DE10244951A1

DE10244951A1 - Zwei-Komponenten Entwickler

Info

Publication number: DE10244951A1
Application number: DE10244951A
Authority: DE
Inventors: Masahito Yamazaki; Koji Kameyama; Koji Akiyama
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: US20030129515A1; JP3917396B2; DE10244951B4; JP2003107805A; US6764798B2

Abstract

Zweikomponenten-Entwickler, umfassend einen Toner, zu dem ein hydrophobes Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 25 nm oder mehr extern gegeben wird, und einen Träger mit einer Sättigungsmagnetisierung von 50 bis 95 Am·2·/kg, wobei der Träger ein Verhältnis des spezifischen Oberflächenwiderstands zum spezifischen Volumenwiderstand von 1 x 10·2· bis 1 x 10·4· m·-1· bei einer elektrischen Feldstärke von 100 V/cm aufweist; und ein Verfahren zur Entwicklung, umfassend Auftragen des vorstehenden Zweikomponenten-Entwicklers auf eine elektrophotographische Vorrichtung, umfassend einen Photoleiter mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 400 mm/s oder mehr, und Entwickeln eines latenten Bilds. Der Zweikomponenten-Entwickler kann zur Entwicklung eines in Elektrophotographie, elektrostatischem Aufzeichnungsverfahren, elektrostatischem Druckverfahren o. dgl. gebildeten latenten Bilds verwendet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zweikomponenten-Entwickler, der zur Entwicklung eines in Elektrophotographie, elektrostatischem Aufzeichnungsverfahren, elektrostatischem Druckverfahren o. dgl. gebildeten latenten Bilds verwendet wird.

Während dauerhaften Druckens in einer Hochgeschwindigkeitsvorrichtung oder dauerhaften Druckens in einem Modus mit geringem Tonerverbrauch, wie Langzeitdrucken von fixierten Bildern in einem geringen Druckverhältnis, verschlechtern sich fixierte Bilder leicht durch eine Verringerung der Bilddichte u. dgl. durch Einbettung von Siliciumdioxid. Daher wurde vorgeschlagen, einen Toner zu verwenden, in dem ein externer Zusatz mit großer Teilchengröße verwendet wird (japanische Offenlegungsschrift Nr. Hei-6-332253), oder einen Träger mit geringer Sättigungsmagnetisierung zu verwenden. Jedoch kann eine Verringerung der Bilddichte Nebelbildung im Hintergrund, Tonerstreuung, Trägeranhaftung am Photoleiter u. dgl. bewirkt werden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Zweikomponenten-Entwickler bereitzustellen, der kontinuierlich Bilder hoher Qualität auch bei einer Hochgeschwindigkeitsvorrichtung ergeben kann, ohne dass die Einbettung von Siliciumdioxid und Trägeranhaftung am Photoleiter bewirkt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zweikomponenten-Entwickler, umfassend:
einen Toner, auf den hydrophobes Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 25 nm oder mehr extern zugegeben wird, und
einen Träger mit einer Sättigungsmagnetisierung von 50 bis 95 Am²/kg,
wobei der Träger ein Verhältnis des spezifischen Oberflächenwiderstands zum spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10² bis 1 × 10⁴ m^-1 bei einer elektrischen Feldstärke von 100 V/cm aufweist.

Fig. 1 ist ein Querschnitt einer Vorrichtung, die zur Bestimmung des spezifischen Oberflächenwiderstands und des spezifischen Volumenwiderstands des Trägers verwendet wird.

Eines der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass das Verhältnis des spezifischen Oberflächenwiderstands (Rs) zum spezifischen Volumenwiderstand (Rv) eines Trägers eingestellt wird. Die Einbettung von Siliciumdioxid kann durch Erhöhen der Teilchengröße von Siliciumdioxid und Verringern der Sättigungsmagnetisierung eines Trägers unterdrückt werden. Jedoch ist, wenn die Sättigungsmagnetisierung des Trägers gering ist, die Bildung der Magnetbürste nicht ausreichend, so dass die Trägeranhaftung am Photoleiter leicht bewirkt wird.

In der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass die Einbettung von Siliciumdioxid verhindert und die Trägeranhaftung am Photoleiter durch Einstellung des Verhältnisses von spezifischem Oberflächenwiderstand zu spezifischem Volumenwiderstand (Rs/Rv) eines Trägers unterdrückt werden kann, so dass Bilder hoher Qualität kontinuierlich erhalten werden können. Wenn Rs/Rv außerhalb eines festgelegten Verhältnisbereichs liegt, kann ein Problem der geringen Bilddichte im hohen Rv-Bereich auftreten und können Trägeranhaftung am Photoleiter und Nebelbildung im Hintergrund im niedrigen Rv-Bereich auftreten. Im Hinblick darauf beträgt das Verhältnis des spezifischen Oberflächenwiderstands zum spezifischen Volumenwiderstand (spezifischer Oberflächenwiderstand/ spezifischer Volumenwiderstand) 1 × 10² bis 1 × 10⁴ m^-1, vorzugsweise 2,5 × 10² bis 5 × 10³ m^-1, stärker bevorzugt 5 × 10² bis 5 × 10³ m^-1 bei einer elektrischen Feldstärke von 100 V/cm. Hier können der spezifische Oberflächenwiderstand und spezifische Volumenwiderstand mit den in "TR87-1 Denki Anzen Shishin (Guideline for Electrical Safety)" (veröffentlicht vom Hauptsitz der Industrial Safety Association, Arbeitsministerium, 1988) beschriebenem Verfahren bestimmt werden.

Rs beträgt vorzugsweise 1 × 10¹⁰ bis 1 × 10¹⁷ Ω, stärker bevorzugt 5 × 10¹¹ bis 1 × 10¹⁶ Ω, insbesondere bevorzugt 1 × 10¹⁴ bis 5 × 10¹⁵ Ω. Ebenfalls beträgt Rv vorzugsweise 1 × 10⁸ bis 1 × 10¹⁶ Ωm, stärker bevorzugt 1 × 10¹⁰ bis 1 × 10¹⁴ Ωm, insbesondere bevorzugt 1 × 10¹¹ bis 5 × 10¹³ Ωm.

Der Träger weist eine Sättigungsmagnetisierung von 50 bis 95 Am²/kg (emu/g), vorzugsweise 50 bis 85 Am²/kg, stärker bevorzugt 55 bis 70 Am²/kg, auf, um den Aufprall auf dem Siliciumdioxid durch die Magnetbürste zu unterdrücken und dabei die Einbettung des Siliciumdioxids zu verhindern.

In der vorliegenden Erfindung umfasst der Träger ein Kernmaterial und falls erforderlich ein Beschichtungsmittel. Das Kernmaterial schließt Magnetit, Ferrit auf Zinkbasis, Ferrit auf Nickelbasis, Ferrit auf Kupferbasis, Ferrit auf Kupfer-Zink-Basis, Ferrit auf Nickel-Zink-Basis, Ferrit auf Manganbasis, Ferrit auf Magnesiumbasis, Ferrit auf Mangan- Magnesium-Basis, Ferrit auf Mangan-Magnesium-Strontium-Basis, Ferrit auf Kupfer- Magnesium-Basis, Ferrit auf Mangan-Zink-Basis, Ferrit auf Mangan-Kupfer-Zink-Basis u. dgl. ein. Unter ihnen sind Ferrit auf Manganbasis, Ferrit auf Magnesiumbasis, Ferrit auf Mangan-Magnesium-Basis und Ferrit auf Mangan-Magnesium-Strontium-Basis, die jeweils kein Schwermetall enthalten, im Hinblick auf die Umweltverschmutzung bevorzugt. Die Oberfläche des Kernmaterials kann mit einem bekannten Beschichtungsmittel, wie Fluorharz, Siliconharz, Acrylharz, Polyesterharz, Polyolefinharz, Polyvinylharz, Polyvinylidenharz, Phenolharz, Aminoharz, Epoxyharz oder Urethanharz, beschichtet sein. Unter ihnen ist das Siliconharz im Hinblick auf die triboelektrische Ladungsfähigkeit und Widerstandseinstellung bevorzugt.

Das Kernmaterial kann mit dem Harz durch zum Beispiel Lösen des Harzes in einem organischen Lösungsmittel o. dgl., Auftragen der erhaltenen Lösung auf eine Trägeroberfläche durch Eintauchen, Sprühen o. dgl., danach Trocknen, thermisch Härten o. dgl. beschichtet werden, wobei ein Beschichtungsfilm gebildet wird.

Der Träger weist ein Gewichtsmittel der Teilchengröße von vorzugsweise 30 bis 80 µm, stärker bevorzugt 50 bis 75 µm auf, um den Aufprall auf den Toner zu unterdrücken und dabei die Einbettung des Siliciumdioxids zu verhindern.

Zusätzlich beträgt der Gehalt der Trägerteilchen mit einer Teilchengröße von 22 µm oder weniger im Hinblick auf die Fluidität des Trägers vorzugsweise 2 Gew.-% oder weniger, stärker bevorzugt 1,5 Gew.-% oder weniger, insbesondere bevorzugt 0,5 Gew.-% oder weniger.

In der vorliegenden Erfindung kann jeder Toner, der ein Harzbindemittel, ein Farbmittel u. dgl. umfasst, ohne besondere Einschränkung verwendet werden, sofern ein festgelegtes hydrophobes Siliciumdioxid extern zugegeben wird.

Das Verfahren der hydrophoben Behandlung des Siliciumdioxids ist nicht besonders beschränkt. Das Mittel zur hydrophoben Behandlung schließt Hexamethyldisilazan, Dimethyldichlorsilan, Siliconöl, Methyltriethoxysilan u. dgl. ein. Unter ihnen ist Hexamethyldisilazan bevorzugt. Vorzugsweise beträgt die Menge des Mittels für die hydrophobe Behandlung 1 bis 7 mg/m² pro Oberfläche der feinen anorganischen Teilchen. Das hydrophobe Siliciumdioxid weist eine mittlere Teilchengröße von 25 nm oder mehr, vorzugsweise 25 bis 1000 nm, stärker bevorzugt 30 bis 100 nm, auf, um die Einbettung des Siliciumdioxids in den inneren Teil des Toners zu verhindern.

Die Menge des hydrophoben Siliciumdioxids mit einer mittleren Teilchengröße von 25 nm oder mehr, das extern zugegeben wird, beträgt vorzugsweise 0,01 bis 10 Gew.- Teile, stärker bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-Teile, insbesondere bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.- Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des nicht behandelten Toners.

Nebenbei bemerkt kann in der vorliegenden Erfindung ein hydrophobes Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 25 nm, vorzugsweise 5 bis 20 nm, stärker bevorzugt 10 bis 20 nm, ebenfalls extern zugegeben werden.

Das Gewichtsverhältnis des hydrophoben Siliciumdioxids mit einer mittleren Teilchengröße von 25 nm oder mehr, zum hydrophoben Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 25 nm (hydrophobes Siliciumdioxid mit 25 nm oder mehr/hydrophobes Siliciumdioxid mit weniger als 25 nm) beträgt vorzugsweise 5/95 bis 95/5, stärker bevorzugt 20/80 bis 80/20.

Das Harzbindemittel für den Toner schließt Polyester, Styrol-Acryl-Harze, Epoxyharze, Polycarbonate, Polyurethane u. dgl. ein. Unter ihnen sind die Polyester bevorzugt. Der Gehalt des Polyesters beträgt vorzugsweise 50 bis 100 Gew.-%, stärker bevorzugt 90 bis 100 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 100 Gew.-% des Harzbindemittels.

Die Ausgangsmonomere für den erfindungsgemäßen Polyester sind nicht besonders beschränkt und bekannte Alkoholbestandteile und bekannte Carbonsäurebestandteile, wie Carbonsäuren, Carbonsäureanhydride und Ester von Carbonsäuren, werden verwendet.

Der Alkoholbestandteil schließt Alkylen(2 bis 3 Kohlenstoffatome)oxid(mittlere Molzahl: 1 bis 16)-Addukt von Bisphenol A, wie Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4- hydroxyphenyl)propan und Polyoxyethylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Ethylenglycol, Propylenglycol, Glycerin, Pentaerythrit, Trimethylolpropan, hydriertes Bisphenol A, Sorbit oder Alkylen(2 bis 4 Kohlenstoffatome)oxid(mittlere Molzahl: 1 bis 16)- Addukte davon u. dgl. ein. Diese können allein oder im Gemisch von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.

Zusätzlich schließt der Carbonsäurebestandteil Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Fumarsäure und Maleinsäure; eine substituierte Bernsteinsäure, deren Substituent ein Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Alkenylrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, wie Dodecenylbernsteinsäure und Octylbernsteinsäure; 1,2,4-Benzoltricarbonsäure (Trimellithsäure) und Pyromellithsäure; Säureanhydride davon; Alkyl(1 bis 8 Kohlenstoffatome)-ester davon u. dgl. ein. Diese können allein oder in einem Gemisch von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.

Der Polyester kann zum Beispiel durch Polykondensation eines Alkoholbestandteils mit einem Carbonsäurebestandteil bei einer Temperatur von 180°C bis 250°C in einer Inertgasatmosphäre in Gegenwart eines Veresterungskatalysators, falls gewünscht, hergestellt werden.

Vorzugsweise weist der Polyester eine Säurezahl von 1 bis 30 mg KOH/g, stärker bevorzugt 5 bis 20 mg KOH/g, eine Hydroxylzahl von 5 bis 40 mg KOH/g, einen Erweichungspunkt von 100°C bis 160°C und einen Glasübergangspunkt von 50°C bis 70°C auf.

Als Farbmittel können alle Farbstoffe und Pigmente, die als Farbmittel für Toner verwendet werden, verwendet werden, und das Farbmittel schließt Ruße, Phthalocyaninblau. Permanent Brown FG, Brilliant Fast Scarlet, Pigment Green B, Rhodamine-B Base. Solvent Red 49, Solvent Red 146, Solvent Blue 35, Chinacridon, Carmin 6B, Disazogelb u. dgl. ein. Diese können allein oder in einem Gemisch von zwei oder mehreren Arten verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung kann der Toner jeglicher schwarze Toner, Farbtoner und Vollfarbtoner sein. Der Gehalt des Farbmittels beträgt vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 3 bis 10 Gew.-Teile. bezogen auf 100 Gew.-Teile des Harzbindemittels.

Der erfindungsgemäße Toner kann ein magnetisches Material, wie Pulver einer Legierung, wie Magnetit, Hämatit oder Ferrit; und Pulver eines ferromagnetischen Metalls, wie Eisen, Cobalt und Nickel in einer Menge von 0.5 bis 10 Gew.-Teilen. bezogen auf 100 Gew.-Teile des Harzbindemittels, enthalten, um Tonerstreuung zu verhindern.

Weiter kann der Toner geeigneterweise einen Zusatz, wie ein Ladungseinstellmittel, Ablösemittel, einen Modifikator der elektrischen Leitfähigkeit, ein Streckmittel, einen verstärkenden Füllstoff, wie eine faserförmige Substanz, ein Antioxidationsmittel, ein Antialterungsmittel, ein Fluiditätsverbesserungsmittel und ein Mittel zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit, enthalten.

Der erfindungsgemäße Toner kann durch einen Oberflächenbehandlungsschritt, umfassend Mischen eines nicht behandelten Toners mit einem als externen Zusatz verwendeten hydrophoben Siliciumdioxid unter Verwendung eines Henschel-Mischers o. dgl. hergestellt werden. Der nicht behandelte Toner ist vorzugsweise ein pulverisierter Toner und wird zum Beispiel durch homogenes Mischen eines Harzbindemittels, eines Farbmittels u. dgl. in einem Mischer, wie einem Henschel-Mischer oder einer Kugelmühle, danach Schmelzkneten mit einem geschlossenen Knetwerk, Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder o. dgl., Kühlen, Grobpulverisieren des erhaltenen Produkts unter Verwendung einer Hammermühle und weiter Feinpulverisieren mit einem Feinpulverisator unter Verwendung eines Strahlstroms oder eines mechanischen Pulverisators, und Sieben des pulverisierten Produkts auf eine festgelegte Teilchengröße mit einer Siebvorrichtung unter Verwendung eines Rotationsstroms oder einer Siebvorrichtung unter Verwendung des Coanda-Effekts erhalten.

Der erfindungsgemäße Toner weist ein Volumenmittel der Teilchengröße von vorzugsweise 6 bis 12 µm, stärker bevorzugt 7 bis 9 µm, auf.

Zusätzlich beträgt, um eine Verringerung der Fluidität des Toners durch freies Siliciumdioxid zu verhindern und die Einbettung des Siliciumdioxids zu verhindern, der Gehalt der Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder weniger, die eine Erhöhung der Oberfläche bewirken, vorzugsweise 10 bis 50%, stärker bevorzugt 15 bis 45%. basierend auf der Anzahl der. Tonerteilchen. Zusätzlich beträgt der Gehalt der Tonerteilchen, berechnet auf Volumenbasis, vorzugsweise 0.1 bis 15 Vol.-%, stärker bevorzugt 0,5 bis 9 Vol.-%.

Im erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Entwickler, der durch Mischen eines Toners und eines Trägers erhalten wird, beträgt das Gewichtsverhältnis des Toners zum Träger (Toner/Träger) vorzugsweise 0,5/100 bis 8/100, stärker bevorzugt 1/100 bis 6/100.

Der erfindungsgemäße Zweikomponenten-Entwickler ist in hohem Maße wirksam, um eine Trägeranhaftung am Photoleiter zu verhindern, so dass die Einbettung von Siliciumdioxid verhindert werden kann, ohne dass eine Trägeranhaftung am Photoleiter bewirkt wird, auch wenn der Zweikomponenten-Entwickler für eine elektrophotographische Vorrichtung, wie einen Kopierer oder Drucker, verwendet wird, der einen Photoleiter mit einer Umfangsgeschwindigkeit von vorzugsweise 400 mm/s oder mehr, stärker bevorzugt 400 bis 2000 mm/s. umfasst.

Beispiele Säurezahl und Hydroxylzahl

Die Säurezahl und Hydroxylzahl werden mit einem Verfahren gemäß JIS K 0070 gemessen.

Erweichungspunkt

Der Erweichungspunkt bezieht sich auf eine Temperatur, bei der die Hälfte des Harzes ausfließt, gemessen unter Verwendung eines Fließtesters des "Koka"-Typs "CFT- 500D" (im Handel erhältlich von Shimadzu Corporation) (Probe: 1 g, Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung: 6°C/min. Last: 1,96 MPa und Düse: Durchmesser 1 mm × 1 mm).

Glasübergangspunkt

Der Glasübergangspunkt wird unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters "DSC 210" (im Handel erhältlich von Seiko Instruments, Inc.) unter Erhöhen der Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min bestimmt. Teilchengrößenverteilung und mittlere Teilchengröße des Toners Messvorrichtung: Coulter Multisizer II (im Handel erhältlich von Beckman Coulter)
Öffnungsdurchmesser: 100 µm
Analysesoftware: Coulter Multisizer AccuComp Vers. 1.19 (im Handel erhältlich von Beckman Coulter)
Elektrolyt: Isotone II (im Handel erhältlich von Beckman Coulter)
Dispersion: 5% Elektrolyt von EMULGEN 109P (im Handel erhältlich von Kao Corporation, Polyoxyethylenlaurylether, HLB: 13,6)
Dispersionsbedingungen: 10 mg einer Testprobe werden zu 5 ml einer Dispersion gegeben und das erhaltene Gemisch in einem Ultraschalldispersionsgerät 1 Minute dispergiert. Danach werden 25 ml Elektrolyt zur Dispersion gegeben und das erhaltene Gemisch in einer Ultraschall-Dispersionsvorrichtung eine weitere Minute dispergiert.
Messbedingungen: 100 ml eines Elektrolyten und eine Dispersion werden in einen Becher gegeben und die Teilchengrößen der Teilchen 20 Sekunden unter den Bedingungen einer Konzentration bestimmt, die die Bestimmung für 30000 Teilchen in 20 Sekunden erfüllt. wobei die Teilchengrößenverteilung erhalten wird.

Spezifischer Oberflächenwiderstand und spezifischer Volumenwiderstand des Trägers

Unter Verwendung einer Vorrichtung, deren Querschnitt in Fig. 1 gezeigt ist, die eine Zelle 1 (Dicke: 10 mm), eine Elektrode A 2 (Durchmesser: 80 mm), eine Elektrode B 3 und eine Elektrode C 4 (Gewicht: 805 g, Durchmesser: 120 mm) umfasst. wird die Zelle 1 mit 500 g eines Trägers gefüllt, so dass der Träger eine Dicke von 10 mm bei ebenem Abziehen aufweist, und die Bestimmung durchgeführt. Die Umgebungsbedingungen für die Bestimmung sind eine Temperatur von 23°C und eine relative Feuchte von 45%.

(1) Spezifischer Oberflächenwiderstand

Der spezifische Oberflächenwiderstand wird unter Verwendung eines Elektrodenkoefflzienten von 53,41 aus dem Wert des elektrischen Stroms, bestimmt unter Verwendung einer Elektrode A 2 als Hauptelektrode, einer Elektrode B 3 als Elektrodenpaar und einer Elektrode C 4 als Schutzelektrode, Anschließen an ein Elektrometer "R 8340 A" (im Handel erhältlich von Advantest Corporation) und Anlegen einer Spannung von 100 V für 60 Sekunden erhalten.

(2) Spezifischer Volumenwiderstand

Der spezifischer Volumenwiderstand wird wie beim spezifischen Oberflächenwiderstand unter Verwendung einer Elektrode A 2 als Hauptelektrode, einer Elektrode B 3 als Schutzelektrode und einer Elektrode C 4 als Elektrodenpaar bestimmt. Hier ist der Elektrodenkoeffizient 0,503.

Harzherstellungsbeispiel

Die in Tabelle 1 gezeigten Ausgangssubstanzen wurden in Gegenwart einer katalytischen Menge Dibutylzinnoxid unter einem Stickstoffgasstrom unter Rühren der Bestandteile bei 200°C für Harz A oder bei 230°C für die Harze B und C umgesetzt. Man ließ die Reaktion unter Verwendung des Erweichungspunkts, bestimmt mit dem Ring- und Ball-Verfahren als Endpunkt, ablaufen, wobei die Harze A bis C erhalten wurden. Der Erweichungspunkt (Tm) und der Glasübergangspunkt (Tg) jedes Harzes ist in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Herstellungsbeispiel 1 des Toners

70 Gew.-Teile Harz A, 30 Gew.-Teile Harz B, 6 Gew.-Teile eines Farbmittels "MOGUL L" (im Handel erhältlich von Cabot Corporation), 1 Gew.-Teil eines Ladungseinstellmittels "Bontron S-34" (im Handel erhältlich von Orient Chemical Co., Ltd.), 1 Gew.-Teil eines Ablösemittels "Viscol 550P" (im Handel erhältlich von SANYO CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) und 1 Gew.-Teil Magnetit "EPT 1002" (im Handel erhältlich von Toda Kogyo Corp.) wurden bei 100°C unter Verwendung eines Extruders schmelzgeknetet. Das erhaltene Produkt wurde mit einer Strahlmühle fein pulverisiert und durch Luftsieben gesiebt, wobei ein nicht behandelter Toner mit einer in Tabelle 2 gezeigten Teilchengrößenverteilung erhalten wurde.

100 Gew.-Teilen des erhaltenen nicht behandelten Toners wurde ein in Tabelle 2 gezeigtes hydrophobes Siliciumdioxid mit einem Henschel-Mischer beigemischt und angehaftet, wobei jeweils die Toner 1 bis 6 und Vergleichstoner 1 bis 4 erhalten wurden.

Herstellungsbeispiel 2 des Toners

Die gleichen Verfahren wie in Herstellungsbeispiel 1 des Toners wurden durchgeführt, außer dass die verwendete Menge des Harzes A auf 50 Gew.-Teile geändert wurde und das Harz C in einer Menge von 50 Gew.-Teilen verwendet wurde, wobei ein nicht behandelter Toner mit einer in Tabelle 2 gezeigten Teilchengrößenverteilung erhalten wurde. Weiter wurde ein hydrophobes Siliciumdioxid, wie in Tabelle 2 gezeigt, dem nicht behandelten Toner beigemischt und angehaftet, wobei ein Toner 7 erhalten wurde. Tabelle 2

Herstellungsbeispiel des Trägers

Ein Gemisch, umfassend 40 mol-% Manganoxid (MnO), 15 mol-% Magnesiumoxid (MgO), 44,5 mol-% Eisen(III)-oxid (Fe₂O₃) und 0,5 mol-% Strontiumcarbonat (SrCO₃), wurde mit einer Kugelmühle des Nasstyps pulverisiert und gemischt, getrocknet und danach gebrannt. Das erhaltene Produkt wurde mit einer Kugelmühle des Nasstyps auf eine Teilchengröße von 3 µm oder weniger pulverisiert. Ein Dispergiermittel und ein Bindemittel wurden zu dieser Aufschlämmung gegeben und das erhaltene Gemisch granuliert und mit einem Sprühtrockner getrocknet. Das erhaltene Produkt wurde in einem elektrischen Ofen gebacken und währenddessen die Sintertemperatur zum Einstellen der Sättigungsmagnetisierung und des Korndurchmessers geändert. Danach wurde das erhaltene Produkt aufgelöst und weiter gesiebt, wobei ein Kernmaterial eines Ferritteilchens erhalten wurde. Ein Siliconharz "SR2411" (im Handel erhältlich von Dow Corning Toray Silicone) wurde in einem Toluollösungsmittel aufgelöst und auf das vorstehende Kernmaterial unter Verwendung eines Fließbetts aufgetragen. Das erhaltene Produkt wurde weiter gesintert und während dessen der Widerstand des Trägers durch Ändern der Menge an "SR2411" und der Sintertemperatur eingestellt, wobei Träger 1 und 2, wie in Tabelle 3 gezeigt, erhalten wurden.

Ähnlich wurden ein Magnetit, ein Ferrit auf Cu-Zn-Basis, ein Ferrit auf Mg-Basis oder ein Ferrit auf Mn-Basis als Kernmaterial verwendet und die Menge des aufgebrachten Harzes und die Sintertemperatur während des Beschichtens wurden eingestellt, wobei Träger 3 bis 5 und Vergleichsträger 1 bis 5, wie in Tabelle 3 gezeigt, erhalten wurden.

Beispiele 1 bis 13 und Vergleichsbeispiele 1 bis 10

5 Gew.-Teile eines Toners und 95 Gew.-Teile eines Trägers, wie in den Tabellen 4 und 5 gezeigt, wurden mit einem Wirbelschüttelmischer gemischt, wobei jeweils ein Zweikomponenten-Entwickler erhalten wurde.

Der erhaltene Zweikomponenten-Entwickler wurde auf eine Hochgeschwindigkeitsvorrichtung einer modifizierten Apparatur "SD2075" (im Handel erhältlich von Sharp Corporation) aufgebracht, in der die Umfangsgeschwindigkeit des organischen Photoleiters auf 600 mm/s eingestellt war. Das Drucken wurde mit einem Druckverhältnis von 10% bis zu 50 000 Bögen und einem Druckverhältnis von 2% für den 50 000. Bogen bis 100 000. Bogen durchgeführt. Während des kontinuierlichen Druckens wurden die Bilddichten nach Drucken von 1000 Bögen (anfängliches Drucken) und nach Drucken von 100 000 Bögen und die Trägerhaftung am Photoleiter, die Nebelbildung im Hintergrund und die Tonerstreuung nach 100 000 Bögen mit folgenden Verfahren beurteilt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 4 und 5 gezeigt.

Bilddichte Eine optische Reflexionsdichte wird mit einem Reflexionsdichtemessgerät "RD- 915" (im Handel erhältlich von Macbeth Process Measurements Co.) gemessen. Die Bilddichte wird mit folgenden Beurteilungskriterien beurteilt. Beurteilungskriterien

≙: 1,4 oder mehr

○: 1,3 oder mehr und weniger als 1,4

Δ: 1,2 oder mehr und weniger als 1,3

X: weniger als 1,2

Trägeranhaftung am Photoleiter

Die Zahl der weißen Flecken, die durch Trägeranhaftung am Photoleiter bewirkt werden, wird gezählt, wenn 10 Bögen Vollbilder (10 cm × 12 cm) gedruckt werden. Die Trägeranhaftung am Photoleiter wird mit folgenden Beurteilungskriterien beurteilt. Beurteilungskriterien ≙: 0 Flecken pro Bogen
○: 1 Fleck pro Bogen
Δ: 2 bis 5 Flecken pro Bogen
X: 6 oder mehr Flecken pro Bogen

Nebelbildung im Hintergrund

Der Grad der Weißfärbung eines Nicht-Bildbereiches wird mit einem Spektralphotometer "SZ-Σ90" (im Handel erhältlich von Nihon Denshoku Kogyo K. KI) gemessen und die Nebelbildung im Hintergrund mit folgenden Beurteilungskriterien beurteilt. Beurteilungskriterien ○: weniger als 0,5
Δ: 0,5 oder mehr und weniger als 1.0
X: 1,0 oder mehr

Tonerstreuung

Die Menge der Tonerstreuung in der Vorrichtung wird für 6 Sekunden mit einer Digitalstaubanzeige "Modell P-SH₂" (im Handel erhältlich von SHIBATA SCIENTIFIC TECHNOLOGY LTD.) bestimmt. Die Tonerstreuung wird mit folgenden Kriterien beurteilt. Beurteilungskriterien ≙: 0 oder mehr und weniger als 20
○: 20 oder mehr und weniger als 40
Δ: 40 oder mehr und weniger als 60
X: 60 oder mehr

Aus den vorstehenden Ergebnissen ist zu erkennen, dass Bilder hoher Qualität kontinuierlich in allen Beispielen 1 bis 13 erhalten werden können, ohne dass eine Trägeranhaftung am Photoleiter bewirkt wird. Andererseits ist zu erkennen, dass Trägeranhaftung am Photoleiter, Tonerstreuung und Verringerung in der Bilddichte in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 bewirkt werden, in denen die Werte Rs/Rv der Träger nicht eingestellt sind. Es ist auch zu erkennen, dass die Bilddichte in den Vergleichsbeispielen 6 bis 10 drastisch verringert ist, in denen ein Toner verwendet wird, der nur ein hydrophobes Siliciumdioxid mit kleiner Teilchengröße umfasst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Zweikomponenten-Entwickler bereitgestellt werden, der kontinuierlich Bilder hoher Qualität auch in einer Hochgeschwindigkeitsvorrichtung ergeben kann, ohne dass Einbettung von Siliciumdioxid und Trägeranhaftung am Photoleiter bewirkt werden.

Claims

1. Zweikomponenten-Entwickler, umfassend:
einen Toner, zu dem ein hydrophobes Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 25 nm oder mehr extern gegeben wird, und
einen Träger mit einer Sättigungsmagnetisierung von 50 bis 95 Am²/kg,
wobei der Träger ein Verhältnis des spezifischen Oberflächenwiderstands zum spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10² bis 1 × 10⁴ m^-1 bei einer elektrischen Feldstärke von 100 V/cm aufweist.

2. Zweikomponenten-Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Träger einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 1 × 10¹⁰ bis 1 × 10¹⁷ Ω aufweist.

3. Zweikomponenten-Entwickler nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Toner ein Volumenmittel der Teilchengröße von 6 bis 12 µm aufweist und der Gehalt der Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder weniger 10 bis 50% basierend auf der Anzahl der Tonerteilchen beträgt.

4. Zweikomponenten-Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Verwendung in einer elektrophotographischen Vorrichtung, umfassend einen Photoleiter mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 400 mm/s oder mehr.

5. Verfahren zur Entwicklung, umfassend Aufbringen des Zweikomponenten- Entwicklers nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf eine elektrophotographische Vorrichtung, umfassend einen Photoleiter mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 400 mm/s oder mehr, und Entwickeln eines latenten Bilds.