DE19718155A1

DE19718155A1 - Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren und Trockentoner hierfür

Info

Publication number: DE19718155A1
Application number: DE1997118155
Authority: DE
Inventors: Hachiroh Tosaka; Shoichi Sugimoto; Masahide Yamashita; Shinichiroh Yagi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 1997-11-13
Also published as: JP3525217B2; JPH1083098A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsverfahren und einen Tockentoner, das bzw. der für die Entwicklung eines durch Elektrophotographie, elektrostatische Aufzeichnung, elektrostatischen Druck oder dergleichen gebildeten latenten elektrostatischen Bildes nützlich ist.

Eine Vielfalt von Verfahren unter Verwendung von Elektrophotographie zwecks Erhalt eines aufgezeichneten Bildes ist bereits offenbart worden, beispielsweise in US-Patent 2297691 und den japanischen Patenten 49-23910 und 43-24748. Im allgemeinen schließen diese Verfahren die folgenden Stufen ein:

(a) auf einem Photoleiter wird durch vielfältige Verfahren ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt;
(b) das latente elektrostatische Bild wird mit einem Toner entwickelt;
(c) das entwickelte Tonerbild wird auf ein Aufzeichnungsmaterial wie beispielsweise Papier oder dergleichen übertragen; und
(d) das übertragene Tonerbild wird durch Anwendung von Wärme, Druck oder organischem Lösungsmitteldampf unter Erhalt eines aufgezeichneten Bildes fixiert.

Verfahren zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes werden breit in zwei Typen eingeteilt. Der erste Typ von Entwicklungsverfahren ist ein Flüssigtoner-Entwicklungsverfahren unter Verwendung eines Flüssigtoners, der durch Dispergieren eines Pigments und/oder eines Farbstoffes in einer isolierenden organischen Flüssigkeit hergestellt wird. Der zweite Typ von Entwicklungsverfahren ist ein Trockentoner-Entwicklungsverfahren, das sich eines Trockentoners bedient, der durch Dispergieren eines farbgebenden Mittels wie beispielsweise Ruß oder dergleichen in einem Bindemittelharz wie beispielsweise natürlich vorkommenden Harzen oder synthetischen Harzen hergestellt wird. Momentan wird das Trockentoner-Entwicklungsverfahren weitverbreitet für die Elektrophotographie eingesetzt.

Weiter wird das Trockentoner-Entwicklungsverfahren breit in zwei Typen eingeteilt. Der erste Typ von Trockentoner-Entwicklungsverfahren ist ein Einkomponenten entwickler-Entwicklungsverfahren unter Verwendung eines Einkomponenten entwicklers (d. h. Toners), bei dem beispielsweise sowohl ein farbgebendes Mittel als auch eine magnetisierbare Substanz in einem Bindemittelharz dispergiert sind. Der zweite Typ von Trockentoner-Entwicklungsverfahren ist ein Zweikomponenten entwickler-Entwicklungsverfahren unter Verwendung eines Zweikomponenten entwicklers, der eine Mischung von Trockentoner und magnetisierbarem Träger wie beispielsweise Eisenpulver oder dergleichen einschließt.

Unter diesen beiden Verfahren wird das Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren auf Grund der folgenden Vorteile weitverbreitet für die Elektrophotographie eingesetzt:

(1) eine Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung des Einkomponenten entwickler-Entwicklungsverfahrens erfordert keine Vorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration und deshalb kann ein kosteneffizientes Bilderzeugungsgerät hergestellt werden;
(2) eine Entwicklungseinheit unter Verwendung des Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahrens erfordert nur eine kleine Rührvorrichtung und deshalb kann ein kompaktes Bilderzeugungsgerät hergestellt werden; und
(3) die Lebensdauer des Einkomponentenentwicklers ist relativ lange.

Weiter werden die Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren breit in zwei Typen eingeteilt. Der erste Typ der Einkomponentenentwickler- Entwicklungsverfahren ist ein magnetisches Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren unter Verwendung eines magnetisierbaren Einkomponenten entwicklers, in dem ein latentes elektrostatisches Bild mit einem magnetisierbaren Entwickler, der auf einer magnetischen Entwicklungswalze gehalten wird, entwickelt wird. Der zweite Typ der Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren ist ein nicht-magnetisches Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren, in dem ein latentes elektrostatisches Bild mit einem nicht-magnetisierbaren Einkomponentenentwickler entwickelt wird, der durch ein Tonerzuführelement auf eine nicht-magnetische Entwicklungswalze aufgebracht wird.

In den Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren sowohl des magnetischen als auch des nicht-magnetischen Entwickler-Entwicklungstyps tritt, wenn ein Entwickler (im folgenden als Toner bezeichnet) auf einem Toner-tragenden Element in einer Entwicklungseinheit haftet und ein Tonerfilm auf dem Toner-tragenden Element gebildet wird, ein Problem auf, bei dem der Abfalltoner, der sich auf dem Reinigungsabschnitt der Entwicklungseinheit ansammelt, auf Grund der Haftung des Toners an einem Bereich eines Photoleiters, der dem Hintergrund eines Bildes entspricht, zunimmt (im folgenden wird "Haftung des Toners auf einem Bereich eines Photoleiters" als "Photoleiter-Verschmutzung" bezeichnet). Da der Abfalltoner nicht zur Tonerbilderzeugung beiträgt, muß die festgelegte Menge eines Toners, die in einem Tonerbehälter abgepackt wird, von dem garantiert wird, daß er mehr als eine festgelegte Zahl von Kopierblättern entwickelt, erhöht werden, was zu einer Zunahme in den Herstellungskosten führt. Deshalb sollte die Tonerhaftung und die resultierende Schichtbildung auf dem Toner-tragenden Element vermieden werden.

In dem Versuch, dieses Problem zu lösen, ist ein Tonerfilmbildungs-Verhinderungsverfahren vorgeschlagen worden, in dem ein ein Tonerablösematerial, wie beispielsweise fluorhaltige Materialien und Siliconharze, auf ein den Toner kontaktierendes Element des Toner-tragenden Elements aufgebracht wird. Dieses Verfahren weist jedoch die folgenden Nachteile auf:

(1) fluorhaltige Materialien neigen auf Grund ihrer großen negativen Polarität dazu, negativ aufgeladen zu werden, wenn sie mit Toner gerieben werden, und deshalb lädt sich der Toner nahezu immer positiv auf und es ist schwierig, einen negativ aufgeladenen Toner zu erhalten; und
(2) Siliconharze weisen eine zu schlechte Haltbarkeit auf, um auf diese Elemente aufgebracht zu werden.

Deshalb können diese Materialien nicht auf das Toner-tragende Element aufgebracht werden und es besteht ein Bedürfnis nach einem Toner, der nicht auf einem Toner-tragenden Element haftet.

Weiter kann ein Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren im allgemeinen weniger Reibungselektrizität im Toner induzieren als ein Zweikomponenten entwickler-Entwicklungsverfahren und demgemäß wird dem Toner häufig eine geeignete Menge eines Ladungsregulierungsmittels zugesetzt. Beispielsweise umfassen herkömmliche positive Ladungsregulierungsmittel, die eine Aufladung des Toners mit positiver Reibungselektrizität veranlassen, öllösliche Farbstoffe vom Nigrosin-Typ, quaternäre Ammoniumsalze, Azin-Farbstoffe mit einer Alkylgruppe, basische Farbstoffe und Beizenfarbstoffe derselben. Herkömmliche negative Ladungsregulierungsmittel umfassen metallhaltige Farbstoffe wie beispielsweise chromhaltige Monoazo-Komplexe, chromhaltige Salicyl-Verbindungen, Zinksalicylat-Verbindungen und chromhaltige organische Farbstoffe wie beispielsweise Kupferphthalocyaningrün und chromhaltige Monoazo-Farbstoffe.

Aber selbst wenn der diese Ladungsregulierungsmittel enthaltende Toner an einem Toner-tragenden Element haftet und eine Tonerfilmbildung auf dem Toner tragenden Element auftritt, tritt ebenfalls eine Verschmutzung des Photoleiters ein.

Es ist ein nicht-magnetisches Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren bekannt, bei dem ein gebildetes latentes Bild auf einem ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Element mit einer dünnen Tonerschicht entwickelt wird, die auf einem Toner-tragenden Element in einer Entwicklungseinheit gebildet wird, die das Toner tragende Element und ein die Tonerschicht regulierendes Element und ein Tonerzufuhrelement einschließt und in der das die Tonerschicht regulierende Element das Toner-tragende Element kontaktiert. In diesem nicht-magnetischen Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren neigt der Toner dazu, am Toner tragenden Element zu haften, und häufiger einen Tonerfilm zu erzeugen als im Fall des magnetischen Entwickler-Entwicklungsverfahrens. Der Grund hierfür ist, daß in dem nicht-magnetischen Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren der Toner gezwungen wird, dem Toner-tragenden Element unter Verwendung des Tonerzufuhrelements zugeführt zu werden, während im magnetischen Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren der Toner dem Toner-tragenden Element unter Verwendung der magnetischen Kraft des Toner-tragenden Elements zugeführt wird.

Die JP-A-5-34 1556 scheint ein nicht-magnetisches Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren zu diskutieren, das ein nicht-magnetischen Toner tragendes Element, das Toner einem ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Element zuführt, und ein Tonerschicht-regulierendes Element, das eine Tonerschicht auf dem nicht-magnetischen Toner-tragenden Element bildet, einschließt, wobei ein Metalloxid in dem nicht-magnetischen Einkomponententoner in einer Menge von 20 bis 50 Gewichts-% eingeschlossen ist. Dieses Verfahren verbessert die Reproduzierbarkeit von Halbtonbildern, kann aber die Tonerfilmerzeugung auf dem nicht-magnetischen Toner tragenden Element nicht verbessern.

Aus diesen Gründen besteht ein Bedürfnis nach einem Toner für ein Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren, das gute Bildqualität und Haltbarkeit ohne Verschmutzung der Entwicklungsapparatur, wie beispielsweise Tonerfilmbildung, aufweist.

Demgemäß ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Toners für ein Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren, der gute Bildqualität und Haltbarkeit ohne Verschmutzung der Entwicklungsapparatur, wie beispielsweise Tonerfilmbildung, aufweist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Toners für ein Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren ohne Verschmutzung des Photoleiters und Verstreuen des Toners.

Um diese Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, faßt die vorliegende Erfindung die Bereitstellung eines Toners ins Auge, der ein Metalloxid und einen metallhaltigen Azo-Farbstoff einschließt.

Vorzugsweise wird das Metalloxid in dem Toner in einer Menge von etwa 10 bis etwa 30 Gewichts-% (d. h. etwa 10 bis etwa 30 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Toner) eingeschlossen. Der erfindungsgemäße Toner ist nützlich für ein Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren, in dem ein latentes Bild, das auf einem ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Element gebildet ist, mit einer dünnen Tonerschicht entwickelt wird, die auf einem Toner-tragenden Element in einer Entwicklungseinheit gebildet ist, die das Toner-tragende Element, ein Tonerschicht-regulierendes Element und ein Tonerzufuhrelement einschließt, wobei das Tonerschicht-regulierende Element oder sowohl das Tonerschicht-regulierende Element als auch das Tonerzufuhrelement das Toner-tragende Element kontaktiert.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der metallhaltige Azo-Farbstoff die Formel (i) auf:

worin X₁ und X₂ unabhängig für ein Wasserstoffatom, eine Niederalkylgruppe, eine Niederalkoxygruppe, eine Nitrogruppe oder ein Halogenatom stehen; m 1, 2 oder 3 ist; m′ 1, 2 oder 3 ist; R₁ und R₃ unabhängig für ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe, eine Sulfonamidgruppe, eine Sulfonsäuregruppe, eine Carboxylestergruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Acetylaminogruppe, eine Benzoylaminogruppe oder ein Halogenatom stehen; n 1, 2 oder 3 ist; n′ 1, 2 oder 3 ist; R₂ und R₄ unabhängig für ein Wasserstoffatom oder eine Nitrogruppe stehen; und A⁺ für ein Wasserstoffion, ein Natriumion, ein Kaliumion oder ein Ammoniumion steht.

In einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der metallhaltige Azo-Farbstoff im Toner in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 5,0 Gewichts-%, d. h. etwa 0,1 bis etwa 5,0 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Toner, enthalten.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Toner eine Tablettendichte von etwa 1,20 bis etwa 1,40 g/cm³ auf.

In einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt das Metalloxid Eisenoxid, Manganoxid und Ferrit ein.

In einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Toner ein Gewichtsmittel des Teilchendurchmessers von etwa 3 bis etwa 9 µm auf.

Der Toner der Erfindung schließt typischerweise ein Bindemittelharz und ein farbgebendes Mittel, beispielsweise einen Farbstoff oder ein Pigment, ein (und kann weiter ein oder mehrere Additive, z. B. herkömmlicherweise in Tonern eingesetzte Additive, enthalten), obwohl in einigen Ausführungsformen das Metalloxid selbst als farbgebendes Mittel für den Toner dient und kein anderes farbgebendes Mittel anwesend ist.

Die Erfindung faßt auch die Bereitstellung eines Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahrens ins Auge, welches die Stufen der Bereitstellung eines ein Metalloxid und einen metallhaltigen Azo-Farbstoff einschließenden Toners, der Bereitstellung einer Entwicklungseinheit, die ein Toner-tragendes Element, ein die Tonerschicht regulierendes Element und ein Tonerzufuhrelement einschließt, wobei das die Tonerschicht regulierende Element das Toner-tragende Element kontaktiert, wobei es eine dünne Tonerschicht auf dem Toner-tragenden Element bildet, und der Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Element mit der dünnen Tonerschicht unter Erhalt eines Tonerbildes umfaßt.

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung ersichtlich.

Allgemein stellt die Erfindung einen Toner bereit, der ein Metalloxid in einer Menge von 10 bis 30 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Toners und einen metallhaltigen Azo-Farbstoff enthält.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Entwicklungseinheit, die für das Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren der vorliegenden Erfindung nützlich ist.

In Fig. 1 wird ein Einkomponententoner 6, der sich in einem Tonertank 7 befindet, einer Schwammwalze 4, bei der es sich um eines der Tonerzufuhrelemente handelt, durch einen Rührer 5, der ebenfalls eines der Tonerzufuhrelemente ist, unter Zwang zugeführt. Der Toner 6 auf der Schwammwalze 4 wird dann durch Drehen der Schwammwalze 4 in der durch einen Pfeil angezeigten Richtung auf eine Entwicklungswalze 2 übertragen. Der Toner 6 haftet elektrostatisch und physikalisch durch Reibung mit der Entwicklungswalze 2 an der Entwicklungswalze 2. Der Toner 6, der an der Entwicklungswalze 2 haftet, wird dann durch eine elastische Klinge 3, d. h. ein Tonerschicht-regulierendes Element, reguliert, um eine geladene dünne Tonerschicht zu bilden. Die geladene dünne Tonerschicht kontaktiert die Oberfläche einer Photoleitertrommel 1 oder kommt dieser nahe, um ein latentes Bild auf der Photoleitertrommel 1 zu entwickeln. Somit wird auf der Photoleitertrommel 1 ein Tonerbild erzeugt.

Wenn in Fig. 1 die Entwicklungswalze die Photoleitertrommel 1 und die Schwammwalze 4 kontaktiert, besteht die Neigung, daß ein Tonerfilm auf der Entwicklungswalze 2 gebildet wird. Selbst wenn der erfindungsgemäße Toner für eine Entwicklungseinheit eingesetzt wird, in der die Entwicklungswalze die Photoleitertrommel 1 und die Schwammwalze 4 kontaktiert, wird auf der Entwicklungswalze 2 kein Tonerfilm gebildet.

Geeignete Metalloxide zur Verwendung im Toner der vorliegenden Erfindung schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf:
Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Calciumtitanat, Zinkoxid, Zirkoniumoxid Chromoxid, Manganoxid, Eisenoxid und Ferrit.

Diese Metalloxide können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Unter diesen Metalloxiden werden Eisenoxid, Manganoxid und Ferrit bevorzugt. Da sie eine schwarze Farbe aufweisen und ein spezifisches Gewicht von mehr als 4,0 g/cm³ besitzen, kann ein schwarz gefärbter Toner ohne oder mit nur wenig Ruß erhalten werden, was dazu führt, daß der Toner an einem Widerstandsabfall gehindert wird, der zu einer Verschlechterung der Bildqualität führt.

Das bevorzugte Gewichtsverhältnis von Metalloxid im Toner der vorliegenden Erfindung beträgt 10 bis 30%, um das Toner-tragende Element an einer Tonerfilmbildung und einer Verschmutzung des Photoleiters zu hindern.

Geeignete metallhaltige Azo-Farbstoffe zur Verwendung im erfindungsgemäßen Toner schließen die bekannten metallhaltigen Farbstoffe ein, die beispielsweise in den japanischen Patenten Nr. 2-16916 und 2-28144 beschrieben sind. Metallhaltige Azo-Farbstoffe, die in Tabelle 1 gezeigt sind, werden bevorzugt für den erfindungsgemäßen Toner eingesetzt.

Der Gehalt an metallhaltigem Azo-Farbstoff im Toner, der vom Material des eingesetzten Bindemittelharzes und dem Material, dem Gehalt und dem Dispergierverfahren der eingesetzten Additive abhängt, kann im Bereich von 0,1 bis 5,0 und bevorzugter von 0,1 bis 2,0 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Toners liegen, um das Toner-tragende Element an einer Tonerfilmbildung zu hindern und die gute Tonerübertragbarkeit und die gute Bildqualität aufrechtzuerhalten.

Der erfindungsgemäße Toner weist vorzugsweise eine Tablettendichte von etwa 1,20 bis etwa 1,40 g/cm³ auf, um ein Verstreuen des Toners in der Entwicklungseinheit und eine Verschmutzung des Photoleiters zu verhindern und gute Bildqualität, wie beispielsweise hohe Bilddichte und hohe Auflösung, aufrechtzuerhalten.

Die Messung der Tablettendichte des Toners wird mit dem folgenden Verfahren durchgeführt:

(1) Herstellung eines Zylinders mit einem inneren Durchmesser von 20 mm und einer Tiefe von 10 mm, einer Scheibe mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einer Höhe von 5 mm, die bündig in den Zylinder eingeführt werden kann, und eines Kolbens mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einer Länge von 80 mm, der ebenfalls bündig in den Zylinder eingeführt werden kann;
(2) Einführen der Scheibe in den Zylinder;
(3) Geben von etwa einem Gramm Toner in den Zylinder;
(4) Einsetzen des Kolbens in den Zylinder;
(5) 5-minütiges Drücken des Kolbens unter einem Druck von 400 kg/cm², um eine Tonertablette zu erhalten;
(6) Messen des Durchmessers (D) und der Höhe (H) der erhaltenen Tonertablette und Bestimmen des Gewichts (G) der Tonertablette; und
(7) Berechnung der Tablettendichte des Toners unter Verwendung der folgenden Gleichung: Tablettendichte (g/cm³) = G/{π(D/2)²H}.

Geeignete Gewichtsmittel des Teilchendurchmessers des Toners der vorliegenden Erfindung liegen im Bereich von 3 bis 9 µm und bevorzugter von 5 bis 9 µm, um eine Tonerfilmbildung zu verhindern und gute Bildqualität wie beispielsweise hohe Auflösung aufrechtzuerhalten.

Die Messung des Gewichtsmittels des Teilchendurchmessers wird in der vorliegenden Erfindung mit einem Coulter Counter TA-II durchgeführt.

Geeignete Herstellungsverfahren für den Toner zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen die bekannten Herstellungsverfahren ein.

Tabelle 1

Beispielsweise wird das Herstellungsverfahren wie folgt durchgeführt:

(1) Mischen eines Bindemittelharzes, eines metallhaltigen Azo-Farbstoffes und eines Metalloxids in einem Mischer, gewünschtenfalls zusammen mit Hilfsagenzien wie beispielsweise Trennmittel und farbgebendem Mittel;
(2) Schmelzen und Kneten der Mischung in einer Knetvorrichtung wie beispielsweise einem Doppelwalzenstuhl, einem Extruder oder dergleichen;
(3) Pulverisieren der gekneteten Mischung nach dem Abkühlen und anschließende Klassierung der resultierenden Teilchen, um einen Toner mit einer gewünschten Teilchendurchmesser-Verteilung zu erhalten.

Geeignete farbgebende Mittel zur Verwendung im Toner der vorliegenden Erfindung schließen die bekannten Pigmente und Farbstoffe ein.

Konkrete Beispiele für die Pigmente und Farbstoffe sind wie folgt, sind aber nicht darauf beschränkt:

Ruß, Eisenschwarz, Ultramarin, Nigrosin, Anilinblau, Chalko-Ölblau, DuPont Oil Red, Chinolingelb, Methylenblauchlorid, Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün, Rhodamin 6C Beizenfarbstoff, Chinacridon, Malachitgrün, Hansagelb G, Benzidingelb, Malachitgrünhexalat, Ölschwarz, Azoölschwarz, Diodeosin, Monoazo-Farbstoffe, Bisazo-Farbstoffe, Trisazo-Farbstoffe und Mischungen davon.

Der bevorzugte Gehalt an farbgebendem Mittel kann im Bereich von etwa 1 bis etwa 20 und bevorzugter etwa 5 bis etwa 15 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes liegen.

Geeignete Bindemittelharze zur Verwendung im erfindungsgemäßen Toner schließen die bekannten Harze ein. Konkrete Beispiele für die Harze, die einzeln oder in Kombination eingesetzt werden können, sind die folgenden, sind aber nicht darauf beschränkt:

Homopolymere und Copolymere von Styrol und Styrol-Derivaten wie beispielsweise Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol, Polyvinyltoluol, Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymere und Styrol-Vinyltoluol-Copolymere;
Styrol-Acrylat-Copolymere wie beispielsweise Styrol-Methylacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylacrylat-Copolymere und Styrol-Butylacrylat-Copolymere;
Styrol-Methacrylat-Copolymere wie beispielsweise Styrol-Methylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymere und Styrol-Butylmethacrylat-Copolymere;
Styrol-Copolymere wie beispielsweise Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Styrol-Vinylmethylether-Copolymere, Styrol-Vinylethylether-Copolymere, Styrol-Vinylmethyl keton-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Isopren-Copolymere, Styrol- Acrylnitril-Inden-Copolymere, Styrol-Maleinsäure-Copolymere und Styrol-Malein säureester-Copolymere; und
andere Polymere wie beispielsweise Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyvinylbutyral, Polyacrylat, Kolophonium, modifiziertes Kolophonium, Terpenharze, Phenolharze, aliphatische Kohlenwasserstoffharze, chloriertes Paraffin und Paraffinwachs.

Der erfindungsgemäße Toner kann gewünschtenfalls die Tonerfließfähigkeit verbessernde Mittel enthalten. Geeignete die Tonerfließfähigkeit verbessernde Mittel, die eine spezifische Oberfläche von mehr als 50 m² aufweisen, schließen Siliciumdioxid, Titanoxid und Aluminiumoxid ein. Konkrete Beispiele für die Tonerfließfähigkeit verbessernde Mittel umfassen beispielsweise Aerosil R972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Titanoxid P-25 und Aluminiumoxid C, beide von Degussa AG hergestellt.

Der Toner der vorliegenden Erfindung kann auch abrasiv wirkende Mittel wie beispielsweise Siliciumcarbid, Schmiermittel wie beispielsweise Metallsalze von Fettsäuren und Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 2 µm einschließen.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung. In diesen Beispielen beziehen sich die angegebenen Zahlen auf Gewichtsteile, soweit nichts anderes angegeben ist.

BEISPIELE Beispiel 1

Die folgenden Verbindungen werden in einem Henschel-Mischer gemischt und dann in einem Walzenstuhl für etwa eine halbe Stunde bei Temperaturen zwischen 130°C und 140°C geschmolzen und geknetet, um einen erfindungsgemäßen Toner herzustellen.

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100
niedrigmolekulares Polypropylen (Viscole 660 P, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.)	5
Magnetit (BL 200, hergestellt von Titan Kogyo K.K.)	20
Ruß	4
metallhaltige Azo-Farbstoffe (Verbindung Nr. (4))	2

Die geknetete Mischung wurde zwecks Abkühlen gewalzt, in einer Feinmahl vorrichtung pulverisiert und einer Luftklassierung unterzogen. So wurden schwarz gefärbte Wirtsteilchen mit einem Gewichtsmittel des Teilchendurchmessers von 7,5 µm erhalten. Weiter wurden 1,0 Gewichtsteile hydrophobes Siliciumdioxid-Pulver (R972, hergestellt von Nippon Aerosil Co.) mit 100 Gewichtsteilen der oben erwähnten schwarz gefärbten Wirtsteilchen gemischt, wodurch ein schwarz gefärbter Toner erhalten wurde.

Der erhaltene Toner wurde in eine Entwicklungseinheit des in Fig. 1 gezeigten Typs gegeben, um ein Bild zu erhalten. Die Oberflächenschicht der Entwicklerwalze bestand aus Urethan-Kautschuk. Die entwickelten Bilder wiesen eine gute Bildqualität auf, die selbst nach Entwicklung von 10000 Bildern beibehalten wurde. Zusätzlich wurde nach Entwicklung von 10000 Bildern keine Tonerfilmbildung auf der Entwicklungswalze in der Entwicklungseinheit beobachtet. Die Wiedergewinnung des Toners in einem Reinigungsabschnitt der Entwicklungseinheit betrug 15%. Die Rückgewinnung des Toners wurde durch die folgende Gleichung bestimmt:

Toner-Rückgewinnung = {(Gesamtgewicht des in dem Reinigungsabschnitt zurückgewonnenen Toners)/(Gesamtgewicht des eingesetzten Toners)} × 100 (%).

Die Ergebnisse der Beurteilung des Toners sind in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 2

Die Verfahren zur Herstellung und Beurteilung des Toners von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Toner durch die folgende Formulierung ersetzt wurde, das Gewichtsmittel des Teilchendurchmessers der blau gefärbten Wirtsteilchen 8,0 µm betrug, es sich bei dem hydrophoben Siliciumdioxid-Pulver um von Hoechst AG hergestelltes H-2000 handelte und die Oberflächenschicht der Entwicklungswalze aus NBR-Kautschuk bestand.

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100
TiO₂	13
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Verbindung Nr. (2))	2
Phthalocyaninblau	4

Die entwickelten Bilder wiesen eine gute Bildqualität auf, die selbst nach Entwicklung von 10000 Bildern beibehalten wurden. Zusätzlich wurde nach Entwicklung von 10000 Bildern keine Filmbildung auf der Entwicklungswalze beobachtet.

Beispiel 3

Die Verfahren zur Herstellung und Beurteilung des Toners von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Formulierung des Toners durch die folgende Formulierung ersetzt wurde, das Gewichtsmittel der Teilchendurchmesser der schwarz gefärbten Wirtsteilchen 7,0 µm betrug und die Oberflächenschicht der Entwicklungswalze aus einem NBR-Kautschuk bestand.

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100
SiO₂	45
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Verbindung Nr. (3))	2
Ruß	5

Die entwickelten Bilder wiesen eine gute Bildqualität auf, die selbst nach Entwicklung von 10000 Bildern beibehalten wurde. Nach Entwicklung von 10000 Bildern wurde keine Tonerfilmbildung auf der Entwicklungswalze beobachtet.

Beispiel 4

Die Verfahren zur Herstellung und Beurteilung des Toners von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Formulierung des Toners durch die folgende Formulierung ersetzt wurde und es sich bei dem hydrophoben Siliciumdioxid-Pulver um TS-720 (hergestellt von Cabot Corp.) handelte.

Polyesterharz
100
Carnaubawachs	5
Mn₂O₃	16
Ruß	3
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Verbindung Nr. (8))	2

Die entwickelten Bilder wiesen eine gute Bildqualität auf, die auch nach Entwicklung von 10000 Bildern beibehalten wurde. Eine Tonerfilmbildung auf der Entwicklungswalze wurde nicht beobachtet.

Beispiel 5

Die Verfahren zur Herstellung und Beurteilung des Toners von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Formulierung des Toners durch die folgende Formulierung ersetzt wurde, es sich bei dem hydrophoben Siliciumdioxid-Pulver um ZD-30S, hergestellt von Tokuyama Corp., handelte und die Oberflächenschicht der Entwicklungswalze aus einem Silicon-Kautschuk bestand.

Polyesterharz
100
Carnaubawachs	5
Fe₂O₃	40
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Verbindung Nr. (14))	2

In dieser Ausführungsform wurde eine geeignete Bilddichte erhalten, obwohl kein farbgebendes Mittel eingesetzt wurde, da das Metalloxid, d. h. Eisen(III)oxid, eine schwarze Farbe aufwies.

Die entwickelten Bilder wiesen eine gute Bildqualität auf, die selbst nach Entwicklung von 10000 Bildern beibehalten wurde. Nach Entwicklung von 10000 Bildern wurde keine Tonerfilmbildung auf der Entwicklungswalze festgestellt.

Beispiel 6

Die Verfahren zur Herstellung und Beurteilung des Toners von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Formulierung des Toners durch die folgende Formulierung ersetzt wurde und es sich bei dem hydrophoben Siliciumdioxid-Pulver um von Cabot Corp. hergestelltes TG-308F handelte.

Polyesterharz
100
Carnaubawachs	5
Fe₂O₃	15
Ruß	2
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Bontoron S-34, hergestellt von Hodogaya Chemical Co., Ltd.)	0,3

Die entwickelten Bilder wiesen eine gute Bildqualität auf, die selbst nach Entwicklung von 10000 Bildern beibehalten wurde. Nach Entwicklung von 10000 Bildern konnte keine Tonerfilmbildung auf der Entwicklungswalze beobachtet werden.

Beispiel 7

Die Verfahren zur Herstellung und Beurteilung des Toners von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Formulierung des Toners durch die folgende Formulierung ersetzt wurde und die Oberflächenschicht der Entwicklungswalze aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Methylen)-Kautschuk bestand.

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100
niedrigmolekulares Polypropylen	5
Cr₂O₃	33
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Verbindung Nr. (1))	2
Ruß	7

Beispiel 8

Die Verfahren zur Herstellung und Beurteilung des Toners von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Formulierung des Toners durch die folgende Formulierung ersetzt wurde.

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100
niedrigmolekulares Polypropylen	5
Magnetit (EPT500, hergestellt von Toda Kogyo Corp.)	25
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Spilon Black TRH, hergestellt von Hodogaya Chemical Co., Ltd.)	1

In dieser Ausführungsform wurde eine geeignete Bilddichte erhalten, obwohl kein farbgebendes Mittel eingesetzt wurde, da das Metalloxid, d. h. Magnetit, eine schwarze Farbe aufwies.

Beispiel 9

Die Verfahren zur Herstellung und Beurteilung des Toners von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Formulierung des Toners durch die folgende Formulierung ersetzt wurde und das Gewichtsmittel des Teilchendurchmessers der schwarz gefärbten Wirtsteilchen 8,0 µm betrug.

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100
ZnO	13
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Verbindung Nr. (3))	3
Ruß	10

Die entwickelten Bilder wiesen eine gute Bildqualität auf, die selbst nach Entwicklung von 10000 Bildern beibehalten wurde. Nach Entwicklung von 10000 Bildern konnte keine Tonerfilmbildung auf der Entwicklungswalze festgestellt werden.

Beispiel 10

Die Verfahren zur Herstellung und Beurteilung des Toners von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Formulierung des Toners durch die folgende Formulierung ersetzt wurde, es sich bei dem hydrophoben Siliciumdioxid-Pulver um von Tokuyama Corp. hergestelltes ZD-30S handelte und das Gewichtsmittel des Teilchendurchmessers der schwarz gefärbten Wirtsteilchen 7,0 µm betrug.

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100
SiO₂	43
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Verbindung Nr. (4))	1
Ruß	12

Beispiel 11

Polyesterharz
100
Carnaubawachs	5
Mn₂O₃	14
Ruß	3
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Verbindung Nr. (2))	3

Beispiel 12

Polyesterharz
100
Carnaubawachs	5
Fe₂O₃	33
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Pro Toner-Ladungsregulierungsmittel 7, hergestellt von Zeneca Colours)	0,5

In dieser Ausführungsform wurde eine geeignete Bilddichte erhalten, obwohl kein farbgebendes Mittel eingesetzt wurde, da das Metalloxid, d. h. Eisen(III)oxid, schwarz gefärbt war.

Beispiel 13

Polyesterharz
100
Carnaubawachs	5
Fe₂O₃	18
Ruß	2
Phthalocyaninblau	1
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Verbindung Nr. (15))	0,8

Beispiel 14

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100
niedrigmolekulares Polypropylen	5
Cr₂O₃	33
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Verbindung Nr. (5))	1
Ruß	7

Vergleichsbeispiel 1

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100
niedrigmolekulares Polypropylen	5
Ruß	11
metallhaltiger Azo-Farbstoff (Bontron E-84, bei dem es sich um von Orient Chemical Industries Co., Ltd. hergestelltes Zinksalicylat handelt)	2

Die Bilddichte der entwickelten Bilder betrug 0,8, was im Vergleich zu den Beispielen 1 bis 14 relativ niedrig ist. Zusätzlich wurde nach Entwicklung von 10000 Bildern eine Tonerfilmbildung auf der Entwicklungswalze beobachtet und auch eine Verstreuung des Toners wurde beobachtet.

Vergleichsbeispiel 2

Die Verfahren zur Herstellung und Beurteilung des Toners von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Formulierung des Toners durch die folgende Formulierung ersetzt wurde und die Oberfläche der Entwicklungswalze aus einem Urethan-Kautschuk bestand.

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100
niedrigmolekulares Polypropylen	5
SiO₂	20
Ruß	2
Phthalocyaninblau	4
Ladungsregulierungsmittel vom Harz-Typ (Acrybase FCA-1001-NS, hergestellt von Fujikura Kasei Co., Ltd.)	3

Obwohl das am Anfang entwickelte Bild eine hohe Bilddichte von 1,4 ohne Verschmutzung des Bildhintergrundes aufwies, nahm die Bilddichte nach Entwicklung von 10000 Bildern auf 1,1 ab und es wurden eine Tonerfilmbildung und eine Verstreuung des Toners beobachtet.

Vergleichsbeispiel 3

Die Verfahren zur Herstellung und Beurteilung des Toners von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Formulierung des Toners durch die folgende Formulierung ersetzt wurde und die Oberfläche der Entwicklungswalze aus NBR-Kautschuk bestand.

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100
niedrigmolekulares Polypropylen	5
Fe₃O₄	25
Ruß	11
negatives Ladungsregulierungsmittel (Bontron E-84, bei dem es sich um von Orient Chemical Industries Co., Ltd. hergestelltes Zinksalicylat handelt)	3

Obwohl das am Anfang entwickelte Bild eine hohe Bilddichte von 1,4 ohne Verschmutzung des Bildhintergrundes aufwies, wurden nach Entwicklung von 10000 Bildern eine Tonerfilmbildung und ein Verstreuen des Toners beobachtet.

Tabelle 2

Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen klar, daß der erfindungsgemäße Toner eine gute Bildqualität ohne Tonerfilmbildung auf der Entwicklungswalze und Verstreuen des Toners in der Entwicklungseinheit zeigt. Zusätzlich ist die Wiedergewinnung des Toners der vorliegenden Erfindung geringer als diejenige des Vergleichstoners. Der Toner, der sowohl ein von einem metallhaltigen Azo-Farbstoff verschiedenes Ladungsregulierungsmittel als auch ein Metalloxid enthält, kann selbst wenn der Metalloxid-Gehalt des Toners 10 bis 30 Gewichts-% beträgt, die Tonerfilmbildung auf der Entwicklungswalze nicht verhindern.

Claims

1. Trockentoner, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Metalloxid und einen metallhaltigen Azo-Farbstoff enthält.

2. Trockentoner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid in einer Menge von etwa 10 bis etwa 30 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Toner im Toner enthalten ist.

3. Trockentoner nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallhaltige Azo-Farbstoff die Formel (i) aufweist: worin X₁ und X₂ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Niederalkylgruppe, eine Niederalkoxygruppe, eine Nitrogruppe oder ein Halogenatom darstellen; m 1, 2 oder 3 ist; m′ 1, 2 oder 3 ist; R₁ und R₃ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe, eine Sulfonamidgruppe, eine Sulfonsäuregruppe, eine Carboxylestergruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Acetylaminogruppe, eine Benzoylaminogruppe oder ein Halogenatom bedeuten; n 1, 2 oder 3 ist; n′ 1, 2 oder 3 ist; R₂ und R₄ unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine Nitrogruppe stehen; und A⁺ ein Wasserstoffion, ein Natriumion, ein Kaliumion oder ein Ammoniumion repräsentiert.

4. Trockentoner nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der metallhaltige Azo-Farbstoff im Toner in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 5,0 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Toner enthalten ist.

5. Trockentoner nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner eine Tablettendichte von etwa 1,20 bis etwa 1,40 g/cm³ aufweist.

6. Trockentoner nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid mindestens ein aus Eisenoxid Manganoxid und Ferrit ausgewähltes Oxid umfaßt.

7. Trockentoner nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner ein Gewichtsmittel des Teilchendurchmessers von etwa 3 bis etwa 9 µm aufweist.

8. Einkomponentenentwickler-Entwicklungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Stufen umfaßt:
Bereitstellung eines Trockentoners gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7;
Bereitstellung einer Entwicklungseinheit, die ein Toner-tragendes Element, ein die Tonerschicht regulierendes Element und ein Tonerzufuhrelement einschließt, wobei das die Tonerschicht regulierende Element das Toner tragende Element kontaktiert;
Bildung einer dünnen Tonerschicht auf dem Toner-tragenden Element; und
Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Element mit der dünnen Tonerschicht unter Erhalt eines Tonerbildes.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Tonerzufuhrelement das Toner-tragende Element kontaktiert.

10. Trockentoner zur Verwendung in einem Einkomponenten-Trockenentwickler- Entwicklungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Bindemittelharz, ein Metalloxid und einen metallhaltigen Azo-Farbstoff enthält, wobei das Oxid und der Farbstoff in solchen Mengen anwesend sind, daß eine Tonerfilmbildung und ein Verstreuen des Toners nach Entwicklung von 10000 Bildern verhindert wird.

11. Trockentoner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid gefärbt ist und als farbgebendes Mittel für den Toner dient.

12. Trockentoner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß er weiter ein farbgebendes Mittel enthält.

13. Trockentoner nach irgendeinem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid in einer Menge von etwa 10 bis etwa 30 Gewichtsteilen und der metallhaltige Azo-Farbstoff in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 5,0 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Toner anwesend sind.