DE10103723B4

DE10103723B4 - Zweikomponentenentwicklungsagens und Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE10103723B4
Application number: DE10103723A
Authority: DE
Inventors: Yasushige Kawasaki Nakamura; Seijiro Kawasaki Ishimaru; Yoshimichi Kawasaki Katagiri; Yuji Kashiwa Sato; Tsuyoshi Kashiwa Itagoshi; Hiromichi Kashiwa Kobayashi
Original assignee: Powdertech Co Ltd; Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Powdertech Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2021-01-27
Also published as: JP2002023429A; US6544707B2; JP3788726B2; US20020064724A1; DE10103723A1

Abstract

Zweikomponentenentwickler zur Verwendung in der Elektrofotografie, der umfaßt:
einen Träger mit einem magnetischen Partikel, wobei die Oberfläche des magnetischen Partikels mit einem Harz beschichtet ist, das wenigstens einen leitfähigen Kohlenstoff und ein fluormodifiziertes Silikonharz des Härtungstyps umfaßt; und
einen isolierenden Toner, wobei
70 bis 95 % der Oberfläche des magnetischen Partikels mit einer Deckschicht bedeckt sind, die eine Dicke zwischen 0,3 und 5 μm hat;
das Löslichkeitsverhältnis der Deckschicht in Chloroform zwischen 5 und 20 % liegt;
die mittlere Partikelgröße des magnetischen Partikels zwischen 30 und 90 μm liegt; und
der Aggregationsgrad des Trägers zwischen 2 und 15 % liegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zweikomponentenentwicklungsagens zur Verwendung bei der Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes, das auf einem elektrofotograf- ischem Aufzeichnungsmaterial gebildet ist, auf der Basis der Elektrofotografie. Zusätzlich soll die vorliegende Erfindung eine Bilderzeugungsvorrichtung vorsehen, in der das obige Zweikomponentenentwicklungsagens verwendet wird, so daß eine Bilderzeugung mit hoher Geschwindigkeit erreicht werden kann und gute Druckcharakteristiken über eine lange Zeit beibehalten werden können.

Die Elektrofotografie, die in der Technik bekannt ist, enthält ein System, das in dem US-Patent Nr. 2,297,691 und dergleichen beschrieben ist. In diesem System wird im allge meinen ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial (wie etwa eine fotoleitfähige Trommel oder dergleichen) verwendet und es wird eine gleichförmige elektrostatische Ladung auf einer Oberfläche dieses Aufzeichnungsmaterials mittels Koronaentladung oder dergleichen vorgesehen. Ein optisches Bild wird auf das elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial durch verschiedene Mittel aufgetragen, um auf ihm ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen, das dann mit einem feinen Pulver, das als Toner bezeichnet wird, entwickelt wird.

Falls erforderlich, wird das Tonerbild auf ein Aufzeichnungsmedium wie etwa Papier übertragen. Das Tonerbild wird dann durch Pressen, Erhitzen, Verdampfen eines Lösungsmittels, Einstrahlen von Licht oder dergleichen geschmolzen, um das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmedium zu fixieren, wodurch ein Druckerzeugnis vorgesehen wird. Eine Bilderzeu gungsvorrichtung zur Verwendung bei dem obigen Prozeß enthält zum Beispiel einen Drucker, eine Kopiermaschine, eine Faksimile-Vorrichtung oder dergleichen.

Als Entwicklungsagens zur Verwendung in der Bilderzeugungsvorrichtung ist ein Einkomponentenentwicklungsagens bekannt, das nur ein Tonerpartikel umfaßt, und ein Zweikomponentenentwicklungsagens, das das Tonerpartikel und einen Träger umfaßt. In den letzten Jahren machte sich eine Bilderzeugungsvorrichtung erforderlich, in der die Bilderzeugung mit höherer Geschwindigkeit erreicht werden kann. Zu diesem Zweck ist es günstiger, das Zweikomponentenentwicklungsagens zu verwenden.

Das obige Zweikomponentenentwicklungsagens umfaßt einen Trägerpartikel mit einem allgemeinen magnetischen Charakter und ein isolierendes Tonerpartikel. In dem Fall, wenn die Entwicklung des elektrostatischen latenten Bildes auf dem elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial ausgeführt wird, wird nur der Toner verbraucht, während der Träger und der Toner in einem Entwicklungsbehälter verrührt werden, so daß der Träger wiederverwendet werden kann. Da beim Rühren eine vorbestimmte Spannung von dem Träger auf den Toner übergeht, wird der Toner auf das elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial übertragen, um ein Tonerbild auf ihm zu erzeugen. Ein Gleichgewicht zwischen dem Laden und Entladen sowohl des Toners als auch des Trägers kann jedoch auf Grund einer Rührbelastung unterbrochen werden, wodurch ein übermäßiges Laden, ein Ablösen eines Beschichtungsharzes von einer Oberfläche des Trägers und eine Veränderung eines elektrischen Widerstandes auf Grund der Filmbildung des Toners auf der Oberfläche des Trägers hervorgerufen werden können.

Da das Entwicklungsvermögen des Toners von einem Ladebetrag des Toners und einer Stärke eines elektrischen Feldes in einer Entwicklungszone abhängt, führt eine übermäßige Erhöhung eines Ladebetrages des Toners zu einer Verringerung der Menge des Toners, die an dem elektrostatischen latenten Bild haftet, wodurch eine Verringerung einer Druckdichte hervorgerufen wird. Durch das Ablösen des Beschichtungsharzes von der Trägeroberfläche und die Filmbildung mit dem Toner kann zusätzlich der elektrische Widerstand des Trägers erhöht werden. In solch einem Fall wird das elektrische Feld für die Entwicklung abgeschwächt, um das Entwicklungsvermögen zu verschlechtern, wodurch eine niedrigere Druckdichte eines Druckes vorgesehen wird. Es ist erforderlich, das Zweikomponentenentwicklungsagens gegen ein neues auszutauschen, wenn ein Zustand des Toners und Trägers schlechter wird und die Druckdichte unter einem akzeptablen Wert liegt.

Andererseits wird bei einem Hochgeschwindigkeitsdrucker, wo das Aufzeichnungsmedium mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1 m/s transportiert wird und das Drucken von mehr als 150 Blättern pro Minute erfolgt, seit langem ein langfristiger Austauschzyklus des Zweikomponentenentwicklungsagens unter den Gesichtspunkten der Wartung und der niedrigen laufenden Kosten gewünscht.

Zu diesem Zweck beschreibt die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 7-72668 A ein Zweikomponentenentwicklungsagens mit einer langen Lebensdauer durch Abwandlung eines Silikonharzes mit einem Fluoratom. Die Technologie, die in der obigen Anmeldung offenbart wird, führt jedoch zu einem Aufladen auf Grund des übermäßigen Ladens, wenn ein Drucken mit der hohen Geschwindigkeit von mehr als 1 m/s ausgeführt wird, wodurch die Lebensdauer des Trägers nicht verlängert werden kann.

Zusätzlich ergab eine umfassende Studie einer Abdeckung des Trägers mit dem Beschichtungsharz, daß eine gute Druckleistung mit einer relativ niedrigen Abdeckung erhalten werden kann. Zum Beispiel enthält die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 4-188162A einen Lösungsweg, bei dem die Abdeckung des Trägers mit dem Beschichtungsharz weniger als 12 % beträgt. Wenn jedoch mit dem Entwicklungsagens, das in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 4-188162 A offenbart ist, mit höherer Geschwindigkeit gedruckt wird, kann eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes des Trägers nicht unterdrückt werden.

Die japanischen Patentanmeldungen Nr. 57-96355 und 1-29856 beschreiben ein Beschichtungsverfahren mit mehr als 2 Schichten unter Verwendung des Silikonharzes bzw. ein Beschichtungsverfahren durch Mischen verschiedener Harze. Wenn jedoch die Bilderzeugung mit der hohen Geschwindigkeit unter Verwendung der obigen Technologien ausgeführt wird, kann das Ablösen an einer Grenzfläche zwischen den Harzen auf jeder Oberfläche der Träger auftreten, so daß die obigen Technologien nicht auf das Hochgeschwindigkeitsdrucken auf der Basis der Elektrofotografie angewendet werden können.

Ferner lehrt die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 10-20562 A die Verwendung des Silikonharzes, das eine ungehärtete Komponente von weniger als 4,3 % enthält. Zusätzlich beschreibt das japanische Patent Nr. 62-61948 die Verwendung von Silikonharz, das eine ungehärtete Komponente von weniger als 30 % hat. Unter diesen Bedingungen können die Tonerfilmbildung und die Aufladeprobleme nicht genügend unterdrückt werden.

Zum Stand dar Technik werden noch die DE 3540297 A1 und die EP 0 662 643 B1 genannt.

Deshalb ist angesichts der oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik die vorliegende Erfindung gemacht worden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zweikomponentenentwicklungsagens zur Verwendung bei einem elektrofotografischen Verfahren und eine Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung desselben vorzusehen, bei denen die obigen Probleme eliminiert sind.

Eine spezifischere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zweikomponentenentwicklungsagens vorzusehen, mit dem ein hohes Entwicklungsvermögen erhalten werden kann, wenn ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt wird, und eine Verschlechterung des Entwicklungsvermögens selbst* über eine lange Bilderzeugungsperiode hinweg verhindert werden kann, und die Bilderzeugungsvorrichtung, die das obige Zweikomponentenentwicklungsagens nutzt.

Die obigen Aufgaben sind durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen, in der eine Bilderzeugung mit einem Zweikomponentenentwicklungsagens ausgeführt wird, das umfaßt:
einen Träger mit einem magnetischen Partikel, wobei die Oberfläche des magnetischen Partikels mit einem Harz beschichtet ist, das wenigstens einen leitfähigen Kohlenstoff und ein fluormodifiziertes Silikonharz des Härtungstyps umfaßt; und
einen isolierenden Toner, wobei
70 bis 95 % der Oberfläche des magnetischen Partikels mit einer Deckschicht bedeckt sind, die eine Dicke zwischen 0,3 und 5 μm hat, das Löslichkeitsverhältnis der Deckschicht in Chloroform zwischen 5 und 20 % liegt, die mittlere Partikelgröße des magnetischen Partikels zwischen 30 und 90 μm und der Aggregationsgrad des Trägers zwischen 2 und 15 % liegt.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der, daß sie ein Zweikomponentenentwicklungsagens vorsieht, mit dem das Aufladen auf Grund eines übermäßigen Ladens verhindert werden kann, um ein stabiles Tonerladen während eines langen Zeitraumes zu ergeben.

Das Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung sieht den anderen Vorteil vor, daß eine lange Lebensdauer eines Zweikomponentenentwicklungsagens erreicht werden kann und das Aufladen während eines kontinuierlichen Druckens unterdrückt werden kann.

Noch ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der, daß ein angemessenes Laden eines Zweikomponentenentwicklungsagens erreicht werden kann und die Abriebbeständigkeit dessen verbessert werden kann.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer Bilderzeugungsvorrichtung, in der eine gute Bilderzeugung über einen langen Zeitraum hinweg erhalten werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor, in denen:

1A bis 1D Ansichten sind, die einen Teil von Bewertungsresultaten des Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

2A bis 2D Ansichten sind, die einen Teil von Bewertungsresultaten des Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen; und

3 eine schematische Ansicht eines Teils einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die ein Zweikomponentenentwicklungsagens nutzt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es folgt eine detaillierte Erläuterung eines Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese das Zweikomponentenentwicklungsagens zur Verwendung in der Elektrofotografie. Das Zweikomponentenentwicklungsagens umfaßt einen Träger mit einem magnetischen Partikel, das eine Partikelgröße zwischen 30 und 90 μm hat, dessen Oberfläche mit wenigstens einem Harz bedeckt ist, und einen isolierenden Toner. Es ist möglich, ein stabiles Tonerladen über einen langen Zeitraum hinweg ohne ein Aufladen auf Grund eines übermäßigen Ladens zu erzielen, wenn ein Aggregationsgrad des Trägers in einem vorbestimmten Bereich liegt.
Der Aggregationsgrad des Trägers ist durch die folgende Formel (1) definiert. Wenn der Aggregationsgrad über 15 % liegt, ist eine starke Tendenz dahingehend vorhanden, daß ein Aggregationszustand dissoziiert, um ein übermäßiges Laden hervorzurufen, wenn in einem Entwicklungsbehälter während eines kontinuierlichen Druckens ein kontinuierliches Rühren erfolgt. Wenn andererseits der Aggregationsgrad unter 2 % liegt, wird das übermäßige Laden auf Grund eines niedrigeren Aggregationsgrades nicht hervorgerufen, aber die jetzigen Erfinder haben bestätigt, daß das Entwicklungsvermögen dazu neigt, verringert zu werden, so daß sie auf die vorliegende Erfindung kamen. Daher liegt der Aggregationsgrad des Trägers vorzugsweise zwischen 2 % und 15 % und am besten zwischen 4 % und 10 %. Aggregationsgrad (%) = (X/Y) × 100 – 100 (1)wobei X eine geometrische mittlere Partikelgröße (μm) bezeichnet, die sich aus einer Partikelgrößenverteilung des schon beschichteten Trägers errechnet; und
Y eine geometrische mittlere Partikelgröße (μm) bezeichnet, die sich aus einer Partikelgrößenverteilung eines Kernmaterials errechnet, bei dem ein Überzug von dem Träger entfernt ist.
Ein Trägerpartikel wird durch Auftragen eines Harzmaterials auf die Oberfläche eines partikelartigen Kernmaterials gebildet, das einen magnetischen Charakter hat. Der Aggregationsgrad gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch ein Verhältnis der mittleren Partikelgröße des Trägers, der durch Auftragen des Überzugs auf die Oberfläche des Kernmaterials gebildet ist, zu der mittleren Partikelgröße des Kernmaterials vor dem Überziehen definiert. Der Träger wird gebildet, indem eine dünne Schicht auf die Oberfläche des Kernmaterials, das ein feines Partikel ist, aufgetragen wird. Falls ein Partikel des Kernmaterials mit der Deckschicht beschichtet werden muß, um ein Partikel des Trägers zu bilden, beträgt der Aggregationsgrad etwa 0 %, weil die Deckschicht ein sehr dünner Film ist. Tatsächlich ist jedoch eine Anzahl von Trägerpartikeln vorhanden, die eine Vielzahl der Kernmaterialien enthalten und mit den Harzmaterialien in einem aggregierten Zustand aneinanderhaften. Der Aggregationsgrad (%) gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf der Basis dieser Tatsache definiert.
[Verfahren zum Berechnen einer geometrischen mittleren Partikelgröße zum Bestimmen der Werte X und Y]
Das folgende Verfahren wird zum Bestimmen der mittleren Partikelgrößen des Trägers und des Kerns verwendet.

1) Partikel des Trägers und des Kerns werden entsprechend der Partikelgröße unter Verwendung eines Siebes, das zum Beispiel Maschen von 177, 149, 105, 74, 63, 44, 37 und 25 μm hat, getrennt. Ein Gewicht der getrennten Partikel wird dann geprüft, um die Partikelgrößenverteilung zu messen.
2) Dann werden die X- und Y-Werte der geometrischen mittleren Partikelgröße durch die folgende Formel in Kombination mit den Werten bestimmt, die bei dem obigen Punkt 1) erhalten wurden.

Es folgt eine Beschreibung der spezifischen Prozedur zum Bestimmen des Aggregationsgrades (%).

1) Das Trägerpartikel wird nur erhalten durch vollständiges Entfernen des Toners aus dem Zweikomponentenentwicklungsagens vor der Verwendung, durch Reinigung mit einem grenzflächenaktiven Stoff, oder mittels einer Luftstromgrößenklassiervorrichtung oder des Siebes mit den Maschen von 25 μm.
2) Die somit bei 1) erhaltene Partikelgrößenverteilung des Trägers wird gemessen, um die Partikelgrößenverteilung des Trägers zu ermitteln. Hierbei kann der obige X-wert erhalten werden.
3) Als nächstes wird die Vorbereitung zum Bestimmen der Partikelgrößenverteilung des Kernmaterials getroffen. In dem Fall, wenn die Deckschicht für die Trägeroberfläche ein Acrylharz oder dergleichen ist und das Harz durch Einwirken von Wärme zersetzt werden kann, wird die Deckschicht entfernt, indem sie einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird. Eine Temperatur der Wärmebehandlung erreicht jedoch nur solch eine Temperatur, bei der das Kernmaterial nicht geschmolzen wird. Zum Beispiel erfolgt die Wärmebehandlung vorzugsweise unter der Bedingung von 200 °C bis 700 °C für 15 Minuten.
4) Da die Deckschicht in dem Fall, wenn die Deckschicht ein reines Silikonharz des gehärteten Typs, ein mit Acrylharz modifiziertes Silikonharz, ein Polyesterharz, ein Epoxidharz, ein Alkydharz, ein Urethanharz oder dergleichen, ein fluormodifiziertes Silikonharz des gehärteten Typs und dergleichen ist, nicht vollständig entfernt werden kann, wird der so bei 2) erhaltene Träger zu einer alkalischen Lösung, die eine Konzentration zwischen 5 und 20 % hat, bei einer Temperatur zwischen 50 und 100 °C hinzugefügt, woran sich ein Rühren für mehr als eine Stunde anschließt, um ein Kernmaterial zu erhalten.
5) Dann folgt ein gründliches Waschen mit Wasser, um das Kernmaterial zu einer Trockenvorrichtung zu transportieren. In der Vorrichtung wird ein Wassergehalt vollständig entfernt.
6) Ein Kernmaterialpartikel wird durch Dissoziation einer Aggregation infolge des Überzugsharzes durch die bei 3) oder 5) beschriebene Behandlung erhalten. Somit wird die Partikelgrößenverteilung des Kernmaterials erhalten, um den Y-Wert unter Verwendung der obigen Formel zu bestimmen.

[Berechnung des Aggregationsgrades]
Der Aggregationsgrad (%) wird durch die Formel (1) berechnet, mit dem X-Wert, der aus der Partikelgrößenverteilung des Träger erhalten wurde, und dem Y-Wert, der aus der Partikelgrößenverteilung des Kernmaterials erhalten wurde. Aggregationsgrad (%) = (X/Y) × 100 – 100 (1)
Wenn der obige Aggregationsgrad (%) zwischen 2 und 15 % liegt, falls sich die mittlere Partikelgröße des magnetischen Partikels (Kernmaterial) in einem Bereich zwischen 30 und 90 μm bewegt, wird ein gutes Zweikomponentenentwicklungsagens bei einem stabilen Laden des Toners über einen langen Zeitraum hinweg ohne das Aufladen auf Grund des übermäßigen Ladens erhalten. Anhand der folgenden Beispiele wird unten der Effekt solch eines Bereiches des Aggregationsgrades eingehend erläutert.
Bezüglich des Zweikomponentenentwicklungsagens zur Verwendung in der Elektrofotografie, das einen Träger, der durch Beschichtung der Oberfläche des magnetischen Partikels wenigstens mit dem Silikonharz des Härtungstyps gebildet ist, und den isolierenden Toner umfaßt, kann die lange Lebensdauer des Agens erreicht werden, wenn ein Löslichkeitsverhältnis einer Deckschicht, die das Silikonharz umfaßt, in Chloroform in einem vorbestimmten Bereich liegt, so daß das übermäßige Aufladen infolge des kontinuierlichen Druckens unterdrückt und das stabile Laden des Toners über den langen Zeitraum hinweg realisiert werden kann.
Die jetzigen Erfinder haben ihre Aufmerksamkeit auf das Silikonharz des Härtungstyps gerichtet, das zum Beschichten der Oberfläche des Trägers verwendet wird. Auf der Basis der Erkenntnis, daß es nicht günstig ist, wenn diese Harzschicht zu starr oder zu flexibel ist, haben die jetzigen Erfinder bestätigt, daß ein bevorzugtes Zweikomponentenentwicklungsagens erhalten werden kann, wenn das Löslichkeitsverhältnis der Deckschicht in Chloroform in dem vorbestimmten Bereich liegt. Wenn das Löslichkeitsverhältnis des Silikonharzes in Chloroform unter einer unteren Grenze liegt, ist die Deckschicht für den Träger wahrscheinlich hart. In diesem Fall weist diese Deckschicht eine gute Abriebbeständigkeit auf, aber ein Gleichgewicht zwischen dem Laden und Entladen des Trägers wird möglicherweise unterbrochen, um das übermäßige Aufladen infolge des kontinuierlichen Druckens hervorzurufen. Wenn das obige Löslichkeitsverhältnis über einer oberen Grenze liegt, wird andererseits die Deckschicht für den Träger flexibel, um schnell zu verschleißen.
Es folgt eine eingehende Beschreibung eines Verfahrens zum Messen eines Löslichkeitswertes der Deckschicht für den Träger in Chloroform.
[Messung des Löslichkeitswertes der Deckschicht für den Träger in Chloroform]

1) Das Trägerpartikel wird nur erhalten, indem der Toner von dem Zweikomponentenentwicklungsagens vor der Verwendung vollständig entfernt wird, durch Reinigen mit einem grenzflächenaktiven Stoff oder mittels einer Luftstromgrößenklassiervorrichtung oder dem Sieb mit den Maschen von 25 μm.
2) 5 g des so bei 1) erhaltenen Trägers werden jeweilig in zwei Becher gegeben. Wasser mit ausgetauschten Ionen wird zu einem der Becher hinzugefügt, und Chloroform wird zu dem anderen hinzugefügt, so daß der Träger in jedem Becher separat untertauchen kann.
3) Nachdem jeder Becher unter Ultraschall 10 Minuten lang gewaschen worden ist, wird ein zweimaliges Spülen mit derselben Lösung ausgeführt,
4) Es folgt ein Trocknen für mehr als 3 Stunden bei einer Temperatur von 50 °C.
5) Bei jedem Becher wird eine Analyse hinsichtlich eines Kohlenstoffgehaltes des Trägers ausgeführt. Es erfolgt ein fünfmaliger Durchlauf der Analyse, um maximale und minimale Daten auszusondern. Drei verbleibende Daten werden gemittelt, um einen Mittelwert für jeden Becher zu erzielen. Es sei erwähnt, daß die Analyse des Kohlenstoffgehaltes mittels einer Kohlenstoffanalysevorrichtung EMIA-110^®, hergestellt durch HORIBA SEISAKUSYO Co. Ltd., implementiert wird.
6) Ein Beschichtungsharz für die Deckschicht, das in ihr ausgehärtet ist, um ein Polymer zu bilden, ist in Chloroform unlöslich, während ein ungehärtetes Harz in Chloroform löslich ist. Es wird angenommen, daß die Härte der Trägeroberfläche von solch einem ungehärteten Harz in der Deckschicht für den Träger abhängt. Dieses ungehärtete Harz ist in Wasser fast nicht löslich. Somit wird das Löslichkeitsverhältnis in Chloroform durch die folgende Formel (2) definiert: Löslichkeitsverhältnis in Chloroform (%) = (A – B)/A × 100 (2)wobei A (g) die Kohlenstoffmenge in 100 g des mit Wasser gewaschenen Trägers darstellt und B (g) die Kohlenstoffmenge in 100 g des mit Chloroform gewaschenen Trägers darstellt,

Wenn das Löslichkeitsverhältnis in Chloroform (%) zwi- schen 5 % und 20 % liegt, kann für den Toner und den Träger eine gute Ladeeigenschaft realisiert werden, und das Zweikomponentenentwicklungsagens, welches das obige Löslichkeitsverhältnis hat, entspricht den Anforderungen bezüglich der Abriebbeständigkeit. Ein Wert des Löslichkeitsverhältnisses in Chloroform liegt vorzugsweise zwischen 5 und 10 %, am besten jedoch zwischen 5 und 7 %. Der Vorteil von solch einem Bereich wird unten eingehend erläutert.
Als nächstes können bezüglich des Zweikomponentenentwicklungsagens zur Verwendung in der Elektrofotografie, das einen Träger umfaßt, der durch Beschichten der Oberfläche des magnetischen Partikels mit Material gebildet wird, das ein fluormodifiziertes Silikonharz des Härtungstyps und einen leitfähigen Kohlenstoff enthält, und den isolierenden Toner, der Verlust beim Aufladen und die Abriebbeständigkeit verbessert werden, indem eine Abdeckung der Trägeroberfläche mit einer Deckschicht, die das obige Silikonharz in einer Dicke zwischen 0,3 und 5 μm umfaßt, in einem vorbestimmten Bereich erfolgt. Dadurch wird das Zweikomponentenentwicklungsagens mit der langen Lebensdauer vorgesehen, die ausreicht, um eine Periode abzusichern, bevor die Druckleistung nachteilig beeinflußt wird.
Die jetzigen Erfinder haben ihre Aufmerksamkeit auf das Silikonharz des Härtungstyps gerichtet, das zum Beschichten der Oberfläche des Trägers verwendet wurde. Es wird bevorzugt, wenn dieses Silikonharz einer Fluormodifizierungsbehandlung ausgesetzt wird und der leitfähige Kohlenstoff auch in dem Träger enthalten ist. Die jetzigen Erfinder haben bestätigt, daß die Oberfläche des magnetischen Partikels (nämlich das Kernmaterial) mit dem Harz, das das obige Silikonharz und den leitfähigen Kohlenstoff umfaßt und eine Dicke zwischen 0,3 und 5 μm hat, bei einer Abdeckung zwischen 70 und 95 % bedeckt wird, um ein wünschenswertes Zweikomponentenentwicklungsagens vorzusehen.
Solch ein Zweikomponentenentwicklungsagens sieht eine Verbesserung eines angemessenen Ladens und einer Abriebbeständigkeit vor. Da ein Beschichtungszustand instabil wird, wenn die Abdeckung der Deckschicht, die eine Dicke zwischen 0,3 und 5 μm hat, unter 70 % liegt, tendiert die Deckschicht dazu, sich abzulösen, und die Lebensdauer des Trägers wird auf Grund des kontinuierlichen Druckens mit hoher Geschwindigkeit wahrscheinlich verkürzt. Andererseits ist es unpraktisch, das Zweikomponentenentwicklungsagens mit der Abdeckung von mehr als 95 % durch die Deckschicht herzustellen, da eine lange Zeit zur Produktion benötigt wird und Kosten in die Höhe getrieben werden. Deshalb wird es bevorzugt, wenn die Abdeckung zwischen 70 und 95 %, vorzugsweise zwischen 80 und 95 % liegt. Es sei erwähnt, daß es für die Deckschicht hinsichtlich der Abriebbeständigkeit und der Ladesteuerung vorzuziehen ist, wenn sie eine Dicke zwischen 0,3 und 5 μm hat.
Nun wird die Abdeckung der Oberfläche des Trägers mit der Deckschicht wie folgt gemessen:

1) Die Oberfläche wird einer Abscheidungsbehandlung mit Platin (Pt) unterzogen. Ein Ziel des Abdeckens der Trägeroberfläche mit Pt ist es, daß es erforderlich ist, ein Trägerpartikel in ein Harzmaterial zur Fixierung einzubetten, um das Abdecken des Trägerpartikels zu messen. Ein Querschnitt des Trägerpartikels wird exponiert, indem das Harzmaterial zur Fixierung zerschnitten wird, um einen Zustand der Deckschicht des Trägers zu betrachten. Um eine Grenzlinie zwischen einer Harzschicht der Trägeroberfläche und dem Harzmaterial zur Fixierung, das bei der Einbettung verwendet wird, erkennen zu können und ein Anschwellen der Harzschicht beim Einbetten zu verhindern, wird eine Abscheidungsschicht, die Pt umfaßt, auf der Trägeroberfläche gebildet.
2) Nach dem Einbetten des Trägers in ein Epoxidharz zur Fixierung wird ein Trocknen ausgeführt, das ausreicht, um den Träger zu zerschneiden, so daß eine Form des Querschnittes des Trägers betrachtet werden kann.
3) In bezug auf 50 Träger mit dem Querschnitt, der durch Zerschneiden gebildet wurde, um ihn zu exponieren, wird der Querschnitt mittels eines Rasterelektronenmikroskops [scanning electron microscope (SEM)] längs einer äußeren Peripherie des Trägers betrachtet. Die Abdeckung wird be stimmt durch ein Verhältnis von einer Zone, die eine Dicke zwischen 0,3 und 5 μm hat, zu einer Zone, die eine Dicke außerhalb des Bereiches zwischen 0,3 und 5 μm hat.

Es sei erwähnt, daß es empfehlenswert ist, wenn ein leitfähiger Kohlenstoff, der in der Deckschicht enthalten ist, einen spezifischen Oberflächenbereich zwischen 700 und 1500 m²/g hat, der durch ein BET-Verfahren bewertet wird. Wenn der spezifische Oberflächenbereich unter 700 m²/g liegt, ist es schwierig, einen elektrischen Widerstand des Trägers unangemessen zu reduzieren, wodurch es unmöglich wird, das Aufladeproblem zu eliminieren. Wenn der spezifische Oberflächenbereich ferner mehr als 1500 m²/g beträgt, ist es schwer, den leitfähigen Kohlenstoff in der Deckschicht erfolgreich zu dispergieren, wodurch es schwierig wird, die lange Lebensdauer der Deckschicht auf Grund des schnellen Abriebs von ihr zu gewährleisten.
Im Falle einer Entwicklung mit dem Zweikomponentenentwicklungsagens tritt im besonderen eine Aufladeerscheinung gern zusätzlich in einem Anfangsstadium des Druckens (Entwickelns) auf. Um dies zu vermeiden, kann das Aufladeproblem verbessert werden, wenn ein Anteil an leitfähigem Kohlenstoff auf einer Oberflächenseite der Deckschicht über jenem auf einer Innenseite von ihr liegt. Wenn im Gegensatz dazu der Anteil an Kohlenstoff auf der Oberflächenseite unter jenem auf der Innenseite liegt, tritt ein hohes Aufladen auf, um das Anfangsentwicklungsvermögen zu mindern.
Daraus geht hervor, daß das Zweikomponentenagens gemäß der vorliegenden Erfindung eine ausreichende Abriebbeständigkeit selbst bei dem Hochgeschwindigkeitsdrucken vorsieht und ein angemessenes Laden über einen langen Zeitraum hinweg gewährleistet werden kann.
Es folgt eine Beschreibung von Materialien, die für das Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Zuerst wird ein Kernmaterial als magnetisches Partikel beschrieben, das ein Hauptelement des Trägers ist.
Beispiele für solche magnetischen Partikel, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, enthalten Ferrit, Magnetit, Eisenpulver oder dergleichen. Im besonderen ist es unter dem Gesichtspunkt der langen Lebensdauer vorzuziehen, wenn Manganferrit eine starke Magnetkraft hat und etwa kugelförmig ist. Dabei ist Manganferrit zu bevorzugen, das durch die folgende Formel (I) ausgedrückt wird: (MnO)_x(Fe₂O₃)_y (I)wobei x und y Molprozente sind, so daß x + y = 100 sind, und x in einem Bereich zwischen 10 und 45 liegt.
Wenn x, nämlich das Molverhältnis von MnO, kleiner als 10 Mol-% ist, tendiert die Stabilität einer Ferritverbindung nach der Bildungsreaktion von Ferrit dazu, schlechter zu werden. Dies führt zu einem schlechten Entwicklungsvermögen auf Grund einer Veränderung des Widerstandes infolge einer Belastung oder dergleichen. Wenn andererseits x Mol-% von MnO über 45 Mol-% liegen, wird die Form des Ferrits deformiert, und die Trägeroberfläche haftet durch den Einfluß einer Belastung oder dergleichen in einem Entwicklungsbehälter an dem Toner. Dies führt leicht zu einer Veränderung des Widerstandes infolge einer Filmbildungserscheinung.
Als Verfahren zum Herstellen des obenerwähnten Manganferrits wird jedes Rohmaterial von Metalloxid, Metallcarbonatsalz-Metallhydroxid in einer angemessenen Menge formuliert, so daß zum Beispiel Manganferrit 20 Mol-% MnO und 80 Mol-% Fe₂O₃ umfaßt. Dann wird Wasser hinzugefügt, und ein Pulverisieren und Mischen werden 10 Stunden lang mittels einer Kugelmühle des Trockentyps ausgeführt. Nach dem Trocknen wird eine Temperatur von 950 °C 4 Stunden lang beibehalten. Die Pulverisierung wird ferner 24 Stunden lang mittels der Kugelmühle des Trockentyps ausgeführt, um eine Partikelgröße von unter 5 μm zu erreichen. Dieser Brei wird bei einer Temperatur von 1300 °C 6 Stunden lang in einer Stick stoffatmosphäre zu Granulat getrocknet, um ein Partikel zu bilden. Danach wird das so erhaltene Partikel auch gemahlen, um durch Klassierung eine gewünschte Partikelgrößenverteilung zu erhalten.
Ein bevorzugter Träger, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, umfaßt vorzugsweise ein Kernmaterial auf der Basis von Ferrit mit der mittleren Partikelgröße zwischen 30 und 90 μm, besser jedoch zwischen 50 und 80 μm. Wenn die Partikelgröße unter 30 μm liegt, tritt wahrscheinlich eine Trägeradhäsion auf. Wenn andererseits die Partikelgröße über 90 μm liegt, ist die Tendenz vorhanden, daß eine Bildqualität gemindert wird. Der Träger kann gebildet werden, indem das Harz auf die Oberfläche des Trägers mittels eines herkömmlichen Verfahrens wie zum Beispiel eines Sprühtrocknungsverfahrens mit einem Fließbett, eines Rotationstrocknungsverfahrens und eines Flüssigkeitstauchtrocknungsverfahrens mit einem Mehrzweckrührer aufgetragen wird. Um die Abdeckung der Oberfläche des Trägers zu verstärken, ist es vorzuziehen, ein Verfahren mit dem Fließbett zu nutzen.
Als Harz zum Bedecken der Oberfläche des Trägers, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, werden verschiedene Typen von Harzen verwendet. Beispiele für solche Harze enthalten ein Harz, das ein Fluoratom enthält, ein Acrylharz, ein Epoxidharz, ein Polyesterharz, ein Acrylharz, das das Fluoratom enthält, ein Acrylat-Styrol-Harz, ein Silikonharz, ein modifiziertes Silikonharz, das modifiziert ist durch das Acrylharz, das Polyesterharz, das Epoxidharz, ein Alkydharz, ein Polyurethanharz oder dergleichen, ein fluormodifiziertes Silikonharz des Härtungstyps und dergleichen. Es ist vorzuziehen, das Silikonharz oder das fluormodifizierte Silikonharz zu verwenden. Dem fluormodifizierten Silikonharz wird der Vorzug gegeben. Es ist auch möglich, ein Ladungssteueragens und Widerstandssteueragens nach Bedarf hinzuzufügen. Beispiele für solche Silikonharze enthalten jene mit einer Wiederholungseinheit, wie es durch die folgenden Formeln (II) und (III) ausgedrückt wird:
wobei R₁, R₂ und R₃ unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Hydroxyl-, Methoxyl-, C₁-C₄-Alkyl-, organische Gruppe wie etwa eine Phenylgruppe oder dergleichen darstellen.
Zusätzlich enthalten Beispiele für solche fluormodifizierten Silikonharze das fluormodifizierte Silikonharz des Härtungstyps, das durch Hydrolyse der obigen Formeln (II) und (III) mit einer Organosiliziumverbindung mit einer Perfluoralkylgruppe gebildet wird. Beispiele für solch eine Organosiliziumverbindung enthalten CF₃CH₂CH₂Si(OCH₃)₃, C₄F₉CH₂CH₂Si(CH₃)(OCH₃)₂, C₈F₁₇CH₂CH₂Si(OCH₃)₃, C₈F₁₇CH₂CH₂Si(OC₂H₅)₃, (CF₃)₂CF(CF₂)₈CH₂CH₂Si(OCH₃)₃ oder dergleichen.
Bezüglich der Abdeckung mit solchen Harzen ist es vorzuziehen, 0,05 bis 10,0 Gew.-% der Harze gegenüber dem Kernmaterial des Trägers zu verwenden, am besten jedoch 0,5 bis 7 Gew.-%. Wenn es weniger als 0,05 Gew.-% sind, ist es schwierig, die Trägeroberfläche gleichförmig zu bedecken. Wenn es andererseits mehr als 10,0 Gew.-% sind, wird eine übermäßige Aggregation der Träger hervorgerufen.
Nach dem Bedecken des Kernmaterials mit dem Harz ist es möglich, ein externes Erhitzungsverfahren oder ein internes Erhitzungsverfahren im Falle eines Backens einzusetzen. Zum Beispiel ist es möglich, ein Backen mit einem Elektroofen des Fixierungstyps oder des Flußtyps, einem Ofen des Rotationstyps, einem Brennofen oder einer Mikrowelle auszuführen. Eine Backtemperatur hängt von der Art des dafür verwendeten Harzes ab. Es ist erforderlich, dies bei der Temperatur auszuführen, die über einem Schmelzpunkt oder einer Glasübergangstemperatur des verwendeten Harzes liegt. Bei einem wärmehärtbaren Harz oder einem Kondensationshärtungsharz ist es erforderlich, die Temperatur genügend anzuheben, um das obige Harz zu härten. Zum Beispiel muß im Falle des Härtens des Silikonharzes dieses Harz 30 Minuten lang auf 200 bis 300 °C gehalten werden.
Auf diese Weise wird die Oberfläche des Kernmaterials mit dem Harz bedeckt. Nach dem Backen darf das Kernmaterial abkühlen und wird dann geschliffen, um die Trägerpartikel zu erzeugen, die die gewünschte Partikelgröße haben und mit der Deckschicht beschichtet sind, die das Harz umfaßt.
Eine Nachbehandlung wird auch ausgeführt, um eine Oberflächenrauheit oder einen Grat der Deckschicht zu entfernen oder die Aggregation der Trägerpartikel auf Grund der Deck schichten zu dissoziieren. Ein Verfahren für die Nachbehandlung kann beliebige Verfahren enthalten, die in der Technik bekannt sind und auf das Trägerpartikel eine mechanische Belastung ausüben. Beispiele für solche Verfahren umfassen einen Nauta-Mischer^®, eine Kugelmühle, eine schwingende Kugelmühle oder dergleichen, sind aber nicht darauf begrenzt.
Es sei erwähnt, daß es viele Verfahren zum Verändern des Aggregationsgrades des oben beschriebenen Trägers gibt. Zum Beispiel wird nach dem Beschichten und Backen eine Nachbehandlung durch Einwirken der mechanischen Belastung ausgeführt, um die Aggregation des Trägers zu dissoziieren. Der Aggregationsgrad des Trägers kann auch durch Verändern einer Menge eines Beschichtungsagens pro Einheitszeit geändert werden, das aufgesprüht wird. Eine Trocknungsrate des Beschichtungsagens kann auch gemäß der Art des Beschichtungsharzes und eines Verdünnungslösungsmittels verändert werden, so daß der Aggregationsgrad veränderbar sein kann.
Es gibt viele Verfahren zum Einsatz bei der Veränderung der löslichen Menge in Chloroform. Zum Beispiel ist es möglich, eine Härtungstemperatur, eine Härtungszeit und eine Härtungsvorrichtung abzuändern. Die lösliche Menge in Chloroform kann auch mit der Art der Beschichtungsharze, der Art der Härtungsagenzien oder der Härtungskatalysatoren und deren Mengen verändert werden.
Ferner kann die Abdeckung durch die Formen des Kernmaterials und dessen Oberfläche, durch Mengen des Auftragens und des Beschichtungsagens zur Verwendung beim Sprühen pro Einheitszeit oder durch Nachbehandlungsbedingungen durch die Einwirkung der mechanischen Belastung verändert werden.
Es folgt eine Beschreibung des Tonerpartikels, das für die vorliegende Erfindung verwendbar ist. Als Toner, der in Kombination mit dem obigen Träger verwendbar ist, wird die Verwendung eines Toners auf der Basis eines Polyesterharzes empfohlen, das als Alkoholkomponente das folgende Bisphenol A umfaßt, das ein Alkylenoxidaddukt enthält. Unter dem Gesichtspunkt der Filmbildungsbeständigkeit gegenüber dem Trägerpartikel ist es vorzuziehen, solch ein Polyesterharz zu verwenden.
Der Polyester umfaßt vorzugsweise das Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A, das mehr als 80 Mol-% einer Gesamtalkoholkomponente des Polyesters hat, vorzugsweise aber mehr als 90 Mol-% und am besten 95 Mol-%. Wenn eine Menge des Alkylenoxidadduktes von Bisphenol A kleiner als 80 Mol-% ist, ist es für den Toner nicht geeignet, da viele Monomere verwendet werden, die relativ zu der Entstehung eines schlechten Geruchs führen.
Beispiele für solche Alkylenoxidaddukte von Bisphenol A enthalten Verbindungen mit der folgenden Formel (IV):
wobei R Ethylen, Propylen darstellt und x und y ganze Zahlen sind, die gleich oder größer als 1 sind. Genauer gesagt, Beispiele für solche Verbindungen enthalten Polyoxypropylen(2. 2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxypropylen(3. 3)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxyethylen(2. 0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxyethylen(2. 2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxypropylen(2. 0)-polyoxyethylen(2. 0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxypropylen(6)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan oder dergleichen.
Von diesen Verbindungen wird Polyoxypropylen(2. 2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxyethylen(2. 2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxyethylen(2. 0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan oder dergleichen bevorzugt. Diese Verbindungen können allein oder in Kombination verwendet werden.
Es sei erwähnt, daß es im Falle einer Blitzfixierung als Fixierungsverfahren zu bevorzugen ist, als Alkoholkomponente mehr als 60 Mol-% des Alkylenoxidadduktes von Bisphenol A zu verwenden, wobei x und y 1 sind und R eine Ethylengruppe ist, vorzugsweise jedoch mehr als 80 Mol-%. Denn die Verbindung, bei der x und y 1 sind und R eine Ethylengruppe ist, ist von den obengenannten Verbindungen am reaktionsfähigsten, und ein in dem Polyesterharz verbleibendes Monomer kann verringert werden, zum Beispiel Dimer, Trimer oder dergleichen.
Je nach Notwendigkeit ist es auch möglich, andere Alkoholkomponenten in Kombination mit den obigen Verbindungen zu verwenden. Beispiele für andere Alkohole enthalten Diole wie etwa Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2- Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butandiol, Neopentylglykol, 1,4-Butendiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol oder dergleichen und difunktionelle Alkohole wie etwa Bisphenol A, hydrogeneriertes Bisphenol A oder dergleichen.
Bezüglich einer tri- oder höherfunktionellen Alkoholkomponente enthalten Beispiele von solch einer Komponente zusätzlich Sorbitol, 1,2,3,6-Hexantetol, 1,4-Sorbitan, Pentaerythritol, Dipentaerythritol, Tripentaerythritol, 1,2,4-Butantriol, 1,2,5-Pentantriol, Glycerol, 2-Methylpropantriol, 2-Methyl-1,2,4-butantriol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan oder dergleichen.
Als Säurekomponente zur Herstellung des Polyesterharzes ist es vorzuziehen, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Orthophthalsäure oder Anhydride von ihnen und dergleichen zu verwenden, vorzugsweise aber Terephthalsäure/Isophthalsäure. Die Verbindungen können allein oder in Kombination verwendet werden. Es sei erwähnt, daß andere Säurekomponenten außer den obigen in Kombination verwendet werden können, um Probleme bezüglich eines Geruchs im Falle der Blitzfixierung zu vermeiden. Beispiele von solchen Säuren enthalten Maleinsäure, Fumarsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Glutaconsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Malonsäure oder Alkyl- oder Alkenylbernsteinsäuren wie etwa n-Butylbernsteinsäure, n-Butenylbernsteinsäure, Isobutylbernsteinsäure, Isobutenylbernsteinsäure, n-Octylbernsteinsäure, n-Octenylbernsteinsäure, n-Dodecylbernsteinsäure, n-Dodecenylbernsteinsäure, Isododecylbernsteinsäure, Isododecenylbernsteinsäure oder Anhydride und niedere Alkylester von ihnen und dergleichen. Um eine Vernetzung zu Polyesterharz herbeizuführen, ist es auch möglich, tri- oder höherfunktionelle Carbonsäure in Kombination mit anderen Säurekomponenten zu verwenden. Beispiele für solche tri- oder höherfunktionellen Carbonsäuren enthalten 1,2,4-Benzoltricarbonsäure, 1,3,5-Benzoltricarbonsäure oder Polycarbonsäuren und Anhydride von ihnen.
Um die Reaktion zwischen der Alkoholkomponente und der Säurekomponente zu beschleunigen, ist es möglich, einen gewöhnlichen Katalysator zur Verwendung bei der Veresterung zu verwenden, wie zum Beispiel Zinkoxid, Zinnoxid, Dibutylzinnoxid, Dibutylzinndilaurylat oder dergleichen.
Der Toner kann in einem herkömmlichen Verfahren wie etwa einem Mahlverfahren oder dergleichen hergestellt werden. Zum Beispiel werden ein Binderharz, ein Farbagens und das Ladungssteueragens geschmolzen und mit einem Druckkneter, einer Walzenmühle, einem Extruder oder dergleichen verknetet, um eine gleichförmige Dispersion zu bilden. Nach dem Abkühlen wird die Dispersion dann mit einer Strahlmühle oder dergleichen pulverisiert, um durch Klassierung mit einem Klassierer wie etwa einem Windkraftklassierer einen Toner mit einer gewünschten Partikelgrößenverteilung zu bilden. An Bildungselementen für den Toner umfaßt der Toner ein thermoplastisches Binderharz, Ruß und das Ladungssteueragens. Der Toner umfaßt ferner ein Wachs, ein magnetisches Pulver, ein Viskositätseinstellagens und andere Zusätze, je nach Bedarf.
Zusätzlich zu dem Polyesterharz für das Binderharz ist es möglich, ein Styrol-Acryl-Harz, Polyetherpolyol, Polyurethan, ein Silikonharz oder dergleichen allein oder in Kombination zu verwenden, je nach Notwendigkeit. Es sei erwähnt, daß der Toner vorzugsweise das Ladungssteueragens umfaßt. Es ist auch möglich, Nigrosin, quaternäre Ammoniumsalze, Organometallkomplexe, Chelatkomplexe oder dergleichen zu verwenden. Die Partikelgröße des Toners liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 und 13 μm. Es sei erwähnt, daß es auch möglich ist, als äußere Anlagerung Titanoxid, Bariumtitanat, ein feines Partikel auf Fluorbasis, ein feines Partikel auf Acrylatbasis oder dergleichen zu verwenden. Als feines Partikel aus Siliziumoxid wird TG820^® (Cabot Corporation) und K2159^® (Clariant Corporation) verwendet, die im Handel erhältlich sind.
Das Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Vermischen des oben beschriebenen Trägerpartikels und des Tonerpartikels mit einer Konzentration zwischen 1 und 10 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 2 und 6 Gew.-%, mittels eines Nauta-Mischers oder dergleichen gebildet werden.
[AUSFÜHRUNGSFORM]
Es folgt eine eingehende Beschreibung für das Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen begrenzt. Es sei erwähnt, daß die Bewertungsresultate des Trägers und des Toners, die nach verschiedenen Beispielen gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, in 1A bis 1D und 2A bis 2D zusammengefaßt sind.
Unter Bezugnahme auf 1A bis 1D sind Daten von Herstellungsbedingungen für eine Vielzahl von Trägern vorgesehen, wenn der Aggregationsgrad des Trägers, die lösliche Menge in Chloroform, die Abdeckung oder dergleichen verändert wird. 2A bis 2D zeigen Daten für die Bewertungsresultate eines übermäßigen Ladezustandes des Tonerladens, einer Veränderung des elektrischen Widerstandes des Trägers, einer Druckdichte und Nebelbildung zusammen mit den Resultaten des Aggregationsgrades des Trägers, der löslichen Menge in Chloroform und der Abdeckung, wenn das Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Als Gesamtbewertung werden die Prädikate sehr ausgezeichnet
, ausgezeichnet (O), gut (OΔ), nicht geeignet (Δ) und schlechter (x) verwendet. Die Bewertung des Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt für das kontinuierliche Drucken mittels eines Hochgeschwindigkeitsdruckers F6760D (hergestellt durch Fujitsu Limited) mit der hohen Geschwindigkeit von 1152 mm/s.
Zuerst werden Herstellungsbeispiele beschrieben.
[Trägerherstellungsbeispiel 1]
Jedes Rohmaterial wurde in einem angemessenen Verhältnis formuliert, so daß Manganferrit 20 Mol-% MnO und 80 Mol% Fe₂O₃ umfaßt. Dann wurde Wasser hinzugefügt, und ein Pulverisieren und Mischen wurden 10 Stunden lang mittels einer Kugelmühle des Trocknungstyps ausgeführt. Nach dem Trocknen wurde eine Temperatur von 950 °C 4 Stunden lang beibehalten. Die Pulverisierung wurde ferner für 24 Stunden mittels der Kugelmühle des Trocknungstyps fortgesetzt, und ein Brei konnte bei einer Temperatur von 1300 °C 6 Stunden lang in einer Stickstoffatmosphäre zu Granulat trocknen. Danach wurde das so erhaltene Partikel gemahlen, um ein Manganferritpartikel (das Kernmaterial) mit einer gewünschten Partikelgrößenverteilung zu bilden. Dieses Manganferrit wies eine Magnetisierung von 95 emu/g bei der Anwendung eines Magnetfeldes von 3000 Oe auf.
Als nächstes wurden 200 g des fluormodifizierten Silikonharzes des Härtungstyps, das 15 % einer Trifluorpropylgruppe enthielt, auf Trockensubstanzbasis gewogen und dann in 1000 cm³ Toluol aufgelöst. Der leitfähige Kohlenstoff (KETJENBLACK^®, hergestellt durch LION Corp., EC600JD, dessen spezifischer Oberflächenbereich durch ein BET-Verfahren auf 1270 m²/g geschätzt wurde) wurde in dem obigen Toluol mittels einer Perlmühle dispergiert, um eine Beschichtungslösung zu bilden.
Die Beschichtungslösung mit dem obigen, darin dispergierten Kohlenstoff wurde aufgetragen, indem eine Sprühmenge pro Einheitszeit so festgelegt wurde, daß es in bezug auf 10 kg des Manganferritpartikels eine Stunde dauerte, um diese Lösung mittels einer Fließbettbeschichtungsvorrichtung aufzutragen. Dann wurde ein Backen bei 270 °C für eine Stunde ausgeführt, dem eine Schleifbehandlung folgte. Danach wurde die Nachbehandlung 30 Minuten lang mittels einer Mühle des Schwingungstyps ausgeführt, um einen Träger 1 zu bilden.
Die mittlere Partikelgröße, nämlich der X-Wert dieses Trägers 1 wurde gemessen und betrug 80,8 μm. Die mittlere Partikelgröße, nämlich der Y-Wert des magnetischen Partikels (des Kernpartikels) wurde gemessen und betrug 75,1 μm. Der Aggregationsgrad, die lösliche Menge in Chloroform und die Abdeckung wurden auch gemessen und betrugen 7,6 %, 6,1 % bzw. 85,5 %.
[Trägerherstellungsbeispiel 2]
Der Träger 2 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine Zeit, die für die Nachbehandlung mit der Mühle des Schwingungstyps aufgewendet wurde, 3 Minuten betrug. Der Aggregationsgrad, die lösliche Menge in Chloroform und die Abdeckung wurden auch gemessen und betrugen 14,4 %, 6,8 % bzw. 91,3 %, wie in 2A gezeigt.
[Trägerherstellungsbeispiel 3]
Der Träger 3 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine Zeit, die für die Nachbehandlung mit der Mühle des Schwingungstyps aufgewendet wurde, 120 Minuten betrug. Der Aggregationsgrad, die lösliche Menge in Chloroform und die Abdeckung wurden auch gemessen und betrugen 2,2 %, 5,7 % bzw. 87,2 %, wie in 2A gezeigt.
[Trägerherstellungsbeispiel 4]
Der Träger 4 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Beschichtungszeit durch Verändern der Sprühmenge der Beschichtungsharzlösung pro Einheitszeit auf 0,7 Stunden festgelegt wurde.
In diesem Fall sind der Aggregationsgrad, die lösliche Menge in Chloroform und die Abdeckung in 2A gezeigt.
Nachfolgend sind Resultate in 1A bis 1D und 2A bis 2D bei der mittleren Partikelgröße des Kernmaterials, der mittleren Partikelgröße nach dem Beschichten, dem Aggregationsgrad, der löslichen Menge in Chloroform und der Abdeckung gezeigt.
[Trägerherstellungsbeispiel 5]
Der Träger 5 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Beschichtungszeit durch Verändern der Sprühmenge der Beschichtungsharzlösung pro Einheitszeit auf 1,5 Stunden festgelegt wurde.
[Herstellungsbeispiel 6]
Der Träger 6 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine Härtungszeit auf 0,5 Stunden verändert wurde.
[Trägerherstellungsbeispiel 7]
Der Träger 7 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine Härtungstemperatur und -zeit auf 300 °C bzw. 5 Stunden verändert wurden.
[Trägerherstellungsbeispiel 8]
Der Träger 8 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine Härtungstemperatur und -zeit auf 220 °C bzw. 0,1 Stunden verändert wurden.
[Trägerherstellungsbeispiel 9]
Der Träger 9 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Beschichtungsmenge verändert wurde, um 1,7 Gew.-% bezüglich des Gewichtes des Kernmaterials zu betragen.
[Trägerherstellungsbeispiel 10]
Der Träger 10 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Beschichtungsmenge verändert wurde, um 2,3 Gew.-% bezüglich des Gewichtes des Kernmaterials zu betragen.
[Trägerherstellungsbeispiel 11]
Der Träger 11 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Beschichtungszeit durch Verändern der Sprühmenge der Beschichtungsharzlösung pro Einheitszeit auf 0,5 Stunden festgelegt wurde.
[Trägerherstellungsbeispiel 12]
Der Träger 12 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Beschichtungszeit durch Verändern der Sprühmenge der Beschichtungsharzlösung pro Einheitszeit auf 10 Stunden festgelegt wurde.
[Trägerherstellungsbeispiel 13]
Der Träger 13 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Beschichtungszeit durch Verändern der Sprühmenge der Beschichtungsharzlösung pro Einheitszeit auf 0,5 Stunden festgelegt wurde und die Härtungszeit auf 0,1 Stunden verändert wurde.
[Trägerherstellungsbeispiel 14]
Der Träger 14 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Beschichtungszeit durch Verändern der Sprühmenge der Beschichtungsharzlösung pro Einheitszeit auf 0,5 Stunden festgelegt wurde und die Härtungszeit auf 5 Stunden verändert wurde.
[Trägerherstellungsbeispiel 15]
Der Träger 15 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Beschichtungsmenge, die Beschichtungszeit, die Härtungstemperatur, die Härtungszeit und die Zeit zur Nachbehandlung verändert wurden, um 1,0 Gew.-%, 0,2 Stunden, 300 °C, 5 Stunden bzw. 120 Minuten zu betragen.
[Trägerherstellungsbeispiel 16]
Der Träger 16 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Beschichtungsmenge, die Beschichtungszeit, die Härtungstemperatur, die Härtungszeit und die Zeit zur Nachbehandlung verändert wurden, um 1,5 Gew.-%, 0,2 Stunden, 220 °C, 0,05 Stunden bzw. 0,3 Minuten zu betragen.
[Trägerherstellungsbeispiel 17]
Der Träger 17 wurde auf ähnliche weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, daß der leitfähige Kohlenstoff (KETJENBLACK^® EC (hergestellt durch LION Corp.)) verwendet wurde, der den spezifischen Oberflächenbereich von 800 m²/g hat.
[Trägerherstellungsbeispiel 18]
Der Träger 18 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Furnace-Ruß RAVEN^® 7000 (hergestellt durch Columbia Co. Ltd.) verwendet wurde, der den spezifischen Oberflächenbereich von 639 m²/g hat.
[Trägerherstellungsbeispiel 19]
Der Träger 19 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß in 2 Gew.-% der Beschichtungsmenge 15 Gew.-% des leitfähigen Kohlenstoffs in 1,9 Gew.-% der Beschichtungsmenge als Unterschicht und 17,5 Gew.-% des leitfähigen Kohlenstoffs in 0,1 Gew.-% der Beschichtungsmenge als Oberflächenschicht enthalten waren.
[Trägerherstellungsbeispiel 20]
Der Träger 20 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, daß in 2 Gew.-% der Beschichtungsmenge 15 Gew.-% des leitfähigen Kohlenstoffs in 1,9 Gew.-% der Beschichtungsmenge als Unterschicht und 17,5 Gew.-% des leitfähigen Kohlenstoffs in 0,1 Gew.-% der Beschichtungsmenge als Oberflächenschicht enthalten waren.
[Trägerherstellungsbeispiel 21]
Der Träger 21 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, daß in 2 Gew.-% der Beschichtungsmenge 15 Gew.-% des leitfähigen Kohlenstoffs in 1,9 Gew.-% der Beschichtungsmenge als Unter schicht und 2,0 Gew.-% des leitfähigen Kohlenstoffs in 0,1 Gew.-% der Beschichtungsmenge als Oberflächenschicht enthalten waren.
[Trägerherstellungsbeispiel 22]
Der Träger 22 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß jedes Rohmaterial in einer angemessenen Menge formuliert wurde, so daß Manganferrit als Kernmaterial 5 Mol-% MnO und 95 Mol-% Fe₂O₃ umfaßte, die Beschichtungsmenge 1,5 Gew.-% betrug und die Beschichtungszeit 0,5 Stunden ausmachte.
[Trägerherstellungsbeispiel 23]
Der Träger 23 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß jedes Rohmaterial in einer angemessenen Menge formuliert wurde, so daß Manganferrit als Kernmaterial 10 Mol-% MnO und 90 Mol-% Fe₂O₃ umfaßte, die Beschichtungsmenge 1,5 Gew.-% betrug und die Beschichtungszeit 0,5 Stunden ausmachte.
[Trägerherstellungsbeispiel 24]
Der Träger 24 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß jedes Rohmaterial in einer angemessenen Menge formuliert wurde, so daß Manganferrit als Kernmaterial 20 Mol-% MnO und 80 Mol-% Fe₂O₃ umfaßte, die Beschichtungsmenge 1,5 Gew.-% betrug und die Beschichtungszeit 0,5 Stunden ausmachte.
[Trägerherstellungsbeispiel 25]
Der Träger 25 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß jedes Rohmaterial in einer angemessenen Menge formuliert wurde, so daß Manganferrit als Kernmaterial 40 Mol-% MnO und 60 Mol-% Fe₂O₃ umfaßte, die Beschichtungsmenge 1,5 Gew.-% betrug und die Beschichtungszeit 0,5 Stunden ausmachte.
[Trägerherstellungsbeispiel 26]
Der Träger 26 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß jedes Rohmaterial in einer angemessenen Menge formuliert wurde, so daß Manganferrit als Kernmaterial 55 Mol-% MnO und 45 Mol-% Fe₂O₃ umfaßte, die Beschichtungsmenge 1,5 Gew.-% betrug und die Beschichtungszeit 0,5 Stunden ausmachte.
[Trägerherstellungsbeispiel 27]
Der Träger 27 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 24 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein reines Silikonharz (Handelsname SR-2411, hergestellt durch Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) als Beschich- tungsharz verwendet wurde.
[Trägerherstellungsbeispiel 28]
Der Träger 28 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 24 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein acrylatmodifiziertes Silikonharz (Handelsname KR-9706, hergestellt durch Shinetsu Chemical Co., Ltd.) als Beschichtungsharz verwendet wurde.
[Trägerherstellungsbeispiel 29]
Der Träger 29 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Trägerherstellungsbeispiel 24 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das magnetische Partikel als Kernmaterial in Magnetit mit der mittleren Partikelgröße von 75,2 μm verändert wurde.
Es folgt nun eine Beschreibung von Tonerherstellungsbeispielen.
[Tonerherstellungsbeispiel 1]
85 Gewichtsteile des Polyesterharzes (FN118^®, hergestellt durch Kao Co. Ltd.), das aus einem Propylenoxidaddukt von Bisphenol A gebildet war, 14 Gewichtsteile Ruß (Black pearls L^®, hergestellt durch Cabot Corporation, mittlere Partikelgröße: 2,4 μm, spezifischer Oberflächenbereich: 138 m²/g) als Farbagens, 1 Gewichtsteil Nigrosinfarbstoff (N-13^®, hergestellt durch Orient Chemical Co. Ltd.) und 94 Gewichtsteile Propylenwachs (Biscor^® 550P, hergestellt durch Sanyo Kasei Co. Ltd.) wurden bei 160 °C 30 Minuten lang durch einen Kneter unter Druck geschmolzen und verknetet, um einen Tonerklumpen zu erhalten. Dieser Tonerklumpen wurde gemahlen, und dann wurden 0,5 Gewichtsteile Siliziumoxid (TG820F^®, hergestellt durch Cabot Corporation) durch einen Hochgeschwindigkeitsrührer (Henschel-Mischer^®) außen angelagert, um einen Toner 1 zu bilden.
[Tonerherstellungsbeispiel 2]
Ein Toner 2 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Tonerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Binderharz durch ein Polyesterharz aus dem Propylenoxidaddukt von Bisphenol A ersetzt wurde.
[Tonerherstellungsbeispiel 3]
Ein Toner 3 wurde auf ähnliche weise wie bei dem Tonerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Binderharz durch ein Styrol-Acrylat-Harz aus dem Propylenoxidaddukt von Bisphenol A ersetzt wurde.
[Tonerherstellungsbeispiel 4]
Ein Toner 4 wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Toner, herstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Binderharz durch 80 % des Polyesterharzes, das für den Toner 2 verwendet wurde, und 20 % des Styrol-Acrylat-Harzes, das für den Toner 3 verwendet wurde, ersetzt wurde.
Nun folgt eine Beschreibung von Beispielen unter Verwendung des obigen Trägers und des Toners.
[Beispiel 1]
Das Zweikomponentenentwicklungsagens wurde mit einer Konzentration von 4,5 Gew.-% aus dem Träger 1 und dem Toner 1 hergestellt. Ein praktisches Druckexperiment wurde mittels des Hochgeschwindigkeitsdruckers F6760D (hergestellt durch Fujitsu Limited) bei einer Druckgeschwindigkeit von 1152 mm/s mit diesem Entwicklungsagens ausgeführt.
Bewertungsresultate sind in 2A und 2B gezeigt. Gemäß den Resultaten betrug eine Anfangslademenge des Toners 20,1 μC/g, und eine Lademenge nach dem Drucken von 1.000.000 Blättern betrug 21,6 μC/g. Bezüglich des elektrischen Widerstandes lag ein Anfangswert bei 10⁵ bis 10⁶ Ωcm, und nach dem Drucken von 1.000.000 Blättern wurde für den Wert keine Veränderung beobachtet. Gemäß der Untersuchung der Druck dichte durch das Konika-Densitometer (PDA-65) betrug deren Anfangswert 1,35, und deren Wert nach dem Drucken von 1.000.000 Blättern belief sich auf 1,33. Zusätzlich ergab die Untersuchung der Nebelbildung, daß ab dem anfänglichen Drucken bis hin zu 1.000.000 Druckvorgängen keine Veränderung des Nebelbildungsniveaus zu verzeichnen war.
Ein Beurteilungsstandard für die Bewertung durch den praktischen Drucktest war wie folgt:

1) Bezüglich der Veränderung der Lademenge: Δ (Anfangslademenge – Lademenge nach 1.000.000 Druckvorgängen)
2) Bezüglich der Veränderung des elektrischen Widerstandes: Δ (anfänglicher elektrischer Widerstand – elektrischer Widerstand nach 1.000.000 Druckvorgängen)
3) Bezüglich der Druckdichte nach 1.000.000 Druckvorgängen Die Druckdichte wurde nach 1.000.000 Druckvorgängen mit einem Konika-Densitometer (PDA-65) gemessen.
4) Bezüglich der Nebelbildung: Beurteilung durch visuelle Betrachtung.

keine O

akzeptabel Δ

viel x

Gemäß diesen Resultaten wurde jedes Bewertungselement mit einer Punktzahl versehen, und eine Abschlußbeurteilung erfolgte auf der Basis von Gesamtpunktzahlen.
Punktzahl für jedes Bewertungselement:
Gesamtbewertung nach Gesamtpunktzahlen:
Gemäß den Bewertungsresultaten und der obenerwähnten Gesamtbeurteilung wies das Zweikomponentenentwicklungsagens von Beispiel 1 insgesamt sehr ausgezeichnete Resultate bei der Tonerlademenge, der Veränderung des elektrischen Widerstandes, der Druckdichte und der Nebelbildung auf. Im Falle einer Entwicklung bei dem Hochgeschwindigkeitsdrucken konnte mit dem Agens von Beispiel 1 eine stabile Leistung über einen langen Zeitraum hinweg erreicht werden.
[Beispiele 2 bis 14]
Die Bewertung wurde auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 durch Kombination der Träger 2 bis 14 mit dem Toner 1 ausgeführt. 2A bis 2D zeigen Resultate der Bewertung und die Gesamtbeurteilung zusammen mit der Kombination von jedem Träger mit dem Toner.
[Vergleichsbeispiel 1]
Die Bewertung wurde auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 durch Kombination des Trägers 15 mit dem Toner 1 ausgeführt. 2A bis 2B zeigen Bewertungsresultate und die Gesamtbeurteilung.
[Vergleichsbeispiel 2]
Die Bewertung wurde auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 durch Kombination des Trägers 16 mit dem Toner 1 ausgeführt. 2A und 2B zeigen Bewertungsresultate und die Gesamtbeurteilung.
[Beispiele 15 bis 27]
Die Bewertung erfolgte auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 durch Kombination der Träger 17 bis 29 mit dem Toner 1. 2C und 2D zeigen Resultate der Bewertung und die Gesamtbeurteilung zusammen mit der Kombination von jedem Träger mit dem Toner.
[Beispiel 28]
Die Bewertung erfolgte auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 durch Kombination des Trägers 2 mit dem Toner 2. 2C und 2D zeigen Bewertungsresultate und die Gesamtbeurteilung.
[Beispiel 29]
Die Bewertung erfolgte auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 durch Kombination des Trägers 2 mit dem Toner 3. 2C und 2D zeigen Bewertungsresultate und die Gesamtbeurteilung.
[Beispiel 30]
Die Bewertung erfolgte auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 durch Kombination des Trägers 2 mit dem Toner 4. 2C und 2D zeigen Bewertungsresultate und die Gesamtbeurteilung.
[Beispiel 31]
Das Zweikomponentenentwicklungsagens wurde mit dem Träger 11 und dem Toner 1 so hergestellt, daß eine Konzentration des Toners 4,5 Gew.-% betrug. Der praktische Drucktest wurde auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 mit der oben angegebenen Druckvorrichtung ausgeführt, wobei eine Druckrate auf 800 mm/s verändert wurde. 2C und 2D zeigen Bewertungsresultate und die Gesamtbeurteilung.
[Beispiel 32]
Das Zweikomponentenentwicklungsagens wurde mit dem Träger 11 und dem Toner 1 so hergestellt, daß eine Konzentration des Toners 4,5 Gew.-% betrug. Der praktische Drucktest wurde auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 mit der oben angegebenen Druckvorrichtung ausgeführt, wobei eine Druckrate auf 500 mm/s verändert wurde. 2C und 2D zeigen Bewertungsresultate und die Gesamtbeurteilung.
[Vergleichsbeispiel 3]
Unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklungsagens, das einen Träger umfaßte, der mit Silikon beschichtet war und der von der Firma A im Handel erhältlich ist, wurde der praktische Drucktest mit dem Hochgeschwindigkeitsdrucker F6760D (hergestellt durch Fujitsu Limited) ausgeführt, wobei die Druckrate 1152 mm/s betrug. 2C und 2D zeigen Bewertungsresultate und die Gesamtbeurteilung.
[Vergleichsbeispiel 4]
Unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklungsagens, das einen Träger umfaßte, der mit einem Silikonharz beschichtet war und der von der Firma B im Handel erhältlich ist, wurde der praktische Drucktest mit dem Hochgeschwindigkeitsdrucker F6760D (hergestellt durch Fujitsu Limited) ausgeführt, wobei die Druckrate 1152 mm/s betrug. 2C und 2D zeigen Bewertungsresultate und die Gesamtbeurteilung.
Als nächstes folgt eine Beschreibung eines Beispiels einer Bilderzeugungsvorrichtung, in der eine bevorzugte Bilderzeugung unter Verwendung des Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann. Das Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht auf ein besonderes Fixierverfahren nach der Entwicklung begrenzt, sondern das Zweikomponentenentwicklungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf eine Fixiervorrichtung auf der Basis eines Wärmeanwendungssystems mit einer herkömmlichen Wärmerolle oder dergleichen anwendbar. Wenn jedoch das Hochgeschwindigkeitsdrucken bei der Geschwindigkeit von mehr als 1 m/s, wie zum Beispiel mit 1 m/s bis 10 m/s ausgeführt wird, ist die Blitzfixierung gegenüber der Wärmerolle oder dergleichen vorzuziehen, da die Blitzfixierung von der Dicke des Aufzeichnungsmediums wie etwa Papier weniger abhängig ist. Unter dem Gesichtspunkt einer langen Betriebslebensdauer der Vorrichtung ist in diesem Fall der Fotoleiter, der amorphes Silizium umfaßt und eine große Härte hat, gegenüber einem organischen Fotoleiter vorzuziehen, der eine schlechte Abriebbeständigkeit hat.
3 zeigt eine schematische Ansicht der Bilderzeugungsvorrichtung 1 zur Verwendung mit dem Zweikomponentenentwicklungsagens, in der das Blitzfixierverfahren eingesetzt wird. Diese Vorrichtung 1 kann zum Beispiel ein Hochgeschwindigkeitsentwicklungstyp mit einer Druckgeschwindigkeit von 1152 mm/s sein. Die Vorrichtung 1 umfaßt ein Lademittel 20, ein Belichtungsmittel 30, ein Entwicklungsmittel 40, ein Übertragungsmittel 50, ein Reinigungsmittel 60, ein Entlademittel 70 und ein Blitzfixiermittel 80, das eine Xenon-Blitzlampe 81 enthält, die alle um den Fotoleiter 10 herum angeordnet sind, der amorphes Silizium umfaßt.
Das Entwicklungsmittel 40 umfaßt einen Entwicklungsbehälter 41, eine Entwicklungsrolle 43 und ein Rührblatt, das in 3 nicht gezeigt ist. Ein Tonerpartikel TO und ein Trägerpartikel CA werden innerhalb des Entwicklungsbehälters 41 miteinander in Kontakt gebracht, um einen Toner mit einer vorbestimmten Lademenge zu bilden. Hinsichtlich des Zweikomponentenentwicklungsagens, das für diese Vorrichtung 1 verwendbar ist, ist es zum Beispiel möglich, das Entwicklungsagens zu verwenden, das den Träger 1 und den Toner 1 umfaßt, die bei den vorliegenden Beispielen vorge stellt wurden, welches Zweikomponentenentwicklungsagens mit dem Träger 1 und dem Toner 1 insgesamt sehr ausgezeichnete Resultate bei der Tonerlademenge, der Veränderung des elektrischen Widerstandes, der Druckdichte und der Nebelbildung vorsieht und mit dem eine gute Druckleistung über einen langen Zeitraum hinweg selbst in dem Fall des Hochgeschwindigkeitsdruckens realisiert werden kann. Deshalb sieht die obige Bilderzeugungsvorrichtung eine gute Bilderzeugung über einen langen Zeitraum hinweg vor. Es sei erwähnt, daß es hinsichtlich des Tonerpartikels möglich ist, einen Farbtoner zusätzlich zu dem schwarzen Toner zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die speziell offenbarten Ausführungsformen begrenzt, und Veränderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Prioritätsanmeldung Nr. 2000-207557, eingereicht am 7. Juli 2000, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme inkorporiert ist.

Claims

Zweikomponentenentwickler zur Verwendung in der Elektrofotografie, der umfaßt: einen Träger mit einem magnetischen Partikel, wobei die Oberfläche des magnetischen Partikels mit einem Harz beschichtet ist, das wenigstens einen leitfähigen Kohlenstoff und ein fluormodifiziertes Silikonharz des Härtungstyps umfaßt; und einen isolierenden Toner, wobei 70 bis 95 % der Oberfläche des magnetischen Partikels mit einer Deckschicht bedeckt sind, die eine Dicke zwischen 0,3 und 5 μm hat; das Löslichkeitsverhältnis der Deckschicht in Chloroform zwischen 5 und 20 % liegt; die mittlere Partikelgröße des magnetischen Partikels zwischen 30 und 90 μm liegt; und der Aggregationsgrad des Trägers zwischen 2 und 15 % liegt.
Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leitfähige Kohlenstoff, der in der Deckschicht enthalten ist, einen spezifischen Oberflächenbereich zwischen 700 und 1500 m²/g hat, der durch ein BET-Verfahren bestimmt wird.
Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffgehalt der Deckschicht in einer Tiefenrichtung des Trägers kontinuierlich oder diskontinuierlich variiert und der Kohlenstoffgehalt der Deckschicht auf der Oberflächenseite von ihr größer als jener auf der Innenseite von ihr ist.
Zweikomponentenentwickler nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Partikel Manganferrit ist, das ausgedrückt wird durch (MnO)_x(Fe₂O₃)_y wobei x und y Molprozente sind, so daß x + y = 100 sind, und x in einem Bereich zwischen 10 und 45 liegt.
Zweikomponentenentwickler nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner ein Polyesterharz umfaßt, das als Komponente ein Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A hat, wie es in der folgenden Formel dargestellt ist:
wobei R eine Ethylen- oder Propylengruppe ist und x und y unabhängig ganze Zahlen sind, die gleich oder größer als 1 sind.
Bilderzeugungsvorrichtung (1), in der eine Bilderzeugung mit einem Zweikomponentenentwickler ausgeführt wird, der umfaßt: einen Träger mit einem magnetischen Partikel, wobei die Oberfläche des magnetischen Partikels mit einem Harz beschichtet ist, das wenigstens einen leitfähigen Kohlenstoff und ein fluormodifiziertes Silikonharz des Härtungstyps umfaßt; und einen isolierenden Toner, wobei 70 bis 95 % der Oberfläche des magnetischen Partikels mit einer Deckschicht bedeckt sind, die eine Dicke zwischen 0,3 und 5 μm hat; das Löslichkeitsverhältnis der Deckschicht in Chloroform zwischen 5 und 20 % liegt; die mittlere Partikelgröße des magnetischen Partikels zwischen 30 und 90 μm liegt; und der Aggregationsgrad des Trägers zwischen 2 und 15 % liegt.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgeschwindigkeit zwischen 1 m/s und 10 m/s liegt.