DE69016689T2 - Imaging process and apparatus. - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsverfahren und ein Bilderzeugungsgerät, bei denen bewirkt wird, daß eine Übertragungsvorrichtung über ein Übertragungsmaterial (oder Übertragungs-Bildempfangsmaterial) mit einem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen latenten Bildes Kontakt hat, und ein magnetisches Tonerbild, das auf dem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen latenten Bildes erzeugt worden ist, auf das Übertragungsmaterial übertragen wird.The present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus in which a transfer device is caused to contact an image holding member for holding an electrostatic latent image via a transfer material (or transfer image receiving material), and a magnetic toner image formed on the image holding member for holding an electrostatic latent image is transferred to the transfer material.
Als Bilderzeugungsgerät, bei dem ein Tonerbild, das auf einem Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes erzeugt worden ist, elektrostatisch auf ein blatt- bzw. bahnförmiges Übertragungsmaterial wie z.B. Papier übertragen wird, sind Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen ein Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes in Form eines Drehzylinders, eines endlosen Bandes usw. angewandt wird, bewirkt wird, daß eine Übertragungsvorrichtung, die mit einer Vorspannung versehen ist, unter Druck mit so einem Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes Kontakt hat, und zwischen diesen Bauteilen ein Übertragungsmaterial hindurchgehen gelassen wird, wodurch das Tonerbild, das sich auf dem Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes befindet, auf das Übertragungsmaterial übertragen wird, wie es z.B. in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung (JP-A, KOKAI) Nr. 46664/1984 oder der EP-A 0 297 911 offenbart ist.As an image forming apparatus in which a toner image formed on an image holding member for holding a latent image is electrostatically transferred to a sheet-like transfer material such as paper, there have been proposed devices in which an image holding member for holding a latent image in the form of a rotary cylinder, an endless belt, etc. is used, a transfer device provided with a bias voltage is caused to contact with such an image holding member for holding a latent image under pressure, and a transfer material is passed between these members, whereby the toner image formed on the image holding member for holding a latent image is transferred to the transfer material, as disclosed, for example, in Japanese Laid-Open Patent Application (JP-A, KOKAI) No. 46664/1984 or EP-A 0 297 911 is disclosed.
Wenn bei so einer Vorrichtung der Kontaktdruck zwischen einer Übertragungswalze und dem Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes zweckmäßig eingestellt wird, kann der Bereich, in dem das Übertragungsmaterial mit dem Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes Kontakt hat, im Vergleich zu einer Übertragungseinrichtung, bei der die Koronaentladung ausgenutzt wird und die bisher weithin angewandt worden ist, erweitert werden. Da das Übertragungsmaterial in der Übertragungsstellung unter Druck zwangsläufig gehalten wird, neigt die vorstehend erwähnte Vorrichtung ferner weniger dazu, eine Übertragungsabweichung zu verursachen, die auf einen Gleichlauffehler, der durch eine Übertragungsmaterial-Transporteinrichtung verursacht wird, zurückzuführen ist oder auf eine in dem Übertragungsmaterial vorhandene Kräuselung oder Schleife bzw. Falte zurückzuführen ist. Als Folge kann die vorstehend erwähnte Vorrichtung die Forderung nach einer Verkürzung des Transportweges für das Übertragungsmaterial und nach einer Miniaturisierung des Bildhalteteils zum Halten eines latenten Bildes zusammen mit der Miniaturisierung eines Bilderzeugungsgeräts leicht erfüllen.In such an apparatus, if the contact pressure between a transfer roller and the image holding member for holding a latent image is appropriately adjusted, the area in which the transfer material contacts the image holding member for holding a latent image can be expanded as compared with a transfer device utilizing corona discharge which has been widely used heretofore. Since the transfer material is positively held under pressure in the transfer position, the above-mentioned Furthermore, the above-mentioned apparatus is less likely to cause a transfer deviation due to a tracking error caused by a transfer material conveying means or due to a curl or a loop present in the transfer material. As a result, the above-mentioned apparatus can easily meet the demand for shortening the conveying path of the transfer material and miniaturization of the image holding member for holding a latent image together with miniaturization of an image forming apparatus.
Andererseits ist es bei der Vorrichtung für die Durchführung des Übertragungsvorgangs, die bewirken kann, daß eine Übertragungseinrichtung über ein Übertragungsmaterial mit einem Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes Kontakt hat, notwendig, auf die Übertragungsvorrichtung einen bestimmten Druck auszuüben, weil dem Übertragungsmaterial in der Kontaktstellung ein Übertragungsstrom zugeführt wird. Wenn auf das Übertragungsmaterial solch ein Kontaktdruck ausgeübt wird, wird der Druck auch auf das Tonerbild ausgeübt, das auf dem Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes erzeugt worden ist, weshalb die Tonerteilchen, die das Tonerbild bilden, dazu neigen, sich anzuhäufen.On the other hand, in the device for performing the transfer operation which can cause a transfer device to contact an image holding member for holding a latent image via a transfer material, it is necessary to apply a certain pressure to the transfer device because a transfer current is supplied to the transfer material in the contact position. When such a contact pressure is applied to the transfer material, the pressure is also applied to the toner image formed on the image holding member for holding a latent image, and therefore the toner particles constituting the toner image tend to accumulate.
Ferner haften die vorstehend erwähnten Toneranhäufungen in dem Fall, daß der Oberflächenbereich des Bildhalteteils zum Halten eines latenten Bildes ein Harz umfaßt, leicht fest an dem Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes an, und die Übertragung des Toners auf das Übertragungsmaterial kann behindert werden. In einem Extremfall werden Tonerteilchen, die einem Bereich entsprechen, der feste Haftung zeigt, überhaupt nicht übertragen, so daß das resultierende Tonerbild leicht fehlt bzw. Fehlstellen zeigt.Furthermore, in the case where the surface portion of the latent image holding member comprises a resin, the above-mentioned toner aggregates are likely to adhere firmly to the latent image holding member, and the transfer of the toner to the transfer material may be hindered. In an extreme case, toner particles corresponding to a portion showing firm adhesion are not transferred at all, so that the resulting toner image is likely to be missing.
Solch eine Erscheinung ist bei einem Linienbildbereich mit einer Breite von 0,1 bis 2 mm besonders auffällig. Da in dem Linienbildbereich eine sogenannte "Rand- bzw. Kantenerscheinung (oder ein Rand- bzw. Kanteneffekt)" eintreten kann, haftet eine größere Menge von Tonerteilchen daran an, so daß die auf Druck zürückzuführende Anhäufung von Tonerteilchen und Bildfehler, die auf den Übertragungsvorgang zurückzuführen sind, leicht auftreten. Wenn so eine Erscheinung auftritt, wird aus dem resultierenden Tonerbild ein kopiertes Bild, bei dem nur an seinem Kontur- bzw. Umrißbereich Tonerteilchen anhaften. Solch eine Erscheinung wird als "teilweise weißes Bild (z.B. hohles Zeichen oder hohler Buchstabe)" bezeichnet. Figuren 1B und 1D zeigen Beispiele für das teilweise weiße Bild.Such a phenomenon is particularly noticeable in a line image area with a width of 0.1 to 2 mm. Since a so-called "edge phenomenon (or edge effect)" can occur in the line image area, a larger amount of toner particles adhere thereto, so that the accumulation of toner particles due to printing and image defects due to the transfer process are likely to occur. When such a phenomenon occurs, the resulting toner image becomes a copied image with toner particles adhering only to its outline portion. Such a phenomenon is called a "partial white image (e.g., hollow character or letter)". Figures 1B and 1D show examples of the partial white image.
Die teilweise weißen Bilder treten im Fall von dickem Papier mit mehr als 100 g/cm², einer Folie für OHP (Overhead-Projektor) mit hoher Glätte oder des Vorgangs des Kopierens der zweiten Seite beim doppelseitigen Kopieren usw. besonders leicht auf. Im Fall des dicken Papiers oder der OHP-Folie wird angenommen, daß die Wirkung des zur Übertragung dienenden elektrischen Feldes abgeschwächt wird und der Druck stark wird, weil das Übertragungsmaterial dick ist, wodurch die teilweise weißen Bilder leicht auftreten. Im Fall des zweiten Kopiervorgangs beim doppelseitigen Kopieren wird angenommen, daß ein Trennmittel für die Verhinderung der Abschmutzerscheinung aus einer Kopiervorrichtung an einem Übertragungsmaterial anhaftet, wenn das Übertragungsmaterial während des Kopierens der ersten Seite durch die Fixiervorrichtung hindurchgehen gelassen wird, und daß das Trennmittel während des Vorgangs der Übertragung der zweiten Seite eine feste Haftung zwischen den Tonerteilchen und dem Übertragungsmaterial verhindert, wodurch leicht teilweise weiße Bilder auftreten.The partial white images are particularly likely to occur in the case of thick paper of more than 100 g/cm², an OHP (overhead projector) transparency with high smoothness, or the operation of copying the second side in double-sided copying, etc. In the case of the thick paper or OHP transparency, it is considered that the effect of the electric field used for transfer is weakened and the pressure becomes strong because the transfer material is thick, whereby the partial white images are likely to occur. In the case of the second copying operation in the double-sided copying, it is assumed that a release agent for preventing the offset phenomenon from a copying device adheres to a transfer material when the transfer material is allowed to pass through the fixing device during the copying of the first side, and that the release agent prevents firm adhesion between the toner particles and the transfer material during the process of transferring the second side, whereby partial white images are liable to occur.
Wie vorstehend beschrieben wurde, hat die Anwendung einer Übertragungsvorrichtung, bei der ein Kontaktteil angewendet wird, viele Vorteile wie z.B. Miniaturisierung und geringen Energieverbrauch, jedoch werden die Bedingungen für die Übertragungsmaterialien schärfer.As described above, the application of a transfer device using a contact part has many advantages such as miniaturization and low power consumption, but the requirements for the transfer materials become more stringent.
Da in der letzten Zeit Bilderzeugungsgeräte wie z.B. elektrophotographische Kopiergeräte weithin angewandt worden sind, sind ihre Anwendungen auch in verschiedener Weise erweitert worden und ist eine höhere Bildqualität verlangt worden. Wenn beispielsweise Originalbilder wie z.B. Schriftstücke oder Dokumente allgemeiner Art und Bücher kopiert werden, wird verlangt, daß sogar sehr kleine Buchstaben äußerst fein und genau ohne Verdickung oder Verzerrung oder Unterbrechung wiedergegeben werden. Wenn bei gewöhnlichen Bilderzeugungsgeräten wie z.B. Kopiergeräten für Flachpapier das latente Bild, das auf einem photoempfindlichen Element davon erzeugt worden ist, Bilder mit dünnen Linien, die eine Breite von 100 Mikrometern oder darunter haben, umfaßt, ist jedoch die Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien im allgemeinen schlecht und die Deutlichkeit von Linienbildern noch ungenügend.Since image forming devices such as electrophotographic copying machines have been widely used recently, their applications have also been expanded in various ways and higher image quality has been demanded. For example, when copying original images such as general documents and books, even very small letters are required to be reproduced extremely finely and accurately without thickening or distortion or interruption. In ordinary image forming apparatus such as flat paper copying machines, when the latent image formed on a photosensitive member thereof comprises images of thin lines having a width of 100 micrometers or less, however, the ability to reproduce thin lines is generally poor and the clarity of line images is still insufficient.
Im einzelnen wird bei neueren Bilderzeugungsgeräten wie z.B. elektrophotographischen Druckern, bei denen digitale Bildsignale angewandt werden, das resultierende latente Bild durch eine Ansammlung von Punkten mit einem konstanten Potential erzeugt, und die voll ausgefüllten Bereiche, die Halbtonbereiche und die Bereiche der hellsten Stellen des Bildes können ausgedrückt werden, indem die Dichten der Punkte verändert werden. In einem Zustand, bei dem die Punkte nicht genau durch Tonerteilchen bedeckt sind und die Tonerteilchen aus den Punkten hervorstehen, ergibt sich jedoch das Problem, daß eine Gradationskurve eines Tonerbildes, die dem Punktdichteverhältnis des schwarzen Bereichs zu dem weißen Bereich in dem digitalen latenten Bild entspricht, nicht erzielt werden kann. Ferner wird in dem Fall, daß zur Verbesserung der Bildqualität beabsichtigt wird, die Auflösung durch Verminderung der Punktgröße zu erhöhen, die Fähigkeit zur Wiedergabe des latenten Bildes, das sehr kleine Punkte umfaßt, schlechter, so daß die Neigung besteht, daß ein Bild ohne Schärfe auftritt, das eine niedrige Auflösung und eine schlechte Gradationskurve hat.Specifically, in recent image forming apparatuses such as electrophotographic printers using digital image signals, the resulting latent image is formed by an aggregation of dots having a constant potential, and the solid areas, halftone areas and highlight areas of the image can be expressed by changing the densities of the dots. However, in a state where the dots are not exactly covered by toner particles and the toner particles protrude from the dots, there is a problem that a gradation curve of a toner image corresponding to the dot density ratio of the black area to the white area in the digital latent image cannot be obtained. Furthermore, in the case where it is intended to increase the resolution by reducing the dot size in order to improve the image quality, the ability to reproduce the latent image comprising very small dots becomes worse, so that an image without sharpness, having a low resolution and a poor gradation curve, tends to occur.
Andererseits tritt bei einem Bilderzeugungsgerät wie z.B. einem elektrophotographischen Kopiergerät manchmal die Erscheinung auf, daß in einem Anfangsstadium eine gute Bildqualität erzielt wird, die sich jedoch verschlechtert, während der Kopier- oder Ausdruckvorgang aufeinanderfolgend durchgeführt wird. Als Ursache für so eine Erscheinung kann angenommen werden, daß im voraus nur Tonerteilchen, die mehr zu dem Entwicklungsvorgang beitragen können, verbraucht werden, während der Kopier- oder Ausdruckvorgang aufeinanderfolgend durchgeführt wird, und daß sich Tonerteilchen, die ein schlechtes Entwicklungsverhalten zeigen, ansammeln und in der Entwicklungsvorrichtung des Bilderzeugungsgeräts zurückbleiben.On the other hand, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, there is sometimes a phenomenon that good image quality is obtained in an initial stage, but the image quality deteriorates as the copying or printing process is successively carried out. For such a phenomenon, it can be considered that only toner particles which can contribute more to the developing process are consumed in advance while the copying or printing process is successively carried out, and that toner particles which show poor developing performance accumulate and remain in the developing device of the image forming apparatus.
Bisher sind zur Verbesserung der Bildqualität einige Entwickler vorgeschlagen worden. In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung (JP-A, KOKAI) Nr. 3244/1976 (entsprechend den US-Patentschriften Nrn. 3942979, 3969251 und 4112024) ist beispielsweise ein nichtmagnetischer Toner vorgeschlagen worden, bei dem die Teilchengrößenverteilung derart eingestellt ist, daß die Bildqualität verbessert wird. Dieser Toner umfaßt verhältnismäßig grobe Teilchen und enthält überwiegend Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 8 bis 12 Mikrometern. Gemäß unserer Untersuchung ist es jedoch mit solch einer Teilchengröße schwierig, eine gleichmäßige und dichte Bedeckung eines latenten Bildes mit den Tonerteilchen zu erzielen. Ferner hat der vorstehend erwähnte Toner das Merkmal, daß er 30 % (auf die Zahl bezogen) oder weniger Teilchen mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger und 5 % (auf die Zahl bezogen) oder weniger Teilchen mit einer Größe von 20 Mikrometern oder mehr enthält, und er hat somit eine breite Teilchengrößenverteilung, die dazu neigt, die Gleichmäßigkeit in dem resultierenden Bild zu vermindern. Damit durch Verwendung von solchen verhältnismäßig groben Tonerteilchen mit einer breiten Teilchengrößenverteilung ein deutliches Bild erzeugt wird, ist es notwendig, daß die Zwischenräume zwischen den Tonerteilchen durch dicke Übereinanderlagerung der Tonerteilchen ausgefüllt werden, damit die scheinbare Bilddichte erhöht wird. Als Folge ergibt sich das Problem, daß der Tonerverbrauch für die Erzielung einer vorgeschriebenen Bilddichte zunimmt.To date, some developers have been proposed to improve image quality. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open (JP-A, KOKAI) No. 3244/1976 (corresponding to U.S. Patent Nos. 3942979, 3969251 and 4112024), a non-magnetic toner in which the particle size distribution is adjusted to improve image quality has been proposed. This toner comprises relatively coarse particles and mainly contains toner particles having a particle size of 8 to 12 micrometers. However, according to our study, with such a particle size, it is difficult to achieve uniform and dense coverage of a latent image with the toner particles. Furthermore, the above-mentioned toner has a feature that it contains 30% (by number) or less of particles having a size of 5 micrometers or less and 5% (by number) or less of particles having a size of 20 micrometers or more, and thus has a broad particle size distribution, which tends to reduce uniformity in the resulting image. In order to form a clear image by using such relatively coarse toner particles having a broad particle size distribution, it is necessary that the spaces between the toner particles be filled by thickly superposing the toner particles so as to increase the apparent image density. As a result, there is a problem that the toner consumption increases for obtaining a prescribed image density.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 72054/1979 (entsprechend der US-Patentschrift Nr. 4284701) ist ein nichtmagnetischer Toner vorgeschlagen worden, der eine schärfere Teilchengrößenverteilung als der vorstehend erwähnte Toner hat. Bei diesem Toner haben Teilchen mittleren Gewichts eine verhältnismäßig große Teilchengröße von 8,5 bis 11,0 Mikrometern, und der Toner könnte als Toner für eine hohe Auflösung noch besser sein.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 72054/1979 (corresponding to US Patent No. 4284701), a non-magnetic toner has been proposed which has a sharper particle size distribution than the above-mentioned toner. In this toner, medium weight particles have a relatively large particle size of 8.5 to 11.0 micrometers, and the toner could be even better as a high resolution toner.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 129437/1983 (entsprechend der Britischen Patentschrift Nr. 2114310) ist ein nichtmagnetischer Toner vorgeschlagen worden, bei dem die mittlere Teilchengröße 6 bis 10 Mikrometer und der Modalwert der Teilchengröße 5 bis 8 Mikrometer beträgt. Dieser Toner enthält jedoch Teilchen mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger nur in einer geringen Menge von 15 % (auf die Zahl bezogen) oder darunter und neigt zur Erzeugung eines Bildes ohne Schärfe.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 129437/1983 (corresponding to British Patent Publication No. 2114310), a non-magnetic toner has been proposed in which the average particle size is 6 to 10 micrometers and the mode value of the particle size is 5 to 8 micrometers. However, this toner contains particles having a size of 5 micrometers or less only in a small amount of 15% (by number) or less and tends to produce an image without sharpness.
Ferner ist in der US-Patentschrift Nr. 4299900 ein Sprungentwicklungsverfahren vorgeschlagen worden, bei dem ein Entwickler verwendet wird, der 10 bis 50 Masse% magnetische Tonerteilchen mit einer Größe von 20 bis 35 Mikrometern enthält. Bei diesem Verfahren ist die Teilchengrößenverteilung des Toners verbessert, um den magnetischen Toner triboelektrisch aufzuladen, auf einem Entwicklungszylinder (Entwicklerträgerteil) eine gleichmäßige und dünne Tonerschicht zu bilden und die Beständigkeit des Toners gegen Umgebungsbedingungen zu verbessern. Zur Zeit werden jedoch bei dem Entwicklungs- und dem Übertragungsschritt weitere Verbesserungen verlangt.Further, in U.S. Patent No. 4,299,900, a jump development method has been proposed in which a developer containing 10 to 50 mass% of magnetic toner particles having a size of 20 to 35 micrometers is used. In this method, the particle size distribution of the toner is improved to triboelectrically charge the magnetic toner, form a uniform and thin toner layer on a developing sleeve (developer carrying member), and improve the environmental resistance of the toner. However, further improvements are currently required in the developing and transfer steps.
Ferner ist in dem Dokument EP-A 0 270 063 die Verwendung eines Entwicklers offenbart, der Toner und siliconölbehandeltes Pulver in einem Verhältnis von 0,1 bis 3 Teilen Pulver zu 100 Teilen Toner umfaßt. Diese Entwicklerart wird jedoch bei Übertragungsverfahren des Koronatyps verwendet.Furthermore, document EP-A 0 270 063 discloses the use of a developer comprising toner and silicone oil treated powder in a ratio of 0.1 to 3 parts powder to 100 parts toner. However, this type of developer is used in corona type transfer processes.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren und ein Bilderzeugungsgerät bereitzustellen, bei denen die vorstehend erwähnten Probleme, auf die man nach dem bekannten Stand der Technik stößt, gelöst worden sind.It is an object of the present invention to provide an image forming method and an image forming apparatus in which the above-mentioned problems encountered in the known art have been solved.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren und ein Bilderzeugungsgerät bereitzustellen, bei denen ein elektrostatisches Druck-Übertragungsverfahren wie z.B. ein Kontakt-Übertragungsverfahren angewandt wird und die einen Übertragungsschritt haben, der fähig ist, unabhängig von den Bedingungen für die Übertragungsmaterialien Bilder von hoher Qualität zu liefern, die ein latentes Bild getreu bzw. genau wiedergeben.It is another object of the present invention to provide an image forming method and an image forming apparatus which employ an electrostatic pressure transfer method such as a contact transfer method and have a transfer step capable of providing high quality images which faithfully reproduce a latent image regardless of the conditions of the transfer materials.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren und ein Bilderzeugungsgerät bereitzustellen, bei denen die vorstehend erwähnten teilweise weißen Bilder vermieden oder unterdrückt werden.It is another object of the present invention to provide an image forming method and an image forming apparatus in which the above-mentioned partial white images are avoided or suppressed.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren und ein Bilderzeugungsgerät bereitzustellen, die auch im Fall der Verwendung eines Übertragungsmaterials wie z.B. dicken Papiers fähig sind, Bilder von hoher Qualität ohne teilweise weiße Bilder zu liefern.It is another object of the present invention to provide an image forming method and an image forming apparatus capable of providing high quality images without partial white images even in the case of using a transfer material such as thick paper.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, das auch unter Änderung der Umgebungsbedingungen wie z.B. unter den Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit und niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit fähig ist, dauerhaft gute Betriebseigenschaften zu zeigen.It is a further object of the present invention to provide an image forming method capable of exhibiting consistently good operating characteristics even under changes in environmental conditions such as under conditions of high temperature and high humidity and low temperature and low humidity.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Bilderzeugungsverfahren bereitgestellt, bei demAccording to the present invention, there is provided an image forming method in which
ein elektrostatisches Bild, das auf einem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes erzeugt worden ist, mit einem Entwickler entwickelt wird, um darauf ein entwickeltes Bild zu erzeugen, wobei der Entwickler 100 Masseteile eines Toners und 0,05 bis 3 Masseteile Feinpulver, das mit 1 bis 35 Masseteilen eines Siliconöls oder Siliconlacks je 100 Masseteile Feinpulver behandelt worden ist, umfaßt; undan electrostatic image formed on an image holding member for holding an electrostatic image is developed with a developer to form a developed image thereon, the developer comprising 100 parts by weight of a toner and 0.05 to 3 parts by weight of fine powder treated with 1 to 35 parts by weight of a silicone oil or silicone varnish per 100 parts by weight of fine powder; and
das entwickelte Bild, das sich auf dem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes befindet, auf ein Übertragungsmaterial übertragen wird, während bewirkt wird, daß eine Übertragungseinrichtung über das Übertragungsmaterial mit dem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes unter einem Liniendruck von 3 g/cm oder höher Kontakt hat.the developed image on the image holding member for holding an electrostatic image is transferred to a transfer material while causing a transfer means to contact the image holding member for holding an electrostatic image via the transfer material under a line pressure of 3 g/cm or higher.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann in Verbindung mit einem Bilderzeugungsgerät angewandt werden, dasThe method of the present invention can be used in conjunction with an image forming apparatus which
ein Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes;an image holding member for holding an electrostatic image;
eine Einrichtung für die Entwicklung des elektrostatischen Bildes, die ein Tonerträgerteil umfaßt, wobei auf dem Tonerträgerteil ein Entwickler getragen wird, der 100 Masseteile eines Toners und 0,05 bis 3 Masseteile Feinpulver, das mit einem Siliconöl oder Siliconlack behandelt worden ist, umfaßt; unda device for developing the electrostatic image comprising a toner carrying member, on the toner carrying member there is carried a developer comprising 100 parts by weight of a toner and 0.05 to 3 parts by weight of fine powder treated with a silicone oil or silicone varnish; and
eine Übertragungseinrichtung für die Übertragung eines entwikkelten Bildes, das mit dem Entwickler entwickelt worden ist, von dem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes auf ein Übertragungsmaterial, während bewirkt wird, daß die Übertragungseinrichtung über das Übertragungsmaterial mit dem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes unter einem Liniendruck von 3 g/cm oder höher Kontakt hat,a transfer means for transferring a developed image developed with the developer from the image holding member for holding an electrostatic image to a transfer material while causing the transfer means to contact the image holding member for holding an electrostatic image via the transfer material under a line pressure of 3 g/cm or higher,
umfaßt.includes.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann auch in Verbindung mit einem Faksimilegerät angewandt werden, das ein Bilderzeugungsgerät und eine Empfangseinrichtung für den Empfang von Bilddaten aus einer entfernten Datenstation umfaßt; wobei das BilderzeugungsgerätThe method of the present invention can also be used in connection with a facsimile machine comprising an image generating device and a receiving device for receiving image data from a remote data station; wherein the image generating device
ein Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes;an image holding member for holding an electrostatic image;
eine Einrichtung für die Entwicklung des elektrostatischen Bildes, die ein Tonerträgerteil umfaßt, wobei auf dem Tonerträgerteil ein Entwickler getragen wird, der 100 Masseteile eines Toners und 0,05 bis 3 Masseteile Feinpulver, das mit einem Siliconöl oder Siliconlack behandelt worden ist, umfaßt; unda device for developing the electrostatic image, comprising a toner carrier member, wherein on the toner carrier member a developer comprising 100 parts by weight of a toner and 0.05 to 3 parts by weight of fine powder treated with a silicone oil or silicone varnish; and
eine Übertragungseinrichtung für die Übertragung eines entwikkelten Bildes, das mit dem Entwickler entwickelt worden ist, von dem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes auf ein Übertragungsmaterial, während bewirkt wird, daß die Übertragungseinrichtung über das Übertragungsmaterial mit dem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes unter einem Liniendruck von 3 g/cm oder höher Kontakt hat,a transfer means for transferring a developed image developed with the developer from the image holding member for holding an electrostatic image to a transfer material while causing the transfer means to contact the image holding member for holding an electrostatic image via the transfer material under a line pressure of 3 g/cm or higher,
umfaßt.includes.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen klarer werden.These and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent upon a consideration of the following description of the preferred embodiments of the present invention taken in conjunction with the accompanying drawings.
Figuren 1A und 1C sind schematische Ansichten zur Erläuterung von Tonerbildern, die einen guten Übertragungszustand zeigen, und Figuren 1B und 1D sind schematische Ansichten zur Erläuterung von Tonerbildern, die einen schlechten Übertragungszustand zeigen;Figures 1A and 1C are schematic views for explaining toner images showing a good transfer state, and Figures 1B and 1D are schematic views for explaining toner images showing a poor transfer state;
Figuren 2 und 3 sind schematische Teilschnittansichten, die je eine für einen Übertragungsschritt angewandte Vorrichtung erläutern;Figures 2 and 3 are schematic partial sectional views each illustrating an apparatus used for a transfer step;
Figuren 4 und 5 sind eine Vorderschnittansicht bzw. eine perspektivische Schnittansicht einer Geräteausführungsform für die Durchführung einer Klassierung mit mehrfacher Unterteilung;Figures 4 and 5 are a front sectional view and a perspective sectional view, respectively, of an apparatus embodiment for performing multiple subdivision classification;
Figur 6 ist eine graphische Darstellung, die einen Teilchengrößenbereich in bezug auf das Verhältnis "auf die Zahl bezogenener %-Anteil (N)/auf das Volumen bezogenener %-Anteil (V)" und den auf die Zahl bezogenenen %-Anteil von magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 Mikrometern oder weniger zeigt;Figure 6 is a graph showing a particle size range in terms of the ratio "number percentage (N)/volume percentage (V)" and the indicates the numerical percentage of magnetic toner particles having a particle size of 5 micrometers or less;
Figur 7 ist eine schematische Schnittzeichnung, die eine Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens und des Bilderzeugungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; undFigure 7 is a schematic sectional view showing an embodiment of the image forming method and the image forming apparatus according to the present invention; and
Figur 8 ist ein Blockdiagramm, das ein Faksimilegerät zeigt, bei dem das Bilderzeugungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung als Drucker angewandt wird.Figure 8 is a block diagram showing a facsimile machine in which the image forming apparatus according to the present invention is applied as a printer.
Wir haben gefunden, daß zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden können, indem ein Übertragungsschritt durchgeführt wird, bei dem ein Entwickler, der durch Vermischen eines Toners und eines Feinpulvers wie z.B. Siliciumdioxid, das einer Oberflächenbehandlung mit einem Siliconöl oder Siliconlack unterzogen wurde, erhalten worden ist, in Verbindung mit einer Übertragungsvorrichtung verwendet wird, bei der bewirkt wird, daß ein Übertragungsmaterial und ein Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes unter einem Liniendruck von 3 g/cm oder höher mit einem Übertragungsteil Kontakt haben.We have found that satisfactory results can be achieved by carrying out a transfer step in which a developer obtained by mixing a toner and a fine powder such as silica which has been subjected to a surface treatment with a silicone oil or silicone varnish is used in conjunction with a transfer device in which a transfer material and an image holding member for holding a latent image are caused to contact a transfer member under a line pressure of 3 g/cm or higher.
Der Kontaktdruck, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewandt wird, kann in Form des Liniendrucks vorzugsweise 3 g/cm oder mehr betragen. Der Liniendruck kann gemäß der folgenden Formel berechnet werden:The contact pressure used in the present invention may preferably be 3 g/cm or more in terms of line pressure. The line pressure can be calculated according to the following formula:
Liniendruck (g/cm) = [Gesamtdruck (g)]/[Länge der Kontaktfläche (cm)]Line pressure (g/cm) = [total pressure (g)]/[length of the contact area (cm)]
Die vorstehend erwähnte Kontaktfläche ist eine Fläche, in der ein Übertragungsmaterial mit dem Übertragungsteil, das eine Übertragungsvorrichtung bildet, Kontakt hat, und ihre Länge wird in einer Richtung gemessen, die senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Übertragungsmaterials verläuft.The above-mentioned contact area is an area in which a transfer material contacts with the transfer member constituting a transfer device, and its length is measured in a direction perpendicular to the moving direction of the transfer material.
Wenn der vorstehend erwähnte Kontaktdruck weniger als 3 g/cm beträgt, kann unerwünschtermaßen eine Abweichung beim Transport des Übertragungsmaterials oder ein Übertragungsfehler eintreten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Kontaktdruck vorzugsweise 20 g/cm oder mehr und insbesondere 25 bis 80 g/cm betragen.If the above-mentioned contact pressure is less than 3 g/cm, deviation in the conveyance of the transfer material or transfer failure may undesirably occur. In the present invention, the contact pressure may preferably be 20 g/cm or more, and more preferably 25 to 80 g/cm.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Übertragungsvorrichtung eine Übertragungswalze wie in Figur 2 gezeigt oder ein Übertragungsband wie in Figur 3 gezeigt sein.Within the scope of the present invention, the transfer device can be a transfer roller as shown in Figure 2 or a transfer belt as shown in Figure 3.
Figur 2 ist eine schematische Seitenschnittansicht, die einen wichtigen Teil einer typischen Ausführungsform des Bilderzeugungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung umfaßt ein zylindrisches Bildhalteteil 1 zum Halten eines latenten Bildes (nachstehend als "photoempfindliches Element" bezeichnet), das sich entlang einer Richtung erstreckt, die senkrecht zu der Zeichenebene verläuft, und in Richtung des Pfeils A rotiert, und eine elektrisch leitende Übertragungswalze 2, die in Kontakt mit dem photoempfindlichen Element 1 angeordnet ist.Figure 2 is a schematic side sectional view showing an important part of a typical embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. The apparatus shown in Figure 2 comprises a cylindrical image holding member 1 for holding a latent image (hereinafter referred to as "photosensitive member") which extends along a direction perpendicular to the drawing plane and rotates in the direction of arrow A, and an electroconductive transfer roller 2 arranged in contact with the photosensitive member 1.
Bei dem in Figuren 2 und 3 gezeigten Gerät sind entlang der Umfangsoberfläche des photoempfindlichen Elements 1, das als Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes dient, nicht gezeigte Bauteile angeordnet, die für die Bilderzeugung anzuwenden sind. Besondere Beispiele dafür können eine Primäraufladungseinrichtung für die gleichmäßige Aufladung der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1; einen Belichtungsabschnitt für die Zuführung eines Licht-Bildes, das ein gemäß einem vorgegebenen Bild moduliertes Laserlicht oder Reflexionslicht, das von einem Originalbild erhalten wird, umfaßt, zu der geladenen Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1, um das Potential des belichteten Bereichs zu vermindern, wodurch auf dem photoempfindlichen Element 1 ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird; eine Entwicklungsvorrichtung; die vorstehend erwähnte Übertragungsvorrichtung 2 und eine Reinigungseinrichtung für die Entfernung von restlichem Toner, der nach dem Übertragungsvorgang auf der Oberfläche des photoempfindlichen Elements zurückgeblieben ist, einschließen. Die vorstehend erwähnten Bauteile können in dieser Reihenfolge entlang der Bewegungsrichtung des photoempfindlichen Elements 1 angeordnet sein.In the apparatus shown in Figs. 2 and 3, along the peripheral surface of the photosensitive member 1 serving as an image holding member for holding a latent image, there are arranged members not shown to be used for image formation. Specific examples thereof may include a primary charging means for uniformly charging the surface of the photosensitive member 1; an exposure section for supplying a light image comprising laser light modulated according to a predetermined image or reflection light obtained from an original image to the charged surface of the photosensitive member 1 to reduce the potential of the exposed area, thereby forming an electrostatic latent image on the photosensitive member 1; a developing device; the above-mentioned transfer device 2; and a cleaning device for removing residual toner remaining after the transfer operation. left on the surface of the photosensitive member. The above-mentioned components may be arranged in this order along the moving direction of the photosensitive member 1.
Die Übertragungswalze 2 umfaßt einen Metallkern 2a und eine darauf angeordnete elektrisch leitende, elastische (oder elastomere) Schicht 2b. Die elektrisch leitende, elastische Schicht 2b kann ein elastisches (ein elastomeres) Material wie z.B. Harz des Polyurethantyps und ternäres Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer (EPDM) mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup6; bis 10¹&sup0; Ohm cm und ein darin dispergiertes elektrisch leitendes Material wie z.B. Kohlenstoff umfassen. An den Metallkern 2a kann mittels einer Konstantspannungsquelle 8 eine Vorspannung angelegt werden. In bezug auf die Vorspannungsbedingungen können vorzugsweise eine Stromstärke von 0,1 bis 50 uA und eine Spannung (Absolutwert) von 100 bis 5000 V (insbesondere 500 bis 4000 V) angewandt werden. Um auf die Übertragungswalze 2 einen Druck auszuüben, kann im allgemeinen auf Lager (nicht gezeigt), die beide Enden des Metallkerns 2a abstützen, ein Druck ausgeübt werden.The transfer roller 2 comprises a metal core 2a and an electrically conductive elastic (or elastomeric) layer 2b disposed thereon. The electrically conductive elastic layer 2b may comprise an elastic (elastomeric) material such as polyurethane type resin and ethylene-propylene-diene ternary copolymer (EPDM) having a volume resistivity of 106 to 1010 ohm cm and an electrically conductive material such as carbon dispersed therein. A bias voltage may be applied to the metal core 2a by means of a constant voltage source 8. Regarding the bias voltage conditions, a current of 0.1 to 50 µA and a voltage (absolute value) of 100 to 5000 V (particularly 500 to 4000 V) may preferably be applied. In order to apply pressure to the transfer roller 2, pressure may generally be applied to bearings (not shown) supporting both ends of the metal core 2a.
Figur 3 zeigt die Anwendung eines Übertragungsbandes 9 im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Das Übertragungsband 9 kann durch eine elektrisch leitende Walze 10 abgestützt und angetrieben werden.Figure 3 shows the use of a transfer belt 9 within the scope of the present invention. The transfer belt 9 can be supported and driven by an electrically conductive roller 10.
Die vorliegende Erfindung wird vor allem vorzugsweise auf ein Bilderzeugungsgerät angewandt, das ein Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes aufweist, dessen Oberflächenbereich eine organische Verbindung wie z.B. ein Harz umfaßt.The present invention is particularly preferably applied to an image forming apparatus having an image holding member for holding an electrostatic image whose surface portion comprises an organic compound such as a resin.
Wenn die Oberflächenschicht des Bildhalteteils zum Halten eines elektrostatischen Bildes eine organische Verbindung umfaßt, haftet ein Bindemittelharz, das in einem Toner enthalten ist, leicht an solch einer Oberflächenschicht an. Vor allem in dem Fall, daß das Bindemittelharz und die Oberflächenschicht Materialien derselben oder einer ähnlichen Spezies umfassen, treten in den Kontaktpunkten zwischen den Tonerteilchen und dem photoempfindlichen Element leicht chemische Bindungen auf, wodurch das Problem aufgeworfen wird, daß die Übertragbarkeit des Toners vermindert wird.When the surface layer of the image holding member for holding an electrostatic image comprises an organic compound, a binder resin contained in a toner easily adheres to such a surface layer. Particularly, in the case where the binder resin and the surface layer comprise materials of the same or similar species, Chemical bonds easily form at the contact points between the toner particles and the photosensitive member, thereby raising the problem that the transferability of the toner is reduced.
Besondere Beispiele für das Oberflächenmaterial zur Bildung des Bildhalteteils zum Halten eines elektrostatischen Bildes können Siliconharze, Harze des Vinylidenchloridtyps, Harze des Ethylen-Vinylidenchlorid-Typs, Harze des Styrol-Acrylnitril-Typs, Harze des Styrol-Methylmethacrylat-Typs, Harze des Styroltyps, Polyethylenterephthalatharze und Polycarbonatharze einschließen. Das Harz, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, ist jedoch nicht auf diese besonderen Beispiele eingeschränkt, sondern es können andere Copolymere von Monomeren, die das vorstehend erwähnte Harz bilden, Copolymere eines solchen Monomers und eines anderen Monomers oder Polymermischungen aus den vorstehend erwähnten Polymeren verwendet werden.Specific examples of the surface material for forming the image holding member for holding an electrostatic image may include silicone resins, vinylidene chloride type resins, ethylene-vinylidene chloride type resins, styrene-acrylonitrile type resins, styrene-methyl methacrylate type resins, styrene type resins, polyethylene terephthalate resins and polycarbonate resins. However, the resin usable in the present invention is not limited to these specific examples, but other copolymers of monomers constituting the above-mentioned resin, copolymers of such a monomer and another monomer, or polymer blends of the above-mentioned polymers may be used.
Die vorliegende Erfindung ist im Fall eines Bilderzeugungsgeräts, das als photoempfindliches Element 1 eine photoempfindliche Trommel mit einem Durchmesser von 50 mm oder weniger (und vorzugsweise 40 mm oder weniger) umfaßt, besonders wirksam.The present invention is particularly effective in the case of an image forming apparatus comprising, as the photosensitive member 1, a photosensitive drum having a diameter of 50 mm or less (and preferably 40 mm or less).
Da im Fall einer photoempfindlichen Trommel mit einem geringen Durchmesser ihre Krümmung auch unter demselben Liniendruck größer ist, wird der Druck leicht an der Kontaktstelle konzentriert. Da dieselbe Erscheinung im Fall eines photoempfindlichen Elements des Bandtyps auftreten kann, ist die vorliegende Erfindung auch bei einem Bilderzeugungsgerät wirksam, das ein photoempfindliches Element in Form eines Bandes umfaßt, das an der Übertragungsstelle einen Krümmungsradius von 25 mm oder darunter hat.In the case of a photosensitive drum having a small diameter, since its curvature is larger even under the same line pressure, the pressure is easily concentrated at the contact point. Since the same phenomenon can occur in the case of a belt type photosensitive member, the present invention is also effective in an image forming apparatus comprising a photosensitive member in the form of a belt having a radius of curvature of 25 mm or less at the transfer point.
Der Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, enthält Feinpulver, das mit einem Siliconöl oder einem Siliconlack behandelt worden ist. Das Feinpulver, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise eine Teilchengröße von 0,001 bis 2 Mikrometern und insbesondere von 0, 005 bis 0,2 Mikrometern haben.The developer to be used in the present invention contains fine powder treated with a silicone oil or a silicone varnish. The fine powder to be used in the present invention may preferably have a particle size of 0.001 to 2 micrometers, and more preferably 0.005 to 0.2 micrometers.
Das Feinpulver, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise eine anorganische Verbindung umfassen. Bevorzugte Beispiele dafür können Metalloxide, die ein Metall der Gruppe III oder IV enthalten, wie z.B. Kieselsäure (oder Siliciumdioxid), Aluminiumoxid und Titanoxid einschließen.The fine powder used in the present invention may preferably comprise an inorganic compound. Preferred examples thereof may include metal oxides containing a Group III or IV metal such as silica (or silicon dioxide), alumina and titania.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise Trockenverfahren-Siliciumdioxid-Feinpulver verwendet, das durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids hergestellt worden ist. Bei dem vorstehend erwähnten Herstellungsschritt ist es auch möglich, ein zusammengesetztes Feinpulver aus Siliciumdioxid und einem anderen Metalloxid zu erhalten, indem zusammen mit der Siliciumhalogenidverbindung eine andere Metallhalogenidverbindung wie z.B. Aluminiumchlorid und Titanchlorid verwendet wird. In das Siliciumdioxid-Feinpulver, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, ist auch solch eines eingeschlossen.In the present invention, it is preferable to use dry process silica fine powder prepared by vapor phase oxidation of a silicon halide. In the above-mentioned preparation step, it is also possible to obtain a composite fine powder of silica and another metal oxide by using another metal halide compound such as aluminum chloride and titanium chloride together with the silicon halide compound. Such a one is also included in the silica fine powder to be used in the present invention.
Das Siliconöl, das zur Behandlung des im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Feinpulvers verwendet wird, kann vorzugsweise eines sein, das durch die folgende Formel wiedergegeben wird: The silicone oil used for treating the fine powder used in the present invention may preferably be one represented by the following formula:
worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bezeichnet; R' eine Siliconöl modifizierende Gruppe wie z.B. Alkyl, halogenmodifiziertes Alkyl, Phenyl und modifiziertes Phenyl (d.h. Phenyl, das einen Substituenten hat) bezeichnet und R" eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bezeichnet.wherein R represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; R' represents a silicone oil modifying group such as alkyl, halogen-modified alkyl, phenyl and modified phenyl (i.e., phenyl having a substituent); and R" represents an alkyl or alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
Besondere Beispiele für solch ein Siliconöl können Dimethylsiliconöl, alkylmodifiziertes Siliconöl, α-methylstyrolmodifiziertes Siliconöl, Chlorphenylsiliconöl, fluormodifiziertes Siliconöl usw. einschließen. Das Siliconöl, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, ist jedoch nicht auf die vorstehend erwähnten besonderen Beispiele eingeschränkt.Specific examples of such a silicone oil may include dimethyl silicone oil, alkyl-modified silicone oil, α-methylstyrene-modified silicone oil, chlorophenyl silicone oil, fluorine-modified silicone oil, etc. The silicone oil used in the present invention, but is not limited to the specific examples mentioned above.
Das vorstehend erwähnte Siliconöl kann vorzugsweise eines sein, das bei 25 ºC eine Viskosität von 50 bis 1000 Centistokes hat. Wenn die Viskosität unter 50 Centistokes liegt, kann das Siliconöl teilweise verdampft werden, so daß das Aufladungsverhalten von Siliciumdioxid verschlechtert wird. Wenn die Viskosität 1000 Centistokes überschreitet, ist die Handhabung des Siliconöls bei dem Behandlungsvorgang schwierig.The above-mentioned silicone oil may preferably be one having a viscosity of 50 to 1,000 centistokes at 25°C. If the viscosity is less than 50 centistokes, the silicone oil may be partially evaporated to deteriorate the charging performance of silicon dioxide. If the viscosity exceeds 1,000 centistokes, handling of the silicone oil in the treatment process is difficult.
Zur Durchführung der Siliconölbehandlung können bekannte Verfahren angewandt werden. Es können beispielsweise ein Verfahren, bei dem Feinpulver und ein Siliconöl mittels eines Mischers vermischt werden; ein Verfahren, bei dem ein Siliconöl mittels eines Sprühgeräts auf Feinpulver aufgesprüht wird; und ein Verfahren, bei dem ein Siliconöl in einem Lösungsmittel gelöst wird und in die resultierende Lösung Feinpulver eingemischt wird, angewandt werden. Das Behandlungsverfahren, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, ist jedoch nicht auf diese besonderen Beispiele eingeschränkt.Known methods can be used to carry out the silicone oil treatment. For example, a method in which fine powder and a silicone oil are mixed by means of a mixer; a method in which a silicone oil is sprayed onto fine powder by means of a sprayer; and a method in which a silicone oil is dissolved in a solvent and fine powder is mixed into the resulting solution can be used. However, the treatment method applicable to the present invention is not limited to these specific examples.
Der Siliconlack, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Behandlung von Feinpulver zu verwenden ist, kann ein bekanntes Material sein. Besondere Beispiele dafür können handelsübliche Siliconlacke wie z.B. KR-251 und KP-112 (jeweils durch Shinetsu Silicone K.K. hergestellt) einschließen. Der Siliconlack, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, ist jedoch nicht auf diese besonderen Beispiele eingeschränkt.The silicone varnish to be used in the present invention for treating fine powder may be a known material. Specific examples thereof may include commercially available silicone varnishes such as KR-251 and KP-112 (each manufactured by Shinetsu Silicone K.K.). However, the silicone varnish usable in the present invention is not limited to these specific examples.
Zur Durchführung der Siliconlackbehandlung können bekannte Verfahren in derselben Weise wie im Fall des Siliconöls angewandt werden.To carry out the silicone varnish treatment, known methods can be used in the same way as in the case of silicone oil.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch ein aminomodifiziertes Siliconöl verwendet werden, das durch die folgende Strukturformel (I) wiedergegeben wird:In the present invention, an amino-modified silicone oil represented by the following structural formula (I) can also be used:
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Besondere Beispiele für den gesättigten stickstoffhaltigen Heterocyclus können die einschließen, die durch die folgenden Formeln wiedergegeben werden: Particular examples of the saturated nitrogen-containing heterocycle may include those represented by the following formulas:
Obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend erwähnten besonderen Beispiele eingeschränkt ist, kann vorzugsweise ein Heterocyclus mit einer fünf- oder sechsgliedrigen Ringstruktur angewandt werden.Although the present invention is not limited to the above-mentioned specific examples, a heterocycle having a five- or six-membered ring structure can be preferably used.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Heterocyclus ein Derivat davon derart sein, daß darein eine funktionelle Gruppe wie z.B. Kohlenwasserstoffgruppe, Halogengruppe, Aminogruppe, Vinylgruppe, Mercaptogruppe, Methacrylgruppe, Glycidoxygruppe und Ureidogruppe eingeführt ist.In the present invention, the heterocycle may be a derivative thereof such that a functional group such as hydrocarbon group, halogen group, amino group, vinyl group, mercapto group, methacrylic group, glycidoxy group and ureido group is introduced therein.
Das aminomodifizierte Siliconöl, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise ein Stickstoffatomäquivalent von 10.000 oder weniger und insbesondere von 300 bis 2000 haben. Das Stickstoffatomäquivalent, das hierin-angewandt wird, ist eine Äquivalentmasse (g/Äquiv.) pro Stickstoffatom, d.h. ein Wert, der erhalten wird, indem die Molekülmasse durch die Zahl der in einem Molekül enthaltenen Stickstoffatome dividiert wird. Diese Siliconöle können einzeln oder als Mischung aus zwei oder mehr Spezies davon verwendet werden.The amino-modified silicone oil used in the present invention may preferably have a nitrogen atom equivalent of 10,000 or less, and more preferably 300 to 2,000. The nitrogen atom equivalent used herein is an equivalent mass (g/equivalent) per nitrogen atom, i.e., a value obtained by dividing the molecular mass by the number of nitrogen atoms contained in one molecule. These silicone oils may be used singly or as a mixture of two or more species thereof.
Der Silicönlack, der verwendet wird, um einen aminomodifizierten Siliconlack für die Behandlung von Feinpulver im Rahmen der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, kann Methylsiliconlack, Phenylmethylsiliconlack usw. einschließen. Aus diesen wird Methylsiliconlack besonders bevorzugt.The silicone varnish used to provide an amino-modified silicone varnish for treating fine powder in the present invention may include methyl silicone varnish, phenylmethyl silicone varnish, etc. Of these, methyl silicone varnish is particularly preferred.
Der Methylsiliconlack kann ein Polymer umfassenl das die folgende T³¹-Einheit, D³¹-Einheit und M³¹-Einheit enthält, und kann ein dreidimensionales Polymer sein, das eine größere Menge der T³¹-Einheit umfaßt. [T³¹-Einheit] [D³¹-Einheit] [M³¹-Einheit] The methyl silicone varnish may comprise a polymer containing the following T³¹ unit, D³¹ unit and M³¹ unit, and may a three-dimensional polymer comprising a larger amount of the T³¹ unit. [T³¹ unit] [D³¹ unit] [M³¹ unit]
Besondere Beispiele für den Methylsiliconlack oder Phenylsiliconlack können die einschließen, die eine durch die folgende Formel wiedergegebene chemische Struktur umfassen: Specific examples of the methylsilicone varnish or phenylsilicone varnish may include those comprising a chemical structure represented by the following formula:
worin R³¹ eine Methyl- oder Phenylgruppe bezeichnet.wherein R³¹ represents a methyl or phenyl group.
Bei dem vorstehend erwähnten Siliconlack ist die T³¹-Einheit besonders wirksam, um diesem eine gute Wärmehärtbarkeit zur Bildung einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur zu verleihen.In the silicone varnish mentioned above, the T³¹ unit is particularly effective in imparting good heat curability to form a three-dimensional network structure.
Wenn Feinpulver einer Oberflächenbehandlung mit dem Siliconlack, der solch eine T³¹-Einheit umfaßt, unterzogen wird, können die feinen Teilchen, die das Feinpulver bilden, an ihren Oberflächen einen harten und zähen Film haben, wodurch die feinen Teilchen eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Abtrennbarkeit zeigen. Die vorstehend erwähnte T³¹-Einheit kann in dem Siliconlack vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 90 Mol% und insbesondere 30 bis 80 Mol% enthalten sein.When fine powder is subjected to surface treatment with the silicone varnish comprising such a T³¹ unit, the fine particles constituting the fine powder can have a hard and tough film on their surfaces, whereby the fine particles exhibit excellent impact resistance, moisture resistance and releasability. The above-mentioned T³¹ unit may be contained in the silicone varnish preferably in an amount of 10 to 90 mol%, and more preferably 30 to 80 mol%.
Wenn der Gehalt der T³¹-Einheit zu niedrig ist, kann der Film aus dem Siliconlack wegen einer darin enthaltenen Komponente mit niedriger Molekülmasse erweicht werden, so daß sein Haftvermögen zunimmt, wodurch manchmal die Feuchtigkeitsbeständigkeit, die Haltbarkeit oder die Stabilität der triboelektrischen Aufladbarkeit herabgesetzt werden kann. Ferner wird in einigen Fällen das Reinigungsverhalten des Toners verschlechtert, so daß eine Verstreuung von Toner verursacht wird, wodurch Ungleichmäßigkeit des Bildes, Schleier usw. auftreten können und ferner die Haltbarkeit einer Entwicklungsvorrichtung herabgesetzt werden kann.If the content of the T31 unit is too low, the silicone varnish film may be softened due to a low molecular weight component contained therein, so that its adhesiveness increases, which may sometimes lower the moisture resistance, durability or stability of triboelectric chargeability. Further, in some cases, the cleaning performance of the toner is deteriorated to cause scattering of toner, which may cause image unevenness, fog, etc., and further lower the durability of a developing device.
Wenn andererseits der Gehalt der T³¹-Einheit zu hoch ist, kann die auf anorganischen feinen Teilchen zu bildende Überzugsschicht ungleichmäßig werden und können in einigen Fällen die Stabilität der triboelektrischen Aufladbarkeit und die Haltbarkeit verschlechtert werden.On the other hand, if the content of the T31 unit is too high, the coating layer to be formed on inorganic fine particles may become uneven and, in some cases, the stability of triboelectric chargeability and the durability may be deteriorated.
Der Siliconlack kann am Ende der Molekülkette oder in der Seitenkette eine Hydroxylgruppe haben und kann durch Kondensation mittels Wasserabspaltung, die auf solch einer Hydroxylgruppe basiert, vernetzt oder gehärtet werden. Besondere Beispiele für den Härtungsbeschleuniger zur Beschleunigung der vorstehend erwähnten Härtungsreaktion können Fettsäuresalze wie z.B. diejenigen, die Zink, Blei, Cobalt und Zinn enthalten; Amine wie z.B. Triethanolamin und Butylamin usw. einschließen. Aus diesen wird ein Amin besonders bevorzugt.The silicone varnish may have a hydroxyl group at the end of the molecular chain or in the side chain, and may be crosslinked or cured by dehydration condensation based on such a hydroxyl group. Specific examples of the curing accelerator for accelerating the above-mentioned curing reaction may include fatty acid salts such as those containing zinc, lead, cobalt and tin; amines such as triethanolamine and butylamine, etc. Of these, an amine is particularly preferred.
Zur Umwandlung des vorstehend erwähnten Siliconlacks in einen aminomodifizierten Siliconlack kann die Methyl- oder Phenylgruppe, die in der vorstehend erwähnten T³¹-, D³¹- oder M³¹-Einheit enthalten ist, partiell durch eine aminogruppenhaltige Gruppe ersetzt werden.In order to convert the above-mentioned silicone varnish into an amino-modified silicone varnish, the methyl or phenyl group contained in the above-mentioned T³¹, D³¹ or M³¹ unit can be partially replaced by an amino group-containing group.
Besondere Beispiele für die aminogruppenhaltige Gruppe können die einschließen, die durch die folgende Formel wiedergegeben werden, jedoch ist die aminogruppenhaltige Gruppe, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, nicht auf diese besonderen Beispiele eingeschränkt.Specific examples of the amino group-containing group may include those represented by the following formula, but the amino group-containing group applicable to the present invention is not limited to these specific examples.
-CH&sub2;CH&sub2;-NH&sub2;-CH₂CH₂-NH₂
-CH&sub2;(CH&sub2;)&sub2;-NH&sub2;-CH₂(CH₂)₂-NH₂
-CH&sub2;(CH&sub2;)&sub2;-NH-(CH&sub2;)&sub3;-NH&sub2; -CH₂(CH₂)₂-NH-(CH₂)₃-NH₂
Zur Durchführung der Behandlung mit dem aminomodifizierten Siliconlack können bekannte Verfahren in derselben Weise wie im Fall des Siliconöls angewandt werden.To carry out the treatment with the amino-modified silicone varnish, known methods can be used in the same way as in the case of the silicone oil.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, daß für die Behandlung pro 100 Masseteile des Feinpulvers 1 bis 35 Masseteile (und insbesondere 2 bis 30 Masseteile) des aminomodifizierten Siliconöls oder aminomodifizierten Siliconlacks (bezogen auf seinen Feststoffgehalt) verwendet werden.In the present invention, it is preferred that 1 to 35 parts by mass (and particularly 2 to 30 parts by mass) of the amino-modified silicone oil or amino-modified silicone varnish (based on its solid content) be used for the treatment per 100 parts by mass of the fine powder.
Es wird bevorzugt, daß pro 100 Masseteile des Toners 0,05 bis 3 Masseteile (vorzugsweise 0,1 bis 3 Masseteile und insbesondere 0,6 bis 3 Masseteile) des mit dem Siliconöl oder Siliconlack behandelten Feinpulvers verwendet werden.It is preferable that 0.05 to 3 parts by mass (preferably 0.1 to 3 parts by mass, and particularly 0.6 to 3 parts by mass) of the fine powder treated with the silicone oil or silicone varnish is used per 100 parts by mass of the toner.
Wenn das Material des Feinpulvers Siliciumdioxid umfaßt, kann das Siliciumdioxid seine Wirkung vorzugsweise zeigen, wenn es in einer Menge von 0,1 bis 1,6 Masseteilen zugesetzt wird, und es kann insbesondere eine ausgezeichnete Stabilität zeigen, wenn es in einer Menge von 0,3 bis 1,6 Masseteilen pro 100 Masseteile des Toners zugesetzt wird. Wenn die Zusatzmenge unter 0,1 Masseteilen liegt, ist die Wirkung des Zusatzes gering. Wenn die Zusatzmenge 1,6 Masseteile überschreitet, tritt während des Entwicklungs- und des Fixiervorgangs leicht ein Problem auf.When the material of the fine powder comprises silica, the silica can preferably exhibit its effect when added in an amount of 0.1 to 1.6 parts by mass, and in particular, it can exhibit excellent stability, when it is added in an amount of 0.3 to 1.6 parts by mass per 100 parts by mass of toner. If the addition amount is less than 0.1 parts by mass, the effect of the addition is small. If the addition amount exceeds 1.6 parts by mass, a problem is likely to occur during the development and fixing processes.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es mehr bevorzugt, daß das Feinpulver zuerst mit einem Silan-Haftmittel behandelt wird und danach mit einem Siliconöl oder einem Siliconlack behandelt wird.In the present invention, it is more preferable that the fine powder is first treated with a silane coupling agent and then treated with a silicone oil or a silicone varnish.
Wenn das Feinpulver nur mit einem Siliconöl behandelt wird, treten bei der Behandlung im allgemeinen leicht Anhäufungen des Feinpulvers auf, weil die Oberfläche des Feinpulvers mit einer größeren Menge des Siliconöls beschichtet wird, und das Fließvermögen eines Entwicklers kann manchmal vermindert werden, wenn so ein Feinpulver auf den Entwickler angewandt wird. Es wird deshalb bevorzugt, daß der Schritt, bei dem das Siliconöl verwendet wird, ausreichend beachtet wird. Um Anhäufungen des Feinpulvers zu entfernen, während seine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit beibehalten wird, wird es bevorzugt, daß das Feinpulver mit einem Silan-Haftmittel behandelt wird und danach mit einem Siliconöl behandelt wird, um eine ausreichende Wirkung der Behandlung mit dem Siliconöl zu erzielen.When the fine powder is treated only with a silicone oil, in general, agglomeration of the fine powder easily occurs in the treatment because the surface of the fine powder is coated with a larger amount of the silicone oil, and the fluidity of a developer may sometimes be reduced when such a fine powder is applied to the developer. It is therefore preferred that sufficient attention be paid to the step of using the silicone oil. In order to remove agglomeration of the fine powder while maintaining its good moisture resistance, it is preferred that the fine powder is treated with a silane coupling agent and then treated with a silicone oil to achieve a sufficient effect of the treatment with the silicone oil.
Das Silan-Haftmittel, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise eines sein, das durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird:The silane coupling agent used in the present invention may preferably be one represented by the following general formula:
RmSiYn,RmSiYn,
worin R eine Alkoxygruppe oder ein Chloratom bezeichnet; m eine ganze Zahl von 1 bis 3 bezeichnet; Y eine Kohlenwasserstoffgruppe bezeichnet, die eine Alkyl-, Vinyl-, Glycidoxy- oder Methacrylgruppe umfaßt; und n eine ganze Zahl von 3 bis 1 bezeichnet.wherein R represents an alkoxy group or a chlorine atom; m represents an integer of 1 to 3; Y represents a hydrocarbon group comprising an alkyl, vinyl, glycidoxy or methacrylic group; and n represents an integer of 3 to 1.
Typische Beispiele für solch ein Silan-Haftmittel können Dimethyldichlorsilan, Trimethylchlorsilan, Allylmethyldichlorsilan, Hexamethyldisilazan, Allylphenyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan, Vinyltriethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoysilan, Vinyltriacetoxysilan, Divinylchlorsilan, Dimethylvinylchlorsilan usw. einschließen.Typical examples of such a silane coupling agent may include dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, allylmethyldichlorosilane, hexamethyldisilazane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, Vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoysilane, vinyltriacetoxysilane, divinylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, etc.
Die Behandlung des Feinpulvers mit dem Silan-Haftmittel kann durch ein Trockenverfahren, bei dem Feinpulver durch Rühren usw. in einen Wolkenzustand umgewandelt wird und ein verdampftes Silan-Haftmittel mit der resultierenden Wolke zur Reaktion gebracht wird; oder durch ein Naßverfahren, bei dem Feinpulver in einem Lösungsmittel dispergiert wird und ein Silan-Haftmittel in die resultierende Dispersion tropfen gelassen wird, um damit zur Reaktion gebracht zu werden, durchgeführt werden.The treatment of the fine powder with the silane coupling agent can be carried out by a dry method in which fine powder is converted into a cloud state by stirring, etc., and a vaporized silane coupling agent is reacted with the resulting cloud; or by a wet method in which fine powder is dispersed in a solvent and a silane coupling agent is dropped into the resulting dispersion to be reacted therewith.
Das Silan-Haftmittel kann für die Behandlung vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 50 Masseteilen und insbesondere 5 bis 40 Masseteilen pro 100 Masseteile des Feinpulvers verwendet werden.The silane coupling agent may be used for the treatment preferably in an amount of 1 to 50 parts by mass, and more preferably 5 to 40 parts by mass per 100 parts by mass of the fine powder.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung beträgt die Menge des Feststoffgehalts des für die Behandlung zu verwendenden Siliconöls oder Siliconlacks 1 bis 35 Masseteile und vorzugsweise 2 bis 30 Masseteile pro 100 Masseteile des Feinpulvers. Solch eine Behandlungsmenge wird aus den folgenden Gründen verwendet.In the present invention, the amount of the solid content of the silicone oil or silicone varnish to be used for the treatment is 1 to 35 parts by mass, and preferably 2 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the fine powder. Such a treatment amount is used for the following reasons.
Wenn die Menge des für die Behandlung verwendeten Siliconöls zu gering ist, kann das Ergebnis der Behandlung im wesentlichen dasselbe sein wie im Fall der alleinigen Behandlung mit einem Silan-Haftmittel, und die Feuchtigkeitsbeständigkeit wird nicht ausreichend verbessert, so daß das resultierende Feinpulver Feuchtigkeit aufnehmen kann und die Erzielung von kopierten Bildern hoher Qualität unter der Bedingung hoher Feuchtigkeit schwierig ist. Wenn die Menge des für die Behandlung verwendeten Siliconöls zu hoch ist, treten leicht die vorstehend erwähnten Anhäufungen von Feinpulver auf, und in einem Extremfall kann auch freies Siliconöl auftreten. Als Folge kann auch im Fall der Anwendung solch eines Siliciumdioxids auf einen Entwickler das Problem aufgeworfen werden, daß es das Fließvermögen des Entwicklers nicht ausreichend verbessert.If the amount of the silicone oil used for the treatment is too small, the result of the treatment may be substantially the same as in the case of treatment with a silane coupling agent alone, and the moisture resistance is not sufficiently improved, so that the resulting fine powder may absorb moisture and it is difficult to obtain high-quality copied images under the condition of high humidity. If the amount of the silicone oil used for the treatment is too large, the above-mentioned accumulations of fine powder are likely to occur, and in an extreme case, free silicone oil may also occur. As a result, even in the case of applying such a silica to a developer, there may be a problem that it does not sufficiently improve the fluidity of the developer.
Der Mechanismus der Verbesserung durch das mit dem Siliconöl oder Siliconlack behandelte Feinpulver im Hinblick auf die teilweise weißen Bilder oder hohlen Zeichen bzw. Buchstaben ist nicht unbedingt klar. Unseres Wissens wird jedoch angenommen, daß die Abtrennbarkeit magnetischer Tonerteilchen von einem Bildhalteteil zum Halten eines latenten Bildes auf der Grundlagen einer niedrigen Oberflächenenergie des Behandlungsmittels verbessert wird.The mechanism of improvement by the fine powder treated with the silicone oil or silicone varnish with respect to the partially white images or hollow characters is not necessarily clear. However, to the best of our knowledge, it is considered that the separability of magnetic toner particles from an image holding member for holding a latent image is improved based on a low surface energy of the treating agent.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der in dem Entwickler enthaltene Toner vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße (Volumenmittel) von 5 bis 13 Mikrometern haben.In the present invention, the toner contained in the developer may preferably have an average particle size (volume average) of 5 to 13 micrometers.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der in dem Entwickler enthaltene Toner einen isolierenden magnetischen Toner umfaßt und ein entwickeltes Bild mit ausgezeichneter Bildqualität gewünscht wird, kann vorzugsweise vor allem ein isolierender magnetischer Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von 6 bis 8 Mikrometern verwendet werden.In an embodiment of the present invention, in which the toner contained in the developer comprises an insulating magnetic toner and a developed image having excellent image quality is desired, an insulating magnetic toner having an average particle size (volume average) of 6 to 8 micrometers may preferably be used.
Es wird bevorzugt, daß der vorstehend erwähnte isolierende magnetische Toner 17 bis 60 % (auf die Zahl bezogen) magnetische Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 Mikrometern oder weniger enthält, 5 bis 50 % (auf die Zahl bezogen) magnetische Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 6,35 bis 10,08 Mikrometern enthält und 2,0 Volumen% oder weniger magnetische Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 12,70 Mikrometern oder mehr enthält und der magnetische Toner eine mittlere Teilchengröße (Volumenmittel) von 6 bis 8 Mikrometern hat und die magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 Mikrometern oder weniger eine Teilchengrößenverteilung haben, die die folgende Formel erfüllt:It is preferable that the above-mentioned insulating magnetic toner contains 17 to 60% (by number) of magnetic toner particles having a particle size of 5 micrometers or less, 5 to 50% (by number) of magnetic toner particles having a particle size of 6.35 to 10.08 micrometers, and 2.0% or less by volume of magnetic toner particles having a particle size of 12.70 micrometers or more, and the magnetic toner has an average particle size (volume average) of 6 to 8 micrometers, and the magnetic toner particles having a particle size of 5 micrometers or less have a particle size distribution satisfying the following formula:
N/V = -0,05 N + k,N/V = -0.05 N + k,
worin N den prozentualen Anteil (auf die Zahl bezogen) magnetischer Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 Mikrometern oder weniger bezeichnet, V den prozentualen Volumenanteil magnetischer Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 Mikrometern oder weniger bezeichnet, k eine positive Zahl von 4,6 bis 6,7 bezeichnet und N eine positive Zahl von 17 bis 60 bezeichnet.where N is the percentage (in number) of magnetic toner particles having a particle size of 5 micrometers or less, V is the volume percentage of magnetic toner particles having a particle size of 5 micrometers or less, k denotes a positive number from 4.6 to 6.7, and N denotes a positive number from 17 to 60.
Der isolierende magnetische Toner, der die vorstehend erwähnte Teilchengrößenverteilung hat, kann dünne Linien, die in einem auf einem photoempfindlichen Element erzeugten latenten Bild vorhanden sind, genau wiedergeben und ist in bezug auf die Wiedergabe von latenten Punktbildern wie z.B. Halbton-Punktbildern und digitalen Bildern ausgezeichnet, so daß er Bilder mit ausgezeichneten Gradations- und Auflösungseigenschaften liefert. Ferner kann solch ein Toner auch im Fall von aufeinanderfolgendem Kopieren oder Ausdrucken eine hohe Bildqualität aufrechterhalten und kann auch im Fall von Bildern hoher Dichte eine gute Entwicklung bewirken, während im Vergleich zu dem herkömmlichen magnetischen Toner eine geringere Menge davon verbraucht wird. Als Folge hat der vorstehend erwähnte magnetische Toner eine ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit und ferner den Vorteil einer Miniaturisierung des Hauptkörpers eines Kopiergeräts oder Drukkers.The insulating magnetic toner having the above-mentioned particle size distribution can accurately reproduce thin lines present in a latent image formed on a photosensitive member and is excellent in reproduction of latent dot images such as halftone dot images and digital images, so that it provides images with excellent gradation and resolution characteristics. Furthermore, such a toner can maintain high image quality even in the case of successive copying or printing and can effect good development even in the case of high density images while consuming a smaller amount thereof as compared with the conventional magnetic toner. As a result, the above-mentioned magnetic toner has excellent economy and also has the advantage of miniaturizing the main body of a copying machine or printer.
Der Grund für die vorstehend erwähnten Wirkungen des magnetischen Toners gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht unbedingt klar, jedoch kann als Grund folgendes angenommen werden.The reason for the above-mentioned effects of the magnetic toner according to the present invention is not necessarily clear, but the reason can be considered as follows.
Der magnetische Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann zunächst dadurch gekennzeichnet werden, daß er 17 bis 60 % (auf die Zahl bezogen) magnetische Tonerteilchen mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger enthält. Herkömmlicherweise ist angenommen worden, daß der Anteil magnetischer Tonerteilchen mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger unbedingt vermindert werden muß, weil die Einstellung ihrer Ladungsmenge schwierig ist, weil sie das Fließvermögen des magnetischen Toners beeinträchtigen und weil sie eine Verstreuung von Toner verursachen, so daß das Gerät verunreinigt wird.The magnetic toner according to the present invention can be characterized, first, by containing 17 to 60% (by number) of magnetic toner particles having a size of 5 micrometers or less. Conventionally, it has been considered that the content of magnetic toner particles having a size of 5 micrometers or less must necessarily be reduced because it is difficult to adjust the amount of charge, because they impair the fluidity of the magnetic toner, and because they cause scattering of toner to contaminate the apparatus.
Gemäß unserer Untersuchung ist jedoch gefunden worden, daß die magnetischen Tonerteilchen mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger eine wesentliche Komponente für die Erzeugung eines Bildes hoher Qualität sind.However, according to our investigation, it has been found that the magnetic toner particles with a size of 5 micrometers or less an essential component in producing a high quality image.
Wir haben beispielsweise die folgenden Versuche durchgeführt.For example, we conducted the following experiments.
So wurde auf einem photoempfindlichen Element ein latentes Bild erzeugt, bei dem sich das Oberflächenpotential auf dem photoempfindlichen Element von einem hohen Entwicklungspotentialkontrast, bei dem das latente Bild leicht mit einer großen Zahl von Tonerteilchen entwickelt werden würde, zu einem niedrigen Entwicklungspotentialkontrast, bei dem das latente Bild nur mit einer geringen Zahl von Tonerteilchen entwickelt werden würde, veränderte.Thus, a latent image was formed on a photosensitive member whereby the surface potential on the photosensitive member varied from a high development potential contrast, where the latent image would be easily developed with a large number of toner particles, to a low development potential contrast, where the latent image would be developed with only a small number of toner particles.
Solch ein latentes Bild wurde mit einem magnetischen Toner entwickelt, dessen Teilchengrößenverteilung im Bereich von 0,5 bis 30 Mikrometern lag. Dann wurden die an dem photoempfindlichen Element anhaftenden Tonerteilchen gesammelt, und ihre Teilchengrößenverteilung wurde gemessen. Als Ergebnis wurde gefunden, daß viele magnetische Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 8 Mikrometern oder weniger und insbesondere von 5 Mikrometern oder weniger vorhanden waren. Auf der Grundlage dieses Ergebnisses wurde folgendes herausgefunden: Wenn magnetische Tonerteilchen mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger derart eingestellt wurden, daß sie für die Entwicklung eines auf einem photoempfindlichen Element erzeugten latenten Bildes gleichmäßig zugeführt wurden, konnte ein Bild mit wirklich ausgezeichneter Wiedergabefähigkeit erhalten werden und hafteten die Tonerteilchen genau an dem latenten Bild an, ohne daraus hervorzustehen.Such a latent image was developed with a magnetic toner whose particle size distribution was in the range of 0.5 to 30 micrometers. Then, the toner particles adhering to the photosensitive member were collected and their particle size distribution was measured. As a result, it was found that many magnetic toner particles having a particle size of 8 micrometers or less, and particularly 5 micrometers or less, were present. Based on this result, it was found that when magnetic toner particles having a size of 5 micrometers or less were adjusted to be uniformly supplied for developing a latent image formed on a photosensitive member, an image having truly excellent reproducibility could be obtained and the toner particles adhered precisely to the latent image without protruding therefrom.
Der magnetische Toner, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthält vorzugsweise 5 bis 50 % (auf die Zahl bezogen) magnetische Tonerteilchen mit einer Größe von 6,35 bis 10,08 Mikrometern. Dieses zweite Merkmal hängt mit der vorstehend erwähnten Notwendigkeit des Vorhandenseins der Tonerteilchen mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger zusammen.The magnetic toner used in the present invention preferably contains 5 to 50% (by number) of magnetic toner particles having a size of 6.35 to 10.08 micrometers. This second feature is related to the above-mentioned necessity of the presence of the toner particles having a size of 5 micrometers or less.
Wie vorstehend beschrieben wurde, haben die Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 Mikrometern oder weniger die Fähigkeit, ein latentes Bild genau zu bedecken und es genau wiederzugeben. Andererseits ist bei dem latenten Bild an sich die Feldstärke an seinem Umfangsrandbereich höher als die Feldstärke in seinem mittleren Bereich. Folglich bedecken Tonerteilchen manchmal den inneren Bereich des latenten Bildes in einer geringeren Menge als die in seinem Randbereich, wodurch die Bilddichte in dem inneren Bereich niedriger zu sein scheint. Vor allem die magnetischen Tonerteilchen mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger zeigen eine solche Neigung in starkem Maße. Wir haben jedoch gefunden, daß nicht nur das vorstehend erwähnte Problem gelöst werden kann, sondern auch das resultierende Bild deutlicher gemacht werden kann, wenn in einem Toner 5 bis 50 % (auf die Zahl bezogen) Tonerteilchen mit einer Größe von 6,35 bis 10,08 Mikrometern enthalten sind.As described above, the toner particles having a particle size of 5 micrometers or less have the ability to cover a latent image accurately and reproduce it accurately. On the other hand, in the latent image itself, the field strength at its peripheral edge portion is higher than the field strength at its central portion. Consequently, toner particles sometimes cover the inner portion of the latent image in a smaller amount than that at its peripheral portion, whereby the image density in the inner portion appears to be lower. In particular, the magnetic toner particles having a size of 5 micrometers or less show such a tendency to a large extent. However, we have found that not only the above-mentioned problem can be solved, but also the resulting image can be made clearer if 5 to 50% (by number) of toner particles having a size of 6.35 to 10.08 micrometers are contained in a toner.
Unseres Wissens kann als Grund für solch eine Erscheinung angenommen werden, daß die Tonerteilchen mit einer Größe von 6,35 bis 10,08 Mikrometern eine Ladungsmenge haben, die in bezug auf die mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger zweckmäßig eingestellt ist, und daß diese Tonerteilchen dem inneren Bereich des latenten Bildes, der eine niedrigere Feldstärke als der Randbereich hat, zugeführt werden, wodurch die Verminderung der Bedeckung des inneren Bereichs mit Tonerteilchen im Vergleich zu der Bedeckung im Randbereich kompensiert und ein gleichmäßiges entwickeltes Bild erzeugt wird. Als Folge kann ein scharfes Bild erhalten werden, das eine hohe Bilddichte und eine ausgezeichnete Auflösung und ausgezeichnete Gradationseigenschaften hat.To the best of our knowledge, the reason for such a phenomenon can be considered to be that the toner particles having a size of 6.35 to 10.08 micrometers have a charge amount appropriately adjusted with respect to those having a size of 5 micrometers or less, and these toner particles are supplied to the inner region of the latent image having a lower field strength than the peripheral region, thereby compensating for the reduction in the coverage of the toner particles in the inner region compared with the coverage in the peripheral region and producing a uniform developed image. As a result, a sharp image having a high image density and excellent resolution and gradation characteristics can be obtained.
Das dritte Merkmal des magnetischen Toners, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet wird, kann sein, daß Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 Mikrometern oder weniger, die darin enthalten sind, die folgende Beziehung zwischen ihrem prozentualen Anteil (auf die Zahl bezogen) (N) und ihrem prozentualen Volumenanteil (V) erfüllen:The third feature of the magnetic toner preferably used in the present invention may be that toner particles having a particle size of 5 micrometers or less contained therein satisfy the following relationship between their percentage by number (N) and their percentage by volume (V):
N/V = -0,05 N + k,N/V = -0.05 N + k,
worin 4,6 ≤ k ≤ 6,7 und 17 ≤ N ≤ 60.where 4.6 ≤ k ≤ 6.7 and 17 ≤ N ≤ 60.
Der Bereich, der eine solche Beziehung erfüllt, ist in Fig. 6 gezeigt. Der magnetische Toner gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Merkmalen die Teilchengrößenverteilung hat, die einen solchen Bereich erfüllt, kann ein ausgezeichnetes Entwicklungsverhalten erreichen.The range satisfying such a relationship is shown in Fig. 6. The magnetic toner according to this embodiment of the present invention, which has the particle size distribution satisfying such a range in addition to the above-mentioned features, can achieve excellent developing performance.
Wir haben gemäß unserer Untersuchung über den Zustand der Teilchengrößenverteilung in bezug auf Tonerteilchen mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger gefunden, daß es einen zweckmäßigen Zustand des Vorhandenseins von Feinpulver in magnetischen Tonerteilchen gibt. Im einzelnen ist im Fall eines bestimmten Wertes von N verständlich, daß ein großer Wert von N/V zeigt, daß die Teilchen mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger in einem beträchtlichen Anteil enthalten sind, und ein kleiner Wert von N/V zeigt, daß die Häufigkeit des Vorhandenseins von Teilchen mit einer Größe in der Nähe von 5 Mikrometern hoch und die von Teilchen mit einer geringeren Teilchengröße niedrig ist. Wenn der Wert von N/V im Bereich von 1,6 bis 5,85 liegt, N im Bereich von 17 bis 60 liegt und die Beziehung, die durch die vorstehend erwähnte Formel wiedergegeben wird, erfüllt ist, werden eine gute Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien und eine hohe Auflösung erzielt.We have found, according to our study on the state of particle size distribution with respect to toner particles having a size of 5 micrometers or less, that there is a proper state of the presence of fine powder in magnetic toner particles. Specifically, in the case of a certain value of N, it is understood that a large value of N/V shows that the particles having a size of 5 micrometers or less are contained in a considerable proportion, and a small value of N/V shows that the frequency of the presence of particles having a size near 5 micrometers is high and that of particles having a smaller particle size is low. When the value of N/V is in the range of 1.6 to 5.85, N is in the range of 17 to 60, and the relationship represented by the above-mentioned formula is satisfied, good thin line reproducing ability and high resolution are obtained.
In dem magnetischen Toner, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet wird, können magnetische Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 12,70 Mikrometern oder mehr in einer Menge von 2,0 Volumen% oder weniger enthalten sein. Die Menge dieser Teilchen kann vorzugsweise möglichst gering sein.In the magnetic toner preferably used in the present invention, magnetic toner particles having a particle size of 12.70 micrometers or more may be contained in an amount of 2.0% by volume or less. The amount of these particles may preferably be as small as possible.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann der magnetische Toner die Probleme, auf die man nach dem bekannten Stand der Technik stößt, von einem Standpunkt aus lösen, der von dem nach dem bekannten Stand der Technik völlig verschieden ist, und kann die seit kurzem stark erhobene Forderung nach einer hohen Bildqualität erfüllen.As described above, the magnetic toner can solve the problems encountered in the prior art from a viewpoint completely different from that of the prior art and can meet the recently strongly demanded high image quality.
Nachstehend wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.Another embodiment of the present invention will be described in more detail below.
Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die magnetischen Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 Mikrometern oder weniger in einer auf die Gesamtzahl der Teilchen bezogenen Menge von 17 bis 60 %, vorzugsweise 25 bis 60 % und insbesondere 30 bis 60 % enthalten. Wenn die Menge dieser magnetischen Tonerteilchen weniger als 17 % (auf die Zahl bezogen) beträgt, ist der Anteil der Tonerteilchen, die in bezug auf die Verbesserung der Bildqualität wirksam sind, ungenügend. Vor allem nimmt während des Verbrauchs der Tonerteilchen beim aufeinanderfolgenden Kopieren oder Ausdrucken die Komponente der wirksamen magnetischen Tonerteilchen ab, und das Gleichgewicht in der Teilchengrößenverteilung des magnetischen Toners, das durch die vorliegende Erfindung gezeigt wird, verschlechtert sich, so daß die Bildqualität nach und nach abnimmt. Wenn die vorstehend erwähnte Menge andererseits 60 % (auf die Zahl bezogen) überschreitet, häufen sich die magnetischen Tonerteilchen leicht an, so daß Toneranhäufungen erzeugt werden, deren Größe größer ist als die ursprüngliche Teilchengröße. Als Folge werden grobe Bilder erhalten, wird die Auflösung vermindert und nimmt der Dichteunterschied zwischen den Randbereichen und den inneren Bereichen zu, so daß leicht ein Bild auftritt, dessen innerer Bereich eine etwas niedrige Dichte hat.In this embodiment of the present invention, the magnetic toner particles having a particle size of 5 micrometers or less are contained in an amount of 17 to 60%, preferably 25 to 60%, and more preferably 30 to 60%, based on the total number of particles. If the amount of these magnetic toner particles is less than 17% (in number), the proportion of the toner particles effective for improving the image quality is insufficient. Above all, as the toner particles are consumed in successive copying or printing, the component of the effective magnetic toner particles decreases and the balance in the particle size distribution of the magnetic toner exhibited by the present invention deteriorates, so that the image quality gradually decreases. On the other hand, if the above-mentioned amount exceeds 60% (in terms of number), the magnetic toner particles are likely to aggregate to produce toner aggregates whose size is larger than the original particle size. As a result, coarse images are obtained, the resolution is lowered, and the density difference between the peripheral areas and the inner areas increases, so that an image whose inner area has a somewhat low density is likely to occur.
Bei dem magnetischen Toner gemäß der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, daß die auf die Zahl bezogene Menge der Teilchen im Größenbereich von 6,35 bis 10,08 Mikrometern 5 bis 50 % und vorzugsweise 8 bis 40 % beträgt. Wenn die vorstehend erwähnte Menge größer als 50 % (auf die Zahl bezogen) ist, verschlechtert sich nicht nur die Bildqualität, sondern tritt auch eine übermäßige Entwicklung (d.h. eine übermäßige Bedeckung mit Tonerteilchen) ein, was zu einer Zunahme des Tonerverbrauchs führt. Andererseits ist es schwierig, eine hohe Bilddichte zu erzielen, wenn die vorstehend erwähnte Menge unter 5 % liegt.In the magnetic toner according to the present invention, it is preferred that the amount by number of particles in the size range of 6.35 to 10.08 micrometers is 5 to 50%, and preferably 8 to 40%. If the above-mentioned amount is larger than 50% (by number), not only the image quality deteriorates, but also excessive development (i.e., excessive coverage of toner particles) occurs, resulting in an increase in toner consumption. On the other hand, if the above-mentioned amount is less than 5%, it is difficult to obtain a high image density.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, daß der prozentuale Anteil (auf die Zahl bezogen) (N %) und der prozentuale Volumenanteil (V %) magnetischer Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 Mikrometern oder weniger die Beziehung N/V = -0,05 N + k erfüllt, worin k eine positive Zahl bedeutet, die Beziehung 4,6 ≤ k ≤ 6,7 erfüllt. Die Zahl k kann vorzugsweise die Beziehung 4,6 ≤ k ≤ 6,2 und insbesondere die Beziehung 4,6 ≤ k ≤ 5,7 erfüllen. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann ferner der prozentuale Anteil N vorzugsweise die Beziehung 17 ≤ N ≤ 60, insbesondere die Beziehung 25 ≤ N ≤ 60 und vor allem die Beziehung 30 ≤ N ≤ 60 erfüllen.In the present invention, it is preferable that the number percentage (N%) and the volume percentage (V%) of magnetic toner particles having a particle size of 5 micrometers or less satisfy the relationship of N/V = -0.05 N + k, where k is a positive number, satisfy the relationship of 4.6 ≤ k ≤ 6.7. The number k may preferably satisfy the relationship of 4.6 ≤ k ≤ 6.2, and particularly the relationship of 4.6 ≤ k ≤ 5.7. As described above, furthermore, the number N may preferably satisfy the relationship of 17 ≤ N ≤ 60, particularly the relationship of 25 ≤ N ≤ 60, and particularly the relationship of 30 ≤ N ≤ 60.
Wenn k < 4,6, ist der Anteil magnetischer Tonerteilchen mit einer Größe von 5 Mikrometern oder weniger ungenügend, und die resultierende Bilddichte, Auflösung und Schärfe können abnehmen. Wenn in einem magnetischen Toner feine Tonerteilchen, die herkömmlicherweise als unbrauchbar angesehen wurden, in einer zweckmäßigen Menge vorhanden sind, erreichen sie eine dichteste Tonerpackung bei der Entwicklung (d.h. in einem auf einer photoempfindlichen Trommel erzeugten latenten Bild) und tragen zur Erzeugung eines gleichmäßigen Bildes, das frei von Vergröberung ist, bei. Vor allem füllen diese Teilchen Bereiche mit dünnen Linien und Kontur- bzw. Umrißbereiche eines Bildes aus, wodurch seine Schärfe sichtbar verbessert wird. Wenn in der vorstehenden Formel k < 4,6, wird der Anteil einer solchen Komponente in der Teilchengrößenverteilung ungenügend, und die vorstehend erwähnten Eigenschaften können schlecht werden.If k < 4.6, the proportion of magnetic toner particles having a size of 5 micrometers or less is insufficient, and the resulting image density, resolution and sharpness may decrease. If fine toner particles, which have been conventionally considered unusable, are present in a magnetic toner in a proper amount, they achieve a densest toner packing in development (i.e., in a latent image formed on a photosensitive drum) and contribute to the formation of a uniform image free from coarsening. In particular, these particles fill in thin line areas and contour areas of an image, thereby visibly improving its sharpness. If k < 4.6 in the above formula, the proportion of such a component in the particle size distribution becomes insufficient, and the above-mentioned properties may become poor.
Ferner muß im Hinblick auf das Herstellungsverfahren eine große Menge von Feinpulver durch Klassieren entfernt werden, um die Bedingung k < 4,6 zu erfüllen. Solch ein Verfahren ist in bezug auf die Ausbeute und die Tonerkosten unvorteilhaft.Furthermore, in view of the manufacturing process, a large amount of fine powder must be removed by classification in order to satisfy the condition of k < 4.6. Such a process is disadvantageous in terms of yield and toner cost.
Andererseits ist ein Überschuß von Feinpulver vorhanden, wenn k > 6,7, so daß die resultierende Bilddichte beim aufeinanderfolgenden Kopieren leicht abnimmt. Als Grund für so eine Erscheinung kann angenommen werden, daß ein Überschuß von feinen magnetischen Tonerteilchen mit einer überschüssigen Ladungsmenge triboelektrisch an einem Entwicklungszylinder anhaftet und verhindert, daß normale Tonerteilchen auf dem Entwicklungszylinder getragen und mit Ladung versehen werden.On the other hand, an excess of fine powder is present when k > 6.7, so that the resulting image density slightly decreases in successive copying. The reason for such a phenomenon can be assumed to be that an excess of fine magnetic toner particles with an excess amount of charge triboelectrically adheres to a developing cylinder and prevents normal toner particles from being carried on the developing cylinder and charged.
Bei dem magnetischen Toner, der bei dieser Ausführungsform verwendet wird, kann die Menge magnetischer Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 12,7 Mikrometern oder mehr vorzugsweise 2,0 Volumen% oder weniger, insbesondere 1,0 Volumen% oder weniger und vor allem 0,5 Volumen% oder weniger betragen.In the magnetic toner used in this embodiment, the amount of magnetic toner particles having a particle size of 12.7 micrometers or more may preferably be 2.0% by volume or less, more preferably 1.0% by volume or less, and most preferably 0.5% by volume or less.
Wenn die vorstehend erwähnte Menge größer als 2,0 Volumen% ist, können diese Teilchen die Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien beeinträchtigen.If the above-mentioned amount is greater than 2.0% by volume, these particles may impair the ability to reproduce thin lines.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die mittlere Teilchengröße (Volumenmittel) des Toners vorzugsweise 6 bis 8 Mikrometer betragen. Dieser Wert hängt eng mit den vorstehend erwähnten Merkmalen des magnetischen Toners gemäß dieser Ausführungsform zusammen. Wenn die mittlere Teilchengröße (Volumenmittel) kleiner als 6 Mikrometer ist, treten im Fall eines Bildes wie z.B. eines graphischen Bildes, bei dem das Verhältnis der Bildbereichsfläche zu der gesamten Fläche hoch ist, leicht die Probleme auf, daß die Menge der auf ein Übertragungs- bzw. Bildempfangspapier übertragenen Tonerteilchen ungenügend ist und die Bilddichte niedrig ist. Als Grund für solch eine Erscheinung kann derselbe wie in dem vorstehend erwähnten Fall, bei dem der innere Bereich eines latenten Bildes eine niedrigere Bilddichte liefert als in seinem Randbereich, angenommen werden. Wenn die mittlere Teilchengröße (Zahlenmittel) 8 Mikrometer überschreitet, ist die resultierende Auflösung nicht gut und tritt leicht die Erscheinung auf, daß die Bildqualität beim aufeinanderfolgenden Ausdrucken auch in dem Fall, daß sie in seinem Anfangsstadium gut ist, vermindert wird.In the present invention, the average particle size (volume average) of the toner may preferably be 6 to 8 micrometers. This value is closely related to the above-mentioned characteristics of the magnetic toner according to this embodiment. If the average particle size (volume average) is smaller than 6 micrometers, in the case of an image such as a graphic image in which the ratio of the image area to the entire area is high, problems that the amount of toner particles transferred to a transfer paper is insufficient and the image density is low are likely to occur. The reason for such a phenomenon can be considered to be the same as in the above-mentioned case in which the inner portion of a latent image provides a lower image density than that in its peripheral portion. If the average particle size (number average) exceeds 8 micrometers, the resulting resolution is not good and a phenomenon easily occurs that the image quality is reduced in successive printing even if it is good in its initial stage.
Die Teilchengrößenverteilung eines Toners kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung mittels eines Coulter-Zählgeräts gemessen werden, jedoch kann sie in verschiedener Weise gemessen werden.The particle size distribution of a toner can be measured using a Coulter counter in the present invention, but it can be measured in various ways.
Als Meßgerät wird ein Coulter-Zählgerät (Model TA-II, erhältlich von Coulter Electronics Inc.) angewendet, an das eine Schnittstelle (erhältlich von Nikkaki K.K.) für die Lieferung einer auf die Zahl bezogenen Verteilung und einer auf das Volumen bezogenen Verteilung und ein Arbeitsplatzcomputer (erhältlich von Canon K.K.) angeschlossen sind.A Coulter counter (Model TA-II, available from Coulter Electronics Inc.) is used as the measuring device, to which an interface (available from Nikkaki K.K.) for providing a number-based distribution and a volume-based distribution and a workstation computer (available from Canon K.K.) are connected.
Zur Messung wird unter Verwendung von analysenreinem Natriumchlorid eine 1%ige wäßrige NaCl-Lösung als Elektrolytlösung hergestellt. In 100 bis 150 ml der Elektrolytlösung werden als Dispergiermittel 0,1 bis 5 ml einer oberflächenaktiven Substanz, vorzugsweise eines Alkylbenzolsulfonsäuresalzes, hineingegeben, und 2 bis 20 mg einer Probe werden dazugegeben. Die resultierende Dispersion der Probe in der Elektrolytflüssigkeit wird etwa 1 bis 3 Minuten lang einer Dispergierbehandlung mit einem Ultraschall-Dispergiergerät unterzogen und dann unter Anwendung des vorstehend erwähnten Coulter-Zählgeräts (Model TA- II) mit einer Öffnung von 100 Mikrometern einer Messung der Teilchengrößenverteilung im Bereich von 2 bis 40 Mikrometern unterzogen, um eine auf das Volumen bezogene Verteilung und eine auf die Zahl bezogene Verteilung zu erhalten. Aus den Ergebnissen der auf das Volumen bezogenen Verteilung und der auf die Zahl bezogenen Verteilung werden die vorstehend erwähnten jeweiligen Parameter, die den magnetischen Toner kennzeichnen, erhalten.For measurement, a 1% aqueous NaCl solution is prepared as an electrolytic solution using reagent-grade sodium chloride. Into 100 to 150 ml of the electrolytic solution, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzenesulfonic acid salt, is added as a dispersant, and 2 to 20 mg of a sample is added thereto. The resulting dispersion of the sample in the electrolytic liquid is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and then subjected to measurement of particle size distribution in the range of 2 to 40 micrometers using the above-mentioned Coulter counter (Model TA-II) with an aperture of 100 micrometers to obtain a volume distribution and a number distribution. From the results of the volumetric distribution and the numbertric distribution, the above-mentioned respective parameters characterizing the magnetic toner are obtained.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die wahre Dichte des magnetischen Toners vorzugsweise 1,45 bis 1,8 g/cm³ und insbesondere 1,55 bis 1,75 g/cm³ betragen. Wenn die wahre Dichte in einem solchen Bereich liegt, funktioniert der magnetische Toner, der eine bestimmte Teilchengrößenverteilung hat, wie sie vorstehend beschrieben wurde, in einem Umkehrentwicklungssystem in Gegenwart eines Magnetfeldes in bezug auf hohe Bildqualität und Stabilität bei aufeinanderfolgender Verwendung sehr wirksam.In the present invention, the true density of the magnetic toner may preferably be 1.45 to 1.8 g/cm³, and more preferably 1.55 to 1.75 g/cm³. When the true density is in such a range, the magnetic toner having a specific particle size distribution as described above functions very effectively in a reversal development system in the presence of a magnetic field in terms of high image quality and stability in successive use.
Wenn die wahre Dichte der magnetischen Tonerteilchen kleiner als 1,45 ist, kann die Masse des Teilchens an sich zu gering sein und besteht die Neigung, daß Umkehr-Schleier und Verzerrung dünner Linien, Verstreuung von Toner und Verschlechterung der Auflösung bei der Umkehrentwicklung auftreten, weil an dem latenten Bild ein Überschuß von Tonerteilchen anhaftet. Wenn die wahre Dichte des magnetischen Toners andererseits größer als 1,8 ist, tritt ein Bild auf, bei dem die Bilddichte niedrig ist, dünne Linien unterbrochen sind und die Schärfe fehlt. Ferner werden Büschel aus den Tonerteilchen leicht verlängert oder in eine verzweigte Form umgewandelt, weil die magnetische Feldstärke in einem derartigen Fall verhältnismäßig hoch wird. Als Folge wird bei der Entwicklung eines latenten Bildes die Bildqualität beeinträchtigt, so daß leicht ein grobes Bild auftritt.If the true density of the magnetic toner particles is less than 1.45, the mass of the particle itself may be too small and there is a tendency for reversal fog and distortion of thin lines, scattering of toner and deterioration of resolution in reversal development because an excess of toner particles adheres to the latent image. On the other hand, if the true density of the magnetic toner is more than 1.8, an image in which the image density is low, thin lines are broken and sharpness is lacking occurs. Furthermore, tufts of the toner particles are easily elongated or turned into a branched form because the magnetic field strength becomes relatively high in such a case. As a result, when a latent image is developed, the image quality is deteriorated so that a coarse image is easily caused.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die wahre Dichte des magnetischen Toners in der folgenden Weise gemessen werden, die bei der Messung von Feinpulver einfach einen genauen Wert liefern kann, jedoch kann die wahre Dichte in verschiedener Weise gemessen werden.In the present invention, the true density of the magnetic toner can be measured in the following manner, which can easily provide an accurate value in the measurement of fine powder, but the true density can be measured in various ways.
Es werden ein Zylinder aus nichtrostendem Stahl mit einem Innendurchmesser von 10 mm und einer Länge von etwa 5 cm und eine Scheibe (A) mit einem Außendurchmesser von etwa 10 mm und einer Höhe von etwa 5 mm und ein Kolben (B) mit einem Außendurchmesser von etwa 10 mm und einer Länge von etwa 8 cm, die dicht in den Zylinder eingebracht werden können, bereitgestellt.A stainless steel cylinder with an inner diameter of 10 mm and a length of about 5 cm and a disc (A) with an outer diameter of about 10 mm and a height of about 5 mm and a piston (B) with an outer diameter of about 10 mm and a length of about 8 cm, which can be tightly inserted into the cylinder, are provided.
Bei der Messung wird zuerst die Scheibe (A) am Boden des Zylinders angeordnet, und etwa 1 g einer zu messenden Probe wird in den Zylinder eingefüllt, und der Kolben (B) wird sachte in den Zylinder hineingeschoben. Dann wird auf den Kolben mittels einer hydraulischen Presse eine Kraft von 400 kg/cm² ausgeübt, und die Probe wird 5 min lang gepreßt. Die Masse (W g) der auf diese Weise gepreßten Probe wird gemessen, und ihr Durchmesser (D cm) und ihre Höhe (H cm) werden mittels einer Meßschraube gemessen. Auf der Grundlage solch einer Messung kann die wahre Dichte gemäß der folgenden Formel berechnet werden:In the measurement, first the disc (A) is placed at the bottom of the cylinder, and about 1 g of a sample to be measured is filled into the cylinder, and the piston (B) is gently pushed into the cylinder. Then a force of 400 kg/cm2 is applied to the piston by means of a hydraulic press, and the sample is pressed for 5 minutes. The mass (W g) of the sample thus pressed is measured, and its diameter (D cm) and height (H cm) are measured by means of a micrometer. Based on such a measurement, the true density can be calculated according to the following formula:
Wahre Dichte (g/cm³) = W/[π × (D/2)² × L]True density (g/cm³) = W/[π × (D/2)² × L]
Zur Erzielung eines besseren Entwicklungsverhaltens kann der magnetische Toner, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, vorzugsweise die folgenden magnetischen Eigenschaften haben: eine Remanenz r von 1 bis 5 emE/g und insbesondere 2 bis 4,5 emE/g; eine Sättigungsmagnetisierung s von 15 bis 50 emE/g und insbesondere 20 bis 40 emE/g und eine Koerzitivkraft Hc von 20 bis 100 Oe, vorzugsweise 40 bis 100 Oe und insbesondere 40 bis 70 Oe. Diese magnetischen Eigenschaften können unter einem zur Messung dienenden Magnetfeld von 1 kOe gemessen werden.To achieve better development performance, the magnetic toner used in the present invention may will preferably have the following magnetic properties: a remanence r of 1 to 5 emE/g and in particular 2 to 4.5 emE/g; a saturation magnetization s of 15 to 50 emE/g and in particular 20 to 40 emE/g and a coercive force Hc of 20 to 100 Oe, preferably 40 to 100 Oe and in particular 40 to 70 Oe. These magnetic properties can be measured under a measuring magnetic field of 1 kOe.
Der magnetische Toner, der eine Teilchengröße hat, wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, neigt im Vergleich zu dem herkömmlicherweise bekannten Toner, der eine mittlere Teilchengröße (Volumenmittel) von 9 Mikrometern oder mehr hat, im allgemeinen dazu, eine größere Ladungsmenge zu haben und sich anzuhäufen. Da die Teilchengröße kleiner wird, ist es deshalb notwendig, entsprechend der Zunahme der spezifischen Oberfläche ein Mittel zur Verbesserung des Fließvermögens dazuzugeben. Wenn bei einem Bilderzeugungsverfahren, bei dem eine Übertragungs-Aufladungsvorrichtung, die in Kontakt mit einem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes unter einem Kontaktdruck von 3 g/cm oder höher angeordnet ist, angewandt wird, hydrophobes Siliciumdioxid verwendet wird, das gemäß der vorliegenden Erfindung einer Oberflächenbehandlung mit einem Siliconöl oder Siliconlack unterzogen worden ist, kann das Fließvermögen verbessert werden und können ferner teilweise weiße Bilder (z.B. hohle Zeichen oder hohle Buchstaben) vermieden werden.The magnetic toner having a particle size as used in the present invention generally tends to have a larger amount of charge and to aggregate as compared with the conventionally known toner having a volume average particle size of 9 micrometers or more. Therefore, as the particle size becomes smaller, it is necessary to add a fluidity improving agent thereto in accordance with the increase in the specific surface area. When hydrophobic silica subjected to surface treatment with a silicone oil or silicone varnish according to the present invention is used in an image forming method in which a transfer charger arranged in contact with an image holding member for holding an electrostatic image under a contact pressure of 3 g/cm or higher is used, the fluidity can be improved and further partial white images (e.g., hollow characters or hollow letters) can be avoided.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es auch bevorzugt, daß in Kombination mit dem vorstehend erwähnten Feinpulver, das einer Oberflächenbehandlung mit dem Siliconöl oder Siliconlack unterzogen worden ist, hydrophobes Siliciumdioxid als Mittel zur Verbesserung des Fließvermögens verwendet wird.In the present invention, it is also preferred that hydrophobic silicon dioxide is used as a fluidity-improving agent in combination with the above-mentioned fine powder which has been surface-treated with the silicone oil or silicone varnish.
Besondere Beispiele für das Bindemittel zur Verwendung bei der Bildung des magnetischen Toners gemäß der vorliegenden Erfindung können Homopolymere von Styrol und seinen Derivaten wie z.B. Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol und Polyvinyltoluol; Styrol-Copolymere wie z.B. Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymer, Styrol-Propylen-Copolymer, Styrol-Vinyltoluol-Copolymer, Styrol-Vinylnaphthalin-Copolymer, Styrol-Methylacrylat-Copolymer, Styrol-Ethylacrylat-Copolymer, Styrol-Butylacrylat-Copolymer, Styrol-Octylacrylat-Copolymer, Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer, Styrol- Ethylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Butylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Methyl-α-chlormethacrylat-Copolymer, Styrol-Acrylnitril- Copolymer, Styrol-Vinylmethylether-Copolymer, Styrol-Vinylethylether-Copolymer, Styrol-Vinylmethylketon-Copolymer, Styrol- Butadien-Copolymer, Styrol-Isopren-Copolymer und Styrol-Acrylnitril-Inden-Copolymer; Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyethylen, Polypropylen, Siliconharz, Polyesterharz, Epoxyharz, Polyvinylbutyral, Terpentinharz, modifiziertes Terpentinharz, Terpenharz, Phenolharze, Xylolharz, aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffharze, aromatisches Erdölharz, chloriertes Paraffin, Paraffinwachs usw. einschließen. Diese Bindemittelharze können entweder einzeln oder als Mischung verwendet werden.Specific examples of the binder for use in forming the magnetic toner according to the present invention may include homopolymers of styrene and its derivatives such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene and polyvinyltoluene; styrene copolymers such as styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-methyl-α-chloromethacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer and styrene-acrylonitrile-indene copolymer; Polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, silicone resin, polyester resin, epoxy resin, polyvinyl butyral, rosin, modified rosin, terpene resin, phenolic resins, xylene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax, etc. These binder resins can be used either individually or as a mixture.
Aus diesen kann das Bindemittel, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, vorzugsweise ein Copolymer des Styrol-Acrylharz-Typs (einschließlich Styrol-Acrylsäureester-Copolymer und Styrol-Methacrylsäureester-Copolymer) umfassen. Besonders bevorzugte Beispiele können im Hinblick auf das Fixierverhalten und die Beständigkeit gegen Abschmutzen des resultierenden Toners beim Heißwalzenfixieren Styrol-n-Butylacrylat- (St-nBA-)Copolymer, Styrol-n-Butylmethacrylat-(St-nBMA-)-Copolymer und Styrol-n-Butylacrylat-2-Ethylhexylmethacrylat-(St-nBA- 2EHMA-)Copolymer einschließen.Of these, the binder used in the present invention may preferably comprise a styrene-acrylic resin type copolymer (including styrene-acrylic ester copolymer and styrene-methacrylic ester copolymer). Particularly preferred examples may include styrene-n-butyl acrylate (St-nBA) copolymer, styrene-n-butyl methacrylate (St-nBMA) copolymer and styrene-n-butyl acrylate-2-ethylhexyl methacrylate (St-nBA-2EHMA) copolymer in view of the fixing performance and the offset resistance of the resulting toner in hot roll fixing.
Der magnetische Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch ein bekanntes Farbmittel enthalten. Besondere Beispiele dafür können Ruß, Kupferphthalocyanin, Eisenschwarz usw. einschließen.The magnetic toner according to the present invention may also contain a known colorant. Specific examples thereof may include carbon black, copper phthalocyanine, iron black, etc.
Der magnetische Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen magnetischen Werkstoff enthalten. Der magnetische Werkstoff, der in den Toner einzumischen ist, kann Pulver aus einem Werkstoff sein, der magnetisierbar ist, wenn er in ein Magnetfeld gebracht wird, einschließlich eines Metalls wie z.B. Fe, Ni und Co oder einer Legierung oder Verbindung dieser Metalle wie z.B. Magnetit, γ-Fe&sub2;O&sub3; und Ferrit.The magnetic toner according to the present invention may contain a magnetic material. The magnetic material to be mixed into the toner may be powder of a material which is magnetizable when placed in a magnetic field, including a metal such as Fe, Ni and Co or an alloy or compound of these metals such as magnetite, γ-Fe₂O₃ and ferrite.
Das magnetische Feinpulver kann vorzugsweise eine nach dem BET- Verfahren bestimmte spezifische Oberfläche von 2 bis 20 m²/g und insbesondere 2,5 bis 12 m²/g haben und kann vorzugsweise eine Mohs-Härte von 5 bis 7 haben. Das magnetische Pulver kann in einem Anteil von 70 bis 120 Masseteilen pro 100 Masseteile des Bindemittelharzes verwendet werden.The magnetic fine powder may preferably have a specific surface area determined by the BET method of 2 to 20 m²/g, and more preferably 2.5 to 12 m²/g, and may preferably have a Mohs hardness of 5 to 7. The magnetic powder may be used in a proportion of 70 to 120 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin.
Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann wunschgemäß auch ein Ladungssteuerungsmittel enthalten. Besondere Beispiele dafür können negative Ladungssteuerungsmittel wie z.B. Metallsalze von Monoazofarbstoffen und Metallkomplexsalze von Salicylsäure, Alkylsalicylsäure, Dialkylsalicylsäure und Naphthoesäure einschließen.The toner according to the present invention may also contain a charge control agent if desired. Specific examples thereof may include negative charge control agents such as metal salts of monoazo dyes and metal complex salts of salicylic acid, alkylsalicylic acid, dialkylsalicylic acid and naphthoic acid.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Hydrophobie (oder Benetzbarkeit) des Siliciumdioxid-Feinpulvers in der folgenden Weise gemessen werden, jedoch können in bezug auf das folgende Verfahren andere Verfahren angewandt werden.In the present invention, the hydrophobicity (or wettability) of the silica fine powder can be measured in the following manner, but other methods may be used with respect to the following method.
Eine Probe in einer Menge von 0,1 g wird in einen 200-ml-Scheidetrichter eingebracht, der mit einem Verschlußstopfen ausgestattet ist, und 100 ml durch Ionenaustausch entsalztes Wasser werden dazugegeben. Die Mischung wird 10 min lang durch einen Schüttelmischer (Turbula Shaker Mixer model T2C) mit 90 U/min geschüttelt. Der Scheidetrichter wird dann 10 min lang stehengelassen, damit sich eine Siliciumdioxid-Pulver-Schicht und eine wäßrige Schicht voneinander trennen, und 20 bis 30 ml des Inhalts werden vom Boden abgezogen. Ein Anteil des Wassers wird in eine 10-mm-Zelle aufgenommen, und der Durchlaßgrad des auf diese Weise abgezogenen Wassers wird durch ein Kolorimeter (Wellenlänge: 500 nm) im Vergleich zu durch Ionenaustausch entsalztem Wasser, das kein Siliciumdioxid-Feinpulver enthält, als Blindprobe gemessen. Der Durchlaßgrad der Wasserprobe wird als Hydrophobie (Benetzbarkeit) des Siliciumdioxids bezeichnet.A sample in an amount of 0.1 g is placed in a 200 ml separatory funnel fitted with a stopper, and 100 ml of ion-exchanged water is added thereto. The mixture is shaken for 10 min by a shaker mixer (Turbula Shaker Mixer model T2C) at 90 rpm. The separatory funnel is then left to stand for 10 min to separate a silica powder layer and an aqueous layer, and 20 to 30 ml of the contents are drained from the bottom. A portion of the water is taken up in a 10 mm cell, and the transmittance of the water thus drained is measured by a colorimeter (wavelength: 500 nm) in comparison with ion-exchanged water not containing silica fine powder as Blank sample measured. The permeability of the water sample is called hydrophobicity (wettability) of the silicon dioxide.
Das hydrophobe Siliciumdioxid, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sollte vorzugsweise eine Hydrophobie von 90 % oder höher und insbesondere 93 % oder höher haben. Wenn die Hydrophobie unter 90 % liegt, können unter einer Bedingung hoher Feuchtigkeit wegen Feuchtigkeitsaufnahme durch das Siliciumdioxid-Feinpulver keine Bilder hoher Qualität erzielt werden.The hydrophobic silica used in the present invention should preferably have a hydrophobicity of 90% or higher, and particularly 93% or higher. If the hydrophobicity is less than 90%, high-quality images cannot be obtained under a high-humidity condition due to moisture absorption by the silica fine powder.
Der magnetische Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann im allgemeinen in der folgenden Weise hergestellt werden.The magnetic toner according to the present invention can be generally produced in the following manner.
(1) Das Bindemittelharz und ein magnetischer Werkstoff werden durch gleichmäßiges Dispergieren mittels einer Mischeinrichtung wie z.B. eines Henschel-Mischers zusammen mit einem wahlweise zugesetzten Farbstoff oder Pigment als Farbmittel vermischt.(1) The binder resin and a magnetic material are mixed by uniformly dispersing using a mixing device such as a Henschel mixer together with an optionally added dye or pigment as a colorant.
(2) Die vorstehend durch Vermischen erhaltene Mischung wird einem Schmelzknetvorgang unter Anwendung einer Schmelzkneteinrichtung wie z.B. eines Knetapparats, eines Extruders und einer Walzenmühle unterzogen.(2) The mixture obtained by mixing as above is subjected to a melt-kneading process using a melt-kneading device such as a kneader, an extruder and a roll mill.
(3) Das geknetete Produkt wird mittels eines Brechwerks wie z.B. einer Schneidmühle und einer Hammermühle grobzerkleinert und dann mittels einer Feinstpulverisiermühle wie z.B. einer Strahlmühle feinpulverisiert.(3) The kneaded product is roughly crushed by a crushing device such as a cutting mill and a hammer mill and then finely pulverized by a micropulverizing mill such as a jet mill.
(4) Das feinpulverisierte Produkt wird mittels eines Sichters wie z.B. eines Zickzack-Sichters und eines Umlenkstrahlsichters (Elbow Jet Classifier) klassiert, wodurch ein magnetischer Toner gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird.(4) The finely pulverized product is classified by means of a classifier such as a zigzag classifier and an elbow jet classifier to obtain a magnetic toner according to the present invention.
Als ein anderes Verfahren zur Herstellung des magnetischen Toners gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Polymerisationsverfahren oder ein Einkapselungsverfahren angewandt werden. Die Grundzüge dieser Verfahren sind nachstehend zusammengefaßt.As another method for producing the magnetic toner according to the present invention, a polymerization method or an encapsulation method can be used. The outlines of these methods are summarized below.
(1) Eine Monomermischung, die ein polymerisierbares Monomer (und wahlweise einen Polymerisationsinitiator und ein Farbmittel) umfaßt, kann in einem wäßrigen Dispersionsmittel unter Bildung von Teilchen dispergiert werden.(1) A monomer mixture comprising a polymerizable monomer (and optionally a polymerization initiator and a colorant) can be dispersed in an aqueous dispersant to form particles.
(2) Die Teilchen der Monomermischung werden unter Erzielung eibes zweckmäßigen Teilchengrößenbereichs klassiert.(2) The particles of the monomer mixture are classified to obtain a suitable particle size range.
(3) Die Teilchen der Monomermischung, die nach dem Klassieren in einem vorgeschriebenen Teilchengrößenbereich liegen, werden einer Polymerisation unterzogen.(3) The particles of the monomer mixture which, after classification, are within a prescribed particle size range, are subjected to polymerization.
(4) Nach der Entfernung eines Dispergiermittels durch eine zweckmäßige Behandlung wird das polymerisierte Produkt filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei ein Toner erhalten wird.(4) After removing a dispersant by an appropriate treatment, the polymerized product is filtered, washed with water and dried to obtain a toner.
(1) Ein Bindemittelharz (und wahlweise ein Farbmittel und ein magnetischer Werkstoff) wird einem Schmelzknetvorgang unterzogen, um ein Toner-Kernmaterial in einem geschmolzenen Zustand zu bilden.(1) A binder resin (and optionally a colorant and a magnetic material) is subjected to a melt-kneading process to form a toner core material in a molten state.
(2) Das Toner-Kernmaterial wird in Wasser heftig gerührt, um Feinteilchen des Kernmaterials zu bilden.(2) The toner core material is vigorously stirred in water to form fine particles of the core material.
(3) Die feinen Kernteilchen werden in einer Lösung eines Umhüllungsmaterials dispergiert, und ein schlechtes Lösungsmittel wird unter Rühren dazugegeben, um die Oberflächen der Kernteilchen mit dem Umhüllungsmaterial zu beschichten und eine Einkapselung zu bewirken.(3) The fine core particles are dispersed in a solution of a coating material, and a poor solvent is added thereto with stirring to coat the surfaces of the core particles with the coating material and effect encapsulation.
(4) Die vorstehend erhaltenen Kapseln werden durch Filtrieren und Trocknen gewonnen, wobei ein Toner erhalten wird.(4) The capsules obtained above are recovered by filtration and drying to obtain a toner.
Der Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, kann erhalten werden, indem dem auf diese Weise erhaltenen Toner ein Feinpulver wie z.B. hydrophobes Siliciumdioxid, das mit einem Siliconöl oder Siliconlack behandelt worden ist, zugesetzt wird und das Feinpulver mit dem Toner vermischt wird.The developer to be used in the present invention can be obtained by adding a fine powder such as hydrophobic silica treated with a silicone oil or silicone varnish to the thus-obtained toner and mixing the fine powder with the toner.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Bilderzeugungsvefahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Figur 7 beschrieben.A preferred embodiment of the image forming method according to the present invention will be described with reference to Figure 7.
Unter Bezugnahme auf Figur 7 wird die Oberfläche eines photoempfindlichen Elements (einer photoempfindlichen Trommel) 1 mittels einer Primäraufladungseinrichtung 702 negativ aufgeladen, und dann wird der Oberfläche des photoempfindlichen Elements gemäß einem Bildabtastverfahren ein Belichtungs-Licht 705, das einen Laserstrahl umfaßt, zugeführt, so daß darauf ein digitales latentes Bild erzeugt wird. Das latente Bild wird in einer Entwicklungsstellung, wo der Oberfläche des photoempfindlichen Elements gegenüberliegend ein Entwicklungszylinder 704 einer Entwicklungsvorrichtung 709 angeordnet ist, mit einem magnetischen Einkomponentenentwickler 710 entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen. Die Entwicklungsvorrichtung 709 umfaßt eine magnetische Rakel 711 und den Entwicklungszylinder 704, der in seinem Inneren einen Magneten 714 hat, und enthält den Einkomponentenentwickler 710. In der Entwicklungsstellung wird zwischen dem elektrisch leitenden Substrat (nicht gezeigt) der photoempfindlichen Trommel 1 und dem Entwicklungszylinder 704 durch eine Einrichtung 712 zum Anlegen-einer Vorspannung, wie sie in Figur 7 gezeigt ist, eine Vorspannung angelegt, die eine Wechselstrom-Vorspannung, eine Impuls-Vorspannung und/oder eine Gleichstrom-Vorspannung umfaßt.Referring to Figure 7, the surface of a photosensitive member (photosensitive drum) 1 is negatively charged by a primary charger 702, and then an exposure light 705 comprising a laser beam is applied to the surface of the photosensitive member according to an image scanning method so that a digital latent image is formed thereon. The latent image is developed with a magnetic one-component developer 710 at a developing position where a developing sleeve 704 of a developing device 709 is arranged opposite to the surface of the photosensitive member to form a toner image. The developing device 709 comprises a magnetic doctor blade 711 and the developing sleeve 704 having a magnet 714 therein, and contains the one-component developer 710. In the developing position, a bias voltage is applied between the electrically conductive substrate (not shown) of the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 704 by a bias voltage applying device 712 as shown in Figure 7, which includes an AC bias voltage, a pulse bias voltage and/or a DC bias voltage.
Wenn, wie in Figur 7 gezeigt ist, ein Übertragungs- bzw. Bildempfangspapier P zu einer Übertragungsstellung transportiert wird, wo der photoempfindlichen Trommel 1 eine Übertragungseinrichtung 2 gegenüberliegt, wird die rückseitige Oberfläche des Bildempfangspapiers P (d.h. die Oberfläche davon, die der Oberfläche, die der photoempfindlichen Trommel 1 gegenüberliegt, entgegengesetzt ist) mittels einer Übertragungseinrichtung 2 des Walzentyps und einer Einrichtung 8 zum Anlegen einer Spannung aufgeladen, wodurch das entwickelte Bild (d.h. Tonerbild), das an der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel erzeugt worden ist, elektrostatisch auf das Bildempfangspapier P übertragen wird. Dann wird das Bildempfangspapier P von der photoempfindlichen Trommel 1 getrennt und zu einer unter Anwendung von Wärme und Druck arbeitenden Fixiervorrichtung 707 transportiert, wodurch das Tonerbild an das Bildempfangspapier P fixiert wird.As shown in Figure 7, when a transfer paper P is transported to a transfer position where a transfer device 2 is opposed to the photosensitive drum 1, the back surface of the image receiving paper P (ie, the surface thereof which is opposite to the surface which is opposite to the photosensitive drum 1) by means of a roller type transfer device 2 and a voltage applying device 8, whereby the developed image (ie, toner image) formed on the surface of the photosensitive drum is electrostatically transferred to the image receiving paper P. Then, the image receiving paper P is separated from the photosensitive drum 1 and transported to a fixing device 707 operating under the application of heat and pressure, whereby the toner image is fixed to the image receiving paper P.
Der restliche Einkomponentenentwickler, der auf der photoempfindlichen Trommel 1 stromabwärts von der Übertragungsstellung zürückgeblieben ist, wird durch eine Reinigungseinrichtung 708 mit einer Reinigungsrakel entfernt. Die photoempfindliche Trommel 1 wird nach der Reinigung durch Löschbelichtung 706 entladen und wieder dem vorstehend erwähnten Verfahren unterzogen, das als Anfangsschritt den Schritt der Aufladung mittels der Primäraufladungseinrichtung 702 umfaßt.The residual one-component developer remaining on the photosensitive drum 1 downstream of the transfer position is removed by a cleaning device 708 having a cleaning blade. The photosensitive drum 1 after cleaning is discharged by erasing exposure 706 and is again subjected to the above-mentioned process which includes, as an initial step, the step of charging by means of the primary charging device 702.
Wieder unter Bezugnahme auf Figur 7 umfaßt die photoempfindliche Trommel 1, die als Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes dient, eine photoempfindliche Schicht und das elektrisch leitende Substrat (nicht gezeigt) und bewegt sich in Richtung eines in Figur 7 gezeigten Pfeils. Andererseits dreht sich der Entwicklungszylinder 704 aus einem nichtmagnetischen Zylinder, der als Entwicklerträgerteil dient, in der Entwicklungsstellung derart, daß er sich in derselben Richtung wie die photoempfindliche Trommel 1 bewegt. Der nicht gezeigte mehrpolige Permanentmagnet (Magnetwalze) ist in dem nichtmagnetischen Zylinder 704 derart angeordnet, daß er sich nicht dreht.Referring again to Fig. 7, the photosensitive drum 1 serving as an image holding member for holding an electrostatic image comprises a photosensitive layer and the electrically conductive substrate (not shown) and moves in the direction of an arrow shown in Fig. 7. On the other hand, the developing sleeve 704 made of a non-magnetic cylinder serving as a developer carrying member rotates in the developing position so as to move in the same direction as the photosensitive drum 1. The multi-pole permanent magnet (magnet roller) not shown is arranged in the non-magnetic cylinder 704 so as not to rotate.
Der isolierende magnetische Einkomponentenentwickler 710, der in dem Entwicklungsgerät 709 angeordnet ist, wird auf den Entwicklungszylinder 704 aufgebracht, und durch die Reibung zwischen der Oberfläche des Entwicklungszylinders 704 und den Tonerteilchen werden die darin enthaltenen Tonerteilchen mit einer negativen triboelektrischen Ladung versehen.The insulating magnetic single-component developer 710, which is arranged in the developing device 709, is applied to the developing sleeve 704, and the friction between the surface of the developing sleeve 704 and the toner particles imparts a negative triboelectric charge to the toner particles contained therein.
In der Nähe der Oberfläche des Entwicklungszylinders (vorzugsweise mit einem Zwischenraum von 50 bis 500 Mikrometern) und entgegengesetzt zu einem der Pole des mehrpoligen Permanentmagneten, der in dem Entwicklungszylinder 704 enthalten ist, ist eine magnetische Rakel 711 aus Eisen angeordnet. Auf diese Weise wird die Dicke der auf dem Entwicklungszylinder 704 angeordneten Tonerschicht auf einen gleichmäßigen und geringen Wert (vorzugsweise in einer Dicke von 30 bis 300 Mikrometern) eingestellt, um eine Entwicklerschicht zu bilden, deren Dicke geringer ist als der vorstehend erwähnte Zwischenraum zwischen der photoempfindlichen Trommel 1 und dem Entwicklungszylinder 704 in der Entwicklungsstellung, so daß die auf dem Entwicklungszylinder 704 gebildete Entwicklerschicht das Bildhalteteil 1 nicht berührt. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Entwicklungszylinders 704 kann derart eingestellt werden, daß die Geschwindigkeit seiner Oberfläche im wesentlichen dieselbe ist wie die Geschwindigkeit der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1 (oder ihr nahe ist).A magnetic blade 711 made of iron is arranged near the surface of the developing sleeve (preferably at a gap of 50 to 500 micrometers) and opposite to one of the poles of the multi-pole permanent magnet contained in the developing sleeve 704. In this way, the thickness of the toner layer arranged on the developing sleeve 704 is adjusted to a uniform and small value (preferably at a thickness of 30 to 300 micrometers) to form a developer layer whose thickness is smaller than the above-mentioned gap between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 704 in the developing position, so that the developer layer formed on the developing sleeve 704 does not contact the image holding member 1. The rotational speed of the developing sleeve 704 can be adjusted so that the speed of its surface is substantially the same as (or close to) the speed of the surface of the photosensitive drum 1.
Die magnetische Rakel 711 kann anstelle von Eisen auch einen Permanentmagneten umfassen, um einen magnetischen Gegenpol zu bilden, Durch die Einrichtung 712 zum Anlegen einer Vorspannung kann zwischen dem Entwicklungszylinder 704 und der photoempfindlichen Trommel 1 eine Wechselstrom-Vorspannung oder eine Impuls-Vorspannung angelegt werden. Die Wechselstrom-Vorspannung kann vorzugsweise eine Frequenz von 200 bis 4000 Hz und einen Vpp-Wert (Spitze-Spitze-Spannung) von 500 bis 3000 V haben. In der Entwicklungsstellung werden die Tonerteilchen unter der Wirkung einer elektrostatischen Kraft, die auf die Oberfläche, die ein elektrostatisches Bild hält, zurückzuführen ist, und unter der Wirkung der Wechselstrom-Vorspannung oder Impuls- Vorspannung auf ein elektrostatisches Bild übertragen, das auf der photoempfindlichen Trommel 1 erzeugt worden ist.The magnetic blade 711 may also comprise a permanent magnet instead of iron to form a magnetic counterpole. An AC bias or a pulse bias may be applied between the developing sleeve 704 and the photosensitive drum 1 by the bias applying means 712. The AC bias may preferably have a frequency of 200 to 4000 Hz and a Vpp (peak-to-peak voltage) of 500 to 3000 V. In the developing position, the toner particles are transferred to an electrostatic image formed on the photosensitive drum 1 under the action of an electrostatic force attributable to the surface holding an electrostatic image and under the action of the AC bias or pulse bias.
Bei der vorstehend erwähnten Ausführungsform kann anstelle der magnetischen Rakel 711 auch eine elastische Rakel, die ein elastisches oder elastomeres Material wie z.B. Silicongummi umfaßt, verwendet werden, so daß der Entwickler auf das Entwicklerträgerteil 704 aufgebracht wird, während die Dicke der Entwicklerschicht unter Druck eingestellt wird.In the above-mentioned embodiment, instead of the magnetic blade 711, an elastic blade comprising an elastic or elastomeric material such as silicone rubber may be used so that the developer is applied to the developer carrying member 704 is applied while the thickness of the developer layer is adjusted under pressure.
In dem Fall, daß die vorliegende Erfindung bei einem Drucker für ein Faksimilegerät angewendet wird, entspricht die bildmäßge Belichtung der Belichtung zum Drucken empfangener Daten. Figur 8 zeigt solch eine Ausführungsform unter Anwendung eines Blockdiagramms.In the case where the present invention is applied to a printer for a facsimile machine, the imagewise exposure corresponds to the exposure for printing received data. Figure 8 shows such an embodiment using a block diagram.
Unter Bezugnahme auf Figur 8 steuert ein Steuergerät 511 eine Bildleseeinrichtung (oder Bildleseeinheit) 510 und einen Drukker 519. Das gesamte Steuergerät 511 wird durch eine ZVE (Zentralverarbeitungseinheit) 517 gesteuert. Aus der Bildleseeinrichtung 510 ausgelesene Daten werden durch eine Übertragungsschaltung 513 zu einer anderen Datenstation wie z.B. einem Faksimilegerät übertragen. Andererseits werden von einer anderen Datenstation wie z.B. einem Faksimilegerät empfangene Daten durch eine Empfangsschaltung 512 zu dem Drucker 519 übertragen. Ein Bildspeicher 516 speichert vorgeschriebene Bilddaten. Eine Druckersteuereinheit 518 steuert den Drucker 519. In Figur 8 bezeichnet die Bezugszahl 514 ein Telefonsystem.Referring to Fig. 8, a controller 511 controls an image reader (or image reading unit) 510 and a printer 519. The entire controller 511 is controlled by a CPU (central processing unit) 517. Data read from the image reader 510 is transmitted to another terminal such as a facsimile machine through a transmission circuit 513. On the other hand, data received from another terminal such as a facsimile machine is transmitted to the printer 519 through a reception circuit 512. An image memory 516 stores prescribed image data. A printer control unit 518 controls the printer 519. In Fig. 8, reference numeral 514 denotes a telephone system.
Im einzelnen wird ein Bild, das aus einer Leitung (oder Schaltung) 515 empfangen wird, (d.h. Bilddaten, die aus einer durch die Leitung angeschlossenen entfernten Datenstation empfangen werden) mittels der Empfangsschaltung 512 demoduliert, durch die ZVE 517 decodiert und aufeinanderfolgend in dem Bildspeicher 516 gespeichert. Wenn in dem Bildspeicher 516 Bilddaten, die mindestens einer Seite entsprechen, gespeichert worden sind, wird in bezug auf die entsprechende Seite eine bildmäßige Aufzeichnung durchgeführt. Die ZVE 517 liest Bilddaten, die einer Seite entsprechen, aus dem Bildspeicher 516 aus und überträgt die decodierten Daten, die einer Seite entsprechen, zu der Druckersteuereinheit 518. Wenn die Druckersteuereinheit 518 aus der ZVE 517 die Bilddaten, die einer Seite entsprechen, empfängt, steuert die Druckersteuereinheit 518 den Drucker 519, so daß eine Aufzeichnung von Bilddaten, die der Seite entsprechen, durchgeführt wird. Während der Aufzeichnung durch den Drucker 519 empfängt die ZVE 517 andere Bilddaten, die der nächsten Seite entsprechen.More specifically, an image received from a line (or circuit) 515 (i.e., image data received from a remote terminal connected through the line) is demodulated by the receiving circuit 512, decoded by the CPU 517, and sequentially stored in the image memory 516. When image data corresponding to at least one page has been stored in the image memory 516, image-wise recording is performed with respect to the corresponding page. The CPU 517 reads out image data corresponding to one page from the image memory 516 and transmits the decoded data corresponding to one page to the printer control unit 518. When the printer control unit 518 receives the image data corresponding to one page from the CPU 517, the printer control unit 518 controls the printer 519 so that recording of image data corresponding to the page is performed. During recording by the printer 519, the ZVE 517 receives other image data corresponding to the next page.
Auf diese Weise können in der vorstehend erwähnten Weise mittels des in Figur 8 gezeigten Geräts der Empfang und die Aufzeichnung eines Bildes durchgeführt werden.In this way, the reception and recording of an image can be carried out in the manner mentioned above by means of the device shown in Figure 8.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf Beispiele, durch die die vorliegende Erfindung überhaupt nicht eingeschränkt wird, näher erläutert. In den folgenden Formulierungen sind Teile Masseteile.The present invention will be explained in more detail with reference to examples, by which the present invention is not limited at all. In the following formulations, parts are parts by weight.
Styrol-Butylacrylat-Divinylbenzol-Copolymer 100 MasseteileStyrene-butyl acrylate-divinylbenzene copolymer 100 parts by weight
[Copolymerisations-Masseverhältnis = 84/15,5/0,5,[Copolymerization mass ratio = 84/15.5/0.5,
Durchschnittsmolekulargewicht (Massemittel) = 25 × 10&sup4;]Average molecular weight (weight average) = 25 × 10&sup4;]
Magnetit 100 MasseteileMagnetite 100 parts by mass
(mittlere Teilchengröße = 0,2 Mikrometer)(average particle size = 0.2 micrometers)
Ethylen-Polypropylen-Copolymer mit niedriger Molmasse 3 MasseteileEthylene-polypropylene copolymer with low molecular weight 3 parts by mass
[Durchschnittsmolekulargewicht (Massemittel) = 10.000)[Average molecular weight (weight average) = 10,000)
Chromkomplex eines Monoazofarbstoffs 0,5 MasseteileChromium complex of a monoazo dye 0.5 parts by mass
(Spiron Blak TRH, hergestellt durch Hodogaya Kagaku)(Spiron Blak TRH, manufactured by Hodogaya Kagaku)
Die vorstehenden Komponenten wurden durch eine Mischeinrichtung gut vermischt und einem Schmelzknetvorgang mittels eines auf 130 ºC erhitzten Zweiachsenextruders unterzogen. Übrigens konnte ein magnetischer Toner, der leicht Schleier verursachte, erhalten werden, wenn die eingestellte Temperatur zu dieser Zeit zu hoch war.The above components were well mixed by a mixer and subjected to melt-kneading by means of a two-axis extruder heated to 130 ºC. Incidentally, a magnetic toner which easily caused fog could be obtained if the set temperature at that time was too high.
Das vorstehend erwähnte geknetete Produkt wurde abgekühlt und danach mittels einer Schneidmühle grobzerkleinert und dann mittels einer Feinstpulverisiermühle unter Anwendung eines Luftstrahls feinpulverisiert. Das feinpulverisierte Produkt wurde mittels eines Windsichters mit feststehender Wand klassiert, wobei ein klassiertes Pulverprodukt erhalten wurde. Ultrafeines Pulver und grobes Pulver wurden aus dem klassierten Pulver mittels eines mehrfach unterteilten Sichters unter Anwendung eines Coanda-Effekts (Umlenkstrahlsichter; Elbow Jet Classifier, erhältlich von Nittetsu Kogyo K.K.) gleichzeitig und genau entfernt, wodurch ein isolierender magnetischer Toner (A) mit einer mittleren Teilchengröße (Volumenmittel) von 6,5 Mikrometern erhalten wurde. Als der auf diese Weise erhaltene magnetische Toner (A) mit einem Träger aus Eisenpulver vermischt wurde und danach seine triboelektrische Ladung gemessen wurde, war er mit einer negativen Ladung versehen.The above-mentioned kneaded product was cooled and then coarsely crushed by a cutting mill and then finely pulverized by a micropulverizer using an air jet. The finely pulverized product was classified by a fixed wall air classifier to obtain a classified powder product. Ultrafine powder and coarse powder were separated from the classified powder by a multi-section classifier using a Coanda effect (Elbow Jet Classifier, available from Nittetsu Kogyo KK), thereby obtaining an insulating magnetic toner (A) having a volume average particle size of 6.5 micrometers. When the magnetic toner (A) thus obtained was mixed with an iron powder carrier and then its triboelectric charge was measured, it was found to have a negative charge.
Die auf die Zahl bezogene Verteilung und die auf das Volumen bezogene Verteilung des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners wurden in der vorstehend beschriebenen Weise mittels eines Coulter-Zählgeräts (Model TA-II) mit einer Öffnung von 100 Mikrometern gemessen. Die auf diese Weise erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt.The number distribution and volume distribution of the magnetic toner thus obtained were measured in the same manner as described above using a Coulter counter (Model TA-II) with an aperture of 100 micrometers. The results thus obtained are shown in Table 1 below.
100 Teilen des negativ aufladbaren isolierenden magnetischen Toners wurden 1,3 Teile Trockenverfahren-Siliciumdioxid-Feinpulver (nach dem BET-Verfahren bestimmte spezifische Oberfläche = 200 m²/g, Benetzbarkeit mit Wasser = 97 %), das mit Hexamethyldisilazan und Siliconöl behandelt worden war, zugesetzt und mittels eines Henschel-Mischers vermischt, wodurch ein negativ aufladbarer magnetischer Entwickler des Einkomponententyps erhalten wurde.To 100 parts of the negatively chargeable insulating magnetic toner, 1.3 parts of dry process silica fine powder (specific surface area determined by BET method = 200 m2/g, wettability with water = 97%) treated with hexamethyldisilazane and silicone oil was added and mixed by a Henschel mixer to obtain a one-component type negatively chargeable magnetic developer.
Der resultierende Entwickler wurde in eine Modifikation eines handelsüblichen Kopiergeräts (Handelsname: FC-5, hergestellt durch Canon K.K.) mit einem negativ aufladbaren photoempfindlichen Element (Trommel) des Laminattyps (Durchmesser = 30 mm) mit einem organischen Photoleiter (OPC) eingebracht, bei dem ein Übertragungsmaterial von dem photoempfindlichen Element aufgrund von dessen Krümmung abgetrennt wird. Das hierbei angewandte Kopiergerät war derart modifiziert, daß es eine Umkehrentwicklung bewirkte und eine Übertragungsvorrichtung mit einer Übertragungswalze, wie sie in Figur 2 gezeigt ist, darin eingebaut war.The resulting developer was introduced into a modification of a commercially available copying machine (trade name: FC-5, manufactured by Canon K.K.) having a negatively chargeable laminate type photosensitive member (drum) (diameter = 30 mm) with an organic photoconductor (OPC) in which a transfer material is separated from the photosensitive member due to the curvature thereof. The copying machine used here was modified to effect reversal development and a transfer device having a transfer roller as shown in Figure 2 was incorporated therein.
Die hierbei angewandte Übertragungswalze hatte einen Oberflächenbereich aus Gummi mit einer Gummihärte von 27 Grad gemäß JIS-A (JIS K 6301-1975) und umfaßte eine elektrisch leitende, elastische Schicht aus EPDM und darin dispergiertem, elektrisch leitendem Ruß, die einen spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup8; Ohm cm hatte. Ferner wurden in bezug auf die hierbei angewandten Übertragungsbedingungen eine Übertragungsstromstärke von 1 uA, eine Übertragungsspannung von +2000 V und ein Kontaktdruck von 50 g/cm angewandt.The transfer roller used here had a surface area made of rubber with a rubber hardness of 27 degrees according to JIS-A (JIS K 6301-1975) and comprised an electrically conductive elastic layer made of EPDM and electrically conductive carbon black dispersed therein, which had a volume resistivity of 10⁸ ohm cm. Furthermore, with respect to the transfer conditions used here, a transfer current of 1 µA, a transfer voltage of +2000 V and a contact pressure of 50 g/cm were used.
Bei der vorstehend erwähnten Bilderzeugung wurde die photoempfindliche Trommel einer Primäraufladung mit -700 V unterzogen, war der Zwischenraum zwischen der photoempfindlichen Trommel und einer Entwicklungstrommel (in der ein Magnet enthalten war) derart eingestellt, daß die auf der Entwicklungstrommel gebildete Entwicklerschicht die photoempfindliche Trommel nicht berührte, und wurden an die Entwicklungstrommel eine Wechselstrom- Vorspannung (Frequenz = 1800 Hz, Vpp-Wert = 1600 V) und eine Gleichstrom-Vorspannung (VDC = -500 V) angelegt. Das resultierende entwickelte Bild wurde durch eine Fixiereinrichtung mit einer Heiz- und Druckwalze an ein Übertragungsmaterial fixiert.In the above-mentioned image formation, the photosensitive drum was subjected to primary charging at -700 V, the gap between the photosensitive drum and a developing drum (in which a magnet was incorporated) was set so that the developer layer formed on the developing drum did not contact the photosensitive drum, and an AC bias (frequency = 1800 Hz, Vpp value = 1600 V) and a DC bias (VDC = -500 V) were applied to the developing drum. The resulting developed image was fixed to a transfer material by a fixing device having a heating and pressure roller.
Die so erhaltenen fixierten Tonerbilder wurden in der folgenden Weise bewertet.The thus obtained fixed toner images were evaluated in the following manner.
1000 Blatt gewöhnliches Flachpapier (75 g/m²) für ein Kopiergerät wurden durch das vorstehend erwähnte Kopiergerät hindurchgehen gelassen, und die Bilddichte zum Zeitpunkt des Kopierens von 1000 Blatt wurde bewertet.1000 sheets of ordinary flat paper (75 g/m²) for a copying machine were passed through the above-mentioned copying machine, and the image density at the time of copying 1000 sheets was evaluated.
(ausgezeichnet): Die Bilddichte betrug 1,35 oder mehr.(Excellent): The image density was 1.35 or more.
Δ (gut): Die Bilddichte betrug 1,0 bis 1,34.Δ (good): The image density was 1.0 to 1.34.
× (nicht gut): Die Bilddichte lag unter 1,0.× (not good): The image density was below 1.0.
Es wurde eine schärfere Übertragungsbedingung angewandt, indem dickes Papier (120 g/m²) durch das Kopiergerät hindurchgehen gelassen wurde, und der resultierende Übertragungsfehler (oder Übertragungsausfall) wurde bewertet.A sharper transfer condition was applied by passing thick paper (120 g/m²) through the copier, and the resulting transfer error (or transfer dropout) was evaluated.
: Das resultierende Bild war gut, wie in Figur 1A gezeigt ist. : The resulting image was good, as shown in Figure 1A.
Δ: Das resultierende Bild war für die praktische Anwendung akzeptierbar.Δ: The resulting image was acceptable for practical application.
×: Das resultierende Bild war nicht gut, wie in Figur 1B gezeigt ist.×: The resulting image was not good, as shown in Figure 1B.
1000 Blatt dünnes Papier (50 g/m²) wurden durch das Kopiergerät hindurchgehen gelassen, und das Auftreten von Transportfehlern wie z.B. schräger Bewegung wurde bewertet.1000 sheets of thin paper (50 g/m²) were passed through the copier and the occurrence of transport errors such as skewed movement was evaluated.
: Die Zahl des Auftretens von Transportfehlern pro Durchgang von 1000 Blatt betrug 1 oder weniger.: The number of occurrences of transport errors per pass of 1000 sheets was 1 or less.
Δ: Die Zahl des Auftretens von Transportfehlern pro Durchgang von 1000 Blatt betrug 2 bis 4.Δ: The number of occurrences of transport errors per pass of 1000 sheets was 2 to 4.
×: Die Zahl des Auftretens von Transportfehlern pro Durchgang von 1000 Blatt betrug 5 oder mehr.×: The number of occurrences of transport errors per pass of 1000 sheets was 5 or more.
Verstreuung von Tonerteilchen, Vergröberung usw. in dem resultierenden Bild wurden mit bloßem Auge bewertet.Scattering of toner particles, coarsening, etc. in the resulting image were evaluated with the naked eye.
: Gut. : Good.
Δ: Für die praktische Anwendung akzeptierbar.Δ: Acceptable for practical use.
×: Für die praktische Anwendung nicht akzeptierbar.×: Not acceptable for practical use.
Die Fähigkeit zur Wiedergabe eines latenten Bildes in Form von Querlinien mit einer Breite von 50 Mikrometern wurde bewertet.The ability to reproduce a latent image in the form of transverse lines with a width of 50 micrometers was evaluated.
: Gut. : Good.
Δ: Für die praktische Anwendung akzeptierbar.Δ: Acceptable for practical use.
' : Für die praktische Anwendung nicht akzeptierbar.' : Not acceptable for practical use.
Nachstehend werden der mehrfach unterteilte Sichter und der Klassierschritt, der in diesem Fall angewendet wird, unter Bezugnahme auf Figuren 4 und 5 erläutert.The multi-section classifier and the classification step applied in this case are explained below with reference to Figures 4 and 5.
Unter Bezugnahme auf Figuren 4 und 5 hat der mehrfach unterteilte Sichter 101 Seitenwände 122, 123 und 124 und eine untere Wand 125. Die Seitenwand 123 und die untere Wand 125 sind mit messerschneidenförmigen Klassierkeilen 117 bzw. 118 versehen, wodurch die Klassierkammer in drei Abschnitte unterteilt wird. In einem unteren Bereich der Seitenwand 122 befindet sich eine Ausgangsmaterial-Zuführungsdüse 116, die in die Klassierkammer führt. Entlang der unteren Berührungslinie der Düse 116 ist ein Coanda-Block 126 derart angeordnet, daß er einen langen elliptischen Bogen bildet, der geformt wird, indem die Berührungslinie nach unten gebogen wird. Die Klassierkammerhat eine obere Wand 127, die mit einem messerschneidenförmigen Gaseinlaßkeil 119 versehen ist, der sich nach unten erstreckt. Öberhalb der Klassierkammer befinden sich Gaßeinlaßrohre 114 und 115, die in die Klassierkammer führen. In den Einlaßrohren 114 und 115 befinden sich eine erste Gaseinführungs-Steuereinrichtung 120 bzw. eine zweite Gaseinführungs-Steuereinrichtung 121, die z.B. eine Drossel umfassen; und mit den Rohren 114 und 115 in Verbindung stehend sind auch Manometer 128 bzw. 129 zur Messung des statischen Drucks angeordnet. Am Boden der Klassierkammer sind Auslaßrohre 111, 112 und 113 mit Auslässen angeordnet, die den jeweiligen Klassierabschnitten entsprechen und in die Kammer führen.Referring to Figures 4 and 5, the multi-partitioned sifter 101 has side walls 122, 123 and 124 and a bottom wall 125. The side wall 123 and the bottom wall 125 are provided with knife-edge-shaped classifying wedges 117 and 118, respectively, dividing the classifying chamber into three sections. In a lower portion of the side wall 122 there is a raw material supply nozzle 116 leading into the classifying chamber. Along the lower contact line of the nozzle 116 there is a Coanda block 126 arranged so as to form a long elliptical arc formed by bending the contact line downwards. The classifying chamber has an upper wall 127 provided with a knife-edge-shaped gas inlet wedge 119 extending downwards. Above the classifying chamber there are gas inlet pipes 114 and 115 leading into the classifying chamber. In the inlet pipes 114 and 115 there are a first gas introduction control device 120 and a second gas introduction control device 121, which comprise, for example, a throttle; and pressure gauges 128 and 129 for measuring the static pressure are also arranged in communication with the pipes 114 and 115. At the bottom of the classifying chamber there are arranged outlet pipes 111, 112 and 113 with outlets corresponding to the respective classifying sections and leading into the chamber.
Zu klassierendes Pulver, das als Ausgangsmaterial dient, wird durch die Zuführungsdüse 116 unter vermindertem Druck in die Klassierzone eingeführt. Das auf diese Weise zugeführte Pulver, das als Ausgangsmaterial dient, wird aufgrund des Coanda-Effekts, der durch den Coanda-Block 126 gegeben ist, und der Wirkung der Luftströme, die eine hohe Geschwindigkeit haben, entlang gekrümmten Linien 130 fallen gelassen, so daß das als Ausgangsmaterial dienende Pulver in grobes Pulver 111, schwarzes Feinpulver (magnetischen Toner) 112, das eine vorgeschriebene mittlere Teilchengröße (Volumenmittel) und Teilchengrößenverteilung hat, und ultrafeines Pulver 113 klassiert wird.Powder to be classified, which serves as a raw material, is introduced into the classifying zone through the feed nozzle 116 under reduced pressure. The powder, which serves as a raw material, thus fed is dropped along curved lines 130 due to the Coanda effect given by the Coanda block 126 and the action of the air streams having a high speed, so that the powder serving as a raw material is classified into coarse powder 111, black fine powder (magnetic toner) 112 having a prescribed average particle size (volume average) and particle size distribution, and ultrafine powder 113.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß als Zusatzstoff, der mit dem isolierenden magnetischen Toner (A) zu vermischen ist, 0,6 Teile Aluminiumoxid (nach dem BET-Verfahren bestimmte spezifische Oberfläche = 100 m²/g), das mit Siliconlack behandelt worden war, und 1,0 Teile hydrophobes Siliciumdioxid-Feinpulver, das durch Behandlung von Trockenverfahren-Siliciumdioxid-Feinpulver mit einer nach dem BET-Verfahren bestimmten spezifischen Oberfläche von 300 m²/g mit Hexamethyldisilazan erhalten worden war, verwendet wurden.Image formation was carried out in the same manner as in Example 1, except that 0.6 parts of aluminum oxide (specific surface area determined by the BET method) was used as an additive to be mixed with the insulating magnetic toner (A). = 100 m²/g) treated with silicone varnish and 1.0 part of hydrophobic silica fine powder obtained by treating dry process silica fine powder having a specific surface area of 300 m²/g determined by the BET method with hexamethyldisilazane.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.The results are shown in Table 2 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß eine Übertragungsbedingung von 5 g/cm angewandt wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 1 except that a transfer condition of 5 g/cm was applied.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.The results are shown in Table 2 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß 80 Masseteile Magnetit, ein magnetischer Toner (B) mit einer in Tabelle 1 gezeigten Teilchengrößenverteilung und 0,8 Teile hydrophobes Trockenverfahren-Siliciumdioxid-Feinpulver, das mit Hexamethyldisilazan und Dimethylsiliconöl behandelt worden war, verwendet wurden.Image formation was carried out in the same manner as in Example 1 except that 80 parts by mass of magnetite, a magnetic toner (B) having a particle size distribution shown in Table 1 and 0.8 part of hydrophobic dry process silica fine powder treated with hexamethyldisilazane and dimethylsilicone oil were used.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.The results are shown in Table 2 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt, außer daß kein mit Siliconlack behandeltes Aluminiumoxid verwendet wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 2 except that silicone varnish-treated alumina was not used.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.The results are shown in Table 2 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß eine Übertragungsbedingung von 2 g/cm angewandt wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 1 except that a transfer condition of 2 g/cm was applied.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.The results are shown in Table 2 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß 60 Masseteile Magnetit, ein magnetischer Toner (C) mit einer in Tabelle 1 gezeigten Teilchengrößenverteilung und 3,5 Teile hydrophobes Trockenverfahren-Siliciumdioxid, das mit Hexamethyldisilazan und Dimethylsiliconöl behandelt worden war, verwendet wurden.Image formation was carried out in the same manner as in Example 1 except that 60 parts by mass of magnetite, a magnetic toner (C) having a particle size distribution shown in Table 1 and 3.5 parts of dry-process hydrophobic silica treated with hexamethyldisilazane and dimethylsilicone oil were used.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.The results are shown in Table 2 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß 140 Masseteile Magnetit, ein magnetischer Toner (D) mit einer in Tabelle 1 gezeigten Teilchengrößenverteilung und 4,4 Teile Feinpulver verwendet wurden.Image formation was carried out in the same manner as in Example 1 except that 140 parts by mass of magnetite, a magnetic toner (D) having a particle size distribution shown in Table 1 and 4.4 parts of fine powder were used.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt. Der Entwickler dieses Beispiels zeigte ein ziemlich schlechtes Fixierverhalten. Tabelle 1 Mittlere Teilchengröße (Volumenmittel) (um) % (auf die Zahl bezogen) der Teilchen ≤ 5 um % (auf das Volumen bezogen) der Teilchen ≥ 12,7 um % (auf die Zahl bezogen) der Teilchen von 6,35 bis 10,08 um [% (auf die Zahl bezogen)]/[%(auf das Volumen bezogen)] der Teilchen ≤ 5 um Wahre Dichte Magnetischer Toner Tabelle 2 Bilddichte Übertragungszustand Papiertransportzustand Bildqualität Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien Beispiel VergleichsbeispielThe results are shown in Table 2 below. The developer of this example showed quite poor fixing behavior. Table 1 Average particle size (volume average) (µm) % (by number) of particles ≤ 5 µm % (by volume) of particles ≥ 12.7 µm % (by number) of particles from 6.35 to 10.08 µm [% (by number)]/[% (by volume)] of particles ≤ 5 µm True density Magnetic toner Table 2 Image density Transfer condition Paper transport condition Image quality Thin line reproduction ability Example Comparative example
Styrol-Butylacrylat-Copolymer 100 MasseteileStyrene-butyl acrylate copolymer 100 parts by weight
(Copolymerisations-Masseverhältnis = 8:2)(Copolymerization mass ratio = 8:2)
Magnetischer Werkstoff 60 MasseteileMagnetic material 60 parts by mass
(Magnetit)(Magnetite)
Trennmittel 3 MasseteileRelease agent 3 parts by mass
(Polypropylenwachs)(polypropylene wax)
Chromkomplex eines Monoazofarbstoffs 1 MasseteilChromium complex of a monoazo dye 1 part by mass
(Ladungssteuerungsmittel)(charge control agent)
Die vorstehenden Komponenten wurden einem Schmelzknetvorgang mittels eines auf 160 ºC erhitzten Zweiachsenextruders unterzogen, und das geknetete Produkt wurde abgekühlt und danach mittels einer Hammermühle (mechanische Pulverisiermühle) grobzerkleinert, so daß das resultierende Produkt durch Siebmaschen mit einem Öffnungsdurchmesser von 2 mm hindurchging, und dann mittels einer Strahlmühle (Windkraft-Pulverisiermühle) feinpulverisiert, so daß eine Teilchengröße von etwa 10 Mikrometern erhalten wurde.The above components were subjected to melt-kneading by means of a two-axis extruder heated to 160 ºC, and the kneaded product was cooled and then roughly crushed by means of a hammer mill (mechanical pulverizer) so that the resulting product passed through sieve meshes having an opening diameter of 2 mm, and then finely pulverized by means of a jet mill (wind power pulverizer) so that a particle size of about 10 micrometers was obtained.
Das feinpulverisierte Produkt wurde mittels eines DS-Sichters (Windsichter) derart klassiert, daß das klassierte Produkt eine mittlere Teilchengröße (Volumenmittel) von 11,5 Mikrometern hatte (mittels eines Coulter-Zählgeräts gemessen), wodurch ein negativ aufladbarer, isolierender magnetischer Toner erhalten wurde.The finely pulverized product was classified using a DS classifier (air classifier) in such a way that the classified product had a had a volume average particle size of 11.5 micrometers (measured by a Coulter counter), thereby obtaining a negatively chargeable, insulating magnetic toner.
Als der auf diese Weise erhaltene isolierende magnetische Toner mit einem Träger aus Eisenpulver vermischt wurde und danach seine triboelektrische Ladung nach dem Abblaseverfahren gemessen wurde, zeigte er einen Wert von -13 uC/g.When the insulating magnetic toner thus obtained was mixed with an iron powder carrier and then its triboelectric charge was measured by the blow-off method, it showed a value of -13 uC/g.
Separat wurden 100 Teile Kieselsäure-Feinpulver (Aerosil #200, hergestellt durch Nihon Aerosil K.K.) mit einer spezifischen Oberfläche von 200 m²/g mit 20 Teilen Hexamethyldisilazan (HMDS) behandelt und dann mit einer Lösung behandelt, die durch Verdünnen von 10 Teilen Dimethylsiliconöl (Handelsname: KF-96, 100 cSt, hergestellt durch Shinetsu Kagaku) mit einem Lösungsmittel erhalten worden war. Die resultierende Mischung wurde getrocknet und einer Hitzebehandlung bei etwa 250 ºC unterzogen, wodurch Kieselsäure-Feinpulver erhalten wurde, das mit Hexamethyldisilazan behandelt und danach mit Dimethylsiliconöl behandelt worden war.Separately, 100 parts of silica fine powder (Aerosil #200, manufactured by Nihon Aerosil K.K.) having a specific surface area of 200 m2/g was treated with 20 parts of hexamethyldisilazane (HMDS) and then treated with a solution obtained by diluting 10 parts of dimethylsilicone oil (trade name: KF-96, 100 cSt, manufactured by Shinetsu Kagaku) with a solvent. The resulting mixture was dried and subjected to heat treatment at about 250 °C, thereby obtaining silica fine powder treated with hexamethyldisilazane and then treated with dimethylsilicone oil.
100 Teilen des vorstehend erwähnten isolierenden magnetischen Toners wurden 0,8 Masseteile des behandelten Kieselsäure-Pulvers zugesetzt und mittels eines Henschel-Mischers vermischt, wodurch ein magnetischer Entwickler des Einkomponententyps erhalten wurde.To 100 parts of the above-mentioned insulating magnetic toner, 0.8 parts by mass of the treated silica powder was added and mixed by a Henschel mixer to obtain a one-component type magnetic developer.
Der resultierende Entwickler wurde in eine Modifikation eines handelsüblichen Kopiergeräts (Handelsname: FC-5, hergestellt durch Canon K.K.) mit einem negativ aufladbaren photoempfindlichen Element (Trommel) des Laminattyps (Durchmesser = 30 mm) mit einem organischen Photoleiter (OPC) und einer Oberflächenschicht aus Polycarbonat eingebracht. Das hierbei angewandte Kopiergerät war derart modifiziert, daß es eine Umkehrentwicklung bewirkte und eine Übertragungseinrichtung mit einer Übertragungswalze, wie sie in Figur 2 gezeigt ist, darin eingebaut war.The resulting developer was introduced into a modification of a commercially available copying machine (trade name: FC-5, manufactured by Canon K.K.) having a negatively chargeable laminate type photosensitive member (drum) (diameter = 30 mm) with an organic photoconductor (OPC) and a surface layer of polycarbonate. The copying machine used here was modified to effect reversal development and a transfer device having a transfer roller as shown in Figure 2 was incorporated therein.
Die hierbei angewandte Übertragungswalze hatte einen Oberflächenbereich aus Gummi mit einer Gummihärte von 27 Grad. Ferner wurden in bezug auf die hierbei angewandten Übertragungsbedingungen eine Übertragungsstromstärke von 1 uA und ein Kontaktdruck von 50 g/cm angewandt.The transfer roller used here had a surface area made of rubber with a rubber hardness of 27 degrees. Furthermore, with respect to the transfer conditions used here, a transfer current of 1 µA and a contact pressure of 50 g/cm were used.
Bei der vorstehend erwähnten Bilderzeugung wurde die photoempfindliche Trommel einer Primäraufladung mit -700 V unterzogen, war der Zwischenraum zwischen der photoempfindlichen Trommel und einer Entwicklungstrommel (in der ein Magnet enthalten war) auf etwa 300 Mikrometer eingestellt, so daß die auf der Entwicklungstrommel gebildete Entwicklerschicht die photoempfindliche Trommel nicht berührte, und wurden an die Entwicklungstrommel eine Wechselstrom-Vorspannung (Frequenz = 1800 Hz, Vpp- Wert (Spitze-Spitze-Spannung) = 1600 V) und eine Gleichstrom- Vorspannung (VDC = -500 V) angelegt. Das resultierende entwikkelte Bild wurde durch eine Fixiereinrichtung mit einer Heiz- und Druckwalze an ein Übertragungsmaterial fixiert.In the above-mentioned image formation, the photosensitive drum was subjected to primary charging at -700 V, the gap between the photosensitive drum and a developing drum (incorporating a magnet) was set to about 300 micrometers so that the developer layer formed on the developing drum did not contact the photosensitive drum, and an AC bias (frequency = 1800 Hz, Vpp (peak-to-peak voltage) = 1600 V) and a DC bias (VDC = -500 V) were applied to the developing drum. The resulting developed image was fixed to a transfer material by a fixing device having a heating and pressure roller.
Die so erhaltenen fixierten Tonerbilder wurden in der folgenden Weise bewertet. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The thus obtained fixed toner images were evaluated in the following manner. The results are shown in Table 3 below.
1000 Blatt gewöhnliches Flachpapier (75 g/m²) für ein Kopiergerät wurden durch das Kopiergerät hindurchgehen gelassen, und die Bilddichte zum Zeitpunkt des Kopierens von 1000 Blatt wurde bewertet.1000 sheets of ordinary flat paper (75 g/m²) for a copier were passed through the copier, and the image density at the time of copying 1000 sheets was evaluated.
(ausgezeichnet): Die Bilddichte betrug 1,35 oder mehr.(Excellent): The image density was 1.35 or more.
Δ (gut): Die Bilddichte betrug 1,0 bis 1,34.Δ (good): The image density was 1.0 to 1.34.
× (nicht gut): Die Bilddichte lag unter 1,0.× (not good): The image density was below 1.0.
Es wurde eine schärfere Übertragungsbedingung angewandt, indem dickes Papier (120 g/m²) bzw. eine Folie für OHP (Overhead-Projektor) durch das Kopiergerät hindurchgehen gelassen wurde, und der resultierende Übertragungsfehler (oder Übertragungsausfall) wurde bewertet.A sharper transfer condition was applied by passing thick paper (120 g/m²) or an OHP (overhead projector) transparency through the copier, and the resulting transmission error (or transmission failure) was evaluated.
: Das resultierende Bild war gut, wie in Figur 1A oder 1C gezeigt ist.: The resulting image was good, as shown in Figure 1A or 1C.
Δ: Das resultierende Bild war für die praktische Anwendung akzeptierbar.Δ: The resulting image was acceptable for practical application.
×: Das resultierende Bild war nicht gut, wie in Figur 1B oder 1D gezeigt ist.×: The resulting image was not good, as shown in Figure 1B or 1D.
1000 Blatt dünnes Papier (50 g/m²) wurden durch das Kopiergerät hindurchgehen gelassen, und das Auftreten von Transportfehlern wie z.B. schräger Bewegung wurde bewertet.1000 sheets of thin paper (50 g/m²) were passed through the copier and the occurrence of transport errors such as skewed movement was evaluated.
: Die Zahl des Auftretens von Transportfehlern pro Durchgang von 1000 Blatt betrug 1 oder weniger.: The number of occurrences of transport errors per pass of 1000 sheets was 1 or less.
Δ: Die Zahl des Auftretens von Transportfehlern pro Durchgang von 1000 Blatt betrug 2 bis 4.Δ: The number of occurrences of transport errors per pass of 1000 sheets was 2 to 4.
×: Die Zahl des Auftretens von Transportfehlern pro Durchgang von 1000 Blatt betrug 5 oder mehr.×: The number of occurrences of transport errors per pass of 1000 sheets was 5 or more.
Verstreuung von Tonerteilchen, Vergröberung usw. in dem resultierenden Bild wurden mit bloßem Auge bewertet.Scattering of toner particles, coarsening, etc. in the resulting image were evaluated with the naked eye.
: Gut. : Good.
Δ: Für die praktische Anwendung akzeptierbar.Δ: Acceptable for practical use.
×: Für die praktische Anwendung nicht akzeptierbar.×: Not acceptable for practical use.
100 Teile Kieselsäure-Feinpulver (Aerosil #200, hergestellt von Nihon Aerosil K.K.) wurden mit einer Lösung behandelt, die durch Verdünnen von 20 Teilen Dimethylsiliconöl (Handelsname: KK-96) mit einem Lösungsmittel erhalten worden war. Die resultierende Mischung wurde getrocknet und einer Hitzebehandlung bei etwa 280 ºC unterzogen, wodurch behandeltes Siliciumdioxid erhalten wurde.100 parts of silica fine powder (Aerosil #200, manufactured by Nihon Aerosil K.K.) was treated with a solution obtained by diluting 20 parts of dimethyl silicone oil (trade name: KK-96) with a solvent. The resulting mixture was dried and subjected to heat treatment at about 280 ºC to obtain treated silica.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, außer daß das vorstehend erwähnte behandelte Siliciumdioxid verwendet wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 5 except that the above-mentioned treated silica was used.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The results are shown in Table 3 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer daß Kieselsäure-Feinpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 130 m²/g verwendet wurde und 100 Teile des Feinpulvers mit 27 Teilen Siliconöl behandelt wurden.Image formation was carried out in the same manner as in Example 6 except that silica fine powder having a specific surface area of 130 m²/g was used and 100 parts of the fine powder was treated with 27 parts of silicone oil.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The results are shown in Table 3 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, außer daß eine Übertragungsbedingung von 5 g/cm angewandt wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 5 except that a transfer condition of 5 g/cm was applied.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The results are shown in Table 3 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer daß als Grundmaterial für das Feinpulver α- Aluminiumoxid (mittlere Teilchengröße = 0,020 Mikrometer, nach dem BET-Verfahren bestimmte spezifische Oberfläche = 100 m²/g) verwendet wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 6 except that α-alumina (average particle size = 0.020 micrometers, specific surface area determined by the BET method = 100 m2/g) was used as the base material for the fine powder.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The results are shown in Table 3 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, außer daß die zugesetzte Menge des behandelten Feinpulvers 2 Masseteile betrug.Image formation was carried out in the same manner as in Example 5 except that the added amount of the treated fine powder was 2 parts by mass.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The results are shown in Table 3 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer daß Kieselsäure-Feinpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 300 m²/g und einer mittleren Teilchengröße von 0,008 Mikrometern und 4 Teile Siliconöl verwendet werden.Image formation was carried out in the same manner as in Example 6, except that silica fine powder having a specific Surface area of 300 m²/g and an average particle size of 0.008 micrometers and 4 parts silicone oil are used.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The results are shown in Table 3 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, außer daß eine Übertragungsbedingung von 20 g/cm angewandt wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 5 except that a transfer condition of 20 g/cm was applied.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The results are shown in Table 3 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, außer daß die zugesetzte Menge des behandelten Feinpulvers 0,2 Masseteile betrug.Image formation was carried out in the same manner as in Example 5 except that the added amount of the treated fine powder was 0.2 parts by mass.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The results are shown in Table 3 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, außer daß anstelle des behandelten Kieselsäure- Feinpulvers unbehandeltes Kieselsäure-Feinpulver verwendet wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 5 except that untreated silica fine powder was used instead of the treated silica fine powder.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The results are shown in Table 3 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, außer daß eine Übertragungsbedingung von 2 g/cm angewandt wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 5 except that a transfer condition of 2 g/cm was applied.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The results are shown in Table 3 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, außer daß die zugesetzte Menge des behandelten Feinpulvers 4 Masseteile betrug.Image formation was carried out in the same manner as in Example 5 except that the added amount of the treated fine powder was 4 parts by mass.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Übertragungszustand Bilddichte Papiertransportzustand Bildqualität Dickes Papier OHP-Folie Beispiel VergleichsbeispielThe results are shown in Table 3 below. Table 3 Transfer condition Image density Paper transport condition Image quality Thick paper OHP film Example Comparative example
Styrol-Butylacrylat-Copolymer 100 MasseteileStyrene-butyl acrylate copolymer 100 parts by weight
(Copolymerisations-Masseverhältnis = 8:2)(Copolymerization mass ratio = 8:2)
Magnetischer Werkstoff 60 MasseteileMagnetic material 60 parts by mass
(Magnetit)(Magnetite)
Trennmittel 3 MasseteileRelease agent 3 parts by mass
(Polypropylenwachs)(polypropylene wax)
Nigrosinfarbstoff 1 MasseteilNigrosine dye 1 part by mass
(Ladungssteuerungsmittel)(charge control agent)
Die vorstehenden Komponenten wurden einem Schmelzknetvorgang mittels eines auf 160 ºC erhitzten Zweiachsenextruders unterzogen, und das geknetete Produkt wurde abgekühlt und danach mittels einer Hammermühle (mechanische Pulverisiermühle) grobzerkleinert, so daß das resultierende Produkt durch Siebmaschen mit einem Öffnungsdurchmesser von 2 mm hindurchging, und dann mittels einem Strahlmühle (Windkraft-Pulverisiermühle) feinpulverisiert, so daß eine Teilchengröße von etwa 10 Mikrometern erhalten wurde.The above components were subjected to melt-kneading by means of a two-axis extruder heated to 160 ºC, and the kneaded product was cooled and then roughly crushed by means of a hammer mill (mechanical pulverizer) so that the resulting product passed through sieve meshes having an opening diameter of 2 mm, and then finely pulverized by means of a jet mill (wind power pulverizer) so that a particle size of about 10 micrometers was obtained.
Das feinpulverisierte Produkt wurde mittels eines DS-Sichters (Windsichter) derart klassiert, daß das klassierte Produkt eine mittlere Teilchengröße (Volumenmittel) von 12,0 Mikrometern hatte (mittels eines Coulter-Zählgeräts gemessen), wodurch ein positiv aufladbarer, isolierender magnetischer Toner erhalten wurde.The finely pulverized product was classified by a DS classifier (air classifier) so that the classified product had a volume average particle size of 12.0 micrometers (measured by a Coulter counter), thereby obtaining a positively chargeable insulating magnetic toner.
Als der auf diese Weise erhaltene isolierende magnetische Toner mit einem Träger aus Eisenpulver vermischt wurde und danach seine triboelektrische Ladung nach dem Abblaseverfahren gemessen wurde, zeigte er eine triboelektrische Ladungsmenge von +11 uC/g.When the insulating magnetic toner thus obtained was mixed with an iron powder carrier and then measured for its triboelectric charge by the blow-off method, it showed a triboelectric charge amount of +11 uC/g.
Separat wurden 100 Teile Kieselsäure-Feinpulver (mittlere Teilchengröße = 0,016 Mikrometer) mit einer spezifischen Oberfläche von 130 m²/g mit 20 Teilen eines aminomodifizierten Siliconöls mit einer Aminzahl von 700 behandelt, wodurch behandeltes Feinpulver erhalten wurde.Separately, 100 parts of silica fine powder (average particle size = 0.016 micrometers) having a specific surface area of 130 m2/g was treated with 20 parts of an amino-modified silicone oil having an amine value of 700 to obtain treated fine powder.
100 Teilen des isolierenden magnetischen Toners wurden 0,8 Masseteile des behandelten Siliciumdioxid-Feinpulvers zugesetzt und mittels eines Henschel-Mischers vermischt, wodurch ein Entwickler des Einkomponententyps erhalten wurde.To 100 parts of the insulating magnetic toner, 0.8 parts by mass of the treated silica fine powder was added and mixed by a Henschel mixer to obtain a one-component type developer.
Der resultierende Entwickler wurde in eine Modifikation eines handelsüblichen Kopiergeräts (Handelsname: FC-5, hergestellt durch Canon K.K.) mit einem negativ aufladbaren photoempfindlichen Element (Trommel) des Laminattyps (Durchmesser = 30 mm) mit einem organischen Photoleiter (OPC) eingebracht. Das hierbei angewandte Kopiergerät war derart modifiziert, daß eine Übertragungsvorrichtung mit einer Übertragungswalze, wie sie in Figur 2 gezeigt ist, darin eingebaut war.The resulting developer was incorporated into a modification of a commercially available copier (trade name: FC-5, manufactured by Canon KK) with a negatively chargeable photosensitive member (drum) of the laminate type (diameter = 30 mm) with an organic photoconductor (OPC). The copier used here was modified in such a way that a transfer device with a transfer roller as shown in Figure 2 was installed therein.
Die hierbei angewandte Übertragungswalze hatte einen Oberflächenbereich aus Gummi mit einer Gummihärte von 27 Grad. Ferner wurden in bezug auf die hierbei angewandten Übertragungsbedingungen eine Übertragungsstromstärke von 1 uA, eine Übertragungsspannung von -2000 V und ein Kontaktdruck von 50 g/cm angewandt.The transfer roller used here had a surface area made of rubber with a rubber hardness of 27 degrees. Furthermore, with respect to the transfer conditions used here, a transfer current of 1 µA, a transfer voltage of -2000 V and a contact pressure of 50 g/cm were used.
Bei der vorstehend erwähnten Bilderzeugung wurde die photoempfindliche Trommel einer Primäraufladung mit -700 V unterzogen, war der Zwischenraum zwischen der photoempfindlichen Trommel und einer Entwicklungstrommel (in der ein Magnet enthalten war) derart eingestellt, daß die auf der Entwicklungstrommel gebildete Entwicklerschicht die photoempfindliche Trommel nicht berührte, und wurden an die Entwicklungstrommel durch ein normales Entwicklungsverfahren eine Wechselstrom-Vorspannung (Frequenz = 1800 Hz, Vpp-Wert = 1600 V) und eine Gleichstrom-Vorspannung (VDC = -300 V) angelegt. Das resultierende entwickelte Bild wurde durch eine Fixiereinrichtung mit einer Heiz- und Druckwalze an ein Übertragungsmaterial fixiert.In the above-mentioned image formation, the photosensitive drum was subjected to primary charging at -700 V, the gap between the photosensitive drum and a developing drum (in which a magnet was incorporated) was set so that the developer layer formed on the developing drum did not contact the photosensitive drum, and an AC bias (frequency = 1800 Hz, Vpp value = 1600 V) and a DC bias (VDC = -300 V) were applied to the developing drum by a normal developing process. The resulting developed image was fixed to a transfer material by a fixing device having a heating and pressure roller.
Die so erhaltenen fixierten Tonerbilder wurden in derselben Weise wie vorstehend beschrieben bewertet. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.The thus obtained fixed toner images were evaluated in the same manner as described above. The results are shown in Table 4 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, außer daß 100 Teile des Feinpulvers mit 35 Teilen des aminomodifizierten Siliconöls behandelt wurden.Image formation was carried out in the same manner as in Example 14 except that 100 parts of the fine powder was treated with 35 parts of the amino-modified silicone oil.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.The results are shown in Table 4 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, außer daß eine Übertragungsbedingung von 5 g/cm angewandt wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 14 except that a transfer condition of 5 g/cm was applied.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.The results are shown in Table 4 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, außer daß als Grundmaterial für das Feinpulver (α- Aluminiumoxid-Feinpulver (mittlere Teilchengröße = 0,020 Mikrometer, nach dem BET-Verfahren bestimmte spezifische Oberfläche = 100 m²/g) verwendet wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 14 except that α-alumina fine powder (average particle size = 0.020 micrometers, BET specific surface area = 100 m2/g) was used as the base material for the fine powder.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.The results are shown in Table 4 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, außer daß die zugesetzte Menge des behandelten Feinpulvers 2 Masseteile betrug.Image formation was carried out in the same manner as in Example 14 except that the added amount of the treated fine powder was 2 parts by mass.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.The results are shown in Table 4 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, außer daß Kieselsäure-Feinpulver (mittlere Teilchengröße = 0,008 Mikrometer) mit einer spezifischen Oberfläche von 300 m²/g verwendet wurde und 100 Teile des Feinpulvers mit 5 Teilen des aminomodifizierten Siliconöls behandelt wurden.Image formation was carried out in the same manner as in Example 14 except that silica fine powder (average particle size = 0.008 micrometers) having a specific surface area of 300 m2/g was used and 100 parts of the fine powder was treated with 5 parts of the amino-modified silicone oil.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.The results are shown in Table 4 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, außer daß eine Übertragungsbedingung von 20 g/cm angewandt wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 14 except that a transfer condition of 20 g/cm was applied.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.The results are shown in Table 4 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, außer daß die zugesetzte Menge des behandelten Feinpulvers 0,2 Masseteile betrug.Image formation was carried out in the same manner as in Example 14 except that the added amount of the treated fine powder was 0.2 parts by mass.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.The results are shown in Table 4 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, außer daß Kieselsäure-Feinpulver verwendet wurde, das mit Aminopropyltriethoxysilan behandelt worden war.Image formation was carried out in the same manner as in Example 14 except that silica fine powder treated with aminopropyltriethoxysilane was used.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.The results are shown in Table 4 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, außer daß eine Übertragungsbedingung von 2 g/cm angewandt wurde.Image formation was carried out in the same manner as in Example 14 except that a transfer condition of 2 g/cm was applied.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.The results are shown in Table 4 below.
Eine Bilderzeugung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, außer daß die zugesetzte Menge des behandelten Feinpulvers 4 Masseteile betrug.Image formation was carried out in the same manner as in Example 14 except that the added amount of the treated fine powder was 4 parts by mass.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4 Bilddichte Übertragungszustand Papiertransportzustand Bildquälität Beispiel VergleichsbeispielThe results are shown in Table 4 below. Table 4 Image density Transfer condition Paper transport condition Image quality Example Comparison example
Ein Bilderzeugungsverfahren schließt die folgenden Schritte ein: Entwicklung eines elektrostatischen Bildes, das auf einem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes erzeugt worden ist, mit einem Entwickler, um darauf ein entwickeltes Bild zu erzeugen, wobei der Entwickler 100 Masseteile eines Toners und 0,05 bis 3 Masseteile Feinpulver, das mit 1 bis 35 Masseteilen eines Siliconöls oder Siliconlacks je 100 Masseteile Feinpulver behandelt worden ist, umfaßt, und Übertragung des entwickelten Bildes, das sich auf dem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes befindet, auf ein Übertragungsmaterial, während bewirkt wird, daß eine Übertragungseinrichtung über das Übertragungsmaterial mit dem Bildhalteteil zum Halten eines elektrostatischen Bildes unter einem Liniendruck von 3 g/cm oder höher Kontakt hat.An image forming method includes the steps of: developing an electrostatic image formed on an image holding member for holding an electrostatic image with a developer to form a developed image thereon, the developer comprising 100 parts by weight of a toner and 0.05 to 3 parts by weight of fine powder treated with 1 to 35 parts by weight of a silicone oil or silicone varnish per 100 parts by weight of fine powder, and transferring the developed image on the image holding member for holding an electrostatic image to a transfer material while causing a transfer means to contact the image holding member for holding an electrostatic image via the transfer material under a line pressure of 3 g/cm or higher.
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