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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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FACHGEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Toner und einen Zweikomponentenentwickler
zur Entwicklung elektrostatischer Bilder, die in elektrofotografischen
Bilderzeugungsmethoden verwendet werden.
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BESCHREIBUNG ÄHNLICHER
TECHNOLOGIEN
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Üblicherweise
werden Toner für
Zweikomponentenentwickler hergestellt, indem Binderharze wie beispielsweise
Polyesterharz und/oder Styren/Acrylat-Copolymer, die Hauptbestandteile des
Toners, mit einem Farbstoff gemischt werden wie beispielsweise Carbon
Black, wobei die Tonerpartikel geschmolzen, geknetet, pulverisiert
und klassifiziert werden.
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Wenn
Polyesterharz, das selbst eine starke negative Ladung hat, als Binderharz
verwendet wird, und der erhaltene Toner als negativ geladener Toner
verwendet wird, können
tendenziell grundlegende Probleme auftreten. Beispielsweise hat
die triboelektrische Ladung des Toners die Tendenz, während kontinuierlichen Kopierens
einer großen
Seitenanzahl graduell anzusteigen und ebenfalls bei niedriger Temperatur
und Luftfeuchtigkeit anzusteigen, und die Bilddichte der erzeugten
Bilder nimmt in der Tendenz ab, was sich negativ auf die erzeugten
Bilder auswirkt.
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Da
darüber
hinaus Entwickler, die in Kopiergeräten verwendet werden, die mit
mittlerer oder größerer Druckgeschwindigkeit
arbeiten (entsprechend 40 Blatt A4-Papier oder mehr in seitlicher
Richtung pro Minute) in einem Entwicklerbehälter kontinuierlich stark aufgerührt werden,
verändert
sich die Ladungsmenge des Entwicklers mit der Zeit. Als Ergebnis
entstehen leicht Fehler in den erzeugten Bildern, die die Bilddichte
verringern und den Hintergrund verstärken. Besonders, wenn ein Zweikomponentenentwickler
in dem Kopiergerät verwendet
wird, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass im Zweikomponentenentwickler
enthaltene Trägerbeschichtungen
von den Trägern
abgelöst
werden, und dass der im Zweikomponentenentwickler enthaltene Toner
sich als Toner-Impaktion auf der Trägeroberfläche ablagert. Dadurch nehmen,
der Toner-Impaktion entsprechend, Änderungen der Ladungsmenge
und die oben beschriebenen Fehler in den erzeugten Bildern nach
kontinuierlichem Kopieren einer großen Seitenanzahl signifikant
zu.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen
Umstände
gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zweikomponentenentwickler
zur Verfügung
zu stellen, der einen Toner mit hohem Fließvermögen und einen Träger mit
reduzierten triboelektrischen Eigenschaften enthält, um dadurch die Ladungsmenge
zu stabilisieren, die Abhängigkeit
von der Umgebung und die Erzeugung von Hintergrund zu reduzieren
und Bilder von hoher Qualität
während
kontinuierlichen Kopierens einer großen Seitenanzahl zu erzeugen.
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Als
Ergebnis ausgedehnter Forschung mit dem Zweck, die oben genannten
Gegenstände
zu realisieren, entdeckten die Erfinder der vorliegenden Erfindung
Folgendes: Durch Verwendung eines Toners mit Tonerpartikeln, die
ein Binderharz als Hauptbestandteil enthalten und deren Oberflächen mit
Titaniumoxydpartikeln beschichtet sind, deren Oberflächen zumindest
mit Isobutyl-Trimethoxysilan
und Trimethyl-Siloxysilicat behandelt sind, und einem Träger mit
Kernpartikeln, deren Oberflächen
mit einem Harz-Beschichtungsmittel beschichtet sind, das 5 bis 20
Gewichtsprozent Carbon Black enthält (bezogen auf das Gesamtgewicht
des Harz-Beschichtungsmittels), wird die Ladungsmenge stabilisiert
und während
kontinuierlichen Kopierens einer großen Seitenanzahl können Bilder
hoher Qualität
erzeugt werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Toner für elektrostatische Bildentwicklung
zur Verfügung,
der Tonerpartikel mit einem Binderharz als Hauptbestandteil enthält und deren
Partikeloberflächen
mit Titaniumoxydpartikeln beschichtet sind, deren Oberflächen zumindest
mit Isobutyl-Trimethoxysilan und Trimethyl-Siloxysilicat behandelt sind. Die Menge
der Tonerpartikel-Oberfläche
abgelagerten Titaniumoxydpartikel kann 0,05 bis 0,8 Gewichtsprozent
(bezogen auf das Gewicht der Tonerpartikel) betragen. Der durchschnittliche
Hauptdurchmesser der Titaniumoxydpartikel kann kleiner oder gleich
0,05 μm
sein. Das Binderharz kann Polyesterharz sein. Die Tonerpartikel
können
negativ geladen sein.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch einen Zweikomponentenentwickler
zur Verfügung,
der den Toner und einen Träger
mit Kernpartikeln enthält,
deren Oberflächen
mit einem Harz-Beschichtungsmittel beschichtet sind, das 5 bis 20
Gewichtsprozent Carbon Black enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht
des Harz-Beschichtungsmittels. Das Binderharz des Beschichtungsmittels
kann Acrylatharz sein. Das Kernpartikel kann Magnetit sein.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wird speziell eine Ausführungsform entsprechend der
vorliegenden Erfindung erklärt.
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Ein
Toner für
elektrostatische Bildentwicklung enthält Tonerpartikel mit einem
Binderharz als Hauptbestandteil, deren Partikeloberflächen mit
Titaniumoxydpartikeln beschichtet sind, deren Oberflächen zumindest mit
Isobutyl-Trimethoxysilan
und Trimethyl-Siloxysilicat behandelt sind. Durch Ablagerung Titaniumoxydpartikel,
deren Oberflächen
zumindest mit Isobutyl-Trimethoxysilan
und Trimethyl-Siloxysilicat behandelt sind, auf den Tonerpartikel-Oberflächen wird
die Fluidität
der Tonerpartikel erhöht
und die Ladungsmenge der Tonerpartikel kann gesteuert werden. Die
Menge der auf der Tonerpartikel-Oberfläche abgelagerten Titaniumoxydpartikel
beträgt
vorzugsweise 0,05 bis 0,8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht
der Tonerpartikel. Wenn die Menge der Titaniumoxydpartikel unter
0,05 Gewichtsprozent liegt, ist die Ladungsmenge der Tonerpartikel, den
Umgebungsbedingungen entsprechend, tendenziell instabil. Wenn die
Menge der Titaniumoxydpartikel über
0,8 Gewichtsprozent liegt, nimmt tendenziell der Hintergrund zu.
Der durchschnittliche Volumenquerschnitt der Tonerpartikel beträgt vorzugsweise
7,5 bis 12 μm.
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Obwohl
generell verschiedene Silan-Haftvermittler als Oberflächenbehandlungsmittel
(finishing agent) für
die Titaniumoxydpartikel verwendet werden, wird ein Haftvermittler,
der sowohl Isobutyl-Trimethoxysilan und Trimethyl-Siloxysilicat enthält, in der
vorliegenden Erfindung für
die Oberflächenbehandlung
der Titaniumoxydpartikel benutzt. Durch Ablagerung der mit dem Haftvermittler
behandelten Titaniumoxydpartikel auf der Tonerpartikel-Oberfläche, kann
verhindert werden, dass die Ladungsmenge des Tonerpartikels instabil
wird. Wird ein Oberflächenbehandlungsmittel,
das nicht Trimethoxysilan und Trimethyl-Siloxysilicat enthält, für die Oberflächenbehandlung
der Titaniumoxydpartikel benutzt, ist die Ladungsmenge des Tonerpartikels
tendenziell instabil. Dadurch besteht die Tendenz, dass die Ladungsmenge
der Tonerpartikel in Umgebungen mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit
abnimmt, und in Umgebungen mit niedriger Temperatur und niedriger Luftfeuchtigkeit
zu nimmt. Daher ist es erforderlich, dass der für die Oberflächenbehandlung
der Titaniumoxydpartikel verwendete Haftvermittler Trimethoxysilan
und Trimethyl-Siloxysilicat enthält.
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Der
durchschnittliche Partikel-Hauptdurchmesser der Titaniumoxydpartikel
beträgt
vorzugsweise nicht über
0,05 μm
und besser 0,01 bis 0,04 μm.
Der durchschnittliche Partikel-Hauptdurchmesser der Titaniumoxydpartikel
bezieht sich auf den durchschnittlichen Partikel-Hauptdurchmesser
der Titaniumoxydpartikel, deren Oberflächen noch nicht mit einem Trimethoxysilan
und Trimethyl-Siloxysilicat
enthaltenden Haftvermittler behandelt wurden. Beträgt der Partikel-Hauptdurchmesser über 0,05 μm, ist es
tendenziell schwierig, die Fluidität des Toners zu erhöhen.
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Das
Tonerpartikel enthält
zumindest ein Binderharz und einen Farbstoff. Weiter kann das Tonerpartikel,
wenn erforderlich, Anti-Offset-Wirkstoffe wie beispielsweise Polypropylen
und/oder Polyethylen, Ladungssteuermittel und/oder Trennmittel enthalten.
Das Tonerpartikel wird entweder durch ein Verfahren hergestellt, das
Schmelzen durch Hitze, Kneten und Pulverisieren umfasst oder durch
ein Polymerisationsverfahren.
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Spezifische
Beispiele für
das Binderharz sind Homopolymere einer Styrenverbindung wie beispielsweise
Styren, α-Methylstyren
oder Chlorostyren, ein Acrylat wie beispielsweise Methylacrylat,
Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Octylacrylat oder Alkylacrylat,
ein Methacrylat wie beispielsweise Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat,
Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Octylmethacrylat, Stearylmethacrylat,
Glycidylmethacrylat oder Alkylmethacrylat, Acrylonitril, Maleinsäure, Maleat,
eine Vinylverbindung wie beispielsweise Vinylchlorid, Vinylacetat,
Vinylbenzoat, Vinylmethylketon, Vinylhexylketon, Vinylmethylether,
Vinylethylether, Vinylisobutylether, deren Copolymere, Epoxidharz,
Polyesterharz, Polyurethanharz und Ähnliches. Unter diesen oben
beschriebenen Binderharzen wird vorzugsweise Polyesterharz mit seiner
starken negativen Ladung in der vorliegenden Erfindung verwendet.
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Das
Polyesterharz wird durch Polykondensation von Polycarbonsäuren und
Polyalkohol hergestellt. Zu den spezifischen Beispielen für Polycarbonsäuren gehören aliphatische
dibasische Säuren
wie beispielsweise Malonsäure,
Bernsteinsäure,
Glutarsäure,
Adipinsäure,
Azelainsäure,
Sebacinsäure
und Hexahydrophtalsäureanhydrid,
aliphatische ungesättigte
dibasische Säuren
wie beispielsweise Maleinsäure,
Maleinanhydrid, Fumarsäure,
Itaconsäure,
Citraconsäure,
aromatische dibasische Säuren
wie beispielsweise Phtalsäureanhydrid,
Terephtalsäure,
Isophtalsäure,
tribasische Säuren
wie beispielsweise Trimellitinsäure,
außerdem
tetrabasische Säuren
wie beispielsweise Octan-1,2,7,8-Tetracarbonsäure und deren niedrige Alkylester.
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Spezifische
Beispiele für
Polyalkohole sind Diole wie beispielsweise Ethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol,
1,3-Butylenglykol, 1,4-Butylenglykol,
1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol,
hydriertes Bisphenol A, Bisphenol A-Ethylenoxid-Additionsprodukt
und Bisphenol A-Propylenoxid-Additionsprodukt sowie Triole wie beispielsweise
Glycerin, Trimethylolpropan und Trimethylolethan.
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Das
Polyesterharz kann durch das herkömmliche Hochtemperatur-Polykondensationsverfahren
oder ein konventionelles Lösungs-Polykondensationsverfahren
hergestellt werden.
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Darüber hinaus
kann das Polyesterharz ein denaturiertes Polyesterharz sein wie
beispielsweise vernetztes Urethan-Polyesterharz.
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Zu
den spezifischen Beispielen für
den Farbstoff gehören
Carbon Black, das allgemein für
Toner verwendet wird, Quinacridone-Pigment, Azo-Pigmente, Naphtol-Pigmente,
Kupfer-Phtalocyanin blau, Benzidin gelb, Benzirnidazolon-Anilin
blau, Chalco Oil Blue, Chromgelb, Ultramarinblau, Dupont Oil Red,
Quinolingelb, Methylenblauchlorid, Malachitgrünoxalat, Lampenschwarz, Rose
Bengal, deren Mischungen und Ähnliche.
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Der
Farbstoff ist in den Tonerpartikeln in einem ausreichenden Verhältnis vorhanden,
um sichtbare Bilder mit zufrieden stellender Dichte zu erzeugen.
Das Gewichtsverhältnis
des in den Tonerpartikeln enthaltenen Farbstoffs beträgt vorzugsweise
0,1 bis 20 Gewichtsprozent und besser 1 bis 10 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gewicht der Tonerpartikel.
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Die
Tonerpartikel können
geeigneterweise positive Ladungssteuermittel und/oder negative Ladungssteuermittel
enthalten.
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Zu
den spezifischen Beispielen für
positive Ladungssteuermittel gehören
ein Ammoniumsalz wie beispielsweise Bontron P-51 (ein Markenname;
wird hergestellt von Orient Chemical Industries LTD.), Azinverbindungen
wie beispielsweise Bontron N-01, Bontron N-02, Bontron N-03, Bontron
N-04, Bontron N-05,
Bontron N-07, Bontron N-09 und Bontron N-11 (Markennamen; werden
hergestellt von Orient Chemical Industries LTD.), Farbstoffe des
Nigrosintyps wie beispielsweise Oil Black BS (ein Markenname; wird
hergestellt von Orient Chemical Industries LTD.) und Harz des Polyanilintyps
wie beispielsweise Bontron AFP-B (ein Markenname; wird hergestellt
von Orient Chemical Industries LTD.).
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Spezifische
Beispiele des negativen Ladungssteuermittels sind u. a. Metallkomplex-Azofarben
wie beispielsweise Bontron S-31, Bontron S-32 und Bontron S-34 (Markennamen;
werden hergestellt von Orient Chemical Industries LTD.), Salicylsäure-Metallkomplex-Verbindungen
wie beispielsweise Bontron E-82 und Bontron E-84 (Markennamen; werden
hergestellt von Orient Chemical Industries LTD.), Ladungssteuermittel des
Harztyps wie beispielsweise FCA1001N (ein Markenname; wird hergestellt
von Fujikura Kasei Co. LTD.) und eine Borverbindung wie beispielsweise
LR-147 (ein Markenname; wird hergestellt von Japan Carlit Co. LTD.).
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Das
positive Ladungssteuermittel und das negative Ladungssteuermittel
können
auf geeignete Weise verbunden werden, und eine oder mehrere Arten
des positiven Ladungssteuermittels und/oder des negative Ladungssteuermittels
können
entsprechend den erforderlichen Eigenschaften des Toners verwendet
werden.
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Die
dem Tonerpartikel hinzugefügte
Menge des positiven Ladungssteuermittels und des negativen Ladungssteuermittels
beträgt
vorzugsweise 0,2 bis 5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile
des Binderharzes. Wenn die Menge des positiven Ladungssteuermittels
und des negativen Ladungssteuermittels unter 0,2 Gewichtsteilen
liegt, ist die Ladungsmenge des Toners tendenziell weit verteilt,
wodurch es schwierig wird, Bilder geeigneter Dichte zu erzeugen,
und wodurch der Hintergrundanteil zunimmt.
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Beträgt die Menge
des positiven Ladungssteuermittels und des negativen Ladungssteuermittels über 5 Gewichtsanteile,
nimmt die Ladungsmenge des Tonerpartikels tendenziell zu, wodurch
der Hintergrund zunimmt.
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Wird
Polyesterharz als Binderharz verwendet, wird vorzugsweise der Metallkomplex-Azofarbstoff
benutzt, um die geeignete negative Ladungsmenge zu erhalten.
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Das
Tonerpartikel kann Trennmittel enthalten. Spezifische Beispiele
für Trennmittel
sind u. a. langkettige Fettsäuren
wie beispielsweise Stearinsäure,
Ester, Amide und deren Metallsalze, Polypropylenwachs mit niedrigem
Molekulargewicht, Polyethylenwachs mit niedrigem Molekulargewicht,
Paraffinwachs und natürliche Wachse
wie beispielsweise Carnaubawachs und Candellilawachs.
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Die
Oberfläche
des Tonerpartikels kann zusätzlich
zu den oben beschriebenen Titaniumoxydpartikeln mit externen Zusatzmitteln
beschichtet werden. Spezifische Beispiele für externe Zusatzmittel sind
u. a. Fluiditätsverbesserer
wie beispielsweise Silica und Aluminium und Schleifmittel wie beispielsweise
Strontiumtitanat und Ceroxyd.
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Um
die Titaniumoxydpartikel und das andere externe Zusatzmittel auf
der Oberfläche
des Tonerpartikels abzulagern, kann ein Mischgerät mit Rührschaufeln wie beispielsweise
ein Super-Mixer oder ein Henschel-Mischer verwendet werden.
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Der
Toner kann durch das folgende Verfahren hergestellt werden: Zuerst
werden die Bestandteile des Toners, darunter das Binderharz, der
Farbstoff und andere Bestandteile wie das positive Ladungssteuermittel und/oder
das negative Ladungssteuermittel durch Rühren vermischt, dann erhitzt
und geschmolzen und schließlich
geknetet. Nach dem Abkühlen
wird das resultierende Material pulverisiert und klassifiziert,
und dann werden die Titaniumoxydpartikel, deren Oberflächen zumindest
mit Isobutyl-Trimethoxysilan und Trimethyl-Siloxysilicat behandelt
wurden, unter Verwendung des Mischers auf die Oberflächen der
Tonerpartikel aufgebracht. Zu diesem Zeitpunkt können auch die anderen externen
Zusatzmittel auf der Oberfläche
der Tonerpartikel abgelagert werden, zusammen mit den Titaniumoxydpartikeln,
wenn erforderlich. Die Menge der auf der Tonerpartikel-Oberfläche abgelagerten
Titaniumoxydpartikeln beträgt
vorzugsweise 0,05 bis 0,8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht
des Tonerpartikels. Die zumindest mit Isobutyl-Trimethoxysilan und
Trimethyl-Siloxysilicat behandelten Titaniumoxydpartikel haben einen
durchschnittlichen Partikel-Hauptdurchmesser
von 0,05 μm
oder weniger. Das Zusammensetzungsverhältnis von Isobutyl-Trimethoxysilan
im Verhältnis zum
Gesamtgewicht von Isobutyl-Trimethoxysilan
und Trimethyl-Siloxysilicat beträgt
vorzugsweise 10 bis 90 Gewichtsprozent und besser 40 bis 60 Gewichtsprozent.
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Alternativ
können
die Tonerpartikel durch ein Polymerisationsverfahren hergestellt
werden. Wie oben erwähnt,
enthält
der Toner Tonerpartikel mit einem Binderharz als Hauptbestandteil,
wobei die Partikel-Oberflächen
mit den Titaniumoxydpartikeln beschichtet sind, deren Oberflächen zumindest
mit Isobutyl-Trimethoxysilan
und Trimethyl-Siloxysilicat behandelt wurden, daher weisen die Tonerpartikel
eine hohe Fluidität
auf und können
verschiedene Wirkungen ha ben, wie beispielsweise eine Qualitätsverbesserung
der erzeugten Bilder, eine Reduzierung der Umgebungsabhängigkeit
und des Hintergrunds.
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Ein
Zweikomponentenentwickler enthält
den oben beschriebenen Toner und einen Träger mit Kernpartikeln, deren
Oberflächen
mit einem Harz-Beschichtungsmittel
beschichtet sind, das 5 bis 20 Gewichtsprozent (bezogen auf das
Gesamtgewicht des Harz-Beschichtungsmittels) Carbon Black enthält. Da der
Zweikomponentenentwickler den Toner enthält, dessen Tonerpartikel-Oberflächen mit
Titaniumoxydpartikeln beschichtet sind, deren Oberflächen mit
Isobutyl-Trimethoxysilan und Trimethyl-Siloxysilicat behandelt wurden, wird
die Ladungsmenge des in dem Zweikomponentenentwickler enthaltenen
Trägers
durch die Titaniumoxydpartikel stabilisiert. Da die Oberflächen der
Kernpartikel mit dem Harz-Beschichtungsmittel beschichtet sind, das
5 bis 20 Gewichtsprozent Carbon Black enthält, wird die Ladungsmenge der
Trägerpartikel-Oberflächen verringert
und die Verringerung der Ladungsmenge der Trägerpartikel wird eher verhindert,
verglichen mit einem Träger,
dessen Kernpartikel mit dem Harz-Beschichtungsmittel ohne Carbon
Black beschichtet sind, selbst wenn die mit dem Harz-Beschichtungsmittel
beschichteten Oberflächen
von den Kernpartikeln abgelöst werden.
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Spezifische
Beispiele für
das Harz-Beschichtungsmittel sind u. a. Fluororesin, Acrylatharz,
Styrenharz, Acryl-Styrencopolymer, Siliconharz, Silicon-Graft-Harz,
Urethanharz, Polyesterharz, Polybutadienharz und Ähnliche.
Unter diesen wird vorzugsweise Acrylatharz als Harz-Beschichtungsmittel
verwendet.
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Das
Harz-Beschichtungsmittel enthält
Carbon Black. Der Gewichtanteil des Carbon Black, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Harz-Beschichtungsmittels, beträgt 5 bis
20 Gewichtsprozent. Liegt das Gewichtsverhältnis des Carbon Black unter
5 Gewichtsprozent, besteht keine Tendenz zur Verringerung der Ladungsmenge
an der Oberfläche
der Kernpartikel. Liegt das Gewichtsverhältnis des Carbon Black über 20 Gewichtsprozent,
besteht die Tendenz, dass die Ladungsmenge der Partikel zu gering
ist, wodurch der Hintergrund zunimmt.
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Zu
den spezifischen Beispielen für
Träger-Kernpartikel
gehören
magnetische Stoffe wie beispielsweise Eisenpulver, Magnetit und
Ferrit. Unter diesen wird vorzugsweise Magnetit als Kernpartikel
verwendet. Als Ferrit kann eine gesinterte MeO-Fe2O3-Mischung verwendet
werden. Spezifische Beispiele für
Me sind u. a. Mn, Zn, Ni, Ba, Co, Cu, Li, Mg, Cr, Ca und V. einer
oder mehrere dieser Stoffe kann/können als Me verwendet werden.
Als Magnetit kann ein gesintertes Fe3O4-Produkt verwendet werden.
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Der
durchschnittliche Volumendurchmesser der Kernpartikel, deren Oberflächen mit
dem Harz-Beschichtungsmittel beschichtet sind, beträgt vorzugsweise
30 bis 150 μm,
besser 30 bis 100 μm.
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Der
Zweikomponentenentwickler kann durch folgendes Verfahren hergestellt
werden: Zuerst wird das Harz-Beschichtungsmittel unter Verwendung
der Rührmaschine
auf die Kernpartikel-Oberfläche
des Trägers aufgebracht,
um den Träger
zu erhalten. Dann wird der Träger
mit dem oben beschriebenen Toner gemischt, um den Zweikomponentenentwickler
zu erhalten. Der Toneranteil des Gemisches beträgt vorzugsweise 2 bis 10 Gewichtsprozent,
bezogen auf den Träger,
und besser 2 bis 6 Gewichtsprozent.
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Da,
wie oben erwähnt,
der Träger über Kernpartikel
verfügt,
deren Oberflächen
mit dem Harz-Beschichtungsmittel beschichtet sind, das 5 bis 20
Gewichtsprozent Carbon Black enthält (bezogen auf das Gesamtgewicht
des Harz-Beschichtungsmittels),
wird die triboelektrische Ladungsmenge des Trägers unterdrückt. Da
der Zweikomponentenentwickler den oben beschriebenen Toner und Träger enthält, können Auswirkungen
wie die Qualitätsverbesserung
der erzeugten Bilder, die verringerte Abhängigkeit von der Umgebung und
die Verringerung des Hintergrundes weiter verbessert werden.
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BEISPIELE
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen detaillierter
beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die
folgenden Beispiele beschränkt.
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Für die Herstellung
der Tonerpartikel wurden die folgenden Stoffe gemischt:
100
Gewichtsteile Polyesterharz A (mit einer Tg von 61°C, einem
Mn von 4.200, einem MW von 160.000 und 14 Gewichtsprozent eines
unlöslichen
Bestandteils THF, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyesterharzes
A.)
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Zwei
Gewichtsteile Propylenwachs (hergestellt von SANYO CHEMICAL INDUSTRIES,
LTD. unter dem Markennamen Viscol 3302).
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6
Gewichtsteile Carbon Black (Hersteller Cabot Corporation, Markenname
Black Pearls 430).
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1
Gewichtsteil des Ladungssteuermittels (Hersteller Orient Chemical
Industries LTD., Markenname Bontron S-34).
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Das
erhaltene Gemisch wurde dann erhitzt, geschmolzen, mit einem biachsialen
Kneter geknetet und unter Verwendung eines Strahlmühlenpulverisators
pulverisiert. Das pulverisierte Material wurde dann unter Verwendung
eines Luftklassifikators klassifiziert, um Tonerpartikel mit einem
durchschnittlichen Partikel-Volumendurchmesser
von 8,5 μm
zu erhalten.
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Beispiel 1
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0,7
Gewichtsprozent Silica (Hersteller Nippon Aerosil Co. LTD, Markenname
R972) und 0,2 Gewichtsprozent der Titaniumoxydpartikel, deren Oberflächen mit
Isobutyl-Trimethoxysilan und Trimethyl-Siloxysilicat behandelt wurden,
und die einen durchschnittlichen Partikel-Hauptdurchmesser von 0,02 μm haben,
wurden in einen Henschel-Mischer gegeben und 5 Minuten bei einer
peripheren Rotationsgeschwindigkeit der Rührschaufeln von 30 m/Sekunde
gemischt, um den Toner A zu erhalten.
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Dann
wurde ein Harz-Beschichtungsmittel vorn Acrylattyp mit 10 Gewichtsprozent
Carbon Black (bezogen auf das Gesamtgewicht des Harz-Beschichtungsmittels
vorn Acrylattyp) auf die Oberflächen
der aus Magnetit hergestellten Kernpartikel aufgebracht, um den
Träger
A zu erhalten. 100 Gewichtsteile Träger A und 4 Gewichtsteile Toner
A wurden gemischt, um den Entwickler A zu erhalten.
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Beispiel 2
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Der
Toner B wurde auf ähnliche
Weise hergestellt wie der Toner aus Beispiel 1, außer dass
der durchschnittliche Partikel-Hauptdurchmesser der verwendeten
Titaniumoxydpartikel 0,04 μm
betrug. Toner B und Träger
A wurden auf ähnliche
Weise wie in Beispiel 1 gemischt, um den Entwickler B zu erhalten.
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Beispiel 3
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Der
Toner C wurde auf ähnliche
Weise hergestellt wie der Toner aus Beispiel 1, außer dass
die Menge der verwendeten Titaniumoxydpartikel 0,1 Gewichtsprozent
(bezogen auf das Gesamtgewicht der Tonerpartikel) betrug. Toner
C und Träger
A wurden auf ähnliche
Weise wie in Beispiel 1 gemischt, um den Entwickler C zu erhalten.
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Beispiel 4
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Der
Toner D wurde auf ähnliche
Weise hergestellt wie der Toner aus Beispiel 1, außer dass
die Menge der verwendeten Titaniumoxydpartikel 0,6 Gewichtsprozent
(bezogen auf das Gesamtgewicht der Tonerpartikel) betrug. Toner
D und Träger
A wurden auf ähnliche
Weise wie in Beispiel 1 gemischt, um den Entwickler D zu erhalten.
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Beispiel 5
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Der
Entwickler E wurde auf ähnliche
Weise hergestellt wie der Entwickler aus Beispiel 1, außer dass der
Träger
B, der über
Kernpartikel verfügte,
die mit eifern Harz-Beschichtungsmittel vom Acrylattyp beschichtet
waren, das 5 Gewichtsprozent Carbon Black enthielt (bezogen auf
das Gesamtgewicht des Harz-Beschichtungsmittels
vom Acrylattyp) anstelle des Trägers
A verwendet wurde.
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Beispiel 6
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Der
Entwickler F wurde auf ähnliche
Weise hergestellt wie der Entwickler aus Beispiel 1, außer dass der
Träger
C, der über
Kernpartikel verfügte,
die mit einem Harz-Beschichtungsmittel vom Acrylattyp beschichtet
waren, das 15 Gewichtsprozent Carbon Black enthielt (bezogen auf
das Gesamtgewicht des Harz-Beschichtungsmittels
vom Acrylattyp) anstelle des Trägers
A verwendet wurde.
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Vergleichsbeispiel 1
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Der
Entwickler G wurde auf ähnliche
Weise hergestellt wie der Entwickler aus Beispiel 1, außer dass die
Titaniumoxydpartikel nicht verwendet wurden.
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Vergleichsbeispiel 2
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Der
Entwickler H wurde auf ähnliche
Weise hergestellt wie der Entwickler aus Beispiel 1, außer dass die
Titaniumoxydpartikel nur mit Isobutyl-Trimethoxysilan behandelt wurden.
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Vergleichsbeispiel 3
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Der
Entwickler I wurde auf ähnliche
Weise hergestellt wie der Entwickler aus Beispiel 1, außer dass die
Titaniumoxydpartikel nur mit Trimethyl-Siloxysilicat behandelt wurden.
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Vergleichsbeispiel 4
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Der
Entwickler J wurde auf ähnliche
Weise hergestellt wie der Entwickler aus Beispiel 1, außer dass der
Träger
D, der über
Kernpartikel verfügte,
die mit einem Harz-Beschichtungsmittel vom Acrylattyp beschichtet
waren, das kein Carbon Black enthielt, anstelle des Trägers A verwendet
wurde.
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Vergleichsbeispiel 5
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Der
Entwickler K wurde auf ähnliche
Weise hergestellt wie der Entwickler aus Beispiel 1, außer dass der
Träger
E, der über
Kernpartikel verfügte,
die mit einem Harz-Beschichtungsmittel vom Acrylattyp beschichtet
waren, das 30 Gewichtsprozent Carbon Black enthielt (bezogen auf
das Gesamtgewicht des Harz-Beschichtungsmittels
vom Acrylattyp) anstelle des Trägers
A verwendet wurde.
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Die
in den Entwicklern A bis K enthaltenen Bestandteile werden entsprechend
in Tabelle 1 gezeigt.
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Die
oben beschriebenen Entwickler A bis K wurden durch den folgenden
Test geprüft:
Die
Bilddichte, der Hintergrund und die triboelektrische Ladungsmenge
der Entwickler A bis K wurden bei normaler Temperatur und normaler
Luftfeuchtigkeit (das heißt:
25°C, 55
% relative Luftfeuchtigkeit) gemessen, nachdem die Entwickler A
bis K in ein negativ geladenes Kopiergerät mit einem im Handel erhältlichen
Zweikomponentensystem eingefüllt
worden waren, dessen Verarbeitungsgeschwindigkeit 40 Blatt A4-Papier
pro Minute in seitlicher Richtung entsprach und das ein Bild mit
5 Flächenprozent
auf ein Blatt druckte (bezogen auf die gesamte Blattfläche). Darüber hinaus
wurden die Bilddichte, der Hintergrund und die triboelektrische Ladungsmenge
der Entwickler A bis K auch nach dem kontinuierlichen Druck von
150.000 Blatt gemessen.
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Um
die Umgebungsabhängigkeit
der Entwickler A bis K zu prüfen,
wurden die Bilddichte, der Hintergrund und die triboelektrische
Ladungsmenge der Entwickler A bis K auch bei niedriger Temperatur
und niedriger Luftfeuchtigkeit (d. h. 10°C, 20 % relative Luftfeuchtigkeit)
und entsprechend bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit
(d. h. 30°C,
80 % relative Luftfeuchtigkeit) gemessen.
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Die
triboelektrische Ladungsmenge der Entwickler A bis K (Q/M) wurden
entsprechend unter Verwendung einer Vorrichtung zum Messen der abzuführenden
(blow-off) triboelektrischen Ladungsmenge gemessen (Hersteller:
Toshiba Chemical Corp.).
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Die
Bilddichte (image density, ID) eines unter Verwendung der Entwickler
A bis K erzeugten gefüllten (solid
fill) Bildes wurde entsprechend unter Verwendung eines Reflektionsdensitometers
gemessen (Hersteller: Aretag Macbeth LLC., Markenname: RD-914.)
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Der
in einem unter Verwendung der Entwickler A bis K erzeugten Bildes
enthaltene Hintergrund (back ground, BG) wurde entsprechend geprüft durch
Subtraktion des Weißanteils
(%) im Bereich außerhalb
des Bildes nach dem Druck vom Weißanteil (%) vor dem Druck,
wobei der Weißanteil
(%) unter Verwendung eines Colormeters gemessen wurde (Hersteller:
Nippon Denshyoku Industries LTD., Markenname: ZE2000).
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Die
Ergebnisse für
die triboelektrische Ladungsmenge, die Bilddichte und die Hintergrunddichte
werden in den Tabellen 2 bis 4 gezeigt.
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Wie
in den Tabellen 2 bis 4 gezeigt, wurde die triboelektrische Ladungsmenge
von jedem der Entwickler A bis F stabilisiert. Der in einem unter
Verwendung eines der Entwickler A bis F erzeugten Bildes erzeugte Hintergrund
wurde reduziert. Die Umgebungsabhängigkeit von jedem der Entwickler
A bis F war gering und die Bilddichte eines unter Verwendung eines
der Entwickler A bis F erzeugten Bildes war ausreichend. Jeder der
Entwickler A bis F konnte auch nach kontinuierlichem Druck von 150.000
Blatt noch Bilder hoher Qualität erzeugen.
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Daher
können
durch Verwendung von Tonerpartikeln, deren Oberflächen mit
den Titaniumoxydpartikeln beschichtet sind, deren Oberflächen mit
Isobutyl-Trimethoxysilan und Trimethyl-Siloxysilicat behandelt wurden,
selbst nach kontinuierlichen Druck von 150.000 Blatt Bilder hoher
Qualität
erzeugt werden.
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Durch
die Verwendung eines Harz-Beschichtungsmittels mit 5 bis 20 Gewichtsprozent
Carbon Black (bezogen auf das Gesamtgewicht des Harz-Beschichtungsmittels)
für die
Oberflächenbeschichtung
von Kernpartikeln des in dem Zweikomponentenentwickler enthaltenen
Trägers
werden die oben beschriebenen Auswirkungen weiter verbessert.
