DE69016882T2 - Entwickler und Verfahren zu seiner Herstellung. - Google Patents

Entwickler und Verfahren zu seiner Herstellung.

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Description

    (1) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Entwickler vom Zweikomponenten-Typ zur Verwendung in der Elektrophotographie und elektrostatischen Druckverfahren, und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Entwickler vom Zweikomponenten-Typ, mit dem gleichzeitig eine hervorragende Reproduzierbarkeit eines Zeilenbildes und eine hohe Bilddichte eines kontinuierlichen Bildes erzielt werden können, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • (2) Beschreibung des Standes der Technik
  • In handelsüblichen elektrophotographischen Kopiergeräten wird weit verbreitet ein Entwickler vom Zweikomponenten-Typ verwendet, der einen magnetischen Träger und einen Toner umfaßt, und bei der Entwicklung eines geladenen Bildes wird ein magnetisches Büschel (Magnetanstrich, a magnetic brush) dieses Entwicklers auf einer Entwicklungshülse ausgebildet, die in ihrem Inneren angeordnet Magnetpole enthält, und dieses magnetische Büschel wird mit einem lichtempfindlichen Material mit dem geladenen Bild in Gleitkontakt gebracht, um ein Tonerbild zu ergeben.
  • Neuerdings wird weitverbreitet ein Träger verwendet, der aus kugelförmigen gesinterten Ferritteilchen besteht, oder ein Träger aus solchen gesinterten Teilchen, die mit einem Harz beschichtet sind, und zur Verbesserung einer Kopie wird der Widerstand des magnetischen Trägers im allgemeinen erhöht. Wenn der Widerstand des Trägers erhöht wird, wird die Reproduzierbarkeit der Zeilenbilder verbessert, aber aufgrund des Saumeffekts wird oft die Dichte eines kontinuierlichen Bildes verringert.
  • Veränderungen der elektrischen Eigenschaften durch Erhöhung des Widerstandes eines Trägers im vorstehend erwähnten Entwickler vom Zweikomponenten-Typ wurden nicht ausreichend untersucht, und es ist immer noch schwierig, ein Bild zu erhalten, das im Hinblick auf die hohe Dichte eines kontinuierlichen Bildes und die Verringerung des Auftretens von Fehlern in einem Zeilenbild zufriedenstellend ist.
  • Auf der Basis dieses Hintergrundes ist die vorliegende Erfindung gemacht worden. Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Trockenentwickler für die Elektrophotographie vom Zweikomponenten-Typ bereitzustellen, mit dem gleichzeitig eine hervorragende Reproduzierbarkeit von Zeilenbildern und eine hohe Dichte eines kontinuierlichen Bildes erhalten werden kann.
  • Eine weitere Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist es, einen Trockenentwickler vom Zweikomponenten-Typ bereitzustellen, der für die elektrophotographische Reproduktion unter Verwendung von Magnetbüschel- Entwicklungsverfahren umfassend angewendet kann, und der durch eine große Menge, verringerte Streuung des Toners, Ladungsmenge und hervorragende Beständigkeit charakterisiert ist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung eines Entwicklers vom Zweikomponenten-Typ, in dem bei der Widergabe von feinen Zeilenbildern ein Saumeffekt auftritt und bei der Enwicklung eines kontinuierlichen Bildes die Menge des Toners, die an ein latentes Bild anhaftet, erhöht ist.
  • Erfindungsgemäß wird ein Entwickler vom Zweikomponenten-Typ bereitgestellt, der einen magnetischen Träger und einen elektroskopischen Toner umfaßt, wobei der dynamische Widerstand (Rd) des Entwicklers niedriger als der dynamische Widerstand (Rc) des magnetisches Trägers ist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Entwickler vom Zweikomponenten-Typ bereit, der einen magnetischen Träger und einen elektroskopischen Toner umfaßt, wobei der magnetische Träger einen dynamischen Widerstand von 5 x 10 bis 5 x 10¹¹ X-cm besitzt, der dynamische Widerstand (Rd) des Entwicklers niedriger als der dynamische Widerstand (Rc) des magnetischen Trägers ist, und der Toner eine statische elektrische Leitfähigkeit von 6 x 10&supmin;¹&sup0; bis 4 x 10&supmin;&sup9; S/cm und eine Dielektrizitätskonstante (E) von 2.7 bis 3.9 besitzt.
  • In dem erfindungsgemäßen Entwickler liegt das Verhältnis (Rd/Rc) des dynamischen Widerstandes (Rd) des Entwicklers zum dynamischen Widerstand (Rc) des magnetischen Trägers im Bereich von 0.20 bis 0.99.
  • Im erfindungsgemäßen Entwickler ist es weiter bevorzugt, daß die elektrische Leitfähigkeit des den Toner aufbauenden Binderharzes 1 x 10&supmin;¹&sup0; bis 1 x 10&supmin;&sup8; S/cm beträgt.
  • Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Entwicklers vom Zweikomponenten-Typ, der einen magnetischen Träger und einen elektroskopischen Toner umfaßt, bereitgestellt, nachdem ein Toner mit einer statischen elektrischen Leitfähigkeit von 6 x 10&supmin;¹&sup0; bis 4 x 10&supmin;&sup9; S/cm und einer Dielektrizitätskonstante (ε) von 2.7 bis 3.9 mit einem magnetischen Träger mit einem dynamischen Widerstand von 5 x 10&sup9; bis 5 x 10¹¹ X-cm so mischt, daß der dynamische Widerstand (Rd) des Entwicklers niedriger als der dynamische Widerstand (Rc) des magnetischen Trägers ist.
  • Im Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Entwicklers ist es außerdem bevorzugt, daß die elektrische Leitfähigkeit des den Toner aufbauenden Binderharzes 1 x 10 bis 1 x 10&supmin;&sup8; S/cm beträgt.
  • Die Figur 1 ist eine schematische Darstellung, die eine Vorrichtung zur Messung des dynamischen Widerstandes eines Entwicklers oder eines magnetischen Trägers veranschaulicht.
  • Die Figur 2 ist ein Diagramm, das den bei der Entwicklung gehäufter feiner Linien verursachten Eingangsfehler und Ausgangsfehler zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf der überraschenden Feststellung, daß, wenn ein Entwickler vom Zweikomponenten-Typ verwendet wird, der einen magnetischen Träger und einen Toner umfaßt, der einen dynamischen Widerstand (Rd) besitzt, der niedriger ist als der dynamische Widerstand (Rc) des Trägers, eine hervorragende Reproduzierbarkeit von Zeichenbildern und eine erhöhte Dichte eines kontinuierlichen Bilds gleichzeitig erzielt werden können.
  • In der vorliegenden Beschreibung und den anliegenden Ansprüchen wird unter dynamischem Widerstand der Widerstand des Trägers oder Entwicklers in dem Zustand verstanden, bei dem ein magnetisches Büschel auf der Entwicklungshülse ausgebildet wird und sich darauf bewegt, und dieser dynamische Widerstand ist vom im statischen Zustand gemessenen Widerstand nicht nur im Hinblick auf die Meßeinrichtung, sondern auch auf die Bedeutung ziemlich verschieden. Dieser dynamische Widerstand wird durch Verwendung der in Figur 1 dargestellten Meßvorrichtung auf die folgende Weise gemessen.
  • Gemäß Figur 1 wird ein Träger (oder Entwickler) 3 in eine Entwicklungsvorrichtung 2, die mit einer Rührwalze 1 ausgerüstet ist, eingeführt, um den Träger 3 an die Hülse 4 zu drücken. Die Schicht des Trägers 3 wird mittels eines Büschelhöhe-regulierenden Elements 2 auf eine bestimmte Dicke eingestellt und der Träger 3 wird in diesem Zustand bewegt. Ein Meßteil 8 mit einer bestimmten Fläche ist entlang einer imaginären Linie 6 an der Oberfläche eines lichtempfindlichen Materials angeordnet, das der Hülse 4 in einem bestimmten Abstand gegenüberliegt, wobei ein Mikrometer 7 als Mittel zur Einstellung des Elektrodenabstandes verwendet wird. Während der Träger 3 zusammen mit der Hülse 4 bewegt wird, wird an die Hülse 4 eine Wechselstromspannung mit einer bestimmten Frequenz angelegt, und ein Bestimmungssignal y wird aus dem Bestimmungsteil 8 an einen parallelen Stromkreis aus einem Dummy und einem Oscillographen 9 abgegeben. Mittels einer Ablese-Einrichtung 10 werden am Oscillographen 9 wellenförmige Daten abgelesen und der elektrische Widerstand im Rechnerteil 11 berechnet.
  • In den Zeichnungen bedeutet die Referenzziffer 12 eine Abstreifklinge als Reinigungsmittel, um den an der Hülse 4 zurückbleibenden Träger 3 zu entfernen.
  • Was die spezifischen Meßbedingungen betrifft, wird der Abstand zwischen der Hülse 4 und dem Bestimmungsteil 8, d.h. der Elektrodenabstand d, auf 1.2 mm eingestellt, und die Oberfläche des Bestimmungsteil 8, d.h. die Elektrodenfläche a, wird auf 0.785 cm² eingestellt. Es wird ein Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz verwendet. Unter Verwendung des Trägers als magnetisches Büschel (Magnetanstrich) wird der dynamische Widerstand des Trägers bestimmt, und wenn der Zweikomponenten- Entwickler als magnetisches Büschel (Magnetanstrich) verwendet wird, wird der dynamische Widerstand (Rd) des Entwicklers bestimmt.
  • Die Tatsache, daß in dem erfindungsgemäßen Entwickler der dynamische Widerstand Rd des Entwicklers niedriger als der dynamische Widerstand Rc des Trägers ist, zeigt das überraschende Merkmal an, daß, wenn ein elektroskopischer Toner in einen Träger eingebaut wird, der elektrische Widerstand niedriger ist als wenn der Träger allein vorhanden wäre, und der Entwicklungsstrom fließt leichter. Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung das folgende Erfordernis:
  • Rd < Rc (1)
  • erfüllt ist, wird bei der Widergabe gehäufter feiner Linien eine hervorragende Reproduzierbarkeit ohne Eingangsfehler oder Ausgangsfehler oder des Fehlens feiner Linien erhalten, und die Dichte eines kontinuierlichen Bildes wird deutlich verbessert.
  • Dieser unerwartete Effekt wurde als Ergebnis vieler von den Erfindern durchgeführter Versuche gefunden, obwohl der theoretische Grund dafür nicht vollständig geklärt ist. Es können aber die folgenden Gründe in Betracht gezogen werden. Da der Träger einen hohen Widerstand besitzt und der Widerstand des Entwicklers niedriger als der des Trägers ist, ist im erfindungsgemäßen Entwickler der Saumeffekt eines elektrostatischen latenten Bildes hoch, aber es wird angenommen, daß die Entwicklung unter Bedingungen, bei denen die Zeit zur Ladungsabschwächung relativ kurz ist, gefördert wird. Mit anderen Worten wird angenommen, daß durch den Saumeffekt feine Linien getreu widergegeben werden, während bei der Entwicklung eines kontinuierlichen Bildes die Ladungsverringerung mit einer relativ hohen Geschwindigkeit erfolgt, wodurch die Menge des anhaftenden Toners erhöht wird, was zu einer Erhöhung der Dichte des kontinuierlichen Bildes führt.
  • Im Hinblick auf die Reproduzierbarkeit feiner Linien sollte der dynamische Widerstand (Rc) des magnetischen Trägers 5 x 10&supmin;&sup9; bis 5 x 10¹¹ X-cm betragen, und im Hinblick auf die Verbesserung der Bilddichte eines kontinuierlichen Bildteils und der Aufrechterhaltung eines guten Gleichgewichtes zwischen der Reproduzierbarkeit feiner Linien und der Dichte eines kontinuierlichen Bildteils ist es bevorzugt, daß das Verhältnis Rd/Rc im Bereich von 0.20 bis 0.99, und insbesondere von 0.3 bis 0.7 liegt.
  • In Figur 2, die den bei der Entwicklung feiner Linien verursachten Eingangsfehler und Ausgangsfehler zeigt, ist die Entfernung in der Eingaberichtung auf der Abszisse aufgetragen, und die Reflektionsdichte einer Kopie gehäufter feiner Linien, bestimmt mittels eines Mikrodensitometers, ist auf der Ordinate aufgetragen, und die Beziehung zwischen diesen beiden Faktoren wird durch die Kurve der Figur 2 gezeigt. In Figur 2 zeigt die Kurve (i) den Zustand, bei dem die Linienbreite der betreffenden Linien konstant ist, und es wird kein Eingangsfehler oder Ausgangsfehler verursacht; die Kurve (ii) zeigt den Zustand, wo deutlich ein Eingangsfehler auftritt, und die Kurve (iii) zeigt den Zustand, wo deutlich ein Ausgangsfehler auftritt. Die Fehlerabweichung (&delta;) in der Breite reproduzierter Linien in Eingaberichtung wird durch die folgende Formel widergegeben:
  • d = B + C/A +B x 100 (2)
  • worin A, B und C Bilddichten der Peaks in der Reihenfolge der Eingaberichtung bedeuten.
  • Es ist ersichtlich, daß, wenn der Wert &delta; 100 oder nahe daran ist, die Breite unter den betreffenden Linien konstant ist, und keine Abweichung in der Linienbreite vorhanden ist. Es ist ebenfalls ersichtlich, daß wenn der Wert &delta; beträchtlich größer als 100 ist, ein Eingangsfehler verursacht wird, und wenn der Wert &delta; beträchtlich kleiner als 100 ist, ein Ausgangsfehler verursacht wird.
  • Wenn der dynamische Widerstand des verwendeten magnetischen Trägers niedriger als 5 x 10&sup9; X-cm ist, ist der Wert &delta; im allgemeinen kleiner als 80, und es wird ein Ausgangsfehler verursacht. Wenn der dynamische Widerstand des verwendeten magnetischen Trägers höher als 5 x 10¹¹ X-cm ist, ist der Wert im allgemeinen größer als 120, und es tritt die Tendenz zu Ausgangsfehlern auf, und die optische Dichte eines kontinuierlichen Bildanteils wird geringer als 1.2, und die Verringerung der Bilddichte wird deutlich. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann unter Verwendung eines magnetischen Trägers mit einem dynamischen Widerstand innerhalb des vorstehend angegebenen Bereichs der Wert &delta; auf 80 bis 120, und insbesondere auf 90 bis 110 eingestellt werden, und die Reproduzierbarkeit eines Zeilenbildes kann deutlich verbessert werden.
  • Die einzelnen Bedingungen werden nun im Detail beschrieben.
  • Magnetischer Träger
  • Als magnetischer Träger kann wahlweise irgendein magnetischer Träger verwendet. werden, solange der dynamische Widerstand (Rc) innerhalb des vorstehend angegebenen Bereiches liegt. Im allgemeinen wird ein magnetischer Träger, der durch Beschichten der Oberflächen von Ferritteilchen mit einem Harz mit hohem Widerstand ausgebildet ist, wodurch der dynamische Widerstand auf einen Wert innerhalb des vorstehend angegebenen Bereiches eingestellt wird, verwendet.
  • Vorzugsweise werden als Ferritteilchen kugelförmige Teilchen verwendet, und es ist bevorzugt, daß die Teilchengröße der Ferritteilchen 20 bis 140 um, und insbesondere 50 bis 100 um beträgt.
  • Es können gesinterte Ferritteilchen verwendet werden, die sich aus mindestens einem Bestandteil zusammensetzen, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zinkeisenoxid (ZnFe&sub2;O&sub4;), Yttriumeisenoxid (Y&sub3;Fe&sub5;O&sub1;&sub2;), Cadmiumeisenoxid (CdFe&sub2;O&sub4;), Gadoliniumeisenoxid (GdFe&sub5;O&sub1;&sub2;), Bleieisenoxid (PbFe&sub1;&sub2;O&sub1;&sub9;), Nickeleisenoxid (NiFe&sub2;O&sub4;), Neodymeisenoxid (NdFeO&sub3;), Bariumeisenoxid (BaFe&sub1;2O&sub1;&sub9;), Magnesiumeisenoxid (MgFe&sub2;O&sub4;), Manganeisenoxid (MnFe&sub2;O&sub4;) und Lanthaneisenoxid (LaFeO&sub3;).
  • Vorzugsweise werden weiche Ferrite verwendet, die mindestens eine Metallkomponente, und insbesondere mindestens zwei Metallkomponenten umfassen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Cu, Zn, Mg, Mn und Ni, z.B. Kupfer/Zink/Magnesium-Ferrit.
  • Der dynamische Widerstand der Ferritteilchen hängt von der Art und Menge des auf den Oberflächen aufgetragenen Harzes ab. Als auf die Oberflächen der Ferritteilchen aufzutragenes Beschichtungsharz kann mindestens ein solches verwendet werden, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Silikonharz, einem Fluorharz, einem Acrylharz, einem Styrolharz, einem Styrol/Acrylharz, einem Olefinharz, einem Ketonharz, einem Phenolharz, einem Xylolharz, einem Diallylphthalatharz und einem Polyesterharz. Unter diesen Harzen wird ein geradkettiges Silikonharz, d.h. ein Silikonharz, das aus einem Polyorganosiloxan, wie z .B. Dimethylpolysiloxan, Diphenylsiloxan oder Methylphenylpolysiloxan aufgebaut ist, und das eine vernetzte Struktur besitzt, besonders bevorzugt verwendet. Die Bildung einer Netzstruktur (Vernetzung) kann erreicht werden, indem man eine hydrolisierbare funktionelle Gruppe, z.B. eine Trimethoxygruppe oder andere funktionelle Gruppe, wie z.B. eine Silanolgruppe, in den Organopolysiloxaneinheiten vorsieht, und nach der entsprechend der Notwendigkeit durchgeführten Hydrolyse das Harz mit einem Silanol-Kondensationskatalysator umsetzt. Die aufgetragene Menge des Harzes wird innerhalb des Bereiches von 0.5 bis 3 Gewichtsteilen, und insbesondere 0.8 bis 1.5 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile Ferrit ausgewählt, damit der Wert von Rc in den vorstehend angegebenen Bereich fällt.
  • Elektroskopischer Toner
  • Als mit den magnetischen Trägerteilchen zur Einstellung des dynamischen Widerstandes innerhalb des vorstehend angegebenen Bereichs zu mischenden Toner wird erfindungsgemäß vorzugsweise ein Toner mit einer relativ hohen elektrischen Leitfähigkeit verwendet.
  • Die elektrische Leitfähigkeit des Toners kann erhöht werden, indem man mindestens eine Maßnahme anwendet, ausgewählt aus der Verwendung eines Farbmittels mit einer hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit, Erhöhung der Menge an eingearbeitetem elektrischem leitfähigem Farbmittel, Verwendung eines Marzes mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit, Einbau eines elektrische Leitfähigkeit verleihenden Mittels, getrennt von einem Farbmittel, Verwendung eines Mittels mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit zur Behandlung der Oberfläche des Toners.
  • Als Harz mit einer relativ hohen elektrischen Leitfähigkeit wird vorzugsweise ein Harz mit einer polaren Gruppe verwendet. Erwähnt werden kann z.B. ein Acrylharz, ein Styrol/Acrylcopolymerharz, ein Polyesterharz und ein Epoxyharz. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, daß die elektrische Leitfähigkeit des Harzes im allgemeinen 1 x 10&supmin;¹&sup0; bis 1 x 10&supmin;&sup8; S/cm, und insbesondere 6 x 10&supmin;¹&sup0; bis 4 x 10&supmin;&sup9; S/cm beträgt.
  • Als schwarzes Farbmittel wird im allgemeinen Ruß verwendet. Vorzugsweise wird ein Ruß verwendet, der leicht eine Kettenstruktur ausbildet und eine kleine Teilchengröße, eine große Ölabsorption und eine große spezifische Oberfläche (BET). Im allgemeinen ist es bevorzugt, daß Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 50 cm²/g verwendet wird. Die Menge an eingearbeitetem Ruß beträgt vorzugsweise 2 bis 20 Gewichtsteile, und insbesondere 5 bis 10 Gewichtsteile, pro 100 Gewichtsteile des Harzes. Unter den bekannten chromatischen Farbmittel werden solche mit einer relativ hohen elektrischen Leitfähigkeit ausgewählt und verwendet. Chromatische Farbmitteln haben jedoch im allgemeinen eine geringe elektrische Leitfähigkeit, und deshalb wird zusätzlich zum Farbmittel vorzugsweise ein elektrische Leitfähigkeit verleihendes Mittel verwendet.
  • Um eine Veränderung der Farbe des Toners zu verhindern wird vorzugsweise ein elektrische Leitfähigkeit verleihendes Mittel mit einer weißen Farbe verwendet. Z.B. können erwähnt werden Zinkoxid, Zinnoxid, Titanoxid und Bariumoxid. Der Widerstand des elektrische Leitfähigkeit verleihenden Mittels ist im allgemeinen niedriger als 100 X-cm.
  • Als Oberflächenbehandlungsmittel mit elektrischer Leitfähigkeit können feine Teilchen aus Siliciumcarbid, Zinkoxid, Zinnoxid, Magnetit, Ferrit und Ruß mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit verwendet werden.
  • Bekannte Toneradditive, z.B. Ladungskontrollmittel, wie z.B. Nigrosinbase, 1:1 und 2:1 Metallkomplexsalzfarbstoffe und Metallverbindungen von Salicylsäure und Alkylsalicylaten, und Offset-verhindernde Mittel, wie z.B. Silikonöl und ein Olefinpolymer mit niedrigem Molekulargewicht, können in den Toner eingebaut werden.
  • Vorzugsweise sollten die Tonerteilchen eine solche Teilchengröße besitzen, daß der mittlere Durchmesser, bezogen auf das Volumen und gemessen mit einem Coulter-Zähler, 7 bis 14 m, und insbesondere 9 bis 12 um, beträgt. Die Form der Teilchen kann eine durch Schmelzkneten, Pulverisieren und Klassifizieren erhaltene unbestimmte Form sein, oder eine durch Suspensionspolymerisation oder Dispersionspolymerisation erhaltene kugelförmige Form.
  • Der Toner kann mit einem bekannten Oberflächenbehandlungsmittel, wie z.B. feinen Harzteilchen aus einem Acrylpolymer, Silikonharz oder Fluorharz, oder anorganischen feinen Teilchen aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid oder Zinnoxid, oberflächenbehandelt sein.
  • Erfindungsgemäß beträgt die elektrische Leitfähigkeit des Toners 6 x 10&supmin;¹&sup0; bis 4 x 10&supmin;&sup9; S/cm, und insbesondere 9 x 10&supmin;¹&sup0; bis 4 x 10&supmin;&sup9; S/cm. Wenn die elektrische Leitfähigkeit des Toners zu niedrig ist und unterhalb des vorstehend angegebenen Bereichs liegt, ist es schwierig, die elektrische Leitfähigkeit des Entwicklers zu verringern. Wenn die elektrische Leitfähigkeit des Toners hoch ist und den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, wird die Reibungsauf ladbarkeit mit dem Träger verringert und es wird leicht eine unzureichende Ladung des Toners verursacht. Die Dielektrizitätskontante (&epsi;) des Toners liegt im Bereich von 2.7 bis 3.9. Wenn die Dielektrizitätskonstante des Toners hoch ist, wird die Feldintensität bei der Entwicklung verstärkt und das die Entwicklung beendende Potential verringert und die Menge des zur Entwicklung verwendeten Toners wird groß. Wenn jedoch die Dielektrizitätskonstante zu groß ist, wird der Saumeffekt verstärkt und durch Induktionspolymerisation wird leicht eine Schleierbildung verursacht.
  • Herstellung des Entwicklers
  • Erfindungsgemäß ist es im endgültigen Entwickler ausreichend, wenn der dynamische Widerstand des Entwicklers, der den magnetischen Träger und den Toner umfaßt, niedriger ist als der dynamische Widerstand des magnetischen Toners. Der vorstehend genannte magnetische Träger wird nämlich mit dem vorstehend genannten elektroskopischen Toner unter Verwendung einer bekannten Mischvorrichtung, wie z.B. eines Henschelmischers oder eines Mischers vom V-Typ gemischt, und die Widerstände des Trägers und Entwicklers im dynamischen Zustand werden mittels der nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 1 beschriebenen Meßvorrichtung gemessen, und ein bevorzugtes Mischverhältnis wird auf der Basis der Meßergebnisse der Widerstände bestimmt.
  • Erfindungsgemäß kann das Mischverhältnis zwischen dem magnetischen Träger und dem elektroskopischen Toner auf der Basis der Beziehung zwischen dem dynamischen Widerstand des magnetischen Trägers und dem dynamischen Widerstand des Entwicklers bestimmt werden. Unter Verwendung eines Entwicklers mit einem dynamischen Widerstand (Rd), der niedriger als der dynamische Widerstand (Rc) des magnetischen Trägers ist, kann nämlich die Reproduzierbarkeit von Zeilenbildern stark verbessert werden, und außerdem kann die Dichte kontinuierlicher Bilder deutlich erhöht werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele detailliert beschrieben.
  • Experiment A
  • Unter Verwendung verschiedener Träger und verschiedener Toner wurden verschiedene in Tabelle 1 angegebene Entwickler hergestellt, und die dynamischen Widerstände (Rd) der Entwickler unter Verwendung der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung gemessen. In Tabelle 1 sind die Versuche 1 bis 8 erfindungsgemäße Versuche und die Versuche 9 bis 13 Vergleichsversuche. Jeder der erhaltenen Entwickler wurde einem Kopiertest unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen elektrophotographischen Kopiermaschine (Model DC-2585, bezogen von Mita Industrial Co., Ltd.) unterworfen unter den Bedingungen einer Walze/Hülsen-Distanz von 1.2 mm, einem Potential der lichtempfindlichen Oberfläche von 800 V, einer Büschelschnittlänge (brush cut length) von 1.0 mm und einem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten von Hülse/Trommel von 2.75. Von jedem der erhaltenen Bilder wurde die Bilddichte der kontinuierlichen Bildfläche, die Fehlerabweichungen feiner Linien, die Schleierdichte und die Tonerstreuung bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Die Bilddichte und die Schleierdichte wurden mittels eines Reflektionsdensitometers gemessen, und der Grad der Tonerstreuung wurde durch visuelle Untersuchung des Inneren der Kopiermaschinen nach dem Kopiervorgang beurteilt. Die Eigenschaft der verwendeten Toner sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 1 Versuchs Nr. Physikalische Eigenschaften des Trägers Physikalische Eigenschaften des Toners Dynamischer Widerstand (Rc) (X-cm) Teilchengroße (µm) Sättigungsmagnetisierung (emu/g) Beschichtungsharz Beschichtungsmenge (Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Ferrit) Elektrische Leitfähigkeit (S/cm) Dielektrizitätskonstante Erfindungsgemaß Vergleich Acryl Styrol-Acryl Silikon Fluor Tabelle 1 (Fortsetzung) Versuchs Nr. Dynamischer Widerstand (Rc) (X-cm) Gewichtsverh. (%) Toner/Entwickler Bilddichte der Kontinuierlichen Bildfläche Fehler (%) von Zeilenbildern Schleierdichte Zerstreuung des Toners Erfindungsgemaß Vergleich nicht beobachtet ditto leicht beträchtlich Tabelle 2 Toner-Nr. Elektrische Leitfähigkeit des Toners (S/cm) Dielektrizitätskonstante des Toners Elektrische Leitfähigkeit des Harzes (S/cm) Harztyp Spezifische Oberfläche von Ruß (BET) (cm²/g) Menge an Ruß (Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Harz) Acryl Styrol-Acryl Polyester
  • Experiment B
  • In den Versuchen 11 und 13 des Experiments A waren die erhaltenen Bilder unzureichend. In Versuch 13 wurde die Tonerkonzentration auf 4.0 % erhöht und der dynamische Widerstand auf 0.97 geändert. Unter Verwendung dieses Toners wurde der Kopiervorgang durchgeführt. Es wurde ein gutes Bild mit einer Bilddichte von 1.401, eine Schleierdichte von 0.003 und einem Zeilenbildfehler von 83 % ohne wesentliches Streuen des Toners erhalten. Im Versuch 11 wurde der verwendete Toner 2 gegen den Toner 6 ausgetauscht, der eine höhere elektrische Leitfähigkeit besitzt, und die Tonerkonzentration auf 3.5 % geändert. Durch diese Änderung wurde ein gutes Bild mit einer Bilddichte von 1.31 und einem Zeilenbildfehler von 115 % erhalten.
  • Aus den in den Experimenten A und B erhaltenen Ergebnissen ist es ersichtlich, daß ein Entwickler mit einem dynamischen Widerstand (Rd), der auf einen Wert eingestellt ist, der niedriger als der dynamische Widerstand (Rc) des Trägers allein ist, Kopien mit hoher Qualität ergibt.

Claims (6)

1. Entwickler vom Zweikomponenten-Typ, umfassend einen Magnetträger und einen elektroskopischen Toner, dadurch gekennzeichnet, daß der Magneträger einen dynamischen Widerstand von 5 x 10&sup9; bis 5 x 10¹¹ X-cm besitzt, der dynamische Widerstand (Rd) des Entwicklers niedriger als der dynamische Widerstand (Rc) des Magnetträgers ist, und der Toner eine statische elektrische Leitfähigkeit von 6 x 10&supmin;¹&sup0; bis 4 x 10&supmin;&sup9; S/cm und eine Dielektrizitätskonstante (&epsi;) von 2.7 bis 3.9 besitzt.
2. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (Rd/Rc) des dynamischen Widerstands (Rd) des Entwicklers zum dynamischen Widerstand (Rc) des Magnetträgers 0.20 bis 0.99 ist.
3. Entwickler nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner ein Binderharz mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 1 x 10&supmin;¹&sup0; bis 1 x 10&supmin;&sup8; S/cm umfaßt.
4. Verfahren zur Herstellung eines Entwicklers vom Zweikomponenten-Typ, der einen Magnetträger und einen elektroskopischen Toner umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Toner mit einer statischen elektrischen Leitfähigkeit von 6 x 10&supmin;¹&sup0; bis 4 x 10&supmin;&sup9; S/cm und einer Dielektrizitätskonstante (&epsi;) von 2.7 bis 3.9 mit einem Magnetträger mit einem dynamischen Widerstand von 5 x 10&sup9; bis 5 x 10¹¹ X-cm so mischt, daß der dynamische Widerstand (Rd) des Entwicklers niedriger als der dynamische Widerstand (Rc) des Magnetträgers ist.
5. Verfahren zur Herstellung eines Entwicklers vom Zweikomponenten-Typ nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (Rd/Rc) des dynamischen Widerstandes (Rd) des Entwicklers zum dynamischen Widerstand (Rc) des Magnetträgers 0.20 bis 0.99 ist.
6. Verfahren zur Herstellung eines Entwicklers vom Zweikomponenten-Typ gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner ein Binderharz mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 1 x 10&supmin;¹&sup0; bis 1 x 10&supmin;&sup8; S/cm umfaßt.
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