DE3836388C2 - Entwickler zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes und Bilderzeugungsverfahren, in dem dieser Entwickler verwendet wird - Google Patents
Entwickler zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes und Bilderzeugungsverfahren, in dem dieser Entwickler verwendet wirdInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Entwickler zum Entwickeln eines
latenten elektrostatischen Bildes, das in einem elektrophoto
graphischen Verfahren erzeugt wird, einem elektrostatischen
Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren
oder dgl.; sie betrifft insbesondere einen Entwickler zum
Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes, der
geeignet ist für das Entwickeln eines negativ geladenen la
tenten elektrostatischen Bildes, das auf der Oberfläche eines
organischen Photorezeptors erzeugt worden ist, sowie die Verwendung
eines solchen Entwicklers in einem Bilderzeugungsverfahren.
Die Elektrophotographie dient, wie beispielsweise in den
US-PS 2 297 691 und 2 357 809 beschrieben ist, dazu, ein
Bild in Form eines Kopierbildes in der Weise wiederzugeben,
daß ein latentes elektrostatisches Bild des Bildes auf der
Oberfläche eines Photorezeptors erzeugt wird, das latente
Bild mit einem Trockenentwickler, der gefärbte Teilchen ent
hält, in ein Tonerbild umgewandelt wird, danach das Toner
bild auf ein Übertragungsblatt, beispielsweise ein Blatt
Papier, übertragen wird und das übertragene Tonerbild durch
Anwendung von Wärme, Druck oder dgl. permanent fixiert wird,
so daß eine Kopie des Bildes erzeugt werden kann. Anderer
seits kann der Photorezeptor, von dem das Tonerbild übertra
gen wurde, anschließend wiederverwendet werden für die Erzeu
gung der nächsten Bilder, nachdem der auf der Photorezeptor
oberfläche zurückgebliebene Toner mittels einer Reinigungs
einrichtung entfernt worden ist.
Die Photorezeptoren, die auf die vorstehend beschriebene
Elektrophotographie anwendbar sind, sind bekannte Photore
zeptoren, wie z. B. anorganische Photorezeptoren, wie solche
aus Selen, Zinkoxid, Cadmiumsulfid und dgl., sowie organi
sche Photorezeptoren aus einer Verbindung mit einem hohen
oder niedrigen Molekulargewicht, wie Polyvinylcarbazol
und dgl. Bei den Selen-Photorezeptoren treten jedoch eini
ge Probleme auf, beispielsweise dasjenige, daß unter Hoch
temperaturbedingungen eine Kristallisation auftritt, wes
halb die Wärmebeständigkeit unzureichend ist und ihre Eigen
schaften, wie z. B. die Empfindlichkeit, beeinträchtigt
werden, so daß Bilder verschlechtert werden können, so daß
sie unscharf sind. Bei den Zinkoxid- oder Cadmium-Photore
zeptoren besteht die Gefahr, daß die Lichtempfindlichkeits
eigenschaften derselben schneller abnehmen, wenn man die
Bilder Licht aussetzt und daß ein Schleier entsteht, so daß
ein unscharfes Bild entstehen kann und daß die Haltbarkeit
des Photorezeptors beeinträchtigt (verschlechtert) ist und
daß sie außerdem toxisch für den menschlichen Körper sind.
Im Gegensatz dazu sind die organischen Photorezeptoren, die
organische Halbleiter umfassen, vorteilhafte (erwünsch
te) Photorezeptoren, weil sie die obengenannten Mängel
nicht aufweisen, sondern verschiedene Vorteile besitzen,
wie z. B. ein ausgezeichnetes Schichtbildungsvermögen, gerin
ge Herstellungskosten, eine hohe Empfindlichkeit, eine
stabile Haltbarkeit, eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit,
keine Toxizität für den menschlichen Körper und dgl.
Als latente elektrostatische Bilder, die auf der Oberfläche
des obengenannten organischen Photorezeptors erzeugt werden,
wird im allgemeinen ein negativ geladenes latentes elektro
statisches Bild verwendet. Dies ist darin begründet, daß es
viele Arten von für die Herstellung eines Photorezeptors
verfügbaren photoleitfähigen Substanzen gibt, die ein hohes
Leistungsvermögen aufweisen. Ein negativ geladenes latentes
elektrostatisches Bild, das auf der Oberfläche des obenge
nannten organischen Photorezeptors erzeugt wird, wird mit
einem allgemein bekannten Entwickler, beispielsweise einem
Entwickler vom 1-Komponenten-Typ und 2-Komponenten-Typ, ent
wickelt. Die erstgenannten Entwickler vom 1-Komponenten-Typ
bestehen nur aus einem magnetischen Toner, der magnetische
Substanzen dispergiert in ihren Bindemitteln enthält, und die
zuletzt genannten Entwickler vom 2-Komponenten-Typ bestehen
sowohl aus Tonern als auch aus Trägern, die magnetische
Teilchen umfassen.
Wenn eine Entwicklung mit einem Entwickler, wie er vorstehend
beschrieben ist, durchgeführt wird, sollten die Toner, die
den Entwickler aufbauen, in einer positiven Polarität aufgela
den sein, die das Gegenteil der Polarität des negativ gela
denen latenten elektrostatischen Bildes ist, die auf der
Oberfläche des Photorezeptors erzeugt wurde.
Um den Toner auf eine positive Polarität aufzuladen kann ein
positives Ladungskontrollmittel zugegeben werden oder im
Falle der Verwendung eines Entwicklers vom 2-Komponenten-Typ
können Toner durch Reibung auf eine positive Polarität
aufgeladen werden durch Verwendung von selektiven Trägern
(Ladungsträgern).
Jedoch können durch einfaches Aufbringen einer positiven
Ladung auf den Toner keine ausgezeichneten Bilder erhalten
werden, die über einen längeren Zeitraum stabil sind. Ins
besondere werden Toner im allgemeinen aufgeladen durch Reiben
derselben mit einem anderen Reibungselektrifizierungs-Element.
Wenn jedoch diese Operation häufig wiederholt wird, werden
die Tonerkomponenten durch die Reibung teilweise auf das Rei
bungselektrifizierungs-Element übertragen und die Tonerkompo
nenten verunreinigen die Oberfläche des Reibungselektrifizie
rungs-Elements, auf die eine geeignete Reibungsladung aufge
bracht werden soll. Es wird daher allmählich schwierig, eine
geeignete Reibungsladung auf den Toner aufzubringen und der
Absolutwert der Reibungsladung des Toners wird dadurch ge
senkt, so daß die Gefahr besteht, daß ein Schleier gebildet
wird und dadurch wird die Tonerhaltbarkeit beeinträchtigt
(verschlechtert).
Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, wurden
bereits die folgenden Versuche gemacht:
- (1) In der geprüften japanischen Patentpublikation 22447-1978 und in der japanischen Offenlegungsschrift (nachstehend als japanische OPI-Patentpublikation bezeichnet) 66235-1978 ist ein solcher Versuch beschrieben, bei dem Toner mit einer positiven Aufladbarkeit verwendet werden, die anorganische feine Teilchen enthalten, die mit einem Aminosilan-Kuppler behandelt worden sind. Aus den Ergebnissen der damit durch geführten Untersuchungen hat sich jedoch gezeigt, daß diese Entwickler nur in der Anfangsstufe ein ziemlich gutes Lei stungsvermögen besitzen, daß jedoch die Eigenschaften der Entwickler schlechter werden, wenn sie wiederholt verwendet werden, daß nämlich die Aufladbarkeit der Toner abnimmt unter Bildung eines Schleiers oder unter Verfliegen des Toners, so daß die Bilder damit verunreinigt werden. Außerdem werden die obengenannten Mängel bei Hochtemperaturbedingungen noch schwerwiegender.
- (2) In den japanischen OPI-Patentpublikationen 123 550-1981 und 34 539/1984 ist ein solcher Versuch beschrieben, bei dem Toner verwendet wurden, die verbessert worden sind in bezug auf die Stabilisierung ihrer Aufladbarkeit, die Umweltver träglichkeit, ihre Haltbarkeit und dgl. durch Mischen der Toner mit feinen Siliciumdioxid-Teilchen, die unabhängig behandelt worden sind mit einem Aminosilan-Kuppler oder in Kombination mit einem Silan-Kuppler, um die feinen Sili ciumdioxid-Teilchen hydrophob zu machen. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen, die damit durchgeführt wurden, ergab sich jedoch, daß, weil noch eine Reihe von hydrophilen funktionel len Si-OH-Gruppen auf den Oberflächen der noch nicht behan delten Siliciumdioxid-Teilchen vorliegen, der Kuppler mit jeder -OH-Gruppe reagiert, so daß nicht alle -OH-Gruppen blockiert worden sind durch einfaches Behandeln mit einem Kuppler. Da die -OH-Gruppen hauptsächlich auf den Oberflä chen der Siliciumdioxid-Teilchen zurückbleiben, führten diese Versuche außerdem zu dem Nachteil, daß der Einfluß der Feuchtigkeit nicht vollständig verhindert werden und keine Gegenmaßnahmen gegen Umweltveränderungen ergriffen werden können. Insbesondere im Falle der wiederholten Verwendung oder unter hohen Feuchtigkeitsbedingungen entsteht ein Schleier als Folge der geringeren Aufladbarkeit und die Bilder werden durch das Verfliegen des Toners verunreinigt.
- (3) In der japanischen OPI-Patentpublikation 201 063-1984 ist ein Versuch beschrieben, eine stabile Aufladbarkeit gegen Änderungen der Umwelt zu erzielen und eine längere Haltbarkeit zu erhalten durch Verwendung eines Entwicklers, der ein feines Kieselsäure-Pulver enthält, das mit Silicon öl behandelt worden ist, das ein Amin aufweist, das an seine Seitenkette gekuppelt ist. Aus den Ergebnissen der damit durchgeführten Untersuchungen hat sich jedoch ergeben, daß, weil eine viskose ölige Substanz auf die Oberfläche des feinen Kieselsäure-Pulvers aufgebracht wird, die Ölsubstanz dazu neigt, an der Oberfläche eines Photorezeptors, der Trägerteilchen (Ladungsträgerteilchen) und des Reibungselek trifizierungs-Elements, beispielsweise einem Entwickler-Trägerelement, und dgl., zu haften, so daß Flecken (Verfär bungen) wiedergegeben werden, die Sauberkeit der Oberfläche des Photorezeptors verschlechtert (beeinträchtigt) wird und die Reibungsaufladbarkeit der Toner instabil wird und außerdem die Haltbarkeit der Toner beeinträchtigt (ver schlechtert) ist.
Außerdem wird in dem obengenannten behandelten Siliciumdi
oxid eine Verbindung vom Amin-Typ verwendet. Bei den durch
geführten Untersuchungen hat sich jedoch gezeigt, daß diese
Verwendung vom Standpunkt der positiven Aufladbarkeit
aus betrachtet nicht ausreichend ist. Im Falle der Zugabe
eines behandelten Siliciumdioxids, wie es vorstehend be
schrieben wurde, zu Tonern nimmt die Reibungsaufladbarkeit
des Toners selbst eher ab, weil die Aufladbarkeit des Sili
ciumdioxids geringer ist als diejenige der Toner. Wenn die
Toner zusammen mit Trägerteilchen (Ladungsträgerteilchen)
und dgl. in einer Entwicklungskammer gerührt und unter An
wendung eines physikalischen Druckes aufgebracht werden,
um so die Toner durch Reibung aufzuladen, tritt außerdem
der Nachteil auf, daß das behandelte Siliciumdioxid, das auf
den Oberflächen der Toner zurückbleibt, auf andere Reibungs
elektrifizierungs-Elemente übertragen wird, wodurch diese
Elemente verunreinigt werden, wodurch die Aufladbarkeit
der Toner beeinträchtigt (verschlechtert) wird. In einem
solchen Entwickler, wie er vorstehend beschrieben wurde,
wird die Adhäsionskraft, die durch die Coulomb-Energie
zwischen den Tonerteilchen und den Trägerteilchen (Ladungs
trägerteilchen) erzeugt wird, herabgesetzt, so daß die Toner
in eine Kopiervorrichtung fliegen, so daß die Bilder ebenfalls
verunreinigt werden. Außerdem stören die mit einer konven
tionellen Aminverbindung behandelten feinen Siliciumdioxid-Teilchen
die Aufladbarkeit der Toner. Daher ist der Reibungs
elektrifizierungs-Wirkungsgrad verhältnismäßig gering.
Mit einem solchen Entwickler kann ein gutes Leistungsvermö
gen wahrscheinlich in der Anfangsstufe des Starts der ersten
Operation erzielt werden, obgleich in der Anfangsstufe der
Wiederaufnahme eines weiteren Kopiervorganges einige Zeit
nachdem eine Reihe von kontinuierlichen Operationen durchge
führt worden ist, die Aufladungsrate beim Start gering ist.
Bei der Wiederaufnahme eines Kopiervorganges wird das Bild
daher verschleiert und Tonerteilchen fliegen umher. Dieses
Phänomen wird bei hohen Feuchtigkeitsbedingungen, unter de
nen eine Leckage der Aufladung auftritt, noch schwerwiegender.
Bei der Anwendung des vorstehend beschriebenen behandelten
Siliciumdioxids auf ein Bilderzeugungsverfahren, bei dem eine
Reinigung mit einer Reinigungsklinge durchgeführt wird, wurde
gefunden, daß in der Anfangsstufe keine Reinigungsstörungen
auftraten, daß jedoch Störungen auftraten, wenn die Kopier
frequenz weiter erhöht wurde.
Insbesondere dann, wenn ein solches behandeltes Siliciumdi
oxid auf einen organischen Photorezeptor angewendet wurde,
wurde gefunden, daß das konventionelle behandelte Silicium
dioxid an der Oberfläche des Photorezeptors fest haftete,
weil die Oberfläche des Photorezeptors Harzkomponenten ent
hielt und deshalb eine Reinigungsstörung durch die Adhäsion
entstand. Insbesondere aufgrund der Tatsache, daß eine
Komponente, wie Talk, die in Übertragungspapier enthalten
war, ebenfalls an der Oberfläche des Photorezeptors haftete,
bildeten das behandelte Siliciumdioxid und die obengenann
ten Komponenten gemeinsam ein haftendes Material, das an der
Oberfläche des Photorezeptors haftete. Deshalb geht die
Funktion der Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes
an den cohäsiven Bereichen der Photorezeptoroberfläche verlo
ren, so daß kein zufriedenstellendes Bild erzeugt wird, so
daß ein ausgebleichtes und unscharfes Bild, ein sogenanntes
"Vignettebild" erhalten wird und gleichzeitig auch eine
Reinigungsstörung auftritt, weil dieses cohärente haftende
Material mittels einer Reinigungsklinge nicht entfernt
werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, treten bei Verwendung eines
konventionellen oberflächenbehandelten Siliciumdioxids die
folgenden Mängel auf:
- 1) es kann keine zufriedenstellend stabile positive Ladung beim Kopieren unter Änderung der Umwelt aufgebracht werden;
- 2) der Aufladungswirkungsgrad ist gering und die anfängliche Aufladbarkeit ist langsam beim Start;
- 3) es tritt eine Reinigungsstörung auf;
- 4) die Haltbarkeit ist beeinträchtigt (verschlechtert) und dgl.
Mit den Entwicklern vom konventionellen Typ war es bisher
schwierig, feine und flexible magnetische Bürsten herzustellen.
Deshalb ist ihr Entwicklungsvermögen gering und es kann keine
Entwicklung erzielt werden, es sei denn, daß ein latentes
Bild unter Anwendung von Kraft mit einer Magnetbürste gerie
ben wird. Es tritt daher der Mangel auf, daß ein Tonerbild,
das einmal entwickelt worden ist, mit einer Magnetbürste ge
rieben wird und dadurch Spuren der Magnetbürste auf dem
Bild erzeugt werden (dies ist das Phänomen der Bildung von
weißen Streifen in Richtung des Reibens des Tonerbildes mit
der Magnetbürste), wodurch ein verschwommenes Bild-Phänomen entsteht,
wonach schwarze Linien am hinteren Rand des Bildes auftre
ten, oder dadurch werden die Gradations-Reproduzierbarkeit
und das Auflösungsvermögen eines Bildes beeinträchtigt
(verschlechtert). Die obengenannten Phänomene werden noch
schwerwiegender, wenn die Fließfähigkeit eines Entwicklers
unter Hochtemperaturbedingungen weiter herabgesetzt wird.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Entwick
ler zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes
zu schaffen, der weniger zum Verunreinigen (Verfärben)
der Oberfläche eines Reibungselektrifizierungs-Elements
neigt und eine ausgezeichnete Haltbarkeit besitzt, so daß
eine stabile Aufladbarkeit über einen langen Zeitraum hinweg
aufrechterhalten werden kann. Ziel der Erfindung ist ferner
die Schaffung eines Entwicklers zum Entwickeln eines laten
ten elektrostatischen Bildes, der weniger zur Schleierbil
dung oder zur Zerstäubung (Zerstreuung) in einer Kopiervor
richtung auch unter Hochtemperaturbedingungen und hohen
Feuchtigkeitsbedingungen neigt, der eine verbesserte Halt
barkeit besitzt, scharfe und klare Bilder über einen langen
Zeitraum hinweg liefern kann und eine verbesserte Stabili
tät und Beständigkeit gegen jegliche Änderung der Umgebungs
bedingungen aufweist. Ziel der Erfindung ist es ferner,
einen Entwickler für ein latentes elektrostatisches Bild
anzugeben, der scharfe und klare Bilder liefern kann, dessen
Aufladbarkeit beim Starten nach der Wiederaufnahme des
Kopiervorganges nach einer Unterbrechung unter hohen
Feuchtigkeitsbedingungen ausgezeichnet ist, ohne daß eine
Schleierbildung oder eine Zerstreuung (Zerstäubung) des
Toners auftritt. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht
darin, einen Entwickler für ein latentes elektrostatisches
Bild anzugeben, der ausgezeichnete Reinigungseigenschaften
besitzt, so daß die Oberfläche eines Photorezeptors oder
einer Reinigungsklinge durch Filmbildung kaum beeinflußt
oder beschädigt wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung be
steht darin, einen Entwickler für ein latentes elektrostati
sches Bild anzugeben, der ausgezeichnete Bilder liefern
kann, der weniger zur Aufnahme irgendwelcher Kratzermarkie
rungen oder einer verschwommenen Kopie neigt, sondern
eine ausgezeichnete Gradation und ein ausgezeichnete Auflö
sungsvermögen besitzt sowie eine ausgezeichnete Bildstabili
tät über einen langen Zeitraum aufweist.
Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung
gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Gegenstand der Erfindung ist insbesondere ein Entwickler zum
Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes
gekennzeichnet durch
Tonerteilchen und
0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Tonerteilchen, anorganische feine Teilchen, deren Oberflächen mit einem Polysiloxan mit einem Ammoniumsalz als funktionel ler Gruppe behandelt worden sind.
Tonerteilchen und
0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Tonerteilchen, anorganische feine Teilchen, deren Oberflächen mit einem Polysiloxan mit einem Ammoniumsalz als funktionel ler Gruppe behandelt worden sind.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung des vorstehend definierten Entwicklers
in einem Verfahren zur Er
zeugung eines Tonerbildes, das die folgenden Stufen umfaßt:
Erzeugung eines Tonerbildes durch Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem Photorezeptor mit einem teilchenförmigen Entwickler,
Übertragen des Tonerbildes auf Übertragungspapier und
Abstreifen (Abkratzen) des auf dem Photoleiter zurückbleiben den Toners.
Erzeugung eines Tonerbildes durch Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem Photorezeptor mit einem teilchenförmigen Entwickler,
Übertragen des Tonerbildes auf Übertragungspapier und
Abstreifen (Abkratzen) des auf dem Photoleiter zurückbleiben den Toners.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die
beiliegende Zeichnung (Fig. 1) näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels für
Bilderzeugungsvorrichtungen, die geeignet sind zur Durch
führung einer Bilderzeugung unter Verwendung des erfin
dungsgemäßen Entwicklers.
In der beiliegenden Zeichnung haben die jeweils angegebenen
Bezugsziffern die folgenden Bedeutungen:
1 Coronaaufladungseinrichtung
2 optisches Belichtungssystem
3 Magnetbürsten-Entwicklungseinheit
4 elektrostatische Übertragungseinheit
5 Abtrenneinheit
6 Reinigungseinheit vom Klingen-Typ
7 Heizwalzen-Fixiereinheit
8 Übertragungspapier und
10 organischer Photorezeptor.
2 optisches Belichtungssystem
3 Magnetbürsten-Entwicklungseinheit
4 elektrostatische Übertragungseinheit
5 Abtrenneinheit
6 Reinigungseinheit vom Klingen-Typ
7 Heizwalzen-Fixiereinheit
8 Übertragungspapier und
10 organischer Photorezeptor.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Entwickler mit
einer verbesserten positiven Aufladbarkeit, einer verbesser
ten Feuchtigkeitsbeständigkeit und Haltbarkeit dadurch er
halten werden, daß man in einem Entwickler feine anorgani
sche Teilchen verwendet, die mit einem Polysiloxan mit
einem Ammoniumsalz als funktioneller Gruppe oberflächenbe
handelt worden sind. Das Ammoniumsalz als funktionelle
Gruppe kann eine relativ höhere positive Ladungsdichte auf
weisen als eine Aminogruppe und aus diesem Grunde kann es
den Tonerteilchen eine hohe positive Aufladbarkeit verleihen.
Da die anorganischen Teilchen eine Ammoniumsalzstruktur
haben, können außerdem die Viskosität und die Haftung des
Entwicklers vermindert sein und auf diese Weise kann eine
Haftung oder Fleckenbildung (Verfärbung) eines Reibungs
elektrifizierungs-Elements wirksam verhindert werden.
Durch die Verwendung eines Polysiloxan-Polymeren können die
Oberflächen der feinen anorganischen Teilchen damit gleich
mäßiger bedeckt werden als im Falle eines Monomer-Kupplers
und auf diese Weise kann die Anzahl der hydrophilen Zentren
und der negativ geladenen Zentren, wie z. B. die -OH-Gruppe,
die ursprünglich auf den Oberflächen der anorganischen Teil
chen vorliegen, vermindert werden, so daß eine hohe positive
Aufladbarkeit auch unter hohen Feuchtigkeitsbedingungen er
zielt werden kann.
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Entwicklers, in
dem die obengenannten feinen anorganischen Teilchen der Er
findung an Toneroberflächen haften, wenn der Entwickler in
der Entwicklereinheit gerührt wird zum Zwecke der Herstellung
des Mischungsverhältnisses zwischen Toner und Träger (Ladungs
träger) sowie der Vereinheitlichung der Reibungsladung auf dem
Toner, können eine Übertragung und eine Haftung der feinen an
organischen Teilchen auf die Innenwand, auf der Entwicklungs
trommel, auf einer Regulierklinge und dgl. wirksam verhindert
werden, so daß eine stabile positive Aufladbarkeit auch nach
einer Reihe von Bilderzeugungsverfahren aufrechterhalten
werden kann. Da der Entwickler durch die feinen anorganischen
Teilchen außerdem eine verbesserte Fließfähigkeit besitzt,
kann auch die Cohäsion der Entwicklerteilchen verhindert
werden, so daß eine stabile Reibungsaufladung des Toners
gewährleistet werden kann. Als Ergebnis davon kann eine
hochwirksame und schnellere Reibungsaufladung auch dann er
zielt werden, nachdem ein Kopiervorgang unterbrochen worden
ist, und eine Schleierbildung und das Verfliegen von Toner
können verhindert werden.
Außerdem ist bei den feinen anorganischen Teilchen, die
weniger haften und weicher sind, die durch Aufbringen eines
Polysiloxans mit einem Ammoniumsalz als funktioneller
Gruppe hergestellt worden sind, der Grad der Haftung an der
Oberfläche eines organischen Photorezeptors, der zu einer
Filmbildung neigt, vermindert und selbst wenn sie an
der Oberfläche haften, können sie von der Oberfläche bei
spielsweise unter Verwendung einer Reinigungsklinge leicht
entfernt werden.
Wenn die Tonerteilchen, welche die erfindungsgemäß verwende
ten feinen anorganischen Teilchen enthalten, die an ihrer
Oberfläche haften, mit der Oberfläche des Photorezeptors
in Kontakt gebracht werden, kann durch die weniger haften
den feinen anorganischen Teilchen verhindert werden, daß
die Tonerteilchen einen Film auf der Oberfläche des Photo
rezeptors bilden.
Da die Haftung der Tonerteilchen an der Oberfläche des Pho
torezeptors vermindert werden kann, werden auch die Reini
gungseigenschaften verbessert im Vergleich zu den konven
tionellen Tonern und der Toner kann, falls er auf der Ober
fläche des Photorezeptors zurückbleibt, leicht mittels einer
Reinigungsklinge entfernt (gereinigt) werden. Da die anorga
nischen feinen Teilchen, die an den Oberflächen des Toners
haften, verhindern können, daß sowohl die Oberflächen des
Trägers (Ladungsträgers) als auch des Photorezeptors durch
den Toner verunreinigt (verfärbt) werden, kann eine Änderung
seiner Zusammensetzung und eine Verschlechterung seiner
Eigenschaften verhindert werden und dadurch ist es möglich,
einen Entwickler mit einer verbesserten Haltbarkeit zu er
zielen.
Außerdem kann durch die Verwendung der erfindungsgemäßen
Entwickler ein auf der Oberfläche eines organischen Photo
rezeptors erzeugtes, negativ geladenes latentes elektro
statisches Bild in vorteilhafter Weise entwickelt werden,
ohne daß die Vorteile der organischen Photorezeptoren, wie
z. B. die geringeren Herstellungskosten und die fehlende To
xizität, beeinträchtigt werden und ohne daß bewirkt wird,
daß der Toner zerstreut wird oder Reinigungsstörungen auf
treten. Wegen der verbesserten Fließfähigkeit des Entwick
lers ist es insbesondere möglich, eine gleichmäßige Magnet
bürste eines Entwicklers auf einer Entwicklungstrommel zu
bilden, so daß der erfindungsgemäße Entwickler vorzugs
weise in der Magnetbürstenentwicklung eingesetzt werden kann.
Gemäß der am meisten bevorzugten Ausführungsform der Erfin
dung enthält der Entwickler zusätzlich einen mit einem Harz überzogenen
Träger (Ladungsträger). Die Oberfläche dieses mit einem Harz
überzogenen Trägers kann vorzugsweise geglättet werden durch
Aufbringen eines Überzugs, so daß verhindert werden kann,
daß eine Verunreinigung (Verfärbung) durch die Tonerkomponen
ten oder die feinen anorganischen Teilchen entsteht, und ein
Entwickler mit einer hohen Haltbarkeit erhalten werden kann.
Wenn sowohl die feinen anorganischen Teilchen als auch der
mit einem Harz überzogene Träger gemeinsam verwendet werden,
kann ein Entwickler mit einer ausgezeichneten Fließfähigkeit
selbst unter Hochtemperaturbedingungen und hohen Feuchtigkeits
bedingungen erhalten werden durch die synergistischen Effekte
der feinen anorganischen Teilchen mit einer geringen Haftung
und der mit einem Harz überzogenen Trägeroberfläche mit
einer niedrigen Oberflächenenergie und dem verminderten Rei
bungskoeffizienten, so daß die Bildung einer feinen und
weichen Magnetbürste möglich wird.
Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
werden somit die folgenden Vorteile erzielt:
- 1) die Aufladungswirkungsgrade sowohl des Toners als auch des Trägers können verbessert werden, wodurch ein Entwickler schneller aufgeladen werden kann- auch nachdem ein Kopiervor gang unterbrochen worden ist;
- 2) das Phänomen des Zerkratzens von Tonerbildern kann verhin dert werden durch Verwendung einer weichen Magnetbürste, so daß verhindert werden kann, daß Kratzermarkierungen auf treten, und so daß auch die Entstehung eines verschwommenen Bildes verhindert werden kann;
- 3) durch Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Entwicklers ist die Durchführung einer Entwicklung entspre chend dem Oberflächenpotential eines Photorezeptors und die Erzielung einer ausgezeichneten Gradation möglich; und
- 4) durch die gemeinsame Verwendung der feinen anorganischen Teilchen und der mit einem Harz überzogenen Träger kann die Bildung eines Toners, der in entgegengesetzter Polarität aufladbar ist, weitestgehend verhindert werden, so daß das Aufbringen einer gleichmäßigen Ladung auf den Toner möglich wird. Dadurch ist es möglich, bei Verwendung des obengenann ten fein hergestellten Entwicklers Bilder mit einem ausge zeichneten Auflösungsvermögen ohne Haftung des Toners in dem bildfreien Bereich an der Grenzfläche zwischen einem Nicht-Bildbereich und einem Bildbereich, zu erzielen.
Die Polysiloxane mit einem Ammoniumsalz als ihre funktionel
len Gruppen werden in den erfindungsgemäßen feinen anorgani
schen Teilchen verwendet. Zu Beispielen für bevorzugte
Polysiloxane gehören Dimethylpolysiloxan mit einer Ammonium
salzgruppe, das eine hohe positive Aufladbarkeit besitzt und
kaum zu einer Reinigungsstörung führt. Die Dimethylpolysil
oxane, die eine Ammoniumsalzgruppe aufweisen, umfassen im
allgemeinen ein Dimethylpolysiloxan, das eine Komponentenein
heit der nachstehend angegebenen Formel (I) enthält. Diese
Dimethylpolysiloxane können beispielsweise durch die folgende
Formel (B) dargestellt werden:
worin bedeuten:
R1 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxygruppe, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Alkoxygruppe oder
R1 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxygruppe, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Alkoxygruppe oder
R2 eine verbindende Gruppe, wie z. B. eine Alkylen
gruppe, eine Arylengruppe, eine Aralkylengrup
pe, -NH-, -NHCO- oder irgendeine Kombination
davon oder eine einfache Bindung;
R3, R4 und R5 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe,
X ein Halogenatom und
jede der Gruppen R1 bis R5 umfaßt solche, die einen Sub stituenten aufweisen.
R3, R4 und R5 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe,
X ein Halogenatom und
jede der Gruppen R1 bis R5 umfaßt solche, die einen Sub stituenten aufweisen.
worin bedeuten:
R6 und R7 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Hydroxygruppe, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Alkoxy gruppe, wobei diese Gruppen solche umfassen, die jeweils einen Substituenten aufweisen;
R1 bis R5 und X synonym sind mit denjenigen, wie sie jeweils in der obengenannten Formel (A) angegeben sind; und
m und n eine ganze Zahl von nicht weniger als 1.
R6 und R7 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Hydroxygruppe, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Alkoxy gruppe, wobei diese Gruppen solche umfassen, die jeweils einen Substituenten aufweisen;
R1 bis R5 und X synonym sind mit denjenigen, wie sie jeweils in der obengenannten Formel (A) angegeben sind; und
m und n eine ganze Zahl von nicht weniger als 1.
Außerdem umfaßt die Gruppe
in der Regel solche, wie sie durch die folgenden Formeln
angegeben sind, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt
ist.
Polysiloxane mit einem Ammoniumsalz als ihre funktionelle
Gruppe können beispielsweise erhalten werden nach einem
Verfahren, bei dem ein organohalogeniertes Silan mit einem
Ammoniumsalz als seine funktionelle Gruppe und ein weiteres
organohalogeniertes Silan, das insbesondere keine Ammonium
salzgruppe enthält, in der Polymerisationsstufe copoly
merisiert werden, so daß das gewünschte Polysiloxan dadurch
eingeführt werden kann; nach einem Verfahren, bei dem ein
Polysiloxan erhalten wird durch Polymerisieren mit einem
organohalogenierten Silan und anschließende partielle
Denaturierung mit einer organischen Gruppe mit einem Ammo
niumsalz als seiner funktionellen Gruppe und dgl., wobei ein
Organoalkoxysilan anstelle des organohalogenierten Silans
verwendet werden kann. Außerdem sind einige der Verbindungen
dieser Art auf dem Markt erhältlich.
Zu den feinen anorganischen Teilchen, die mit einem Polysil
oxan mit einem Ammoniumsalz als seiner funktionellen Gruppe
oberflächenbehandelt werden können, gehören beispielsweise
feine Teilchen aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid,
Bariumtitanat, Magnesiumtitanat, Calciumtitanat, Strontium
titanat, Zinkoxid, Chromoxid, Ceroxid, Antimontrioxid,
Zirkoniumoxid, Siliciumcarbid und dgl. Es ist bevorzugt, daß
die primären Teilchen dieser feinen anorganischen Teilchen,
d. h. die Teilchen in dem Zustand, in dem sie in einzelne
Einheitsteilchen aufgeteilt sind, eine durchschnittliche
Teilchengröße innerhalb des Bereiches zwischen 3 mm und
2 µm haben sollten.
Als feine anorganische Teilchen können insbesondere feine
Siliciumdioxidteilchen bevorzugt verwendet werden vom Stand
punkt der Verbesserung der Fließfähigkeit aus betrachtet.
Bei diesen feinen Siliciumdioxidteilchen kann es sich um
solche mit einer Si-O-Si-Bindung handeln und sie können nach
Trockenverfahren und Naßverfahren hergestellt werden, wobei
diejenigen, die nach einem Trockenverfahren hergestellt
sind, jedoch bevorzugt verwendet werden, und besonders bevor
zugt ist die Verwendung von feinen Siliciumdioxidteilchen,
die durch Gasphasen-Oxidation eines Siliciumhalogenids herge
stellt worden sind. Die feinen Siliciumdioxidteilchen können
auch feine Teilchen eines Silicats, wie Aluminiumsilicat,
Natriumsilicat, Calciumsilicat, Kaliumsilicat, Zinksilicat,
Magnesiumsilicat und dgl., sein neben Siliciumdioxid (Silica)
und unter ihnen werden diejenigen, die SiO2 in einem Mengen
anteil von nicht weniger als 85 Gew.-% enthalten, bevorzugt
verwendet.
Als Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von feinen anorga
nischen Teilchen mit einem Polysiloxan mit dem obengenannten
Ammoniumsalz als seiner funktionellen Gruppe können irgend
welche bekannten Verfahren angewendet werden. Beispielsweise
können die folgenden Verfahren genannt werden: ein Verfah
ren, bei dem feine anorganische Teilchen in einer Lösung
des obengenannten Polysiloxans, gelöst in einem Lösungsmit
tel, dispergiert werden und das Lösungsmittel entfernt wird
durch Filtrieren oder durch Sprühtrocknen und das resultie
rende Material getrocknet und gehärtet wird unter Erhitzen;
ein anderes Verfahren, bei dem das vorstehend beschriebene
Polysiloxan in einem Lösungsmittel gelöst und die resultie
rende Lösung durch Sprühbeschichtung auf die feinen anorga
nischen Teilchen aufgebracht wird unter Verwendung einer
Wirbelschicht-Vorrichtung und die beschichteten Teilchen
dann unter Erwärmen getrocknet werden, um das Lösungs
mittel zu entfernen, so daß ein Überzug gebildet wird; und
ähnliche Verfahren.
Bezüglich der Teilchengröße der hergestellten erfindungsge
mäßen feinen anorganischen Teilchen sollte eine durch
schnittliche Teilchengröße der Primärteilchen innerhalb
des Bereiches von 3 mµm bis 2 µm liegen und insbesondere
in dem Bereich von 5 mµm bis 500 mµm. Die spezifische
Oberflächengröße, bestimmt nach der BET-Methode, sollte
vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 20 bis 500 m2/g
liegen. Wenn diese durchschnittliche Teilchengröße zu
gering ist oder wenn die spezifische Oberflächengröße zu
groß ist, können einige Fälle auftreten, bei denen Reini
gungsstörungen hervorgerufen werden, weil dann, wenn die
Reinigung beispielsweise mit einer Reinigungsvorrichtung
vom Klingen-Typ durchgeführt wird, die feinen anorgani
schen Teilchen die Neigung haben, entlang der Reinigungs
klinge zu schleifen. Wenn andererseits die durchschnittliche
Teilchengröße zu hoch ist oder wenn die spezifische Ober
flächengröße zu gering ist, kann die Fließfähigkeit eines
Entwicklers so herabgesetzt werden, daß die Aufladbarkeit
instabil wird. Daraus resultiert, daß es einige Fälle
gibt, in denen die Haltbarkeit des Entwicklers beein
trächtigt (verschlechtert) sein kann.
Bei der Herstellung eines Entwicklers, bei dem die obenge
nannten erfindungsgemäßen feinen anorganischen Teilchen ver
wendet werden, werden diese erfindungsgemäßen feinen anorga
nischen Teilchen von außen den gepulverten Tonerteilchen
zugesetzt und dann gemeinsam durchgemischt. Dann wird dafür
gesorgt, daß die darin enthaltenen erfindungsgemäßen feinen
anorganischen Teilchen an der Oberfläche der Tonerteilchen
haften und außerdem werden Träger (Ladungsträger und dgl.)
zugemischt.
Der Gehalt der obengenannten erfindungsgemäßen feinen anorga
nischen Teilchen sollte vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des verwendeten Toners, insbesondere
0,1 bis 2 Gew.-%, betragen. Wenn der Gehalt an den obenge
nannten feinen anorganischen Teilchen der Erfindung zu gering
ist, gibt es einige Fälle, bei denen die Fließfähigkeit
des Entwicklers vermindert sein kann und daraus resultiert,
daß die Reibungselektrifizierung des Toners beeinträchtigt
(verschlechtert) sein kann, so daß es schwierig ist, dem
Toner eine geeignete positive Ladungskapazität zu verleihen,
so daß es einige Fälle geben kann, in denen ein Schleier
gebildet werden kann. Andererseits gibt es dann, wenn der
Gehalt an den obengenannten erfindungsgemäßen feinen anorgani
schen Teilchen zu hoch ist, einige Fälle, in denen die er
findungsgemäßen feinen anorganischen Teilchen teilweise in
einem solchen Zustand vorliegen, daß sie frei von Tonerteil
chen sind, und dies hat zur Folge, daß die erfindungsgemäßen
feinen anorganischen Teilchen haften können oder übertragen
werden auf Trägerteilchen oder haften können oder sich an
reichern können auf den Innenwänden einer Entwicklungseinheit,
einer Entwicklungstrommel, einer Regulierklinge und dgl.,
so daß die Reibungselektrifizierung des Toners in ihren
frühen Stufen beeinträchtigt (verschlechtert) werden kann,
so daß es schwierig ist, dem Toner eine geeignete positive
Ladungskapazität zu verleihen und es können deshalb einige
Fälle auftreten, in denen ein Schleier gebildet wird und
die Bilddichte kann ebenfalls verringert werden.
Der obengenannte Toner besteht aus pulverförmigen Teilchen
aus einem Bindemittelharz, das ein Färbemittel und weitere
Zusätze enthält. Normalerweise liegt die durchschnittliche
Teilchengröße eines solchen Toners vorzugsweise in der
Größenordnung von 5 bis 20 µm. Beispiele für die weiteren
Zusätze außer den obengenannten sind ein Mittel zur Verbes
serung der Fixierbarkeit, ein Ladungskontrollmittel, ein
Mittel zur Verbesserung der Reinigungseigenschaften und dgl.
Die Bindemittelharze dieses Toners unterliegen keinen speziel
len Beschränkungen, sondern es können beliebige Harze, die
für diesen Zweck verwendbar sind, eingesetzt werden. Dazu
gehören in der Regel ein Harz vom Polystyrol-Typ (ein Co
polymerharz vom Styrol-Acryl-Typ), ein Polystyrolbutadien
harz, ein Polyesterharz, ein Epoxyharz und dgl. Unter ihnen
können das Harz vom Polystyrol-Typ (vorzugsweise ein Co
polymerharz vom Styrol-Acryl-Typ) und ein Polyesterharz
bevorzugt verwendet werden, weil sie in der Lage sind,
die Aufladbarkeit des Toners zu stabilisieren.
Typische Beispiele für Monomere vom Styrol-Typ, die verwendet
werden können zur Herstellung der obengenannten Harze vom
Polystyrol-Typ umfassen Styrol, o-Methylstyrol, m-Methyl
styrol, 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-Dodecylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Phenyl
styrol, p-Chlorostyrol, 3,4-Dichlorostyrol und dgl. Diese
Monomeren können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Die Polyesterharze, die für die Bindemittelharze der Toner
verwendet werden, können durch Kondensationspolymerisation
eines Polyhydroxyalkohols mit einer Polyhydroxycarbonsäure
hergestellt werden.
Geeignete Polyhydroxyalkohole umfassen beispielsweise Diole,
wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, 1,2-
Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol, 1,4-Butandiol, Neopentyl
glycol, 1,4-Butendiol und dgl.; verätherte Bisphenole,
wie 1,4-Bis-(hydroxymethyl)cyclohexan, Bisphenol A, hydrier
tes Bisphenol A, polyoxyethylenisiertes Bisphenol A, polyoxy
propylenisiertes Bisphenol A und dgl., und andere divalente
Alkohol-Monomere.
Geeignete Polyhydroxycarbonsäuren umfassen beispielsweise
Maleinsäure, Fumarsäure, Mesaconsäure, Citraconsäure,
Itaconsäure, Glutaconsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure,
Terephthalsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Bernsteinsäure,
Adipinsäure, Sebazinsäure, Malonsäure, die Anhydride davon,
Dimere eines niederen Alkylesters und von Linolensäure,
und andere divalente organische Säuremonomere.
Die Polyesterharze, die für die Bindemittelharze verwendbar
sind, umfassen zweckmäßig nicht nur die Polymeren, die nur
aus den obengenannten bifunktionellen Monomeren bestehen,
sondern auch die Polymeren, die eine trifunktionelle Kompo
nente oder mehr multifunktionelle Monomeren enthalten.
Die trivalenten oder höhervalenten Polyhydroxyalkhole, welche
die obengenannten multifunktionellen Monomeren darstellen,
umfassen beispielsweise Sorbit, 1,2,3,6-Hexantetrol, 1,4-
Sorbitan, Pentaerythrit, Rohrzucker, 1,2,4-Butantriol,
1,2,5-Pentantriol, Glycerin, 2-Methyl-propantriol, 2-Methyl-
1,2,4-butantriol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan,
1,3,5-Trihydroxymethylbenzol und dgl.
Die trivalenten oder höhervalenten Polyhydroxycarbonsäure
monomeren umfassen beispielsweise 1,2,4-Benzoltricarbonsäure,
1,2,5-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-2-methylencarboxylpropan, Tetra(methylen
carboxyl)methan, 1,2,7,8-Octantetracarbonsäure, Empol-Tri
mersäure und ihre Hydrate und dgl.
Die Färbemittel umfassen beispielsweise Farbstoffe, Pigmente
oder dgl., wie Ruß, Phthalocyaninblau, Benzidingelb, Nigro
sinfarbstoff, Anilinblau, Chalcoil Blue, Chromgelb, Ultra
marinblau, DuPont-Oil-Red, Chinolingelb, Methylenblau
chlorid, Malachitgrünoxalat, Lampenruß, Bengalrosa und dgl.
Die Ladungskontrollmittel umfassen beispielsweise einen
Nigrosinfarbstoff, einen Farbstoff vom Metallkomplex-Typ,
eine Verbindung vom Ammoniumsalz-Typ, einen Farbstoff vom
Aminotriphenylmethan-Typ, ein N-Atom-enthaltendes Polymeres
und dgl.
Zu Mitteln, welche die Fixierbarkeit verbessern, gehören
beispielsweise Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen
und dgl., ein Fettsäuremetallsalz, ein Wachs vom Fettsäure-
und Fettsäureester-Typ, eine höhere Fettsäure, ein höherer
Alkohol, ein flüssiges oder festes Paraffinwachs, ein Wachs
vom Amid-Typ, ein Polyhydroxyalkoholester, ein Siliconwachs,
ein aliphatischer Fluorkohlenstoff und dgl.
Zu die Reinigungseigenschaften verbessernden Agentien gehören
beispielsweise Fettsäuremetallsalze, wie Zinkstearat, Cal
ciumstearat, Stearinsäure und dgl., feine Polymerteilchen,
z. B. solche von Methylmethacrylat, Styrol und dgl.
Als mit einem Harz überzogene Träger, die einen erfindungs
gemäßen Entwickler aufbauen, können solche mit einem variieren
den Aufbau verwendet werden. In der Regel enthalten sie
vorzugsweise einen mit einem Harz überzogenen Träger, bei dem
die Oberflächen der magnetischen Teilchen mit einem Harz
vom Silicon-Typ oder einem Harz vom Fluor-Typ behandelt
worden sind.
Zu Verbindungen, die bevorzugt auf den mit einem Harz über
zogenen Träger anwendbar sind, gehören beispielsweise Sili
conharze, wie Siliconfirnis, Siliconkautschuk, Silicon
harz, die gehärteten Materialien davon und dgl.; und Harze
vom Fluor-Typ, wie Fluorvinyliden/Tetrafluorethylen-Copoly
mer, Tetrafluorethylen, ein Methylmethacrylat/Methacryl
säure-1,1-dihydroxyperfluoroethyl-Copolymer, ein Styrol/Meth
acrylsäure-1,1,3-trihydroxyperfluoro-n-propyl-polymer und
dgl. Die obengenannten Substanzen können einzeln oder in
geeigneter Kombination verwendet werden.
In dem mit einem Harz überzogenen Träger, der unter Verwendung
der obengenannten Harze vom Silicon-Typ oder Harze vom Fluor-Typ
hergestellt worden ist, wird die Oberflächenenergie be
trächtlich niedriger und die daraus resultierenden Tonersub
stanzen oder positiv aufladbaren feinen anorganischen Teil
chen haften so wenig oder werden so wenig übertragen auf die
Trägerteilchen, daß die Verunreinigung (Verfärbung) der
Träger inhibiert werden kann, so daß ein ausgezeichneter
Entwickler mit einer bemerkenswerten Haltbarkeit erhalten
werden kann.
Zu den Harzen vom Silicon-Typ gehören vorzugsweise solche
mit einer organischen Gruppe, wie z. B. einer aromatischen
Gruppe oder dgl., und insbesondere solche, die eine organi
sche Gruppe, wie z. B. eine Methylgruppe, eine Phenylgruppe
und dgl., aufweisen.
Zu typischen Beispielen für die Verbindungen, aus denen die
Harze vom Silicon-Typ mit der obengenannten organischen
Gruppe erhalten werden können, gehören vorzugsweise Dime
thylpolysiloxan, Methylphenylpolysiloxan, Diphenylpoly
siloxan, die denaturierten Materialien davon und dgl. Ins
besondere das Polysiloxan mit einer Methyl- oder Phenyl
gruppe weist eine ausgezeichnete negative Aufladbarkeit
auf. Deshalb können dann, wenn durch Reibung aufladbare
Toner und mit einem Harz überzogene Träger, die unter
Verwendung dieses Polysiloxan-Typs hergestellt wurden, ver
wendet werden, der Toner mit einer ausgezeichneten positi
ven Reibungsladung versehen werden. Bei geeigneter Auswahl
des Gehaltes an der Methyl- oder Phenylgruppe in der oben
genannten organischen Gruppe können die Eigenschaften des
Trägers, wie z. B. die Härte des Überzugs, die Festigkeit,
die Reibungselektrifizierung und dgl., dadurch eingestellt
werden. Daher können die Anforderungen an den Toner, der
zusammen mit dem obengenannten, mit einem Harz überzogenen
Träger verwendet wird, in beträchtlichem Umfang erleich
tert werden, so daß der Vorteil erzielt wird, daß der
Bereich der auswählbaren Toner erweitert werden kann.
Die Harze vom Fluor-Typ für die Bildung der Überzugsschich
ten der Träger unterliegen keinen speziellen Beschränkungen,
vorausgesetzt, daß es sich dabei um Harze handelt, die ein
Fluoratom enthalten. Unter ihnen bevorzugt verwendbar sind
beispielsweise ein Polymeres, das durch Polymerisation der
Monomeren der nachstehend angegebenen Formel (T) oder (2)
hergestellt worden ist, ein Vinylidenfluorid/Ethylen
tetrafluorid-Copolymer und dgl.
worin bedeuten:
R11 und R12 jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Methyl gruppe,
n und p jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 8 und
m und q jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 19.
R11 und R12 jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Methyl gruppe,
n und p jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 8 und
m und q jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 19.
Unter den Monomeren der vorstehend angegebenen Formel (1)
oder (2) sind die Monomeren der nachstehend angegebenen
Formel ( 3) oder (4) vom Standpunkt der Reibungselektrifi
zierung aus betrachtet besonders bevorzugt:
worin bedeuten:
R13 und R14 jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Methyl gruppe;
r die ganze Zahl 1 oder 2 und
s eine ganze Zahl von 2 bis 4.
R13 und R14 jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Methyl gruppe;
r die ganze Zahl 1 oder 2 und
s eine ganze Zahl von 2 bis 4.
Unter den durch die obengenannte Formel (1) oder (2) darge
stellten Monomeren können insbesondere die folgenden Monome
ren bevorzugt verwendet werden, nämlich Methacrylsäure-
1,1-dihydroperfluoroethyl, Methacrylsäure-1,1,3-trihydro
perfluoro-n-propyl und dgl.
Bei Verwendung des Vinylfluorid-Ethylentetrafluorid-Copoly
meren sollte der Molprozentsatz dieser Copolymeren vorzugs
weise innerhalb des Bereiches von 75 : 25 bis 95 : 5, besonders
bevorzugt innerhalb des Bereiches von 75 : 25 bis 87,5 : 12,5,
liegen. Durch Herstellung einer Beschichtungslösung zur
Bildung einer Überzugsschicht unter Verwendung dieser Copoly
meren mit dem obengenannten Molprozentsatz können diese in
einem Lösungsmittel leicht löslich sein, so daß die Beschich
tungslösung ebenfalls leicht hergestellt werden kann und mit
einem Harz überzogene Träger erhalten werden können, die so
wohl eine hohe mechanische Festigkeit der erhaltenen Über
zugsschicht als auch eine ausgezeichnete Haltbarkeit auf
weisen.
Substanzen mit den nachstehend angegebenen Formeln können als
typische Beispiele für Harze vom Fluor-Typ genannt werden.
Die Erfindung ist jedoch keineswegs darauf beschränkt. In den
folgenden Formeln stehen a und b jeweils für eine ganze Zahl
von nicht weniger als 1.
Insbesondere dann, wenn ein mit einem Harz vom Fluor-Typ
überzogener Träger verwendet wird, hat er einen ausgezeich
neten Effekt auf einen positiv aufgeladenen Toner und der
Toner braucht nicht notwendigerweise irgendein Ladungskon
trollmittel zu enthalten, das eine der Ursachen für die Ver
unreinigung (Verfärbung) des Trägers ist, weshalb auf diese
Weise ein Entwickler hergestellt werden kann, der eine be
merkenswert hohe Haltbarkeit besitzt.
Bezüglich der den Träger aufbauenden magnetischen Teilchen
können die Teilchen einer Substanz verwendet werden, die
durch ein Magnetfeld in Richtung des Magnetfeldes stark
magnetisiert wird. Zu solchen Teilchen gehören beispiels
weise diejenigen aus Eisen, aus einem Ferrit, aus Magnetit,
aus Metallen oder Legierungen davon, die einen Ferromagnetis
mus aufweisen, wie z. B. Eisen, Nickel, Kobalt und dgl.,
Verbindungen, welche die obengenannten Elemente enthalten,
oder dgl. Insbesondere Ferritteilchen, die den Träger nicht
flugfähig machen, werden bevorzugt verwendet.
Es besteht keine spezielle Beschränkung in bezug auf die
Verfahren zur Herstellung des mit einem Harz überzogenen
Trägers. Ein solcher mit einem Harz überzogener Träger kann
beispielsweise in der Form hergestellt werden, daß eine
Beschichtungslösung hergestellt wird durch Auflösen der
Beschichtungskomponenten und, falls erforderlich, eines
Bindemittels oder dgl., das darauf anwendbar ist, in einem
Lösungsmittel, so daß sie auf die Oberflächen der magneti
schen Teilchen aufgebracht werden können, und das Lösungsmit
tel wird dann durch Trocknen der Teilchen unter Erwärmen
verflüchtigt und erforderlichenfalls werden die aufgebrachten
Schichten wärmefixiert.
Es besteht auch keine spezielle Beschränkung in bezug auf die
Beschichtungsverfahren. Die Beschichtungsverfahren, die dafür
anwendbar sind, sind beispielsweise ein Tauchverfahren, bei
dem pulverförmige magnetische Teilchen in eine Beschichtungs
lösung eingetaucht werden, ein Sprühverfahren, bei dem magne
tische Teilchen mit einer Beschichtungslösung besprüht werden,
ein Wirbelschichtverfahren, bei dem magnetische Teilchen
durch Einleiten von fluidisierter Luft im Schwebezustand ge
halten werden, und eine Beschichtungslösung auf die im
Schwebezustand vorliegenden magnetischen Teilchen aufge
sprüht wird, und dgl.
Zu den Lösungsmitteln, die in den obengenannten Beschichtungs
lösungen verwendet werden können, gehören beispielsweise
Toluol, Xylol, Aceton, Methylethylketon, Tetrahydrofuran,
Dioxan, ein höherer Alkohol, gemischte Lösungsmittel davon
und dgl.
Die durchschnittliche Teilchengröße des Trägers beträgt vor
zugsweise 20 bis 200 µm, insbesondere 40 bis 150 µm. Wenn die
durchschnittliche Teilchengröße des Trägers zu gering ist,
entsteht das sogenannte Träger-Haftungs-Phänomen, weil der
Träger an einem latenten elektrostatischen Bild haftet unter
Bildung des fixierten Bildes davon. Daraus resultiert, daß
es einige Fälle gibt, in denen ein Bild unscharf sein kann.
Wenn andererseits die durchschnittliche Teilchengröße des
Trägers zu groß ist, können einige Fälle auftreten, bei
denen ein ungleichmäßiges Bild erzeugt werden kann. Die
durchschnittliche Teilchengröße des Trägers, ausgedrückt
durch das Gewicht, ist ein Wert, der bestimmt wird unter
Verwendung eines "Microtrack".
Für die Bilderzeugung unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Entwicklers bevorzugt anwendbare organische Photorezeptoren
sind in der Weise aufgebaut, daß Photorezeptorschichten,
die jeweils einen photoleitfähigen Halbleiter enthalten,
bestehen aus einer organischen Verbindung, die in einem Harz
bindemittel dispergiert ist, wobei eine solche photoleitfähige
Schicht auf einen elektrisch leitenden Träger auflaminiert
ist, der beispielsweise aus Aluminium, rostfreiem Stahl oder
dgl. besteht.
Als lichtempfindliche Schicht wird vom Standpunkt der Verbesse
rung des Auflösungsvermögens aus betrachtet vorzugsweise
eine lichtempfindliche Schicht vom getrennten Funktions-Typ
verwendet. Die lichtempfindliche Schicht vom getrennten
Funktions-Typ umfaßt eine Kombination aus einer Ladungs
träger bildenden Schicht und einer Ladungsträgertransport
schicht. Die Ladungsträger bildende Schicht besteht aus
einer Ladungsträger bildenden Substanz, die bei der Ab
sorption der sichtbaren Strahlung von Licht geladene Träger
bilden kann, die beispielsweise umfaßt eine Verbindung vom
Anthanthron-Typ, ein Derivat vom Perylen-Typ, eine Verbin
dung vom Bisazo-Typ, eine Verbindung vom Phthalocyanin-Typ
und dgl., wobei diese Substanz in einem Bindemittelharz
dispergiert ist, wie z. B. einem Styrol/Methylmethacrylat-
Copolymeren, einem Polycarbonatharz, einem Siliconharz und
dgl.; und die Trägertransportschicht, die eine Träger
transportsubstanz enthält, umfaßt beispielsweise ein Oxydi
azolderivat, ein Triarylaminderivat, ein Polyarylalkanderi
vat, ein Hydrazonderivat, ein Stilbenderivat, ein Styryl
triarylaminderivat und dgl., die jeweils die Träger (La
dungsträger), die in der Ladungsträger bildenden Schicht
erzeugt worden sind, transportieren können.
Nachstehend wird das Bilderzeugungsverfahren, bei dem der er
findungsgemäße Entwickler verwendet wird, näher beschrieben.
Die Fig. 1 erläutert ein Beispiel für Bilderzeugungsvorrich
tungen, die für die Durchführung der Bilderzeugung, bei der
der erfindungsgemäße Entwickler verwendet wird, geeignet
sind.
Darin bezeichnet die Bezugsziffer 10 einen organischen
Photorezeptor für die Erzeugung eines latenten elektro
statischen Bildes. Dieser organische Photorezeptor 10 ist
ein solcher vom Rotationstrommel-Typ. Um den organischen
Photorezeptor 10 herum sind in der genannten Reihenfolge
angeordnet eine Coronaaufladungseinrichtung 1, ein opti
sches Belichtungssystem 2, eine Magnetbürste 3, eine elektro
statische Übertragungseinrichtung 4, eine Abtrenneinrichtung 5
und eine Reinigungseinrichtung vom Klingen-Typ 6, von der
Aufstromseite zur Abstromseite in Richtung der Rotation des
Photorezeptors aus betrachtet.
In der obengenannten Vorrichtung wird die Oberfläche des
organischen Photorezeptors 10, die entwickelt wird, mittels
der Coronaaufladungseinrichtung 1 so aufgeladen, daß sie ein
einheitliches Potential hat, und dann wird sie mittels des
optischen Belichtungssystems 2 bildmäßig mit Licht belich
tet, so daß ein latentes elektrostatisches Bild, das einem
Originaldokument entspricht, auf der Oberfläche des organi
schen Photorezeptors 10 gebildet wird, das einer Entwicklung
unterworfen wird. Das latente elektrostatische Bild wird
mittels der Entwicklungseinheit 3 entwickelt, so daß ein
dem Originaldokument entsprechendes Tonerbild gebildet wird.
Das auf dem organischen Photorezeptor 10 gebildete Toner
bild wird mittels der elektrostatischen Übertragungseinheit
4 auf das Übertragungspapier 8 übertragen und das Toner
bild auf dem Übertragungspapier 8 wird durch Erhitzen mit
tels der Fixiereinheit vom Heizwalzen-Typ 7 fixiert, so daß
ein fixiertes Bild entsteht. Andererseits wird der organische
Photorezeptor 10 durch die elektrostatische Übertragungsein
heit 4 hindurchgeführt und seine Oberfläche wird mittels der
Reinigungseinheit vom Klingen-Typ 6 abgerieben und dadurch
wird der auf der Oberfläche des Photorezeptors zurückblei
bende Toner abgestreift (abgekratzt), so daß die Oberfläche
so wie sie vorliegt gereinigt wird, so daß sie für die
Wiederaufladung mittels der Coronaaufladungseinrichtung 1
bereit ist.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichs
beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu
sein.
Als Komponenteneinheit der feinen anorganischen Teilchen wur
de Polysiloxan, welches das nachstehend angegebene Ammonium
salz als funktionelle Gruppe enthielt, in Xylol gelöst zur
Herstellung einer Behandlungslösung.
worin x eine ganze Zahl bedeutet.
Danach wurden feine Siliciumdioxid-Teilchen "Aerosil 200",
hergestellt von der Firma Nippon Aerosil Co., in einen Mixer
gegeben und das wie vorstehend beschrieben hergestellte Silo
xan wurde in einem Mengenanteil von 5 Gew.-% aufgesprüht.
Danach wurden die resultierenden, mit Siloxan besprühten fei
nen Siliciumdioxid-Teilchen in einen Kolben gegeben und das
Xylol, das heißt das Lösungsmittel-wurde durch 5-stündiges
Erhitzen auf 200°C unter Rühren entfernt, so daß feine anor
ganische Teilchen erhalten wurden, die mit ein Ammoniumsalz
als funktionelle Gruppe enthaltenden Polysiloxan oberflächen
behandelt waren.
Die resultierenden feinen anorganischen Teilchen werden nach
stehend als "feine anorganische Teilchen A" bezeichnet. In den
resultierenden feinen anorganischen Teilchen A betrug die
durchschnittliche Teilchengröße der primären Teilchen 12 mµm
und ihre spezifische Oberflächengröße, bestimmt nach der
BET-Methode, betrug 115 m2/g.
Als Komponenteneinheit für die feinen anorganischen Teilchen
wurde Polysiloxan, welches das nachstehend angegebene Ammoni
umsalz als funktionelle Gruppe enthielt, in Xylol gelöst un
ter Bildung einer Behandlungslösung.
worin y eine ganze Zahl bedeutet.
Danach wurden die oberflächenbehandelten feinen anorganischen
Teilchen auf die gleiche Weise wie für die Herstellung der
feinen anorganischen Teilchen A beschrieben erhalten, wobei
diesmal feine Siliciumdioxid-Teilchen "Aerosil 300", herge
stellt von der Firma Nippon Aerosil Co., in einen Mixer ge
geben wurden und das vorstehend beschriebene Polysiloxan wur
de so in einem Mengenanteil von 17 Gew.-% aufgesprüht.
Die resultierenden feinen Teilchen werden nachstehend als
"feine anorganische Teilchen B" bezeichnet. In den feinen an
organischen Teilchen B betrug die durchschnittliche Teilchen
größe der Primärteilchen 7 mµm und ihre spezifische Oberflä
chengröße, bestimmt nach der BET-Methode, betrug 126 m2/g.
Polysiloxan, welches das nachstehend angegebene Ammoniumsalz
als funktionelle Gruppe enthielt, wurde in Xylol gelöst unter
Bildung einer Behandlungslösung.
worin z eine ganze Zahl bedeutet.
Anschließend wurden die oberflächenbehandelten feinen anor
ganischen Teilchen auf die gleiche Weise wie für die Herstel
lung der feinen anorganischen Teilchen A beschrieben herge
stellt, wobei diesmal feine Siliciumdioxidteilchen "Aerosil
200", hergestellt von der Firma Nippon Aerosil Co., in einen
Mixer gegeben und das vorstehend beschriebene Polysiloxan in
einem Mengenanteil von 10 Gew.-% aufgesprüht wurde. Die resul
tierenden feinen Teilchen werden nachstehend als "feine anor
ganische Teilchen C" bezeichnet. In den feinen anorganischen
Teilchen C betrug die durchschnittliche Teilchengröße der
Primärteilchen 12 mµm und ihre spezifische Oberflächengröße,
bestimmt nach der BET-Methode, betrug 93 m2/g.
Feine Siliciumdioxid-Teilchen "Aerosil 200", hergestellt von
der Firma Nippon Aerosil Co., wurden in einen geschlossenen
Henshel-Mischer, der auf 100°C erhitzt worden war, eingeführt
und dann mit einer hohen Geschwindigkeit gerührt, während
eine Lösung mit einer Viskosität von 1200 cP und einem Amin
äquivalent von 3500 aufgesprüht wurde, die hergestellt wor
den war durch Auflösen eines aminogruppenhaltigen Siliconöls
in Isopropylalkohol, so daß der Mengenanteil des aminogrup
penhaltigen Siliconöls 2,0 Gew.-% betrug. Danach wurde das
resultierende Material bei einer Temperatur von 150°C ge
trocknet, so daß die feinen anorganischen Vergleichsteil
chen erhalten wurden, die mit dem aminogruppenhaltigen Si
liconöl oberflächenbehandelt waren. Die resultierenden
feinen anorganischen Teilchen werden nachstehend als "feine
anorganische Teilchen D" bezeichnet.
Feine Siliciumdioxidteilchen
wurden in einen geschlossenen
Henshel-Mischer, der auf 70°C erhitzt war, eingeführt und
dann mit einer hohen Geschwindigkeit gerührt, während eine
Lösung aufgesprüht wurde, die hergestellt worden war durch
Auflösen eines γ-Aminopropyltriethoxysilans, d. h. eines
aminogruppenhaltigen Silan-Kupplers, in Alkohol, so daß der
Mengenanteil des aminogruppenhaltigen Silankupplers 5 Gew.-%
betrug. Danach wurde das resultierende Material bei einer
Temperatur von 120°C getrocknet, so daß die feinen anorgani
schen Vergleichsteilchen erhalten wurden, die mit dem amino
gruppenhaltigen Silankuppler oberflächenbehandelt worden wa
ren. Die resultierenden feinen anorganischen Teilchen werden
nachstehend als "feine anorganische Teilchen E" bezeichnet.
8 Gew.-Teile eines Siliconfirnis
wurden auf 100 Gew.-Teile ku
gelförmige Kupfer-Zinkferrit-Teilchen,
aufgesprüht unter Verwendung
einer Wirbelschicht-Vorrichtung und die resultierenden Teil
chen wurden über einen Zeitraum von 5 Stunden auf 200°C wei
ter erhitzt, wobei sie gesintert wurden. Danach wurde die
resultierende Coagulationsmasse filtriert, wobei der Träger
erhalten wurde, der mit einer Schicht aus dem gesinterten Ma
terial des Siliconfirnis überzogen war. Der resultierende Trä
ger wird nachstehend als "Träger C1" bezeichnet. Die durch
schnittliche Teilchengröße des Trägers C1 betrug 102 µm.
Auf die gleiche Weise wie für die Herstellung des Trägers C1
beschrieben wurde ein mit einer Schicht aus dem gesinterten
Siliconkautschuk-Material überzogener Träger hergestellt,
wobei diesmal 5 Gew.-Teile Siliconkautschuk
0,05 Gew.-Teile
Benzoylperoxid und 100 Gew.-Teile kugelförmige Kupfer-Zink
ferrit-Teilchen,
verwendet wurden. Der resultierende Träger wird
nachstehend als "Träger C2" bezeichnet. Die durchschnittli
che Teilchengröße dieses Trägers betrug 81 µm.
6 g Vinylidenfluorid/Ethylentetrafluorid-Copolymer mit einem
Copolymerisations-Molprozentsatz von 80 : 20 und einer Eigen
viskosität (Intrinsicviskosität) von 95 dl/g,
und 6 g Methyl
methacrylat-Copolymer
wurden in 500 ml eines Lösungsmittel
gemisches mit einem Mischungs-Volumenverhältnis von 1 : 1, be
stehend aus Aceton und Methylethylketon, gelöst zur Herstel
lung einer Beschichtungslösung. Die resultierende Beschich
tungslösung wurde in Form einer Schicht unter Verwendung ei
ner Wirbelschicht-Vorrichtung auf 1 kg magnetische Teilchen,
bestehend aus kugelförmigen Kupfer-Zinkferrit-Teilchen, auf
gebracht und die beschichteten Teilchen wurden über einen
Zeitraum von 5 Stunden auf 200°C weiter erhitzt. Anschließend
wurde das resultierende Coagulationsmaterial filtriert, wobei
man einen Träger erhielt, der mit einer Schicht mit einer
Dicke von etwa 2 µm überzogen war. Der resultierende Träger
wird nachstehend als "Träger C3" bezeichnet. Seine durch
schnittliche Teilchengröße betrug 82 µm.
worin n eine ganze Zahl bedeutet.
15 g des Polymeren mit der vorstehend angegebenen Formel wur
den in 500 ml eines Lösungsmittelgemisches mit einem Mi
schungsvolumenverhältnis von 1 : 1, bestehend aus Aceton und
Methylethylketon, gelöst zur Herstellung einer Beschich
tungslösung. Die resultierende Beschichtungslösung wurde un
ter Verwendung einer Wirbelschicht-Vorrichtung in Form einer
Schicht auf 1 kg magnetische Teilchen, bestehend aus kugel
förmigen Kupfer-Zinkferrit-Teilchen, aufgebracht und die be
schichteten Teilchen wurden über einen Zeitraum von 5 Stunden
auf 200°C weiter erhitzt. Danach wurde das resultierende co
agulierte Material filtriert zur Herstellung eines Trägers,
der mit einer Schicht mit einer Dicke von etwa 2 µm überzogen
war. Der resultierende Träger wird nachstehend als "Träger C4"
bezeichnet. Seine durchschnittliche Teilchengröße betrug 80 µm.
Nicht mit einem Harz überzogene kugelförmige Ferritteilchen
werden nachstehend als "Träger C5" bezeichnet. Die durchschnittli
che Teilchengröße dieses Trägers betrug 105 µm.
100 Gew.-Teile eines Polystyrol/n-Butylacrylat-Copolymeren
mit einem Gewichts-Copolymerisationsverhältnis von 82 : 18,
5 Gew.-Teile Ruß "#30",
2 Gew.-Teile eines Ladungskontroll
mittels "Nigrosine SO",
und 3 Gew.-Teile Polyolefin
wurden mit
einem Mischer vom V-Typ gemischt und die Mischung wurde dann
durch Durchkneten unter Verwendung eines Walzenpaares zum
Schmelzen gebracht. Nachdem die geschmolzene Mischung abge
kühlt war, wurde sie grob zerkleinert unter Verwendung einer
Hammermühle und dann wurde sie feinpulverisiert unter Verwen
dung einer Strahlmühle. Anschließend wurde die pulverisierte
Mischung klassiert unter Verwendung einer pneumatischen Klas
siervorrichtung, so daß ein Toner mit einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 11,0 µm erhalten wurde. Dieser Toner wird
nachstehend als Toner 1 bezeichnet.
Ein Toner 2 mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von
11,1 µm wurde auf die gleiche Weise wie für die Herstellung
des Toners 1 beschrieben hergestellt, wobei diesmal jedoch
eine Zusammensetzung aus 10 Gew.-Teilen Ruß,
3 Gew.-Teilen Polyolefin
und 100 Gew.-Teilen Polyesterharz, herge
stellt durch Umsetzung von Terephthalsäure, Polyoxypropylen-
(2,2)-2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)propan und Trimellithsäure
in einem Molverhältnis von 0,7 : 1 : 0,3) bei 200°C mit einem
Dibutyrylzinnoxid-Katalysator, verwendet wurde.
Unter Verwendung der in den folgenden Tabellen I und II ange
gebenen Zusammensetzung wurden die vorstehend beschriebenen
Toner und feinen anorganischen Teilchen unter Verwendung ei
nes Henshel-Mischers gemischt, so daß die feinen anorgani
schen Teilchen an den Oberflächen des Toners hafteten, und
es wurde der oben beschriebene Träger zugemischt zur Herstel
lung eines erfindungsgemäßen Entwicklers zum Entwickeln eines
latenten elektrostatischen Bildes, bei dem es sich um einen
Entwickler vom Zwei-Komponenten-Typ handelte.
Tabelle I
Tabelle II
Bei einer hohen Temperatur von 30°C und einer hohen Feuchtig
keit von 80% RH und unter Verwendung einer modifizierten
elektrophotographischen Kopiervorrichtung "U-Bix 1550 MR",
hergestellt von der Firma Konishiroku Photo Ind. Co., Ltd.,
die mit einem organischen Photorezeptor zur Erzeugung nega
tiver latenter elektrostatischer Bilder, einer Entwicklungs
einheit vom Kontaktmagnetbürsten-Typ und einer Reinigungs
einheit mit einer Reinigungsklinge aus Urethankautschuk aus
gestattet war, wurden praktische Kopiertests durchgeführt zur
Herstellung von Kopierbildern, die 50 000 mal wiederholt wur
den mit den vorstehend beschriebenen Entwicklern 1 bis 3 und
Vergleichsentwicklern 1 und 2 mit einer Unterbrechung von je
weils 5 Stunden nach der Anfertigung von jeweils 50 000
Kopien. Dann wurden die nachstehend angegebenen Eigenschaften
bewertet. Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Ta
belle III zusammengefaßt.
Außerdem wurden unter Verwendung der Entwickler 4 bis 7, die
jeweils einen mit einem Harz überzogenen Träger enthielten,
der Vergleichsentwickler 3 und 4 und des Entwicklers 1, der
keinen mit einem Harz überzogenen Träger enthielt, praktische
Kopiertests durchgeführt, wobei mehr als 100 000 Kopierbilder
auf die gleiche Weise wie vorstehend angegeben hergestellt
wurden. Die erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle IV zu
sammengefaßt.
Der o.g. organische Photorezeptor besteht aus einem elektrisch
leitenden Aluminiumträger in Form einer Rotationstrommel, auf
den eine doppelschichtige negativ aufladbare Photorezeptor
schicht auflaminiert ist, hergestellt unter Verwendung eines
Pigments vom Anthanthron-Typ als Ladungsträger bildender Sub
stanz und eines Carbazolderivats als Ladungsträger-Transport
substanz.
In den vorstehend beschriebenen Tests betrug das Oberflächen
potential, d. h. das maximale Potential, zum Zeitpunkt der Auf
ladung eines organischen Photorezeptors -700 V, der Abstand
(d. h. Dsd) in einem Entwicklungsspalt zwischen dem Photorezeptor und
einer Entwicklertrommel, betrug 0,42 mm, der Abstand (d. h.
Hcut) von der Kante einer Regulierklinge bis zu einer Ent
wicklertrommel betrug 0,40 mm, die Magnetflußdichte eines
Magneten vom fixierten-Typ auf der Oberfläche der Ent
wicklungstrommel betrug 800 Gauss und die an die Ent
wicklungstrommel angelegte Vorspannung betrug -150 V (Wechsel
spannung).
Bei jedem Kopierbild wurde die relative Dichte, bezogen auf
den weißen Hintergrund,unter Verwendung eines "Sakura Den
sitometers", hergestellt von der Firma Konishiroku Photo
Ind. Co., Ltd., gemessen, wobei die Dichte des Originaldoku
ments auf 0,0 festgelegt wurde. Die Meßergebnisse wurden be
wertet. Bei der Bewertung wurde die Dichte des weißen Hinter
grundes mit 0,0 angenommen. Die Ergebnisse der Bewertung wur
den klassifiziert in A, wenn die relative Dichte weniger als
0,01 betrug, in B, wenn sie nicht weniger als 0,01 bis weni
ger als 0,03 betrug, und in C, wenn sie nicht weniger als
0,03 betrug.
Bei den erhaltenen Kopierbildern wurde, nachdem der Kopiervor
gang jedesmal, wenn 5000 Kopien angefertigt worden waren, un
terbrochen wurde, eine Bewertung in bezug auf die Schleierbil
dung, wie sie in dem obigen Abschnitt (1) erwähnt ist, vor
genommen.
Die Qualitäten der Kopierbilder wurden unter Berücksichtigung
der Bildschärfe mit dem bloßen Auge beurteilt. Die Ergebnisse
der Bewertung wurden klassifiziert als C, wenn ein Bild
schlecht war und für die praktische Verwendung problematisch
war, als B, wenn es in der Praxis verwendbar war, obwohl es
etwas schlecht war, und als A, wenn es gut war.
Das Innere einer Kopiervorrichtung und die Kopierbilder wurden
mit dem Auge betrachtet. Die Ergebnisse der Bewertung wurden
klassifiziert mit A, wenn der Toner nur wenig zerstreut war
und die Bilder gut waren, mit B, wenn etwas Toner zerstreut
war, die Bilder jedoch so waren, daß sie in der Praxis ver
wendet werden konnten, und mit C, wenn viel Toner zerstreut
war und die Bilder für die praktische Verwendung problema
tisch waren.
Nachdem wiederholt Bilder erzeugt worden waren, wurde die
Oberfläche des verwendeten Photorezeptors unmittelbar nachdem
sie mit einer Reinigungsklinge gereinigt worden war, mit dem
Auge betrachtet, wobei die Reinigungseigenschaften beurteilt
wurden durch Überprüfung, ob anhaftendes Material und Kratzer
auf der Oberfläche des Photorezeptors vorlagen. Die Ergebnis
se der Bewertung wurden klassifiziert mit A, wenn wenig Mate
rial anhaftete und wenig Kratzer gefunden wurden und das
Bild gut war, mit B, wenn etwas Material anhaftete und
Kratzer gefunden wurden, das Bild jedoch für die praktische
Verwendung noch geeignet war, und mit C, wenn viel Material
anhaftete und Kratzer gefunden wurden und das Bild für die
praktische Verwendung problematisch war.
Die Haltbarkeit des Entwicklers wurde beurteilt anhand der
Anzahl der scharfen Kopien, die von einem Bild hergestellt
werden konnten.
Eine lineare Dichtedifferenz, die auf einem Bild auftrat,
wurde mit dem Auge beurteilt. Die Ergebnisse der Bewertung
wurden klassifiziert mit A, wenn das Bild akzeptabel war, mit
B, wenn es etwas schlecht war, und mit C, wenn es schlecht war.
Ein Diagramm mit 10 Stufen einer Originalbilddichte, nämlich
0,0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 1,0 und 1,25 wurde
hergestellt und dann wurden 100 000 Kopien davon angefertigt.
Danach wurde in bezug auf die 100 000ste Kopie ihre Gradation
bewertet entsprechend der Anzahl der Gradationsstufen, die
noch erkennbar waren.
Gemäß JIS Z 4916 und unter Verwendung eines Diagramms mit
Gruppen von horizontalen Linien, die jeweils in gleichen Ab
ständen 4,0 Linien, 5,0 Linien, 6,3 Linien und 8,0 Linien
pro mm aufwiesen, wurde das Auflösungsvermögen einer Kopie
bewertet anhand der Grade, in denen eine bestimmte Gruppe
von horizontalen Linien noch erkennbar war.
Tabelle III
Tabelle IV
Tabelle IV (Fortsetzung)
Aus den vorstehenden Tabellen III und IV ist zu ersehen, daß
selbst bei hohen Temperatur- und Feuchtigkeits-Umgebungsbedin
gungen die Reibungsaufladbarkeit und die Fließfähigkeit der
Toner ausgezeichnet war bei Verwendung der erfindungsgemäßen
Entwickler 1 bis 4. Nach dem erfindungsgemäßen Entwicklungs
verfahren kann daher ein negativ geladenes latentes elektro
statisches Bild, das auf einem organischen Photorezeptor un
ter Anwendung einer Entwicklungsmethode vom Magnetbürsten-Typ
erzeugt worden ist, ausgezeichnet entwickelt werden, ohne daß
irgendein Schleier oder irgendein Verfliegen des Toners auf
tritt, und selbst nach einer Unterbrechung des Kopiervorganges
ist die Aufladung ausgezeichnet beim Start und es entsteht
kein Schleier. Außerdem kann in dem Reinigungsverfahren eine
ausgezeichnete Reinigung durchgeführt werden mit einer einfach
aufgebauten Reinigungsklinge. Daraus resultiert, daß die er
findungsgemäßen Entwickler 1 bis 4 ausgezeichnete Entwickler
darstellen, die eine scharfe Bildqualität ergeben, ohne daß
irgendein Schleier und ein Verfliegen des Toners auftritt,
und die auch eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufweisen unter
Bildung scharfer Bilder, selbst wenn sie über einen langen
Zeitraum hinweg verwendet werden.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Entwickler 4 bis 7, die
den o.g., mit Harz überzogenen Träger (Ladungsträger) enthal
ten, werden außerdem weder Magnetbürstenspuren noch unscharfe
Bilder erzeugt und die Gradation und das Auflösungsvermögen
sind ausgezeichnet, so daß stabile und ausgezeichnete Bilder
über einen langen Zeitraum hinweg erhalten werden können.
Außerdem wurde bei einer anderen Reihe von Haltbarkeitstests,
die 50 000-fach, insgesamt 150 000-fach, unter Verwendung der
erfindungsgemäßen Entwickler 6 und 7 durchgeführt wurden,
welche die o.g., mit einem Fluorharz überzogenen Träger ent
hielten, gefunden, daß sie eine besonders hohe Haltbarkeit
aufwiesen, ohne daß irgendein Schleier auftrat, und daß sie
auch ausgezeichnete andere Eigenschaften besaßen.
Im Gegensatz dazu wurde bei Verwendung der Vergleicheentwickler 1
und 3 die Reibungsaufladbarkeit des Toners schlechter und
schließlich wurde viel Schleier nach dem Unterbrechen des
Kopiervorganges gebildet und die Haltbarkeit war gering, so
daß unscharfe Bilder in den Anfangsstufen erhalten wurden,
weil die feinen anorganischen Vergleichs-Teilchen D ver
wendet worden waren, deren Oberflächen mit einem amino
gruppenhaltigen Siliconöl behandelt worden waren.
Bei Verwendung der Vergleichsentwickler 2 und 4, in denen
die feinen anorganischen Vergleichsteilchen E verwendet wur
den, deren Oberflächen mit einem aminogruppenhaltigen Silan
kuppler behandelt worden waren, war es außerdem schwierig,
die Oberflächen der feinen anorganischen Teilchen vollstän
dig mit dem aminogruppenhaltigen Silankuppler zu bedecken.
Daher blieben die negativ geladenen Zentren und hydrophilen
Zentren der feinen anorganischen Teilchen so wie sie waren
bestehen und infolge dessen wurde die Reibungsaufladbarkeit
der Toner schlechter, so daß viel Schleier gebildet wurde und
unscharfe Bilder erhalten wurden.
Zusätzlich traten bei Verwendung der Vergleichsentwickler 3
und 4 Magnetbürstenspuren und unscharfe Bilder auf den Kopien
auf und die Gradation und das Auflösungsvermögen der Bilder
waren ebenfalls schlechter.
Auch wenn der Entwickler 1 verwendet wurde, der keinen mit
einem Harz überzogenen Träger enthielt, wurden nach dem
50 000sten Test eine Schleierbildung, eine weitere Schleier
bildung nach dem Unterbrechen des Kopiervorganges, eine To
nerzerstreuung und eine fehlerhafte Reinigung festgestellt.
Außerdem entstanden auch Magnetbürstenspuren und unscharfe
Bilder und die Gradation und das Auflösungsvermögen waren
ebenfalls schlechter.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf
spezifisch bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es
ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie
darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in viel
facher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können,
ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung ver
lassen wird.
Claims (12)
1. Entwickler zum Entwickeln eines latenten elektrostati
schen Bildes, gekennzeichnet durch Toner
teilchen und 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Tonerteil
chen, anorganische feine Teilchen, deren Oberflächen mit
einem Polysiloxan mit einem Ammoniumsalz als funktioneller
Gruppe behandelt worden sind.
2. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem Polysiloxan um eine Verbindung der allgemei
nen Formel handelt:
worin bedeuten:
R1 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Alkoxygruppe oder eine
R2 eine divalente verbindende Gruppe oder eine Bindungsvalenz,
R3, R4 und R5 unabhängig voneinander jeweils ein Wasser stoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Aryl gruppe,
X ein Halogenatom,
mit der Maßgabe, daß R1, R2, R3, R4 und R5 unabhängig von einander einen Substituenten aufweisen können.
worin bedeuten:
R1 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Alkoxygruppe oder eine
R2 eine divalente verbindende Gruppe oder eine Bindungsvalenz,
R3, R4 und R5 unabhängig voneinander jeweils ein Wasser stoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Aryl gruppe,
X ein Halogenatom,
mit der Maßgabe, daß R1, R2, R3, R4 und R5 unabhängig von einander einen Substituenten aufweisen können.
3. Entwickler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Polysiloxan eine wiederkehrende Einheit der allgemeinen
Formel aufweist:
worin bedeuten:
R1 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Alkoxy gruppe oder eine
R2 eine divalente verbindende Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einer Alkylen gruppe, einer Arylengruppe, einer Aralkylen gruppe, einer -NH-Gruppe, einer -NHCO-Gruppe oder irgendeiner Kombination davon, oder eine Bindungsvalenz,
R3, R4 und R5 unabhängig voneinander jeweils ein Wasser stoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Aryl gruppe,
mit der Maßgabe, daß R1, R2, R3, R4 und R5 unabhängig vonein ander einen Substituenten aufweisen können,
R6 und R7 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoff atom, eine Hydroxylgruppe, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Alkoxygruppe, mit der Maßgabe, daß diese Gruppen einen Substitu enten aufweisen können,
X ein Halogenatom und
m und n jeweils ganze Zahlen von nicht weniger als 1.
worin bedeuten:
R1 ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Alkoxy gruppe oder eine
R2 eine divalente verbindende Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einer Alkylen gruppe, einer Arylengruppe, einer Aralkylen gruppe, einer -NH-Gruppe, einer -NHCO-Gruppe oder irgendeiner Kombination davon, oder eine Bindungsvalenz,
R3, R4 und R5 unabhängig voneinander jeweils ein Wasser stoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Aryl gruppe,
mit der Maßgabe, daß R1, R2, R3, R4 und R5 unabhängig vonein ander einen Substituenten aufweisen können,
R6 und R7 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoff atom, eine Hydroxylgruppe, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Alkoxygruppe, mit der Maßgabe, daß diese Gruppen einen Substitu enten aufweisen können,
X ein Halogenatom und
m und n jeweils ganze Zahlen von nicht weniger als 1.
4. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der primäre durchschnittliche Durch
messer der anorganischen Teilchen 3 mµm bis 2 µm beträgt.
5. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die spezifische BET-Oberflächengröße
der anorganischen Teilchen 20 bis 500 m2/g beträgt.
6. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die anorganischen Teilchen im wesentli
chen aus Siliciumdioxid bestehen.
7. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Entwickler zusätzlich einen mit einem Harz überzogenen Träger enthält.
8. Entwickler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Harz des Harzüberzugs des mit einem Harz überzogenen Trägers ein Harz von
Silikon-Typ oder ein Harz vom Fluor-Typ ist.
9. Entwickler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Toner einen mittleren Durchmesser von 5 bis 20 µm und der mit einem Harz
überzogenen Träger einen mittleren Durchmesser von 20 bis 200 µm aufweist.
10. Verwendung des Entwicklers nach den Ansprüchen 1 bis 9 in einem
Bilderzeugungsverfahren, welches die Erzeugung eines Tonerbildes durch
Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem Photorezeptor mit
einem teilchenförmigen Entwickler, das Übertragen des Tonerbildes auf
Übertragungspapier und das Abstreifen (Abkratzen) des restlichen Toners
umfaßt.
11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Photorezeptor ein organischer Photorezeptor ist.
12. Verwendung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der auf dem Photorezeptor zurückbleibende
Toner durch Abstreifen (Abkratzen) mit einer Reinigungsklinge entfernt wird.
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Legal Events
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