DE3809662A1 - Toner, verfahren zur herstellung sphaerischer tonerteilchen und deren verwendung in entwicklern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Einkomponenten-Entwickler, der einen magnetischen Toner enthält, und einen Zweikomponenten-Entwickler, der einen Toner und einen Träger enthält.

In der Elektrophotographie wird ein reproduziertes Bild gewöhnlich nach folgendem Verfahren erhalten:

Zuerst wird eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf ein photoempfindliches Teil aufgebracht, bei dem es sich um ein Trägerteil für latente Bilder handelt, und das eine photoempfindliche Schicht aus einem photoleitfähigen Material enthält, und anschließend wird ein elektrostatisches latentes Bild auf dem Trägerteil für das latente Bild durch Belichten in Form eines Bildes erzeugt, wonach das latente elektrostatische Bild mit einem Entwickler entwickelt wird, um ein Tonerbild zu ergeben. Das resultierende Tonerbild wird auf ein Übertragungsmaterial bzw. Transfermaterial übertragen, das aus Papier oder dergleichen besteht, und durch Hitze oder Druck fixiert, so daß das endgültige vervielfältigte Bild gebildet wird.

Die bekannten Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes werden in das Naßentwicklungsverfahren und das Trockenentwicklungsverfahren eingeteilt. Das Naßentwicklungsverfahren weist den Nachteil auf, daß es wegen des flüssigen Entwicklers einen schlechten Geruch ergibt, und daß es schwierig ist, mit hoher Geschwindigkeit zu vervielfältigen, da große Energie zur Trocknung des Übertragungsmaterials erforderlich ist. Das Trockenentwicklungsverfahren weist diese Probleme nicht auf und ist daher eine günstige Methode zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder.

Als Entwickler für das Trockenentwicklungsverfahren sind Einkomponenten- Entwickler und Zweikomponenten-Entwickler allgemein bekannt. Der Einkomponenten-Entwickler umfaßt nur einen magnetischen Toner, der eine magnetische Substanz enthält. Der Zweikomponenten-Entwickler andererseits umfaßt einen nicht-magnetischen Toner, der keine magnetische Substanz enthält, und einen magnetischen Träger. In einem Zweikomponenten- Entwickler wird allein der Toner im Verlauf der Entwicklung verbraucht. Daher ist es notwendig, ein Mischungsverhältnis von Toner zu Träger, d. h. die Tonerkonzentration innerhalb eines gewissen Bereichs zu halten. Daher ist zur strikten Steuerung der zugeführten Tonermenge eine komplizierte und kostenungünstige Toner-Zuführungsvorrichtung erforderlich. Dies wirkt sich nachteilig aus. Wenn die Tonerkonzentration zu gering ist, so ist es schwierig, ein Tonerbild mit ausreichender Dichte in einem Entwicklungsverfahren zu bilden. Es kann dann wegen der zu geringen Bilddichte das letztlich fixierte Bild unklar sein. Wenn andererseits die Tonerkonzentration zu hoch ist, so kommt der Toner weniger häufig in Reibungskontakt mit dem Träger und wird nicht ausreichend triboelektrisch aufgeladen. Auf diese Weise treten Bildstörungen, wie Verschleierungen auf und die Bildqualität wird verschlechtert.

Der Einkomponenten-Entwickler hingegen ergibt derartige Nachteile nicht. Da dieser Toner aus einem magnetischen Toner allein besteht, ist die Einstellung der Tonerkonzentration nicht erforderlich. Es werden daher weder eine Tonerzuführung, noch eine Vorrichtung zur Bewegung des Entwicklers benötigt, wodurch die Verfahrensführung erleichtert wird und die Struktur der Entwicklungseinheit vereinfacht wird.

Der Einkomponenten-Entwickler weist zwar Vorteile auf, er besitzt jedoch auch Nachteile. Da er allein aus einem magnetischen Toner besteht, und keinen Träger enthält, weist ein derartiger magnetischer Toner starke magnetische und elektrostatische Kohäsionskräfte auf. Der Toner tendiert zur Aggregatbildung, wodurch die Fluidität bzw. Fließfähigkeit des Entwicklers verringert wird. Somit ist es schwierig, eine geeignete Tonermenge in stabiler Weise zu einem Entwicklerspalt zu führen, wodurch die Bilddichte verringert wird oder Unregelmäßigkeiten der Bilder auftreten.

Wenn der magnetische Toner zu dem Entwicklungsspalt geführt wird, so wird er gewöhnlich auf einem Entwickler-Trägerteil durch magnetische Kräfte gehalten. Wenn die Konfigurationen einzelner magnetischer Tonerteilchen unregelmäßig sind, so treten Ausrichtungen in der Magnetisierung der magnetischen Toner auf. Es ist schwierig, eine gleichmäßige Entwicklerschicht auf dem Entwickler-Trägerteil auszubilden, was zu einer ungleichmäßigen Entwicklung führt und zu einem schlecht definierten endgültigen Bild führt.

Wenn die Fließfähigkeit des magnetischen Toners gering ist, so neigt ein derartiger Toner zur Aggregatbildung, wodurch eine aktive triboelektrische Aufladung zwischen den magnetischen Tonerteilchen oder unter den magnetischen Tonerteilchen, den Wänden der Entwicklungseinheit, der Steuerungskante für die Dicke der Entwicklerschicht, dem Entwickler­ trägerteil usw., verhindert wird, wodurch das letztlich fixierte Bild schlecht definiert ist und eine Schleierbildung aufweist.

Im Falle des Zweikomponenten-Entwicklers wird ein Toner triboelektrisch durch mechanisches Bewegen von Toner und Träger elektrifiziert. Dadurch ist es durch besonnene Auswahl der Eigenschaften des Trägers und der Bewegungsbedingungen möglich, die elektrische Polarität und den Ladungsgehalt des Toners bis zu einem beträchtlichen Ausmaß zu steuern. Darüber hinaus ist der Bereich der in einen Toner eingearbeiteten Farben breiter. Hierin liegen im wesentlichen die Vorteile des Zweikomponenten- Entwicklers.

Jedoch treten selbst mit dem Zweikomponenten-Entwickler Probleme auf, wenn die Fließfähigkeit des Toners gering ist. Es tritt das sogenannte "Arching"-Phänomen auf, wobei nur der Toner in die Bodenfläche in eine Entwicklereinheit oder einen Zuführtrichter transportiert wird, wobei der obere Teil des Toners einen "Arch" bzw. "Bogen" bildet. Wenn dieses Problem auftritt, so ist es unmöglich, eine geeignete Tonermenge zum Entwicklungsspalt in stabiler Weise zu transportieren, wodurch eine Verringerung der Bilddichte oder Unregelmäßigkeiten der Bilder auftreten.

Darüber hinaus bewirkt eine geringe Fließfähigkeit des Toners im Falle eines Zweikomponenten-Entwicklers eine Aggregatbildung des Toners und eine zufriedenstellende triboelektrische Elektrifizierung des Toners wird verhindert. Dementsprechend kann das endgültig fixierte Bild Schleier aufweisen und schlecht definiert sein.

Um die Fließfähigkeit des Toners in dem Zweikomponenten-Entwickler zu verbessern, wird ein die Fließfähigkeit verbesserndes Mittel, wie Siliciumdioxid, üblicherweise mit dem Toner vermischt.

Jedoch treten folgende Probleme auf, wenn ein die Fließfähigkeit verbesserndes Mittel, wie Siliciumdioxid, zu dem Toner gefügt wird:

• a) Das die Fließfähigkeit verbessernde Mittel, wie Siliciumdioxid, kann sich nachteilig auf die Feuchtigkeit auswirken. Daher hängt der Toner in größerem Ausmaß von den Umgebungsbedingungen ab. Die Bildqualität wird bei hoher Temperatur und Feuchtigkeit stark beeinträchtigt.
• b) Das die Fließfähigkeit verbessernde Mittel, wie Siliciumdioxid, ist hart und zerkratzt die Oberfläche des Trägerteils für das latente Bild. Dementsprechend ist es schwierig ein derartiges Mittel vollständig von dem Teil zu entfernen. Das an dem Teil verbleibende Mittel wirkt als Kern für die Anhaftung weiterer Tonerteilchen, wodurch schwarze Flecken in einem vervielfältigten Bild auftreten.
• c) Da das die Fließfähigkeit verbessernde Mittel, wie Siliciumdioxid, eine relativ hohe triboelektrische Kapazität aufweist, verhindert es die Aufnahmefähigkeit des Toners für triboelektrische Ladung. Daher wird die Entwicklungsfähigkeit des Toners verschlechtert.
• d) Wenn eine Toneroberfläche mit einem die Fließfähigkeit verbessernden Mittel bedeckt ist, wirkt ein derartiges Mittel als Isolator, wodurch die Fixiereigenschaften im Verlauf des Fixierungsverfahrens unter Verwendung des Toners verschlechtert werden.

Um diese Nachteile zu überwinden, wurden Methoden zur Herstellung sphärischer bzw. kugelförmiger Tonerteilchen, die in Einkomponenten- Entwickler oder Zweikomponenten-Entwickler verwendet werden, empfohlen. Gegenwärtig sind folgende Vorschläge für Umwandlungstechniken in die sphärische Form verfügbart.

• 1. Eine Technik zum Schmelzen der Oberfläche von Harzteilchen, die durch ein Knet-Pulverisier-Verfahren erhalten werden, mit Heißluft aus einem Sprühtrockner (JP-Patentveröffentlichung 52 758/1981 und 1 27 662/1984).
• 2. Eine Technik zur Herstellung sphärischer Tonerteilchen durch ein Granulations-Polymerisations-Verfahren (JP-Patentveröffentlichung 1 21 048/1981).
• 3. Eine Technik zur Dispergierung von Harzteilchen, erhalten durch ein Knet-Pulverisier-Verfahren, mit einem Luftstrom und Schmelzen der Oberfläche (JP-Patentveröffentlichung 1 34 650/1983).
• 4. Eine Technik zur Herstellung sphärischer Tonerteilchen unter weiterem Pulverisieren gebrochener Tonerkomponenten, durch Steuern der Temperatur eines Lufteinstroms (JP-Patentveröffentlichung 61 627/1981).

In der vorstehenden Technik (1) werden jedoch die Harzteilchen nicht gleichmäßig dispergiert, wenn sie durch Heißluft geschmolzen werden. Vielmehr bewirkt der Kontakt zwischen den Harzteilchen eine Aggregatbildung dieser Teilchen. Auf diese Weise tendiert die durchschnittliche Teilchengröße des resultierenden Toners größer zu werden, was zu einer schlechten Bildqualität führt. Darüber hinaus wird, aufgrund der breiten Verteilung der Teilchengröße, die Ausbeute stark verringert, wenn ein Toner einer bestimmten Teilchengrößenverteilung gewünscht wird. Somit werden die Herstellungskosten des Toners in nachteiliger Weise erhöht.

Die Technik (2) ist nicht sehr günstig, da der Bereich des als Bindemittelharz gewählten Harzes begrenzt ist. Darüber hinaus ist es schwierig, feine Teilchen einer magnetischen Substanz innerhalb eines Harzteilchens zu dispergieren und zu halten. Die magnetischen Eigenschaften des resultierenden Magnettoners werden instabil. Dies bewirkt zahlreiche Probleme, wie das Herumfliegen von Toner in einer Kopiervorrichtung und eine ungleichmäßige Entwicklung.

Die vorstehende Technik (3) führt zu kugelförmigen Tonerteilchen mit einem beträchtlichen Genauigkeitsgrad. Jedoch erfolgt keine zufriedenstellende Reinigung des Toners, da der Toner übermäßig sphärisch ist. Der auf dem Trägerteil für das latente Bild verbleibende Toner wird gewöhnlich von einer Klinge bzw. Kante usw. im Verlauf des Reinigungsverfahrens abgekratzt. Wenn die Formen der einzelnen Tonerteilchen der perfekten Kugel näher kommen, so wird der Toner an der Oberfläche des Trägerteils für das latente Bild nicht zufriedenstellend von der Klinge abgekratzt, da ein derartiger Toner leicht zwischen der Oberfläche des Trägerteils für das latente Bild und der Klinge hindurchläuft. Dementsprechend bleibt ein Teil des Toners auf der Oberfläche des Trägerteils für das latente Bild. Dies führt zu einem nachteiligen Effekt bei der anschließenden Bildung eines vervielfältigten Bildes, und das erhaltene Bild wird schlecht definiert.

In der vorstehenden Technik (4) werden Tonerteilchen in sphärische Konfigurationen im Verlauf einer Pulverisierung bzw. Zerstäubung umgewandelt. Bei diesem Verfahren ist es notwendig, die Temperatur des Lufteinstroms so hoch wie den Glasübergangspunkt Tg des Harzes anzuheben, wodurch eine plastische Deformation des Harzes intensiviert wird und eine Pulverisierung verhindert wird. Dementsprechend ist eine große Energiemenge erforderlich, um die Tonerteilchen auf den gewünschten Durchmesser zu pulverisieren, wodurch die Herstellungskosten ansteigen. Darüber hinaus werden die pulverisieren Teilchen geschmolzen und haften an der Wandung der Pulverisierungsvorrichtung aufgrund der hohen Temperatur. Somit ist es schwierig, einen Toner mit einer gewünschten Teilchengrößenverteilung in wirksamer Weise herzustellen.

Durch die vorliegende Erfindung sollen die vorstehenden Nachteile vermieden werden. Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Einkomponenten-Entwicklers und eines Zweikomponenten-Entwicklers mit hoher Fließfähigkeit und ausgezeichneten Entwicklungseigenschaft, die leicht entfernt werden können, um einen guten Reinigungseffekt zu ergeben, die eine verringerte Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen aufweisen und geeignet sind, stabil ein Bild mit hoher Qualität zu bilden, wobei die Entwickler wirksam mit der erforderlichen Größenverteilung erhalten werden.

Der erfindungsgemäße Zweikomponenten-Entwickler umfaßt einen Toner und einen Träger, wobei die sphärische bzw. kugelartige Form eines derartigen Toners erhalten wird, ohne die Harzteilchen zu brechen, durch wiederholte Anwendung mechanischer Energie in der Form von Aufprall-Kräften in einer Gasphase, auf die Harzteilchen, die durch Kneten und Pulverisieren eines Bindemittelharzes erhalten werden, wobei je nach Erfordernis ein Additiv verwendet wird.

Der erfindungsgemäße Einkomponenten-Entwickler umfaßt einen magnetischen Toner: feine Teilchen einer magnetischen Substanz, dispergiert und enthalten in einem Bindemittelharz. Die sphärische Form bzw. Kugelform derartiger magnetischer Toner erhält man ohne Brechen von Harzteilchen durch wiederholte Zufuhr von mechanischer Energie in der Form von Aufprall-Energie in einer Gasphase, auf das Harzpulver, das durch Kneten und Pulverisieren von Bindemittelharz, feinem magnetischem Pulver und je nach Erfordernis einem Additiv, hergestellt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Einkomponenten-Entwickler oder Zweikomponenten- Entwickler sichert ein Toner mit hoher Fließfähigkeit ausgezeichnete Entwicklungseigenschaften, es treten keine Störungen beim Reinigungsvorgang auf und die Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen ist verringert. Ein derartiger Entwickler bildet in stabiler Weise hochqualitative Bilder, die frei von schwarzen Flecken sind und man erhält darüber hinaus einen Toner mit der erforderlichen Teilchengrößenverteilung in wirksamer Weise.

Die Form eines derartigen Toners ist sphärisch bzw. kugelförmig und wird erhalten durch wiederholte Zufuhr von mechanischer Energie in Form von Aufprall-Kräften, ohne die Harzteilchen zu brechen, in einer Gasphase, auf das Harzpulver, das durch Kneten und Pulverisieren eines Bindemittelharzes hergestellt wurde und eines Zusatzes, der je nach speziellem Erfordernis eingearbeitet wird. Auf diese Weise erhalten die Tonerteilchen eine mäßige bzw. günstige sphärische und nicht übermäßig sphärische Form, wodurch eine ausgezeichnete Fließfähigkeit und ausgezeichnete Reinigungseigenschaften möglich sind.

Darüber hinaus kann die Menge an mechanischer Energie, die hauptsächlich aus Stoßkräften besteht, die auf das Harzpulver zur Herstellung sphärischer Tonerteilchen angewendet wird, geringer sein als sie für ein übliches Pulverisierungsverfahren erforderlich ist. Somit können die Energiekosten, die zur Herstellung des Toners erforderlich sind, verringert werden. Außerdem besteht keine Möglichkeit, den Teilchendurchmesser durch Wärme zu erhöhen, da das Verfahren zur Herstellung der sphärischen Tonerteilchen keine hohe Temperatur erfordert. Das Verfahren zur Herstellung sphärischer Tonerteilchen wird durchgeführt, nachdem die Pulverisierung beendet ist. Daher wird die Erzeugung von übermäßig feinem Pulver auf ein Minimum herabgesetzt und man erhält einen Toner mit der erforderlichen Teilchengrößenverteilung in wirksamer Weise.

Das Umwandlungsverfahren zur sphärischen Form, das keine hohe Temperatur erfordert, sichert stabile Tonerteilchen, das das Harz und der Zusatz, der je nach Erfordernis verwendet wird, nicht durch Wärme beeinträchtigt werden.

Da darüber hinaus die erfindungsgemäßen Toner eine ausgezeichnete Fließfähigkeit aufweisen, ist es nicht notwendig ein die Fließfähigkeit verbesserndes Mittel zuzusetzen oder kann die Menge eines die Fließfähigkeit verbessernden Mittels beträchtlich verringert werden. Daher hängt der Toner weniger von den Umgebungsbedingungen ab, und es wird selbst bei hoher Temperatur ein Bild mit günstiger Qualität erzielt. Darüber hinaus wird die Oberfläche eines Trägerteils für latente Bilder nicht durch ein derartiges Mittel beschädigt, und das erhaltene Bild wird nicht durch Flecken beschmutzt. Auch wird der Toner in ausreichender Weise triboelektrisch elektrifiziert, um günstige Entwicklungseigenschaften zu ergeben. Auch das Fixierverfahren für den Toner ist günstig.

Die beigefügten Fig. 1 und 2 stellen schematische Ansichten dar, die Beispiele einer Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung zeigen, die vorteilhaft zur Herstellung eines Toners, der für einen erfindungsgemäßen Entwickler verwendet wird, geeignet ist.

Fig. 3 stellt die schematische Ansicht eines Beispiels für eine elektrostatische Enwicklungsvorrichtung dar, die vorteilhaft bei der Durchführung des Entwicklungsverfahrens mit dem Zweikomponenten-Entwickler gemäß der Erfindung verwendet wird.

Ein Toner zur Bildung eines Einkomponenten- oder Zweikomponenten- Entwicklers gemäß der Erfindung ist ein sphärischer bzw. kugelförmiger Toner, der wie folgt hergestellt wird: Pulverisiertes Harz wird hergestellt durch Kneten und Pulverisieren eines Bindemittelharzes und eines Hilfsmittels, das je nach Erfordernis zugesetzt wird, wobei das resultierende pulverisierte Harz in einer Gasphase gehalten wird und wiederholt mechanischer Energie in der Form von Stoß-Kräften bzw. Aufprall-Kräften ausgesetzt wird und in sphärische Teilchen umgewandelt wird, wobei die einzelnen Teilchen nicht wesentlich pulverisiert werden.

Daß die einzelnen Teilchen nicht wesentlich pulverisiert werden sollen besagt, daß folgende Bedingungen eingehalten wird, unter der Annahme, daß die durchschnittliche Teilchengröße des pulverisierten Harzes vor der Umwandlung in Sphären A ist und daß die durchschnittliche Teilchengröße nach der Umwandlung in Sphären B ist.

Beziehung: 0,93A≦B<A

Insbesondere beträgt bei der vorstehenden Umwandlung in Sphären das bevorzugte Ausmaß der mechanischen Energie 1/5 bis 1/10 der üblichen mechanischen Energie, die zur Pulverisierung des Harzes benötigt wird. Das typische Ausmaß variiert in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Bindemittelharzes. Die bevorzugte mechanische Energie, die auf jedes Harzteilchen ausgeübt wird, beträgt 1,59×10^-3 bis 9,56×10^-5 erg, insbesondere 1,20×10^-3 bis 1,60×10^-4 erg.

Der resultierende sphärische Toner, der durch die Umwandlung in Sphären erhalten wurde, weist bevorzugt eine Rundheit ("roundness") von 0,70 bis 0,80 auf. Eine zu geringe Rundheit erschwert die Erzielung einer zufriedenstellend großen Fließfähigkeit; eine zu große Rundheit erschwert die zufriedenstellenden Reinigungseigenschaften.

Erfindungsgemäß wird die Rundheit wie folgt definiert:
Rundheit=[Umfang eines Kreises, der eine Fläche hat, die identisch mit der projizierten Fläche des Teilchens ist/Länge des Umrisses des Bildes des projizierten Teilchens]²

Diese Rundheit kann beispielsweise gemessen werden durch Anwendung eines Bildanalysators ("image analyzer" der Nihon Avionics).

Die bevorzugte durchschnittliche Teilchengröße eines Toners beträgt 5 bis 20 µm, insbesondere 8 bis 15 µm. Eine zu geringe Teilchengröße kann zu schlechten Reinigungseigenschaften führen, oder kann der Toner innerhalb einer Kopiervorrichtung herumfliegen. Eine zu große Teilchengröße erschwert die Bildung eines Bildes mit hoher Auflösung.

Zur Herstellung eines Toners mit stabilen Eigenschaften sollte der Toner eine enge Teilchengrößenverteilung aufweisen; insbesondere ist es günstig, wenn nicht weniger als 90 Gew.-% der Tonerteilchen in einem Bereich vom 0,5- bis 1,5fachen der durchschnittlichen Teilchengröße des Toners liegen.

Erfindungsgemäß werden die durchschnittliche Tonerteilchengröße sowie die Teilchengrößenverteilung eines Toners beispielsweise mittels eines Coulter Counters (hergestellt von Coulter) gemessen, wobei die durchschnittliche Teilchengröße eine Teilchengröße bedeutet, bei der das kumulierte Gewicht des Toners, dessen Größe gemessen wurde, 50 Gew.-% des Gesamtgewichtes beträgt. Die Fließfähigkeit des Toners kann durch die statische Schüttdichte bewertet werden. Die statische Schüttdichte ist ein Wert, der beispielsweise bestimmt wird durch Füllen von Toner durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,149 mm (100 mesh) in einen Behälter von 28 mm Durchmesser und einem Fassungsvermögen von 100 ml, und durch Messen der Menge des eingefüllten Toners. Insbesondere kann die statische Schüttdichte gemessen werden unter Verwendung eines Tap-denser Modell KYT-2000 (hergestellt von der Seishin Kigyo Co. Ltd.). Beispielsweise ist die bevorzugte statische Schüttdichte des Toners, der für den Zweikomponenten-Entwickler verwendet wird, 0,40 bis 0,50 g/cm³.

Als ein Bidemittel für den Toner kann jedes bekannte Bindemittelharz verwendet werden. Die Beispiele für das Bindemittelharz, das vorteilhaft für die Wärme-Schmelz-Fixiermethode ist, umfassen Styrol-Harz, Styrol-­ Acryl-Harz, Styrol-Butadien-Harz, Polyester-Harz, Epoxy-Harz, Polyamid- Harz und Polyurethan-Harz. Beispiele für Bindemittelharze, die vorteilhaft für die Druck-Fixiermethode sind, sind: Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen und Polytetrafluorethylen; Polyethylencopolymere, wie Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Acrylester-Copolymere und Polyethylen-Methacrylester-Copolymere; Polyester; Styrol-Butadien- Copolymere; Wachse wie Bienenwachs, Carnaubawachs und mikrokristallines Wachs, hohe aliphatische Säuren wie Sterinsäure und Plamitinsäure, und Salze und Ester; Epoxyharz; Kautschuke, wie Isobutyrenkautschuk, cyclisierter Kautschuk und Nitrilkautschuk; Polyamide; Chloron-Indenharz; mit Maleinsäure modifiziertes Phenolharz, mit Phenol modifiziertes Terpenharz; und Silikonharz.

Polyesterharze, die vorteilhaft als Bindemittelharz für einen Toner verwendet werden, werden hergestellt durch Kondensation-Polymerisation eines Alkoholmonomeren und eines Carbonsäuremonomeren. Beispiele für das für diesen Zweck geeignete Alkoholmonomere umfassen Diole wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Proylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butandiol, Neopentylglykol, 1,4-Butendiol; veretherte Bisphenole wie 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A, polyoxyethyleniertes Bisphenol A und polyoxypropyleniertes Bisphenol A; und andere zweiwertige Alkoholmonomere. Die Beispiele für das Carbonsäuremonomere, das für diesen Zweck geeignet ist, umfassen Maleinsäure, Fumarsäure, Methaconsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Glutaconsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Bersteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Malonsäure und Anhydride dieser Säure, Dimere von niedrigen Alkylestern und Linolensäure und Monomere von anderen zweiwertigen organischen Säuren.

Im Unterschied zu diesen zweiwertigen Monomeren kann das Bindemittelharz gemäß der Erfindung je nach speziellem Erfordernis ein mehrwertiges Monomeres, dessen Wertigkeit größer als drei ist, einbeziehen. Beispiele für derartige mehrwertige Alkoholmonomere mit mindestens drei Hydroxidgruppen umfassen Sorbit, 1,2,3,6-Hexantetrol, 1,4-Sorbitan, Pentaerythrit, Dipentaerytrit, Tripentaerytrit, Saccharose, 1,2,4- Butantriol, 1,2,5-Pentatriol, Glycerin, 2-Methylpropantriol, 2-Methyl- 1,2,4-butantriol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan und 1,3,5- Trihydroxymethylbenzol. Beispiele für Polycarbonsäuremonomere, die mindestens drei Carboxylgruppen enthalten, umfassen 1,2,4- Benzoltricarbonsäure, 1,3,5-Benzoltricarbonsäure, 1,2,4- Cyclohexantricarbonsäure, 2,5,7-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4- Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4-Butantricarbonsäure, 1,2,5- Hexantricarbonsäure, 1,3-Dicarboxyl-2-methyl-methylencarboxypropan, Tetra(methylencarboxy)methan, 1,2,8,7-Octantetracarbonsäure, Empoltrimersäure und Anhydride dieser Säuren.

Das Styrol-Acryl-Harz, das günstig als Bindemittelharz für einen Toner verwendet wird, ist ein Harz, das erhalten wird durch Copolymerisation eines Styrolmonomeren und eines Acrylmonomeren. Typische Beispiele für solche Styrolmonomere umfassen Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, α-Methylstyrol, p-Ethylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-n- Butylstyrol, p-tert-Butylstyrol, p-n-Hexylstyrol, p-n-Octylstyrol, p-n- Nonylstyrol, p-n-Decylstyrol, p-n-Dodecstyrol, p-Methoxystyrol, p- Phenylstyrol, p-Chlorstyrol, 3,4-Dichlostyrol. Diese Monomeren können allein verwendet werden oder können mehrere derartige Monomere verwendet werden. Typische Beispiele für ein Acrylmonomeres umfassen Acrylsäuren und Ester davon, wie Acrylsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, Laurylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chorethylacrylat und Methyl-α-chloracrylat; Methacrylsäuren und Ester davon, wie Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat,, Laurylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminomethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat; und andere. Diese Monomeren können allein verwendet werden oder können mehrere derartige Monomere gemeinsam verwendet werden.

Bei der Herstellung des pulverisierten Harzes umfassen Zusätze, die je nach Erfordernis zusätzlich zu dem Bindemittelharz eingearbeitet werden können, ein färbendes Mittel, ladungssteuernde Mittel und Oberflächengleitmittel.

Beispiele für die färbenden Mittel umfassen Ruß, Carbon Black (C. I. Nr. 50 415B), Anilinblau (C. I. Nr. 50 405B), Chalcoilblau (C. I. Nr. Azoic blue 3), Chromgelb (C. I. Nr. 14 090), Ultramarinblau (C. I. Nr. 77 103), DuPont- Oilrot (C. I. Nr. 26 105), Chinolingelb (C. I. Nr. 47 005), Methylenblauchlorid (C. I. Nr. 52 015), Phthalocyaninblau (C. I. Nr. 74 160), Malachitgrün-Oxalat (C. I. Nr. 42 000), Lampenruß, Lamp Black (C. I. Nr. 77 266), Bengal Rosa (C. I. Nr. 45 435) und Gemische dieser Farben. Die bevorzugte Menge des zugesetzten färbenden Mittels beträgt 0,1 bis 20 Gewichtsteile, insbesondere 0,5 bis 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes.

Als ladungssteuerndes Mittel können verschiedene Pigmente und Farbstoffe geeignet sein. Beispiele für brauchbare Pigmente und Farbstoffe sind solche ladungssteuernde Mittel der Reihen Nigrosin, quaternäre Amoniumsalze, Thioharnstoffe. Diese ladungssteuernden Mittel können kombiniert verwendet werden. Die bevorzugte zugesetzte Menge des ladungssteuernden Mittels beträgt 0,1 bis 10 Gewichtsteile, insbesondere 0,5 bis 5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes.

Beispiele für brauchbare Oberflächengleitmittel bzw. Oberflächenschmiermittel umfassen Polyolefin, aliphatische Metallsalze, aliphatische Säureester, teilweise verseifte aliphatische Säureester, höhere aliphatische Säuren, höhere Alkohole, flüssiges oder festes Paraffinwachs, Amidwachs, mehrwertige Alkoholester, Silikon-Firnis und aliphatische Fluorkohlenstoffe. Die besonders bevorzugten Oberflächengleitmittel sind Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen mit einem Erweichungspunkt von 80 bis 180°C, insbesondere 70 bis 160°C, gemessen nach der Ring- und Kugel-Methode, gemäß JIS K2531-1960. Diese Oberflächengleitmittel können kombiniert verwendet werden. Das bevorzugte Ausmaß des zugesetzten Oberflächengleitmittels beträgt 1 bis 100 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes.

Für die magnetischen Teilchen zur Bildung eines magnetischen Toners, der den Toner eines Einkomponenten-Entwicklers bildet, sind beispielsweise folgende Materialien geeignet: ein Material geeignet zur Magnetisierung in Richtung eines Magnetfeldes, wie Eisen; Metalle und Legierungen, die einen starken Ferromagnetismus zeigen, einschließlich Ferrit, Magnetit, Nickel, Kobalt oder chemische Verbindungen, die derartige Metallelemente umfassen; Legierungen, die zwar keine ferromagnetischen Elemente einschließen, die jedoch nach geeigneter Wärmebehandlung ferromagnetisch werden, beispielsweise Häusler-Legierungen vom Mangan-Kupfer-Aluminium-Typ oder Mangan-Kupfer-Zinn-Typ; und Chromdioxid.

Zweckmäßig werden feine ferromagnetische Teilchen gleichmäßig in ein Bindemittelharz dispergiert, um stabile magnetische Eigenschaften sicherzustellen. Dementsprechend ist der bevorzugte mittlere Teilchendurchmesser derartiger Teilchen 50 bis 2000 µm, insbesondere 100 bis 1000 µm. Das bevorzugte Ausmaß der zugesetzten feinen ferromagnetischen Teilchen beträgt 15 bis 65 Gew.-%, insbesondere 25 bis 55 Gew.-% pro 100 Gew.-% magnetischer Toner. Wenn eine zu geringe Menge an ferromagnetischen Teilchen zugesetzt wird, können die Tonerteilchen in einer Kopiervorrichtung herumfliegen. Eine zu große Menge an derartigen Teilchen erschwert die Bildung eines gleichförmigen magnetischen Tonerbildes auf einem Entwickler-Trägerteil, und kann zu einer ungleichmäßigen Entwicklung führen.

Ein Toner zur Herstellung des Einkomponenten-Entwicklers oder Zweikomponenten-Entwicklers gemäß der Erfindung kann darüber hinaus nach der Umwandlung des Harzpulvers in die sphärische Form ein zusätzliches Hilfsmittel eingearbeitet enthalten, wie organische oder anorganische Pulver, oder Mittel, die die Reinigungsfähigkeit verbessern.

Als organisches oder anorganisches Pulver werden feine Teilchen aus Metall- oder Nichtmetall-Oxid günstig verwendet, typische Beispiele hierfür umfassen Teilchen von Silciumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Cäsiumoxid, Chromoxid und Strontiumtitanant. Diese Teilchentypen können kombiniert verwendet werden. Der bevorzugte Durchmesser der primären Teilchen (Teilchen-Einzeleinheit) von anorganischem oder organischem Pulver beträgt 1 bis 2000 µm, insbesondere 5 bis 1500 µm. Die bevorzugte Menge der eingearbeiteten anorganischen oder organischen Feinteilchen beträgt 0,1 bis 5 Gewichtsteile, insbesondere 0,1 bis 1,5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des magnetischen Toners. Der magnetische Toner, der einen Einkomponenten-Entwickler gemäß der Erfindung bildet, weist grundsätzlich eine hohe Fließfähigkeit auf, da die Tonerteilchen sphärisch geformt sind. Die Einarbeitung eines die Fließfähigkeit verbessernden Mittels, wie vorstehend aufgeführt, verbessert die Fließfähigkeit weiter und es werden insbesondere ausgezeichnete Enwicklungseigenschaften erzielt.

Beispiele für geeignete die Reinigungsfähigkeit verbessernde Mittel umfassen Metallsalze aliphatischer Säuren, wie Zinkstearat und Calciumstearat; feine Polymerpulver, wie feines Polymethylenacrylatpulver, feines Polystyrolpulver oder feines Vinyliden-polyfluoridpulver.

Ein Toner zur Herstellung eines Einkomponenten- oder Zweikomponenten- Entwicklers gemäß der Erfindung wird beispielsweise nach folgendem Verfahren hergestellt.

Zuerst werden ein Bindemittelharz und ein Hilfsmittel je nach speziellem Erfordernis vorgemischt und anschließend wird das Gemisch in einem Extruder bzw. einer Strangpresse oder dergleichen geknetet, während es geschmolzen wird. Das resultierende Gemisch wird gekühlt und grob mittels einer Hammermühle, eines Willey-Brechers oder dergleichen gebrochen, und das gebrochene Gemisch wird in einer Jetmühle oder dergleichen pulverisiert, und das pulverisierte Gemisch wird klassifiziert bzw. sortiert, um ein Harzpulver mit der erforderlichen Teilchengröße zu ergeben.

Anschließend wird beispielsweise unter Verwendung einer Stoß- bzw. Prallpulverisiervorrichtung (Impact-Pulverisiervorrichtung), wie in Fig. 1 gezeigt, oder einer Hybridisiervorrichtung (Hybridizer-Vorrichtung) wie in Fig. 2 gezeigt, als Oberflächenbehandlungsvorrichtung, das pulverisierte Harz in der Gasphase gehalten und wiederholt mechanischer Energie in Form von Stoßkräften unterworfen und in sphärische Tonerteilchen überführt, wobei die einzelnen Teilchen nicht wesentlich pulverisiert werden.

Fig. 1 stellt eine schematische Darstellung dar, die ein Beispiel für eine Prall-Pulverisiervorrichtung zeigt, worin die Ziffer 11 den Fülltrichter für das Rohmaterial darstellt; 12 einen Rührmotor zeigt; 13 eine Ultraschalldüse darstellt; 14 eine Ablenkplatte bezeichnet; 15 einen Kollektor bzw. eine Sammelvorrichtung zur Rückfuhr darstellt; 16 ein Sammelzyklon bzw. ein Kollektorzyklon bedeutet; 17 eine Beschickungsöffnung für Rohmaterial darstellt; 18 Druckluft bedeutet; 19 einen Abzugs-Auslaß darstellt; und 20 das pulverisierte Harz bedeutet.

Um die vorstehende Prall-Pulverisiervorrichtung als Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung zur Herstellung sphärischer Teilchen zu verwenden, können folgende Modifizierungen eingeführt werden:

• - Um zu verhindern, daß die Tonerteilchen zerbrochen werden, wird der Druck der Druckluft, die über den Lufteinlaß 18 eingeführt wird, so eingestellt, daß die Prall-Kräfte, die auf den Toner durch die Ablenkplatte 14 ausgeübt werden, gesteuert werden.
• - Der Toner, der dem Aufprall durch die Ablenkplatte 14 unterworfen wird, wird aufwärts geführt und in dem rückführenden Kollektor 15 gesammelt. Um den Toner, ohne ihn auszuwerfen, wiederholt in eine Überschalldüse einzuführen, um den Toner mechanischer Stoßenergie zu unterwerfen, wird, um dies sicherzustellen, die Düse eingestellt, so daß der Toner beim Umwandlungsverfahren in die Kugelform daran gehindert wird, zum Kollektorzyklon zu gelangen und erst nachdem das Verfahren beendet ist, sämtlicher Toner in dem Kollektorzyklon 16 gesammelt wird.

Eine Hybridisiervorrichtung, wie in Fig. 2 gezeigt, kann vorzugsweise als Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung für das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzielung einer Umwandlung in Sphären verwendet werden.

In der Fig. 2 bezeichnet die Ziffer 52 eine rotierende Scheibe, die mit großer Geschwindigkeit innerhalb des Gehäuses 50 rotiert, wobei sie von einer nicht dargestellten Antriebskraft angetrieben wird. Die Ziffer 53 bezeichnet eine Klinge bzw. Kante, die auf der rotierenden Scheibe 52 angebracht ist; die Klinge 53 übt eine Zentrifugalkraft auf die Luft in dem Gehäuse 50 durch die Hochgeschwindigkeits-Rotation aus. Die Ziffer 54 bezeichnet eine Rutschbahn für die Pulver-Beschickung; 56 bezeichnet ein Ventil bzw. eine Klappe für die Beschickung mit Pulver; 55 bezeichnet eine Leitung für die Zurückführung des Pulvers; 57 bezeichnet eine Rutschbahn zur Entleerung des Pulvers; und 58 bezeichnet ein Entleerungsventil bzw. eine Entleerungsklappe für das Pulver.

Wenn bei dieser Bauweise die rotierende Scheibe 52 mit hoher Geschwindigkeit rotiert, wird eine Zentrifugalkraft auf die Luft im Gehäuse 50 durch die Klinge 53 ausgeübt. Auf diese Weise wird die Luft um die rotierende Scheibe 52 herum unter Druck gesetzt, wohingegen ein Unterdruck im Zentrum der Scheibe 52 erzeugt wird. Dementsprechend erlaubt eine Verbindung des Äußeren und der zentralen Fläche des Gehäuses 50 mit der Rückführungsleitung 55 die Bewegung der komprimierten Luft vom äußeren Umfang des Gehäuses 50 zur zentralen Fläche hin über die Rückführleitung 55, wodurch ein Rückführ- bzw. Rezyklisier-Luftstrom entsteht.

Wird bei dieser Bauweise das zu verarbeitende Pulver in die Pulverbeschickungsrutsche 54 eingebracht, so wird das beschickte Pulvermaterial innerhalb des Gehäuses 50 durch den Rückfuhr-Luftstrom zurückgeführt. In der Rückführleitung 55 kollidieren die einzelnen Pulverteilchen mit der Klinge 53 und erfahren einen Aufprall.

Diese Folge wird für eine gewisse Zeit durchgeführt, um den einzelnen Pulverteilchen (Tonerteilchen) wiederholt Aufprallenergie zuzuführen. Dann werden durch Öffnen des Ventils 58 die Pulverteilchen durch die Zentrifugalkraft ausgestoßen.

In der Fig. 2 bezeichnet ein Pfeilsymbol die Bewegung der Tonerteilchen. Die Ziffer 51 bezeichnet eine Mantelstruktur, mit der das Innere des Gehäuses 50, die Rückführleitung 55 und die Entleerungsrutsche 57, gekühlt oder erwärmt werden, um ihre Temperatur zu steuern.

Die Umwandlung des pulverförmigen Harzes in Sphären kann entweder bei normaler Temperatur oder unter Erwärmen zur leichten Erweichung des Harzes durchgeführt werden. Jedoch verstärkt eine zu hohe Erwärmungstemperatur die Kohäsionskraft des Bindemittelharzes, wodurch die einzelnen Harzteilchen leicht miteinander Aggregate bilden können, wodurch es schwierig wird, einen Toner mit der gewünschten Teilchengrößenverteilung zu erzielen.

Die Art des Toners zur Erzeugung eines Zweikomponenten-Entwicklers gemäß der Erfindung unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Beispiele für brauchbare Träger umfassen einen nicht-überzogenen Träger, der ein magnetisches Pulver umfaßt; einen mit Harz überzogenen Träger, in dem die Oberfläche einzelner Magnetteilchen mit einem Harz überzogen ist; und einen Träger mit verteilter magnetischer Substanz, worin feine magnetische Teilchen innerhalb eines Bindemittelharzes dispergiert sind.

Beispiele für das magnetische Material zur Bildung eines derartigen magnetischen Trägers sind folgende Materialien: ein Material, das geeignet ist in der Richtung eines Magnetfeldes magnetisiert zu werden wie Eisen; Metalle und Legierungen, die einen starken Ferromagnetismus zeigen, einschließlich Ferrit, Magnetit, Nickel, Cobalt, oder chemische Verbindungen, die Elemente derartiger Metalle umfassen; Legierungen, die, obwohl sie keine ferromagnetischen Elemente umfassen, nach einer geeigneten Wärmebehandlung ferromagnetisch werden, beispielsweise Häuserlegierungen vom Mangan-Kupfer-Aluminium-Typ oder Mangan-Kupfer-Zinn- Typ; und Chromdioxid.

Auch das Harz für den mit Harz überzogenen Träger oder einen Träger in dem eine magnetische Substanz verteilt ist, unterliegt keiner speziellen Begrenzung. Beispiele für ein Harz, das für diesen Zweck geeignet ist, umfassen Styrolharz, Acrylharz, Styrol-Acrylharz, Vinylharz, Ethylenharz, mit Kolophonium modifiziertes Harz, Polyamidharz und Polyesterharz. Diese Harze können kombiniert verwendet werden.

Fig. 3 stellt eine schematische Darstellung eines Beispiels für eine Enwicklungsvorrichtung dar, die vorteilhaft bei der Durchführung des Entwicklungsverfahrens mit dem erfindungsgemäßen Zweikomponenten- Entwickler verwendet wird.

Die Ziffer 30 bezeichnet ein Trägerteil für latente Bilder. Das Trägerteil 30 für latente Bilder weist die Bauweise einer rotierenden Trommel auf, die in Pfeilrichtung X angetrieben wird, worin das Teil 30 einen elektrisch leitfähigen zylindrischen Aluminiumträger 30 A mit darauf aufgebracht einem Laminat aus einer lichtempfindlichen Schicht 30 B umfaßt. An der stromabwärts gerichteten Seite sind in einem Entwicklungsspalt 44 eine Elektrifiziereinrichtung und ein optisches Belichtungssystem (nicht dargestellt) angebracht. Zuerst wird durch die Elektrifiziereinrichtung ein gleichmäßiges Potential an die Entwicklungsoberfläche des Trägerteils 30 für die latenten Bilder aufgebracht, und dabei projiziert das nicht dargestellte optische Belichtungssystem ein Lichtbild eines Dokuments auf die Enwicklungsoberfläche des Trägerteils 30 für die latenten Bilder, und auf diese Weise wird ein elektrostatisches latentes Bild, das das Originaldokument darstellt, auf der gleichen Oberfläche ausgebildet. Das gebildete latente Bild wird zum Entwicklungsspalt 44 geschoben, wo das elektrostatische latente Bild entwickelt wird.

Die Ziffer 31 stellt eine Entwicklungsmanschette dar. Die Entwicklungsmanschette 31 weist die Form einer rotierenden Trommel aus einem nicht-magnetischen Material, wie Aluminium auf, wobei die Manschette 31 eine Magnetwalze 32 aufnimmt. Die Magnetwalze 32 umfaßt mehrere N-Pole und mehrere S-Pole, beide jeweils angeordnet längs dem inneren Umfang der Entwicklungsmanschette 31. Diese Entwicklungsmanschette 31 und die Magnetwalze 32 bilden das Entwickler-Trägerteil. In einem typischen Beispiel für ein Entwickler-Trägerteil, ist die Bewegungsrichtung, d. h. die Richtung des Pfeils Y der Entwicklungsmanschette 31 an dem Entwicklungsspalt die gleiche, wie die des Trägerteils 30 für das latente Bild, wobei die Magnetwalze 32 beispielsweise in der Richtung des Pfeils Z rotiert wird, die entgegengesetzt zu der der Magnetmanschette 31 ist. Die Richtung der Rotation entweder für die Entwicklungsmanschette 31 und die Magnetwalze 32 ist erfindungsgemäß nicht begrenzt und die Bestandteile können in wahlfreien Richtungen rotiert werden. Die Magnetwalze 32 kann rotieren, während die Entwicklungsmanschette stationär ist und umgekehrt. Die bevorzugte Wandergeschwindigkeit der Entwicklerschicht 43 ist gleich oder größer als die Wandergeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) des Trägerteils 30 für das latente Bild. Jedoch ist diese Anordnung nicht zwingend. Die N-Pole und S-Pole, die die Magnetwalze 32 bilden, sind magnetisiert, so daß die Flußdichte an der Oberfläche der Entwicklungsmanschette 31 gewöhnlich 500 bis 1500 Gauss beträgt, wodurch die Magnetkraft an der Oberfläche der Entwicklungsmanschette 31 eine bürstenartige oder rasenartige Schicht 43 des Entwicklers 42, der einen Toner und einen Träger umfaßt, ausbildet.

Die Ziffer 33 bezeichnet eine die Schichtdicke regulierende Klinge bzw. Kante. Die Regulierungsklinge 33 umfaßt ein magnetisches oder nicht- magnetisches Material und steuert die Höhe und Menge der Entwicklerschicht 43, die zum Entwicklerspalt 24 transportiert wird. Die Ziffer 34 stellt einen Kratzer dar, der nach der Entwicklung den Entwickler, der an der Oberfläche der Entwicklungsmanschette 31 verbleibt, abkratzt. Die Oberfläche der Entwicklungsmanschette 31, die durch Abkratzen gereinigt wurde, kommt erneut in Kontakt mit dem Entwickler 42 in einem Entwicklerbehälter 35, wodurch eine frische Entwicklerschicht 43 erneut auf der Entwicklungsmanschette 31 ausgebildet wird und die Entwicklerschicht 43 erneut zu dem Entwicklerspalt 44 transportiert wird.

Die Ziffer 35 bezeichnet den Entwicklerbehälter; und 36 bezeichnet eine Rühr- bzw. Bewegungsschraube bzw. -schnecke. In dem Entwicklerbehälter 35 vermischt und rührt die Rührschnecke den Toner und Träger, die den Entwickler 42 bilden. Diese Anordnung sichert, daß der Toner triboelektrisch elektrifiziert wird. Die Trägerkomponente im Entwickler 42 wird wiederholt verwendet, wohingegen ein Teil des Toners jedesmal bei der Durchführung der Entwicklung verbraucht wird. Dementsprechend wird frischer Toner, der in einem Trichter 37 enthalten ist, durch eine Zufuhrwalze 38 mit einer Vertiefung zum Entwicklerbehälter 35 hin zugeführt.

Die Ziffer 39 bezeichnet eine Vorspannungs-Energiequelle; und 40 bezeichnet einen Schutzwiderstand. Die Vorspannungs-Energiequelle 39 führt dem Entwicklungsspalt 44 ein Vorspannungspotential zu. Die Vorspannungs- Energiequelle kann verschieden aufgebaut sein; beispielsweise kann sie eine Bauweise aufweisen, die nur für die Erzeugung eines Gleichstrompotentials geeignet ist; oder eine Bauweise, die nur zur Erzeugung eines Wechselstrompotentials geeignet ist; und eine Bauweise zur Erzeugung eines Wechselstroms, dem eine Gleichstromkomponente überlagert wird.

Im folgenden werden typische Beispiele für die Erfindung beschrieben ohne eine Einschränkung darzustellen.

I Beispiele für Einkomponenten-Entwickler (Herstellung magnetischer Toner) I-1 Magnetischer Toner A 1

50 Gewichtsteile Styrol-Acryl-Copolymeres (Monomerzusammensetzung, Styrol: Methylmethacrylat: Butylacrylat=75 : 10 : 15, Glasübergangspunkt Tg=59°C), 50 Gewichtsteile feines magnetisches Pulver Bl=100, Magnetit, hergestellt von der Titan Kogyo Co., Ltd.) und 3 Gewichtsteile ladungssteuerndes Mittel (Nigrosinfarbstoff, SO, Orient Chemicals) wurden in einem Henschel-Mischer vorgemischt, wobei das Gemisch geschmolzen und geknetet wurde in einer Strangpressvorrichung bei einer Temperatur von 120°C. Anschließend wurde das Gemisch gekühlt und roh gebrochen. Das gebrochene Gemisch wurde in einer Jetmühle pulverisiert und dann klassifiziert bzw. sortiert. Man erhielt so ein Pulver (1) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 9,9 µm, worin die Teilchen mit einer Größe von 6 µm oder weniger 4,8% betrugen, die Teilchen mit einer Größe von 16 µm oder mehr 5,2 Gew.-% betrugen und die Rundheit 0,64 war.

Anschließend wurde unter Verwendung der Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung, wie in der Fig. 2 gezeigt, das vorstehende Harzpulver (1) in einer Gasphase gehalten und wiederholt, ohne Erwärmen, mechanischer Energie ausgesetzt, bei der es sich im wesentlichen um Aufprall-Kräfte handelte. Nach beendeter Umwandlung zur Kugelform erhielt man den magnetischen Toner A 1.

Der magnetische Toner A 1 wies eine durchschnittliche Teilchengröße von 9,8 µm auf, worin die Teilchen mit einer Größe von 5 µm oder weniger 5,2 Gew.-% betrugen und die Teilchen mit einer Größe von 16 µm oder mehr für 4,0 Gew.-% betrugen und die Rundheit 0,73 betrug, bei einer statischen Schüttdichte von 0,59 g/cm³.

I-2 Magnetischer Toner A 2

Zu dem vorstehenden magnetischen Toner A 1 wurden 0,4 Gew.-% feines hydrophobes Siliciumdioxidpulver (R-972, Nihon Aerosil) von außen zugesetzt und vermischt, unter Bildung des magnetischen Toners A 2. Die statische Schüttdichte des Toners A 2 betrug 0,74 g/cm³.

I-3 Magnetischer Toner B 1

Ein Harzpulver wurde in gleicher Weise wie für den magnetischen Toner A 1 hergestellt, wobei jedoch ein Styrol-Acrylcopolymeres (Monomerzusammensetzung, Styrol: Butylmethacrylat=75 : 25, Glasübergangspunkt Tg=61°C) verwendet wurde, und die Temperatur zum Schmelzen und Kneten 125°C betrug. Man erhielt so das Pulver (2) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 11,7 µm, worin Teilchen mit einer Größe von 6 µm oder weniger 1,8 Gew.-% betrugen und Teilchen mit einer Größe von 16 µm oder mehr 10,2 Gew.-% betrugen und die Rundheit 0,63 war.

Anschließend wurde unter Verwendung einer Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung, wie in der Fig. 2 gezeigt, das vorstehende Harzpulver (2) in einer Gasphase gehalten und wiederholt unter Erwärmen auf 50°C mechanischer Energie unterworfen, bei der es sich vorwiegend um Aufprall-Kräfte handelte. Nach beendeter Umwandlung zu Sphären erhielt man den magnetischen Toner B 1.

Der magnetische Toner B 1 wies eine durchschnittliche Teilchengröße von 11,5 µm auf, worin Teilchen von 5 µm oder weniger Größe 2,6 Gew.-% betrugen und Teilchen mit einer Größe von 16 µm oder mehr 9,0 Gew.-% betrugen und die Rundheit 0,79 war, bei einer statischen Schüttdichte von 0,60 g/cm³.

I-4 Magnetischer Toner B 2

Zum vorstehenden magnetischen Toner B 1 wurden 0,4 Gew.-% feines hydrophobes Siliciumdioxidpulver (R-972, Nihon Aerosil) von außen zugesetzt und es wurde vermischt, unter Bildung des magnetischen Toners B 2. Die statische Schüttdichte des Toners B 2 betrug 0,73 g/cm³.

I-5 Magnetischer Toner C 1

Ein rohes Harzpulver wurde in gleicher Weise wie für den magnetischen Toner A 1 bereitet, wobei jedoch die Bedingungen für die Umwandlung zur Kugelform modifiziert wurden. Dieses rohe magnetische Tonerpulver wies eine durchschnittliche Teilchengröße von 9,8 µm auf, wobei Teilchen mit einer Größe von 5 µm oder weniger 5 Gew.-% betrugen, Teilchen mit einer Größe von 16 µm oder mehr 4,8 Gew.-% betrugen, mit einer Ausbeute bezogen auf das Harzpulver (1) von 90%, einer Rundheit von 0,57 und einer statischen Schüttdichte von 0,57 g/cm³.

Zu diesem hohen magnetischen Toner wurden 0,4 Gew.-% feines hydrophobes Siliciumdioxidpulver (R-972, Nihon Aerosil) von außen zugesetzt und es wurde unter Bildung des magnetischen Toners C 1 vermischt. Die statische Schüttdichte des Toners C 1 war 0,69 g/cm³.

I-6 Magnetischer Toner C 2

Ein rohes Harzpulver wurde in gleicher Weise wie für den magnetischen Toner A 1 hergestellt, wobei jedoch die Bedingungen für die Umwandlung in die Sphärenform modifiziert wurden. Dieses rohe magnetische Tonerpulver wies eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,9 µm auf, wobei Teilchen mit einer Größe von 5 µm oder weniger 5,6 Gew.-% betrugen, Teilchen mit einer Größe von 16 µm oder mehr 2,8 Gew.-% ausmachten, die Ausbeute bezogen auf das Harzpulver (1) 84% betrug, bei einer Rundheit von 0,80 und einer statischen Schüttdichte von 0,61 g/cm³.

Zu diesem rohen Magnettoner wurden 0,4 Gew.-% feines hydrophobes Siliciumdioxidpulver (R-972, Nihon Aerosil) von außen zugesetzt und es wurde unter Bildung des magnetischen Toners C 2 vermischt. Die statische Schüttdichte des Toners C 2 war 0,74 g/cm³.

I-7 Magnetischer Vergleichs-Toner a)

Zu dem Harzpulver (1), das während der Herstellung des Magnettoners A 1 erhalten wurde, wurden 0,4 Gew.-% feines hydrophobes Siliciumdioxidpulver (R-972, Nihon Aerosil) von außen zugesetzt und es wurde unter Vermischen der magnetische Vergleichstoner a) erhalten. Die statische Schüttdichte des Vergleichstoners a) war 0,65 g/cm³.

I-8 Magnetischer Vergleichs-Toner b)

Zum Harzpulver (2), das während der Herstellung des Magnettoners B 1 erhalten wurde, wurden 0,4 Gew.-% feines hydrophobes Siliciumdioxidpulver (R-972, Nihon Aerosil) von außen zugesetzt und es wurde vermischt unter Erzielung des magnetischen Vergleichs-Toners b). Die statische Schüttdichte des Vergleichs-Toners b) betrug 0,64 g/cm³.

I-9 Magnetischer Vergleichs-Toner c)

Harzpulver (1), erhalten während der Herstellung des magnetischen Toners A 1, wurde unter Verwendung einer Sprühtrockenvorrichtung mit Heißluft behandelt, um eine Umwandlung zur Sphärenform zu erzielen. Man erhielt so ein rohes magnetisches Tonerpulver. Dieses rohe magnetische Tonerpulver wies eine durchschnittliche Teilchengröße von 13,4 µm auf, wobei Teilchen mit einer Größe von 5 µm oder weniger in einer Menge von 1,3 Gew.-% und Teilchen mit einer Größe von 16 µm oder mehr in einer Menge von 21,4 Gew.-% vorhanden waren, die Ausbeute bezogen auf das Harzpulver (1) 74% betrug, bei einer Rundheit von 0,82 und einer statischen Schüttdichte von 0,59 g/cm³.

Wie vorstehend erwähnt, umfaßte dieses rohe Tonerpulver eine größere Menge an großen Teilchen und erforderte eine Klassifizierung bzw. ein Sortieren, da dieser Toner ohne Veränderung keine gewerbliche Anwendbarkeit ermöglichte. Dementsprechend wurde dieses rohe magnetische Tonerpulver weiter klassifiziert, um einen magnetischen Toner mit einer durchschnittliche Teilchengröße von 10,3 µm zu erzielen. Als Ergebnis hiervon sank die Ausbeute jedoch beträchtlich auf 50% ab.

Zu diesem rohen Magnettoner wurden 0,4 Gew.-% feines hydrophobes Siliciumdioxidpulver (R-972, Nihon Aerosil) von außen zugesetzt und es wurde unter Erzielung des magnetischen Vergleichs-Toners c) vermischt. Die statische Schüttdichte des Vergleichs-Toners c) betrug 0,72 g/cm³.

Test durch einen aktuellen Kopiervorgang

Mit den jeweiligen vorstehend erwähnten magnetischen Toners und unter Verwendung einen elektrophotographischen Kopiervorrichtung U-Bix 1200 (Konica Corporation) wurden Kopiervorgänge zur Vervielfältigung von Bildern durchgeführt, wobei folgende Punkte bewertet wurden.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt.

I-a Menge des abgeschiedenen Toners

Die Bewertung erfolgte durch Messen der Menge an abgeschiedenem magnetischen Toner (mg), durch Entwickeln pro Flächeneinheit (cm²) eines elektrostatischen latenten Bildes. Das verwendete Originaldokument war tiefschwarz.

I-b Reinigungseigenschaften

Nach der wiederholten Bildung von vervielfältigten Bildern und insbesondere unmittelbar nach dem Reinigungsverfahren wurde die Oberfläche des Trägerteils für das latente Bild visuell begutachtet, um die Anwesenheit/Abwesenheit von anhaftendem Material an dem Trägerteil für das latente Bild festzustellen. Folgende Kriterien wurden verwendet: "○", ausgezeichnet, geringe bis keine Adhäsion feststellbar; "∆", trotz einer geringen Adhäsion erlaubte das Ausmaß der Adhäsion einen weiteren praktischen Betrieb; "×", eine zu starke Adhäsion verhinderte den praktischen Betrieb.

I-c Bildqualität

Vervielfältigte Bilder wurden durch Begutachtung mit dem Auge auf Unregelmäßigkeit des Bildes bewertet. Folgende Bewertungskriterien wurden verwendet : "○", ausgezeichnete Bildqualität "∆", trotz leichter Unregelmäßigkeiten war die Qualität für den praktischen Betrieb noch zufriedenstellend; "×", unzufriedenstellende Bildqualität, nicht für den praktischen Betrieb geeignet. "unregelmäßiges Bild" bedeutet, daß im Gesamtbild dichte Unterschiede auftreten.

I-d Ausmaß der Tonerübertragung

Ausmaß der Tonerübertragung=

Durch diese Gleichung kann die Menge des Toners, die auf das Übertragungspapier übertragen wurde und wirksam verbraucht wurde, berechnet werden.

Tabelle 1

Aus den Ergebnissen der vorstehenden Beispiele ist ersichtlich, daß sich der erfindungsgemäße Einkomponenten-Entwickler durch eine größere Menge an abgeschiedenem Toner auf dem Trägerteil für das Bild auszeichnet und zu verbesserten Entwicklungseigenschaften führt, wobei die Reinigungseigenschaften gut sind. Darüber hinaus kann der Entwickler ein Bild mit ausgezeichneter Qualität bilden, das keine Unregelmäßigkeiten aufweist.

Im Vergleich hierzu sind die magnetischen Vergleichs-Toner a) oder b), die nicht in die sphärische Form umgewandelt wurden, schlechter hinsichtlich der Entwicklungseigenschaften und der Reinigungseigenschaften.

Der magnetische Vergleichs-Toner c) weist zufriedenstellende Entwicklungseigenschaften auf, da er ziemlich rund ist. Jedoch sind die Reinigungseigenschaften schlecht. Außerdem ist seine Ausbeute sehr gering.

Unter Verwendung des Toners A 2 und des Toners C wurden Versuche durchgeführt. Nachrt 5000 Blättern wurde die Übertragungsrate jedes Toners gemessen. Die Ergebnisse sind im folgenden aufgeführt:

Toner A 2: 75%
Toner C: 59%

Es zeigte sich ein großer Unterschied.

II Beispiele für Zweikomponenten-Entwickler Herstellung der Toner II-1 Toner T 1

100 g Gewichtsteile Styrol-Acryl-Copolymeres (Monomerzusammensetzung, Styrol: Methylmethacrylat: Butylacrylat=75 : 10 : 15, Glasübergangspunkt Tg=59°C), 10 Gewichtsteile Ruß (Mogul L der Cabbot Corp.) und 2 Gewichtsteile ladungssteuerndes Mittel (Farbstoff, Spiron Black TRH der Hotogaya Chemicals Co., Ltd.) wurden mit einem Henschel- Mischer vorgemischt und dabei wurde das Gemisch mit einer Strangpresse bei einer Temperatur von 120°C geschmolzen und geknetet. Anschließend wurde das Gemisch gekühlt und roh gebrochen. Das gebrochene Gemisch wurde in in einer Jetmühle pulverisiert und anschließend klassifiziert. Auf diese Weise erhielt man das Harzpulver (1) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 11,0 µm, wobei Teilchen mit einer Größe von 5 µm oder weniger 0,3 Gew.-% und Teilchen mit einer Größe von 20 µm oder mehr 0,9 Gew.-% betrugen.

Anschließend wurde unter Verwendung einer Vorrichtung zur Verbesserung der Oberfläche wie in Fig. 2 gezeigt, das vorstehende Harzpulver (1) in einer Gasphase gehalten und wiederholt 5 Minuten bei einer erhöhten Temperatur von 40°C mechanischer Energie, bei der es sich hauptsächlich um Stoßkräfte handelte, unterworfen. Nach beendeter Umwandlung zu Sphären erhielt man den Toner T 1.

Der Toner T 1 hatte eine mittlere Teilchengröße von 10,9 µm, wobei Teilchen mit einer Größe von 5 µm oder weniger 0,7 Gew.-% und Teilchen mit einer Größe von 20 µm oder mehr 0,2 Gew.-% betrugen. Die Ausbeute bezogen auf das Harzpulver (1) betrug 88% bei einer Rundheit von 0,74 und einer statischen Schüttdichte von 0,41 g/cm³.

II-2 Toner T 2

Ein Harzpulver wurde in gleicher Weise wie für Toner T 1 hergestellt, wobei jedoch ein Styrol-Acrylcopolymeres (Monomerzusammensetzung, Styrol: Butylmethacrylat=75 : 25, Glasübergangspunkt Tg=61°C) verwendet wurde und die Temperatur für das Schmelzen und Kneten 125°C betrug. Auf diese Weise erhielt man ein Harzpulver (2) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 10,3 µm, worin Teilchen mit einer Größe von 5 µm oder weniger 1,0 Gew.-% und Teilchen mit einer Größe von 20 µm oder mehr 0,4 Gew.-% betrugen.

Anschließend wurde unter Verwendung einer Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung, wie in Fig. 2 gezeigt, das vorstehende Harzpulver (2) in der Gasphase gehalten und wiederholt während 5 Minuten ohne Erwärmen mechanischer Energie unterworfen, wobei es sich vorwiegend um Aufprallkräfte handelte. Auf diese Art und Weise erhielt man den Toner T 2.

Der Toner T 2 hatte eine durchschnittliche Teilchengröße von 10,1 µm, wobei Teilchen mit einer Größe von 5 µm oder weniger 1,8 Gew.-% und Teilchen mit einer Größe von 20 µm oder mehr 0,1 Gew.-% betrugen. Die Ausbeute, bezogen auf das Harzpulver (2) betrug 86%, bei einer Rundheit von 0,72 und einer statischen Schüttdichte von 0,40 g/cm³.

II.3 Toner T 3

Unter Verwendung des Harzpulvers (1) wurde der Toner T 3 in gleicher Weise wie der Toner T 1 hergestellt, wobei jedoch die Bedingungen für die sphärische Umwandlung modifiziert wurden.

Der Toner T 3 hatte eine durchschnittliche Teilchengröße von 10,9 µm, wobei Teilchen mit einer Größe von 5 µm oder weniger 0,5 Gew.-% und Teilchen mit einer Größe von 20 µm oder mehr 0,5 Gew.-% betrugen. Die Ausbeute, bezogen auf das Harzpulver (1), betrug 89%, bei einer Rundheit von 0,70 und einer statischen Schüttdichte von 0,39 g/cm³.

II-4 Toner T 4

Unter Verwendung des Harzpulvers (1) wurde der Toner T 4 in gleicher Weise wie der Toner T 1 hergestellt, wobei die Bedingungen für die Umwandlung zur Kugelform modifiziert wurden.

Der Toner T 4 hatte eine durchschnittliche Teilchengröße von 10,8 µm, wobei Teilchen mit einer Größe von 5 µm oder weniger 0,9 Gew.-% und Teilchen mit einer Größe von 20 µm oder mehr 0,1 Gew.-% betrugen. Die Ausbeute, bezogen auf das Harzpulver (1), betrug 86%, bei einer Rundheit von 0,80 und einer statischen Schüttdichte von 0,42 g/cm³.

II-5 Vergleichs-Toner t 1 bis t 4

Zu jedem der Toner T 1 bis T 4 wurden 0,8 Gew.-% feines hydrophobes Siliciumdioxidpulver (R-812, Nihon Aerosil), das als Fluidisiermittel diente, von außen zugefügt und vermischt, wobei man die Vergleichs-Toner t 1 bis t 4 erhielt.

II-6 Vergleichs-Toner t 5 und t 6

Es wurden zwei Typen von Harzpulver (1) und (2), entsprechend der Herstellung der Tonergruppen T 1 und T 2 als Vergleichs-Toner t 5 und t 6 bezeichnet.

II-7 Vergleichs-Toner t 7

Das Harzpulver (1), erhalten während der Herstellung des Toners T 1, wurde Heißluft mit einer Temperatur von 340°C unterworfen, unter Verwendung einer Sprühtrockenvorrichtung, um eine Umwandlung in die Sphärenform zu erzielen. Man erhielt so ein grobes Tonerpulver. Dieses grobe Tonerpulver hatte eine durchschnittliche Teilchengröße von 13,5 µm, wobei Teilchen mit einer Größe von 5 µm oder weniger 0,1 Gew.-% und Teilchen mit einer Größe von 20 µm oder mehr 3,8 Gew.-% betrugen. Die Ausbeute, bezogen auf das Pulver (1), betrug 73% bei einer Rundheit von 0,81 und einer statischen Schüttdichte von 0,42 g/cm³.

Wie vorstehend erwähnt, war dieses grobe Tonerpulver, das einen großen Anteil an Teilchen mit einer großen Größe aufwies, nicht gut für den praktischen Betrieb geeignet und erforderte eine weitere Klassifizierung. Dementsprechend wurde das rohe Tonerpulver klassifiziert. Man erhielt so den Vergleichstoner t 7 mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 11,1 µm. Hierdurch wurde die Ausbeute beträchtlich verringert auf 53%.

Herstellung der Träger 1. Träger C 1

150 g Styrol-Methylmethacrylat-Copolymeres (Monomerzusammensetzung= 4 : 6) wurde in 3000 ml Methylethylketon gelöst, um eine Überzugslösung herzustellen. Unter Verwendung eines "Spira-Coater" (Okada Seikoo-sha) wurde diese Überzugslösung auf 5 kg Ferritpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 100 µm aufgetragen und anschließend erwärmt und getrocknet. Man erhielt so einen mit Harz überzogenen Träger. Dieser Träger wurde als Träger C 1 bezeichnet.

2. Träger C 1

Ein mit Harz überzogener Träger wurde in gleicher Weise wie der Träger C 1 hergestellt, wobei jedoch ein anderes Styrol-Methylmethacrylat (Monomerzusammensetzung=3 : 7) verwendet wurde. Der resultierende Träger wurde als Träger C 2 bezeichnet.
Herstellung von Zweikomponenten-Entwicklern:
Nach den Kombinationen der nachstehenden Tabelle 2 wurden ein Träger und ein Toner miteinander vermischt, so daß die Tonerkonzentration 3,5 Gew.-% betrug. Man erhielt so die jeweiligen Zweikomponenten-Entwickler.

Tabelle 2

Bewertung der triboelektrischen Eigenschaften der Toner:
Unter Verwendung jedes der hergestellten Zweikomponenten-Entwickler wurden die triboelektrischen Potentiale jedes Toners gemessen unter Verwendung einer bekannten Abblasemethode unter verschiedenen Umweltbedingungen.

In der nachstehenden Tabelle 3 sind die Ergebnisse aufgeführt.

Tabelle 3

Kopiertest

Mit den jeweiligen vorstehend erwähnten Zweikomponenten-Entwicklern und unter Verwendung einer elektrophotographischen Kopiervorrichtung U-Bix 1600 (Konica Corporation) wurde der Kopierbetrieb zur Herstellung von vervielfältigten Bildern durchgeführt, wobei folgende Punkte bewertet wurden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 aufgeführt.

II-a Menge des abgeschiedenen Toners

Die Bewertung erfolgte durch Messung der Menge des abgeschiedenen nicht- magnetischen Toners (mg) durch Entwickeln, pro Flächeneinheit (cm²) eines elektrostatischen latenten Bildes. Das verwendete Originaldokument war tiefschwarz.

II-b Reinigungseigenschaften

Nach wiederholter Bildung von vervielfältigten Bildern und insbesondere unmittelbar nach dem Reinigungsverfahren wurde die Oberfläche des Trägerteils für das latente Bild visuell bewertet, um die Anwesenheit/Abwesenheit von anhaftendem Material auf dem Trägerteil für das latente Bild festzustellen. Es wurden folgende Kriterien verwendet: "○", ausgezeichnet, keine bis geringe Adhäsion; "∆", trotz geringer Adhäsion erlaubte der Adhäsionsgrad einen praktischen Betrieb; "×", zu starke Adhäsion, kein praktischer Betrieb möglich.

II-c Bildqualität

Vervielfältigte Bilder wurden mit dem Auge auf Bildunregelmäßigkeiten, schwarze Flecken, Schleierbildung und Schaumbildung bewertet. Es wurden folgende Bewertungskriterien verwendet: "○", ausgezeichnete Bildqualität; "∆", trotz leichter Unregelmäßigkeit war die Qualität für den praktischen Betrieb noch geeignet; "×", unzufriedenstellend, Bildqualität nicht für den praktischen Betrieb geeignet. "Bildunregelmäßigkeiten" bedeutet, dichte Unterschiede im Gesamtbild. "Schwarze Flecken" bedeutet, daß Phänomen, bei dem Flecken auf dem Bild auftreten. "Schaumbildung" bedeutet, die Bildung von erdbeerartigen Mustern.

II-d Fixiereigenschaften

Die Fixiereigenschaften wurden durch Reiben eines vervielfältigten Bildes mit einem Baumwolltuch oder dergleichen bewertet. Es wurden folgende Kriterien angewendet: "○", ausgezeichnete Eigenschaften; "∆", nicht voll zufriedenstellend, jedoch ausreichend für den praktischen Betrieb; "×", unzufriedenstellend, nicht zufriedenstellend für den praktischen Betrieb.

Tabelle 4

Umgebungsbedingungen: Temperatur, 30°C, relative Feuchtigkeit, 80%

Tabelle 5

Umgebungsbedingungen: Temperatur, 20°C, relative Feuchtigkeit, 50%

Tabelle 6

Umgebungsbedingungen: Temperatur, 10°C, relative Feuchtigkeit, 20%

Wie aus den Ergebnissen dieser Beispiele ersichtlich ist, sichern die erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Entwickler eine hohe Fließfähigkeit der Toner, wobei eine größere Tonermenge auf dem Trägerteil für das Bild abgeschieden wird. Außerdem sind die triboelektrischen Eigenschaften des Toners weniger abhängig von der Umwelt und es werden ausgezeichnete Entwicklungseigenschaften erhalten, selbst unter hohen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen. Darüber hinaus werden ausgezeichnete Reinigungseigenschaften erzielt. Dementsprechend werden erfindungsgemäß ausgezeichnete Bilder in stabiler Weise gebildet, die frei von Bildunregelmäßigkeiten, schwarzen Flecken, Schleiern und Schaumbildung sind.

Im Gegensatz hierzu sind bei den Vergleichs-Tonern t 1 bis t 4, die ein Fluidisierungsmittel enthalten, die triboelektrischen Eigenschaften des Toners stärker von den Umweltbedingungen abhängig. Dementsprechend treten unter hohen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen Bildunregelmäßigkeiten und Schleier auf. Unter niedrigen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen treten Bildunregelmäßigkeiten und Schaumbildung auf.

Die Vergleichs-Toner t 5 und t 6, die nicht in Sphären umgewandelt wurden, zeigen verschlechterte Entwicklungseigenschaften.

Der Vergleichs-Toner t 7, dessen Rundheit sehr groß ist, weist zwar zufriedenstellende Entwicklungseigenschaften auf, seine Reinigungseigenschaften sind jedoch schlecht.

Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung des vorstehend erwähnten herkömmlichen Verfahrens zur Erzielung der Sphärenform, bei dem die Oberfläche des Toners mit Heißluft aus einem Sprühtrockner geschmolzen wird, Wachse, die in dem Toner enthalten sind, extrahiert werden können und die Oberfläche des Tonerteilchens bedecken und umhüllen können. Dies gilt beispielsweise für die Verwendung von Wachsen mit Schmelzpunkten, die unter denen des Bindemittelharzes liegen als Oberflächen-Antihaftmittel (oder Oberflächen-Gleitmittel) eingemischt in den Toner für Einkomponenten- und Zweikomponenten-Entwickler. Das den Toner umhüllende Wachs kann dann zu einer Verhinderung der Fähigkeit des Toners eine triboelektrische Aufladung anzunehmen führen; auch kann seine Fließfähigkeit verschlechtert werden.

Im Gegensatz hierzu kann erfindungsgemäß eine Behandlung zur Erzielung der Kugelform bzw. sphärischen Form durchgeführt werden, ohne daß Wachs extrahiert wird und die vorstehenden Probleme des Standes der Technik auftreten. Es ist daher möglich, erfindungsgemäß Toner herzustellen, die Oberflächen-Antihaftmittel bzw. Oberflächen-Trennmittel oder Oberflächen- Gleitmittel enthalten, beispielsweise Wachse mit niedrigerem Schmelzpunkt als die Bindemittelharze, falls sich dies als zweckmäßig erweist.

Claims (13)

1. Toner, geeignet zur Verwendung in der Elektrophotographie, mit einer sphärischen Form bzw. Kugelform, wobei die sphärische Form der Tonerteilchen durch die Rundheit (R) bestimmt wird, die durch folgende Gleichung definiert wird: R=(C/L) ²worin C der Umfang eines Kreises mit einer Fläche, identisch mit der projizierten Fläche eines Tonerteilchens ist, und L die Länge der Umrißlinie des projizierten Bildes des Tonerteilchens ist; und
worin die Rundheit der Tonerteilchen folgende Beziehung erfüllt:0,7≦R≦0,8.

2. Toner, nach Anspruch 1, der ein Oberflächen-Antihaftmittel oder Oberflächen-Gleitmittel enthält.

3. Toner, nach Anspruch 1 oder 2, der ein magnetisches Teilchen enthält.

4. Toner, nach Anspruch 1, 2 oder 3, zur Verwendung als Einkomponenten- Entwickler.

5. Toner, nach Anspruch 1, 2 oder 3, zur Verwendung als Zweikomponenten- Entwickler.

6. Verfahren zur Herstellung einer sphärischen Form oder Kugelform von Tonerteilchen, geeignet für die Elektrophotographie, dadurch gekennzeichnet, daß man Tonerteilchen, die vorher mit einer vorbestimmten Teilchengröße durch Kneten und Pulverisieren eines Bindemittelharzes und eines Zusatzes hergestellt wurden, in eine Kammer beschickt, mechanische Energie in Form von Aufprall-Kräften auf die Tonerteilchen einwirken läßt, wobei man die Tonerteilchen in einer Luftphase der Kammer bewegt und die Aufprall-Kräfte so eingestellt werden, daß keine Pulverisierung der Tonerteilchen auftritt, und die Aufprall-Kräfte unter Bewegung der Tonerteilchen wiederholt angewendet werden, bis die Tonerteilchen die gewünschte sphärische Form bzw. Kugelform aufweisen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Tonerteilchen durch Luftzirkulation in der Kammer erzielt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzirkulation durch Zentrifugalkraft erzeugt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die gewünschte sphärische Form der Tonerteilchen durch die Rundheit (R) bewertet, die durch folgende Gleichung bestimmt wird: R=(C/L) ²worin C der Umfang eines Kreises mit einer Fläche identisch der projizierten Fläche eines Tonerteilchens ist und L die Länge des Umrisses des projizierten Bildes des Tonerteilchens darstellt; und
wobei die Rundheit des Tonerteilchens folgender Gleichung genügt:0,7≦R≦0,8.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprall-Kräfte so eingestellt werden, daß folgende Beziehung erzielt wird: 0,93A≦B<Aworin A die durchschnittliche Teilchengröße eines Tonerteilchen vor dem Beschicken in die Kammer ist und B die durchschnittliche Teilchengröße des zur Erzielung der gewünschten sphärischen Form behandelten Tonerteilchens ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man Tonerteilchen einsetzt, die ein Oberflächen-Antihaftmittel bzw. Oberflächen-Gleitmittel enthalten.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man Tonerteilchen einsetzt, die magnetische Teilchen enthalten.

13. Verwendung der Tonerteilchen nach Anspruch 1 bis 5 oder der nach Anspruch 6 bis 12 hergestellten Tonerteilchen in Einkomponenten- und Zweikomponenten-Entwicklern.