使用されている感
光体、例えばセレン感光体、非晶質シリコン感光体、酸
化亜鉛感光体、セレン化カドミニウム感光体、硫化カド
ミニウム感光体等を用いることができるが、これらを前
述したようにI)D−。
巾で使用すると、諧調性、カラー画像濃度に優れた現像
を提供することができる。
更に、本発明では、現像剤を正帯電感光体(OPC)に
用いることが望ましい。正帯電感光体は電荷発生材料と
電荷輸送材料とが主に一層中に混在されているため、そ
の−層中で電子と正孔を移動し、どちらかのものがトラ
ップとなり、残留電位が大きくなる傾向にある。このよ
うな感光体はバイアス電位をジ・なくとも250V以上
、場合によっては280V以上で使用しなけれがならな
い。
本発明の現像剤はこのようなバイアス電位においても優
れた画像を提供し、且つキャリヤ引きを生じさせない。
具体的な正帯電感光体としては、周知の電荷発生材及び
電荷輸送材を組み合わせた感光体を用いることができ、
特に、先に提案した特願昭62−27158号公報等の
有機感光体等が望ましい。
(発明の効果) 本発明によれば、導電率が3 X 10 ””Os/a
m以下のトナーを用い、且つキャリヤの重量平均粒径の
50%径D5oを80乃至100μmの範囲とし、25
0メツシュ以下の粒径分布を8重量%以下に調整したの
で、現像剤はキャリヤ引き等を起こさず、高濃度のカラ
ー画像を提供することができる。
また従来、トナーの導電率が問題となって、充分な赤色
画像が得られなかったが、本発明の現像剤は高濃度の赤
色画像を提供することができる。
また、本発明の現像剤は最近頻用傾向にあるO20用の
現像剤、特に正帯電型のOPC用現像剤として充分に適
用する事ができる。
(実施例) 以下、実施例及び比較例を示す。尚、本発明は実施例の
範囲に限るものではない。
現像剤の成分及び現像条件をつぎの様に設定した。
皮丘 磁性キャリヤは球状のノンコートフェライトキャリヤを
眉い、その物性を表1に示した。
トナーは粒径、顔料成分、導電率等の分かっているもの
を使泪した。その物性を表1に示した。
現像剤はトナーとキャリヤを重量比4.5:95.5で
混合し、基本物性を表1に示した。
i生ゑ並 D D−5巾、穂切り巾、現像電位差、バイアス電位及
び感光体を表1に示した。
以上の条件及び成分の現像剤を用いて現像した結果(キ
ャリヤ引き、画像濃度)を表1に示す。
4、
【図面の簡単な説明】
第1図は現像機構部の説明図、 第2図はバイア スミ位とキャリヤ引きの関係を示した特性線図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)導電率が3.0×10^−^1^0s/cm以下
    のトナーと、重量平均粒径の50%径が80乃至100
    μmの範囲で重量平均粒径の25%径D_2_5と重量
    平均粒径の75%径D_7_5との粒径差が5乃至20
    μmの範囲を満たし、且つ250メッシュ以下の粒径分
    布が8重量%以下に調整されたキャリヤと、から構成す
    ることを特徴とする現像剤。
  2. (2)前記トナーが赤色トナーであることを特徴とする
    現像剤。
  3. (3)像担持体−現像剤担持体間が1mm未満で、且つ
    現像電位差が500V以下の条件で用いられることを特
    徴とする請求項第1項叉は第2項記載の現像剤。
  4. (4)前記像担持体が正帯電有機感光体であることを特
    徴とする請求項第3項記載の現像剤。
JP1258847A 1989-10-05 1989-10-05 現像方法 Expired - Lifetime JP2637572B2 (ja)

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