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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Toner zum Entwickeln latenter
elektrostatischer Bilder, einen Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder,
um latente elektrostatische Bilder zu entwickeln, einen Tonerbehälter, eine
Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilderzeugungsverfahren, welche
auf elektrophotographische Verfahren, elektrostatische Aufzeichnungsverfahren,
elektrostatische Druckverfahren und dergleichen angewendet werden.
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Beschreibung
des verwandten Gebietes
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Herkömmlicher
Weise sind eine große
Zahl von Verfahren wie diejenigen in USP Nr. 2 297 691, der japanischen
Patentanmeldungsveröffentlichung
(JP-B) Nr. 42-23910 (USP Nr. 3 666 363), JP-B Nr. 43-24748 (USP
Nr. 4 071 361) und dergleichen als elektrophotographische Verfahren
offenbart worden. Allgemein wird ein latentes elektrostatisches
Bild auf einem Bildträger,
wie einem lichtempfindlichen Körper
oder dergleichen, mit unterschiedlichen Mitteln erzeugt. Als nächstes wird
das erhaltene latente elektrostatische Bild entwickelt, indem ein
Toner verwendet wird. Ferner wird, nachdem der Toner auf ein Übertragungsmaterial
wie Papier oder dergleichen übertragen
wurde, je nachdem wie erforderlich der Toner durch Erwärmen, Anwendung
von Druck, Verdampfen des Lösungsmittels
oder dergleichen geschmolzen. Andererseits wird der Toner, welcher auf
dem Träger
verbleibt, ohne übertragen
worden zu sein, gereinigt. Auf diese Weise werden Kopierbilder wiederholt
erhalten.
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Es
gibt verschiedene Arten von Entwicklungsverfahren, um ein latentes
elektrostatisches Bild durch Verwendung eines Toners sichtbar zu
machen. Derartige Verfahren werden grob in trockene Entwicklungsverfahren
und nasse Entwicklungsverfahren eingeteilt.
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Trockene
Entwicklungsverfahren werden weiter in Verfahren eingeteilt, die
aus einem Träger
und einem Toner gebildete Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder verwenden, und in Verfahren, die einen lediglich aus
einem Toner gebildeten Einkomponenten-Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder verwenden. Die Einkomponenten-Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder werden in magnetische Einkomponenten-Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder, welche magnetische Materialien verwenden, und nicht-magnetische
Einkomponenten-Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder, welche keine magnetischen Materialien
verwenden, eingeteilt. Derzeit werden hauptsächlich Entwicklungsverfahren
verwendet, die Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
verwenden, und zwar ausgehend von den Gesichtspunkten von überlegenen
Hochgeschwindigkeits-Eigenschaften, der Stabilität und so weiter.
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In
einem Verfahren, das einen Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder verwendet, werden der Toner und der Träger durch
Rühren
und Reiben des Toners und des Trägers
auf jeweils unterschiedliche Polaritäten aufgeladen, und ein latentes
elektrostatisches Bild mit einer Polarität, welche zu derjenigen des
aufgeladenen Toners entgegen gesetzt ist, wird sichtbar gemacht.
Je nach den Arten der Toner und Träger sind ein Magnetbürsten-Entwicklungsverfahren,
das einen Träger
aus Eisenpulver verwendet, (offenbart in USP Nr. 2 874 063), ein
Kaskadenverfahren, das einen Träger
aus Perlchen verwendet (offenbart in USP Nr. 2 618 552), ein Pelzbürstenverfahren
und dergleichen bekannt. Ferner wird als ein Schwarztoner, welcher
in diesen verschiedenen Arten von Entwicklungsverfahren verwendet
wird, ein feines Pulver verwendet, in welchem ein farbgebendes Mittel
wie Ruß oder
dergleichen in einem aus einem synthetischen Harz oder einem natürlichen
Harz gebildeten Bindemittelharz dispergiert ist.
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Hierin
nachfolgend wird ein Entwicklungsverfahren beschrieben werden, das
einen Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
verwendet.
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Wenn
unter Verwendung eines Zweikomponenten-Entwicklers für elektrostatische
Ladungsbilder eine große
Anzahl von Kopien fortlaufend ausgegeben werden, kann zuerst eine
klare, gute Bildqualität
erhalten werden. Jedoch kommt allmählich die Nachfüllung des
Toners in den Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
nicht mehr rechtzeitig zustande, und die Bildqualität wird verschlechtert,
oder der nachgefüllte
Toner und der Träger
werden in einem Zustand zusammen gemischt, in welchem die Aufladung unzureichend
ist. Auf diese Weise tritt leicht Ablagerung des Toners auf dem
Hintergrund der Bilder, Streuung des Toners und dergleichen auf.
Es bilden sich auf Teilen der Entwicklungsmanschette Stellen, wo
der Toner dünn
ist, und die Neigung zu Bildverwaschung, ungleichmäßiger Bilddichte
und dergleichen ist zu sehen. Derartige Probleme sind insbesondere
dann ausgeprägt,
wenn Bilder mit großen
Bildflächengebieten
fortlaufend ausgegeben werden. Ferner neigen diese Probleme insbesondere
leicht mit Tonern aufzutreten, in welchen in dem farbgebenden Mittel
Ruß verwendet
wird.
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Ruß, welcher
allgemein als ein farbgebendes Mittel verwendet wird, ist eine elektrisch
leitfähige
Substanz und er ist ein starkes Dielektrikum. Daher nimmt in Fällen, wo
Ruß innerhalb
des Toners dispergiert oder in dem Toner beinhaltet ist, die elektrische
Leitfähigkeit
des Toners selbst zu, und der Widerstand davon nimmt ab. Auf diese
Weise ergeben sich leicht Ablagerung des Toners auf dem Hintergrund
von Bildern, Tonerstreuung und dergleichen, und es wird verursacht,
dass der Toner leicht Auswirkungen empfängt wie die Injektion von Ladungen
und die Abgabe von Ladungen und dergleichen durch ein äußeres elektrische
Feld. Als ein Ergebnis erfolgt die Abgabe der Ladungen schnell,
obwohl der Ladungsanstieg gut ist, und die Aufladbarkeit wird im
Laufe der Zeit schlecht. Leicht wird die Gebrauchsdauer verschlechtert,
und die Übertragbarkeit
neigt dazu, schlechter zu werden.
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Ruß bildet
zusammenhaftende Sekundärmaterialien,
die üblicher
Weise Agglomerate genannt werden. Die Agglomerate müssen gleichmäßig zu den
Primärteilchen
dispergiert werden. Jedoch ist in Wirklichkeit das Dispergieren
zu den Primärteilchen
schwierig. Üblicher
Weise liegen die Agglomerate innerhalb des Toners als primäre zusammengeballte
Materialien, welche Aggregate genannt werden, oder in einem dazu ähnlichen
Zustand vor. Es kann also die Dispergierbarkeit nicht als ausreichend
betrachtet werden. Es ist daher für die Ladungsmenge leicht,
ungleichmäßig zu werden,
und es besteht eine Neigung, dass Ablagerung von Toner auf dem Hintergrund
von Bildern und Tonerstreuung leicht auftreten.
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Es
sind Verfahren vorgeschlagen worden, eine Oxidationsbehandlung der
Oberfläche
von dem Ruß durchzuführen, um
den elektrischen Widerstand von dem Ruß zu erhöhen.
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Spezifisch
offenbart zum Beispiel JP-B Nr. 5-31139 als ein Oberflächen-Oxidationsverfahren
ein Verfahren der Oxidationsbehandlung mit Kaliumpermanganat. Jedoch
neigen bei diesem Verfahren Metallionen als Gegenionen der Carboxylgruppe
auf der Oberfläche
von dem Ruß dazu,
zurück
zu bleiben, und so nimmt der elektrische Widerstand von dem Ruß ab. Bei
Verwendung in einem Toner können
ausreichende Wirkungen in Bezug auf eine Verbesserung der Gebrauchsdauer
bei hoher Feuchtigkeit nicht erhalten werden.
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Ferner
offenbart die offen gelegte japanische Patentanmeldungung (JP-A)
Nr. 3-200158 ein
Verfahren der Oberflächenbehandlung
mit Ozon. Jedoch ist der Gegenstand die Verbesserung der Dispergierbarkeit
von dem Ruß durch
die Wechselwirkung der Carboxylgruppe auf der Oberfläche und
von Polyester, welcher ein Bindemittelharz für den Toner ist. Was den Oxidationsgrad
anbelangt, so ist die Menge der Carboxylgruppen auf der Oberfläche von
dem Ruß weniger
als 0,1 × 10–3 Mol/g,
was nicht sehr viel ist. Das reicht nicht aus, um die Gebrauchsdauer
des Toners bei hoher Feuchtigkeit zu verbessern.
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Andererseits
werden unter den Einkomponenten-Entwicklern für elektrostatische Ladungsbilder
weithin magnetische Einkomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
verwendet, welche magnetische Materialien an Stelle von Ruß enthalten.
Ein magnetischer Einkomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
enthält
allgemein magnetische Materialien in einer Menge von 20 bis 60 Gew.-%,
was viel ist. Die Sättigungsmagnetisierung
des Toners ist etwa 10–50 Am2/kg (10 bis 50 emu/g), was viel ist. Der
Toner hat auch das kennzeichnende Merkmal, dass das tatsächliche
spezifische Gewicht etwa 1,6 bis 2,2 g/cm3 beträgt, was
viel ist im Vergleich zu dem tatsächlichen spezifischen Gewicht
von etwa 1,2 bis 1,3 g/cm3 von einem Toner,
der Ruß verwendet,
welcher keine magnetische Materialien enthält. Wenn jedoch ein solcher
Toner als ein Toner für
einen Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
verwendet wird, nimmt die magnetische Zusammenhaltekraft in Bezug
auf den Träger
des Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder oder dergleichen zu. Auf diese Weise
nimmt die Bilddichte ab, und für
den Toner wird es schwierig, sich von der Oberfläche des Trägers zu trennen. Als ein Ergebnis
besteht das Problem, dass der Toner leicht an der Oberfläche des
Trägers
anschmilzt und leicht die so genannte Trägererschöpfung stattfindet.
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Im
Zusammenhang mit der in den letzten Jahren schnell erfolgten Verbreitung
von OA-Geräten
(Office Automation, Geräten
zur Büroautomatisierung),
wie Kopiergeräten,
Druckern, Faxgeräten
und dergleichen, die elektrophotographische Verfahren verwenden,
sind die Anforderungen an Bildqualität, Bildwiedergabe und dergleichen,
die besser sind als diejenigen, die herkömmlicher Weise erhalten wurden,
gestiegen. Ferner werden häufig
Verbesserungen der Bildqualität
erreicht, indem der Durchmesser der Tonerteilchen kleiner gemacht
wird.
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Obwohl
Verkleinerung des Teilchendurchmessers eines Toners zur Verbesserung
der Bildqualität
wirksam ist, ist die Dispergierbarkeit der jeweiligen strukturellen
Komponenten des Toners umso schlechter, je kleiner der Teilchendurchmesser
des Toners ist. Diese Verkleinerung ist eine Ursache dafür, dass
die Ladungsmengenverteilung des Toners ungleichmäßig und breit wird, ein Anstieg
der Toneranhaftung an den Nichtbildbereichen des lichtempfindlichen
Elementes vorhanden ist und ein Anstieg der Ablagerung von Toner
in dem Hintergrund von Bildern stattfindet.
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Ferner
ist die Kohäsion
(das Zusammenkleben) des Toners umso größer, je kleiner der Teilchendurchmesser
des Toners ist. Dadurch wird die Fluidität schlecht, und es entstehen
Probleme dadurch, dass Filmbildung und dergleichen auf dem lichtempfindlichen
Element leicht stattfindet und stabile Bildqualität nicht über einen
langen Zeitraum hinweg erhalten werden kann. Diese Tendenz ist besonders
ausgeprägt
in Fällen,
in welchen Ruß als
das farbgebenden Mittel des Toners verwendet wird und eine Bilderzeugungsvorrichtung
verwendet wird, welche gereinigten Toner in den Entwicklungsabschnitt
zurückführt.
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Als
nächstes
wird das Farbentwicklungsverfahren beschrieben werden.
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Mittels
elektrophotographischen Verfahren erhaltene Kopien sind zurzeit
allgemein einfarbig. Jedoch haben sich neuerdings die Anforderungen
an und das Bedürfnis
nach Farbkopiergeräten
erhöht.
Um Farbkopien guter Qualität
zu erhalten, besteht zur Zeit eine Tendenz, als Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder Zweikomponenten-Farbentwickler für elektrostatische Ladungsbilder
vom Trockentyp zu verwenden, welche allgemein aus einem Träger und
einem Toner mit einem kleinen Teilchendurchmesser gebildet werden.
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Bei
Zweikomponenten-Farbentwicklern für elektrostatische Ladungsbilder
vom Trockentyp ist bei dem Toner, welcher einen kleinen Teilchendurchmesser
hat, die Ladungsmenge pro Tonerteilchen (die hierin nachfolgend
gelegentlich „Q/M" genannt wird) gering.
Daher verstreut sich der Toner leicht innerhalb der Entwicklungsvorrichtung,
wenn die Entwicklungsmanschette sich dreht. Ferner wird in Übereinstimmung
damit Streuung des Toners auf den Bildträger ausgeprägt und macht sich als Tonerablagerung
auf dem Hintergrund der Bilder auf den Kopien bemerkbar, und daher
wird die Qualität
der Kopien schlecht. Insbesondere Farbentwicklern für elektrostatische
Ladungsbilder wird nachgesagt, dass eindrucksvolle Bilder nicht
erhalten werden können,
wenn die Tonerdichte verglichen mit derjenigen von monochromen Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder nicht hoch ist. Demgemäß besteht derzeit der Zustand,
dass Toner verwendet werden, wobei deren Tonerdichte ausreichend
hoch eingestellt wird. Eine Erhöhung
der Tonerdichte ist jedoch umso nachteiliger in Bezug auf Tonerstreuung.
Derzeit sind ausreichende Maßnahmen,
um der Tonerstreuung entgegen zu wirken, noch nicht getroffen worden.
In einer Zweikomponenten-Farbentwicklungsvorrichtung vom Trockentyp
ist unter den Entwicklern für
elektrostatische Ladungsbilder der vier Farben Gelb, Magenta, Cyan
und Schwarz Ruß,
der allgemein als das farbgebende Mittel in dem schwarzen Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder verwendet wird, eine elektrisch leitfähige Substanz,
und der elektrische Widerstand davon ist niedrig. Wenn Ruß in einem
Toner dispergiert oder darin enthalten ist, nimmt die elektrische
Leitfähigkeit
des Toners selbst zu, und die Aufladbarkeit wird schlecht. Es ergeben
sich Probleme dadurch, dass die Tonerablagerung auf dem Hintergrund
der Bilder und Tonerstreuung leicht auftreten. Ferner ist unter
den Entwicklern für
elektrostatische Ladungsbilder der vier Farben der Anteil des schwarzen
Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder, der verwendet wird, bemerkenswert
hoch. Demnach ist unter den vorstehend beschriebenen, Tonerstreuung
betreffenden Problemen die Streuung des schwarzen Toners ein besonders
großes
Problem.
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Um
mit diesem Problem umzugehen, sind verschiedene Lösungen vorgeschlagen
worden, wie das Beinhalten magnetischer feiner Teilchen in dem Toner
(JP-A Nr. 2-22673,
JP-A Nr. 2-87158 und dergleichen), die Herstellung einer Übereinstimmung
der Farbe der magnetischen Materialien in den Tonern der jeweiligen Farbe
mit den Farben der farbgebenden Mittel in den Tonern der jeweiligen
Farbe, sodass sich die Farbcharakteristiken nicht verändern (so
dass keine Verschiebung des Farbtons auftritt) (JP-A Nr. 2-877,
JP-A Nr. 2-207275 und dergleichen) und dergleichen.
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Hierin
nachfolgend wird ein Entwicklungsverfahren beschrieben werden, das
einen Einkomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
verwendet.
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In
den letzten Jahren sind als Verfahren zum Entwickeln latenter elektrostatischer
Bilder mittels elektrophotographischer Verfahren elektrostatische
Aufzeichnungsverfahren und dergleichen Verfahren populär geworden,
in welchen eine Entwicklungs-Magnetwalze, welche eine mit einem
Mittel zum Erzeugen eines Magnetfeldes in dem Inneren davon versehene
Manschette aufweist, und ein magnetischer Einkomponenten-Entwickler
in Kombination verwendet werden. Allgemein wird der Vorgang, ein
latentes elektrostatisches Bild mit einem einen magnetischen Einkomponenten-Entwickler
verwendenden Verfahren zu entwickeln, durchgeführt, indem die Manschette oder
der Magnet innerhalb der Manschette oder beide sich drehen gelassen
werden. Gewöhnlich
wird die Entwicklung durchgeführt,
indem der Magnet sich drehen gelassen wird. Jedoch wird derzeit
die Rotationsgeschwindigkeit der Manschette oder des Magneten so
ausgewählt,
dass die Bewegungsgeschwindigkeit des magnetischen Toners so eingestellt
ist, dass sie das 2- bis 4-fache von derjenigen des latenten elektrostatischen
Bildes ist, so dass der Gradient der Pole nicht in dem Bild erscheint.
Demnach muss die Rotation des Magneten beachtlich schnell gemacht
werden, wenn eine Anstrengung unternommen wird, die Gleichmäßigkeit
der Bilddichte in ausreichender Weise sicher zu stellen, und für diesen
Antrieb wird ein starker Motor benötigt. Das hat natürlich zur
Folge, dass das Gerät
größere Abmessungen
erhält.
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Um
diesen Mangel zu überwinden,
ist in JP-B Nr. 41-9475 ein Einkomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder,
welcher nicht magnetisch ist, offenbart worden. Hier wird ein Tonerelement
mit einer dünnen
Schicht von Toner auf der Oberfläche
davon in die Nachbarschaft von einem Erzeugungselement für ein latentes
elektrostatisches Bild gebracht, und im Lichte der Nichtkontakt-Beziehung
davon wird der Toner nur auf das latente elektrostatische Bild fliegen
gelassen. In dieser Veröffentlichung
wird das Tragen des Toners erreicht, indem der Toner veranlasst
wird, zu einem Gewebe, welches mit einer entsprechenden Klebrigkeit
versehen ist, oder zu einer Filmfolie, welcher vorher Ladungen aufgegeben
wurden, angezogen und daran adsorbiert zu werden. In diesem Verfahren
gibt es jedoch Grenzen für
die Länge
des Gewebes und der Folie, und dieses Verfahren ist für fortlaufendes
Kopieren oder Drucken nicht geeignet.
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Um
diese Probleme zu überwinden,
offenbart JP-A Nr. 60-229065 ein Verfahren, in welchem ein Träger zur
Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder zu einer Endlosform
ausgestaltet wird und die Entwicklung ausgeführt wird, indem ein nicht-magnetischer Einkomponenten-Toner
darauf fliegt und das Bild auf ein Aufzeichnungsblatt übertragen
wird. In diesem Beispiel wird ein Element zum gleichmäßig machen
so an die Entwicklungswalze anstoßen gelassen, dass eine dünne Schicht
von Toner gebildet wird, und es wird eine Entwicklungs-Vorspannung,
wie eine mit einer Gleichspannung überlagerte Wechselspannung
oder dergleichen derart angelegt, dass das latente elektrostatische
Bild entwickelt wird. JP-A Nr. 50-30537 offenbart ein Verfahren zum Verbessern
der Bilddichte durch ein Pulsvorspannungsverfahren. Ferner offenbaren
JP-A Nr. 47-12635 und JP-A Nr. 50-10143 Strukturen von Trägern für Entwicklungsmittel
mit einem feinen Muster von Isolierabschnitten (dielektrischen Abschnitten)
und elektrischen Leiterabschnitten auf der Oberfläche davon. Indem
solche feinen elektrischen Felder verwendet werden, werden Berge
und Täler
von Tonern in Übereinstimmung
mit dem feinen Muster gebildet, und Toner wird veranlasst, in Übereinstimmung
mit den elektrischen Potentialniveaus des latenten elektrostatischen
Bildes mit der Zielrichtung von Mehrschichtigkeit anzuhaften. In
jedem der Verfahren unterscheidet sich die Menge von Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder auf dem Träger
des latenten elektrostatischen Bildes gemäß dem Zustand, in welchem der
Toner auf die Entwicklungswalze aufgebracht wird. Demnach sind die
Merkmale des Toners auf der Entwicklungswalze wichtig.
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JP-A
Nr. 58-116559 offenbart verschiedene Arten von nicht-magnetischen
Einkomponenten-Entwicklungsverfahren, welche keine Träger verwenden.
Bei Tonern, die einen niedrigen Schmelzpunkt und scharfes Schmelzen
erfordern, wenn ein externes Additiv dazu veranlasst wird, zum Zweck
der Verbesserung der Fluidität
an der Toneroberfläche
zu haften, wird das externe Additiv durch die Verwendung einer Entwicklungseinheit
mechanischen Risiken ausgesetzt, so etwa zu dem Zeitpunkt, wenn
der Toner über
eine Entwicklungswalze oder eine Aufbringrakel oder dergleichen
für Entwickler
für elektrostatische
Bilder läuft,
und es sinkt in die Toneroberfläche
ein. Demnach werden auf der Entwicklungswalze leicht die Merkmale
des Toners verändert. Insbesondere
ein Fluiditätsverbesserungsmittel,
welches extern aufgebracht wird, um die Fluidität des Toners zu verbessern,
verursacht Veränderungen
der Tonermerkmale, indem es in die Toneroberfläche einsinkt. Demnach sind
wie vorstehend zu lösende
Probleme vorhanden, wie die Stabilisierung der Ladungsmenge auf
dem Toner auf der Entwicklungswalze im Verlauf der Zeit, das stabile
Sicherstellen einer ausreichenden Menge von Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder für
den Träger
des latenten elektrostatischen Bildes, die Verhinderung von Verschleierung
der Hintergrundgebiete auf dem Bild und dergleichen.
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Ein
Toner, welcher in einem solchen nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwicklungsverfahren
verwendet wird, ist ein Toner, in welchem ein farbgebendes Mittel
und dergleichen in einem Bindemittelharz dispergiert ist. Ruß ist auf
wirkungsvolle Weise als ein allgemeines, nicht-magnetisches, schwarzes
farbgebendes Mittel verwendet worden. Wegen seiner Struktur hat
jedoch Ruß eine
elektrische Leitfähigkeit
verleihende Wirkung. Insbesondere, wenn zu dem Zweck den Färbungsgrad
zu erhöhen
eine große
Menge von Ruß verwendet
wird, nimmt der elektrische Widerstand des Toners ab, und die Fähigkeit
zum Beibehalten der Aufladung nimmt ab. Auf diese Weise wird die
Aufladbarkeit schlecht, und die Menge von umgekehrt geladenem Toner oder
nur leicht geladenem Toner, der vorhanden ist, nimmt zu. Es können Probleme
wie die Streuung von Toner, die so genannte Verschmutzung von Hintergrundgebieten,
in welchen Tonerteilchen an Orten ungleich dem Bildgebiet, wo das
latente elektrostatische Bild erzeugt ist, entwickelt werden, und
dergleichen beobachtet werden, und es bestehen Grenzwerte für die Menge
von Ruß,
die enthalten sein kann. Insbesondere wenn die Ladung spendende
Wirkung des Ladung spendenden Elementes mit der Zeit schwächer wird,
entsteht leicht unzureichend geladener oder schwach geladener Toner,
der mit einer umgekehrten Ladung verunreinigt ist. Auf diese Weise
werden solche Phänomene
ausgeprägt.
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In
den letzten Jahren hat die Nachfrage auf dem Markt nach Bildern
hoher Qualität
zugenommen. Mit Tonern, die einen herkömmlichen Volumenmittel-Teilchendurchmesser
von 10 bis 15 μm
haben, kann eine ausreichend hohe Bildqualität nicht erhalten werden, und
es werden Toner mit noch kleineren Teilchendurchmessern benötigt. Jedoch
neigen verschiedene Probleme dazu, aufzutreten, wenn die Tendenz
fortschreitet, den Durchmesser der Tonerteilchen kleiner zu machen.
Insbesondere werden das Ladung spendende Element und dergleichen
leicht durch den Tonerverschmutzt, weil die Klebeigenschaft des
Toners selbst verstärkt wird.
Die Fähigkeit
des Ladung spendenden Elementes, Ladungen zu spenden, wird leicht
mit der Zeit schlechter, und es besteht weniger Spielraum in Bezug
auf Tonerablagerung auf dem Hintergrund von Bildern und Tonerstreuung.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Toner zum Entwickeln
latenter elektrostatischer Bilder, einen Entwickler für latente
elektrostatische Bilder, einen Toner enthaltenden Behälter, eine
Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen,
welche die vorstehend beschriebenen Probleme des Standes der Technik überwinden
und in welchen insbesondere sogar wenn eine größere Anzahl von Bildern mit
großen
Bildgebieten fortlaufend ausgegeben werden, Tonerablagerung auf
dem Hintergrund von Bildern und Tonerstreuung und dergleichen nicht
auftreten und welche hervorragende Fluidität aufweisen und in welchen
Filmbildung und dergleichen nicht auftreten und in welchen es möglich ist,
stabile Bildqualität über einen
langen Zeitraum hinweg zu erhalten, sogar wenn ein Toner mit kleinem
Teilchendurchmesser verwendet wird.
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Als
ein Ergebnis von intensiven Untersuchungen gelangten die Erfinder
der vorliegenden Erfindung zu einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung, indem sie herausfanden, dass indem als ein Toner für einen Einkomponenten-Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder oder als ein Toner für Zweikomponenten-Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder ein Toner verwendet wird, welcher in einem Bindemittelharz
mindestens ein aus einem Metallmaterial gebildetes farbgebendes
Mittel enthält
und welcher die Beziehungen erfüllt, dass
die Sättigungsmagnetisierung,
gemessen beim Anlegen eines magnetischen Feldes von 10 kOe, von 0,01
bis 10 Am2/kg (0,01 bis 10 emu/g) beträgt und die
tatsächliche
spezifische Dichte von 1,33 bis 1,62 g/cm3 ist,
sogar wenn eine größere Anzahl
von Bildern mit großen
Bildgebieten fortlaufend ausgegeben werden, Tonerablagerung auf
dem Hintergrund von Bildern und Tonerstreuung und dergleichen nicht
auftreten, die Fluidität
hervorragend ist, wenig Filmbildung und dergleichen vorhanden ist
und stabile Bildqualität über einen
langen Zeitraum hinweg erhalten werden kann, sogar wenn ein Toner
mit kleinem Teilchendurchmesser verwendet wird.
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Ein
solcher Toner, welcher schwach magnetisch und beinahe nicht-magnetisch
ist, und welcher eine tatsächliche
spezifische Dichte aufweist, welche nahe derjenigen von einem Toner
ist, der herkömmlichen
Ruß verwendet,
war bisher noch nicht vorhanden.
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In
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Behälter bereitgestellt,
der Toner enthält, in
welchem ein Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder
in einem Tonerbehälter
untergebracht wird, wobei der Toner in einem Bindemittelharz mindestens
ein aus einem Metallmaterial gebildetes farbgebendes Mittel enthält, die
Sättigungsmagnetisierung
des Toners, gemessen beim Anlegen eines magnetischen Feldes von
10 kOe, von 0,01 bis 10 Am2/kg (0,01 bis
10 emu/g) beträgt
und die tatsächliche
spezifische Dichte des Toners von 1,33 bis 1,62 g/cm3 beträgt.
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In
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Entwickler
für ein
latentes elektrostatisches Bild bereitgestellt, umfassend mindestens
einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder, wobei
der Toner in einem Bindemittelharz mindestens ein aus einem Metallmaterial
gebildetes farbgebendes Mittel enthält, die Sättigungsmagnetisierung des
Toners, gemessen beim Anlegen eines magnetischen Feldes von 10 kOe,
von 0,01 bis 10 Am2/kg (0,01 bis 10 emu/g)
beträgt
und die tatsächliche
spezifische Dichte des Toners von 1,33 bis 1,62 g/cm3 beträgt.
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Ein
vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Bilderzeugungsverfahren
bereit, umfassend einen Erzeugungsschritt eines latenten elektrostatischen
Bildes der Erzeugung eines latenten elektrostatischen Bildes auf
einem Träger
für ein
latentes elektrostatisches Bild; und einen Entwicklungsschritt des
Entwickelns des elektrostatischen latenten Bildes unter Verwendung
eines in einer Entwicklungsvorrichtung untergebrachten Entwicklers
für elektrostatische
Ladungsbilder, wobei der Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder mindestens einen
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder enthält, wobei
der Toner in einem Bindemittelharz mindestens ein aus einem Metallmaterial
gebildetes farbgebendes Mittel enthält, wobei die Sättigungsmagnetisierung
des Toners, gemessen beim Anlegen eines magnetischen Feldes von
10 kOe, von 0,01 bis 10 Am2/kg (0,01 bis
10 emu/g) ist und die tatsächliche
spezifische Dichte des Toners 1,33 bis 1,62 g/cm3 ist.
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Endlich
stellt ein fünfter
Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Bilderzeugungsvorrichtung
bereit, umfassend einen Träger
für ein
latentes elektrostatisches Bild; ein Mittel zum Erzeugen latenter
elektrostatischer Bilder zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen
Bildes auf dem Träger
für ein
latentes elektrostatisches Bild; und Entwicklungsmittel zum Unterbringen
eines Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder, der mindestens einen Toner zum Entwickeln
latenter elektrostatischer Bilder enthält, wobei der Toner in einem
Bindemittelharz mindestens ein aus einem Metallmaterial gebildetes
farbgebendes Mittel enthält,
wobei die Sättigungsmagnetisierung
des Toners, gemessen beim Anlegen eines magnetischen Feldes von
10 kOe, 0,01 bis 10 Am2/kg (0,01 bis 10
emu/g) ist und die tatsächliche
spezifische Dichte des Toners 1,33 bis 1,62 g/cm3 ist und
er zum Entwickeln des elektrostatischen latenten Bildes dient.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Strukturansicht, die ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung
und von einem Verfahren veranschaulicht, in welchem ein Entwicklungsverfahren
der vorliegenden Erfindung auf ein Bilderzeugungsverfahren angewendet
wird, das einen Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
verwendet.
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2 ist
eine schematische Strukturansicht, die ein Beispiel von Hauptteilen
der Bilderzeugungsvorrichtung und des Verfahrens mit Bezug auf die
vorliegende Erfindung veranschaulicht.
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3 ist
eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel von einem Mechanismus
zur Toner-Zurückführung veranschaulicht,
in welchem an einem Zurückführungsabschnitt
der Bilderzeugungsvorrichtung und des Verfahrens mit Bezug auf die
vorliegende Erfindung ein Mittel zum Erzeugen eines magnetischen
Feldes bereitgestellt ist.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel von einem Mechanismus
zur Toner-Zurückführung veranschaulicht,
in welchem an einem Zurückführungsabschnitt
der Bilderzeugungsvorrichtung und des Verfahrens mit Bezug auf die
vorliegende Erfindung ein Mittel zum Sichten bereitgestellt ist.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel von einem Mechanismus
zur Toner-Zurückführung veranschaulicht,
in welchem an einem Zurückführungsabschnitt
der Bilderzeugungsvorrichtung und des Verfahrens mit Bezug auf die
vorliegende Erfindung ein Mittel zum Sichten bereitgestellt ist.
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6 ist
eine schematische Strukturansicht, die ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung
und von einem Verfahren veranschaulicht, in welchem ein Entwicklungsverfahren
der vorliegenden Erfindung auf ein Farbbild-Erzeugungsverfahren angewendet wird
-
7 ist
eine schematische Strukturansicht, die ein Beispiel von Hauptteilen
der Bilderzeugungsvorrichtung und des Verfahrens veranschaulicht,
in welchen das Entwicklungsverfahren der vorliegenden Erfindung
auf eine Entwicklungsverfahren angewendet wird, das einen Einkomponenten-Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder verwendet.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Einzelheiten
der vorliegenden Erfindung werden hierin nachfolgend beschrieben.
Der Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder der vorliegenden
Erfindung enthält
in einem Bindemittelharz mindestens ein aus einem Metallmaterial
gebildetes farbgebendes Mittel und die Sättigungsmagnetisierung des
Toners, gemessen beim Anlegen eines magnetischen Feldes von 10 kOe,
beträgt
von 0,01 bis 10 Am2/kg (0,01 bis 10 emu/g)
und die tatsächliche
spezifische Dichte des Toners beträgt von 1,33 bis 1,62 g/cm3.
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Der
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder der vorliegenden
Erfindung kann je nach dessen Form als ein Toner für einen
Zweikomponenten-Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder oder als ein Toner für einen Einkomponenten-Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder verwendet werden. Wegen des Toners der vorliegenden
Erfindung, der ein aus einem Metallmaterial gebildetes farbgebendes
Mittel enthält
und die vorstehend erwähnten
Bedingungen der Sättigungsmagnetisierung
und der tatsächlichen
spezifischen Dichte erfüllt,
kann der Toner der vorliegenden Erfindung die vorstehend beschriebenen
herkömmlichen Mängel von
Tonern für
Zweikomponenten-Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder und von Tonern für Einkomponenten-Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder überwinden.
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Ein
Toner für
einen Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
wird in einem Bilderzeugungsverfahren verwendet, in welchem, indem
ein einen Toner und einen Träger
enthaltender Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
mit einer Rühreinrichtung
gerührt
wird, die Tonerteilchen triboelektrisch aufgeladen werden, und der
Zweikomponenten-Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder, welcher die aufgeladenen Teilchen beinhaltet, auf
einem im wesentlichen hohlen zylindrischen Träger für einen Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder getragen wird, welcher drehbar ist und in seinem Inneren
einen Vorgang zum Erzeugen eines magnetischen Feldes aufweist und
ein auf dem Bildträger
erzeugtes latentes elektrostatisches Bild entwickelt wird. In einem
herkömmlichen
Toner für
einen Zweikomponenten-Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder wird ein Rußtoner,
der hauptsächlich
Ruß enthält, als
ein farbgebendes Mittel verwendet, um für schwarze Farbe zu sorgen.
Jedoch ist Ruß eine
leitfähige
Substanz und ist ein starkes Dielektrikum. Wenn daher Ruß in dem
Toner dispergiert oder darin beinhaltet ist, steigt die elektrische
Leitfähigkeit
des Toners selbst an und der Widerstand nimmt ab. Daher tritt mit
einem Rußtoner leicht
Tonerablagerung auf dem Hintergrund der Bilder und Tonerstreuung
und dergleichen auf, der Ruß neigt dazu,
Auswirkungen wie Ladungsinjektion, Entladung der Aufladung und dergleichen
in Bezug auf ein äußeres elektrisches
Feld zu empfangen. Als ein Ergebnis wird die Freisetzung von Ladungen
schnell, obwohl der Anstieg der Aufladung gut ist, und die Aufladbarkeit
wird mit der Zeit schlechter. Demnach neigt die Gebrauchsdauer dazu,
schlechter zu werden, und die Übertragbarkeit
neigt dazu, schlechter zu werden.
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Ruß bildet
sekundäre,
verklebte Materien, die üblicher
Weise Agglomerate genannt werden. Die Agglomerate müssen gleichmäßig zu den
Primärteilchen
dispergiert werden. Jedoch ist das Dispergieren zu den Primärteilchen
derzeit wirklich noch schwierig. Üblicher Weise liegen die Agglomerate
in dem Toner als verklebte primäre
Materie, die Aggregate genannt werden, oder in einem dazu ähnlichen
Zustand vor. Demnach kann die Dispergierbarkeit nicht als ausreichend
betrachtet werden. Dadurch wird die Ladungsmenge leicht ungleichmäßig, und
es besteht die Neigung zu leichtem Auftreten von Tonerablagerung
auf dem Hintergrund der Bilder und von Tonerstreuung.
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Wenn
ein herkömmlicher,
magnetische Materialien oder dergleichen enthaltender magnetischer
Toner als ein Toner für
einen Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
verwendet wird, ist im Vergleich zu einem nicht-magnetischen, Ruß oder dergleichen verwendenden
Toner die Sättigungsmagnetisierung
hoch, und die magnetische Zusammenhaltekraft auf den Träger des
Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder nimmt zu, und daher neigt die Entwickelbarkeit
dazu, abzunehmen.
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Andererseits
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung wegen der Tatsache, dass die Sättigungsmagnetisierung des
Toners zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder, gemessen
beim Anlegen eines magnetischen Feldes von 10 kOe, von 0,01 bis
10 Am2/kg (0,01 bis 10 emu/g) ist, und der
Toner einen Magnetismus aufweist, welcher niedriger als derjenige
von herkömmlichem, üblichem
magnetischem Toner ist, eine Verschlechterung der Entwickelbarkeit
wegen eines Anstiegs der magnetischen Zusammenhaltekraft, welche ein
Problem bei herkömmlichen, üblichen
magnetischen Tonern ist, vermieden werden. Überdies wird der Toner durch
den Träger
des Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder zusammen gehalten, weil der Toner einen
geeigneten Magnetismus hat. Auf diese Weise können Anhaften des Toners auf
den Nichtbildbereichen und Streuung des Toners, welche ein bei Rußtonern
auftretendes Problem sind, in hohem Maß verringert werden. Ferner
ist es bei der Vorrichtung und dem Verfahren zur Bilderzeugung der
vorliegenden Erfindung insbesondere durch das Bereitstellen eines
Mechanismus zur Tonersortierung durch ein Mittel zur Erzeugung eines
magnetischen Feldes in dem Zurückgewinnungsabschnitt
möglich,
Zurückmischung
in den Entwicklungsabschnitt von Fasern des Übertragungspapiers, welche
mit dem zurück
gewonnenen Toner gemischt wurden, von Füllstoffen wie Talkum, Kaolin,
Calciumcarbonat und dergleichen, von in der Luft suspendierten Materialien,
von Toner mit niedrigem Magnetismus, (zum Beispiel Feinpulver-Toner),
Toner mit niedrigem Färbungsvermögen, in
welchem das farbgebende Mittel nicht ausreichend dispergiert ist
und dergleichen, zu verhindern. Auf diese Weise ist es möglich, eine
Verschlechterung der Bilddichte im Laufe der Zeit, einen Anstieg
der Tonerablagerung im Hintergrund von Bildern und Streuung von
Toner, Erzeugung von Filmbildung und dergleichen in hohem Ausmaß zu unterdrücken. Außerdem ist
es möglich,
die Erzeugung von erschöpftem
Träger wegen
feinem Tonerpulver, die Erzeugung von Bildfehlern wie ungleichmäßige Übertragung
und Fehlstellen und dergleichen zu verhindern.
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Die
tatsächliche
spezifische Dichte des Toners zum Entwickeln latenter elektrostatischer
Bilder der vorliegenden Erfindung beträgt von 1,33 bis 1,62 g/cm3, was im Vergleich zu derjenigen eines herkömmlichen, Ruß verwendenden
Toners etwas hoch ist. Auf diese Weise kann gute Aufladbarkeit erhalten
werden, weil der Toner leicht fließt. Überdies wird die gleichmäßige Vermischbarkeit
verbessert, weil der Unterschied in der spezifischen Dichte des
Toners und des Trägers
des Zweikomponenten-Entwicklers für elektrostatische Ladungsbilder
gering ist, und sogar wenn der Toner wieder aufgefüllt wird,
kann der Toner mit dem Träger
in einem kurzen Zeitraum gleichmäßig gemischt
werden. Auf diese Weise kann Tonerablagerung auf dem Hintergrund
von Bildern, Streuung von Toner und dergleichen zum Zeitpunkt des
wieder Auffüllens
von Toner in hohem Maß unterdrückt werden.
Insbesondere sogar wenn eine große Anzahl von Bildern mit großen Bildflächengebieten fortlaufend
ausgegeben werden und sogar im Fall der Verwendung von Toner mit
kleinem Teilchendurchmesser, dessen Merkmale während der Zurückführung sogar
noch leichter verschlechtert werden, können gute Auswirkungen erreicht
werden und Bilder guter Qualität
erhalten werden. Ferner hat ein Toner, dessen tatsächliche
spezifische Dichte von 1,33 bis 1,62 g/cm3 beträgt, eine
größere tatsächliche
spezifische Dichte als diejenige eines herkömmlichen, Ruß verwendenden
Toners. Auf diese Weise wird die Genauigkeit der Sichtung während der
Herstellung verbessert, und als ein Ergebnis kann hohe Herstellbarkeit
erreicht werden.
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Ferner
ist es bei der vorstehend beschriebenen Bilderzeugungsvorrichtung
durch die Bereitstellung von einem Mechanismus zur Tonersortierung
durch ein Mittel zum Sichten in dem Zurückführungsabschnitt möglich, eine
Zurückmischung
in den Entwicklungsabschnitt von Fasern des Übertragungspapiers, welche
mit dem zurück
gewonnenen Toner gemischt wurden, von Füllstoffen wie Talkum, Kaolin,
Calciumcarbonat und dergleichen, von in der Luft suspendierten Materialien
und von Toner, dessen Merkmale verschlechtert wurden, wie zusammengebacktem
Toner und dergleichen, zu verhindern. Auf diese Weise ist es möglich, eine
Verschlechterung der Bilddichte im Laufe der Zeit, einen Anstieg
der Verschmutzung von Hintergrundgebieten und die Streuung von Toner,
Erzeugung von Filmbildung und dergleichen in hohem Ausmaß zu unterdrücken. Außerdem kann
die Erzeugung von Bildfehlern wie ungleichmäßiger Übertragung und von Fehlstellen
und dergleichen unterdrückt
werden.
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Die
Sättigungsmagnetisierung
des Toners zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder, gemessen beim
Anlegen eines magnetischen Feldes von 10 kOe, beträgt 0,01
bis 10 Am2/kg (0,01 bis 10 emu/g), und vorzugsweise
0,01 bis 4 Am2/kg (0,01 bis 4 emu/g), und
als ein Toner für
einen Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
besonders bevorzugt 0,05 bis 4 Am2/kg (0,05
bis 4 emu/g).
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Wenn
die Sättigungsmagnetisierung
des Toners weniger als 0,01 Am2/kg (0,01
emu/g) ist, wird die magnetische Förderkraft schwach, was dazu
führt,
dass Tonerstreuung, ungleichmäßige Entwicklung
und dergleichen verursacht werden.
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Überdies
neigt Filmbildung dazu, aufzutreten, weil die Friktionswirkung auf
die Oberfläche
des lichtempfindlichen Körpers
unzureichend ist. Insbesondere in einem Fall, wo eine Bilderzeugungsvorrichtung
verwendet wird, die in dem Zurückgewinnungsabschnitt
ein Mittel zum Erzeugen eines magnetischen Feldes verwendet, ist
es schwierig, den zurückgewonnen
Toner wieder zu verwenden.
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Wenn
andererseits die Sättigungsmagnetisierung
10 Am2/kg (10 emu/g) übersteigt, nimmt die magnetische
Zusammenhaltekraft des Trägers,
der Entwicklungsmanschette und dergleichen in Bezug auf den Träger des
Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder und dergleichen zu. Auf diese Weise
wird die Entwickelbarkeit verschlechtert, und als ein Ergebnis wird
die Bilddichte verschlechtert. Da es überdies für den Toner schwierig wird,
sich von der Trägeroberfläche zu trennen,
besteht das Problem, dass der Toner leicht an der Trägeroberfläche anschmilzt
und leicht das Auftreten von so genanntem erschöpftem Träger verursacht. Ferner wird
leicht die Fixierbarkeit verschlechtert.
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Die
tatsächliche
spezifische Dichte des Toners zum Entwickeln latenter elektrostatischer
Bilder ist 1,33 bis 1,62 g/cm3, vorzugsweise
1,35 bis 1,60 g/cm3, bevorzugter 1,35 bis
1,55 g/cm3 und besonders bevorzugt 1,40
bis 1,55 g/cm3. Wenn die tatsächliche
spezifische Dichte des Toners weniger als 1,33 g/cm3 ist,
so ist es für
den Toner schwierig zu fließen,
und die Aufladbarkeit wird verschlechtert. Wenn eine große Menge
von einem Additiv beinhaltet ist, um diese Verschlechterung auszugleichen,
neigen Rattern, Rauwerden des Blechs und dergleichen, verursacht
durch mangelhaft Reinigung des lichtempfindlichen Körpers dazu,
aufzutreten, und wegen des Additivs, welches von dem Toner freigesetzt
wird, tritt leicht Filmbildung auf dem lichtempfindlichen Körper und
dergleichen auf. Verschiedene Probleme treten auf, wie dass die
Gebrauchsdauer des Reinigungsblechs, des lichtempfindlichen Körpers und
von dergleichen schlecht werden und auch die Fixierbarkeit leicht
schlecht wird. Überdies
wird in einem Fall, in welchem ein Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder verwendet wird, die Fähigkeit des Toners und des
Trägers
verschlechtert, gleichmäßig zusammen
gemischt zu werden, weil der Unterschied der tatsächlichen
spezifischen Dichten von Toner und Träger groß ist. Daher wird die Fähigkeit
der Ladung des Toners verschlechtert, zu dem Zeitpunkt zuzunehmen,
wo Toner nachgefüllt
wird, und es tritt leicht Tonerablagerung auf dem Hintergrund von
Bildern, Streuung von Toner und dergleichen auf. Wenn ferner eine
Bilderzeugungsvorrichtung verwendet wird, die in dem Zurückgewinnungsabschnitt
ein sichtendes Sortiermittel verwendet, welches von dem Unterschied
der spezifischen Dichten Gebrauch macht, so wird leicht die Genauigkeit
des Sichtens des zurück
gewonnenen Toners verschlechtert, weil der Unterschied der spezifischen
Dichten des Toners und der anhaftenden Materialien, wie der Fasern
und Füllstoffe
und dergleichen von dem Übertragungspapier
und dergleichen, welches anhaftende Material eine niedrige spezifische
Dichte hat, gering ist.
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Wenn
andererseits die tatsächliche
spezifische Dichte des Toners 1,62 g/cm3 übersteigt,
nimmt die Anzahl der Tonerteilchen pro Gewichtseinheit ab, die Ladungsmenge
pro Teilchen nimmt zu, und die Förderbarkeit
des Toners zu dem Träger
des Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder wird schlechter. Es kann also die
Neigung zu einer Verschlechterung der Entwickelbarkeit bemerkt werden.
Weil das pro gleiche Menge Anhaftung benötigte Tonergewicht ebenfalls
zunimmt, nimmt die Menge von verbrauchtem Toner zu, was zu einer Erhöhung der
Kosten in Beziehung steht, welche nicht vorzuziehen ist.
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Die
Messung der tatsächlichen
spezifischen Dichte des Toners wird durch Verwendung eines Messgerätes für spezifische
Dichte vom Typ des Luftvergleichers 930 (hergestellt von Beckman
Japan K. K.) durchgeführt.
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Andererseits
wird ein Toner für
einen Einkomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder in
einem Bilderzeugungsverfahren verwendet, in welchem ein Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder,
der einen Toner hat und in einem Entwicklungsbehälter untergebracht ist, auf
einen Träger
für den
Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder übertragen
wird und, während
durch ein Regulierelement für
die Schichtdicke des Entwicklers für elektrostatische Ladungsbilder
eine Schicht aus Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder auf dem Träger für den Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder erzeugt wird, die Schicht aus Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder zu einem Entwicklungsgebiet befördert wird, welches einem Latentbildträger (hierin
nachfolgend gelegentlich „Träger für das elektrostatische
latente Bild" oder „lichtempfindlicher
Körper" genannt) gegenüber liegt,
und das latente Bild auf dem Latentbildträger von dem Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder entwickelt wird, so dass ein sichtbares Bild erzeugt
wird.
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Die
Sättigungsmagnetisierung
des Toners zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder, gemessen beim
Anlegen eines magnetischen Feldes von 10 kOe, beträgt 0,01
bis 10 Am2/kg (0,01 bis 10 emu/g), und als ein
Toner für
einen Einkomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
bevorzugt 0,01 bis 3 Am2/kg (0,01 bis 3
emu/g). Indem ein Toner verwendet wird, dessen Sättigungsmagnetisierung, gemessen
beim Anlegen eines magnetischen Feldes von 10 kOe, 10 Am2/kg (10 emu/g) oder weniger beträgt, können Tonerablagerung
auf den Hintergrundbildern, Streuung von Toner und dergleichen,
welche problematisch sind, wenn ein herkömmlicher magnetischer Toner
für einen
Einkomponenten-Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder verwendet wird und welche zu dem Zeitpunkt der Erzeugung
von schwach geladenem Toner oder umgekehrt geladenem Toner auftreten,
welcher sich leicht auf Nichtbildbereiche bewegt, unterdrückt werden,
indem durch die magnetische Zusammenhaltekraft Bewegung des Toners
zu den Nichtbildbereichen verhindert wird. Ferner ist es möglich, die
Entwicklungsvorrichtung kompakter zu machen, weil das kennzeichnende
magnetische Niveau so ist, dass keine Notwendigkeit zur Verwendung
eines starken Antriebsmotors besteht, welcher ein Hindernis dabei
ist, die Vorrichtung kompakter zu machen, wenn ein magnetischer
Toner verwendet wird.
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Wenn
die Sättigungsmagnetisierung,
gemessen beim Anlegen eines magnetischen Feldes von 10 kOe, weniger
als 0,01 Am2/kg (0,01 emu/g) beträgt, wird
die magnetische Beförderungskraft
schwächer,
was leicht zu einer Ursache von Tonerstreuung und ungleichmäßiger Entwicklung
wird. Überdies
tritt leicht Filmbildung auf, da die Wirkung, die Oberfläche des
lichtempfindlichen Körpers
zu polieren, nicht ausreichend ist. Wenn andererseits die Sättigungsmagnetisierung
10 Am2/kg (10 emu/g) übersteigt, nimmt die magnetische Zusammenhaltekraft
auf der Entwicklungsmanschette zu und bewirkt, dass die Entwickelbarkeit
leicht schlechter wird, und der Antriebsmotor selbst muss verhältnismäßig stark
gemacht werden, was ein Hindernis dabei ist, die Vorrichtung kompakter
zu machen.
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Ferner
beträgt
die tatsächliche
spezifische Dichte des Toners zum Entwickeln latenter elektrostatischer
Bilder 1,33 bis 1,62 g/cm3, was im Vergleich
zu normalen magnetischen Tonern hoch ist. Auf diese Weise können gute
Aufladbarkeit und auch Bilder hoher Qualität erhalten werden, weil der
Toner leicht fließt.
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Die
tatsächliche
spezifische Dichte ist 1,33 bis 1,62 g/cm3,
und 1,35 bis 1,60 g/cm3 ist bevorzugt und 1,35
bis 1,55 g/cm3 ist bevorzugter und 1,40
bis 1,55 g/cm3 ist besonders bevorzugt.
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Wenn
die tatsächliche
spezifische Dichte des Toners weniger als 1,33 g/cm3 beträgt, so ist
es für
den Toner schwierig zu fließen,
und die Aufladbarkeit wird verschlechtert. Wenn eine große Menge
von einem externen Additiv beinhaltet ist, um diese Verschlechterung
auszugleichen, besteht der Mangel, dass verschiedene Arten von Problemen
auftreten.
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Wenn
andererseits die tatsächliche
spezifische Dichte des Toners 1,62 g/cm3 übersteigt,
wird die Entwickelbarkeit schlechter und das pro gleiche Menge Anhaftung
benötigte
Gewicht des Toners wird groß.
Demnach bestehen die Mängel, dass
das System vom Kostenstandpunkt aus gesehen unvorteilhaft ist, die
spezifische Dichte zunimmt, obwohl die magnetische Zusammenhaltekraft
niedrig ist, und eine Zunahme der Größe der Vorrichtung gegeben
ist, die mit der Verwendung eines starken Antriebsmotors wegen erhöhtem Drehmoment
zum Rühren
des Toners einher geht. Demgemäß gibt es
angemessene Bereiche für
die Fluidität
des Toners der Vorrichtung, um die Vorrichtung kompakter zu machen,
und auch für
die tatsächliche
spezifische Dichte. Der Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer
Bilder der vorliegenden Erfindung fällt in diese angemessenen Bereiche.
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Das
Metallmaterial ist nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt, dass es
ein Metallmaterial ist, wie ein Metall, ein Metalloxid, eine Legierung
oder dergleichen, mit dem die Sättigungsmagnetisierung
und die tatsächliche
spezifische Dichte zum Zeitpunkt der Erzeugung des Toners zum Entwickeln
latenter elektrostatischer Bilder erfüllt werden können. Jedoch
sind Hämatit,
Magnetit und dergleichen, an deren Oberfläche eine oder zwei oder mehr
Arten von Verbindungen existieren, die aus Verbindungen der Elemente
aus Fe, Mn, Ti, Cu, Si beziehungsweise C ausgewählt sind, zu bevorzugen. Oder
es kann ein Metallmaterial verwendet werden, welches wegen einer
Oberflächenbehandlung
mit einem Pigment und/oder Farbstoff für eine gewünschte Farbe sorgt.
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Beispiele
von dem Material, das bei der Oberflächenbehandlung des Metallmaterials
verwendet werden kann, sind Farbstoffe und Pigmente wie Ruß, Eisenschwarz,
Anilinschwarz, Graphit, Fulleren und dergleichen, welche zum Verleihen
schwarzer Farbe dienen. Ferner können
auch Farbstoffe und Pigmente oder Verbindungen oder dergleichen
verwendet werden, in welchen schwarze Farbe erscheinen gelassen
wird, indem eine Vielzahl von Farbstoffen und Pigmenten oder Verbindungen
in Kombination verwendet wird.
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Ferner
ist es möglich,
als das Metallmaterial, und zwar als das vorstehend erwähnte Metallmaterial, Substanzen
zu verwenden, welchen Verbindungen von Blei, Zinn, Aluminium, Antimon,
Natrium, Magnesium, Phosphor, Schwefel, Kalium, Calcium, Chrom,
Cobalt, Selen, Beryllium, Bismut, Cadmium, Nickel, Wolfram, Vanadium, Zink,
Chlor und dergleichen zugesetzt wurden.
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Zusätzlich zu
dem aus einem Metallmaterial gebildeten farbgebenden Mittel kann
der Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder auch
bekannte farbgebende Mittel enthalten. Beispiele von bekannten schwarzen
farbgebenden Mitteln sind Metallsalz-Azofarbstoffe oder Azinfarbstoffe,
wie Ruß, Ölofenruß, Kanalruß, Lampenruß, Alkoholruß, Acetylenruß, Anilinschwarz
oder dergleichen. Für
den Schwarztoner wird das schwarze farbgebende Mittel in Kombination
in einem Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% verwendet, vorzugsweise
0,01 bis 5 Gew.-% und bevorzugter 0,01 bis 3 Gew.-%, bezogen auf
das Gesamtgewicht des Toners. Es ist möglich, ein farbgebendes Mittel
blauer Farbe wie Kupferphthalocyaninblau oder dergleichen in Kombination
als eine Hilfsfarbe zu verwenden. Obwohl der Zusatz einer kleinen
Menge eines farbgebenden Mittels, wie von dem vorstehend erwähnten Ruß, Ölofenruß oder dergleichen
unter den Gesichtspunkten, die Farbe einzustellen und den Schwarzheitsgrad
der Farbe zu erhöhen,
hervorragend ist, ist es unter den Gesichtspunkten des elektrischen
Widerstands und der Dispergierbarkeit vorzuziehen, kein farbgebendes
Mittel zu beinhalten. Ferner nimmt der elektrische Widerstand des
Toners ab und die Dispergierbarkeit ist unzureichend, wenn die enthaltene
Menge 5 Gew.-% übersteigt.
Demnach tritt leicht Tonerablagerung auf dem Hintergrund von Bildern und
Tonerstreuung auf, und ungleichmäßige Entwicklung
tritt auf, weil eine magnetische Zusammenhaltekraft nicht erhalten
werden kann. Da die Wirkung, die Oberfläche des lichtempfindlichen
Körpers
zu polieren, nicht ausreichend ist, tritt leicht Filmbildung auf.
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Beispiele
von bekannten zu Gelb, Magenta und Cyan farbgebenden Mitteln sind
die folgenden.
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Beispiele von gelben farbgebenden
Mitteln
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- C. I. Pigmentgelb 1: Symuler Echtgelb GH (hergestellt von
Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated)
- C. I. Pigmentgelb 3: Symuler Echtgelb 10GH (hergestellt von
Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated)
- C. I. Pigmentgelb 12: Symuler Echtgelb GF (hergestellt von Dainippon
Ink and Chemicals, Incorporated)
- C. I. Pigmentgelb 13: Symuler Echtgelb GRF (hergestellt von
Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated)
- C. I. Pigmentgelb 14: Symuler Echtgelb SGR (hergestellt von
Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated)
- C. I. Pigmentgelb 17: Symuler Echtgelb 8GR (hergestellt von
Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated)
- Gelb 152 (hergestellt von Arimoto Chemical Co., Ltd.) als C.
I. Pigment 12
- Pigmentgelb GRT (hergestellt von Sanyo Color Works, Ltd.)
- Sumikaprint Gelb ST-O (hergestellt von Sumitomo Chemical Co.,
Ltd.)
- Benzidingelb 1316 (hergestellt von Noma Chemical Industry Co.,
Ltd.)
- Seika Echtgelb 2300 (hergestellt von Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.
Co., Ltd.)
- Lionolgelb GRT (hergestellt von Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.)
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Beispiele von Magenta-farbgebenden
Mitteln
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- C. I. Pigmentrot 81: Symuler Rhodamin Y Toner F (hergestellt
von Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated)
- C. I. Pigmentrot 122
- C. I. Pigmentrot 57: Symuler Brillantkarmin LB (hergestellt
von Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated)
- C. I. Pigmentrot 22: Symuler Echtbrillantscharlach BG (hergestellt
von Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated)
- C. I. Pigmentrot 21: Sanyo Echtrot GR (hergestellt von Sanyo
Color Works, Ltd.) C. I. Pigmentrot 18: Sanyo Tolvidine Mayoon Medium
(hergestellt von Sanyo Color Works, Ltd.)
- C. I. Pigmentrot 114: Symuler Fast Carmine BS (hergestellt von
Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated)
- C. I. Pigmentrot 112: Symuler Echtrot FGR (hergestellt von Dainippon
Ink and Chemicals, Incorporated)
- C. I. Pigmentrot 5: Symuler Echtkarmin FB (hergestellt von Dainippon
Ink and Chemicals, Incorporated)
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Beispiele von Cyan-farbgebenden
Mitteln
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- C. I. Pigmentblau 15: Fastogenblau GS (hergestellt von Dainippon
Ink and Chemicals, Incorporated),
- Chromobine SR (hergestellt von Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.
Co., Ltd.)
- C. I. Pigmentblau 16: Sumitone Cyaninblau LG (hergestellt von
Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
- C. I. Pigmentgrün
7: Phthalocyaningrün
(hergestellt von Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.)
- C. I. Pigmentgrün
36: Cyaningrün
2YL (hergestellt von Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.)
- C. I. Pigmentblau 15:13: Cyaninblau GGK (hergestellt von Nippon
Pigment Co., Ltd.)
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Auf
diese Weise kann das Metallmaterial mit der vorstehend beschriebenen
Struktur für
eine schwarze Farbe sorgen. So kann das aus dem Metallmaterial erzeugte
farbgebende Mittel an Stelle von Ruß oder dergleichen als ein
schwarzes farbgebendes Mittel dienen. Durch Verwenden eines solchen
Materials kann Filmbildung und dergleichen wegen der Auswirkung,
den lichtempfindlichen Körper
zu polieren, verhindert werden.
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Der
mittlere Teilchendurchmesser des Materials beträgt vorzugsweise 0,01 bis 0,8 μm, und bevorzugter
0,02 bis 0,5 μm.
Wenn der mittlere Teilchendurchmesser weniger als 0,01 μm beträgt, wird
die Dispergierbarkeit in das Bindemittelharz hinein verschlechtert,
und ebenso ist auch die Fixierbarkeit schlecht. Wenn ferner der
mittlere Teilchendurchmesser 0,8 μm übersteigt,
kann ein ausreichendes Maß an
Färbung
nicht erhalten werden, und die Dispergierbarkeit in das Bindemittelharz
hinein ist ebenfalls schlecht.
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Die
enthaltene Menge von dem Metallmaterial beträgt vorzugsweise 5 bis 50 Gewichtsteile,
bevorzugter 5 bis 40 Gewichtsteile und besonders bevorzugt 10 bis
25 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes.
Wenn die von dem Metallmaterial enthaltene Menge weniger als 5 Gewichtsteile
ist, wird die Farbgebungskraft des Toners schlechter und die Auswirkung,
die Oberfläche
des lichtempfindlichen Körpers
zu polieren, ist unzureichend. Daher tritt leicht Filmbildung auf.
Insbesondere in dem Fall, wo eine Bilderzeugungsvorrichtung verwendet
wird, die in dem Zurückgewinnungsabschnitt
ein Mittel zum Erzeugen eines magnetischen Feldes verwendet, wird
die Sättigungsmagnetisierung
des Toners schlechter, und daher ist die Zurückführung des zurück gewonnenen
Toners schwierig. Wenn die enthaltene Menge mehr als 50 Gewichtsteile
ist, klebt das Metallmaterial zusammen und die Dispergierbarkeit
wird schlechter, und wegen einer Verschlechterung der Aufladbarkeit
wird die Entwickelbarkeit schlechter. Da ferner der prozentuale
Anteil des Bindemittelharzes in dem Toner verhältnismäßig niedrig ist, nimmt die
Fixierstärke
des Toners an dem Papier ab, welche eine von dem Bindemittelharz
herzuleitende Tonereigenschaft ist. Der Toner geht nach dem Fixieren
von dem Bild ab, und es treten leicht Verschlechterungen der Bildqualität, wie gestörtes Bild,
Ausbluten und dergleichen auf.
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Die
magnetischen Merkmale des Metallmaterials sind nicht besonders beschränkt, jedoch
fällt die
Sättigungsmagnetisierung,
gemessen beim Anlegen eines magnetischen Feldes von 10 kOe, vorzugsweise
in einen Bereich von 0,05 bis 60 Am2/kg
(0,05 bis 60 emu/g), und besonders bevorzugt beträgt sie 0,1
bis 40 Am2/kg (0,01 bis 40 emu/g). Wenn
die Sättigungsmagnetisierung
zu groß ist,
verkleben wegen des Magnetismus die Metallmaterialien leicht miteinander,
und da die Sättigungsmagnetisierung
des Toners ebenfalls zunimmt, nimmt die magnetische Zusammenhaltekraft
des Toners in Bezug den Entwicklungsträger zu, wie den Träger oder
die Entwicklungsmanschette oder dergleichen. Auf diese Weise wird
die Entwickelbarkeit schlechter, und die Bilddichte nimmt ab. Ferner
schmilzt der Toner leicht an der Oberfläche des Trägers an, weil der Toner sich
kaum von der Trägeroberfläche trennt,
und es tritt leicht so genannter erschöpfter Träger auf. Außerdem wird auch die Fixierbarkeit
schlechter.
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Der
dielektrische Verlustfaktor des Toners beträgt vorzugsweise 2,5 × 10–3 bis
7,5 × 10–3,
und besonders bevorzugt 2,5 × 10–3 bis
5,0 × 10–3.
Indem man dafür
sorgt, dass der dielektrische Verlustfaktor des Toners in den Bereich
von 2,5 × 10–3 bis
7,5 × 10–3 fällt, ist
der Dispergierungszustand des farbgebenden Mittels und dergleichen
in dem Toner gleichmäßig, und
er ist ein fein verteilter Zustand. Die Ladungsmengenverteilung
des Toners wird dadurch so gesteuert, dass sie in einem konstanten,
engen Bereich liegt, und es wird eine hervorragende Fähigkeit
zur Beibehaltung der Aufladung und Stabilität erhalten. Wenn der dielektrische
Verlustfaktor des Toners zu hoch ist, ist die elektrische Leitfähigkeit
hoch, und daher tritt schlechte Aufladung auf, und es kann eine
Neigung zur Tonerablagerung auf dem Hintergrund von Bildern und
zum Anstieg der Tonerstreuung bemerkt werden. Da überdies
die Dispergierbarkeit von dem farbgebenden Mittel und dergleichen
in dem Toner schlechter wird, ist die Ladungsmengenverteilung des
Toners nicht gleichmäßig, und
es können
keine Bilder hoher Qualität
auf stabile Weise erhalten werden. Wenn überdies der dielektrische Verlustfaktor
des Toners zu niedrig ist, nimmt die Ladungsmenge zu, weil der Widerstand
ansteigt, und es kann eine Neigung zu einer Verschlechterung der
Bildqualität
bemerkt werden. Die Messung des dielektrischen Verlustfaktors des
Toners wurde wie folgt durchgeführt.
Zuerst wurde der Toner, der zu einer Pelletform von etwa 2 mm Dicke
geformt wurde, auf eine Elektrode für einen Feststoff (SE-70, hergestellt
von Ando Electric Co., Ltd.) gesetzt. Sodann wurde die Phasenverschiebung
bei Anlegen eines Wechselstroms von 1 kHz zwischen den Elektroden
mit einer Messvorrichtung für
den dielektrischen Verlust (TR-10C, hergestellt von Ando Electric
Co., Ltd.) gemessen, und daraus wurde der dielektrische Verlustfaktor
des Toners berechnet.
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Die
Restmagnetisierung des Toners der vorliegenden Erfindung, gemessen
beim Anlegen eines magnetischen Feldes von 10 kOe, beträgt vorzugsweise
4 Am2/kg (4 emu/g) oder weniger, und besonders
bevorzugt 1 Am2/kg (1 emu/g). Wenn die Sättigungsmagnetisierung
des Toners zu hoch ist, neigen die Dispergierbarkeit und die Lebensdauer
des Toners dazu, schlechter zu werden.
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Ferner
ist es bevorzugt, dass die Koerzitivkraft des Toners 50 Oe oder
weniger ist. Wenn die Koerzitivkraft des Toners zu hoch ist, wird
das aneinander Haften zwischen Tonerteilchen stark, und die Fluidität des Toners
kann verschlechtert werden. Hier wurde bei der Messung der magnetischen
Merkmale des farbgebenden Mittels und des Toners ein Magnetisierungs-Messgerät BHU-60,
hergestellt von Riken Denshi KK verwendet, um die Sättigungsmagnetisierung,
die Restmagnetisierung und die Koerzitivkraft aus einer Verlaufskurve zu
dem Zeitpunkt zu bestimmen, in dem ein magnetisches Feld auf einem
Toner, welcher in eine Zelle mit einem Innendurchmesser von 7 mm Φ und einer
Höhe von
10 mm eingefüllt
war, auf 10 kOe hochgefahren wurde.
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Als
das Bindemittelharz, welches in dem Toner der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, können herkömmlicher
Weise bekannte Bindemittelharze verwendet werden. Zum Beispiel können Styrole
wie Polystyrol, Poly-p-Styrol, Polyvinyltoluol oder dergleichen,
oder Einzelpolymere von Substitutionsprodukten davon; Styrol-Copolymere wie Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymer,
Styrol-Propylen-Copolymer, Styrol-Vinyltoluol-Copolymer, Styrol-Methylacrylat-Copolymer,
Styrol-Ethylacrylat-Copolymer,
Styrol-Methacrylat-Copolymer, Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer,
Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Butylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Methyl-α-Chloracrylat-Copolymer,
Styrol-Acrylnitril-Copolymer, Styrol-Vinylmethylether-Copolymer, Styrol-Vinylmethylketon-Copolymer,
Styrol-Butadien-Copolymer,
Styrol-Isopropyl-Copolymer, Styrol-Maleat-Copolymer und dergleichen;
Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat,
Polyethylen, Polyester, Polyurethan, Epoxyharz, Polyvinylbutyral,
Polyacrylharz, Kolophonium, denaturiertes Kolophonium, Terpenharz,
Phenolharz, aliphatische oder aliphatische Kohlenwasserstoffharze,
aromatische Petroleumharze und dergleichen allein oder zusammen
gemischt verwendet werden.
-
Unter
den vorstehend aufgelisteten Verbindungen hat Polyesterharz die
Eigenschaft, scharf zu schmelzen, und sogar bei einem niedrigen
Molekulargewicht ist die Kohäsion
des Harzes stark. Auf diese Weise ist Polyesterharz ein Harz, mit
welchem Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und auch Verschmierfestigkeit
leicht erreicht werden können.
Aus diesen Gründen
ist Polyesterharz bevorzugt. Wenn ferner Polyesterharz und andere
Harze in Kombination verwendet werden, ist es bevorzugt, dass 80
Gewichts-% oder mehr des Bindemittelharzes Polyesterharz ist, so
dass die guten Merkmale, die Polyesterharz hat, nicht leiden.
-
Das
Polyesterharz ist vorzugsweise ein Polyesterharz, erhalten durch
Umsetzen von
- (a) mindestens einer Art von irgendeiner
aus zweiwertigen Carbonsäuren
und Niedrigalkylestern davon und Säureanhydriden davon;
- (b) einer Diolkomponente, die durch die folgende allgemeine
Formel (I) ausgedrückt
wird: (in dieser
Formel können
R1 und R2 gleich
oder verschieden sein und sind jeweils eine Alkylengruppe mit 2 bis
4 Kohlenstoffatomen; und x und y sind positive ganze Zahlen, deren
Summe 2 bis 16 beträgt);
und
- (c) mindestens einer Art von irgendeiner aus mehrwertigen Carbonsäuren, die
drei- oder mehrwertig
sind und Niedrigalkylestern davon und Säureanhydriden davon und mehrwertigen
Alkoholen, die drei- oder mehrwertig sind.
-
Beispiele
der zweiwertigen Carbonsäuren
und Niedrigalkylester davon und Säureanhydride davon des vorstehenden
Punktes (a) sind Terephthalsäure,
Isophthalsäure,
Sebacinsäure,
Isodecylsuccinat, Maleinsäure,
Fumarsäure
und Monomethyl-, Monoethyl-, Dimethyl- und Diethylester davon, und
Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid
und dergleichen. Insbesondere Terephthalsäure, Isophthalsäure und
Dimethylester davon sind unter den Gesichtspunkten von Blockierfestigkeit
und Kosten zu bevorzugen. Diese zweiwertigen Carbonsäuren und
Niedrigalkylester und Säureanhydride
davon beeinflussen in großem
Ausmaß die
Fixierbarkeit und die Blockierfestigkeit des Toners. Und zwar wird
die Blockierfestigkeit besser, wenn eine große Menge einer aromatischen
Terephthalsäure
oder Isophthalsäure
oder dergleichen verwendet wird, obwohl dies von dem Kondensationsgrad
abhängt,
die Fixierbarkeit wird aber verschlechtert. Wenn im Gegenteil eine
große
Menge von Sebacinsäure,
Isodecylbernsteinsäure,
Maleinsäure,
Fumarsäure
oder dergleichen verwendet wird, so wird die Fixierbarkeit verbessert,
die Blockierfestigkeit wird aber verschlechtert. Demgemäß müssen diese
zweiwertigen Carbonsäuren
in geeigneter Weise ausgewählt
und einzeln oder in Kombination gemäß den Zusammensetzungen, Verhältnissen
und Kondensationsgraden von anderen Monomeren verwendet werden.
-
Beispiele
der durch die allgemeine Formel (I) des vorstehenden Punktes (b)
ausgedrückten
Diolkomponente sind
Polyoxypropylen-(n)-polyoxyethylen-(n')-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan,
Polyoxypropylen-(n)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan,
Polyoxyethylen-(n)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan
und dergleichen. Insbesondere
Polyoxypropylen-(n)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan,
in welchem 2,1 ≤ n ≤ 2,5 ist,
und
Polyoxyethylen-(n)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, in welchem
2,0 ≤ n ≤ 2,5 ist,
sind zu bevorzugen. Solche Diolkomponenten haben die Vorteile, dass
die Glasübergangstemperatur
verbessert wird und die Umsetzung leicht gesteuert werden kann.
-
Aliphatische
Diole, wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol,
1,4-Butandiol, Neopentylglycol, Propylenglycol und dergleichen können auch
als die Diolkomponente verwendet werden.
-
Jedoch
sind diese aliphatischen Diole im Vergleich zu den durch die vorstehende
allgemeine Formel (I) ausgedrückten
Diolen weich und erniedrigen leicht die Glasübergangstemperatur. Wenn eine übermäßige Menge
zugesetzt wird, ist daher nicht nur die Verschmierfestigkeit unzureichend,
sondern es nimmt auch die Zusammenschmelzneigung zwischen den Tonerteilchen
zu, und Additive und dergleichen sinken leicht ab und so tritt leicht
Zusammenkleben auf.
-
Beispiele
der mehrwertigen Carbonsäuren,
die drei- oder mehrwertig sind und von Niedrigalkylestern und Säureanhydriden
davon des vorstehenden Punktes (c) sind 1,2,4-Benzoltricarbonsäure (Trimellitsäure), 1,3,5-Benzoltricarbonsäure, 1,2,4-Cyclohexantricarbonsäure, 2,5,7-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4-Butantricarbonsäure, 1,2,5-Hexantricarbonsäure, 1,3-Dicarboxyl-2-methyl-2-methylencarboxypropan,
Tetra(methylencarboxy)methan, 1,2,7,8-Octantetracarbonsäure, Enpoltrimersäuren und Monomethyl-,
Monoethyl-, Dimethyl- und Diethylester davon und dergleichen.
-
Beispiele
von dem mehrwertigen Alkohol des vorstehenden Punktes (c), der drei- oder mehrwertig
ist, sind Sorbitol, 1,2,3,6-Hexantetrol, 1,3-Sorbitan, Pentaerythrit,
Dipentaerythrit, Tripentaerythrit, Saccharose, 1,2,4-Butantriol,
1,2,5-Pentantriol, Glycerin, Diglycerin, 2-Methylpropantriol, 2-Methyl-1,2,4-butantriol,
Trimethylolethan, Trimethylolpropan, 1,3,5-Trihydroxymethylbenzol
und dergleichen.
-
Unter
diesen Monomeren, die drei- oder mehrwertig sind, sind insbesondere
Benzoltricarbonsäuren wie
Benzoltricarbonsäure,
Säureanhydride
davon und Ester davon und dergleichen unter dem Gesichtspunkt, Fixierbarkeit
und auch Verschmierfestigkeit zu erreichen, zu bevorzugen. Wenn
außerdem
ein eine Benzoltricarbonsäure
verwendender Toner in einer Bilderzeugungsvorrichtung verwendet
wird, welche in einem Entwicklungsabschnitt Toner zurückführt, welcher
von einem Bildträger
wie einem lichtempfindlichen Körper,
einem Zwischenübertragungskörper, einem Übertragungsband
oder dergleichen zurück
gewonnen wurde, tritt schwerlich Zerbrechen der Tonerteilchen wegen
mechanischen externen Kräften
wie Reibung, Rühren
oder dergleichen bei dem Zeitpunkt der Bewegung zu dem Reinigungsabschnitt
oder Entwicklungsabschnitt auf. Demnach ist dies bevorzugt, weil
wenig Veränderung
des Tonerteilchendurchmessers im Laufe der Zeit auftritt und gute
Auswirkungen in Bezug auf Lebensdauer und dergleichen erhalten werden
können.
-
Das
Mischungsverhältnis
des vorstehenden mehrwertigen Monomers, welches drei- oder mehrwertig ist,
beträgt
vorzugsweise etwa 1 bis 30 Mol-% der gesamten Monomerzusammensetzung.
Wenn das Verhältnis
weniger als 1 Mol-% beträgt,
wird die Verschmierfestigkeit des Toners verschlechtert, und auch
die Lebensdauer neigt dazu, abzunehmen. Wenn andererseits das Verhältnis 30
Mol-% übersteigt,
neigt die Fixierbarkeit des Toners dazu, schlechter zu werden.
-
Die
Glasübergangstemperatur
(Tg) des vorstehenden Bindemittelharzes beträgt unter dem Gesichtspunkt
der wärmebeständigen Aufbewahrbarkeit
und dergleichen vorzugsweise 55°C
oder mehr, und besonders bevorzugt 60°C oder mehr.
-
Das
Verfahren zur Herstellung des vorstehenden Bindemittelharzes ist
nicht besonders beschränkt, und
es kann irgendeines aus Massenpolymerisation, Lösungspolymerisation, Emulsionspolymerisation,
Suspensionspolymerisation und dergleichen verwendet werden.
-
Formtrennmittel,
Ladungssteuerungsmittel, Additive und dergleichen können je
nach Bedarf dem Toner der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden.
-
Es
können
herkömmlicher
Weise verwendete Formtrennmittel in dem Toner der vorliegenden Erfindung
verwendet werden. Insbesondere ist es bevorzugt, von freier Fettsäure befreites
Carnaubawachs, Montanwachs oder oxidiertes Reiswachs allein oder
in Kombination zu verwenden.
-
Es
kann ein mikrokristallines Carnaubawachs verwendet werden, und besonders
bevorzugt ist ein Carnaubawachs, dessen Säurezahl 5 oder weniger beträgt und dessen
Teilchendurchmesser, wenn es in dem Bindemittelharz dispergiert
ist, 1 μm
oder weniger beträgt.
-
Montanwachs
bedeutet allgemein ein Wachs vom Montantyp, welches von Mineralien
befreit ist, aber in der gleichen Weise wie bei dem Carnaubawachs
ist ein Montanwachs, welches mikrokristallin ist und eine Säurezahl
von 5 bis 14 hat, zu bevorzugen.
-
Oxidiertes
Reiswachs wird durch Luftoxidation von Reiszweigwachs erhalten,
und die Säurezahl
davon ist vorzugsweise 10 bis 30.
-
Beispiele
von anderen Formtrennmitteln sind festes Siliconwachs, höhere Alkohole
von höheren
Fettsäuren,
Esterwachse vom Montantyp, Polypropylenwachs mit niedrigem Molekulargewicht
und dergleichen. Diese Formtrennmittel können in einem Zustand verwendet
werden, wo sie mit irgendwelchen anderen, herkömmlicher Weise bekannten Formtrennmitteln
zusammen gemischt sind.
-
Der
Schmelzpunkt der vorstehenden Formtrennmittel beträgt vorzugsweise
75 bis 125°C.
Indem der Schmelzpunkt zu 75°C
oder mehr gemacht wird, kann der Toner mit hervorragender Lebensdauer
versehen werden. Indem ferner der Schmelzpunkt zu 125°C oder weniger
gemacht wird, schmilzt das Formtrennmittel zu dem Zeitpunkt des
Fixierens schnell, und es kann eine verlässliche Formtrennwirkung aufgewiesen
werden.
-
Die
enthaltene Menge des Formtrennmittels ist vorzugsweise 1 bis 20
Gewichtsteile, und besonders bevorzugt 2 bis 10 Gewichtsteile in
Bezug auf 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes. Wenn die enthaltene Menge
des Bindemittelharzes zu niedrig ist, ist die Auswirkung, Verschmieren
zu verhindern, unzureichend, und wenn die enthaltene Menge zu hoch
ist, werden die Lebensdauer und dergleichen verschlechtert.
-
Hier
wurde der Schmelzpunkt des Formtrennmittels wie folgt gemessen.
Der Schmelzpunkt wurde unter der Bedingung einer Geschwindigkeit
der Temperaturerhöhung
von 10°C/min
mit einem Schmelzpunkt-Messgerät,
hergestellt von Rigaku Denki Co. (dem Rigaku THERMOFLEX TG8110)
gemessen. Der Maximalpeak der Wärmeabsorptionskurve
war der Schmelzpunkt.
-
In
dem Toner der vorliegenden Erfindung können herkömmlicher Weise bekannte Ladungssteuerungsmittel
verwendet werden. Als erstes sind Beispiele von Ladungssteuerungsmitteln,
welche die positive Aufladbarkeit des Toners steuern, Nigrosin und
modifizierte Produkte davon; quaternäre Ammoniumsalze wie Tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphtholsulfonat,
Tetrabutylammoniumtetrafluoroborat und dergleichen; Diorganozinnoxide
wie Dibutylzinnoxid, Dioctylzinnoxid, Dicyclohexylzinnoxid und dergleichen;
Diorganozinnborate wie Dibutylzinnborat, Dioctylzinnborat, Dicyclohexylzinnborat
und dergleichen; und dergleichen. Ferner sind Beispiele von Ladungssteuerungsmitteln,
welche die negative Aufladbarkeit des Toners steuern, Azometallkomplexe
und Salze wie Azoeisenkomplex oder dergleichen, Metallkomplexe und
Salze von Salicylsäure,
Salze von Organoborsäuren,
Verbindungen vom Typ des Calyxallens und dergleichen. Diese können allein
oder in einer Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
-
Die
enthaltene Menge des vorstehenden Ladungssteuerungsmittels beträgt vorzugsweise
0,1 bis 10 Gewichtsteile, und besonders bevorzugt 1 bis 5 Gewichtsteile
in Bezug auf 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes.
-
Als
Additive in dem Toner der vorliegenden Erfindung können herkömmlicher
Weise bekannte Additive verwendet werden. Spezifische Beispiele
sind Oxide, komplexe Oxide und dergleichen von Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr,
Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, V, Zr und dergleichen.
Insbesondere Siliciumdioxid und Titandioxid, welche Oxide von Si
und Ti sind, werden unter dem Gesichtspunkt, die Fluidität, die Ladungsstabilisierung,
die Zurückführbarkeit
und dergleichen zu verbessern, geeigneter Weise verwendet.
-
Die
zugesetzte Menge von dem Additiv beträgt vorzugsweise 0,1 bis 5 Gewichtsteile,
und besonders bevorzugt 0,5 bis 2 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile
der Mutterteilchen. Wenn die zugesetzte Menge von dem Additiv zu
gering ist, wird die Fluidität
des Toners schlechter. So kann ausreichende Aufladbarkeit nicht erhalten
werden, und auch die Übertragbarkeit
und wärmefeste
Stabilität
sind unzureichend. Ferner tritt leicht Tonerablagerung auf dem Hintergrund
von Bildern und Tonerstreuung auf. Wenn die zugesetzte Menge von dem
Additiv zu groß ist,
neigen obwohl die Fluidität
besser wird, mangelhafte Reinigung des lichtempfindlichen Körpers, wie
Klappern, Abgehen des Bleches und dergleichen dazu, aufzutreten,
und wegen des Additivs, das von dem Toner frei wird, tritt leicht
Filmbildung auf dem lichtempfindlichen Körper und dergleichen auf. Die
Lebensdauer des Reinigungsbleches, des lichtempfindlichen Körpers und
von dergleichen wird schlechter, und auch die Fixierbarkeit wird
schlechter.
-
Es
gibt verschiedene Verfahren zum Messen der im Toner enthaltenen
Menge, aber allgemein wird die enthaltene Menge mit einem Röntgenfluoreszenz-Analyseverfahren
gemessen. Das heißt,
für einen
Toner, für welchen
die enthaltene Menge von Additiv bekannt ist, wird mit einem Röntgenfluoreszenz-Analyseverfahren eine
Eichkurve hergestellt. Durch Verwendung dieser Eichkurve kann die
enthaltene Menge an Additiv bestimmt werden.
-
Je
nach Bedarf können
die vorstehenden Additive einer Oberflächenbehandlung zum Zweck der
Hydrophobierung, Verbesserung der Fluidität, Steuerung der Aufladbarkeit
oder dergleichen unterworfen werden. Als das bei der Oberflächenbehandlung
verwendete Behandlungsmittel sind organische Siliciumverbindungen zu
bevorzugen, und Beispiele davon beinhalten Alkylchlorsilane, wie
Methyltrichlorsilan, Octyltrichlorsilan, Dimethyldichlorsilan und
dergleichen; Alkylmethoxysilane wie Dimethyldimethoxysilan, Octyltrimethoxysilan
und dergleichen; Hexamethyldisilazan, Siliconöl und dergleichen.
-
Beispiele
des Behandlungsverfahrens beinhalten ein Verfahren des Eintauchens
eines Additivs in eine Lösung,
die eine organische Silanverbindung enthält und des Durchführens von
Trocknung, ein Verfahren des Aufsprühens einer ein Silankupplungsmittel
enthaltenden Lösung
auf das Additiv und des Durchführens
von Trocknung und dergleichen. In der vorliegenden Erfindung kann
jedes Verfahren in geeigneter Weise verwendet werden.
-
Unter
dem Gesichtspunkt, Fluidität
und dergleichen zu verleihen, beträgt der mittlere Primärteilchen-Durchmesser
des vorstehenden Additivs vorzugsweise 0,002 bis 0,1 μm, und besonders
bevorzugt 0,005 bis 0,05 μm.
-
Wenn
der mittlere Teilchendurchmesser zu klein ist, sinkt das Additiv
leicht in die Oberfläche
der Mutterteilchen ein. So tritt leicht Zusammenkleben auf, und
es kann nicht ausreichend Fluidität erhalten werden. Ferner neigt
auf dem lichtempfindlichen Körper
Filmbildung dazu, aufzutreten. Diese Phänomene treten bei Bedingungen
von hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit auf. Ferner tritt leicht
Zusammenkleben der Additive auf, und auch aus diesem Grund kann
nicht ausreichende Fluidität
erhalten werden. Insbesondere wenn eine Bilderzeugungsvorrichtung
verwendet wird, welche an dem Entwicklungsabschnitt den Toner zurückführt, welcher
von einem Bildträger
wie einem lichtempfindlichen Körper,
einem Zwischenübertragungskörper, einem Übertragungsband
oder dergleichen zurück
gewonnen wurde, wird die Förderbarkeit
zu dem Zeitpunkt der Bewegung zu dem Entwicklungsabschnitt verschlechtert,
weil die Fluidität
schlechter wird. Ferner werden während
der Bewegung zu dem Reinigungsabschnitt, dem Entwicklungsabschnitt
oder dergleichen mechanische äußere Kräfte wie
Reibung, Rühren
und dergleichen empfangen, und so neigt Zusammenkleben dazu, aufzutreten.
Als ein Ergebnis neigen ungleichmäßige Übertragung, Fehlstellen, und
Verschmutzung des Inneren des Gerätes wegen Tonerablagerung auf
dem Hintergrund von Bildern zum Auftreten und der Toner neigt dazu,
im Laufe der Zeit schlechter zu werden, wenn diese Toner durch Zurückführung wieder
in den Entwicklungsabschnitt zugemischt werden. Überdies werden leicht die wärmefeste
Aufbewahrbarkeit, die Entwickelbarkeit und dergleichen verschlechtert.
-
Mit
einem Additiv, dessen mittlerer Teilchendurchmesser zu groß ist, wird
die Fluidität
des Toners schlechter. Auf diese Weise kann ausreichende Aufladbarkeit
nicht erhalten werden, und es tritt leicht Tonerablagerung auf dem
Hintergrund von Bildern und Tonerstreuung auf. Ferner wird leicht
die Oberfläche
des lichtempfindlichen Körpers
zerkratzt und es wird verursacht, dass leicht Filmbildung und dergleichen
auftreten.
-
Der
Teilchendurchmesser des Additivs kann durch Messung mit einem Elektronenmikroskop
vom Transmissionstyp leicht bestimmt werden.
-
Zusätzlich zu
den vorstehend erwähnten
Additiven kann der Toner der vorliegenden Erfindung andere Additive
enthalten. Beispiele von anderen Additiven beinhalten als ein Gleitmittel
Teflon, Zinkstearat, Polyvinylidenfluorid und dergleichen; und als
ein Abrasivmittel Ceroxid, Siliciumcarbid, Strontiumtitanat und
dergleichen; und als ein elektrische Leitfähigkeit verleihendes Mittel
Zinkoxid, Antimonoxid, Zinnoxid und dergleichen. Das Verfahren zur
Herstellung des Toners der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders
beschränkt,
und der Toner kann allgemein wie folgt hergestellt werden.
- (1) Das vorstehende Bindemittelharz, farbgebende
Mittel und wie benötigt
Ladungssteuerungsmittel, Formtrennmittel, andere Additive und dergleichen
werden mit einer Mischvorrichtung, wie einem Henschelmischer, ausreichend
zusammen gemischt.
- (2) Die strukturellen Materialien werden gut geknetet, und zwar
mit einer diskontinuierlichen Zweiwalzen-Mischvorrichtung, einem
Banbury-Mischer oder einem kontinuierlichen Doppelschneckenextruder,
wie dem Doppelschneckenextruder des Typs KTK, hergestellt von Kobe
Steel Ltd., dem Doppelschneckenextruder des Typs TEM oder dem Doppelschneckenextruder
KCK, hergestellt von Toshiba Machine Co., Ltd., dem von Ikegai Tekko
Co. hergestellten Doppelschneckenextruder des Typs PCM, dem von
Kurimoto Ltd. hergestellten Doppelschneckenextruder des Typs KEX;
oder einem kontinuierlichen Einschneckenkneter, wie dem von Buss
Co., Ltd. hergestellten Wärmekneter
Co-kneader.
- (3) Nachdem die geknetete Substanz abgekühlt ist, wird die Substanz
mit einer Hammermühle
oder dergleichen grob gemahlen, und dann mit einer mechanischen
Pulverisiervorrichtung oder einer Feinpulverisierungsvorrichtung,
die einen Düsenluftstrom
verwendet, fein gemahlen. Die gemahlene Substanz wird durch Verwendung
einer Sichtungsvorrichtung, die einen Wirbelstrom aus Luft verwendet,
oder einer den Coanda-Effekt verwendenden Sichtungsvorrichtung zu
einer vorbestimmten Teilchengröße gesichtet,
so dass Mutterteilchen erhalten werden.
-
Es
kann auch ein anderes Herstellungsverfahren, wie ein Polymerisationsverfahren,
ein Kapselverfahren oder dergleichen verwendet werden. Ein Überblick
von diesen Herstellungsverfahren ist wie folgt.
-
(Toner nach dem Polymerisationsverfahren)
-
- (1) Ein polymerisierbares Monomer, ein farbgebendes
Mittel und wenn benötigt
ein ausgewählter
Polymerisationsinitiator und dergleichen werden in einem wässrigen
Dispersionsmedium pelletisiert.
- (2) Die pelletisierten Monomerzusammensetzungsteilchen werden
zu einem angemessenen Teilchendurchmesser gesichtet.
- (3) Die Monomerzusammensetzungsteilchen, deren Teilchendurchmesser
in einen vorgeschriebenen Bereich fällt und welche durch die vorstehend
erwähnte
Sichtung erhalten wurden, werden polymerisiert.
- (4) Nachdem das Dispergiermittel durch eine geeignete Verarbeitung
entfernt wurde, wird das wie vorstehend beschrieben erhaltene polymerisierte
Produkt filtriert, gespült
und getrocknet, um die Mutterteilchen zu erhalten.
-
(Kapseltoner)
-
- (1) Harz, farbgebendes Mittel und dergleichen
werden in einer Knetvorrichtung oder dergleichen geknetet, und es
wird ein Tonerkernmaterial in einem geschmolzenen Zustand erhalten.
- (2) Das Tonerkernmaterial wird in Wasser verbracht und stark
gerührt,
so dass die Kerne in der Form von feinen Teilchen hergestellt werden.
- (3) Die feinen Kernteilchen werden in eine Lösung von einem Schalenmaterial
verbracht, und während
Rühren
durchgeführt
wird, wird tropfenweise ein schlechtes Lösungsmittel hinzu gesetzt,
so dass durch das die Oberfläche
der Kerne bedeckende Schalenmaterial Kapseln gebildet werden.
- (4) Nachdem die wie vorstehend beschrieben erhaltenen Kapseln
filtriert wurden, werden sie getrocknet, um Mutter-Tonerteilchen
zu erhalten.
-
Die
Mutterteilchen und Additive, wie anorganische Oxide oder dergleichen,
werden ausreichend zusammen gemischt, und zwar mit einer Mischvorrichtung
wie einem Henschelmischer (hergestellt von Mitsui Miike Machinery
Co., Ltd.), einem Mechanofusion System (hergestellt von Hosokawa
Micron Corporation), einer Mechanomill (hergestellt von Okada Seiko
Co., Ltd.) oder dergleichen. Wenn nötig wird die Mischung durch ein
Sieb mit einer Maschenweite von etwa 150 μm oder weniger hindurch gehen
gelassen, um Aggregate, große
Teilchen und dergleichen zu entfernen.
-
Hier
ist es bevorzugt, dass die Tangentialgeschwindigkeit der distalen
Enden der Rührflügel bei
dem Zusammenmischen der Mutterteilchen und der Additive 15 bis 35
m/sec beträgt.
-
Wenn
die Tangentialgeschwindigkeit der distalen Enden der Rührflügel weniger
als 15 m/sec beträgt, kann
ausreichende Mischung nicht durchgeführt werden. Auf diese Weise
werden die Additive nicht gleichmäßig gemischt, die freigesetzten
Additive haften an dem Bildträger,
wie dem lichtempfindlichen Körper,
oder an der Entwicklungswalze und dem Träger und dergleichen, sie neigen
dazu, das Auftreten von Hindernissen für das Entwickeln, wie Filmbildung
und dergleichen zu verursachen. Ferner tritt leicht eine Verschlechterung
der Entwickelbarkeit und eine Verschmutzung von Hintergrundgebieten
wegen schlechter Aufladung des Toners auf.
-
Wenn
umgekehrt die Tangentialgeschwindigkeit der distalen Enden der Rührflügel größer als
35 m/sec ist, haften die Additive stark an den Mutterteilchen und
sinken leicht in die Oberflächen
der Mutterteilchen ein. Auf diese Weise erfolgt leicht Zusammenkleben,
und ausreichende Fluidität
kann nicht erhalten werden. Überdies
besteht wegen der Erzeugung von Wärme beim Mischen die Möglichkeit,
dass der Toner zusammenschmilzt. Diese Neigung wird insbesondere
in dem Fall eines Farbtoners ausgeprägt, weil allgemein ein Bindemittelharz
verwendet wird, welches bei niedriger Temperatur weich wird und
welches eine große
Menge von Komponenten mit niedrigem Molekulargewicht enthält.
-
Insbesondere
wenn eine Bilderzeugungsvorrichtung verwendet wird, welche an dem Entwicklungsabschnitt
Toner zurückführt, welcher
von dem Bildträger
wie der lichtempfindlichen Trommel, dem Zwischenübertragungskörper, dem Übertragungsband
oder dergleichen zurück
gewonnen wurde, wird die Förderbarkeit
bei dem Bewegen zu dem Entwicklungsabschnitt verschlechtert, weil
die Fluidität
schlechter wird. Ferner werden während
der Bewegung zu dem Reinigungsabschnitt und dem Entwicklungsabschnitt
mechanische äußere Kräfte wie
Reiben, Rühren
und dergleichen empfangen, und auf diese Weise neigt Zusammenkleben
dazu, aufzutreten. Als ein Ergebnis neigen ungleichmäßige Übertragung,
Leerstellen und Verschmutzung des Inneren der Vorrichtung wegen
Tonerablagerung auf dem Hintergrund von Bildern aufzutreten und
der Toner neigt dazu, im Laufe der Zeit schlechter zu werden, wenn
diese Toner durch Zurückführung wieder
in den Entwicklungsabschnitt hinein gemischt werden. Außerdem werden
leicht die wärmefeste
Aufbewahrbarkeit und die Entwickelbarkeit verschlechtert.
-
Der
Teilchendurchmesser des Toners der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise
als der Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser 2,5 bis 10 μm, und besonders
bevorzugt 4 bis 8 μm.
-
Indem
man den Toner ein farbgebendes Mittel enthalten lässt, welches
aus einem Metallmaterial erzeugt ist, welches eine hohe Härte und
eine hohe spezifische Dichte hat, wird wegen dem Unterschied der
Härten
des farbgebenden Mittels und des Bindemittelharzes das Gebiet, an
welchem die Spannung sich konzentriert, an der Grenzfläche des
Bindemittelharzes und des farbgebenden Mittels erzeugt. Das Mahlen
ist leicht, und der Vorgang kann damit zurecht kommen, den Toner
zu Teilchen mit kleinem Durchmesser zu machen.
-
Wegen
der Struktur der vorliegenden Erfindung können sogar mit einem Toner
von kleinem Teilchendurchmesser gute Wirkungen hinsichtlich Tonerablagerung
auf dem Hintergrund von Bildern, Tonerstreuung, Filmbildung und
dergleichen erhalten werden.
-
In
einem Fall, in welchem der Teilchendurchmesser weniger als 2,5 μm ist, können bei
der Entwicklung Tonerablagerung auf dem Hintergrund von Bildern,
Tonerstreuung, Filmbildung und dergleichen erhalten werden, sogar
wenn die Struktur der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und
die Fluidität
kann verschlechtert werden und die Wiederauffüllung von Toner und die Reinigbarkeit
kann behindert sein. Überdies
können
im Fall eines großen
Teilchendurchmessers von mehr als 10 μm Probleme auftreten wie Staub
in dem Bild, eine Verschlechterung der Auflösung und dergleichen.
-
Die
Teilchengrößenverteilung
des Toners kann hier mit irgendeinem von verschiedenen Verfahren
gemessen werden, in dem vorliegenden Beispiel wurde aber die Messung
durch Verwendung eines Coulter Multisizer durchgeführt. Und
zwar werden unter Verwendung des Coulter-Multisizer IIe (hergestellt
von Beckman-Coulter
Co.) als der Messvorrichtung eine Schnittstelle (hergestellt von
Nikkaki KK) und ein Personalcomputer miteinander verbunden, welche
die zahlenmäßige Verteilung
und die Volumenverteilung ausgeben, und die Elektrolytlösung wird
unter Verwendung von Natriumchlorid erster Klasse zu einer 1%igen
wässrigen NaCl-Lösung eingestellt.
-
Als
das Messverfahren wurden zu 100 bis 150 ml der vorstehend erwähnten wässrigen
Elektrolytlösung
0,1 bis 5 ml eines Tensides, vorzugsweise Alkylbenzolsulfonat, als
ein Dispergiermittel hinzugefügt.
Ferner wurden 2 bis 20 mg einer Messprobe zugesetzt, und der Dispergiervorgang
wurde etwa 1 bis 3 Minuten lang mit einer Ultraschall-Dispergiervorrichtung
durchgeführt.
100 bis 200 ml einer wässrigen
Elektrolytlösung wurden
in ein anderes Becherglas verbracht, und die vorstehend erwähnte dispergierte
Probenlösung
wurde derart zugesetzt, dass die Dichte eine vorbestimmte Dichte
wurde. Der Durchschnitt der Teilchendurchmesser von 50000 Teilchen
wurde durch Verwendung einer 100 μm-Apertur
als die Apertur mit dem Coulter Multisizer IIe gemessen.
-
Der
Toner der vorliegenden Erfindung enthält in einem Bindemittelharz
mindestens ein aus einem Metallmaterial gebildetes farbgebendes
Mittel und erfüllt
die Bedingungen, dass die Sättigungsmagnetisierung 0,01
bis 10 emu/g ist und die tatsächliche
spezifische Dichte 1,33 bis 1,62 g/cm3 ist.
Auf diese Weise treten Tonerablagerung auf dem Hintergrund von Bildern,
Tonerstreuung und dergleichen nicht auf, die Fluidität ist hervorragend,
es gibt wenige Filmbildung oder dergleichen und es kann über einen
langen Zeitraum hinweg stabile Bildqualität erhalten werden. Die Auswirkungen
sind besonders ausgeprägt,
wenn fortlaufend eine große
Anzahl von Bildern mit großen
Bildflächengebieten
gedruckt werden. Überdies
können
hervorragende Auswirkungen sogar mit Tonern mit kleinem Teilchendurchmesser
erhalten werden, welche dazu neigen, die Toner-Dispergierbarkeit,
die Verschmutzung von Hintergrundgebieten und Tonerstreuung schlechter
zu machen.
-
Der
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder der vorliegenden
Erfindung kann wie er ist als ein Einkomponenten-Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder verwendet werden. Andererseits kann der der Toner
als ein Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
verwendet werden, um zusammen mit einem Träger einen Zweikomponenten-Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder zu bilden.
-
(Zweikomponenten-Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder)
-
Der
Zweikomponenten-Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder der vorliegenden Erfindung beinhaltet
den Toner der vorliegenden Erfindung und einen Träger. Als
der Träger
kann ein herkömmlicher
Weise bekannter Träger
verwendet werden. Beispiele beinhalten magnetische Pulver wie Eisenpulver,
Ferritpulver oder Nickelpulver und Glasperlen und dergleichen. Insbesondere
ist es bevorzugt, dass die Oberfläche davon mit einem Harz oder
dergleichen bedeckt ist.
-
In
diesem Fall sind Beispiele von dem Harz, welches verwendet wird,
Polykohlenstoff-Fluorid, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid,
Phenolharze, Polyvinylacetal, Styrol-Acrylharz, Siliconharze und
dergleichen.
-
Das
Styrol-Acrylharz hat vorzugsweise mit 30 bis 90 Gew.-% ein Styrol
als eine Monomereinheit. Wenn die Styrol-Monomereinheit weniger
als 30 Gew.-% ausmacht, wird die Entwickelbarkeit verschlechtert. Wenn
die Styrol-Monomereinheit mehr als 90 Gew.-% ausmacht, wird der
Beschichtungsfilm hart und geht leicht ab, und die Lebensdauer des
Trägers
wird verkürzt.
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Als
das verwendete Harz können
zusätzlich
zu den vorstehend erwähnten
Harzen Haftung verleihende Mittel, Härtungsmittel, Gleitmittel,
leitfähige
Materialien, Ladungssteuerungsmittel und dergleichen enthalten sein.
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Als
das Verfahren zum Erzeugen der Harzschicht kann in der gleichen
Weise wie üblich
durch ein Mittel wie einem Sprühverfahren,
einem Eintauchverfahren oder dergleichen Harz auf die Oberfläche des
Trägers aufgebracht
werden.
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Die
Menge des Harzes, die verwendet wird, beträgt vorzugsweise gewöhnlich 1
bis 10 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des Trägers.
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Die
Filmdicke des Harzes ist vorzugsweise 0,02 bis 2 μm, besonders
bevorzugt 0,05 bis 1 μm
und noch bevorzugter 0,1 bis 0,6 μm.
Wenn die Filmdicke hoch ist, neigen die Fluidität des Trägers und des Entwicklers für elektrostatische
Ladungsbilder dazu, verschlechtert zu werden. Wenn die Filmdicke
niedrig ist, empfängt das
Harz leicht im Laufe der Zeit Auswirkungen wie Abkratzung des Films
und dergleichen.
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Die
Sättigungsmagnetisierung
des vorstehenden Trägers,
gemessen beim Anlegen eines magnetischen Feldes von 3 kOe, beträgt vorzugsweise
20 bis 100 Am2/kg (20 bis 100 emu/g) und
besonders bevorzugt 30 bis 80 Am2/kg (30
bis 80 emu/g).
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Wenn
die Sättigungsmagnetisierung
des Trägers
zu niedrig ist, ist es für
den Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder schwierig, auf der Entwicklungsmanschette
gehalten zu werden. Verkleben des Trägers und Tonerstreuung neigen
zum Auftreten, und die magnetische Bürste wird klein, oder die Dichte
der magnetischen Bürste
wird gering. Auf diese Weise ist die Auswirkung, die Oberfläche des
lichtempfindlichen Körpers zu
reinigen, unzureichend, und es wird leicht Filmbildung verursacht.
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Wenn
andererseits die Sättigungsmagnetisierung
des Trägers
zu hoch ist, wird die magnetische Masse, die durch den Toner und
den Träger
auf der Entwicklungsmanschette gebildet wird, welche dem elektrostatischen
latenten Bild auf dem lichtempfindlichen Körper bei der Entwicklung gegenüber liegt,
in einen dichten, kompakten Zustand versetzt. Die Gradation und
die Wiedergabe von Halbtönen
wird verschlechtert, und die Aufladbarkeit des Toners wird auch
verschlechtert.
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Indem
die Sättigungsmagnetisierung
des Trägers,
wenn ein magnetisches Feld von 3 kOe angelegt wird, innerhalb des
Bereiches von 20 bis 100 Am2/kg (20 bis
100 emu/g) eingestellt wird, erhalten die Borsten der magnetischen
Bürste
eine angemessene Dichte und eine angemessene Härte. Auf diese Weise wird der Schicht
aus dem Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder selbst eine polierende Wirkung von
einem gewissen Umfang verliehen, und der lichtempfindliche Körper wird
sehr fein poliert. Die Filmbildung, wie Toner oder adsorbiertes
Wasser oder dergleichen auf dem lichtempfindlichen Körper kann
dadurch weg gereinigt werden.
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Ein
Träger,
dessen Sättigungsmagnetisierung
wenn ein magnetisches Feld von 3 kOe angelegt wird, 20 bis 100 Am2/kg (20 bis 100 emu/g) ist, hat eine verhältnismäßig hohe
Magnetisierung. Auf diese Weise ist die Auswirkung in Bezug auf
den Toner, Reibungsaufladung zu verleihen, groß, und die Auswirkung, Tonerablagerung
auf dem Hintergrund von Bildern zu verbessern, ist außerordentlich
gut. Ferner hat ein diesen Träger verwendender
Toner eine hervorragende Bildgleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit
der Gradation.
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Die
Restmagnetisierung des Trägers,
wenn ein magnetisches Feld von 3 kOe angelegt wird, beträgt vorzugsweise
20 Am2/kg (20 emu/g) oder weniger, und besonders
bevorzugt 10 Am2/kg (20 emu/g) oder weniger
und sogar noch bevorzugter 0 Am2/kg (0 emu/g)
in der Praxis.
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Wenn
die Restmagnetisierung des Trägers
zu hoch ist, ist das Zusammenhaften des Trägers selber nach dem Durchgang
durch ein magnetisches Feld hoch, und die Mischbarkeit mit dem Toner
wird verschlechtert. Der Träger
haftet stark an einer mit einem Festmagneten versehenen Entwicklungsmanschette,
und die Förderbarkeit
des Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder wird stark verschlechtert. Auf diese
Weise treten leicht Ungleichmäßigkeiten
in dem Bild oder dergleichen auf.
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In
der Messung der magnetischen Merkmale des Trägers wurden die Sättigungsmagnetisierung
und die Restmagnetisierung aus einer Verlaufskurve zu dem Zeitpunkt
bestimmt, in dem ein magnetisches Feld auf einem Träger, welcher
in eine Zelle mit einem Innendurchmesser von 7 mm Φ und einer
Höhe von
10 mm eingefüllt
war, auf 3 kOe hochgefahren wurde, und zwar unter Verwendung eines
Magnetisierungs-Messgerät BHU-60,
hergestellt von Riken Denshi KK.
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Der
spezifische Widerstand des Trägers
ist vorzugsweise 107 bis 1011 Ω·cm.
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Wenn
der spezifische Widerstand des Trägers zu niedrig ist, werden
die Borsten der Schicht aus Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
leicht wenige, es tritt leicht Ladungsinjektion auf und es wird
leicht Verschlechterung der Bildqualität verursacht, so wie dass Ungleichmäßigkeiten
des Bildes hervorgerufen werden. Wenn ferner der spezifische Widerstand
des Trägers
zu hoch ist, wird die Fähigkeit
zum Ansteigen der triboelektrischen Aufladung ausgeprägt verschlechtert,
und auf diese Weise treten leicht Ungleichmäßigkeiten in den Bildern auf. Überdies
ist es schwierig, ein Vorspannungspotential an dem distalen Endteil
der Schicht aus dem Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder anzulegen.
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Die
Messung des spezifischen Widerstandes des Trägers wurde wie folgt durchgeführt. Der
Träger wurde
in einen Behälter
mit einer Querschnittsfläche
von etwa 10 cm2 und einer Dicke von etwa
2 mm verbracht, und es wurde Rütteln
durchgeführt.
Danach wurde auf den eingefüllten
Träger
eine Last von 1 kg/cm2 aufgebracht. Der
spezifische Widerstand wurde gemessen, indem der Betrag des elektrischen
Stromes gemessen wurde, wenn eine Spannung von 100 V zwischen der
Last und der Elektrode auf dem Boden angelegt wurde.
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Der
Gewichtsmittel-Durchmesser des Trägers ist vorzugsweise 30 bis
65 μm.
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Wenn
der Gewichtsmittel-Durchmesser des Trägers zu klein ist, haftet der
Träger
leicht an dem lichtempfindlichen Körper an und verursacht, dass
der lichtempfindliche Körper,
die Reinigungsrakel, die Aufladungswalze und dergleichen verkratzt
werden.
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Wenn
der Gewichtsmittel-Durchmesser zu groß ist, insbesondere bei Verwendung
in Kombination mit einem Toner mit kleinem Durchmesser, wird ferner
die Fähigkeit
des Trägers
verschlechtert, den Toner zu halten, und das hat zur Wirkung, dass
leicht ungleichmäßige Bilddichte
von Vollbildern, Tonerstreuung und Verschmutzung von Hintergrundgebieten
auftritt. Ferner wird die magnetische Bürste dünn, und es ist schwierig, ein
Bild hoher Qualität
zu erhalten.
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Der
Gewichtsmittel-Durchmesser des Trägers wurde hier mit einem Messgerät für Teilchengrößenverteilungen
vom Typ der Laserbeugung (hergestellt von Horiba, Ltd.) gemessen.
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Wie
vorstehend beschrieben sind Beispiele schlechter Auswirkungen, die
entstehen, wenn der Träger so
hergestellt wird, dass er einen kleinen Teilchendurchmesser hat,
eine Verschlechterung der Fluidität als ein Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder, und eine Verschlechterung der Förderbarkeit des Entwicklers
für elektrostatische
Ladungsbilder in der Entwicklungsvorrichtung. Änderungen der Bedingungen der
Vorrichtung, wie Erhöhung
der Rührstärke innerhalb
der Entwicklungsvorrichtung und dergleichen sind als Gegenmaßnahmen
auf diese Probleme vorgeschlagen worden. Es treten jedoch Probleme
auf, wie dass die nachhaltige Lebensdauer des Entwicklers für elektrostatische
Ladungsbilder und der Entwicklungsvorrichtung kürzer werden, was nicht zu bevorzugen
ist. Auf diese Weise ist es wichtig, ein gewisses Niveau der Fluidität des Entwicklers für elektrostatische
Ladungsbilder sicher zu stellen.
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Die
Fließgeschwindigkeit
des Zweikomponenten-Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder beträgt vorzugsweise 20 bis 55 Sekunden.
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Wenn
die Fließgeschwindigkeit
55 Sekunden übersteigt,
ist die Fluidität
schlecht, es können
dem wieder aufgefüllten
Toner Ladungen nicht gleichmäßig zugeführt werden,
und das Bild wird verschlechtert. Wenn ferner die Fließgeschwindigkeit
weniger als 20 Sekunden beträgt,
geht die Förderung
des Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder unter Verwendung des Reibungswiderstands
des Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder nicht gut vonstatten, und es treten
Probleme im Hinblick auf die Förderbarkeit
des Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder auf.
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Hier
wurde die Fließgeschwindigkeit
des Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder unter Verwendung einer Messvorrichtung
für die
spezifische Schüttgutdichte
mit einem Durchmesser der Ausflussöffnung von 3,00 m Φ gemessen.
50,0 g von dem Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder wurden von dem Eingang der Messvorrichtung
für die
spezifische Schüttgutdichte
her eingebracht, wobei der untere Auslass abgedeckt war. Gleichzeitig
mit dem Öffnen
des unteren Auslasses wurde eine Stoppuhr eingeschaltet, und es wurde
die Zeit gemessen, die der Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
brauchte, um vollständig
aus dem unteren Auslass heraus zu laufen.
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Die
anfängliche
Tonerdichte des Zweikomponenten-Entwicklers für elektrostatische Ladungsbilder
beträgt
vorzugsweise 0,5 bis 7,0%, und besonders bevorzugt 2,5 bis 6,0%.
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Wenn
die Tonerdichte weniger als 0,5% beträgt, ist die dem Toner auferlegte
Last hoch, wenn der Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder in der Entwicklungsvorrichtung gerührt wird.
Bei Verwendung des Entwicklers für
elektrostatische Ladungsbilder über
einen langen Zeitraum treten Filmbildung auf dem lichtempfindlichen
Körper
und dergleichen und erschöpfter
Träger
und dergleichen auf. Die Haltbarkeit des Entwicklers für elektrostatische
Ladungsbilder wird verschlechtert, und leicht wird auch die Bildqualität verschlechtert. Überdies
führt die
7% übersteigende
Tonerdichte leicht zu Tonerablagerung auf dem Hintergrund von Bildern
und Streuung von Toner, insbesondere zu dem Zeitpunkt, an dem Toner
nachgefüllt
wird.
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(Toner enthaltender Behälter)
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Der
Toner enthaltende Behälter
der vorliegenden Erfindung ist der Toner der vorliegenden Erfindung, welcher
in einen Tonerbehälter
gefüllt
ist. In einem Fall, in welchem der Toner der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, wird der Toner in einen Tonerbehälter gefüllt. Der Tonerbehälter, in
welchen der Toner gefüllt
wird, wird getrennt von der Bilderzeugungsvorrichtung vertrieben.
Der Anwender lädt
den Toner enthaltenden Behälter
allgemein in die Bilderzeugungsvorrichtung, um Bildinformation bereit
zu stellen.
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Der
Toner enthaltende Behälter
ist nicht beschränkt
und ist nicht auf einen herkömmlichen
Behälter vom
Typ der Flasche oder vom Typ der Kartusche beschränkt.
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Die
Bilderzeugungsvorrichtung, in welche der Toner enthaltende Behälter geladen
wird, ist nicht beschränkt,
so lange sie eine Vorrichtung zur Erzeugung von Bildern durch ein
elektrophotographisches Verfahren ist. Beispiele beinhalten Kopiergeräte, Drucker,
Faxgeräte
und dergleichen.
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Als
nächstes
werden Ausführungsformen
beschrieben werden, in welchen das Entwicklungsverfahren der vorliegenden
Erfindung auf ein Bilderzeugungsverfahren angewendet wird, das einen
Zweikomponenten-Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder verwendet. Hier ist 1 eine
schematische Strukturansicht, die ein Beispiel der Vorrichtung und
des Verfahrens zur Bilderzeugung mit Bezug auf die vorliegende Erfindung veranschaulichen. 2 ist
eine schematische Strukturansicht, die ein Beispiel von Hauptteilen
der Vorrichtung und des Verfahrens zur Bilderzeugung veranschaulicht. 3 ist
eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel von einem Mechanismus
zur Toner-Zurückführung zeigt,
in welchem an einem Zurückführungsabschnitt der
Vorrichtung und des Verfahrens zur Bilderzeugung ein Mittel zum
Erzeugen eines magnetischen Feldes bereitgestellt ist. 4 und 5 sind
eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittsansicht, die ein
Beispiel von einem Mechanismus zur Toner-Zurückführung zeigen, in welchem an
einem Zurückführungsabschnitt
der Vorrichtung und des Verfahrens zur Bilderzeugung ein Mittel
zum Sichten bereitgestellt ist.
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Ein
Kopiervorrichtungs-Hauptkörper 100 von 1 ist
mit einem optischen System zum Lesen 101, einem optischen
System zum Schreiben 102, einem Bilderzeugungsabschnitt 103,
einem Papierzufuhrabschnitt 104 und dergleichen ausgerüstet. Dieses
Kopiergerät 100 ist
mit dem Bilderzeugungsabschnitt 103 versehen, welcher in Übereinstimmung
mit einem bekannten elektrophotographischen Verfahren steht. Der
Bilderzeugungsabschnitt 103 ist mit einem trommelähnlichen
lichtempfindlichen Körper 131 versehen.
Eine Aufladungsvorrichtung 132, ein Belichtungsmittel 120,
eine Entwicklungsvorrichtung 133, eine Vorrichtung zum Übertragen/Befördern 600 und
eine Reinigungsvorrichtung 200 zum Durchführen elektrophotographischer
Kopiervorgänge
sind nacheinander an dem Umfang des lichtempfindlichen Körpers 131 entlang
der durch Pfeil A gezeigten Drehrichtung angeordnet. Das optische
System zum Lesen 101 hat eine Lichtquelle 122,
welche Licht auf ein Original einstrahlt, das auf einen Dokumententisch 121 auf
der obersten Ebene des Kopiervorrichtungs-Hauptkörpers 100 gelegt ist,
einen ersten Spiegel 123 und zweite und dritte Spiegel 124, 125,
welche das von dem Original reflektierte Licht in vorbestimmte Richtungen
lenken, und ein Aufnahmemittel 126 wie ein CCD oder dergleichen,
welches das von dem Original reflektierte und durch eine Linse und
dergleichen (nicht gezeigt) gelenkte Licht empfängt und photoelektrisch umwandelt.
Ein Bildverarbeitungsabschnitt (nicht gezeigt), welcher digitale
Bilddaten empfängt,
welche von dem Aufnahmemittel 126 ausgegeben und A/D (analog/digital)
umgewandelt wurden, führt
benötigte
Verarbeitungen an den Bilddaten aus. Auf der Grundlage des Bildsignals
nach diesen Bildverarbeitungen verfährt das optische System zum
Schreiben 102 so, dass auf dem lichtempfindlichen Körper 131 ein latentes
elektrostatisches Bild erzeugt wird. Das auf dem lichtempfindlichen
Körper 131 erzeugte
latente elektrostatische Bild wird durch die Entwicklungsvorrichtung 133 zu
einem Tonerbild gemacht. Dieses Tonerbild wird durch die Vorrichtung
zum Übertragen/Befördern 600 elektrostatisch auf
ein Übertragungsblatt übertragen,
das von einer Papier-Zufuhrvorrichtung 140 angeliefert
wird. Das Übertragungsblatt,
welches das Tonerbild trägt,
wird zu einer Fixiervorrichtung 135 befördert und dem Fixieren unterworfen,
und wird dann zu dem Außenbereich
des Kopiergerätes
ausgeworfen, zum Beispiel auf einen Ausstoßtrog 150. Man beachte
dass, obwohl eine Bilderzeugungsvorrichtung vom digitalen Typ als
ein Beispiel in 1 gezeigt wird, die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, welche hierin nachfolgend beschrieben
werden, auch auf analoge Bilderzeugungsvorrichtungen anwendbar sind.
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Als
nächstes
wird an den Hauptteilen der in 2 gezeigten
Bilderzeugungsvorrichtung der Toner, der durch die Entwicklungsvorrichtung 133 an
dem lichtempfindlichen Körper 131 anhaften
gelassen wurde, in der Regel elektrostatisch an der Vorrichtung
zum Übertragen/Befördern 600 auf Übertragungspapier übertragen. Es
verbleibt jedoch ein Teil des Toners nicht übertragen und verbleibt auf
dem lichtempfindlichen Körper.
Dieser nicht übertragene
Toner wird von dem lichtempfindlichen Körper 131 durch eine
Reinigungsrakel 211 oder eine Bürstenwalze 212 der
Reinigungsvorrichtung 200 abgekratzt. Der abgekratzte Toner
wird aus einer Auslassöffnung 210 der
Reinigungsvorrichtung 200 in eine Toner-Zurückführungseinheit 500 beschickt.
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Ein Übertragungsband 601 der
Vorrichtung zum Übertragen/Befördern 600 kontaktiert
auch die nicht übertragenen
Teile und die Nichtbildbereiche des lichtempfindlichen Körpers, und
Toner haftet an dem Band 601. Derartiger Toner verschmutzt
die Rückseite
des Übertragungsblattes,
und daher kratzt eine Rakel 602 diesen Toner ab. Der abgekratzte
Toner wird aus einer Auslassöffnung 603 zu
einer Tonerzurückführungseinheit 700 geschickt.
Die Tonerzurückführungseinheit 700 hat
die gleich Struktur wie diejenige der Tonerzurückführungseinheit 500,
welche an der Reinigungsvorrichtung 200 bereitgestellt
ist.
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Dann
erreicht eine auf Luft reitende Tonerströmung einen Umschaltabschnitt
für Zurückführung/Entsorgung 800 über elastische
Röhren 510, 710,
die später
beschrieben werden. In einem Fall, in welchem die zurück gewonnenen
Toner der Reinigungsvorrichtung 200 und der Vorrichtung
zum Übertragen/Befördern 600 zurückgeführt werden
sollen, wird die elastische Röhre 510 in
eine Düse 802 eingeführt. In
einem Fall, in dem beide Toner entsorgt werden sollen, wird die
elastische Röhre 510 in
eine Düse 811 eingeführt und
die elastische Röhre 710 wird
in eine Düse 812 eingeführt. In
einem Fall, wo der zurück
gewonnene Toner aus der Reinigungsvorrichtung zurückgeführt werden
soll und der zurück
gewonnene Toner aus der Vorrichtung zum Übertragen/Befördern entsorgt
werden soll, wird die elastische Röhre 510 in eine Düse 801 eingeführt und
die elastische Röhre 710 wird
in die Düse 812 eingeführt. Düsenöffnungen,
die nicht mit Schläuchen
verbunden sind, sind verdeckelt, so dass Auslaufen des Toners verhindert
wird. Der Tonerstrom, der sich durch die Düsen 801, 802 zu
der Zurückführung bewegt,
tritt aus einer Einspritzöffnung 400 der
Entwicklungsvorrichtung 133 über eine Röhre 803 in einen Vorratsbehälter zur
Nachfüllung
von Toner 310 ein, wird mit frischem Toner aus einer Flasche
für frischen
Toner (nicht veranschaulicht) zusammen gemischt und wird so zu Nachfülltoner.
Der Tonerstrom, welcher durch die mit den Entsorgungsdüsen 811, 812 verbundenen
Röhre strömt, tritt
andererseits in eine Entsorgungsflasche 810 ein und wird
darin angesammelt. Je nach Bedarf wird der Toner aus der Flasche
heraus weggeworfen oder mitsamt der Flasche weggeworfen.
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Als
das Verfahren zum Reinigen des nach der Übertragung auf dem Latentbildträger verbliebenen
Toners ist irgendeines aus Rakelreinigen, Gewebereinigen, Pelzbürstenreinigen,
Magnetbürstenreinigen,
diese kombinierenden Reinigungsverfahren oder dergleichen vorzuziehen.
Bevorzugter wird jedoch Rakelreinigung durch eine elastische Rakel
verwendet.
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Beispiele
von Entwicklungsverfahren, in welchen zurück gewonnener Toner der Entwicklungsvorrichtung
zugeliefert wird, sind ein Verfahren der Zufuhr des zurück gewonnenen
Toners direkt zu der Entwicklungsvorrichtung, und ein Verfahren
der zeitweiligen Zuführung
des zurück
gewonnenen Toners in einen Behälter, welcher
den Toner zum Nachfüllen
hält, und
danach Zufuhr des zurück
gewonnenen Toners zusammen mit dem Toner zum Nachfüllen zu
der Entwicklungsvorrichtung. In der vorliegenden Erfindung kann
jedes der beiden Verfahren vorzugsweise verwendet werden.
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Ferner
ist es in der Vorrichtung und dem Verfahren zur Bilderzeugung der
vorliegenden Erfindung möglich,
insbesondere indem ein Mechanismus zur Tonersortierung durch ein
Mittel zum Erzeugen eines magnetischen Feldes an dem Zurückführungsabschnitt
bereitgestellt wird, die Zurückmischung
in den Entwicklungsabschnitt von Fasern des Übertragungspapiers, welche
mit dem zurück
gewonnenen Toner vermischt wurden, von Füllstoffen wie Talkum, Kaolin,
Calciumcarbonat und dergleichen, in der Luft suspendierter Materie
und von Toner, dessen Merkmale verschlechtert wurden, wie Toner
mit niedrigem Magnetismus (zum Beispiel feinpulveriger Toner), Toner
mit geringer Färbungsfähigkeit,
in welchem das farbgebende Mittel nicht ausreichend dispergiert
ist und dergleichen zu verhindern. Auf diese Weise ist es möglich, eine
Verschlechterung der Bilddichte im Laufe der Zeit, einen Anstieg
der Streuung von Schmutz und Toner, die Entstehung von Filmbildung
und dergleichen stark zu unterdrücken. Überdies
ist es möglich,
die Entstehung von erschöpftem
Träger
wegen feinpulverigem Toner, die Entstehung von Bilddefekten wie
ungleichmäßige Übertragung
und Leerstellen und dergleichen zu verhindern.
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Als
nächstes
wird ein Beispiel von einem Mechanismus zur Tonerzurückführung, in
welchem an einem Zurückführungsabschnitt
ein Mittel zum Erzeugen eines magnetischen Feldes bereitgestellt
ist, auf der Grundlage der Querschnittsansicht von 3 beschrieben
werden.
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Innerhalb
des Umschaltabschnitts für
Zurückführung/Entsorgung 800 der 2 und 3 ist
eine Manschette 804, in welche ein Magnet eingebaut ist,
bereitgestellt. Durch ein Antriebsmittel (nicht veranschaulicht)
wird die Manschette 804 angetrieben, so dass sie sich in
der Richtung des Pfeils dreht. Ferner kann je nach Bedarf eine Vorspannung
an die Manschette gelegt werden, und die Vorspannung die zu diesem
Zeitpunkt angelegt wird, kann eine Wechselspannung oder eine Gleichspannung
sein. Wenn hier die Vorspannung angelegt wird, ist ein Niveau von
etwa 500 bis 3000 V geeignet. Wenn die Vorspannung, welche angelegt
wird, niedriger als 500 V ist, ist es schwierig für die Auswirkungen
des Anlegens einer Vorspannung, aufzutreten. Wenn andererseits die
Vorspannung 3000 V übersteigt,
treten leicht Kriechströme
auf, was nicht zu bevorzugen ist.
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Ferner
ist es in einem Fall, wo eine Vorspannung angelegt wird, bevorzugt
die Vorspannung so anzulegen, dass eine Polarität umgekehrt zu derjenigen des
Toners gegeben ist.
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Die
Bezugsziffer 805 ist eine Abkratzrakel, welche zum Abkratzen
des Toners von der Oberfläche
der Manschette 804 dient, der von der Manschette 804 getragen
und befördert
wurde. Der Toner, welcher von der Abkratzrakel 805 abgekratzt
wurde, wird durch die Röhre 803 aus
dem Umschaltabschnitt für
Zurückführung/Entsorgung
800 heraus abgelassen. Der Toner tritt aus der Einspritzöffnung 400 der
Entwicklungsvorrichtung 133 in den Nachfüll-Vorratsbehälter für Toner
ein und wird mit frischem Toner aus einer Flasche für frischen
Toner (nicht veranschaulicht) zusammen gemischt und wird so zu Nachfülltoner.
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Die
Bezugsziffer 806 ist eine Bürste zum Abbürsten von
anhaftender Materie, wie Toner der auf der Manschette verbleibt,
Fasern und Füllstoffen
des Papiers und dergleichen zu der Entsorgungsflasche 890.
Die Bürste
wird so angetrieben, dass sie sich mit einer niedrigen Geschwindigkeit
in der Richtung umgekehrt zu derjenigen Manschette dreht.
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Als
nächstes
wird der Fluss des Toners in dem Mechanismus für die Tonerzurückführung beschrieben werden.
Der Toner, welcher von der Reinigungsvorrichtung 200 und
der Vorrichtung zum Übertragen/Befördern 600 zurück gewonnen
wurde, wird innerhalb des in 2 gezeigten
Mechanismus für
die Tonerzurückführung durch
die Düsen 801 und 802 gefördert und
wird der Manschette 804 zugeführt. Hier haftet der zurück gewonnene
Toner wegen des Magnetismus von Magneten innerhalb der Manschette 804 und
wegen der angelegten Vorspannung an der Oberfläche der Manschette 804.
Da die Manschette 804 sich dreht, wird der Toner zu der
Abkratzrakel 805 befördert,
wird von der Abkratzrakel 805 von der Oberfläche der
Manschette 804 abgekratzt und über die Röhre 803 zu der Entwicklungsvorrichtung 133 übertragen.
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Andererseits
haftet Toner, welcher nur schwach magnetisch ist, und anhaftende
Materie, wie Fasern oder Füllstoffe
oder dergleichen von dem Übertragungspapier
oder dergleichen nicht an der Manschette 804 und fällt herunter
und wird in der Entsorgungsflasche 810 als zu entsorgender
Toner zurück
gewonnen.
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Das
anhaftende Material, wie Toner oder dergleichen, welcher an der
Manschette 804 haften bleibt, ohne dass es von der Abkratzrakel 805 abgekratzt
wurde, wird von der Bürste
weggebürstet,
fällt hinunter
und wird in ähnlicher
Weise in der Entsorgungsflasche 810 als zu entsorgender
Toner zurück
gewonnen.
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Ferner
ist es in der Vorrichtung und dem Verfahren zur Bilderzeugung der
vorliegenden Erfindung insbesondere durch Bereitstellen eines Mechanismus
zur Tonersortierung durch ein Sichtungsmittel an dem Zurückführungsabschnitt
möglich,
die Zurückmischung
in den Entwicklungsabschnitt von Fasern des Übertragungspapiers, welche
mit dem zurück
gewonnenen Toner gemischt wurden, von Füllstoffen wie Talkum, Kaolin,
Calciumcarbonat und dergleichen, in der Luft suspendierter Materie
und von Toner, dessen Merkmale verschlechtert wurden, wie zusammengeklebtem
Toner und dergleichen zu verhindern. Auf diese Weise ist es möglich, eine
Verschlechterung der Bilddichte mit der Zeit, eine Zunahme der Tonerablagerung
auf dem Hintergrund von Bildern und Streuung von Toner, Erzeugung
von Filmbildung und dergleichen in hohem Maß zu unterdrücken. Überdies
ist es möglich,
die Entstehung von Bilddefekten wie ungleichmäßige Übertragung und Fehlstellen
und dergleichen zu unterdrücken.
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Als
nächstes
wird ein Beispiel von einem Mechanismus zur Tonerzurückführung, in welchem
ein Sichtungsmittel an dem Zurückführungsabschnitt
bereitgestellt ist, auf der Grundlage der perspektivischen Ansicht und
der Querschnittsansicht von 4 und 5 beschrieben
werden.
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In 4 und 5 sind
Auslassöffnungen 32 und 43,
aus denen von der Reinigungsvorrichtung 200 und der Vorrichtung
zum Übertragen/Befördern 600 zurück gewonnener
Toner abgelassen wird, an der Rückseite
des Hauptkörpers
des Gerätes
bereitgestellt. Die Auslassöffnungen 32 und 43 sind über Wege 65, 66 mit einem
Rohr 60 verbunden, welches mit einer Verarbeitungsvorrichtung
für zurück gewonnen
Toner 70 verbunden ist.
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Die
Förderung
von zurück
gewonnenem Toner zu der Verarbeitungsvorrichtung für Toner 70 wird durch
eine Förderschnecke 64 durchgeführt, welche
in dem Rohr 60 untergebracht ist, wobei sie über Zahnräder 62, 63 Antriebskraft
von einem Motor 61 empfängt
und sich dreht. Das Rohr 60 ist an ein Gehäuse 71 der
Verarbeitungsvorrichtung für
zurück
gewonnen Toner 70 anmontiert. Eine Tonersichtungsvorrichtung 80, welche
als ein Sichtungsmittel dient, und eine Übertragungsvorrichtung für Toner 90,
welche zurück
gewonnenen Toner zu der Entwicklungsvorrichtung 133 überträgt, sind
innerhalb des Gehäuses 71 bereitgestellt.
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Die
Tonersichtungsvorrichtung 80 hat ein hohlzylindrisches
Sichtungsnetz 81. Das Sichtungsnetz 81 ist über ein
hohlzylindrisches Element 82 des gleichen Durchmessers
an einem Halter 83 befestigt und gehalten, in welchem eine
Auslassöffnung 83A erzeugt
ist. Der Halter 83 empfängt
Drehantrieb von der Förderschraube 64,
so dass er sich dreht, und dadurch wird auch das Sichtungsnetz 81 gedreht.
Ferner wird in einem Stück
mit dem Halter 83 ein Führungsschaft 84,
der sich zu dem Äußeren des
Gehäuses 71 erstreckt,
bereitgestellt. Der Führungsschaft 84 ist über ein
Lager 72 an dem Gehäuse 71 drehbar
und ist so gelagert, dass er in einer Vorschubrichtung bewegbar
ist. Ein Bewegungsmittel 85 für das Sichtungsnetz (4)
ist frei drehbar mit dem distalen Ende des Führungsschaftes 84 an
dem Äußeren des
Gehäuses 71 verbunden.
Das Bewegungsmittel 85 für das Sichtungsnetz hat einen
Draht 87, welcher von einem Bewegungsmotor 86 aufgewickelt oder
abgewickelt wird (4). Entlang des Verlaufs des
Drahtes 87 ist eine Feder 88 angeordnet.
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Eine
Tonerübertragungsvorrichtung 90 ist
unter der Tonersichtungsvorrichtung 80 angeordnet. Eine Förderschnecke 91 und
eine Schraubenpumpe 92, welche mit der Förderschnecke 91 verbunden
ist, sind in dem Gehäuse 71 angeordnet.
Die Schraubenpumpe 92 wird aus einem Stator 94 in
Form eines aufnehmenden Schraubengewindes, welches eine Spiralnut
mit einem doppeltem Spurabstand bildet und welche aus einem elastischen
Körper
wie Kautschuk oder dergleichen erzeugt ist, welcher in einen Halter 93 eingepasst
ist, welcher an dem Gehäuse 71 anmontiert
ist, und einem Rotor in Form einer Schraube mit Außengewinde 95 gebildet,
welcher so in den Stator 94 eingepasst ist, dass er frei
drehbar ist. Der Rotor ist als ein Ganzes mit einem Ende des Schaftes
der Förderschnecke 91 durch
eine Schraube oder einen Stift oder dergleichen verbunden. Das andere
Ende der Förderschnecke 91 durchläuft das
Gehäuse 71 und
empfängt
an der Außenseite
des Gehäuses 71 über Zahnräder 96, 97 den
Antrieb eines Antriebsmotors. Ferner ist an dem unteren Teil der
rechten Seite des Gehäuses
eine Öffnung 73 ausgebildet.
Die Öffnung 73 steht
mit einer Entsorgungsflasche 73 (nicht gezeigt) in Verbindung.
-
Der
Fluss des zurück
gewonnenen Toners ist zu diesem Zeitpunkt derart, dass der zurück gewonnene Toner,
welcher das Rohr 60 durchläuft, aus einem Tonerablassteil 67 hinab
in das Sichtungsnetz 81 fällt. Hier fällt der Toner, welcher durch
das Sichtungsnetz 81 hindurch geht, auf die Förderschnecke 91 und
wird durch die Schraubenpumpe 92, welche mit der Förderschnecke 91 verbunden
ist, zu der Entwicklungsvorrichtung 133 übertragen.
Wenn zu diesem Zeitpunkt von einer in 4 gezeigten
Luftpumpe 102 der Tonerablass-Seite der Schraubenpumpe 92 Luft
zugeführt
wird, wird die Fluidisierung des Toners durch diese Luft beschleunigt, und
die Übertragung
durch die Schraubenpumpe 92 ist verlässlich. Ferner kann, wenn die
Schraubenpumpe 92 verwendet wird, ein flexibles schlauchartiges
Element, gebildet aus zum Beispiel weichem Vinylchlorid, Silicon,
Nylon, Teflon (Handelsname) oder dergleichen für einen Schlauch 101 verwendet
werden, welcher mit dieser Ablass-Seite verbunden ist. Auf diese
Weise ist der Übertragungsweg
frei, und Toner kann frei in jeder beliebigen vertikalen oder rechts/links-Richtung übertragen
werden. Da überdies
die Übertragung
von Toner durch die Schraubenpumpe 92 dem Toner keine mechanische
Beanspruchung auferlegt, ist eine derartige Übertragung äußerst effektiv bei der Übertragung
von zurück
zu führendem
Toner.
-
Verklebte
Materie, wie zusammengeklebter Toner oder Fasern oder Füllstoffe
des Übertragungspapiers
oder dergleichen, welche nicht durch das Sichtungsnetz 81 hindurch
gehen können,
fallen aus der Ablassöffnung 83A des
Halters 83 herab, und werden aus der Öffnung 73 in einer
Entsorgungsflasche (nicht gezeigt) als Entsorgungstoner zurück gewonnen.
-
Zu
diesem Zeitpunkt beträgt
die tatsächliche
spezifische Dichte des Toners von 1,33 bis 1,62 g/cm3, was
im Vergleich zu einem normalen Toner viel ist. Auf diese Weise ist
es möglich,
nicht nur die Genauigkeit zu verbessern, mit der anhaftendes Material
wie Fasern und Füllstoffe
des Übertragungspapiers
und dergleichen, welche eine niedrige spezifische Dichte haben,
gesichtet wird, sondern es ist auch möglich, die Entstehung von Bilddefekten,
wie ungleichmäßige Übertragung,
Leerstellen und dergleichen, welche auf die Beimischung von verklebtem
Toner und dergleichen zurückzuführen sind,
zu unterdrücken.
-
Als
nächstes
wird eine Ausführungsform
beschrieben werden, in welcher das Entwicklungsverfahren der vorliegenden
Erfindung auf ein Farbbild-Erzeugungsverfahren
angewendet wird. Als erstes werden unter Verwendung von 6,
welche eine schematische Strukturansicht eines Kopiergerätes ist,
die Struktur und Wirkungsweise des die vorliegende Ausführungsform
betreffenden Kopiergerätes
beschrieben werden. Ein Kopiergerät 201 in der vorliegenden
Ausführungsform
wird in grundlegender Weise aus einem Scanner 101, welcher
als ein Mittel zum Auslesen des Bildes dient, und einem Drucker 112,
welcher als ein Mittel zur Ausgabe des Bildes dient, gebildet. Der
Scanner 101 dient zum optischen Auslesen eines Originalbildes,
und wird aus einem Kontaktglas 209, das als ein Originalauflagetisch
dient, einer Belichtungslampe 210, einem reflektierenden
Spiegel 211, einer Bilderzeugungslinse 212, einem
CCD-Bildsensor 213 und dergleichen gebildet. Allgemein
wird eine Halogenlampe als die Belichtungslampe 201 verwendet.
Das Auslesen eines Originalbildes durch den Scanner 101 wird
wie folgt ausgeführt.
-
Licht
wird durch die Belichtungslampe 201 auf das Original eingestrahlt,
das auf das Kontaktglas 209 gelegt ist. Das von dem Original
reflektierte Licht wird durch den Reflexionsspiegel 211 und
dergleichen zu der Bilderzeugungslinse 212 gelenkt. Die
Bilderzeugungslinse 212 bildet das reflektierte Licht auf
den CCD-Bildsensor 213 ab. Der CCD-Bildsensor 213 wandelt
das reflektierte Licht in ein digitales elektrisches Signal um,
welches dem Originalbild entspricht. Der CCD-Bildsensor 213 ist
ein Vollfarb-Bildsensor und trennt das darauf aufgebrachte Lichtsignal
in die jeweiligen Farben aus zum Beispiel R (Rot), G (Grün) und B
(Blau) auf und gibt ein jeder Farbe entsprechendes digitales elektrisches
Signal aus. Ferner ist der CCD-Bildsensor 213 in einer
Reihe in einer zu der Oberfläche
der Zeichnung von 6 orthogonalen Richtung angeordnet. (Diese
Richtung wird auch die Hauptabtastrichtung genannt.) Die von dem
CCD-Bildsensor 213 ausgegebenen digitalen elektrischen
Signale werden an einem Bildverarbeitungsabschnitt, welcher später beschrieben werden
wird, der Bildverarbeitung, wie der Farbumwandlungsverarbeitung
und dergleichen, unterworfen und werden so Farbbilddaten für Cyan (hierin
nachfolgend C), Magenta (hierin nachfolgend M), Gelb (hierin nachfolgend
Y) und Schwarz (hierin nachfolgend BK). Auf der Grundlage von diesen
Farbbilddaten werden an dem Drucker 112, welcher später beschrieben
werden wird, mit den Tonern für
C, M, Y, und BK sichtbare Bilder erzeugt. Indem die erhaltenen Tonerbilder überlagert
werden, wird ein Vollfarbbild erzeugt.
-
Ein
lichtempfindlicher Körper 215,
der als ein Bildträger
dient, ist an einem im Wesentlichen mittleren Teil des Druckers 112 angeordnet.
Der lichtempfindliche Körper 215 ist
ein organischer lichtempfindlicher Körper (OPC) in Form einer Trommel,
und der äußere Durchmesser
davon ist etwa 120 mm. An dem Umfang des lichtempfindlichen Körpers sind
eine Aufladungsvorrichtung 207, welche die Oberfläche des
lichtempfindlichen Körpers
gleichmäßig auflädt, eine
Entwicklungseinheit für
BK 202, eine Entwicklungseinheit für C 203, eine Entwicklungseinheit
für M 204,
eine Entwicklungseinheit für
Y 205, ein Zwischenübertragungsband 206,
eine Reinigungsvorrichtung 214 und dergleichen angeordnet.
Ein laseroptisches System 208, welches auf der Grundlage
der Farbbilddaten einen Laserstrahl erzeugt und das Licht auf die
gleichmäßig aufgeladene
Oberfläche
des lichtempfindlichen Körpers 215 scannt,
ist über
dem lichtempfindlichen Körper
und unter dem Scanner 101 bereitgestellt. Das laseroptische
System 208 wird aus einer Laserdiode, welche einen Lichtstrahl
erzeugt, einem Polygonspiegel, welcher das Licht des Strahles umlenkt
und dergleichen gebildet.
-
Die
Bilderzeugungsvorgänge
an dem Drucker 112, welche in Übereinstimmung mit der vorstehend
beschriebenen Struktur ausgeführt
werden, sind wie folgt. In der folgenden Beschreibung wird ein auf
BK-Bilddaten beruhender Fall als ein Beispiel beschrieben. Das latente
Bild, welches auf der Oberfläche
des lichtempfindlichen Körpers 215 durch
einen auf den BK-Bilddaten des laseroptischen Systems 208 beruhenden
Lichtstrahl erzeugt wird, wird in Übereinstimmung damit von der
BK-Entwicklungseinheit 202 entwickelt
und wird ein BK-Tonerbild. Dieses Tonerbild wird auf das Zwischen-Übertragungsband 206 übertragen,
welches auf einer Vorspannwalze 221 getragen wird. Hierin
nachfolgend wird die Übertragung
des Tonerbildes von dem lichtempfindlichen Körper 215 auf das Zwischen-Übertragungsband 206 Bandübertragung
genannt werden. Die vorstehend beschriebene Reihe von Vorgängen der
Erzeugung, der Entwicklung und der Bandübertragung der latenten Bilder
werden für
die vier Farben C, M, Y, BK so durchgeführt, dass auf dem Zwischenübertragungsband 206 ein
Tonerbild erzeugt wird, in welchem die vier Farben überlagert
sind. Das Tonerbild, in welchem vier Farben überlagert sind, wird mit einem
Mal durch eine Übertragungs-Vorspannwalze 217 auf
ein Aufzeichnungsmedium übertragen,
zum Beispiel ein Übertragungsblatt,
welches von einer Papier-Zuführeinheit 216 zugeführt wird.
Das Aufzeichnungsmedium, auf welchem das Bild erzeugt ist, in welchem
die vier Farben überlagert
sind, wird durch ein Förderband 218 zu
einer Fixiervorrichtung 219 übertragen. Die Fixiervorrichtung 219 schmilzt
durch Anwendung von Wärme
und Druck das Bild zusammen, in welchem die vier Farben überlagert sind,
so dass das Bild auf dem Aufzeichnungsmedium fixiert wird. Das Übertragungsmedium,
dessen Fixierung abgeschlossen ist, wird auf einen Trog 220 für Ausstoßblätter ausgestoßen. Andererseits
wird der Toner, welcher auf der Oberfläche des lichtempfindlichen
Körpers 215 verbleibt,
durch die Reinigungsvorrichtung 214 zurück gewonnen, und es wird Reinigung
der Oberfläche
des lichtempfindlichen Körpers 215 durchgeführt. Von
der Oberfläche
des lichtempfindlichen Körpers 215,
welcher gereinigt wurde, werden durch eine Ladungsentfernungsvorrichtung
Ladungen entfernt. Ferner wird, nachdem das Bild in welchem die
vier Farben überlagert
sind, von dem Zwischenübertragungsband 206 auf
das Aufzeichnungsmedium übertragen
wurde, der Toner welcher auf dem Zwischenübertragungsband 206 verbleibt,
durch eine Bandreinigungsvorrichtung 222 zurück gewonnen,
und es wird Reinigung der Oberfläche
des Zwischenübertragungsbandes 206 ausgeführt.
-
Als
nächstes
wird eine Ausführungsform
beschrieben werden, in welcher das Entwicklungsverfahren der vorliegenden
Erfindung auf ein Bilderzeugungsverfahren angewendet wird, das einen
Einkomponenten-Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder verwendet. Hier ist 7 eine
schematische Strukturansicht, die ein Beispiel der Hauptteile der
Vorrichtung und des Verfahrens zur Bilderzeugung betreffs der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht. Toner 7 wird der in 7 gezeigten
Entwicklungsvorrichtung zugeführt.
In 7 ist die Bezugsziffer 1 ein Latentbildträger (lichtempfindlicher
Körper),
die 2 ist eine Entwicklungswalze, 2-1 ist ein Kern, 2-2 ist
eine Harz-Beschichtungsschicht, 3 ist ein Tonerzufuhrelement, 4 ist
eine Rakel zum Aufbringen von Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder, 5 ist
ein Rührer,
und 6 ist ein Entwicklungsgebiet. Spezifisch ist die Entwicklungswalze 2 eine
Struktur, in welcher eine Oberflächenschicht,
deren Hauptkomponente ein Siliconharz ist, als die Harz-Überzugsschicht 2-2 auf
dem Kern 2-1 bereitgestellt ist. Die Toner-Zufuhrwalze 3, welche
aus einem Polyurethanmaterial erzeugt ist und welche an der Entwicklungswalze 2 anliegt,
und die Rakel 4, welche aus einem Polyurethanmaterial erzeugt
ist und welche an der Entwicklungswalze 2 anliegt, sind wie
in 7 gezeigt eingesetzt. 7 zeigt,
dass die Entwicklungswalze 2 den Kern 2-1 und
die Harz-Überzugsschicht 2-2 hat.
Jedoch kann die Entwicklungsvorrichtung so sein, dass an Stelle
des Kerns 2-1 und der Harz-Überzugsschicht 2-2 die
gesamte Entwicklungswalze aus einem Metallmaterial erzeugt ist.
Man beachte, dass obwohl ein Magnet innerhalb der Entwicklungswalze
untergebracht ist, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
-
[Beispiel A]
-
Hierin
nachfolgend wird der Toner für
einen monochromen Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
der vorliegenden Erfindung konkret durch Beispiele beschrieben werden.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Ferner
bedeutet „Teile" in den Beispielen
Gewichtsteile.
-
<Herstellungsbeispiel 1 für ein farbgebendes
Mittel>
-
Anilinschwarz
in einer Menge von 8 Gew.-% wurde unter Verwendung einer Mechanomill
(hergestellt von Okada Seikou Co., Ltd.) oder einem Mechanofusion
System (hergestellt von Hosokawa Micron Corporation) an den Teilchenoberflächen von
Mn-haltigen Magnetit-Teilchen A (Sättigungsmagnetisierung bei
Anlegen von 10 kOe: 15,0 Am2/kg (15 emu/g),
mittlerer Teilchendurchmesser: 0,28 μm) fixiert, um ein Oberflächen-behandeltes
Metallmaterial A des Herstellungsbeispiels 1 herzustellen.
-
<Herstellungsbeispiel 2 für ein farbgebendes
Mittel>
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Anilinschwarz
in einer Menge von 8 Gew.-% wurde unter Verwendung einer Mechanomill
(hergestellt von Okada Seikou Co., Ltd.) oder einem Mechanofusion
System (hergestellt von Hosokawa Micron Corporation) an den Teilchenoberflächen von
Ti-haltigen Hämatit-Teilchen
A (Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 14,3 Am2/kg (14,3
emu/g), mittlerer Teilchendurchmesser: 0,25 μm) fixiert, um ein Oberflächen-behandeltes
Metallmaterial B des Herstellungsbeispiels 2 herzustellen.
-
<Herstellungsbeispiel 3 für ein farbgebendes
Mittel>
-
Anilinschwarz
in einer Menge von 8 Gew.-% wurde unter Verwendung einer Mechanomill
(hergestellt von Okada Seikou Co., Ltd.) oder einem Mechanofusion
System (hergestellt von Hosokawa Micron Corporation) an den Teilchenoberflächen von
Mn-haltigen Hämatit-Teilchen
A (Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 2,6 Am2/kg (2,6
emu/g), mittlerer Teilchendurchmesser: 0,03 μm) fixiert, um ein Oberflächen-behandeltes
Metallmaterial C des Herstellungsbeispiels 3 herzustellen.
-
<Herstellungsbeispiel 4 für ein farbgebendes
Mittel>
-
Anilinschwarz
in einer Menge von 8 Gew.-% wurde unter Verwendung einer Mechanomill
(hergestellt von Okada Seikou Co., Ltd.) oder einem Mechanofusion
System (hergestellt von Hosokawa Micron Corporation) an den Teilchenoberflächen von
Magnetit-Teilchen A (Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 76,1 Am
2/kg (76,1
emu/g), mittlerer Teilchendurchmesser: 0,28 μm) fixiert, um ein Oberflächen-behandeltes Metallmaterial
D des Herstellungsbeispiels 4 herzustellen. Beispiel
A-1
Bindemittelharz | |
Polyesterharz
(ein Polyesterharz, synthetisiert aus Terephthalsäure, n-Dodecylbernsteinsäureanhydrid, Polyoxypropylen-(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan,
Polyoxyethylen-(2,1)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan und Trimellitsäure, Tg:
63°C) | 85
Teile |
Styrol-Acrylharz
(Copolymer von Styrol und n-Butylmethacrylat, Tg: 61°C) | 15
Teile |
Farbgebendes
Mittel | |
Mn-haltige
Magnetit-Teilchen A (Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 15,0 Am2/kg (15 emu/g),
mittlerer Teilchendurchmesser: 0,28 μm) | 20
Teile |
Ladungssteuerungsmittel | |
Azobasierter
Eisenkomplex | 2
Teile |
Formtrennmittel | |
von
freier Fettsäure
befreiter Typ von Carnaubawachs (Schmelzpunkt: 83°C) | 5
Teile |
-
Nachdem
die vorstehenden Materialien in einem Henschelmischer zusammengemischt
worden waren, wurde die Mischung mit einer Zweischnecken-Knetvorrichtung,
welche auf 140°C
erwärmt
war, geschmolzen und geknetet. Die geknetete Mischung wurde mit
Wasser abgekühlt
und danach mit einer Schneidmühle grob
vermahlen. Nach Mahlen in einer Feinmahlvorrichtung, die eine Düsen-Luftströmung verwendet,
wurden unter Verwendung einer Luft-Sichtungsvorrichtung Mutterteilchen
erhalten.
Die
vorstehenden Mutterteilchen | 100
Teile |
Additive | |
Siliciumdioxid
(ein mit Hexamethyldisilazan Oberflächen-behandeltes Produkt, mittlerer
Primärteilchen-Durchmesser:
0,012 μm) | 0,9
Teile |
Titandioxid
(ein mit Isobutyltrimethoxysilan Oberflächen-behandeltes Produkt, mittlerer
Primärteilchen-Durchmesser:
0,015 μm) | 0,6
Teile |
-
Die
vorstehenden Materialien wurden in einem Henschelmischer 300 Sekunden
lang zusammen gemischt, wobei die Tangentialgeschwindigkeit der
distalen Enden der Mischflügel
auf 20 m/sec eingestellt war. Danach wurde die Mischung der Lufteluierung
durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 100 μm unterworfen, und es wurde
der Toner von Beispiel A-1 erhalten.
-
Beispiel A-2
-
Der
Toner von Beispiel A-2 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-1 erhalten, außer
dass das farbgebende Mittel von Beispiel A-1 durch Ti-haltige Hämatit-Teilchen A (Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 14,3 Am2/kg (14,3
emu/g), mittlerer Teilchendurchmesser: 0,25 μm) ersetzt wurde.
-
Beispiel A-3
-
Der
Toner von Beispiel A-3 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-1 erhalten, außer
dass das farbgebende Mittel von Beispiel A-1 durch Mn-haltige Hämatit-Teilchen A (Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 2,6 Am2/kg (2,6
emu/g), mittlerer Teilchendurchmesser: 0,03 μm) ersetzt wurde.
-
Beispiel A-4
-
Der
Toner von Beispiel A-4 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-1 erhalten, außer
dass das farbgebende Mittel von Beispiel A-1 durch das Oberflächen-behandelte Metallmaterial
A des Beispiels 1 für
die Herstellung eines farbgebenden Mittels ersetzt wurde.
-
Beispiel A-5
-
Der
Toner von Beispiel A-5 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-4 erhalten, außer
dass ferner 3 Teile Ruß (#44:
hergestellt von Mitsubishi Chemical Corp.) dem in Beispiel A-4 verwendeten
farbgebenden Mittel zugesetzt wurden.
-
Beispiel A-6
-
Der
Toner von Beispiel A-6 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-1 erhalten, außer
dass das farbgebende Mittel von Beispiel A-1 durch 30 Teile von
dem Oberflächen-behandelten
Metallmaterial B des Beispiels 2 für die Herstellung eines farbgebenden
Mittels ersetzt wurde.
-
Beispiel A-7
-
Der
Toner von Beispiel A-7 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-1 erhalten, außer
dass das farbgebende Mittel von Beispiel A-1 durch 15 Teile von
dem Oberflächen-behandelten
Metallmaterial C des Beispiels 3 für die Herstellung eines farbgebenden
Mittels ersetzt wurde.
-
Beispiel A-8
-
Der
Toner von Beispiel A-8 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-7 erhalten, außer
dass die Menge von dem Oberflächen-behandelten
Metallmaterial C von Beispiel A-7 zu 40 Teile verändert wurde.
-
Beispiel A-9
-
Der
Toner von Beispiel A-9 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-1 erhalten, außer
dass das farbgebende Mittel von Beispiel A-1 durch 30 Teile Mn-haltige
Hämatit-Teilchen
B (Sättigungsmagnetisierung bei
Anlegen von 10 kOe: 0,9 Am2/kg (0,9 emu/g),
mittlerer Teilchendurchmesser: 0,02 μm) ersetzt wurde.
-
Beispiel A-10
-
Der
Toner von Beispiel A-10 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-1 erhalten, außer
dass das farbgebende Mittel von Beispiel A-1 durch Ti-haltige Hämatit-Teilchen
B (Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 8,2 Am2/kg (8,2
emu/g), mittlerer Teilchendurchmesser: 0,9 μm) ersetzt wurde.
-
Beispiel A-11
-
Der
Toner von Beispiel A-11 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-1 erhalten, außer
dass die Menge von dem Polyesterharz in Beispiel A-1 auf 50 Teile
verändert
wurde und die Menge von dem Styrol-Acrylharz zu 50 Teilen verändert wurde.
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Beispiel A-12
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Der
Toner von Beispiel A-12 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-1 erhalten, außer
dass das Formtrennmittel von Beispiel A-1 nicht verwendet wurde.
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Beispiel A-13
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Der
Toner von Beispiel A-13 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-1 erhalten, außer
dass das Formtrennmittel von Beispiel A-1 durch Niedrigmolekulargewicht-Polypropylenwachs
(VISCOL 550P: hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.) ersetzt
wurde.
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Beispiel A-14
-
Der
Toner von Beispiel A-14 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel
A-1 erhalten, außer
dass bei der Herstellung von Beispiel A-1 (1) die Einspeisungsmenge
der Vermahlung des Mahlvorgangs erhöht wurde und (2) der Luftdruck
der Vermahlung erniedrigt wurde.
-
Vergleichsbeispiel A-1
-
Der
Toner von Vergleichsbeispiel A-1 wurde in der gleichen Weise wie
in Beispiel A-1
erhalten, außer dass
das farbgebende Mittel von Beispiel A-1 durch 10 Teile Ruß (#44:
hergestellt von Mitsubishi Chemical Corp.) ersetzt wurde.
-
Vergleichsbeispiel A-2
-
Der
Toner von Vergleichsbeispiel A-2 wurde in der gleichen Weise wie
in Beispiel A- 1
erhalten, außer dass
das farbgebende Mittel von Beispiel A-1 durch 10 Teile Magnetit-Teilchen
A (Sättigungsmagnetisierung bei
Anlegen von 10 kOe: 76,1 Am2/kg (76,1 emu/g),
mittlerer Teilchendurchmesser: 0,28 μm) ersetzt wurde.
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Vergleichsbeispiel A-3
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Der
Toner von Vergleichsbeispiel A-3 wurde in der gleichen Weise wie
in Vergleichsbeispiel A-2 erhalten, außer dass die Menge der Magnetit-Teilchen
A von Vergleichsbeispiel A-2 zu 20 Teilen verändert wurde.
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Vergleichsbeispiel A-4
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Der
Toner von Vergleichsbeispiel A-4 wurde in der gleichen Weise wie
in Beispiel A-1
erhalten, außer dass
das farbgebende Mittel von Beispiel A-1 durch das Oberflächen-behandelte
Material D des Beispiels 4 für
die Herstellung eines farbgebenden Materials ersetzt wurde.
-
Vergleichsbeispiel A-5
-
Der
Toner von Vergleichsbeispiel A-5 wurde in der gleichen Weise wie
in Vergleichsbeispiel A-2 erhalten, außer dass die Menge der Magnetit-Teilchen
A von Vergleichsbeispiel A-2 zu 35 Teilen verändert wurde.
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Vergleichsbeispiel A-6
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Der
Toner von Vergleichsbeispiel A-6 wurde in der gleichen Weise wie
in Beispiel A-9
erhalten, außer dass
die Menge der Mn-haltigen Hämatit-Teilchen
B von Beispiel A-9 zu 70 Teilen verändert wurde.
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Vergleichsbeispiel A-7
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Der
Toner von Vergleichsbeispiel A-7 wurde in der gleichen Weise wie
in Vergleichsbeispiel A-2 erhalten, außer dass die Menge der Magnetit-Teilchen
A von Vergleichsbeispiel A-2 zu 110 Teilen verändert wurde.
-
Die
Sättigungsmagnetisierung,
die tatsächliche
spezifische Dichte, der dielektrische Verlustfaktor und der Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser
der Toner der Beispiele A-1 bis A-15 und der Vergleichsbeispiele
A-1 bis A-7 wurden gemessen. Die Ergebnisse zu diesem Zeitpunkt
werden in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt. TABELLE
1
<Beispiel der Herstellung
eines Trägers>
Kernmaterial | |
Cu-Zn
Ferrit-Teilchen (Gewichtsmitteldurchmesser: 45 μm) | 5000
Teile |
Beschichtungsmaterial | |
Toluol | 450
Teile |
Siliconharz
SR 2400 (hergestellt von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd., nichtflüchtiger
Anteil: 50%) | 10
Teile |
Ruß | 10
Teile |
-
Das
vorstehende Beschichtungsmaterial wurde 10 Minuten lang in einer
Rührvorrichtung
dispergiert, um eine Beschichtungsflüssigkeit herzustellen. Die
Beschichtungsflüssigkeit
und das Kernmaterial wurden in eine Beschichtungsvorrichtung verbracht,
welche mit einer Bodenblechscheibe vom rotierenden Typ und Rührflügeln in
einem Strömungsboden
versehen war und welche Beschichtung durchführte, indem eine Wirbelströmung erzeugt
wurde. Dadurch wurde die Beschichtungsflüssigkeit auf das Kernmaterial
aufgebracht.
-
Der
erhaltene Träger
wurde 2 Stunden lang bei 250°C
in einem elektrischen Ofen ausgeglüht, und es wurden Trägerteilchen
(Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 3 kOe: 65 Am2/kg (65 emu/g),
Restmagnetisierung bei Anlegen von 3 kOe: 0 Am2/kg
(0 emu/g), spezifischer Widerstand: 3,2 × 108 Ω·cm, mittlerer
Teilchendurchmesser: 0,45 μm)
mit einer Filmdicke von 0,5 μm
erhalten.
-
<Beispiel der Herstellung eines Entwicklers
für elektrostatische
Ladungsbilder>
-
2,5
Teile der Toner der Beispiel A-1 bis A-12 und der Vergleichsbeispiele
A-1 bis A-7 und 97,5 Teile des Trägers des vorstehenden Herstellungsbeispiels
wurden in einem Tischmischer zusammen gemischt, und es wurden Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder mit Fließgeschwindigkeiten
von 29 bis 37 Sekunden erhalten.
-
(Auswertung der Beispiele
und Vergleichsbeispiele)
-
Jeder
der vorstehend erwähnten
Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder wurde in ein Kopiergerät mit den
in 2 gezeigten Bilderzeugungs-Hauptteilen und der
in 1 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung verbracht.
In einer Umgebung von gewöhnlicher
Temperatur und gewöhnlicher
Feuchtigkeit wurden fortlaufend 100000 Kopien gemacht. Daran wurden
die folgenden verschiedenen Auswertungen ausgeführt, und es wurde gemäß den folgenden
Kriterien eine Benotung in 5 Niveaus durchgeführt. Die Ergebnisse zu diesem Zeitpunkt
werden in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.
-
Ferner
wurden in Beispiel A-15 der Toner und der Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder von Beispiel A-1 in ein Kopiergerät verbracht, welches die in 2 gezeigten
Bilderzeugungs-Hauptteile hatte und einen Toner-Zurückführungsmechanismus
mit einem Mittel zum Erzeugen eines magnetischen Feldes an dem Zurückführungsabschnitt
wie in 3 gezeigt hatte und die in 1 gezeigte
Bilderzeugungsvorrichtung hatte. Es wurden in der gleichen Weise
in einer Umgebung von gewöhnlicher
Temperatur und gewöhnlicher Feuchtigkeit
fortlaufend 100000 Kopien gemacht. In gleicher Weise wurden die
folgenden verschiedenen Auswertungen ausgeführt, und es wurde gemäß den folgenden
Kriterien eine Benotung in 5 Niveaus durchgeführt. Die Ergebnisse zu diesem
Zeitpunkt werden in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.
-
Ferner
wurden in Beispiel A-16 der Toner und der Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder von Beispiel A-1 in ein Kopiergerät verbracht, welches die in 2 gezeigten
Bilderzeugungs-Hauptteile hatte und einen Toner-Zurückführungsmechanismus
mit einem Mittel zum Sichten an dem Zurückführungsabschnitt wie in 4 und 5 gezeigt
hatte und die in 1 gezeigte Bilderzeugungsvorrichtung
hatte. Es wurden in der gleichen Weise in einer Umgebung von gewöhnlicher
Temperatur und gewöhnlicher
Feuchtigkeit fortlaufend 100000 Kopien gemacht. In gleicher Weise
wurden die folgenden verschiedenen Auswertungen ausgeführt, und
es wurde gemäß den folgenden
Kriterien eine Benotung in 5 Niveaus durchgeführt. Die Ergebnisse zu diesem
Zeitpunkt werden in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.
-
Kriterien
-
-
- OO:
- extrem gutes Niveau
- O:
- gutes Niveau
- :
- gewöhnliches
Niveau
- Δ:
- Niveau, das in der
Praxis keine Probleme aufwarf
- X:
- Niveau, das in der
Praxis Probleme aufwarf
-
(Gebrauchsdauer)
-
Die
Bewertung der Gebrauchsdauer wurde wie folgt durchgeführt. Nachdem
fortlaufend 100000 Kopien gemacht worden waren, wurde die Bilddichte
eines Volltongebietes mit dem X-Rite 938 gemessen, und der Unterschied
zu der gleichen Stelle auf dem Anfangsbild wurde bewertet.
-
Hier
ist die Gebrauchsdauer umso schlechter, je niedriger die Bilddichte
im Vergleich zu der anfänglichen
Bilddichte ist.
-
(Tonerablagerung auf dem
Hintergrund von Bildern)
-
Die
Bewertung der Tonerablagerung auf dem Hintergrund von Bildern wurde
durchgeführt,
indem das Ausmaß der
Entstehung von Verschmutzung an den Nichtbildbereichen visuell bewertet
wurde, nachdem 100000 Kopien fortlaufend gemacht worden waren.
-
(Tonerstreuung)
-
Die
Bewertung der Tonerstreuung wurde durchgeführt, indem das Ausmaß der Tonerstreuung
in dem Kopiergerät
visuell bewertet wurde, nachdem 100000 Kopien fortlaufend gemacht
worden waren.
-
(Filmbildung)
-
Die
Bewertung der Tonerstreuung wurde durchgeführt, indem das Ausmaß der Filmbildung
auf dem lichtempfindlichen Körper
visuell bewertet wurde, nachdem 100000 Kopien fortlaufend gemacht
worden waren.
-
(Ungleichmäßige Übertragung/Leerstellen)
-
Die
Bewertung der ungleichmäßigen Übertragung/der
Leerstellen wurde wie folgt durchgeführt. Nachdem 100000 Blatt fortlaufend
ausgegeben worden waren, wurden 10 Blatt fortlaufend ausgegeben,
in welchen die gesamte Oberfläche
von einem Papier der Größe A3 mit
einem Volltonbild bedruckt war. Das Ausmaß der ungleichmäßigen Übertragung/der
Leerstellen wurde visuell bewertet.
-
-
In
Vergleichsbeispiel A-2 konnte eine ausreichende Bilddichte nicht
erhalten werden, und die Menge von verbrauchtem Toner war eindeutig
größer als
bei den anderen Beispielen und Vergleichsbeispielen. Demnach wurden
Probleme in der Praxis bestätigt.
-
[Beispiel B]
-
Hierin
nachfolgend wird der Toner für
einen Zweikomponenten-Farbentwickler für elektrostatische Ladungsbilder
der vorliegenden Erfindung konkret durch Beispiele beschrieben werden.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Ferner
bedeutet „Teile" in den Beispielen
Gewichtsteile.
-
<Beispiel B-1>
-
Ein
Schwarztoner wurde aus den folgenden Rezepturmengen erhalten.
Bindemittelharz:
Polyesterharz | 100
Teile |
Farbgebendes
Mittel: schwarzes Metallmaterial A (ein Mangan-haltiges schwarzes
Hämatit-Metallmaterial, Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 5,1 Am2/kg (5,1
emu/g), tatsächliche
spezifische Dichte 4,5 g/cm3, Primärteilchen-Durchmesser:
0,3 μm) | 10
Teile |
Ladungssteuerungsmittel:
BONTRON E84 (hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.) | 3
Teile |
-
In
dem Verfahren zur Herstellung des Toners wurden die jeweiligen Komponenten
zunächst
in einer Mischvorrichtung zusammen gemischt. Danach wurde die Mischung
geschmolzen und geknetet, indem sie dreimal durch ein Dreiwalzenmühle hindurch
laufen gelassen wurde, und danach wurde sie, nachdem sie abgekühlt worden
war, grob zu einem Teilchendurchmesser von etwa 1 bis 2,5 mm vermahlen.
Als nächstes
wurden die Teilchen mit einem Luftdüsenverfahren fein vermahlen
und wurden gesichtet, und der Toner wurde erhalten. R972 (ein Siliciumdioxid,
hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd., mit einem mittleren Primärteilchen-Durchmesser
von 0,016 μm)
wurde in einem Verhältnis
von 0,5 Teilen auf 100 Teile von jedem Toner als ein Fluidität verleihendes
Mittel extern dem Toner zugesetzt, und es wurde ein Schwarztoner
erhalten.
-
<Beispiel B-2>
-
Ein
Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B-1 hergestellt,
außer
dass das farbgebende Mittel durch 30 Teile schwarzes Metallmaterial
B ersetzt wurde (ein Titan-haltiges schwarzes Hämatit-Metallmaterial, Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 32,6 Am2/kg (32,6
emu/g), tatsächliche
spezifische Dichte: 4,2 g/cm3, Primärteilchen-Durchmesser:
0,25 μm).
-
<Beispiel B-3>
-
Ein
Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B-1 hergestellt,
außer
dass die rezeptierte Menge von dem schwarzen Metallmaterial A zu
15 Teilen verändert
wurde.
-
<Beispiel B-4>
-
Ein
Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B-1 hergestellt,
außer
dass das farbgebende Mittel durch 30 Teile schwarzes Metallmaterial
C ersetzt wurde (ein Mangan-haltiges schwarzes Hämatit-Metallmaterial, Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 1,7 Am2/kg (1,7
emu/g), tatsächliche
spezifische Dichte: 4,5 g/cm3, Primärteilchen-Durchmesser:
0,2 μm).
-
<Beispiel B-5>
-
Ein
Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B-1 hergestellt,
außer
dass die Menge der Einspeisung bei dem Vermahlen erhöht wurde,
der Vermahlungs-Luftdruck
vermindert wurde und der Teilchendurchmesser erhöht wurde.
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<Beispiel B-6>
-
Ein
Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B-1 hergestellt,
außer
dass 10 Teile Ruß #44 (hergestellt
von Mitsubishi Chemical Corp.) als das farbgebende Mittel zugesetzt
wurden.
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<Vergleichsbeispiel B-1>
-
Ein
Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B-1 hergestellt,
außer
dass das farbgebende Mittel durch 35 Teile schwarzes Metallmaterial
D ersetzt wurde (ein schwarzes Magnetit-Metallmaterial, Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 81,1 Am2/kg (81,1
emu/g), tatsächliche
spezifische Dichte: 4,5 g/cm3, Primärteilchen-Durchmesser:
0,28 μm).
-
<Vergleichsbeispiel B-2>
-
Ein
Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B-1 hergestellt,
außer
dass das farbgebende Mittel durch 70 Teile schwarzes Metallmaterial
E ersetzt wurde (ein Mangan-haltiges schwarzes Hämatit-Metallmaterial, Sättigungsmagnetisierung
bei Anlegen von 10 kOe: 1,7 Am2/kg (1,7
emu/g), tatsächliche
spezifische Dichte: 4,5 g/cm3, Primärteilchen-Durchmesser:
0,2 μm).
-
<Vergleichsbeispiel B-3>
-
Ein
Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B-1 hergestellt,
außer
dass das farbgebende Mittel durch 10 Teile Ruß #44 (hergestellt von Mitsubishi
Chemical Corp.) ersetzt wurde.
-
Die
Sättigungsmagnetisierung,
die tatsächliche
spezifische Dichte, der dielektrische Verlustfaktor und der Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser
der Toner der Herstellungsbeispiele wurden gemessen. Die Ergebnisse
zu diesem Zeitpunkt werden in der Tabelle 3 gezeigt.
-
-
<Beispiel der Herstellung eines Entwicklers
für elektrostatische
Ladungsbilder>
-
Für die Trägerteilchen
wurde eine Beschichtungsflüssigkeit
gemäß der folgenden
Rezeptur als Beschichtungsmaterial für einen Träger hergestellt.
Siliconharzflüssigkeit
(SR 2406, hergestellt von Toray Silicone Industries, Inc., Feststoffgehalt:
20%) | 200
Teile |
Toluol | 1500
Teile |
-
5000
Teile von Ferrit-Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser
von 50 μm
wurden in eine Fluidschicht-Beschichtungsvorrichtung vom Typ der
rotierenden Scheibe verbracht. Während
die Teilchen fließen gelassen
wurden, wurde die Beschichtungsflüssigkeit der vorstehenden Rezeptur
darin unter Erwärmen
auf 80°C
dispergiert. Das sich ergebende beschichtete Material, für welches
Beschichtung durchgeführt
wurde, wurde aus der Beschichtungsvorrichtung entfernt und in einen
thermostatierten Heizschrank verbracht. Es wurde 2 Stunden lang
Erwärmung
auf 200°C
durchgeführt,
so dass Härtung
der Siliconschicht stattfand. Ein Träger mit einem mittleren Teilchendurchmesser
von 50 μm
und einem spezifischen Volumenwiderstand von 3,2 × 102 Ω·cm wurde
erhalten.
-
Für jeden
Toner wurde Mischen durchgeführt,
sodass die Gesamtmenge des Trägers
und des Toners 100 Gewichtsteile auf 5 Teile des Toners betrug,
und ein Zweikomponenten-Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
vom Trockentyp hergestellt wurde.
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<Ausführung des Bilderzeugungsverfahrens
und Bewertung von Toner und Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder>
-
Für jedes
der vorstehend beschriebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde
durch die Verwendung von dessen Toner ein Entwickler für elektrostatische
Ladungsbilder gemäß dem vorstehenden
Verfahren hergestellt, indem der Toner verwendet wurde. Der Entwickler
für elektrostatische
Ladungsbilder wurde in einen Vollfarb-Kopiergerät (PRETER 550, hergestellt
von Ricoh Co., Ltd.) verbracht. Es wurden unter Umweltbedingungen
von gewöhnlicher
Temperatur und gewöhnlicher
Feuchtigkeit fortlaufend 50000 Kopien gemacht. Es wurden die folgenden
verschiedenen Auswertungen ausgeführt, und es wurde gemäß den folgenden
Kriterien eine Benotung in 5 Niveaus durchgeführt.
- OO:
- extrem gutes Niveau
- O:
- gutes Niveau
- :
- gewöhnliches
Niveau
- Δ:
- Niveau, das in der
Praxis keine Probleme aufwarf
- X:
- Niveau, das in der
Praxis Probleme aufwarf
-
(Gebrauchsdauer)
-
Die
Ladungsmengen von dem Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
wurden zu Anfang und nachdem fortlaufend 50000 Kopien gemacht worden
waren gemessen. Die Gebrauchsdauer wurde durch das Ausmaß der Abnahme
der Ladungsmenge von dem Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder
im Vergleich zu der anfänglichen
Menge gemessen, nachdem fortlaufend 50000 Kopien gemacht worden
waren.
-
Hier
ist die Gebrauchsdauer umso schlechter, je mehr die Ladungsmenge
im Vergleich zu der anfänglichen
Menge abnimmt.
-
(Tonerablagerung auf dem
Hintergrund von Bildern)
-
Die
Bewertung der Tonerablagerung auf dem Hintergrund von Bildern wurde
durchgeführt,
indem das Ausmaß der
Entstehung von Verschmutzung an den Nichtbildbereichen visuell bewertet
wurde, nachdem 50000 Kopien fortlaufend gemacht worden waren.
-
(Tonerstreuung)
-
Die
Bewertung der Tonerstreuung wurde durchgeführt, indem das Ausmaß der Tonerstreuung
in dem Kopiergerät
visuell bewertet wurde, nachdem 50000 Kopien fortlaufend gemacht
worden waren.
-
(Filmbildung)
-
Die
Bewertung der Tonerstreuung wurde durchgeführt, indem das Ausmaß der Filmbildung
auf dem lichtempfindlichen Körper
visuell bewertet wurde, nachdem 50000 Kopien fortlaufend gemacht
worden waren.
-
-
[Beispiel C]
-
Hierin
nachfolgend wird der Toner für
einen Einkomponenten-Farbentwickler für elektrostatische Ladungsbilder
der vorliegenden Erfindung konkret durch die folgenden Beispiele
beschrieben werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf
diese Beispiele beschränkt.
Die Ergebnisse der Auswertung der jeweiligen Beispiele werden in
Tabelle 5 gezeigt. Als die Auswertungsvorrichtung wurde eine abgewandelte
Version des von Ricoh Co., Ltd. hergestellten und in 7 gezeigten
Myricopy M-5 verwendet. Ferner bezieht sich „Teile" hierin auf Gewichtsteile. Die Auswertungen
der jeweiligen Merkmale zeigen Ergebnisse, welche erhalten wurden,
indem auf der Grundlage der folgenden Auswertungen die Ergebnisse
der Auswertung von jedem Beispiel am Zeitpunkt des Beginns und nach
der Herstellung von 100000 Kopien gemittelt wurden. Überdies
wurde lediglich für
Beispiel C-4 Auswertung durchgeführt,
indem der Fixierabschnitt zu einem Typ modifiziert wurde, der Öl aufbringt,
weil der Toner von Beispiel C-4 kein Formtrennmittel beinhaltet.
-
Die
Verfahren der Auswertung der kennzeichnenden Merkmale der in den
jeweiligen Beispielen hergestellten Toner werden hierin nachfolgend
beschrieben.
-
1) Bilddichte
-
Ein
Volltonbild von 1 mg/cm
2 wurde hergestellt,
die Bilddichte zu diesem Zeitpunkt wurde unter Verwendung eines
Macbeth-Densitometers gemessen, und die Bilddichte wurde gemäß den folgenden
fünf Niveaus
gemessen. Man beachte, dass die Bilddichte eines Schwarztoners,
der einen gewöhnlichen,
im Handel erhältlichen
Ruß verwendet,
als auf dem Niveau
befindlich
bewertet wurde.
OO: sehr hoch; O: hoch;
:
gewöhnlich Δ: niedrig:
X: sehr niedrig
-
2) Tonerablagerung auf
dem Hintergrund von Bildern
-
Blätter der
Größe A3 wurden
unter Verwendung eines weißen
Originals ausgegeben. Die Bilddichte an sechs beliebigen Stellen
auf dem Bild wurde unter Verwendung eines Macbeth-Reflexionsdensitometers gemessen.
Die Bilddichte wurde in fünf
Niveaus gemäß den folgenden
Beurteilungskriterien bewertet. Ein Zustand, in welchem keinerlei
Tonerablagerung auf dem Hintergrund stattfand, ist ein Wert, welcher
der Reflexionsdichte des Papiers gleichkommt. Je größer dieser
Wert ist, umso schlechter ist die Tonerablagerung auf dem Hintergrund
von Bildern.
(OO: sehr gut; O: gut;
:
gewöhnlich Δ: schlecht:
X: sehr schlecht)
-
3) Tonerstreuung
-
Der
Zustand der Streuung des Toners innerhalb des Kopiergerätes wurde
gemäß den folgenden
fünf Niveaus
bewertet. Man beachte, dass Schwarztoner, der einen gewöhnlichen
Ruß verwendet,
als auf dem Niveau
befindlich
bewertet wurde.
(OO: sehr gut; O: gut;
:
gewöhnlich Δ: schlecht:
X: sehr schlecht)
-
4) Wiedergabe von dünnen Linien
-
Für jeden
Entwickler für
elektrostatische Ladungsbilder wurde eine Bildbewertungsprüfung durchgeführt. Die
Wiedergabe von dünnen
Linien wurde auf 5 Niveaus auf der Grundlage der folgenden Bewertungskriterien
beurteilt.
OO: hervorragend; O: gut;
:
gewöhnlich Δ: schlecht:
X: am schlechtesten
-
Als
nächstes
werden Herstellungsbeispiele von Oberflächen-behandelten schwarzen
Metallmaterialien gezeigt, die in den vorliegenden Beispielen und
dergleichen verwendet werden. Diese Materialien können durch
bekannte Mittel zur Oberflächenbehandlung
erhalten werden, sind aber nicht darauf beschränkt, durch bekannte Mittel
zur Oberflächenbehandlung
erhalten zu werden.
-
<Anfertigungsbeispiel 1 für ein farbgebendes
Mittel>
-
Ruß wurde
unter Verwendung einer 8 Gew.-% Mechanomill (hergestellt von Okada
Seikou Co., Ltd.) oder einem Mechanofusion System (hergestellt von
Hosokawa Micron Corporation) an den Teilchenoberflächen von
Mn-haltigen Magnetit-Teilchen (Sättigungsmagnetisierung:
12,0 emu/g, mittlerer Teilchendurchmesser: 0,26 μm) fixiert, um ein Oberflächen-behandeltes
Metallmaterial 1 herzustellen.
-
<Anfertigungsbeispiel 2 für ein farbgebendes
Mittel>
-
Ruß wurde
unter Verwendung einer 8 Gew.-% Mechanomill (hergestellt von Okada
Seikou Co., Ltd.) oder einem Mechanofusion System (hergestellt von
Hosokawa Micron Corporation) an den Teilchenoberflächen von
Magnetit-Teilchen (Sättigungsmagnetisierung:
75,1 Am2/kg (75,1 emu/g), mittlerer Teilchendurchmesser:
0,25 μm)
fixiert, um ein Oberflächen-behandeltes
Metallmaterial 2 herzustellen.
-
<Anfertigungsbeispiel 3 für ein farbgebendes
Mittel>
-
Ruß wurde
unter Verwendung einer 8 Gew.-% Mechanomill (hergestellt von Okada
Seikou Co., Ltd.) oder einem Mechanofusion System (hergestellt von
Hosokawa Micron Corporation) an den Teilchenoberflächen von
Mn-haltigen Hämatit-Teilchen
(Sättigungsmagnetisierung:
0 Am
2/kg (0 emu/g), mittlerer Teilchendurchmesser:
0,25 μm)
fixiert, um ein Oberflächen-behandeltes
Metallmaterial 3 herzustellen. Beispiele
C-1, C-2
• Polyesterharz
(Monomer: PO/EO-Addukt von Bisphenol A, Terephthalsäure/Trimellitsäure, Tg:
62°C.) | 80
Gewichtsteile |
• Polyethylen-Styrol/Acryl-Pfropfcopolymer | 20
Gewichtsteile |
• Carnaubawachs
des von freier Fettsäure
befreiten Typs (Schmelzpunkt 83°C,
Penetration 0,5) | 5
Gewichtsteile |
• Metallsalz
eines Salicylsäurederivates | 2
Gewichtsteile |
• Ruß (#44 hergestellt
von Mitsubishi Carbon Co.) | 3
Gewichtsteile |
• Oberflächen-behandeltes
Metallmaterial 1 | 22
Gewichtsteile |
-
Nachdem
die vorstehenden Materialien in einem Mischgerät ausreichend zusammen gemischt
wurden, wurde die Mischung mit einem Doppelschneckenextruder geknetet.
Nach Abkühlen
wurde die Mischung gemahlen und gesichtet, und es wurde ein Muttertoner
erhalten. 0,6 Gew.-% eines hydrophoben Siliciumdioxids und 0,3 Gew.-%
Titandioxid wurden zugesetzt und in den erhaltenen Muttertoner eingemischt,
so dass der fertige Toner erhalten wurde. Es wurden diesbezügliche Auswertungen
an dem Toner ausgeführt.
-
Vergleichsbeispiel C-1
-
Ein
Toner wurde gemäß einem
Verfahren erhalten, welches gleich wie das von Beispiel C-1 war,
außer dass
die Oberflächen-behandelte
Metallverbindung 1 von Beispiel C-1 durch die Oberflächen-behandelte
Verbindung 2 ersetzt wurde.
-
Vergleichsbeispiel C-2
-
Ein
Toner wurde gemäß einem
Verfahren erhalten, welches gleich wie das von Beispiel C-1 war,
außer dass
die Oberflächen-behandelte
Metallverbindung 1 von Beispiel C-1 durch die Oberflächen-behandelte
Metallverbindung 3 ersetzt wurde.
-
Vergleichsbeispiel C-3
-
Ein
Toner wurde gemäß einem
Verfahren erhalten, welches gleich wie das von Beispiel C-1 war,
außer dass
100 Gewichtsteile der Oberflächen-behandelten
Metallverbindung 1 von Beispiel C-1 verwendet wurden.
-
Vergleichsbeispiel C-4
-
Ein
Toner wurde gemäß einem
Verfahren erhalten, welches gleich wie das von Beispiel C-1 war,
außer dass
die Oberflächen-behandelte
Verbindung 1 von Beispiel C-1 nicht verwendet wurde und 18 Gewichtsteile Ruß verwendet
wurden.
-
Beispiel C-3
-
Ein
Toner wurde gemäß einem
Verfahren erhalten, welches gleich wie das von Beispiel C-1 war,
außer dass
der Ruß von
Beispiel C-1 nicht verwendet wurde und die Menge der Oberflächen-behandelten
Metallverbindung 1 zu 25 Gewichtsteilen verändert wurde.
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Beispiel C-4
-
Ein
Toner wurde gemäß einem
Verfahren erhalten, welches gleich wie das von Beispiel C-3 war,
außer dass
das Formtrennmittel von Beispiel C-3 nicht verwendet wurde.
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Beispiel 5
-
Ein
Toner wurde gemäß einem
Verfahren erhalten, welches gleich wie das von Beispiel C-1 war,
außer dass
das Carnaubawachs von Beispiel C-1 durch ein Niedrigmolekulargewicht-Polypropylen
(VISCOLE 55OP, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.)
ersetzt wurde.
-
-
Die
vorliegenden Erfindung stellt einen Toner zum Entwickeln latenter
elektrostatischer Bilder, einen Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder,
einen Toner in einem Tonerbehälter,
eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilderzeugungsverfahren bereit,
in welchem insbesondere sogar bei fortlaufender Ausgabe einer großen Zahl
von Bildern mit großen
Bildflächen
Tonerablagerung auf dem Hintergrund von Bildern und Streuung von
Toner nicht auftreten, die Fluidität hervorragend ist, wenig Filmbildung
und dergleichen vorhanden ist und überdies stabile Bildqualität über einen
langen Zeitraum hinweg erhalten werden kann, sogar wenn Toner von
kleinem Teilchendurchmesser verwendet werden.