(1) Gebiet der Erfindung
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Figur 1 ist eine schematische Darstellung, die eine
Vorrichtung zur Messung des dynamischen Widerstandes eines
Entwicklers oder eines magnetischen Trägers veranschaulicht.
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Die Figur 2 ist ein Diagramm, das den bei der Entwicklung
gehäufter feiner Linien verursachten Eingangsfehler und
Ausgangsfehler zeigt.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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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.
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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.
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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.
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In den Zeichnungen bedeutet die Referenzziffer 12 eine
Abstreifklinge als Reinigungsmittel, um den an der Hülse 4
zurückbleibenden Träger 3 zu entfernen.
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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.
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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:
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Rd < Rc (1)
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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.
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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.
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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.
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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 (δ) in der Breite
reproduzierter Linien in Eingaberichtung wird durch die
folgende Formel widergegeben:
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d = B + C/A +B x 100 (2)
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worin A, B und C Bilddichten der Peaks in der Reihenfolge der
Eingaberichtung bedeuten.
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Es ist ersichtlich, daß, wenn der Wert δ 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 δ beträchtlich größer
als 100 ist, ein Eingangsfehler verursacht wird, und wenn der
Wert δ beträchtlich kleiner als 100 ist, ein Ausgangsfehler
verursacht wird.
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Wenn der dynamische Widerstand des verwendeten magnetischen
Trägers niedriger als 5 x 10&sup9; X-cm ist, ist der Wert δ 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 δ auf 80 bis 120, und insbesondere auf 90 bis
110 eingestellt werden, und die Reproduzierbarkeit eines
Zeilenbildes kann deutlich verbessert werden.
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Die einzelnen Bedingungen werden nun im Detail beschrieben.
Magnetischer Träger
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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.
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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.
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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;).
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Als Oberflächenbehandlungsmittel mit elektrischer Leitfähigkeit
können feine Teilchen aus Siliciumcarbid, Zinkoxid, Zinnoxid,
Magnetit, Ferrit und Ruß mit einer hohen elektrischen
Leitfähigkeit verwendet werden.
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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.
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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.
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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.
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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 (ε) 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
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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.
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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.
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Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die
folgenden Beispiele detailliert beschrieben.
Experiment A
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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
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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.
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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.