DE3853124T2

DE3853124T2 - Entwickler und Anlage für Bildherstellung.

Info

Publication number: DE3853124T2
Application number: DE3853124T
Authority: DE
Inventors: Masatsugu Canon-Ryo Fujiwara; Naoki Matsushige; Yasuo Mitsuhashi; Toshiaki Nakahara; Kiichiro Sakashita; Hirohide Tanikawa; Satoshi Canon-Ryo Yoshida
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1988-10-26
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2008-10-27
Also published as: HK31896A; EP0314459B1; JPH0760273B2; JPH01112253A; EP0314459A3; DE3853124D1; US4957840A; US5014089A; EP0314459A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Entwickler zur Entwicklung elektrostatischer Bilder und auf die Kombination des genannten Entwicklers mit einer bildgebenden Vorrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Bilder auf einem Element zum Tragen elektrostatischer Bilder. Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen Bildes auf einem Element zum Erzeugen elektrostatischer Bilder bereit. Die in dieser Erfindung zu entwickelnden, elektrostatischen, latenten Bilder können durch Elektrofotografie und elektrostatische Aufzeichnung hergestellt werden.
Bildgebende Vorrichtungen, wie zum Beispiel elektrofotografische Kopiermaschinen, sind seit kurzem weithin in Gebrauch und mit ihrem intensiveren Gebrauch wurde die Forderung nach verbesserter Bildqualität laut. Wenn zum Beispiel Originalbilder, die gewöhnliche Dokumente oder Bücher darstellen, kopiert werden, ist es wünschenswert, daß selbst winzige Buchstaben in feinen und getreuen Details wiedergegeben werden, ohne daß die wiedergegebenen Bilder Verdikkungen, Deformationen oder Unterbrechungen erhalten. Wenn allerdings eine gewöhnliche bildgebende Vorrichtung, wie zum Beispiel eine Kopiermaschine mit gewöhnlichem Papier, verwendet wird, um ein latentes Bild auf einem fotoempfindlichen Element zu erzeugen, und dieses latente Bild Abbildungen umfaßt, die aus dünnen Linien von 100 um oder weniger bestehen, können die dünnen Linien schlecht wiedergegeben werden, und die Klarheit der aus Linien bestehenden Bilder kann unangemessen sein.
Insbesondere in den kürzlich entwickelten, bildgebenden Vorrichtungen, wie zum Beispiel einem elektrofotografischen Drucker, der digitale Bildsignale verwendet, wird das gewünschte latente Bild durch ein Feld von Punkten erzeugt, die ein konstantes Potential besitzen, und die farbgefüllten, die Halbton- und die hellen Teile des Bildes werden durch Veränderung der Punktdichte dargestellt. Allerdings kann, , wenn die Punkte nicht korrekt mit Tonerteilchen bedeckt werden und die Tonerteilchen von den Punkten hervorstehen, das Problem auftreten, daß kein Tonerbild mit einer Abstufung entsprechend dem Punktdichteverhältnis der schwarzen Teile zu den weißen Teilen im digital erzeugten latenten Bild erhalten werden kann. Weiter wird, wenn versucht wird, die Auflösung durch Verkleinern der Punktgröße zu vergrößern und dadurch die Bildqualität verbessern zu, die Wiedergabe eines latenten Bildes mit kleiner Punktgröße schlechter, so daß das Bild an Schärfe verliert und eine niedrige Auflösung und schlechte Abstufungseigenschaften besitzt.
Auf der anderen Seite tritt bei einer elektrofotografischen Kopiermaschine oder anderen bildgebenden Vorrichtungen gelegentlich das Phänomen auf, daß anfangs Bilder mit guter Bildqualität hergestellt werden, daß sich aber die Bilder im Laufe der Weiterführung der Kopier- oder Druckvorgänge verschlechtern. Als Grund für dieses Phänomen wird vermutet, daß bei aufeinanderfolgenden Kopiervorgängen nur solche Tonerteilchen verbraucht werden, die zur Entwicklungsoperation beitragen, und die Tonerteilchen, die schlechte Entwicklungseigenschaften besitzen, in der Entwicklungseinrichtung der bildgebenden Vorrichtung zurückbleiben und sich ansammeln.
Es wurden eine Anzahl Entwickler vorgeschlagen, um die Bildqualität zu verbessern. Zum Beispiel offenbart die japanische Offenlegungsschrift (JP-A, Kokai Nr. 3244/1976), die den US-Patenten Nrr. 3942979, 3969251 und 4112024 entspricht, einen nichtmagnetischen Toner, bei dem die Teilchengrößenverteilung eingestellt wird, um die Bildqualität zu verbessern. Dieser Toner umfaßt relativ grobe Teilchen, wobei etwa 25 Zahlen% oder mehr Tonerteilchen eine Teilchengröße von 8 bis 12 um aufweisen. Allerdings haben Untersuchungen im Rahmen der Erfindung ergeben, daß unter Verwendung eines Toner mit solchen Teilchengrößen schwierig ist, gleichmäßige und dichte Abdeckung eines latenten Bildes mit Tonerteilchen bereitzustellen. Weiter besitzt der vorstehend erwähnte Toner 30 Zahlen% oder weniger (zum Beispiel etwa 29 Zahlen%) Teilchen mit einer Größe von 5 um oder weniger und 5 Zahlen% oder weniger (zum Beispiel etwa 5 Zahlen%) Teilchen mit einer Größe von 20 um oder mehr. Der Toner weist deshalb eine breite Teilchengrößenverteilung auf, was leicht dazu führt, daß die Gleichmäßigkeit des sich ergebenden Bildes verschlechtert wird. Um ein klares Bild mit Hilfe eines Toners zu bilden, der solche relativ groben Tonerteilchen und eine breite Teilchengrößenverteilung besitzt, ist es erforderlich, daß jegliche Spalten zwischen den Tonerteilchen aufgefüllt werden sollten, indem die Tonerteilchen dick übereinandergeschichtet werden, um so die scheinbare Bilddichte zu verbessern. Dabei tritt das weitere Problem auf, daß der Tonerverbrauch, der erforderlich ist, um die gewünschte Bilddichte zu erreichen, vergrößert ist.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 72054/1979 (entsprechend dem US- Patent Nr. 4284701) schlägt einen nichtmagnetischen Toner mit einer schärferen Teilchengrößenverteilung als die des vorstehend erwähnten Toners vor. In diesem Toner besitzen Teilchen mit einem mittleren Gewicht eine relativ große Teilchengröße von 8,5 um bis 11 um und es ist immer noch Raum für Verbesserung unter dem Gesichtspunkt der Auflösung.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 129437/1983 (entsprechend dem englischen Patent Nr. 2114310) offenbart einen nichtmagnetischen Toner, bei dem die mittlere Teilchengröße 6 bis 10 um beträgt, und die Mode-Teilchengröße 5 bis 8 um beträgt. Allerdings enthält dieser Toner nur 15 Zahlen% oder weniger Teilchen mit einer Größe von 5 um oder weniger, was eine relativ kleinen Menge darstellt, und neigt dazu, ungenügend scharfe Bilder zu erzeugen.
US-Patent Nr. 4299900 offenbart ein Sprungentwicklungsverfahren, das einen Entwickler verwendet, der 10 bis 50 Gew.-% magnetische Tonerteilchen mit einer Größe von 20 bis 35 um verwendet. Bei diesem Verfahren wurde die Teilchengrößenverteilung des Toners so ausgewählt, daß die triboelektrische Aufladung des magnetischen Toners verbessert wird, um eine gleichmäßige und dünne Tonerschicht auf einem Hohlzylinder (entwicklertragendem Element) bilden zu können und die Beständigkeit des Toners gegen ungünstige Umweltbedingungen zu verbessern. Allerdings erfüllt dieser Toner nicht vollständig die Anforderungen für die Wiedergabe dünner Linien bei hoher Auflösung und es gibt Raum für weitere Verbesserung.
Die Untersuchungen im Rahmen der Erfindung ergaben, daß Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 um oder weniger hauptsächlich dafür verantwortlich sind, die Kontur eines latenten Bildes klar wiederzugeben und das gesamte latente Bild präzise und vollständig mit Toner zu bedecken.
Insbesondere im Fall eines elektrostatischen, latenten Bildes, das auf einem fotoempfindlichen Element erzeugt wurde, ändert sich die Felddichte in den Kantenbereichen des Bildes stärker als im Inneren eines Bildes, weil die elektrischen Kraftlinien konzentrierter sind, so daß die Schärfe des sich ergebenden Bildes durch die Qualität der Tonerteilchen bestimmt wird, die sich an den Kantenbereichen sammeln. Untersuchungen im Rahmen der Erfindung haben gezeigt, daß eine wirksame Lösung des Problems der Bildschärfe bereitgestellt werden kann, indem die Menge und der Verteilungszustand der Tonerteilchen mit einer Größe von 5 um und darunter abgestimmt wird.
Untersuchungen im Rahmen der Erfindung haben weiter ergeben, daß sich relativ lange ohrartige Ausstülpungen oder Ketten entwickeln können, die aus magnetischen Tonerteilchen bestehen, und Störungen in der Form solcher ohrartiger Ausstülpungen auf der Oberfläche eines Entwicklungshohlzylinders im Entwicklungsbereich auftreten können, was nicht wünschenswert ist. Das Problem wurde im Licht der genannten Kenntnisse untersucht und dabei die vorliegende Erfindung gemacht.
Ein Gesichtspunkt der Erfindung stellt einen Entwickler zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder bereit, der die Besonderheiten aufweist, die in Patentanspruch 1 genannt sind.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung stellt eine Kombination aus einem Entwickler mit den Besonderheiten nach Anspruch 1 und eine bildgebende Vorrichtung mit den Besonderheiten nach Anspruch 24 bereit.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung stellt ein Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes auf einem Element zum Tragen des elektrostatischen Bildes bereit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Bereitstellen eines Entwicklers mit den Besonderheiten nach Anspruch 1 und Durchführung der weiteren Schritte, die in Anspruch 26 dargestellt sind.
Die Erfindung besteht auch in der Verwendung eines Entwicklers, wie bereits beschrieben, in einem Verfahren zur Entwicklung von Bildern.
Ausführungsformen der Erfindung können eine Zahl Vorteile aufweisen. Solche Ausführungsformen können einen Entwickler bereitstellen, der einen magnetischen Toner umfaßt, der hervorragende Wiedergabefähigkeit für dünne Linien und Abstufungseigenschaften und hohe Bilddichte bereitstellen kann. Ausführungsformen eines solchen magnetischen Toners können auch dann geringe Änderungen in der Leistung aufweisen, wenn sie über lange Zeit oder unter sich ändernde Umgebungsbedingungen verwendet werden. Solche Ausführungsformen können einen Toner bereitstellen, der hervorragende Übertragungseigenschaften aufweist und der bei der Verwendung ökonomisch bezüglich des Tonerverbrauchs ist, und Ausführungsformen des vorliegenden Toners sind geeignet zur Verwendung mit einer bildgebenden Vorrichtung, die ein digitales Bildsignal verwendet, wobei sehr gute Auflösung, Abstufungseigenschaften und Wiedergabefähigkeit dünner Linien bereitgestellt werden.

kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figg. 1 und 2 stellen Schnittansichten der Vorderseite beziehungsweise eine perspektivische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung einer Mehrfachteilungsklassierung dar.
Fig. 3 stellt eine schematische Schnittansicht dar, die eine Entwicklungsvorrichtung zeigt, die für die Bilderzeugung in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wird.
Fig. 4 ist eine grafische Darstellung, die erhalten wurde durch Auftragen der Werte des Ausdruckes [Zahlen% (N)]/[Volumen% (V)] gegen Zahlen% bezüglich der magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchen größe von 5 um oder darunter.
Fig. 5 ist eine grafische Darstellung, die die Teilchengrößenverteilung im magnetischen Toner von Beispiel 1 darstellt und
Fig. 6 ist eine grafische Darstellung, die die Teilchengrößenverteilung im magnetischen Toner des Vergleichsbeispiels 1 darstellt.
Es werden nun ausschließlich in Form von Beispielen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Der erfindungsgemäße magnetische Toner mit der spezifischen Teilchengrößenverteilung, die vorstehend beschrieben wurde, kann eine getreue Wiedergabe dünner Linien in einem auf einem fotoempfindlichen Element erzeugten, latenten Bild wiedergeben und ist hervorragend bezüglich der Wiedergabe von latenten Punktbildern, wie zum Beispiel Halbtonpunkten und digitalen Bildern, wodurch er Bilder bereitstellt, die hervorragende Abstufungs- und Auflösungseigenschaften besitzen. Weiter kann der erfindungsgemäße Toner selbst im Fall wiederholten Kopierens oder Ausdruckens eine hohe Bildqualität beibehalten und eine gute Entwicklung bewirken unter Verwendung eines kleineren Tonerverbrauchs im Vergleich zum konventionellen magnetischen Toner, selbst im Falle von Bildern hoher Dichte. Als Ergebnis ist der erfindungsgemäße magnetische Toner hervorragend in seinen ökonomischen Eigenschaften und besitzt weiter den Vorteil, die Abmessungen des Hauptkörpers einer Kopiermaschine oder eines Druckers verkleinern zu können. Insbesondere ist der erfindungsgemäße Entwickler brauchbar als Entwickler von Einkomponententyp ohne Verwendung von Trägerteilchen.
Der Grund für die vorstehend erwähnten Wirkungen des erfindungsgemäßen magnetischen Toners ist nicht notwendigerweise klar, aber es können vermutlich die folgenden Ausführungen in Betracht gezogen werden.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner ist einmal dadurch gekennzeichnet, daß er 17 bis 60 Zahlen% magnetische Tonerteilchen mit einer Größe von 5 um oder darunter enthält. Konventionell wird angenommen, daß magnetische Tonerteilchen mit einer Größe von 5 um und darunter bewußt reduziert werden müssen, weil die Steuerung ihres Ladungswertes schwierig ist, sie der Fließfähigkeit des magnetischen Toners schaden und sie das Verstreuen von Toner verursachen, was die Maschine verschmutzt.
Allerdings wurde bei Untersuchungen im Rahmen der Erfindung festgestellt, daß die magnetischen Tonerteilchen mit einer Größe von 5 um und darunter einen unerläßlichen Bestandteil zur Erzeugung von Bildern hoher Qualität darstellen.
Zum Beispiel wurde das folgende Experiment durchgeführt.
Es wurde auf einem fotoempfindlichen Element ein latentes Bild erzeugt, wobei das Oberflächenpotential auf dem fotoempfindlichen Element geändert wurde von einem großen Entwicklungspotentialkontrast, bei dem das latente Bild leicht mit einer großen Anzahl von Tonerteilchen entwickelt wurde, auf einen kleinen Entwicklungspotentialkontrast, bei dem das latente Bild nur mit einer kleinen Anzahl von Tonerteilchen entwickelt wurde.
Solche latenten Bilder wurden mit einem magnetischen Toner mit einer Teilchengrößenverteilung im Bereich von 0,5 bis 30 um entwickelt. Dann wurden die an das fotoempfindliche Element gehefteten Tonerteilchen gesammelt, und es wurde die Teilchengrößenverteilung dieser Teilchen gemessen. Als Ergebnis wurde gefunden, daß es eine Menge magnetischer Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 8 um oder darunter und insbesondere von 5 um und darunter gab. Aufgrund dieser Erkenntnis wurde festgestellt, daß, wenn magnetische Tonerteilchen mit einer Größe von 5 um oder darunter so gesteuert wurden, daß sie problemlos für die Entwicklung eines latenten Bildes, das auf einem fotoempfindlichen Element gebildet wurde, bereitgestellt wurden, ein Bild erhalten werden konnte, das eine wahrhaft hervorragende Wiedergabefähigkeit aufwies, und die Tonerteilchen sicher an das latente Bild geheftet wurden, ohne daraus hervorzustehen.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner ist zweitens dadurch gekennzeichnet, daß er 1 bis 23 Zahlen% magnetische Tonerteilchen mit 8 bis 12,7 um enthält. Diese zweite Besonderheit bezieht sich auf die erwähnte Notwendigkeit für die Anwesenheit der Tonerteilchen mit einer Größe von 5 um oder darunter.
Wie bereits beschrieben, besitzen Tonerteilchen mit einer Teilchen größe von 5 um oder darunter die Fähigkeit, ein latentes Bild vollständig abzudecken und getreu wiederzugeben. Auf der anderen Seite ist im latenten Bild selbst bereits die Felddichte in seinen äußeren Kantenbereichen größer als die in seinen inneren Bereichen. Deshalb decken die Tonerteilchen manchmal den inneren Bereich eines latenten Bildes mit einer geringeren Menge ab als die Kantenbereiche des Bildes, wodurch die Bilddichte des inneren Bereichs scheinbar niedriger ist. Insbesondere weisen die magnetischen Tonerteilchen mit einer Größe von 5 um und darunter diese Tendenz besonders stark auf. Allerdings wurde gefunden, daß, wenn 1 bis 23 Zahlen% (bevorzugt 8 bis 20 Zahlen%) Tonerteilchen mit 8 bis 12,7 um im Toner enthalten sind, nicht nur das vorstehend erwähnte Problem gelöst, sondern auch das sich ergebende Bild klarer gemacht werden kann.
Gemäß der in der Erfindung gewonnenen Kenntnis kann als Grund für dieses Phänomen in Betracht gezogen werden, daß die Tonerteilchen mit 8 bis 12,7 um einen Ladungswert besitzen, der in Beziehung zu den Tonerteilchen mit einer Größe von 5 um oder darunter geeignet eingestellt ist, und daß diese Tonerteilchen auf den inneren Teil des latenten Bildes mit einer niedrigeren Felddichte als der der Kantenbereiche abgegeben werden, wodurch der Verlust in der Deckfähigkeit der Tonerteilchen auf dem inneren Bereich im Vergleich zu der auf dem Kantenbereich kompensiert und ein gleichmäßig entwickeltes Bild erzeugt wird. Als Ergebnis kann ein scharfes Bild bereitgestellt werden, das eine hohe Bilddichte und hervorragende Auflösungs- und Abstufungseigenschaften besitzt.
Die dritte Besonderheit des erfindungsgemäßen magnetischen Toners besteht darin, daß die Tonerteilchen, die eine Teilchen größe von 5 um oder weniger besitzen und darin enthalten sind, der folgenden Beziehung zwischen ihrem Zahlenprozentsatz (N) und ihrem Volumenprozentsatz (V) gehorchen:
N/V=-0,04 N+k
worin gilt: 4,5 ≤ k ≤ 6,5 und 17 ≤ N ≤ 60.
Der Bereich, der eine solche Beziehung erfüllt, ist in Fig. 4 dargestellt. Der erfindungsgemäße magnetische Toner, der eine Teilchengrößenverteilung besitzt, die zusätzlich zu den vorstehend genannten Besonderheiten dieser Bereichsdefinition gehorcht, kann hervorragende Entwicklungseigenschaften erreichen.
Gemäß der Untersuchungen im Rahmen der Erfindung über den Zustand der Teilchengrößenverteilung bezüglich der Tonerteilchen mit einer Größe von 5 um oder weniger wurde gefunden, daß es einen geeigneten Zustand gibt, in dem ein feines Pulver in den magnetischen Tonerteilchen vorhanden ist. Insbesondere im Fall eines bestimmten Wertes von N ist zu verstehen, daß ein großer Wert von N/V anzeigt, daß die Teilchen mit einer Größe von 5 um und darunter (zum Beispiel 2 bis 4 um) in bedeutenden Anteilen im Toner enthalten sind, und daß ein kleiner Wert von N/V anzeigt, daß die Häufigkeit des Vorkommens der Teilchen mit einer Größe in der Nähe von 5 um (zum Beispiel 4 bis 5 um) groß ist und die Häufigkeit des Vorkommens von Teilchen mit einem kleineren Teilchendurchmesser niedrig ist. Wenn der Wert von N/V im Bereich von 2,1 bis 5,82 liegt, liegt N im Bereich von 17 bis 60, die Beziehung, die durch die vorstehende Formel dargestellt wird, wird erfüllt und es werden infolgedessen eine gute Wiedergabefähigkeit dünner Linien und eine hohe Auflösung erreicht.
Im erfindungsgemäßen magnetischen Toner sind magnetische Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 16 um oder größer in einer Menge von 2,0 Vol.-% oder darunter enthalten. Die Menge dieser Teilchen kann bevorzugt so klein wie möglich sein.
Wie vorstehend beschrieben, wurden mit dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner die Probleme, die nach dem Stand der Technik auftraten, mit einem vollständig anderen Ansatz als dem des Standes der Technik gelöst, und der Toner kann die seit kurzem erhobenen, hohen Ansprüche bezüglich hoher Bildqualität erfüllen.
Im folgenden wird die Erfindung detaillierter beschrieben.
In der Erfindung sind die magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 um oder weniger in einer Menge von 17 bis 60 Zahlen%, bevorzugt von 25 bis 50 Zahlen% und weiter bevorzugt von 30 bis 50 Zahlen%, bezogen auf die Gesamtzahl von Teilchen, enthalten, Wenn die Menge an magnetischen Tonerteilchen kleiner als 17 Zahlen% ist, ist die Menge an Tonerteilchen, die für die Verbesserung der Bildqualität wirksam sind, nicht ausreichend. Insbesondere, da die Tonerteilchen bei aufeinanderfolgenden Kopien oder Ausdrucken verbraucht werden, verringert sich der Anteil an wirksamen magnetischen Tonerteilchen und die Ausgewogenheit in der Teilchengrößenverteilung des magnetischen Toners, die von der Erfindung gezeigt wird, wird verschlechtert, wodurch die Bildqualität allmählich abnimmt. Wenn auf der anderen Seite die vorstehend genannte Menge 60 Zahlen% überschreitet, neigen die magnetischen Tonerteilchen leicht dazu, miteinander zu verklumpen, wodurch Toneragglomerate erzeugt werden, die eine Größe besitzen, die größer ist als die Größe der Originalteilchen. Als Ergebnis werden unregelmäßige Bilder erzeugt, die Auflösung wird verringert und die Dichtedifferenz zwischen dem Kanten- und dem inneren Bereich wächst an, wodurch leicht ein Bild entsteht, das einen Innenbereich mit einer etwas zu kleinen Dichte besitzt.
Beim erfindungsgemäßen magnetischen Toner beträgt die Menge der Teilchen im Bereich von 8 bis 12,7 um 1 bis 23 Zahlen% und bevorzugt 8 bis 20 Zahlen%. Wenn die genannte Menge größer als 23 Zahlen% ist, verschlechtert sich nicht nur die Bildqualität, sondern es tritt auch eine übermäßige Entwicklung ein (das heißt, eine überschüssige Bedeckung mit Tonerteilchen), was zu einem Anwachsen des Tonerverbrauchs führt. Ist auf der anderen Seite die vorstehende Menge kleiner als 1%, ist es schwierig, eine hohe Bilddichte zu erhalten.
In der Erfindung befriedigen der Zahlenprozentsatz (N %) und der Volumenprozentsatz (V %) der magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 um oder darunter eine Beziehung
N/V=-0,04N+k
worin k eine positive Zahl darstellt, für die gilt: 4,5 ≤ k ≤ 6,5. Für die Zahl k kann bevorzugt gelten 4,5 ≤ k ≤ 6,0 und weiter bevorzugt 4,5 ≤ k ≤ 5,5. Weiter befriedigt, wie vorstehend beschrieben, der Prozentsatz N die Gleichung 17 ≤ N ≤ 60, bevorzugt 25 ≤ N ≤ 50 und weiter bevorzugt 30 ≤ N ≤ 50.
Wenn k < 4,5, sind nicht genügend magnetische Tonerteilchen mit 5,0 um oder darunter vorhanden, und die sich ergebende Bilddichte, Auflösung und Schärfe lassen nach. Wenn feine Tonerteilchen in einem magnetischen Toner, die konventionell als überflüssig angesehen wurden, in angemessener Menge anwesend sind, erreichen sie eine dichteste Packung des Toners bei der Entwicklung (das heißt, auf dem latenten Bild, das auf einer fotoempfindlichen Trommel gebildet wird) und tragen zur Bildung eines gleichmäßigen Bildes bei, das frei von Körnung ist. Insbesondere füllen diese Teilchen die Bereiche mit dünnen Linien und Konturen eines Bildes, wodurch sie visuell die Schärfe des Bildes verbessern. Wenn in der vorstehenden Formel k < 4,5, wird der Anteil dieses Bestandteils in der Teilchengrößenverteilung ungenügend groß, wodurch sich die genannten Eigenschaften verschlechtern.
Weiter muß im Hinblick auf den Produktionsprozeß eine große Menge feinen Pulvers durch Klassierung entfernt werden, um die Bedingung k < 4,5 zu erfüllen. Ein solcher Prozeß ist nachteilig in Bezug auf Ausbeute und Tonerkosten.
Wenn auf der anderen Seite k > 6,5, ist ein Überschuß an feinem Pulver anwesend, wodurch die sich ergebende Bilddichte dazu neigt, sich bei aufeinanderfolgenden Kopiervorgängen zu verschlechtern. Der Grund für dieses Phänomen kann darin zu suchen sein, daß ein Überschuß an feinen magnetischen Tonerteilchen mit einer überschüssigen Ladung triboelektrisch an einen Entwicklungshohlzylinder geheftet wird und die normalen Tonerteilchen davon abhalten werden, auf dem Entwicklungshohlzylinder oder dem Träger transportiert und mit Ladung versehen zu werden.
Beim erfindungsgemäßen magnetischen Toner beträgt die Menge der magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 16 um oder mehr weniger als 2,0 Vol.-%, bevorzugt 1,0 Vol.-% oder weniger und weiter bevorzugt 0,5 Vol.-% oder weniger.
Wenn der vorstehende Wert größer als 2,0 Vol.-% ist, beeinträchtigen diese Teilchen die Reproduzierbarkeit dünner Linien. Zusätzlich sind Tonerteilchen mit 16 um oder größer als Erhebungen auf der Oberfläche der dünnen Schicht der Tonerteilchen anwesend, die auf dem fotoempfindlichen Element durch Entwicklung gebildet wird, und sie verändern die Übertragungsbedingungen für den Toner, indem sie den diffizilen Kontaktzustand zwischen fotoempfindlichem Element und Übertragungspapier (oder einem übertragungsempfangenden Material) über die Tonerschicht als Mittler stören. Als Ergebnis können Bilder mit Übertragungsversagen auftreten.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die zahlenmittlere Teilchengröße des Toners 4 bis 9 um und weiter bevorzugt 4 bis 8 um. Dieser Wert besitzt eine enge Beziehung zu den vorstehend erwähnten Besonderheiten des erfindungsgemäßen magnetischen Toners. Wenn die zahlenmittlere Teilchengröße kleiner als 4 um ist, treten leicht Probleme auf, wie zum Beispiel, daß die Menge der Tonerteilchen, die auf ein Übertragungspapier übertragen werden, nicht ausreicht und die Bilddichte niedrig ist im Falle eines Bildes, wie zum Beispiel eines Grafikbildes, worin das Verhältnis der Bildteile im Vergleich zum Gesamtfläche groß ist. Als Grund für dieses Phänomen kann der gleiche angesehen werden, wie im vorstehenden Fall, in dem der innere Bereich eines latenten Bildes eine niedrigere Bilddichte bereitstellt als die Kantenbereiche des Bildes. Wenn die zahlenmittlere Teilchengröße 9 um übersteigt, ist die sich ergebende Auflösung nicht gut, und es tritt leicht das Phänomen auf, daß sich die Bildqualität beim aufeinanderfolgen dem Gebrauch verschlechtert, selbst wenn sie zu Beginn des Gebrauchs gut war.
Die Teilchengrößenverteilung eines Toners wird in der vorliegenden Erfindung mit Hilfe eines Coulterzählers gemessen, während sie auf verschiedene Arten gemessen werden kann.
Der Coulterzähler, Modell TA-II, (erhältlich von Coulter Electronics Inc.) wird als ein Instrument zur Messung verwendet, an das ein Interface (erhältlich von Nikkaki K.K.) zur Bereitstellung einer Zahlenverteilung und einer Volumenverteilung und ein Personalcomputer CX-1 (erhältlich bei Canon K.K.) angeschlossen sind.
Zur Messung wird eine 1%ige, wäßrige Natriumchloridlösung als Elektrolytlösung hergestellt unter Verwendung von Natriumchlorid mit dem Reinheitsgrad "reagent grade". In 100 bis 150 ml der Elektrolytlösung werden 0,1 bis 5 ml eines oberflächenaktiven Mittels, bevorzugt eines Salzes der Alkylbenzolsulfonsäure, als Dispergierhilfe gegeben und 2 bis 20 mg einer Probe dazu gegeben. Die sich ergebende Dispersion der Probe in der Elektrolytflüssigkeit wird für 1 bis 3 min einer Dispersionsbehandlung mit Hilfe eines Ultraschalldispergiergerätes und dann der Messung der Teilchengrößenverteilung im Bereich von 2 bis 40 um unterzogen unter Verwendung des vorstehend erwähnten Coulterzählers, Modell TA-II, mit einem Spalt von 100 um Breite, um eine volumenbasierte Verteilung und eine zahlenbasierte Verteilung zu erhalten. Aus den Ergebnissen der volumenbasierten Verteilung und der zahlenbasierten Verteilung können Parameter zur Charakterisierung des erfindungsgemäßen magnetischen Toners erhalten werden.
In der Erfindung kann die wahre Dichte des magnetischen Toners bevorzugt 1,45 bis 1,70 g/cm³ betragen und weiter bevorzugt 1,50 bis 1,65 g/cm³. Wenn sich die wahre Dichte in einem solchen Bereich befindet, wird der erfindungsgemäße magnetische Toner mit einer bestimmten Teilchengrößenverteilung im Hinblick auf hohe Bildqualität und Stabilität bei aufein an derfolgen der Verwendung am besten funktionieren.
Wenn die wahre Dichte der magnetischen Tonerteilchen kleiner als 1,45 ist, ist das Gewicht des Teilchens für sich zu leicht und es tritt leicht ein Umkehrschleier auf, Deformation dünner Linien und Verstreuen und Verschlechterung in der Auflösung wegen eines Überschusses an Tonerteilchen, die am latenten Bild festgeklebt sind. Ist auf der anderen Seite die wahre Dichte des magnetischen Toners größer als 1,70, tritt ein Bild auf, worin die Bilddichte niedrig ist, die dünnen Linien unterbrochen sind und die Schärfe fehlt. Weil weiter die magnetische Kraft in einem solchen Fall relativ stark wird, werden ohrartige Ausstülpungen der Tonerteilchen leicht in die Länge gestreckt oder in verzweigte Formen umgewandelt. Als Ergebnis wird bei der Entwicklung des latenten Bildes die Bildqualität gestört, wodurch leicht ein grobes Bild auftritt.
In der Erfindung wird die wahre Dichte der magnetischen Toner in folgender Weise gemessen, die einfach einen akkuraten Wert bei der Messung feiner Pulver bereitstellt, während die wahre Dichte auf verschiedene Weisen gemessen werden kann.
Es werden bereitgestellt: ein Zylinder aus rostfreiem Edelstahl, der einen Innendurchmesser von 10 mm und eine Länge von etwa 5 cm aufweist, eine Scheibe (A), die einen Außendurchmesser von etwa 10 mm und eine Höhe von etwa 5 mm besitzt, und ein Stempel (B) der einen Außendurchmesser von etwa 10 mm und eine Länge von etwa 8 cm aufweist, die in der Lage sind, paßgenau in den Zylinder eingeführt zu werden.
Bei der Messung wird zuerst die Scheibe (A) auf dem Boden des Zylinders angeordnet und etwa 1 g einer zu vermessen den Probe in den Zylinder gegeben und dann der Stempel (B) sanft in den Zylinder hineingestoßen. Dann wird eine Kraft von 400 kg/cm² mit Hilfe einer hydraulischen Presse auf den Stempel gebracht und die Probe wird 5 Minuten gepreßt. Das Gewicht (W in g) der so gepreßten Probe wird gemessen und ihr Durchmesser (D in cm) und ihre Höhe (L in cm) werden mit Hilfe eines Mikrometers gemessen. Auf der Grundlage solcher Messungen kann die wahre Dichte berechnet werden nach der folgenden Formel:
Wahre Dichte (g/cm³) = W/[π (D/2)² L]
Um bessere Entwicklungseigenschaften zu erhalten, kann der erfindungsgemäße magnetische Toner bevorzugt die folgenden magnetischen Eigenschaften besitzen: Eine Restmagnetisierung r von 1 bis 5 emu/g und weiter bevorzugt 2 bis 4,5 emu/g, eine Sättigungsmagnetisierung s von 20 bis 40 emu/g und eine Koerzivkraft Hc von 40 bis 100 Oe. Diese magnetischen Eigenschaften können unter einem magnetischen Meßfeld von 1000 Oe gemessen werden.
Das Bindemittel, das zum Aufbau des erfindungsgemäßen Toners verwendet wird, kann ein bekanntes Bindeharz für Toner sein, wenn er auf eine Fixiereinrichtung mit Heißdruckwalzen unter Verwendung eines Ölapplikators angewendet wird. Beispiele können einschließen: Homopolymere des Styrols und seiner Derivate, wie zum Beispiel Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol und Polyvinyltoluol, Styrolcopolymere, wie zum Beispiel ein Copolymer aus Styrol und p-Chlorstyrol, ein Copolymer aus Styrol und Vinyltoluol, ein Copolymer aus Styrol und Vinylnaphthalin, ein Copolymer aus Styrol und Acrylat, ein Copolymer aus Styrol und Methacrylat, ein Copolymer aus Styrol und Methyl-α-chlormethacrylat, ein Copolymer aus Styrol und Acrylnitril, ein Copolymer aus Styrol und Vinylmethylether, ein Copolymer aus Styrol und Vinylethylether, ein Copolymer aus Styrol und Vinylmethylketon, ein Copolymer aus Styrol und Butadien, ein Copolymer aus Styrol und Isopren und ein Copolymer aus Styrol, Acrylnitril und Inden, Polyvinylchlorid, Phenolharz, naturharzmodifiziertes Phenolharz, naturharzmodifiziertes Maleinsäureharz, Acrylharz, Methacrylharz, Polyvinylacetat, Siliconharz, Polyesterharz, Polyurethan, Polyamidharz, Furanharz, Epoxidharz, Xylolharz, Polyvinylbutyral, Terpenharz, Cumaron-Indenharz und Erdölharz.
In einem Fixiersystem mit Heißdruckwalzen, das im wesentlichen keine Ölapplikation verwendet, treten schwerwiegende Probleme durch ein Offsetphänomen auf, das darin besteht, daß ein Teil des Tonerbildes auf dem tonerbildtragenden Element auf eine Walze übertragen wird und dann fest auf dem tonertragenden Element haften bleibt. Da Toner, der mit einer geringeren Wärmeenergie fixierbar ist, im allgemeinen dazu neigt, Verklebung oder Kuchenbildung bei der Lagerung oder in der Entwicklungsvorrichtung zu verursachen, sollte dies auch berücksichtigt werden. Untersuchungen im Rahmen der Erfindung ergaben, daß, wenn der Gehalt an magnetischem Material in einem Toner verringert wird, die Haftung des Toners auf dem bereits genannten Element zum Tragen des Tonerbildes verbessert wird, während Offset leichter auftritt und auch Verkleben und Kuchenbildung wahrscheinlicher werden. Entsprechend gilt, wenn in der Erfindung eine Fixiereinrichtung mit Heizwalzen eingesetzt wird, die fast keine Ölapplikation benutzt, daß die Auswahl eines Bindeharzes eine wesentlich ernstere Aufgabe darstellt. Ein bevorzugtes Bindeharz kann zum Beispiel ein quervernetztes Styrolcopolymer oder ein quervernetzter Polyester sein. Beispiele für Comonomere zur Bildung eines solchen Styrolcopolymers können ein oder mehrere Vinylmonomere einschließen, die ausgewählt sind aus: Monocarbonsäuren mit einer Doppelbindung und ihren Substitutionsderivaten, wie zum Beispiel Acrylsäure Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Dodecylacrylat, Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Phenylacrylat, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Octylmethacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid, Dicarbonsäuren mit einer Doppelbindung und ihren Substitutionsderivaten, wie zum Beispiel Maleinsäure, Butylmaleat, Methylmaleat und Dimethylmaleat, Vinylestern, wie zum Beispiel Vinylchlorid, Vinylacetat und Vinylbenzoat, ethylenischen Olefinen, wie zum Beispiel Ethylen, Propylen und Butylen, Vinylketonen, wie zum Beispiel Vinylmethylketon und Vinylhexylketon, und Vinylethern, wie zum Beispiel Vinylmethylether, Vinylethylether und Vinylisobutylether. Als Quervernetzungsmittel kann im allgemeinen eine Verbindung mit zwei oder mehreren polymerisierbaren Doppelbindungen verwendet werden. Beispiele schließen ein: Aromatische Divinylverbindungen, wie zum Beispiel Divinylbenzol und Divinylnaphthalin, Carbonsäureester mit zwei Doppelbindungen, wie zum Beispiel Ethylenglycoldiacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat und 1,3-Butandioldiacrylat, Divinylverbindungen, wie zum Beispiel Divinylether, Divinylsulfid und Divinylsulfon und Verbindungen mit drei oder mehr Vinylgruppen. Diese Verbindungen können allein oder in Mischung verwendet werden. Mit Blick auf die Fixierbarkeit und die Anti-Offset-Eigenschaft des Toners kann das Quervernetzungsmittel bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-% und weiter bevorzugt in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Bindeharzes, verwendet werden.
Bei einem Druckfixiersystem kann ein bekanntes Bindeharz für druckfixierbaren Toner verwendet werden. Beispiele können einschließen: Polyethylen, Polypropylen, Polymethylen, ein Polyurethanelastomer, ein Copolymer aus Ethylen und Ethylacrylat, ein Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat, Ionomerharz, ein Copolymer aus Styrol und Butadien, ein Copolymer aus Styrol und Isopren und lineare gesättigte Polyester und Paraffine.
Beim erfindungsgemäßen magnetischen Toner ist es bevorzugt, daß ein Ladungssteuermittel in die Tonerteilchen eingebracht (interne Zugabe) oder mit den Tonerteilchen gemischt werden kann (externe Zugabe). Unter Verwendung des Ladungssteuermittels ist es möglich, die Ladungsmenge auf sehr bequeme Weise zu steuern, die dem zu verwendenden Entwicklungssystem entspricht. Insbesondere ist es in der Erfindung möglich, die Balance zwischen Teilchengrößenverteilung und Ladung weiter zu stabilisieren. Als Ergebnis ist es möglich, wenn das Ladungssteuermittel in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die vorstehend genannte Funktionstrennung und gegenseitige Kompensation, die den entsprechenden Teilchengrößenbereichen entspricht, weitergehend klarzustellen, um die Bildqualität zu verbessern.
Beispiele eines positiven Ladungssteuermittels können einschließen: Nigrosin und seine Modifikationsprodukte, die durch ein Fettsäuremetallsalz modifiziert wurden, quartäre Ammoniumsalze, wie zum Beispiel das Tributylbenzylammoniumsalz der 1-Hydroxy-4-naphthalinsulfonsäure und das Tetrabutylammoniumtetrafluorborat, Diorganozinnoxide, wie zum Beispiel Dibutylzinnoxid, Dioctylzinnoxid und Dicyclohexylzinnoxid, und Diorganozinnborate, wie zum Beispiel Dibutylzinnborat, Dioctylzinnborat und Dicyclohexylzinnborat. Diese positiven Ladungssteuermittel können allein oder als Mischung von zwei oder mehreren Spezies eingesetzt werden. Unter diesen wird ein nigrosinartiges Ladungssteuermittel oder ein Ladungssteuermittel aus einem quartären Ammoniumsalz besonders bevorzugt verwendet.
Als ein weiterer Typ eines positiven Ladungssteuermittels kann ein Homopolymer eines Monomers verwendet werden, das eine Aminogruppe besitzt, dargestellt durch die folgende Formel:
worin R&sub1; H- oder CH&sub3;- darstellt und R&sub2; und R&sub3; jeweils eine substituierte oder eine unsubstituierte Alkylgruppe (bevorzugt C&sub1; bis C&sub4;) darstellen. Oder es kann ein Copolymer des Monomers, das eine Aminogruppe enthält, mit einem anderen polymerisierbaren Monomer, wie zum Beispiel Styrol, Acrylaten und Methacrylaten, wie vorstehend beschrieben, verwendet werden. In diesem Fall besitzt das positive Ladungssteuermittel auch (teilweise oder vollständig) die Funktion eines Bindeharzes.
Auf der anderen Seite kann ein negatives Ladungssteuermittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele dafür können einen organischen Metallkomplex oder eine Chelatverbindung einschließen. Insbesondere können bevorzugt verwendet werden: Aluminiumacethylacetonat, Eisen(II)-acetylacetonat und ein Chromsalz der 3,5-Di-t-butylsalicylsäure. Es können weiter bevorzugt Acetylacetonkomplexe oder Metallsalze oder -komplexe vom Salicylsäuretyp (einschließlich ihrer monoalkyl- oder dialkylsubstituierten Derivate) verwendet werden. Unter diesen können die Komplexe oder Metallsalze vom Salicylsäuretyp besonders bevorzugt verwendet werden.
Es ist bevorzugt, daß das erwähnte Ladungssteuermittel in Form eines feinen Pulvers verwendet wird. In diesem Fall beträgt die zahlenmittlere Teilchengröße dieses Mittels bevorzugt 4 um oder weniger und weiter bevorzugt 3 um oder weniger.
Im Fall der internen Zugabe kann ein solches Ladungssteuermittel bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichtsteilen und weiter bevorzugt von 0,2 bis 10 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile eines Bindeharzes verwendet werden.
Es ist bevorzugt, daß ein feines Siliciumdioxidpulver zum erfindungsgemäßen magnetischen Toner gegeben wird.
Beim erfindungsgemäßen magnetischen Toner mit der vorstehend erwähnten Teilchengrößenverteilungseigenschaft wird die spezifische Oberfläche größer als die eines konventionellen Toners. In dem Fall, in dem die magnetischen Tonerteilchen dazu gebracht werden, die Oberfläche einer zylindrischen, elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Walze zu berühren, die eine Einrichtung enthält, die darin ein magnetisches Feld erzeugt, um die Teilchen triboelektrisch aufzuladen, wird die Häufigkeit des Kontaktes zwischen der Tonerteilchenoberfläche und der Trommel vergrößert im Vergleich zu der eines konventionellen magnetischen Toners, wobei leicht ein Abrieb der Tonerteilchen oder eine Verschmutzung der Trommel auftritt. Wenn allerdings der erfindungsgemäße magnetische Toner mit dem feinen Siliciumdioxidpulver kombiniert wird, wird das feine Siliciumdioxidpulver zwischen den Tonerteilchen und der Oberfläche des Trägers oder der Trommel angeordnet, wodurch der Abrieb der Tonerteilchen bemerkenswert verringert wird.
So kann die Lebensdauer des magnetischen Toners und der Trommel verlängert und die elektrische Aufladbarkeit zuverlässig beibehalten werden. Als Ergebnis kann ein Entwickler bereitgestellt werden, der einen magnetischen Toner umfaßt, der hervorragende Eigenschaften bei der Langzeitverwendung zeigt. Weiter können die magnetischen Tonerteilchen, die eine Teilchen größe von 5 um oder weniger besitzen und eine wichtige Rolle in der Erfindung spielen, in der Gegenwart des feinen Siliciumdioxidpulvers eine bessere Wirkung erzielen, wodurch auf zuverlässige Weise Bilder hoher Qualität bereitgestellt werden.
Das feine Siliciumdioxidpulver kann ein solches sein, das durch einen Trockenprozeß und durch einen Naßprozeß hergestellt wird. Das feine Siliciumdioxidpulver, das durch den Trockenprozeß hergestellt wird, ist im Bezug auf die Antibefilmungseigenschaft und die Beständigkeit bevorzugt.
Der Trockenprozeß, auf den sich hier bezogen wird, ist ein Prozeß zur Herstellung von feinem Siliciumdioxidpulver durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids. Zum Beispiel kann das Siliciumdioxidpulver nach dem Verfahren hergestellt werden, das die pyrolytische Oxidation von gasförmigen Siliciumtetrachlorid in einer Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme ausnutzt, und das grundsätzliche Reaktionsschema kann wie folgt dargestellt werden:
SiCl&sub4; + 2H&sub2; + O&sub2; T SiO&sub2; + 4HCl
In diesem Herstellungsschritt ist es auch möglich, komplexe feine Pulver aus Siliciumdioxid und anderen Metalloxiden zu erhalten unter Verwendung anderer Metallhalogenidverbindungen, wie zum Beispiel Aluminiumchlorid oder Titanchlorid, zusammen mit der Siliciumhalogenidverbindung. Diese Pulver sind auch in das feine Siliciumdioxidpulver eingeschlossen, das in der Erfindung verwendet werden soll.
Kommerziell erhältliche, feine Siliciumdioxidpulver, die durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenides gebildet wurden und in der Erfindung verwendet werden sollen, schließen solche ein, die unter den folgenden Handelsnamen verkauft werden:
Aerosil (Nippon Aerosil Co.) 130, 200, 300, 380, OX 50, TT 600, MOX 80, COK 84.
Cap-O-Sil (Cabot Co.) M-5, MS-7, MS-75, HS-5, EH-5.
Wacker HDK (Wacker-Chemie GmbH) N 20, V 15, N 20E, T 30, T 40.
D-C Fine Silica (Dow Corning Co.)
Fransol (Fransil Co.)
Auf der anderen Seite können, um ein Siliciumdioxidpulver, das in der Erfindung verwendet werden soll, durch den Naßprozeß herzustellen, verschiedene bisher bekannte Verfahren eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die Zersetzung von Natriumsilicat mit einer Säure eingesetzt werden, was durch das folgende Schema dargestellt wird:
Na&sub2;O xSiO&sub2; + HCl + H&sub2;O T SiO&sub2; nH&sub2;O + NaCl
Zusätzlich kann auch ein Verfahren verwendet werden, worin Natriumsilicat mit Ammoniumsalzen oder Alkalisalzen zersetzt wird, ein Verfahren, worin ein Erdalkalimetallsilicat aus Natriumsilicat hergestellt und mit einer Säure zersetzt wird zur Bildung von Kieselsäure, ein Verfahren, worin ein Natriumsilicatlösung mit einem Ionenaustauscherharz behandelt wird, um Kieselsäure zu erzeugen, und ein Verfahren, worin natürliche Kieselsäure oder natürliches Silicat eingesetzt wird.
Das hier verwendete Siliciumdioxidpulver kann ein wasserfreies Siliciumdioxid (Kieselgel) und auch ein Silicat wie zum Beispiel ein Aluminiumsilicat, ein Natriumsilicat, ein Kaliumsilicat, ein Magnesiumsilicat und ein Zinksilicat sein.
Kommerziell erhältliche, feine Siliciumdioxidpulver, die nach dem Naßprozeß hergestellt wurden, schließen solche ein, die unter den folgenden Handelsnamen verkauft werden:
Carplex (erhältlich bei Shionogi Seiyaku K.K.)
Nipsil (Nippon Silica K.K.)
Tokusil, Finesil (Tokuyama Soda K.K.)
Bitasil (Tagi Seihi K.K.)
Silton, Silnex (Mizusawa Kagaku K.K.)
Starsil (Kamishima Kagaku K.K.)
Himesil (Ehime Yakuhin K.K.)
Siloid (Fuki Devison Kagaku K.K.)
Hi-Sil (Pittsburgh Plate Glass Co.)
Durosil, Ultrasil (Füllstoff- Gesellschaft Marquart)
Manosil (Hardman and Holden)
Hoesch (Chemische Fabrik Hoesch KG)
Sil-Stone (Stoner Rubber Co.)
Nalco (Nalco Chem. Co.)
Quso (Philadelphia Quartz Co.)
Imsil (Illinois Minerals Co.)
Calciumsilicat (Chemische Fabrik Hoesch KG)
Calsil (Füllstoff-Gesellschaft Marquart)
Fortafil (Imperial Chemical Industries)
Microcal (Joseph Crosfield & Sons. Ltd.)
Manosil (Hardman and Holden)
Vulkasil (Farbenfabriken Bayer AG)
Tufknit (Durham Chemicals, Ltd.)
Silmos (Shiraishi Kogyo K.K.)
Starlex (Kamishima Kagaku K.K.)
Furikosil (Tagi Seihi K.K.)
Unter den erwähnten Siliciumdioxidpulvern stellen die gute Resultate bereit, die eine spezifische Oberfläche, gemessen mit dem BET-Verfahren durch Stickstoffabsorption, von 30 m²/g oder mehr und insbesondere von 50 bis 400 m²/g besitzen.
In der Erfindung können feine Siliciumdioxidpulver bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 8 Gewichtsteilen und weiter bevorzugt von 0,1 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des magnetischen Toners, verwendet werden.
In dem Fall, in dem der erfindungsgemäße magnetische Toner als positiv aufladbarer magnetischer Toner verwendet wird, ist es bevorzugt, eher positiv aufladbares, feines Siliciumdioxidpulver als negativ aufladbares, feines Siliciumdioxidpulver zu verwenden, um den Abrieb der Tonerteilchen und die Verschmutzung auf der Oberfläche des Hohlzylinders zu verhindern und die Stabilität der Aufladbarkeit beizubehalten.
Um positiv aufladbares, feines Siliciumdioxidpulver zu erhalten, kann das erwähnte Siliciumdioxidpulver, das durch den Trockenprozeß oder den Naßprozeß erhalten wurde, mit einem Siliconöl, das eine organische Gruppe besitzt, die wenigstens ein Stickstoffatom in ihrer Seitenkette enthält, mit einem stickstoffhaltigen Silankupplungsmittel oder mit beiden behandelt werden.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet "positiv aufladbares Siliciumdioxid" ein Siliciumdioxid, das eine positive triboelektrische Ladung in Bezug auf den Eisenpulverträger besitzt, wenn es mit dem Wegblasverfahren vermessen wird.
Das Siliconöl, das ein Stickstoffatom in seiner Seitenkette besitzt, das in der Behandlung des feinen Siliciumdioxidpulvers verwendet werden soll, kann ein Siliconöl sein, das wenigstens die folgende Teilstruktur besitzt:
worin R&sub1; ein Wasserstoffatom, einen Alkylrest, einen Arylrest oder einen Alkoxyrest darstellt, R&sub2; eine Alkylen- oder Phenylengruppe darstellt, R&sub3; und R&sub4; jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe darstellen und R&sub5; eine stickstoffhaltige, heterocyclische Gruppe darstellt. Die vorstehenden Alkyl-, Aryl-, Alkylen- und Phenylengruppen können eine organische Gruppe enthalten, die ein Stickstoffatom besitzt, oder einen Substituenten tragen, wie zum Beispiel ein Halogenatom, soweit das die Aufladbarkeit nicht negativ beeinflußt. Das Siliconöl kann bevorzugt in einer Menge von 1 bis 50 Gew.-% und weiter bevorzugt in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des feinen Siliciumdioxidpulvers, verwendet werden.
Das stickstoffhaltige Silankupplungsmittel, das in dieser Erfindung verwendet wird, besitzt im allgemeinen eine Struktur, die durch die folgende Formel dargestellt ist:
RmSiYn
worin R eine Alkoxygruppe oder ein Halogenatom darstellt, Y eine Aminogruppe oder eine organische Gruppe mit mindestens einer Aminogruppe oder einem Stickstoffatom darstellt und m und n positive ganze Zahlen von 1 bis 3 darstellen, die die Beziehung erfüllen: m + n = 4.
Die organische Gruppe, die wenigstens eine Stickstoffgruppe enthält, kann zum Beispiel eine Aminogruppe, die eine organische Gruppe als Substituenten enthält, eine stickstoffhaltige, heterocyclische Gruppe oder eine Gruppe mit einer stickstoffhaltigen, heterocyclischen Gruppe sein. Die stickstoffhaltige, heterocyclische Gruppe kann gesättigt oder ungesättigt und jeweils literaturbekannt sein. Beispiele für die ungesättigte, heterocyclische Ringstruktur, die die stickstoffhaltige, heterocyclische Gruppe bereitstellen, können die folgenden einschließen:
Beispiele der gesättigten, heterocyclischen Ringstruktur schließen die folgenden ein:
Die heterocyclischen Gruppen, die in der Erfindung verwendet werden, können bei Berücksichtigung der Stabilität bevorzugt solche sein, die fünf- oder sechsgliedrige Ringe darstellen.
Beispiele des Silankupplungsmittels schließen ein: Aminopropyltrimethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, Dimethylaminopropyltrimethoxysilan, Diethylaminopropyltrimethoxysilan, Dipropylaminopropyltrimethoxysilan, Dibutylaminopropyltrimethoxysilan, Monobutylaminopropyltrimethoxysilan, Dioctylaminopropyltrimethoxysilan, Dibutylaminopropyldimethoxysilan, Dibutylaminopropylmonomethoxysilan, Dimethylaminophenyltriethoxysilan, Trimethoxysilyl-γ- propylphenylamin und Trimethoxysilyl-γ-propylbenzylamin. Weiter können Beispiele der stickstoffhaltigen, heterocyclischen Verbindungen, die durch die genannten Strukturformeln dargestellt sind, einschließen: Trimethoxysilyl-γ-propylpiperidin, Trimethoxysilyl-γ-propylmorpholin und Trimethoxysilyl-γ-propylimidazol.
Das vorstehende, stickstoffhaltige Silankupplungsmittel kann bevorzugt in einer Menge von 1 bis 50 Gew.-% und weiter bevorzugt in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des feinen Siliciumdioxidpulvers, eingesetzt werden.
Das so behandelte, positiv aufladbare Siliciumdioxidpulver zeigt eine Wirkung, wenn es in einer Menge von 0,01 bis 8 Gewichtsteilen zugegeben wird, und kann weiter bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 5 Gewichtsteilen verwendet werden, jeweils im Bezug auf den positiv aufladbaren, magnetischen Toner, wobei es eine positive Aufladbarkeit mit hoher Stabilität aufweist. In einer bevorzugten Zugabeart soll das behandelte Siliciumdioxidpulver in einer Menge von 0,1 bis 3 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des positiv aufladbaren, magnetischen Toners, bevorzugt die Form aufweisen, daß es an die Oberfläche der Tonerteilchen geheftet ist. Das vorstehend erwähnte, unbehandelte, feine Siliciumdioxidpulver kann in der gleichen Menge, wie eben erwähnt, verwendet werden.
Das feine Siliciumdioxidpulver, das in der Erfindung verwendet wird, kann, wenn gewünscht, mit einem anderen Silankupplungsmittel oder mit einer organischen Siliciumverbindung behandelt werden, um die Hydrophobizität zu verbessern. Das Siliciumdioxidpulver kann mit solchen Mitteln in bekannter Weise behandelt werden, so daß sie miteinander reagieren oder physikalisch durch das Siliciumdioxidpulver adsorbiert werden. Beispiele solcher Behandlungsmittel schließen ein: Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylchlorsilan, Trimethylethoxysilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan, Brommethyldimethylchlorsilan, α-Chlorethyltrichlorsilan, β-Chlorethyltrichlorsilan, Chlormethyldimethylchlorsilan, Triorganosilylmercaptane, wie zum Beispiel Trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacrylate, Vinyldimethylacetoxysilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, 1,3-Diphenyltetramethyldisiloxan und Dimethylpolysiloxan mit 2 bis 12 Siloxaneinheiten pro Molekül, die in den Endeinheiten jeweils eine Hydroxylgruppe an das Si gebunden enthalten. Diese können allein oder als Mischung von zwei oder mehreren Verbindungen eingesetzt werden.
Das erwähnte Behandlungsmittel kann bevorzugt in einer Menge von 1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des feinen Siliciumdioxidpulvers, verwendet werden. Allerdings kann das genannte Behandlungsmittel so verwendet werden, daß das Endprodukt des behandelten feinen Siliciumdioxidpulvers positive Aufladbarkeit zeigt.
In der Erfindung ist es bevorzugt, feine Pulver eines fluorhaltigen Polymers, wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid oder eines Copolymers aus Tetrafluorethylen und Vinylidenfluorid, zuzugeben. Unter diesen ist das feine Polyvinylidenfluoridpulver besonders bevorzugt bezüglich Fließfähigkeit und Abriebeigenschaften. Solche Pulver aus einem fluorhaltigen Polymer können bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 2,0 Gew.-% und insbesondere von 0,02 bis 1,0 Gew.-% zum Toner gegeben werden.
In einem magnetischen Toner, worin das feine Siliciumdioxidpulver und das vorstehend erwähnte, fluorhaltige feine Pulver kombiniert sind, tritt, wobei der Grund nicht notwendigerweise klar ist, ein Phänomen auf, daß der Zustand der Anwesenheit des Siliciumdioxids, das an den Tonerteilchen haftet, stabilisiert ist und zum Beispiel das anhaftende Siliciumdioxid davon abgehalten wird, sich von den Tonerteilchen zu trennen, so daß seine Wirkung auf Tonerabrieb und Verschmutzung des Hohlzylinders nicht verringert werden und die Stabilität der Aufladbarkeit weiter verbessert wird.
Ein Zusatz kann in den erfindungsgemäßen magnetischen Toner, wie gewünscht, eingemischt werden. Insbesondere können bekannte Farbstoffe und Pigmente als Färbemittel im allgemeinen in einer Menge zwischen 0,5 und 20 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Bindeharzes verwendet werden. Ein anderer optionaler Zusatz kann zum erfindungsgemäßen magnetischen Toner gegeben werden, damit der Toner noch bessere Leistungen erbringt. Solche optionalen verwendbaren Zusätze schließen zum Beispiel ein: Gleitmittel, wie zum Beispiel Zinkstearat, Schleifmittel wie zum Beispiel Ceroxid und Siliciumcarbid, Mittel zur Verbesserung der Fließfähigkeit, wie zum Beispiel kolloidales Siliciumdioxid und Aluminiumoxid, Mittel zum Schutz gegen Kuchenbildung oder leitfähigkeitverleihende Mittel, wie zum Beispiel Ruß und Zinnoxid.
Um die Ablösbarkeit beim Heißwalzfixieren zu verbessern, stellt es auch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, zum magnetischen Toner ein wachsartiges Material, wie zum Beispiel ein Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht, ein Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht, ein mikrokristallines Wachs, ein Carnaubawachs, ein Sasolwachs oder ein Paraffinwachs, bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, zuzugeben.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner enthält ein magnetisches Material, das auch als Färbemittel wirkt. Das magnetische Material, das im magnetischen Toner enthalten sein soll, kann eines der folgenden oder einer Mischung daraus darstellen: Eisenoxide wie zum Beispiel Magnetit, Hämatit, Ferrit und Ferrit mit überschüssigem Eisen darin, Metalle wie zum Beispiel Eisen, Kobalt und Nickel, Legierungen aus diesen Metallen mit Metallen, wie zum Beispiel Aluminium, Cobalt, Kupfer, Blei, Magnesium, Zinn, Zink, Antimon, Beryllium, Wismut, Cadmium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram und Vanadin.
Diese ferromagnetischen Materialien können bevorzugt in Form von Teilchen vorliegen, die eine mittlere Teilchengröße in der Größenordnung von 0,1 bis 1 um und bevorzugt von 0,1 bis 0,5 um aufweisen und im Toner in einer Menge von 60 bis 110 Gewichtsteilen und insbesondere von 65 bis 100 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile einer Harzkomponente (oder 100 Gewichtsteile eines Bindeharzes im Fall, in dem der magnetische Toner keinen Harz außer dem Bindeharz enthält) verwendet werden.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner zur Entwicklung elektrostatischer Bilder kann hergestellt werden durch ausreichendes Mischen von magnetischem Pulver mit einem vinylischen oder nichtvinylischen thermoplastischen Harz, wie zum Beispiel einem solchen, das vorstehend aufgezählt wurde, und gegebenenfalls einem Pigment oder einem Farbstoff als Färbemittel, einem Ladungssteuermittel, einem weiteren Zusatz und dergleichen, mit Hilfe eines Mischers, wie zum Beispiel einer Kugelmühle und dergleichen, nachfolgendes Schmelzen und Kneten der Mischung mit einer Heißkneteinrichtung, wie zum Beispiel mit einer Heißwalzmühle, einem Kneter und einem Extruder, um das Pigment oder den Farbstoff und die optionalen Zusätze, sofern vorhanden, im geschmolzenen Harz zu dispergieren oder zu lösen, Abkühlen und Mahlen der Mischung und Unterziehen des Pulverproduktes einer präzisen Klassierung, wobei ein erfindungsgemäßer magnetischer Toner gebildet wird.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner kann bevorzugt auf eine bildgebende Vorrichtung angewendet werden zur Durchführung eines Bilderzeugungsverfahrens, in dem ein latentes Bild entwickelt wird, während Tonerteilchen dazu gebracht werden, von einem tonertragenden Element, wie zum Beispiel einem Hohlzylinder, auf ein Element zum Tragen eines latenten Bildes, wie zum Beispiel ein fotoempfindliches Element, zu fliegen.
Der magnetische Toner ist, hauptsächlich aufgrund seines Kontaktes mit der Hohlzylinderoberfläche, mit einer triboelektrischen Ladung versehen und wird auf die Zylinderoberfläche in Form einer dünnen Schicht aufgebracht. Die dünne Schicht des magnetischen Toners wird so gebildet, daß ihre Dicke kleiner ist als der Spalt in einem Entwicklungsbereich zwischen dem fotoempfindlichen Element und dem Hohlzylinder. Bei der Entwicklung eines latenten Bildes, das auf dem fotoempfindlichen Element gebildet wird, ist es bevorzugt, die magnetischen Tonerteilchen, die eine triboelektrische Ladung aufweisen, dazu zu bringen, vom Hohlzylinder auf das fotoempfindliche Element zu fliegen, während ein elektrisches Wechselfeld zwischen dem fotoempfindlichen Element und dem Hohlzylinder angelegt ist.
Beispiele des elektrischen Wechselfeldes können ein pulsierendes elektrisches Feld oder ein elektrisches Feld auf Grundlage einer Wechselvorspannung oder einer Überlagerung von Wechsel- und Gleichvorspannung einschließen.
Übrigens kann in der vorliegenden Erfindung die Reproduzierbarkeit dünner Linien wie folgt gemessen werden.
Ein Originalbild, das dünne Linien mit einer Breite von genau 100 um umfaßt, wird unter geeigneten Kopierbedingungen kopiert, das heißt, unter der Bedingung, daß ein kreisförmiges Originalbild mit einem Durchmesser von 5 mm und einer Bilddichte von 0,3 (Halbton) kopiert wird, um ein kopiertes Bild bereitzustellen, das eine Bilddichte von 0,3 bis 0,5 besitzt, wodurch ein kopiertes Bild als Probe für die Messung erhalten wird. Ein vergrößertes Monitorbild der Probe wird mit Hilfe eines Teilchenanalysators (Luzex 450, hergestellt von Nihon Regulator Co., Ltd.) als Meßvorrichtung hergestellt, und die Linienbreite wird mit Hilfe eines Indikators gemessen. Weil das Bild mit den dünnen Linien, das Tonerteilchen umfaßt, eine Ungleichmäßigkeit in der Breitenrichtung besitzt, werden die Meßpunkte für die Linienbreite so festgelegt, daß sie der mittleren Linienbreite entsprechen, das heißt, dem Mittel aus dem Maximum und dem Minimum der Linienbreite.
Auf Grundlage solcher Messungen wird der Wert der Reproduzierbarkeit dünner Linien (in %) nach der folgenden Formel berechnet:
Linienbreite des kopierten Bildes aus der Messung/Linienbreite des Originals (100 um) 100
Weiter kann in der Erfindung die Auflösung in der folgenden Weise gemessen werden.
Es werden zehn Spezies von Originalbildern erzeugt, die ein Muster aus fünf dünnen Linien umfassen, die gleiche Linienbreite besitzen und in Abständen voneinander angebracht sind, die der Linienbreite entsprechen. In diesen zehn Spezies von Originalbildern sind jeweils dünne Linien gezeichnet, so daß sie Dichten von 2,8, 3,2, 3,6, 4,0, 4,5, 5,0, 5,6, 6,3, 7,1 und 8,0 Linien pro 1 mm bereitstellen. Diese zehn Spezies von Originalbildern werden unter den genannten, geeigneten Kopierbedingungen kopiert zur Herstellung von kopierten Bildern, die dann mit einem Vergrößerungsglas untersucht werden. Der Wert der Auflösung wird so bestimmt, daß er der maximalen Anzahl von dünnen Linien (Linien pro mm) eines Bildes entspricht, in dem alle dünnen Linien klar voneinander getrennt sind. Wenn die erwähnte Zahl größer ist, weist sie auf eine höhere Auflösung hin.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung genauer beschrieben mit Bezug auf Beispiele, auf die die Erfindung in keiner Weise begrenzt ist. In den folgenden Formulierungen sind "Teile" immer Gewichtsteile.

Beispiel 1

Copolymer aus Styrol, Butylacrylat und Divinylbenzol (Copolymerisationsgewichtsverhältnis : 80/19,5/0,5, 100 Gewichtsteile gewichtsmittleres Molekulargewicht: 320000)
Trieisentetroxid (mittlere Teilchengröße = 0,2 um) 80 Gewichtsteile
Nigrosin (zahlenmittlere Teilchengröße etwa 3 um) 4 Gewichtsteile
Copolymer aus Propylen und Ethylen 4 Gewichtsteile mit niedrigem Molekulargewicht
Die genannten Inhaltsstoffe wurden in einem Mischer gut gemischt und bei 150ºC mit Hilfe eines Zweiachsenextruders schmelzgeknetet. Das geknetete Produkt wurde gekühlt, in einer Schneidmühle grob gemahlen, mit Hilfe eines Luftstrahlpulverisierers fein pulverisiert und mit einem Windkraftklassierer vom Typ mit festen Wänden (Windkraftklassierer vom DS-Typ, hergestellt von Nippon Pneumatic Mfd. Co., Ltd.) klassiert, wodurch ein klassiertes Pulverprodukt erhalten wurde. Ultrafeines Pulver und grobes Pulver wurden gleichzeitig und präzise vom klassierten Pulver durch Verwendung eines Mehrfachteilungsklassierers, der den Coanda-Effekt verwendet, (Umlenkdüsenklassierer, erhältlich von Nittetsu Kogyo K.K.) entfernt, wodurch ein schwarzes feines Pulver (magnetischer Toner) mit einer zahlenmittleren Teilchengröße von 7,4 um erhalten wurde. Wenn das so erhaltene, schwarze, feine Pulver mit einem Träger aus Eisenpulver gemischt und danach seine triboelektrische Aufladung gemessen wurde, ergab sich ein Wert von +8 uC/g.
Die zahlenbasierte Verteilung und die volumenbasierte Verteilung des so erhaltenen, magnetischen Toners aus positiv aufladbarem, schwarzen, feinen Pulver wurde mit Hilfe eines Coulterzählers, Modell TA-II, mit einem 100 um breiten Spalt in der bereits beschriebenen Weise gemessen. Die so erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I und in Fig. 5 dargestellt. Tabelle 1 Zahlen% (N) Volumen% (V) Größe (um) Teilchenzahl Verteilung Akkumulation
Fig. 1 stellt schematisch den Klassierschritt unter Verwendung eines Mehrfachteilungsklassierers dar, und Fig. 2 zeigt eine perspektivische Schnittansicht des Mehrfachteilungsklassierers.
0,5 Gewichtsteile positiv aufladbares, hydrophobiertes Siliciumdioxid aus einem Trockenprozeß (spezifische Oberfläche nach BET: 200 m²/g) wurden zu 100 Gewichtsteilen des magnetischen Toners aus schwarzem, feinem Pulver, das vorstehend erhalten wurde, gegeben und damit mit Hilfe eines Henschelmischers gemischt, wodurch ein positiv aufladbarer Einkomponentenentwickler, der magnetischen Toner umfaßte, erhalten wurde.
Der genannte magnetische Toner zeigte eine Teilchengrößenverteilung und verschiedene Eigenschaften, die in der folgenden Tabelle 3 dargestellt sind.
Der so hergestellte Einkomponentenentwickler wurde in eine bildgebende (Entwicklungs-)vorrichtung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, gegeben, und es wurde eine Entwicklungsprüfung durchgeführt.
Die Entwicklungsbedingungen, die in diesem Fall verwendet wurden, werden unter Bezug auf Fig. 3 erklärt. In Fig. 3 wird der Einkomponentenentwickler 31, der in einer Entwicklerkammer 39 enthalten ist, in Form einer dünnen Schicht auf die Oberfläche eines Hohlzylinders 33 aus rostfreiem Edelstahl als einer tonertragenden Einrichtung, der sich in Richtung eines Pfeils 36 dreht, mit Hilfe einer magnetischen Klinge 32 als einer Einrichtung zur Bildung der Schicht des Toners aufgebracht. Der Spalt zwischen dem Hohlzylinder 33 und der Klinge 32 wird auf ungefähr 250 um eingestellt. Der Hohlzylinder 33 enthält einen starren Magneten 35 als magnetische Einrichtung. Der starre Magnet 35 erzeugt ein magnetisches Feld von 1000 Gauß in Nachbarschaft der Oberfläche des Hohlzylinders im Entwicklungsbereich, in dem der Hohlzylinder 33 nahe einer fotoempfindlichen Trommel 34 als einer Einrichtung zum Tragen eines elektrostatischen Bildes angeordnet ist und eine organische Fotoleiterschicht umfaßt, die ein negatives latentes Bild trägt. Der minimale Abstand zwischen dem Hohlzylinder 33 und der fotoempfindlichen Trommel 34, die sich in Richtung eines Pfeiles 37 dreht, wird auf ungefähr 300 um mit Hilfe eines Abstandswalze (nicht dargestellt) als einer Einrichtung zur Beibehaltung dieses Abstandes eingestellt. Die Abstandswalze besitzt eine scheibenartige Gestalt niit einem Durchmesser, der größer ist als der des Hohlzylinders 33, und mit einer Dicke von etwa 5 mm bis 1 cm. Zwei Abstandswalzen sind im allgemeinen an den beiden Enden des Hohlzylinders 33 angeordnet, so daß ihre Mitten der Rotationsachse des Hohlzylinders 33 entsprechen und sie die fotoempfindliche Trommel 34 berühren. Die Abstandswalze kann so angeordnet werden, daß sie drehbar ist oder nicht.
Während der Entwicklung wurde eine Vorspannung mit 2000 Hz/1350 Vss, die Übereinanderlegen einer Wechselvorspannung einer Gleichvorspannung erhalten wurde, mit Hilfe einer Einrichtung zur Bereitstellung eines elektrischen Wechselfeldes 38 zwischen der fotoempfindlichen Trommel 34 und dem Hohlzylinder angelegt. Die Schicht des Einkomponentenentwicklers, die auf dem Hohlzylinder 33 gebildet wurde, besaß eine Dicke von etwa 75 bis 150 um, und die aus magnetischem Toner gebildeten, ohrartigen Ausstülpungen besaßen eine Höhe von etwa 95 um unter Einfluß des magnetischen Feldes aufgrund des starren Magnetes 35.
Unter Verwendung der vorstehend erwähnten Vorrichtung wurde ein negatives latentes Bild, das auf der fotoempfindlichen Trommel 34 gebildet wurde, entwikkelt, indem der Einkomponentenentwickler 31 mit der positiven triboelektrischen Ladung dazu gebracht wurde, auf das latente Bild zu fliegen. Danach wurde das sich ergebende Tonerbild unter Verwendung einer Übertragungseinrichtung mit negativer Coronaentladung auf gewöhnliches Papier übertragen und dann unter Verwendung einer Fixiereinrichtung mit Heißdruckwalze darauf fixiert. Diese Bilderzeugungsprüfungen wurden aufeinanderfolgend 10000 Mal durchgeführt, wodurch 10000 Blätter mit Tonerbildern erhalten wurden. Die so erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 4 nachfolgend dargestellt.
Wie aus Tabelle 4 hervorgeht, zeigen sowohl die Linienteile als auch die Teile mit großen Bildflächen der Buchstaben eine hohe Bilddichte. Der erfindungsgemäße, magnetische Toner war hervorragend in Bezug auf die Wiedergabefähigkeit und die Auflösung und behielt die gute Bildqualität, die im Anfangszustand erreicht wurde, selbst nach 10000 Blatt Bilderzeugung bei. Weiter waren die Kopierkosten pro Blatt niedrig, wodurch der erfindungsgemäße magnetische Toner hervorragend bezüglich seiner ökonomischen Eigenschaften war.
Im folgenden wird der Mehrfachteilungsklassierer und der Klassierschritt, der in diesem Fall verwendet wurde, unter Bezug auf Figg. 1 und 2 erklärt.
Unter Bezug auf Figg. 1 und 2 besitzt der Mehrfachteilungsklassierer Seitenwände 22, 23 und 24 und eine untere Wand 25. Die Seitenwand 23 und die untere Wand 25 sind jeweils mit Klassierkeilen 17 und 18 mit messerförmigen Kanten versehen, wodurch die Klassierkammer in drei Abschnitte eingeteilt wird. Am unteren Teil der Seitenwand 22 ist eine Einblasdüse 16 zur Versorgung bereitgestellt, die sich in die Klassierkammer öffnet. Ein Coanda-Block 26 ist entlang der unteren Tangentiallinie der Düse 16 angeordnet und bildet so einen langen, elliptischen Bogen, der geformt wird, indem die Tangentiallinie nach unten gebogen wird. Die Klassierkammer besitzt eine obere Wand 27, die mit einem Gaseinlaßkeil 19 mit messerförmiger Kante versehen ist, der sich nach unten erstreckt. Über der Klassierkammer befinden sich die Gaseinlaßleitungen 14 und 15, die sich in die Klassierkammer hin öffnen. In den Gaseinlaßleitungen 14 und 15 sind eine erste Gaseinlaßsteuereinrichtung 20 beziehungsweise eine zweite Gaseinlaßsteuereinrichtung 21, die zum Beispiel einen Schieber umfassen, bereitgestellt, und auch statische Druckmeßinstrumente 28 und 29 sind in Kommunikation mit den jeweiligen Leitungen 14 und 15 angeordnet. Am Boden der Klassierkammer sind Auslaßleitungen 11 und 12 und 13 angeordnet, die Auslaßöffnungen besitzen, die den entsprechenden Klassierausschnitten zugeordnet sind und sich in die Kammer öffnen.
Zu verarbeitendes Pulver, das klassiert werden soll, wird unter verringertem Druck durch die Einblasdüse 16 zur Versorgung in die Klassierzone eingeführt. Das so zugeführte, zu verarbeitende Pulver wird entlang der Kurvenlinien 30 fallen gelassen aufgrund des Coanda-Effektes, der durch den Coanda-Block 26 und durch die Wirkung von Strömen sehr schneller Luft bewirkt wird, so daß das zu verarbeitende Pulver in grobes Pulver 11, schwarzes, feines Pulver 12, das die festgelegte volumenmittlere Teilchengröße und Teilchenverteilung besitzt, und ultrafeines Pulver 13 klassiert wird.

Beispiel 2

Ein magnetischer Toner wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Menge des magnetischen Pulvers, das zugegeben wurde, geändert wurde und Mikropulverisierung und Klassierbedingungen so gesteuert wurden, daß ein Toner erhalten wurde, der die Eigenschaften aufwies, die in der nachfolgenden Tabelle 3 dargestellt sind. Der so erhaltene Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht.
Als Ergebnis wurden, wie in der nachfolgenden Tabelle 4 dargestellt, klare Bilder hoher Qualität zuverlässig erhalten.

Beispiel 3

Beispiel 4

0,5 Gewichtsteile positiv ladbares, hydrophobiertes Siliciumdioxid aus dem Trokkenprozeß und 0,3 Gewichtsteile feines Pulver aus Polyvinylidenfluorid (mittlere Teilchengröße: etwa 0,3 um, gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw): 300000) wurden zu 100 Gewichtsteilen des schwarzen, feinen Pulvers, das in Beispiel 1 erhalten wurde, gegeben und dann mit Hilfe eines Henschelmischers damit gemischt, wobei ein Einkomponentenentwickler erhalten wurde.
Der so erhaltene Entwickler wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht. Als Ergebnis wurden, wie in Tabelle 4 nachfolgend dargestellt, bessere Bilder mit hervorragender Bilddichte und Bildqualität erhalten.

Beispiel 5

Quervernetztes Polyesterharz 100 Gewichtsteile (Mw = 50000, Glasübergangspunkt Tg = 60ºC)
Metallsalz der 3,5-Di-t-butylsalicylsäure 1 Gewichtsteil
Trieisentetroxid (mittlere Teilchengöße = 0,2 µm) 70 Gewichtsteile
Copolymer aus Propylen und Ethylen 3 Gewichtsteile mit niedrigem Molekulargewicht
Unter Verwendung der genannten Materialien wurde ein feines, schwarzes Pulver in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
0,3 Gewichtsteile negativ aufladbares, hydrophobiertes Siliciumdioxid (spezifische Oberfläche nach BET: 130 m²/g) wurden zu 100 Gewichtsteilen des schwarzen, feinen Pulvers (magnetischen Toners), das vorstehend erhalten wurde, gegeben und mit Hilfe eines Henschelmischers damit gemischt, wodurch ein negativ aufladbarer Einkomponentenentwickler erhalten wurde.
Das vorstehend erwähnte schwarze, feine Pulver zeigte eine Teilchengrößenverteilung und dergleichen, wie in der folgenden Tabelle 3 dargestellt.
Der so hergestellt Einkomponentenentwickler wurde in eine Kopiermaschine (NP-7550, hergestellt von Canon K.K.) mit einer fotoempfindlichen Trommel aus amorphem Silicium, die in der Lage ist, ein negatives, elektrostatisches, latentes Bild zu erzeugen, gegeben, und es wurden Bilderzeugungsprüfungen mit 10000 Blatt durchgeführt.
Als Ergebnis wurden, wie in der folgenden Tabelle 4 dargestellt, klare Bilder hoher Qualität zuverlässig erhalten.

Beispiel 6

Der positiv aufladbare Einkomponentenentwickler, der in Beispiel 1 hergestellt wurde, wurde in eine Kopiermaschine vom Digitaltyp (NP-9330, hergestellt von Canon K.K.) mit einer fotoempfindlichen Trommel aus amorphem Silicium gegeben, und es wurden Bilderzeugungsprüfungen mit 10000 Blatt durchgeführt durch Entwickeln eines positiven, elektrostatischen, latenten Bildes mit Hilfe eines Umkehrentwicklungssystems.
Als Ergebnis waren, wie in der folgenden Tabelle 4 dargestellt, die Wiedergabefähigkeit dünner Linien und die Auflösung hervorragend, und es wurden klare Bilder mit einer hohen Abstufungseigenschaft erhalten.

Beispiel 7

Schwarzes, feines Pulver, wie in Tabelle 3 dargestellt, wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
0,6 Gewichtsteile positiv ladbares hydrophobiertes Siliciumdioxid wurden zu 100 Gewichtsteilen des vorstehend erhaltenen, schwarzen, feinen Pulvers gegeben und damit gemischt, so daß ein positiv aufladbarer Einkomponentenentwickler erhalten wurde.
Der so hergestellte Einkomponentenentwickler wurde in eine kommerziell erhältliche Kopiermaschine (NP-3525, hergestellt von Canon K.K.) gegeben, die eine fotoempfindliche Trommel besaß, die einen organischen Fotoleiter umfaßte, und es wurden Bilderzeugungsprüfungen mit 10000 Blatt durchgeführt.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 1

Schwarzes, feines Pulver (magnetischer Toner), wie in Tabelle 3 dargestellt, wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß 2 Windkraftklassierer mit festen Wänden, die in Beispiel 1 verwendet wurden, zur Klassierung verwendet wurden anstelle der Kombination aus dem Windkraftklassierer mit festen Wänden und dem Mehrfachteilungsklassierer, die in Beispiel 1 verwendet wurden.
Im so hergestellten magnetischen Toner des Vergleichsbeispiels 1 war der Zahlenprozentsatz der magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder weniger kleiner als der Bereich, der dafür in der Erfindung definiert wurde, die volumenmittlere Teilchengröße war größer als der Bereich, der dafür in der Erfindung definiert wurde, und der Wert von [Zahlen% (N)]/[Volumen%(V)] war größer als der Bereich, der dafür in der Erfindung definiert wurde, wodurch die Bedingungen, die in der Erfindung verlangt werden, nicht befriedigt wurden. Die Teilchengrößenverteilung des vorstehend erhaltenen magnetischen Toners ist in der folgenden Tabelle 2 und Fig. 6 dargestellt. Tabelle 2 Zahlen% (N) Volumen% (N) Größe (µm) Teilchenzahl Verteilung Akkumulation
0,5 Gewichtsteile positiv aufladbares, hydrophobiertes Siliciumdioxid aus dem Trockenprozeß wurden zu 100 Gewichtsteilen des magnetischen Toners aus schwarzem feinem Pulver, der vorstehend erhalten wurde, gegeben und damit in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gemischt, wodurch ein Einkomponentenentwickler erhalten wurde. Der so erhaltene Entwickler wurde Bilderzeugungsprüfungen unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 unterzogen.
Unter Bezug auf Fig. 3 betrug die Höhe der ohrartigen Ausstülpungen, die im Entwicklungsbereich des Hohlzylinders 33 gebildet wurden, etwa 165 µm, was länger war als in Beispiel 1. In den sich ergebenden Bildern standen die Tonerteilchen bemerkenswert aus dem latenten Bild, das auf der fotoempfindlichen Trommel gebildet wurde, hervor, die Wiedergabefähigkeit dünner Linien betrug 135%, was schlechter ist, als die in Beispiel 4, und die Auflösung betrug 4,5 Linien pro mm. Weiter ließ nach 1000 Blatt Bilderzeugung die Bilddichte in den schwarzgefüllten Mustern nach und die Wiedergabefähigkeit dünner Linien und die Auflösung wurden schlechter. Darüber hinaus war der Tonerverbrauch groß.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 nachfolgend dargestellt.

Vergieichsbeispiel 2

Die Untersuchung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Toner, wie in Tabelle 3 dargestellt, verwendet wurde anstelle des magnetischen Toners, der in Beispiel 1 verwendet wurde.
In den sich ergebenden Bildern, waren die dünnen Linien an mehreren Stellen verschmutzt, wahrscheinlich aufgrund der Aggregate aus Tonerteilchen, und die Auflösung betrug 4,5 Linien/mm. Die schwarz gefüllten Muster, insbesondere die inneren Teile derselben, wiesen eine niedrigere Bilddichte auf als die bei den Linienbildern und in den Kantenbereichen des Bildes. Weiter trat eine Schleierverschmutzung in Form von Flecken auf und die Bildqualität wurde bei aufeinanderfolgendem Kopieren weiter verschlechtert.

Vergleichsbeispiel 3

Die Untersuchung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß ein Toner, wie er in Tabelle 3 dargestellt ist, verwendet wurde anstelle des magnetischen Toners, der in Beispiel 1 verwendet wurde.
Das auf der Trommel gebildete, entwickelte Bild zeigte eine relativ gute Bildqualität, wobei es etwas gestört war. Allerdings war das Tonerbild beim Übertragungsschritt bemerkenswert gestört, wodurch Übertragungsversagen auftrat und die Bilddichte verringert wurde. Insbesondere bei aufeinanderfolgendem Kopieren wurde die Bilddichte weiter verschlechtert und die Bildqualität weiter verringert, weil schlechte Tonerteilchen zurückblieben und sich im der Entwicklungsvorrichtung ansammelten.

Vergleichsbeispiel 4

Die Untersuchung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß ein Toner, wie er in Tabelle 3 dargestellt ist, verwendet wurde anstelle des magnetischen Toners, der in Beispiel 1 verwendet wurde.
In den sich ergebenden Bildern war die Bilddichte niedrig und die Konturen unklar und die Schärfe fehlte, weil die Abdeckung durch die Tonerteilchen in den Kantenbereichen des Bildes schlecht war. Weiter waren die Auflösung und die Abstufungseigenschaften ebenfalls schlecht. Wenn aufeinanderfolgendes Kopieren durchgeführt wurde, wurden die Schärfe, die Wiedergabefähigkeit dünner Linien und die Auflösung weiter verschlechtert.

Vergleichsbeispiel 5

Die Untersuchung wurde in der gleichen Weise durchgeführt wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß ein Toner, wie er in Tabelle 3 dargestellt ist, verwendet wurde anstelle des magnetischen Toners, der in Beispiel 1 verwendet wurde.
In den sich ergebenden Bildern waren die Bilddichte, die Auflösung und die Wiedergabefähigkeit dünner Linien allesamt schlecht. Wenn die ohrartigen Ausstülpungen aus Tonerteilchen, die auf dem Hohlzylinder als dem tonertragenden Element der Entwicklungsvorrichtung beobachtet wurden, waren sie lang und dünn. Als Ergebnis standen, wenn die Tonerteilchen dazu gebracht wurden, zum fotoempfindlichen Element zu fliegen, die Tonerteilchen aus dem latenten Bild heraus, weil die ohrartigen Ausstülpungen zu lang waren, wodurch der Toner Spuren zog und verstreut wurde. Weiter war die Bilddichte niedrig wegen der groben Abdeckung durch die Tonerteilchen.
Die Ergebnisse aus den Beispielen 1 bis 7 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5, die eben beschrieben wurden, sind gemeinsam in den folgenden Tabellen 3 und 4 dargestellt. Tabelle 3-1 Teilchengrößen-Verteilung des Toners Zahlen% der Teilchen ≤ 5 µm Volumen% der Teilchen ≥ 16 µm Volumen% der Teilchen von 8 - 12,7 µm Volumenmittlere Teilchengröße (µm) Zahlen%/Volumen% der Teilchen ≤ 5 µm Beispiel Vergleichsbeispiel Tabelle 3-2 Magnetische Eigenschaften des Toners Wahre Dichte des Toners (g/cm³) Sättigungsmagnetisierung s (emu/g) Restmagnetisierung r (emu/g) Koerzivkraft Hc (Öe) Beispiel Vergleichsbeispiel Tabelle 4-1 Anfangszustand Dmax *1 (5mm Durchmesser) Dmax *2 (gefüllt schwarze Bereiche) Wiedergabefähigkeit dünner Linien Auflösung (Linien/mm) Beispiel Vergleichsbeispiel *1 Die Bilddichte einer Bildkopie, die durch Kopieren eines kreisförmigen Originalbildes erhalten wurde, das einen Durchmesser von 5 mm aufwies und ein gefülltes schwarzes Muster umfaßte. *2 Die Bilddichte einer Bildkopie, die durch Kopieren eines DIN-A3-großen Originalbildes erhalten wurde, das ein gefülltes schwarzes Muster umfaßte. Tabelle 4-2 Nach 10000 Blatt Bilderzeugung Dmax (5mm Durchmesser) Dmax (gefüllt schwarze Bereiche) Wiedergabefähigkeit dünner Linien Auflösung (Linien/mm) Tonerverbrauch (g/l Blatt) Beispiel Vergleichsbeispiel

Beispiele 8 bis 10

Drei Spezies von magnetischen Tonern, die jeweils die Eigenschaften aufwiesen, die in der folgenden Tabelle 5 dargestellt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Menge magnetisches Pulver, die dazu gegeben wurde, geändert wurde und die Mikropulverisierung und die Klassierbedingungen so eingestellt wurden, daß ein Toner erhalten wurde, der die Eigenschafen aufwies, die in Tabelle 5 dargestellt sind. Tabelle 5 Teilchengrößen-Verteilung des Toners Zahlen% der Teilchen ≤ 5 µm Volumen% der Teilchen ≥ 16 µm Volumen% der Teilchen von 8 - 12,7 µm Volumenmittlere Teilchengröße (µm) Zahlen%/Volumen% der Teilchen ≤ 5 µm Beispiel
Drei Spezies der magnetischen Einkomponentenentwickler wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß jeweils die genannten magnetischen Toner der Beispiele 8 bis 10 verwendet wurden. Die so hergestellten Entwickler wurden jeweils Bilderzeugungsprüfungen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 unterworfen.
Als Ergebnis zeigte jeder Entwickler gute Entwicklungseigenschaften ähnlich wie in Beispiel 1. Allerdings waren beim Entwickler von Beispiel 8 die Wiedergabefähigkeit dünner Linien und die Auflösung ein bißchen unterlegen im Vergleich zu Beispiel 1. Im Entwickler von Beispiel 9 war die Stabilität der Bildqualität beim aufeinanderfolgenden Kopieren etwas unterlegen im Vergleich zu der in Beispiel 1. Weiter war im Entwickler aus Beispiel 10 die Bilddichte in den schwarz gefüllten Bereichen etwas unterlegen im Vergleich zu der in Beispiel 1.
Fig. 4 zeigt eine grafische Darstellung, die erhalten wurde durch Auftragen der Werte von [Zahlen% (N)]/[Volumen% (V)] gegen Zahlen% bezüglich der magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder darunter in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen. In Fig. 4 bezeichnet der Bereich, der von durchgezogenen Linien umgeben ist, den Bereich, der von der Erfindung definiert ist. Die Symbole E-1 bis E-10 bezeichnen jeweils die genannten Werte, die in den Beispielen 1 bis 10 erhalten wurden, und die Symbole C-1 bis C-5 bezeichnen jeweils die genannten Werte, die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 erhalten wurden
Wie bereits geschrieben, waren die magnetischen Toner außerhalb des Bereichs, der von der Erfindung definiert wird, den erfindungsgemäßen magnetischen Tonern unterlegen bezüglich der Wiedergabefähigkeit dünner Linien, der Auflösung, der Bilddichte in den schwarz gefüllten Bereichen, Nebelbildung und/oder Tonerverbrauch unterlegen.

Beispiel 11

Ein magnetischer Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine kleine Menge (55 Gewichtsteile) des magnetischen Materials verwendet wurde.
Es wurde ein magnetischer Einkomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß der gemäß vorstehender Beschreibung hergestellte magnetische Toner verwendet wurde. Der so hergestellte Entwickler wurde Bilderzeugungsprüfungen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 unterworfen.
Im sich ergebenden Bild wurde ein im Vergleich zu Beispiel 1 etwas hoher Grad von Schleierbildung beobachtet, und die Wiedergabefähigkeit dünner Linien war etwas unterlegen im Vergleich zu der in Beispiel 1.

Beispiel 12

Ein magnetischer Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine größere Menge (120 Gewichtsteile) des magnetischen Materials eingesetzt wurde.
Ein magnetischer Einkomponentenentwickler wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß der nach vorstehender Beschreibung hergestellte magnetische Toner eingesetzt wurde. Der so hergestellte Entwickler wurde Bilderzeugungsprüfungen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 unterworfen.
Im sich ergebenden Bild war die Bilddichte in den schwarz gefüllten Bereichen etwas niedrig, und die Schärfe des Tonerbildes war etwas unterlegen im Vergleich zu denen in Beispiel 1.

Claims

1. Entwickler zur Entwicklung elektrostatischer Bilder, umfassend einen magnetischen Toner, der ein Bindeharz und ein magnetisches Pulver umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Toner 17 bis 60 Zahlen% magnetische Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder weniger, 1 bis 23 Zahlen% magnetische Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 8 bis 12,7 µm und 2,0 Vol.-% oder weniger magnetische Tonerteilchen in einer Teilchengröße von 16 µm oder mehr enthält, worin der magnetische Toner eine volumenmittlere Teilchengröße von 4 bis 9 µm besitzt und die magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder weniger eine Teilchengrößenverteilung besitzen, die die folgende Gleichung erfüllt:

N/V=-0,04N+k

worin N den Zahlenprozentsatz der magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder weniger darstellt, V den Volumenprozentsatz der magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder weniger darstellt und k eine positive Zahl zwischen 4,5 und 6,5 ist, und N eine positive Zahl zwischen 17 und 60 ist.

2. Entwickler nach Anspruch 1, worin der magnetische Toner eine wahre Dichte von 1,45 bis 1,70 g/cm³ aufweist.

3. Entwickler nach Anspruch 1, worin der magnetische Toner eine wahre Dichte von 1,50 bis 1,65 g/cm³ aufweist

4. Entwickler nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, worin der magnetische Toner 25 bis 50 Zahlen% magnetische Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder weniger enthält.

5. Entwickler nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, worin der magnetische Toner 30 bis 50 Zahlen% magnetische Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder weniger enthält.

6. Entwickler nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, worin der magnetische Toner 8 bis 20 Zahlen% magnetische Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 8 bis 12,7 µm enthält.

7. Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder weniger die folgende Gleichung erfüllen:

N/V=-0,04N+k

worin k eine Zahl zwischen 4,5 und 6,0 ist und N eine Zahl zwischen 25 und 60 ist.

8. Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 µm oder weniger die folgende Gleichung erfüllen:

N/V=-0,04N+k

worin k eine Zahl zwischen 4,5 und 5,5 ist und N eine Zahl zwischen 30 und 50 ist.

9. Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der magnetische Toner eine volumenmittlere Teilchengröße von 4 bis 8 µm aufweist.

10. Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das magnetische Pulver in einer Menge von 60 bis 110 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile eines Harzbestandteils anwesend ist, wobei der Harzbestandteil entweder ein Harzbestandteil ist, der im magnetischen Toner zusätzlich zum Bindeharz vorhanden ist, oder das besagte Bindeharz selbst ist, wenn kein zusätzlicher Harzbestandteil anwesend ist.

11. Entwickler nach Anspruch 10, worin das magnetische Pulver in einer Menge von 65 bis 100 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Harzbestandteils anwesend ist.

12. Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der magnetische Toner eine Restmagnetisierung ( r) von 1 bis 5 emu/g, eine Sättigungsmagnetisierung von ( s) von 20 bis 40 emu/g und eine Koerzivkraft (Hc) von 3, 18 × 10³ bis 7,96 × 10³ A/m (40 bis 100 Oe) aufweist.

13. Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der magnetische Toner mit feinem Siliciumdioxidpulver gemischt wurde.

14. Entwickler nach Anspruch 13, worin 0,01 bis 8 Gewichtsteile des feinen Siliciumdioxidpulvers mit 100 Gewichtsteilen des magnetischen Toners gemischt wurden.

15. Entwickler nach Anspruch 13, worin 0,1 bis 5 Gewichtsteile des feinen Siliciumdioxidpulvers mit 100 Gewichtsteilen des magnetischen Toners gemischt wurden.

16. Entwickler nach einem der Ansprüche 13, 14 oder 15, worin der magnetische Toner eine positive Aufladbarkeit aufweist und das feine Siliciumdioxidpulver eine positive Aufladbarkeit aufweist.

17. Entwickler nach einem der Ansprüche 13,14 oder 15, worin der magnetische Toner eine negative Aufladbarkeit aufweist und das feine Siliciumdioxidpulver eine negative Aufladbarkeit aufweist.

18. Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der magnetische Toner mit einem Pulver aus einem fluorhaltigen Polymer gemischt wurde.

19. Entwickler nach Anspruch 18, worin das Pulver des fluorhaltigen Polymers in einer Menge von 0,01 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des magnetischen Toners, enthalten ist.

20. Entwickler nach Anspruch 18, worin das Pulver des fluorhaltigen Polymers in einer Menge von 0,02 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des magnetischen Toners, enthalten ist.

21. Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der magnetische Toner mit Siliciumdioxidpulver und Pulver aus einem fluorhaltigen Polymer gemischt wurde.

22. Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Bindeharz ein quervernetztes Styrolcopolymer oder einen quervernetzten Polyester umfaßt.

23. Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der magnetische Toner ein Ladungssteuermittel einschließt, das entweder in den magnetischen Tonerteilchen eingebaut ist oder mit dem magnetischen Toner gemischt wurde.

24. Kombination, bestehend aus einem Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer bildgebenden Vorrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Bilder auf einem Element zum Tragen elektrostatischer Bilder, wobei die Vorrichtung umfaßt:

Eine Entwicklerkammer (39), die den Entwickler (31) enthält,

eine tonertragende Einrichtung mit einer Oberfläche (33) zum Tragen einer Tonerschicht darauf und zum Transportieren der Tonerschicht in die Entwicklungszone, wobei die Tonerschicht aus den magnetischen Tonerteilchen gebildet ist, die aus der Entwicklerkammer (39) bereitgestellt werden, und die tonertragende Einrichtung aus magnetischem Material hergestellt ist,

eine magnetischen Einrichtung (35) zur Erzeugung eines stationären Magnetfeldes an der Entwicklungszone durch die magnetische, tonertragende Einrichtung hindurch in Richtung auf die Oberfläche (34) des Elementes zum Tragen der elektrostatischen Bilder,

eine Einrichtung (32) zur Bildung der Schicht aus magnetischen Tonerteilchen mit im wesentlichen einheitlicher Dicke auf der Oberfläche (33) der tonertragenden Einrichtung und

eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines Raumes zwischen der tonertragenden Einrichtung und dem Element zum Tragen elektrostatischer Bilder an der Entwicklungszone innerhalb eines festgelegte Bereiches, so daß auf diese Weise ein Spalt zwischen dem Element zum Tragen elektrostatischer Bilder und der Oberfläche der Schicht aus magnetischen Tonerteilchen auf der tonertragenden Einrichtung gebildet wird.

25. Kombination nach Anspruch 24, in der die Vorrichtung eine Einrichtung (38) zum Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes an die Entwicklungszone umfaßt.

26. Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen Bildes auf einem Element zum Tragen elektrostatischer Bilder, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Bereitstellung eines Entwicklers nach einem der Ansprüche 1 bis 23,

Bilden einer Schicht aus magnetischen Tonerteilchen aus diesem Entwickler mit im wesentlichen einheitlicher Dicke auf der Oberfläche einer tonertragenden Einrichtung, wobei die Oberfläche magnetisch ist und die Schicht genügend dünn ist, so daß es einen Spalt zwischen dieser Schicht und dem Element zum Tragen elektrostatischer Bilder gibt,

Erzeugung eines stationären Magnetfeldes im Bereich der Oberfläche der tonertragenden Einrichtung und

Einwirkung auf den magnetischen Toner, damit er auf das Element zum Tragen elektrostatischer Bilder überwechselt, um das Bild zu entwickeln.

27. Verfahren nach Anspruch 26, umfassend den Schritt, daß ein elektrisches Wechselfeld an die tonertragende Einrichtung angelegt wird, um die magnetischen Tonerteilchen dazu zu bringen, auf das Element zum Tragen elektrostatischer Bilder zu wechseln.

28. Verwendung eines Entwicklers nach einem der Ansprüche 1 bis 23 in einem Verfahren zur Entwicklung von Bildern.