JPH01260458A - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

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JPH01260458A
JPH01260458A JP63088050A JP8805088A JPH01260458A JP H01260458 A JPH01260458 A JP H01260458A JP 63088050 A JP63088050 A JP 63088050A JP 8805088 A JP8805088 A JP 8805088A JP H01260458 A JPH01260458 A JP H01260458A
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JP
Japan
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toner
heat roller
surface layer
image
roller
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Application number
JP63088050A
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English (en)
Inventor
Akitoshi Matsubara
昭年 松原
Masafumi Uchida
雅文 内田
Jiro Takahashi
高橋 次朗
Hiroyuki Takagiwa
高際 裕幸
Toshiko Yajima
矢島 俊子
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08784Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08793Crosslinked polymers

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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、例えば電子写真法、静電記録法、静電印刷法
等において適用される画像形成方法に関する。
〔技術の背景〕
現在において、ある画像情報から可視画像を形成する方
法として、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等のよ
うに静電潜像を経由する方法が広く利用されている。
例えば電子写真法においては、光導電性材料よりなる感
光層を有してなる静電潜像担持体(以下「感光体」とも
いう。)に−様な静電荷が付与された後、像露光により
当該感光体表面に原稿に対応した静電潜像が形成され、
この静電潜像が現像領域において現像剤担持体に担持さ
れた現像剤により現像されてトナー像が形成される。こ
のトナー像は紙等の記録材に転写された後、加熱、加圧
等の手段により定着されて複写画像が形成される。
一方、転写工程後の感光体は、除電され1次いで転写さ
れずに感光体上に残留したトナーがクリーニングされた
うえ次の複写画像の形成に供される。
しかして、トナー像の定着工程においては、熱効率が高
くて高速定着が可能であることから、特に熱ローラを用
いた熱ローラ定着法を好ましく適用することができる。
斯かる熱ローラ定着法においては、熱ローラの表面がト
ナー像に直接接触して定着が行われるため、耐オフセッ
ト性に優れていることが基本的に必要とされる。
〔従来の技術〕
従来、トナー像の耐オフセット性の向上を図ることを目
的として、下記の技術が提案されている。
■トナーの結着樹脂としてビスフェノール系ジオール成
分を用いて合成されたポリエステルを用い、380℃で
の溶融粘度が1.0” 〜10”poiseのポリ四フ
フ化エチレン(PTFE)よりなる表層を有する熱ロー
ラによってトナー像を定着する技術(特開昭62−78
569号公報参照)。
■トナーの結着樹脂としてビスフェノール系ジオール成
分を用いて合成されたポリエステルを用い、鉛筆硬度が
88以上である四フッ化エチレン・パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体(P F A)よりなる表層
を有する熱ローラによってトナー像を定着する技術(特
開昭61−62056号。
同61−62057号公報参照)。
■トナーの結着樹脂として脂肪族ジオール成分を用いて
合成されたポリエステルを用い、380℃での溶融粘度
が1011−IQ”poiseのポリ四フッ化エチレン
(P T F E)よりなる表層を有する熱ローラによ
ってトナー像を定着する技術(特開昭62−78569
号公報参照)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記技術では以下の問題点がある。
(1)上記技術■では、熱ローラの表層を形成する樹脂
の溶融粘度が高いため焼成加工工程においてピンホール
が発生しやすく、このため多数回にわたり定着工程を繰
り返すと当該ピンホールに、例えばシリコーンオイル、
離型剤、溶融した結着樹脂等が浸透し、この浸透物質が
加熱、冷却を繰り返して受けることにより、熱ローラの
表層が剥離されて耐久性が低下する問題点がある。
(2) 上記技術■および■では、ビスフェノール系ジ
オール成分によりポリエステルが硬質となり、そのため
熱ローラによる熱定着時のトナーの溶融粘度が大きくて
定着強度が不十分となる問題点がある。
(3)上記技術■では、熱ローラの表層にピンホールが
発生しやすいうえ、脂肪族ジオール成分によりポリエス
テルが軟質化されるので、当該ピンホールへの溶融結着
樹脂の浸透が増大し、その結果浸透物質に起因して表層
の早期剥離が発生して耐久性が著しく低下する問題点が
ある。
(4)また、上記技術■〜■においては、トナーの結着
樹脂として用いるポリエステルがピンホールに付着しや
すいため、多数回にわたり画像の形成を繰返すと当該ピ
ンホールにトナーが徐々に蓄積されて熱ローラを汚染す
るとともに、当該熱ローラの汚染に起因して当該熱ロー
ラと組合せて用いられるバックアップローラも汚染され
、その結果記録材の両面に画像を形成する場合には裏面
の画像をも汚染する問題点が発生する。
本発明は以上の如き事情に基づいてなされたものであっ
て、その目的は、熱ローラの表層の早期損傷、熱ローラ
汚れ、画像汚れを伴わずに、十分な強度の定着画像を多
数回にわたり安定に形成することができる画像形成方法
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明は、トナー像を熱ロー
ラにより加熱定着する工程を含む画像形成方法において
、熱ローラの表層が、380℃での溶融粘度が10” 
poise以下のフッ素系樹脂(以下「特定のフッ素系
樹脂」ともいう。)よりなり、トナーが架橋剤を含む単
量体組成物を重合反応させて得られる非線状重合体く以
下「特定の非線状重合体」ともいう。)を結着樹脂とし
て含有してなることを特徴とする 特に、フッ素系樹脂が四フッ化エチレン・パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体(PFA)または四フ
ッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(F E 
P)であることが好ましい。
〔作用〕
熱ローラの表層が溶融粘度の低い上記特定のフッ素系樹
脂により形成されるので、焼成工程時の溶融樹脂の流れ
性がよく、当該表層の製造工程においてピンホールの発
生を十分に防止することができる。従って、上記特定の
熱ローラと上記特定のトナーとの相乗作用により、十分
な定着強度で加熱定着を達成でき、しかもピンホールに
起因する熱ローラ表層の早期損傷の発生を防止すること
ができる。
具体的に説明すると、トナーの結着樹脂として用いる上
記特定の非線状重合体は、架橋剤を含む単量体組成物を
重合反応させて得られる非線状重合体であるため、特に
架橋成分により当該重合体が架橋構造となり、そのため
前記特定のフッ素系樹脂よりなる熱ローラに対する離型
性が一層向上し、また熱ローラのわずかなピンホールへ
の溶融結着樹脂の浸透を防止でき、そのため熱ローラの
早期剥離を防止し、耐久性が著しく向上する。
また、溶融トナーの粘弾性が好適な範囲どなるうえ、熱
ローラの表層右よびトナーの優れた離型性により、オフ
セット現象による画像汚れあるいはローラ汚れを伴わず
に良好な定着画像を形成することができる。さらに、熱
ローラ汚れが少ないため、当該熱ローラと組合せて用い
られるバックアップローラの汚染を十分に防止すること
ができ、その結果記録材の両面に画像を形成する場合に
も裏面の画像を汚すことなく良好な画像を形成すること
ができる。
〔発明の具体的構成〕
以下、本発明の構成を具体的に説明する。
〔1〕 トナー トナーは、架橋剤を含む単量体組成物を重合反応させて
得られる非線状重合体を結着樹脂として含有してなるも
のである。
斯かる非線状重合体としては、ビニル系の非線状重合体
が好ましい。ビニル系の非線状重合体によれば、詳細は
後述する特定の表層を存する熱ローラに対するトナーの
離型性がさらに向上し、熱ローラ汚れが一層抑制される
上記非線状重合体のガラス転移点Tgは、40〜80℃
が好ましく、特に40〜70℃が好ましい。斯かる範囲
のガラス転移点Tgを有する非線状重合体によれば、−
層優れた低温定着性、耐オフセット性、耐久性が得られ
る。すなわち、ガラス転移点Tgが過小のときにはトナ
ーが軟質なものとなって耐オフセット性および耐久性が
低下する場合がある。一方、ガラス転移点Tgが過大の
ときには低温定着性が低下する傾向にあり、特に低温低
湿(例えば温度10℃、相対湿度40%)の環境条件下
においては十分な低温定着性が得られず熱ローラ汚れが
発生する場合がある。
ここで「ガラス転移点Tg Jとは、示差走査熱量計「
低温DSCJ  (理学電気社製)を用い、昇温速度1
0℃/ m i nで測定した際に、ガラス転移点以下
のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分から
ピークの頂点までの間での最大傾斜を示す接線との交点
の温度をいう。
上記ビニル系の非線状重合体は、1個あるいは2個以上
のビニル基を有する単量体を重合もしくは共重合して得
られる重合体もしくは共重合体であり、非線状重合体と
するためには、架橋剤として機能する2個以上のビニル
基を有する単量体を用いればよい。
斯かるビニル系の非線状重合体としては、スチレン系単
量体と、アクリル酸エステル単量体および/またはメタ
クリル酸エステル単量体と、架橋剤として機能する2個
以上のビニル基を有する単量体との共重合体よりなるも
のが好ましい。
上記スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、0
−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルス
チレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレン、2
.4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p
−tert−ブチルスチレン、p−n−へキシルスチレ
ン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレ
ン、p−n−デシルスチレン、I)n−ドデシルスチレ
ン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p
−クロルスチレン、3.4−ジクロルスチレン等を挙げ
ることができる。
また、上記アクリル酸エステル単量体および/またはメ
タクリル酸エステル単1体としては、アグリル酸メチル
、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プチノペアクリル
酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オ
クチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、ア
クリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、
アクリ)L酸2−’)ロルエチル、アクリル酸フェニル
、α−クロルアクリル酸メチル、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、メタクリル酸イソブチノベメタクリル
酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸
ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリ
ル酸ステアリル、メタクリル酸フェニノベメタクリル酸
ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミンエ
チル等を挙げることができる。
また、非線状化のための上記2個以上のビニル基ををす
る単量体としては、例えばジビニルベンゼン、ジビニル
ナフタレン、これらの誘導体、その他の芳香族ジビニル
化合物類、エチレングリコールジアクリレート、エチレ
ングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、その他の二重結合を2個以上有す
るアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステル類
、その他を挙げることができる。斯かる2個以上のビニ
ル基を有する単量体の配合割合は、単■体全体の0.0
1〜20重情%が好ましく、特に0.1〜10重量%が
好ましい。当該単1体の配合割合が過小のときにはオフ
セット現象が発生しやすく、一方過大のときには定着不
良が発生しやすい。
また、上記ビニル系の非線状重合体を得る場合には、そ
の他のビニル系単1体を共重合してもよい。斯かるその
他のビニル系単債体としては、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、酢酸ビニル、醋酸ビニル、安息香酸ビ
ニノペビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、
ビニルメチルケトン、ブタジェン、イソプレン、マレイ
ン酸等を挙げることができる。
トナーは、基本的には、上記特定の非線状重合体からな
る結着樹脂中に、例えば着色剤、離型剤、荷電制御剤等
の添加剤が分散含有されてなる粒子からなる。
トナーの平均粒径(重量)は、良好な薄層の現像剤層を
形成して解像度、階調性、画質の向上を図る観点からは
、1〜20μ盾が好ましく、特に1〜15μが好ましい
着色剤としては、例えばカーボンブラック、ニグロシン
染料(C,l、Nα50415B) 、アニリンブルー
(C11,Nα50405)、カルコオイルブルー(C
,I、 Nαazoic Blue 3 ) 、クロム
イエロー(C9I、 Nα14090)、ウルトラマリ
ンブルー(C,1,Nα77103) 、デュポンオイ
ルレッド(C,1,Nα26105) 、キノリンイエ
ロー(C,1,Nα47005) 、メチレンブルーク
ロライド(C11,Nα52015)、フタロシアニン
ブルー(C,1,Nα74160)、マラカイトグリー
ンオフサレート (C1I。
Nα42000)、ランプブラー/ り(C,r、 N
(x 77266)、ローズベンガル(C,I、 Nα
45435) 、これらの混合物、その他を用いること
ができる。着色剤の配合割合は、結着樹脂100重量部
に対して1〜20重量部が好ましい。
離型剤は、トナーの耐ホツトオフセット性、定着性を向
上させる目的で含有されるものである。
斯かる離型剤としては、例えばポリオレフィン、脂肪酸
金属塩、脂肪酸エステル、部分ケン化脂肪酸エステル、
高級脂肪酸、高級アルコール、流動または固形のパラフ
ィンワックス、アミド系ワックス、多価アルコールエス
テノベシリコーンフェス、脂肪族フロロカーボン、これ
らの混合物等を用いることができる。
前記ポリオレフィンとしては、例えばポリプロピレン、
ポリエチレン、ポリブテン等の樹脂であって、例えばJ
IS K2531−1960に規定される環状により測
定したときの軟化点が80〜180℃のものが好ましく
、特に100〜160℃のものが好ましい。
前記脂肪酸金属塩としては、例えばマレイン酸と、亜鉛
、マグネシウム、カルシウム等との金属塩;ステアリン
酸と、亜鉛、カドミウム、バリウム、鉛、鉄、ニッケル
、コバルト、銅、アルミニウム、マグネシウム等との金
属塩;二塩基性ステアリン酸鉛;オレイン酸と、亜鉛、
マグネシウム、鉄、コバルト、銅、鉛、カルシウム等と
の金属塩;バルミチン酸と、アルミニウム、カルシウム
等との金属塩;カプリル酸鉛;カプロン酸鉛;リノール
酸と、亜鉛、コバルト等との金属塩;リシノール酸カル
シウム;リシルイン酸と、亜鉛、カドミウム等との金属
塩;これらの混合物等を用いることができる。
前記脂肪酸エステルとしては、例えばマレイン酸エチル
エステル、マレイン酸フチルエステル、ステアリン酸メ
チルエステル、ステアリン酸ブチルエステル、バルミチ
ン酸セチルエステル、モンタン酸エチレングリコールエ
ステル等を用いることができる。
前記部分ケン化脂肪酸エステルとしては、例えばモンタ
ン酸エステルのカルシウム部分ケン化物等を用いること
ができる。
前記高級脂肪酸としては、例えばドデカン酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、オレ
イン酸、リノール酸、リシノール酸、アラキン酸、ベヘ
ン酸、リグノセリン酸、セラコレイン酸、これらの混合
物等を用いることができる。
前記高級アルコールとしては、例えばドデシルアルコー
ル、ラウリルアルコーノペミリスチルアルコーノペバル
ミチルアルコーノペステアリルアルコール、アラキルア
ルコール、ベヘニルアルコール等を用いることができる
前記パラフィンワックスとしては、例えば天然パラフィ
ン、マイクロワックス、合成パラフィン、塩素化炭化水
素等を用いることができる。
前記アミド系ワックスとしては、例えばステアリン酸ア
ミド、オレイン酸アミド、バルミチン酸アミド、ラウリ
ル酸アミド、ベヘニン酸アミド、メチレンビスステアロ
アミド、エチレンビスステアロアミド等を用いることが
できる。
前記多価アルコールエ°ステルとしては、例えばグリセ
リンステアレート、グリセリンリシルレート、グリセリ
ンモノベヘネート、ソルビタンモノステアレート、プロ
ピレングリコールモノステアレート、ソルビタントリオ
レート等を用いることができる。
前記シリコーンフェスとしては、例えばメチルシリコー
ンフェス、フェニルシリコーンフェス等を用いることが
できる。
前記脂肪族フロロカーボンとしては、例えば四フッ化エ
チレン、六フッ化プロピレンの低重合化合物、あるいは
特開昭53−124428号公報に記載された含フツ素
界面活性剤等を用いることができる。
以上の離型剤において、JIS K2235−1980
に規定される針入度が4以下のものが好ましい。針入度
が過大のときには、キャリア、感光体、あるいは現像剤
担持体表面が当該離型剤によりフィルミングされて汚染
されるいわゆるフィルミング現象が発生し、現像剤の耐
久性が悪化する。
また、離型剤の融点は60〜160℃が好ましい。
当該融点が過大のときには耐ホツトオフセット性が悪化
しやすく、一方過小のときにはトナーの保存性が悪化し
やすい。
斯かる離型剤の配合割合は、結着樹脂100重量部に対
して1〜20重量部が好ましく、特に1〜10重量部が
好ましい。離型剤の配合割合が過小のときにはトナーの
耐ホツトオフセット性が低下しやすく、一方過大のとき
にはトナーの流動性が低下しやすく、現像剤の耐久性を
低下させることがある。
荷電制御剤として、負帯電性のものとしては、例えば特
開昭57−141452号公報、特開昭58−7645
号公報、特開昭58−111049号公報、特開昭58
−185653号公報、特開昭57−167033号公
報、特公昭44−6397号公報等に開示されている2
:1型含金属アゾ染料;例えば特開昭57−10494
0号公報、特開昭57−111541号公報、特開昭5
7−124357号公報、特開昭53−127726号
公報等に開示されている芳香族オキシカルボン酸、芳香
族グイカルボン酸の金属錯体;例えば特開昭52−45
931号公報に開示されている銅フタロシアニン染料の
スルホニルアミン誘導体あるいは銅フタロシアニンのス
ルホンアミド誘導体染料、銅フタロシアニンのスルホン
アミドおよびスルホン酸またはスルホン酸塩誘導体染料
;等を用いることができる。また、正帯電性のものとし
ては、例えば特開昭49−51951号公報、特開昭5
2−10141号公報等に開示されている第4級アンモ
ニウム化合物;例えば特開昭56−11461号公報、
特開昭54−158932号公報、米国特許第4254
205号明細書等に開示されているアルキルピリジニウ
ム化合物、アルキルピコリニウム化合物;例えばニグロ
シンSO1ニグロシンEX等のニグロシン系染料;例え
ば特公昭49−80320号公報に開示されている付加
縮合体等を用いることができる。
磁性トナーを構成する場合には、結着樹脂中にさらに磁
性体が分散含有される。斯かる磁性体としては、磁場に
よってその方向に強く磁化する物質、例えばフェライト
、マグネタイトをはじめとして鉄、ニッケル、コバルト
等の強磁性を示す金属、あるいはこれらの金属を含む合
金または化合物、強磁性元素を含まないが適当に熱処理
することによって強磁性を示すようになる合金、例えば
マンガン−銅−アルミニウムモL < Itラマンン−
銅−錫等のホイスラー合金とよばれる種類の合金または
二酸化クロム等を挙げることができる。斯かる磁性体の
含有割合は、通常、トナーの20〜70重量%が好まし
い。
また、トナーには、無機微粒子、脂肪酸金属塩あるいは
有機微粒子等の外部添加剤を添加することが好ましい。
無機微粒子は特にトナーの流動性を高める効果を発揮す
る。斯かる無機微粒子としては、その−欠粒子(個々の
単位粒子に分離した状態の粒子)の平均径が5屑μ〜2
μ屑のものが好ましく、特に5IIμ〜50贋μのもの
が好ましい。また、無機微粒子のBET法による比表面
積は20〜500 m2/ gが好ましく、特に50〜
300 m2/ gが好ましい。また、無機微粒子のp
Hは6以下が好ましい。無機微粒子の配合割合はトナー
全体の0.01〜5重量%が好ましく、特に0.1〜2
.0重1%が好ましい。
無機微粒子の構成材料としては、例えばシリカ、アルミ
ナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシ
ウム 、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム
、酸化亜鉛、珪砂、クレー、雲母、珪石灰、珪藻土、酸
化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、二酸化アンチモン
、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム
、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケ
イ素等を挙げることができる。
これらのうち特にシリカ微粒子が好ましい。このシリカ
微粒子は、下記の如き結合構造を有する微粒子であり、
特に乾式法で製造されたものが好ましい。
また、シリカ微粒子としては、無水二酸化ケイ素のほか
、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリ
ウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛等の形態であっ
てもよく、特にS+02を85重量%以上含むものが好
ましい。
斯かるシリカ微粒子の市販品としては種々のものがある
が、特に高湿の環境条件下においてもトナーの摩擦帯電
性を阻害せず環境依存性の小さい現像剤を得ることがで
きる観点から、表面に疎水基を有するシリカ微粒子が好
ましい。斯かる疎水基としては例えばメチル基、エチル
基等のアルキル基、メトシキ基等のアルコキシ基が好ま
しい。
斯かる疎水基を有するシリカ微粒子の市販品としては、
例えば「アエロジルR−972J 、「アエロジルR−
974J、「アエロジルR−8054、「アエロジルR
−976J  (以上、日本アエロジル社製)等を挙げ
ることができる。
また、例えばシラン系カップリング剤、チタン系カップ
リング剤、シリコーンオイル、側鎖にアミンを有するシ
リコーンオイル等により表面処理されたシリカ微粒子も
、トナーの摩擦帯電性の安定化の観点から好ましく用い
ることができる。
脂肪酸金属塩としては、例えばマレイン酸と、亜鉛、マ
グネシウム、カルシウム等との金属塩;ステアリン酸と
、亜鉛、カドミウム、バリウム、L Lニッケル、コバ
ルト、銅、アルミニウム、マグネシウム等との金属塩;
二塩基性ステアリン酸鉛;オレイン酸と、亜鉛、マグネ
シウム、鉄、コバルト、銅、鉛、カルシウム等との金属
塩;パルミチン酸と、アルミニウム、カルシウム等との
金、萬塩;カプリル酸鉛;カプロン酸鉛;リノール酸と
、亜鉛、コバルト等との金属塩;リシノール酸カルシウ
ム;リシルイン酸と、亜鉛、カドミウム等との金属塩;
これらの混合物等を用いることができる。
これらの脂肪酸金属塩は、熱ローラ上において薄い被膜
を形成するとともに、ピンホール等のわずかな傷に優先
的に入り込み、トナー成分等の付着を防止し、もって熱
ローラ汚れを抑制する効果を有する。
斯かる脂肪酸金属塩の配合割合は、トナー全体の0.0
01〜5重堡%、特に0.01〜1重量%が好ましい。
本発明においては、キャリアを用いずに磁性トナーによ
り構成された一成分系現像剤、またはキャリアとトナー
とにより構成された二成分系現像剤のいずれをも用いる
ことができる。
〔2〕キヤリア 二成分系現像剤を構成するキャリアとしては、■磁性体
粒子そのものよりなるキャリア、■磁性体粒子の表面を
樹脂により被覆してなる樹脂被覆キャリア、■樹脂粒子
中に磁性体微粒子が分散含有されてなる磁性体分散型キ
ャリア等の種々のキャリアを用いることができる。
キャリアの平均粒径は、特に限定されないが、例えば2
0〜150μ屑程度である。
キャリアの磁性体材料としては、磁場によってその方向
に強く磁化する物質、例えばフェライト、マグネタイト
をはじめとして鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性を示
す金属、あるいはこれらの金属を含む合金または化合物
、強磁性元素を含まないが適当に熱処理することによっ
て強磁性を示すようになる合金、例えばマンガン−銅−
アルミニウムもしくはマンガン−銅−錫等のホイスラー
合金とよばれる種類の合金または二酸化クロム等を挙げ
ることができる。
樹脂被覆キャリアあるいは磁性体分散型キャリアを製造
する場合に使用可能な樹脂としては、特に銀定されるも
のではないが、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂
、スチレン・アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系
樹脂、ロジン変成樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル
樹脂等の樹脂を挙げることができる。このうちスチレン
・アクリル系樹脂、特にスチレン・メチルメタクリレー
ト樹脂が好ましい。これらの樹脂は単独で用いてもよい
し、あるいは2種以上のものを組合わせて用いてもよい
〔3〕現像工程 上記の如き特定の非線状重合体を結着樹脂として含有し
てなるトナーを含む一成分系現像剤もしくは二成分系現
像剤を用いて、感光体上の静電潜像を現像する。
現像手段は特に限定されない。例えば接触型磁気ブラシ
現像方法、非接触型磁気ブラシ現像方法等の現像手段を
適用することができる。また、必要に応じて現像領域に
振動電界を作用させてもよい。また、カブリの発生を防
止する観点から直流バイアス電圧を印加してもよい。
現像剤を現像領域に搬送するための現像剤担持体として
は、特に限定されないが例えばバイアス電圧を印加し得
る従来と同様の構成のものを用いることができる。特に
、筒状の現像剤担持体(以下「現像スリーブ」ともいう
。)が好ましく、そして現像スリーブの内周側に複数の
磁極を有する磁気ロールが配置されていることが好まし
い。
〔4〕転写工程 現像により得られた感光体上のトナー像を紙等の転写材
に転写する。
この転写工程においては、静電転写方式が好ましい。具
体的には、例えば交流コロナ放電を生じさせる転写器を
転写材を介して感光体に対向するよう配置し、転写材に
その裏面側から交流コロナ放電を作用させることにより
感光体の表面に担持されていたトナーを転写材の表面に
転写する。
〔5〕クリーニング工程。
転写工程を経由した後、感光体表面に残留したトナーを
クリーニング手段により除去してもとの清浄な表面とす
る。
クリーニング手段は、特に限定されないが、構成が簡単
であることから感光体表面に離接制御可能に接触配置し
たクリーニングブレードを有するクリーニング器が好ま
しい。斯かるブレード式クリーニング器によれば、感光
体表面がクリーニングブレードにより摺擦されて残留ト
ナーが効率的に掻き取り除去される。
このクリーニング工程の前段においては、残留トナーの
除去を容易にするために感光体表面を除電する除電工程
を付加することが好ましい。この除電工程は、例えば交
流コロナ放電を生じさせる除電器により行うことができ
る。
〔6〕定着工程 転写工程によって転写材上に転写されたトナー像を熱ロ
ーラにより加熱定着して、もって定着画像を形成する。
本発明においては、熱ローラの表層を、380℃での溶
融粘度が108 1lloise以下のフッ素系樹、脂
により構成することが必須の要件である。
斯かる特定のフッ素系樹脂としては、以下に示す例示物
質を挙げることができる。
(1)ポリフッ化ビニリデン(PvdF)F F 380℃での溶融粘度:  102〜108 pois
e商品名 「フォラ70ン(Foraflon)  J(プロデユ
ード・チミケス・ニージン・クールマン(Produi
ts Chimiques Ugine Kuhlma
−0)社製) 「ダイフロー(DyfloR) J (ダイナマイト・ノーベル(Dynamite Nob
el)社製) rKFポリマー」 (置割化学工業社製)「キナール(
KynaR) J (ペンワルト・ケミカルズ(Pennwalt Che
mic−als)社製) 「ソレフ(Solef) J (ツルベイ(Solv、ay)社製) (2)ポリ塩化三フッ化エチレン(PCTFE)380
℃での溶融粘度:  10” 〜IQ’ poise商
品名 「ダイフロン」 (ダイキン工業社製)「ケル−F(K
el−F) J  (3M社製)「アクo7cTFE 
(Aclon CTFE) J(アライドケミカル(A
llied Chemical)社!り「ボルタレフ 
(VoHalef) J(F、 C,ニージン・クール
マン(F、C,UgineKuh1m4n)社製) (3)四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体
(F E P) 380℃での溶融粘度:  104〜108 pois
e商品名 「ネオフロン」 (ダイキン工業社製)「テア0:/F
EP (TeflonFEP) J(デュポン(DuP
ont)社製) (4)エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ETFE
) 380℃での溶融粘度: 108 〜105poise
商品名 「アラロンCop」 (旭硝子社製) 「テフゼル(Tefzel) J  (デュポン(Du
Pont)社製)「ホスタフa:/ET (l(ost
aflon ET) J(ヘキスト(Hoechst)
社製) (5)エチレン・塩化三フッ化エチレン共重合体(EC
TFE) 380℃での溶融粘度:  103〜108 pois
e商品名 「ハラ−(HalaR) J (アライドケミカル(^1lied Chemi+、a
り社製)(6)四フッ化エチレン・パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体(P F A) C−F2□1 380℃での溶融粘度:  108〜108 pois
e商品名 [テアoンPFA (TeflonPFA) J(デュ
ポン(DuPont)社製) rMP−10J  (三井フロロケミカル社製)以上の
フッ素系樹脂のなかでも、耐熱性、非粘着性、静摩擦係
数、耐薬品性の点で優れていることから、特に四フッ化
エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、四
フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル
共重合体(PFA)が好ましい。
また、380℃での溶融粘度が過小のものは耐熱性が低
いため熱ローラの表層の早期劣化が発生しやすい。斯か
る観点から、380℃での溶融粘度は10” 〜108
poise テあル、:: (!: −1)<H−* 
L < 、特1:108〜10” poiseであるこ
とが好ましい。
ここで、r380℃での溶融粘度」とは、以下のように
して定義される値をいう。
(1)溶融粘度η≦108の場合 高化式フローテスターr CF T−500型」 (島
原製作所製)を用いて、測定条件を、荷重20kg/C
lTl2、ノズルの直径1mm、ノズルの長さ1m1T
+1予備加熱380℃で5分間とし、サンプル量1cm
3(真比重X1cm’で表される重量)を押し出した時
に次式から溶融粘度Vlを算出する。
P:試験圧力 L:ノズルの長さ R:ノズルの半径 (ΔX:測定ストローク、Δt:計測時間。
Aニジリンダ−断面積) (2)溶融粘度η〉108の場合 温度380℃の炉の中に、幅5+r++n、長さ15+
++m、厚さ0.5mmのフィルム状のサンプルに、荷
重6gf/mm2をかけ、1時間経過するごとに歪み量
を測定してすり速度ンを計算し、次式から溶融粘度ηを
算出する。
η=    (poise) を 熱ローラの具体的構成例としては以下に示すものを挙げ
ることができるが、これに限定されるものではない。
(1)アルミニウム等の金属よりなる筒状の芯金の表面
に例えば塗布法により上記特定のフッ素系樹脂よりなる
被膜を設けて表層を構成することかできる。斯かる表層
の厚さは例えば5〜50n程度である。斯かる表層は、
単層構成でもよいし、また重ね塗りによる多層構成でも
よい。
(2)アルミニウム等の金属よりなる筒状の芯金の表面
にあらかじめ成型された上記特定のフッ素系樹脂よりな
るチューブを巻付けて表層を41成することができる。
以上の如き特定の表層を有する熱ローラを用いて熱ロー
ラ定着器を構成する場合に、その具体的構成は特に限定
されない。例えば、上記特定のフッ素系樹脂よりなる表
層を有する熱ローラと、これに対接配置されたバックア
ップローラと、熱ローラのヒータとにより熱ローラ定着
器を構成することができる。また、熱ローラに必要に応
じてクリーニングローラを対接配置してもよい。
斯かる構成の加熱ローラ定着器においては、トナー像が
担持された紙等の転写材が熱ローラとバックアップロー
ラとのニップ部領域を通過する際に、トナー像が加熱加
圧されて転写材に熱定着される。このように熱ローラが
トナー像に直接接触して定着を行う場合には、オフセッ
ト現象の発生を十分に防止することが必要であるが、上
記のように熱ローラの表層が特定のフッ素系樹脂よりな
るので、溶融トナーの熱ローラに対する離型性がきわめ
て良好であり、従ってオフセット現象の発生を伴わずに
良好な定着を達成することができる。
〔7〕画像形成装置 第1図は本発明の画像形成方法の遂行に好適な画像形成
装置の一例を示す説胡図である。同図において、10は
感光体、21は帯電器、22は露光光学系、23は現像
器、25は転写電極、26は分離電極、30は熱ローラ
定着器、40は原稿台、50はクリーニング器、52は
クリーニングブレードである。この装置は、原稿台40
が固定され露光光学系22が移動されるタイプのもので
ある。
帯電器21により感光体100表面が一様に帯電され、
この帯電された感光体100表面が露光光学系22によ
り原稿露光されて当該感光体20上に原稿に対応した静
電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器23によ
り現像処理されてトナー像が形成される。
かくして得られたトナー像は、例えば除電用ランプ(図
示せず)により除電されて転写されやすい状態とされた
後、転写電極25により転写材Pに転写される。転写材
Pは分is極26により感光体10から分離され、熱ロ
ーラ定着器30で定着処理を受け、もって定着画像が形
成される。一方、感光体10は例えば除電電極(図示せ
ず)により除電されたうえ、クリーニング器50により
感光体10上の残留トナーが掻き取り除去される。
〔8〕熱ロ一ラ定着器 熱ローラ定着器30の具体的構成の一例を第2図に示す
同図において、60は熱ローラ、70はバックアップロ
ーラ、61は例えばアルミニウム等よりなる金属製芯金
、62は特定のフッ素系樹脂よりなる表層、63はヒー
タ、71は例えばアルミニウム等よりなる金属製芯金、
72は例えばシリコーンゴム等よりなる耐熱性弾性層、
80は転写材P上に転写されたトナー像である。
図示の例において、熱ローラ60の外径は例えば10〜
100mm程度、表層620層厚は例えば5〜50μ贋
程度である。
以上の構成の熱ローラ定着器29によれば、その表面に
トナー像80が担持された転写材Pが、熱ローラ60と
バックアップローラ70とのニップ部領域64を通過す
る際に、トナー像80が加熱および加圧されて転写材P
に熱定着される。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明が
これらの実施例に限定されるものではない。
〈結着樹脂の製造〉 (1)結着樹脂1 スチレン73重量部と、メチルメタクリレート5重量部
と、α−メチルスチレン5重量部と、n−ブチルアクリ
レート15重11ifflと、ジビニルベンゼン2重1
部と、ベンゾイルパーオキサイド5重量部とよりなる重
合組成物を用い、リン酸三カルシウムとドデシルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウムを懸濁安定剤とし、水を分散媒
として用い、80℃の温度で10時間にわたり懸濁重合
を行い、次いで塩酸により懸濁安定剤を分解し、水洗、
濾過を繰り返し、乾燥して、ビニル系の非線状重合体を
得た。
これを「結着樹脂1」とする。この結着樹脂1のガラス
転移点Tgは58℃であった。
(2)結着樹脂2 スチレン53重量部と、メチルメタクリレート10重量
部と、α−メチルスチレン5重量部と、2−エチルへキ
シルアクリレート15重量部と、n−ブチルメタクリレ
ート5重壷部と、エチレングリコールジメタクリレート
2.0重IIと、ベンゾイルパーオキサイド5重量部七
よりなる重合組成物を用いたほかは、上記結着樹脂lの
製造と同様にして、ビニル系の非線状重合体を得た。こ
れを「結着樹脂2」とする。この結M樹脂2のガラス転
移点Tgは56℃であった。
(3)比較結着樹脂l 上記結着樹脂1の製造において、ジビニルベンゼンを用
いないほかは同様にして線状重合体を得た。これを「比
較結着樹脂1」とする。
〈トナーの製造〉 後記第1表に示すトナー材料を、V型ブレンダーにより
混合した後、二本ロールにより溶融混練し、その後冷却
し、次いでハンマーミルにより粗粉砕し、さらにジェッ
トミルにより微粉砕し、次いで風力分級機により分級し
て、平均粒径が11.0μ肩の各トナーを製造した。
くキャリアの製造〉 (1)キャリア1 スチレン・メチルメタクリレート共重合体樹脂を被覆し
てなるフェライト粒子(重量平均粒径60n)をキャリ
ア1とした。
く外部添加剤〉 (1)無機微粒子1 疎水基としてジメチルシロキンル基を有し、pHが3.
8、−次粒子の平均径が16都、BET法による比表面
積が110m”/gのシリカ微粒子「アエロジルR−9
72J  (日本アエロジル社製)を無機微粒子1とす
る。
(2)無機微粒子2 疎水基としてオクチルメトキシシロキシル基を有し、p
Hが4.2、−次粒子の平均径が12履μ、BET法に
よる比表面積が150 m’ / gのシリカ微粒、子
「アエロジルR−805J  (日本アエロジル社製)
を無機微粒子2とする。
(3)脂肪酸金属塩1 ステアリン酸亜鉛を脂肪酸金属塩1とする。
(4)脂肪酸金属塩2 ステアリン酸アルミニウムを脂肪酸金属塩2とする。
〈現像剤の製造〉 各現像剤においては、後記第2表に示す組合せのトナー
、外部添加剤およびキャリアを用い、まず、トナーに外
部添加剤を外部から添加してこれらをヘンシェルミキサ
ーにより混合することによりトナー粒子の表面に外部添
加剤を付着させ、次いでこれらとキャリアとを混合して
各現像剤を製造した。
く熱ローラの製造〉 (1)熱ローラ1 四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体(P F A)  (380℃での溶融粘度
が108〜108 poise)であるrMP−10J
  (三井フロロケミカル)よりなる厚さ30JJ肩の
チニーブを、アルミニウム製の筒状の芯金(外径60m
m)の表面に巻付けて、もって熱ローラ1を製造した。
(2)熱ローラ2 アルミニウム製の筒状の芯金(外径30mm)の表面に
、塗布法により、四フッ化エチレン・パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体(PFA)(380℃での
溶融粘度が108〜108 poise)であるrMP
 −10J  (三井フロロケミカル)よりなる厚さ2
0JJMの表層を形成してにもって熱ローラ2を製造し
た。
(3)熱ローラ3 熱ローラ2の製造において、表層の形成材料を四フッ化
エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP) (
380℃での溶融粘度が103〜108poise)で
ある「テフロンFEPJ  (デュポン社製)に変更し
たほかは同様にして熱ローラ3を製造した。
(4)比較熱ローラ1 熱ローラ2の製造において、表層の形成材料をポリ四フ
ッ化エチレン(PTFE)(380℃での溶融粘度がl
O’〜10”poise)である「ポリフロン」(ダイ
キン工業社製)に変更したほかは同様にして比較熱ロー
ラlを製造した。
〈実写テスト1〉 後記第3表に示す条件で、連続して10万回にわたり複
写画像を形成する実写テストを行い、それぞれ下記の項
目について評価した。結果を併せて第3表に示す。
(1)定着強度 低温低湿(温度10℃、相対湿度20%)の環境下にお
いて、熱ローラの温度を180℃に温度制御した状態で
、連続して10万回にわたり複写画像を形成する実写テ
ストを行い、10万回目に熱ローラの温度を180℃、
バックアップローラの温度を50℃に温度制御した状態
で得られた複写画像における定着トナーをけんろう度試
験機により擦り、濃度の前後比により下記式に基づく定
着率を測定して定着強度を評価した。
なお、濃度は「サクラデンシトメーター」 (コニカ@
製)により測定した。
(2)熱ローラ汚れとオフセット現象 10万回後において熱ローラ表層を目視により観察して
熱ローラ上の汚れの有無を調べ、次いで熱ローラを18
0℃、バックアップローラを50℃に設定し、クリーニ
ングローラを取った状態で複写画像をさらに1回形成し
、オフセット現象が生ずるか否かを調べた。評価は、熱
ローラ上の汚れが認められずしかもオフセット現象が発
生しなかった場合を「○」、熱ローラ上の汚れが認めら
れたがオフセット現象が発生しなかった場合を「△」、
熱ローラ上の汚れが認められしかもオフセット現象が発
生した場合をrXJとした。
(3)熱ローラ表層の剥離と画像汚れ 10万回後において熱ローラ表層を目視により観察して
熱ローラ表層の剥離の有無を調べ、次いで複写画像をさ
らに1回形成し、熱ローラ表層の剥離部分に起因する画
像汚れが生ずるか否かを調べた。評価は、熱ローラ表層
の剥離が認められずしかも画像汚れが発生しなかった場
合を「○」、熱ローラ表層の剥離が認められたが画像汚
れが発生しなかった場合を「△」、熱ローラ表層の剥離
が認められしかも画像汚れが発生した場合を「×」とし
た。
(4)バックアップローラ汚れおよび裏面画像汚れ10
万回後において、バックアップローラ(下ローラ)の表
層を目視により観察してバックアップローラの汚れの有
無を調べ、次いで両面複写画像をさらに1回形成し、裏
面画像に汚れが生ずるか否かを調べた。評価は、バック
アップローラの汚れが認められずしかも裏面画像汚れが
発生しなかった場合を「O」、バックアップローラの汚
れが多少認められたが裏面画像汚れが発生しなかった場
合を「△」、バックアップローラの汚れが認められしか
も裏面画像汚れが発生した場合を「×」とした。
〈実写テスト2〉 上記実写テスト1において、複写画像の形成を連続して
13万回としたほかは同様にして評価した。
結果を後記第4表に示す。
く実写テスト3〉 上記実写テスト1において、環境条件を高温高湿(温度
30℃、相対湿度80%)に変更したほかは同様にして
評価した。結果を後記第5表に示す。
以上の実施例の結果からも理解されるように、本発明に
よれば、いかなる環境条件下においても熱ローラの表層
の早期損傷を伴わずに、またオフセット現象を伴わずに
十分な定着強度で加熱定着を多数回にわたり安定に行う
ことができ、また両面複写を行っても複写画像を汚染す
ることがない。
さらに多数回にわたる複写画像の形成においても鮮明な
画像が得られた。
これに対して、比較例1によれば、トナーの結着樹脂が
線状重合体からなるため、オフセット現象が発生し、し
かも熱ローラ汚れが発生し、さらに両面複写を行うと裏
面画像汚れが発生した。
また、比較例2によれば、380℃での溶融粘度が過大
のフッ素系樹脂よりなる表層を有する比較熱ローラ1を
用いたため、°非線状重合体よりなる結着樹脂を含有し
てなるトナーを用いても熱ローラの劣化を防止できず、
そのため熱ローラ汚れによるオフセット現象が発生し、
また熱ローラ表層の剥離による画像汚れ、両面複写にお
いては裏面画像汚れが発生した。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば、特定の非
線状重合体をトナーの結着樹脂として用い、しかも特定
のフッ素系樹脂により熱ローラの表層を構成したので、
両者の相乗作用により、十分な定着強度で加熱定着を達
成しながら、ピンホールに起因する熱ローラ表層の早期
損傷の発生を防止することができ、熱ローラの耐久性を
著しく向上することができ、また両面複写も画像汚れを
伴わずに良好に達成することができる。
また、特定の非線状重合体により溶融トナーの粘弾性が
好適な範囲となるため、オフセット現象の発生を伴わず
に良好な定着画像を形成することができる。
そして、フッ素系樹脂が四フッ化エチレン・パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)または四
フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(F E
 P)であることにより、優れた耐熱性、非粘着性、静
摩擦係数、耐薬品性が得られ、熱ローラ表層の耐久性が
格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は画像形成装置の一例を示す説明図、第2図は熱
ローラ定着器の一例を示す説明図である。 10・・・感光体      21・・・帯電器22・
・・露光光学系    23・・・現像器25・・・転
写電極     26・・・分離電極30・・・定着器
      40・・・原稿台50・・・クリーニング
器  60・・・熱ローラ61・・・芯金      
 62・・・熱ローラ表層63・・・ヒータ     
 64・・・ニップ部領域70・・・バックアップロー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)トナー像を熱ローラにより加熱定着する工程を含
    む画像形成方法において、 熱ローラの表層が、380℃での溶融粘度が10^8p
    oise以下のフッ素系樹脂よりなり、 トナーが架橋剤を含む単量体組成物を重合反応させて得
    られる非線状重合体を結着樹脂として含有してなること
    を特徴とする画像形成方法。
  2. (2)フッ素系樹脂が四フッ化エチレン・パーフルオロ
    アルキルビニルエーテル共重合体(PFA)または四フ
    ッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)
    であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09265206A (ja) * 1995-05-31 1997-10-07 Canon Inc 画像形成方法及び加熱定着方法
JP2008107770A (ja) 2006-09-29 2008-05-08 Ricoh Printing Systems Ltd 定着装置およびそれを用いた画像形成装置

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JPH09265206A (ja) * 1995-05-31 1997-10-07 Canon Inc 画像形成方法及び加熱定着方法
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