DE69114631T2 - Zwei-Komponenten Entwickler. - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zweikomponenten Entwickler zur Verwendung bei der Elektrophotographie. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung einen Zweikomponenten- Entwickler, der einen magnetischen Träger mit einer Ruß enthaltenden Harzschicht und einem aus Ruß enthaltendem Harz zusammengesetzten Toner enthält.
- Zweikomponenten-Entwickler, die einen magnetischen Träger und einen Toner enthalten, werden häufig als Entwickler bei kommerziellen elektrophotographischen Verfahren verwendet. Ein durch Granulieren einer einen Farbstoff und anderen in einem Bindeharz dispergierten Toneradditiven enthaltenden Zusammensetzung auf eine bestimmte Korngröße durch Pulverisations-Klassifikation, Spray-Granulieren, Suspensionspolymerisation, Dispersionspolymerisation oder dergleichen wird allgemein als Toner verwendet. Bei einem in einem Büro zu verwendenden Kopiergerät wird zur Steuerung der Färbung und des elektrischen Widerstandes Ruß allgemein in einer Menge von 5 bis 15 Gew.-% in das Harz eingebracht.
- Eisenpulver, Ferrit und dergleichen werden als magnetischer Träger verwendet, und um die antistatischen Eigenschaften und den elektrischen Widerstand zu steuern, wird der magnetische Träger mit einem Harz überzogen, wobei bekannt ist, das Ruß in diesem Überzug des Trägers eingelagert ist. Zum Beispiel offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 61-260254 einen Träger für die Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes, der einen Kern enthält, dessen Oberfläche mit einem Ruß, mit einer Mischung aus Ofenschwarz und Acetylenschwarz, enthaltenden Silkonharz überzogen ist. Weiterhin offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 62- 182759 einen Träger für die Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes, der einen Trägerkern enthält, dessen Oberfläche mit einem Ruß, der mit einem Aminosilan- Kupplungsagens oder dergleichen oberflächenbehandelt ist, enthaltenden Silikonharz beschichtet ist.
- Für die Beschichtung von Trägern verwendete Harze haben Vorund Nachteile. Zum Beispiel besitzt das oben genannte Silikonharz eine hervorragende Haltbarkeit, ist aber darin nachteilig, daß der elektrische Widerstand hoch ist, der Ladungsanstieg langsam und die Ladbarkeit relativ instabil ist. Ein Fluorharz besitzt einen hervorragenden Gebrauchswiderstand, aber in Hinblick auf das Reibungsladesystem kann das Fluorharz kaum für einen magnetischen Träger eines negativ aufladbaren Träger verwendet werden. Styrolharze und Acrylharze besitzen äußerst hervorragende Ladeeigenschaften, sind aber schlecht in ihrer Haltbarkeit und unzureichend im Gebrauchswiderstand.
- Es wird angenommen, daß die Bedeutung der oben erwähnten Vorschläge darin liegt, daß der elektrische Widerstand der Harz-überzugsschicht des Trägers durch das Einlagern von Ruß in dieselbe eingestellt wird. Bei einem Zweikomponenten-Entwickler wird das Laden des Toners jedoch stark durch Reibungsladeeigenschaften und elektrischen Eigenschaften beeinflußt, nicht nur der Bezugsschicht, sondern auch der den Toner bildenden Harzzusammensetzung. Dementsprechend sollte sowohl mit Bezug auf die Bezugsschicht des magnetischen Trägers und den Toner eine optimale Kombination der Reibungsladeeigenschaften und der elektrischen Eigenschaften gewählt werden.
- Die Erfinder haben herausgefunden, daß ein Styrolharz, ein Acrylharz und ein Styrol-Acryl-Copolymerharz als Bezugsharz für den Träger ausgewählt werden können und das Toner bildende Harz und die Mengen von in diesen Harzen eingebundenem Ruß innerhalb bestimmter Bereiche eingestellt wird, wodurch ein Ladbarkeits- Optimum für den Toner erhalten werden kann.
- Es ist Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zweikomßonenten-Entwickler für die Elektrophotographie bereitzustellen, bei dem das Laden eines Toners so gesteuert ist, daß ein Bild mit hoher Dichte und hohem Kontrast ohne solche Mängel wie vorzeitiges Drucken, Bildung von Pinselstrichen, Verstreuen des Toners und Nachziehen des Trägers erhalten werden kann.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zweikomponenten-Entwickler bereitzustellen, bei dem eine optimale Kombination der Reibungsladeeigenschaften und der elektrischen Eigenschaften eines magnetischen Trägers und eines Toners erhalten werden können, und diese kombinierten Eigenschaften eine hervorragende Stabilität und Haltbarkeit aufweisen.
- Erfindungsgemäß wird eine Zweikomponenten-Entwickler bereitgestellt, der einen magnetischen Träger enthält mit einer Ruß enthaltenden Schicht eines Harzüberzugs und einem aus einer Ruß enthaltenden Harzzusammensetzung zusammengesetzten Toner, wobei die beiden Harze dieselben oder verschiedene sind und jedes aus Styrolharzen, Acrylharzen und Styrol-Acryl- Copolymerharzen ausgewält ist und der Gewichtsprozent-Gehalt A an Ruß in der Träger-Überzugsschicht und der Gewichtsprozent- Gehalt B an Ruß in dem Toner die folgenden Beziehungen erfüllt:
- A < -0,1B + 2 (1),
- A > -0,1B + 1 (2),
- 5 < B < 15 (3), und
- A > 0 (4).
- Erfindungsgemäß ist bevorzugt, daß der Ruß in dem Toner einer ist mit einer Dibutylphthalat(DBP)-Adsorption von 90 bis 130 ml/100 g.
- Fig.1 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Ruß-Gehalt A in der Träger-Überzugsschicht und dem Ruß-Gehalt B in dem Toner erläutert.
- Erfindungsgemäß wird wenigstens ein Harz aus einer Gruppe aus einem Styrolharz, einem Acrylharz und einem Styrol-Acrylcopolymerharz unter verschiedenen Harzen ausgewählt und als Träger-Überzugsharz und Toner bildendes Harz verwendet. Der Grund, weshalb diese Harze in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ist der, daß diese Harze dem Toner beste Ladbarkeit verleihen und hervorragend in der Ruß- Dispergierbarkeit sind.
- Bei der vorliegenden Erfindung wird wichtig, da ein Styrolharz, ein Acrylharz oder ein Styrol-Acryl-Copolymerharz als beides, das Träger-Überzugsharz und das Toner bildende Harz, verwendet wird, daß der Ruß-Gehalt A in der Träger-Überzugsschicht und der Ruß-Gehalt B in dem Toner so festgelegt wird, daß die durch die oben angegebenen empirischen Formeln wiedergegebenen Bedingungen erfüllt werden.
- Der Bereich des erfindungsgemäß verwendete Ruß-Gehalts A in der Träger-Überzugsschicht und des Ruß-Gehalts B in dem Toner ist ein in Fig. 1 dargestellter schraffierter Bereich. Im allgemeinen besitzen der Ruß-Gehalt in der Träger- Überzugsschicht und der Ruß-Gehalt in dem Toner enge Beziehungen zum elektrischen Widerstand der Träger- Überzugsschicht und dem elektrischen Widerstand des Toners, und der elektrische Widerstand wird vermindert, wenn der Gehalt groß wird, und der elektrische Widerstand erhöht sich, wenn der Gehalt vermindert wird. Der Zweikomponenten-Entwickler als Ganzes besitzt einen Bereich des Optimums des elektrischen Widerstands für die Dichte und Qualität des gebildeten Bildes. Wenn dieser elektrische Widerstand relativ niedrig ist, wird die Dichte erhöht, aber es wird vorzeitiges Drucken, Bildung von Pinselstrichen und ein Verstreuen des Toners bewirkt und die Bildqualität herabgesetzt. Wenn der elektrische Widerstand des Entwicklers relativ groß ist, wird ein Verstreuen des Toners nicht bewirkt, aber die Dichte wird unzureichend und ein Nachziehen des Trägers wird leicht bewirkt. Dementsprechend ist allgemein bevorzugt, daß ein Toner mit hohem Widerstand mit einem Träger mit niedrigem Widerstand oder ein Toner mit niedrigem Widerstand mit einem Träger mit hohem Widerstand kombiniert wird. Bezüglich dem Verhältnis der Widerstände des Toners und des Trägers und den Ruß-Konzentrationen in dem Toner und der Träger-Überzugsschicht wird hergeleitet, daß der Einfluß der Ruß-Konzentration in dem Toner auf den elektrischen Widerstand des Entwicklers als Ganzes relativ klein ist und der Einfluß der Ruß-Konzentration in der Träger-Überzugsschicht auf den Entwickler als Ganzes relativ groß. Es wird in Betracht gezogen, daß dies der Grund ist, warum der erlaubte Bereich des Ruß-Gehalts B in dem Toner im Diagramm von Fig. 1 relativ breit ist, der erlaubte Bereich des Ruß-Gehalts A in der Träger- Überzugsschicht aber relativ schmal.
- Tatsächlich ist, in einem Bereich (B< 5) auf der linken Seite des schraffierten Bereichs in Fig. 1, der elektrische Widerstand des Entwicklers als Ganzes zu hoch, egal wie der elektrische Widerstand der Überzugsschicht des magnetischen Trägers ist, und es ist unmöglich den elektrischen Widerstand des Entwicklers auf einen bevorzugten Bereich von 10&sup8; bis 10¹³ Ω-cm einzustellen. Ferner ist der elektrische Widerstand des Entwicklers als Ganzes, in einem Bereich (B> 15) rechts des schraffierten Bereichs in Fig. 1, zu niedrig, egal wie der elektrische Widerstand der Überzugsschicht des magnetischen Trägers eingestellt wird, und es ist unmöglich den elektrischen Widerstand des Entwicklers als Ganzes innerhalb des oben genannten bevorzugten Bereichs einzustellen. In einem Bereich (A> -0,1B+2) oberhalb des schraffierten Bereichs in Fig. 1 ist der elektrische Widerstand der mit dem Toner zu kombinierenden Träger-Überzugsschicht zu niedrig, und es werden daher Probleme wie vorzeitiges Drucken, Bildung von Pinselstrichen und Verstreuen des Toners bewirkt, obwohl die Bilddichte erhöht wird. Weiterhin wird der elektrische Widerstand der mit dem Toner zu kombinierenden Träger-Überzugsschicht in einem Bereich (A< 0,1B+1) unterhalb des schraffierten Bereichs in Fig. 1 zu groß, und die Bilddichte wird unzureichend und eine Nachziehen des Trägers wird leicht bewirkt. Erfindungsgemäß kann durch Auswahl bestimmter Harze als Trager-Überzugsharz und Toner bildenes Harz und Einstellen des Gehalts des in diese Harze einzubindenden Rußes auf einen Wert innerhalb des schraffierten Bereichs von Fig. 1 ein Tonerbild mit hoher Dichte und hohem Kontrast gebildet werden, ohne vorzeitigem Drucken, Bildung von Pinselstrichen und Nachziehen des Trägers. Bei diesem Zweikomponenten-Entwickler kann eine optimale Kombination der Reibungsladeeigenschaften und der elektrischen Eigenschaften des Trägers und des Toners aufrechterhalten werden, und daher kann die oben genannte Funktion stabil über einen langen Zeitraum manifestiert werden.
- Erfindungsgemäß ist besonders bevorzugt, daß wenigstens der in den Toner einzubindende Ruß Ruß mit einer Dibutylphthalat(DBP)- Adsorption von 90 bis 100 ml/100 g ist. Es sind verschiedene Ruße bekannt, die sich bei der DBP-Adsorption in einem breiten Bereich unterscheiden. Ruß mit einer DBP-Adsorption von weniger als 90 ml/100 g wird allgemein niedrig-strukturierter Ruß genannt und besitzt eine verminderte Tendenz zur Bildung einer Kettenstruktur. Dementsprechend wird im Fall dieses Rußes angenommen, daß sich der elektrische Widerstand des Toners erhöht, und dieser Ruß für das Lösen der Aufgaben der vorliegenden Erfindung nicht geeignet ist. Andererseits wird Ruß mit einer DBP-Asorption größer als 130 ml/100 g hochstrukturierter Ruß genannt, und da der Ruß eine besonders hohe Tendenz zur Bildung einer hohen Struktur besitzt, besteht eine Gefahr der Verminderung des Widerstands, weshalb der Ruß nicht zur Lösung der Aufgaben der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
- Bei der vorliegenden Erfindung ist die Art des magnetischen Trägers nicht besonders kritisch, solange er eine Überzugsschicht eines Ruß enthaltenden Harzes besitzt. Als Harz können ein Styrolharz, ein Acrylharz, ein Styrol-Acryl- Copolymerharz und Mischungen von zwei oder mehreren dieser Harze genannt werden.
- Als das das Styrolharz bildende Monomer können die durch die folgende Formel wiedergegebenen Monomere genannt werden:
- worin R&sub1; ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe (mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen) oder ein Halogenatom darstellt, R&sub2; einen Substituenten, wie eine niedere Alkylgruppe oder ein Halogenatom, und n eine ganze Zahl bis 2 ist, einschließlich null,
- wie Styrol, Vinyltoluol, α-Methylstyrol, α-Chlorstyrol und Vinylxylol, und Vinylnaphthalin. Von diesen Monomeren wird Styrol bevorzugt verwendet.
- Als Acrylmonomer können die durch die folgende Formel wiedergegebenen Monomere genannt werden:
- worin R&sub3; ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe (bevorzugt mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl-) darstellt und R&sub4; ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Hydroxyalkyl-, Alkoxyalkyl- oder Aminoalkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen,
- wie Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Butylacrylat, 2- Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Aminoethylmethacrylat, Acrylsäure und Methacrylsäure. Als Acrylmonomer können andere ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und Anhydride davon, wie Maleinsäureanhydrid, Crotonsäure und Itaconsäure, verwendet werden.
- Ein Styrol-Acryl-Copolymerharz ist besonders zur Lösung der Aufgaben der vorliegenden Erfindung geeignet und dieses Copolymerharz ist ein wenigstens eine Art von Styroleinheiten der Formel (5) und wenigstens eine Art der durch Formel (6) wiedergegebenen Acryleinheiten enthaltendes Copolymer. Das Styrol-Acryl-Copolymerharz, das hervorragend in den Ladungseigenschaften, im Ruß-Dispersionsvermögen und im Haften an dem magnetischen Träger ist, wobei als Träger-Überzug insbesondere ein Copolymerharz geeignet ist, das (i) 10 bis 30 Gew.-% Styrol, (ii) 70 bis 80 Gew.-% eines niederen Alkyl-(mit bis zu 3 Kohlenstoffatomen) methacrylats, (iii) 0,1 bis 2 Gew.-% eines höheren Alkyl- (mit wenigstens 4 Kohlenstoffatomen) methacrylats und (iv) 0,1 bis 2 Gew.-% eines Hydroxyalkylmethacrylats enthält. Zur Erhöhung der Haftung an dem magnetischen Träger, Steigerung der Haltbarkeit der Überzugsschicht und weiteren Verbesserung der Ladeeigenschschften kann ein Aminoharz, wie Melaminharz oder Urethanharz, in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, basierend auf dem Styrol-Acryl-Oopolymerharz, in Kombination mit dem Styrol- Acryl-Copolymerharz verwendet werden.
- Natürlich kann Ruß mit einer zuvor beschriebenen DBP-Adsorption von 90 bis 130 ml/100 g als mit dem Harz zur Bildung der überzugsschicht zu kombinierender Ruß verwendet werden. Weiterhin kann nieder- oder hochstrukturierter Ruß verwendet werden. Der Ruß-Gehalt in dem Harz zur Bildung der Überzugsschicht liegt innerhalb des oben genannten Bereichs, die untere Grenze des Ruß-Gehalts ist aber bevorzugt 0,01 Gew.-%, insbesondere 0,1 Gew.-%. Als Ruß kann nicht nur nicht veredelter Ruß verwendet werden, sondern auch Ruß, auf den wenigstens eines der aus Monomeren vom Styrol- und Acryltyp gewählten Pfropf-copolymerisiert ist. Wenn gepfropfter Ruß verwendet wird, können hervorstechende Vorteile bezüglich der Dispergierbarkeit in dem die Überzugsschicht bildenden Harz, der Dispersionsstabilität und den elektrischen Eigenschaften erzielt werden. Alternativ kann mit einem Silan-Kupplungsagens, Titan-Kupplungsagenz oder anderem Oberflächenbehandlungsagenz oberflächenbehandelter Ruß verwendet werden.
- Bekannte Mittel können optional zur Bildung einer Überzugsschicht auf dem magnetischen Träger eingesetzt werden. Zum Beispiel kann das oben genannte Harz in einem aromatischen Lösungsmittel, wie Toluol, oder einem anderen Lösungsmittel, wie einem Lösungsmittel vom Typ eines Ketons, eines Ethers oder eines Esters, gelöst werden, und eine zuvor festgelegte Menge Ruß in der gebildeten Lösung zur Bildung einer Startflüssigkeit für die Bildung einer Überzugsschicht dispergiert werden. Diese Startflüssigkeit wird auf einen magnetischen Träger durch Sprühbeschichten, Tauchbeschichten oder dergleichen aufgebracht, und der beschichtete magnetische Träger wird, wenn nötig, getrocknet, wodurch ein mit Ruß enthaltendem Harz beschichteter magnetischer Träger erhalten wird. Es gibt ein bevorzugt eingesetztes Verfahren, bei dem ein Fließbett eines magnetischen Trägers gebildet wird und die oben genannte Startflüssigkeit in dieses Fließbett eingesprüht wird, weil die Bildung einer einheitlichen Beschichtung und ein einheitliches Trocknen gelichzeitig erreicht werden kann. Die Dicke der Ruß enthaltenden Harzüberzugsschicht kann sehr klein sein und die Menge des beschichteten Ruß enthaltenden Harzes beträgt allgemein 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 2 Gew.-%, basierend auf dem magnetischen Träger.
- Als magnetischer Träger können entweder ein Ferritträger oder ein Eisenpulverträger verwendet werden, wobei aber der Ferritträger allgemein bevorzugt verwendet wird.
- Sphärische Ferritpartikel werden bevorzugt als Ferritpartikel verwendet und es ist bevorzugt, daß die Korngröße der Ferritpartikel 20 bis 140 µm beträgt, insbesondere 50 bis 100 µm.
- Als Ferrit sind aus wenigstens einem von Zink-Eisen-Oxid (ZnFe&sub2;O&sub4;), Yttrium-Eisen-Oxid (Y&sub3;Fe&sub5;O&sub1;&sub2;), Cadmium-Eisen-Oxid (Cdfe&sub2;O&sub4;), Gadolin-Eisen-Oxid (Gd&sub3;Fe&sub5;O&sub1;&sub2;), Kupfer-Eisen-Oxid (Cufe&sub2;O&sub4;) Blei-Eisen-Oxid (PbFe&sub1;&sub2;O&sub1;&sub9;), Nickel-Eisen-Oxid (NiFe&sub2;O&sub4;), Neodym-Eisen-Oxid (NdFeO&sub3;), Barium-Eisen-Oxid (BaFe&sub1;&sub2;O&sub1;&sub9;), Magnesium-Eisen-Oxid (MgFe&sub2;O&sub4;), Mangan-Eisen-Oxid (MnFe&sub2;O&sub4;) und Lanthan-Eisen-Oxid (LaFeO&sub3;) zusammengesetzte Ferritpartikel verwendet worden. Insbesondere weiche Ferrite, die wenigstens ein Mitglied, bevorzugt zwei, der aus Cu, Zn, Mg, Mn, und Ni bestehenden Gruppe enthalten, zum Beispiel ein Kupfer/Zink/Magnesium-Ferrit, können verwendet werden.
- Ein durch Einlagern von Ruß in das oben genannte Styrolharz, Acrylharz oder Styrol-Acryl-Copolymerharz und Zerkleinern der Zusammensetzung auf eine bestimmte Korngröße hergestellter Toner wird bei der vorliegenden Erfindung als Toner verwendet.
- Als Styrolharz, Acrylharz oder Styrol-Acryl-Copolymerharz werden solche, die durch die Formel (5) und/oder Formel (6) wiedergegeben werden und mit Bezug auf den magnetischen Träger oben erwähnt wurden, verwendet. Unter diesen Harzen ist ein Styrol-Acryl-Copolymerharz zur Lösung der Aufgaben der vorliegenden Erfindung geeignet und vom Gesichtspunkt der Ladbarkeit und Fixierungseigenschaften wird ein (i) 75 bis 95 Gew.-% Styrol, (ii) 0,5 bis 5 Gew.-% eines niederen Alkyl- (mit bis zu 3 Kohlenstoffatomen) methacrylats enthaltendes Styrol- Acryl-Copolymer besonders bevorzugt verwendet.
- Um ein Verklumpen in einer Entwicklungsvorrichtung zu vermeiden und gute Fixierungseigenschaften beizubehalten ist bevorzugt, daß das Harz eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 50 bis 75ºC besitzt. Weiterhin ist bevorzugt, um kaltes und heißes Abfärben zu vermeiden und eine hervorragende Fixierungsleistung zu erhalten, daß die massegemittelte Molekülmasse (Mw) in dem Bereich von 10x10&sup4; bis 20x10&sup4; liegt und die Molekülmassenverteilung (Mw/Mn) innerhalb des Bereichs von 10 bis 30 liegt.
- Der für einen erfindungsgemäßen Toner verwendete Ruß ist ein solcher, wie oben mit Bezug auf den Träger erwähnt, und es können hervorragende Vorteile erzielt werden, wie in dem Fall des magnetischen Trägers, wenn gepfropfter Ruß oder oberflächenbehandelter Ruß für den Toner verwendet wird.
- Bekannte Toneradditive, zum Beispiel ein ladungssteuerndes Agens und ein Trennmittel, können in den Toner eingebunden werden.
- Bekannte ladungssteuernde Agenzien können verwendet werden. Zum Beispiel können öllösliche Farbstoffe, wie Nigrosinbase (CI) 50415), Ölschwarz (CI 20150) und Spilonschwarz, Metallkomplexfarbstoffe vom 1:1- oder 2:1-Typ und Metallsalze von Naphthoesäure, Fettsäureseifen und Harzsäureseifen genannt werden.
- Als Trennmittel können verschiedene Wachse, wie ein Polypropylenwachs, ein Polyethylenwachs, ein oxidiertes Polyethylenwachs, ein Mineralwachs, ein pflanzliches Wachs und ein tierisches Wachs verwendet werden.
- Es ist bevorzugt, daß das ladungssteuernde Agens in einer Menge von 1 bis 4 Gew.-% und das Trennmittel in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% eingebunden wird.
- Die Korngröße der Tonerpartikel ist bevorzugt so, daß der mit einem Coulter-counter gemessene volumengemittelte Durchmesser 8 bis 14 µm beträgt, insbesondere 10 bis 12 µm. Die Teilchenform kann eine unbestimmte, durch Schmelzkneten und zerkleinern gebildete Form sein, oder eine durch Dispersions- oder Suspensionspolymerisation gebildete kugelförmige.
- Um das Fließvermögen der Tonerpartikel zu verbessern, können feinverteiltes Silica (Aerosil) oder dergleichen durch Sprühbeschichtung auf die Oberflächen der Tonerparikel aufgebracht sein.
- Erfindungsgemäß werden der mit Ruß enthaltendem Harz beschichtete magnetische Träger und der Toner in einem bekannten Mischungsverhältnis gemischt und der gebildete Zweikomponenten-Entwickler kann als Entwickler verwendet werden. Der Träger und der Toner werden in einem Mischungsverhältnis von 99/1 bis 85/15, insbesondere von 98/2 bis 95/5, verwendet. Bei der Entwicklung eines geladenen Bildes wird der so gebildete Entwickler einer Entwicklungstrommel mit darin angeordneten Magneten zur Bildung einer magnetischen Schleifbürste des Entwicklers auf der Trommel zugeführt. Diese magnetische Schleifbürste wird zur Bildung eines Tonerbilds in gleitenden Kontakt mit einer Trägeroberfläche eines lichtempfindlichen Materials oder dergleichen mit einem geladenen Bild gebracht.
- Erfindungsgemäß kann, durch Auswahl eines Styrolharzes, Acrylharzes oder Styrol-Acryl-Copolymerharzes mit hervorragender Ladbarkeit von jedem, dem Trägerbeschichtungsharz und dem Toner bildenden Harz, und Einstellen der eingelagerten Menge des Rußes in der Überzugsschicht des Trägers und in dem Toner bildenden Harz innerhalb bestimmter zueinander im Verhältnis stehender Bereiche, ein Zweikomponenten-Entwickler bereitgestellt werden, bei dem die Reibungsladefähigkeit und der elektrische Widerstand gut ausgeglichen sind, wobei durch Verwendung dieses Zweikomponenten-Entwicklers ein Bild mit hoher Dichte und hohem Kontrast ohne derartige Mängel, wie vorzeitiges Drucken, Pinselstriche, Verstreuen des Toners und Nachziehen des Trägers, gebildet werden kann.
- Die vorliegende Erfindung wird nun genau mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben, die in keinster Weise den Rahmen der Erfindung einschränken.
- Ein Harz, das 99,5 Gewichtsteile eines Methylmethacrylatpolymers mit einer Tg von 100ºC enthält, wurde in Toluol gelöst und 0,5 Gewichtsteile Ruß wurden in der Lösung dispergiert, um eine beschichtungsbildende Startflüssigkeit zu erhalten. Ein Fließbett von Ferritpartikeln des Cu-Zn-Typs als Kernmaterial wurde gebildet und die Startflüssigkeit zur Bildung einer Ruß enthaltenden Bezugsschicht auf der Oberfläche des Kernmatenals in das Fließbett gesprüht.
- Ein Toner wurde durch Schmelz-Kneten von 88 Gewichtsteilen eines Styrol (St)/Butylacrylat (BA)/Methylmethactylat (MMA)- Copolymers mit einem St/BA/MMA-Gewichtsverhältnis von 85/14/1, mit einer Tg von 59ºC, Mw von 147.000 und Mw/Mn von 15,1, 6 Gewichtsteilen Ruß mit einer DBP-Adsorption von 114 ml/100 g, 2,5 Gewichtsteilen eines Metall enthaltenden Azofarbstoffs und 3 Gewichtsteilen Polypropylen niederer Molekülmasse, Kühlen der Schmelze, Zerkleinern und Klassifikation des Feststoffs und Zugabe von 0,5 Gewichtsteilen hydrophobem Silica zur bewirkung der Oberflächenbehandlung hergestellt
- Der so erhaltene Träger und Toner wurden in einem Mischungsverhältnis von 95/5 gemischt, um einen Entwickler zu erhalten.
- Dieser Entwickler wurde in ein elektrophotographisches Kopiergerät (Modell DC5585, geliefert von Mita Industrial Co., Ltd.) gegeben und der Kopiertest wurde ausgeführt, um 100.000 Kopien zu erhalten. Auswertungen wurden bezüglich der Bilddichte (ID), Schleierdichte (FD), des vorzeitigen Druckens, der Bildung von Pinselstrichen, des Nachziehens des Trägers und des Verstreuen des Toners durchgeführt.
- Die Bilddichte (ID) und Schleierdichte (FD) wurden mittelsa einem Reflexionsdensitometers (Modell TC-6D, geliefert von Tokyo Denshoku) durchgeführt.
- Die Ergebnisse dieser Auswertungen sind in Tabelle 1 aufgeführt.
- Ein Träger wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von Ferritpartikeln vom Cu-Zn-Mg- Typ als Kernmaterial und 98,9 Gewichtsteilen eines Styrol (St)/Ethylacrylat (EA)/Dodecylmethylacrylat/Hydroxymethylacrylat-Copolymers mit einer Tg von 64ºC und einem St/EA/Dodecylmethylacrylat/Hydroxymethylacrylat- Gewichtsverhältnis von 18/78/2/2 und 1,2 Gewichtsteilen Ruß für die Überzugsschicht hergestellt.
- Ein Toner wurde auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von 88 Gewichtsteilen eines Styrol/Butadien-Copolymers mit einem St/Butadien- Gewichtsverhältnis von 68/32, einer Tg von 69ºC, Mw von 173.000 und Mw/Mn von 10,2, 6 Gewichtsteilen Ruß mit einer DBP- Adsorption von 96 ml/100 g, 2,5 Gewichtsteilen eines Metall enthaltenden Azofarbstoffs, 3 Gewichtsteilen Polypropylen niederer Molekülmasse und 0,5 Gewichtsteilen hydrophobem Silica hergestellt.
- Dann wurde ein Entwickler auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt und verschiedene Bewertungstests durchgeführt.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
- (Herstellung des Trägers)
- Ein Träger wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von Ferritpartikeln des Cu-Zn-Mn- Typs als Kemmaterial und 99,5 Gewichtsteilen eines Styrolpolymers mit einer Tg von 82ºC und 0,5 Gewichtsteilen Ruß für die Bezugsschicht hergestellt.
- Ein Toner wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von 80 Gewichtsteilen eines Methylmethacrylat (MMA)/Butylmethacrylat (BMA)-Copolymers mit einem MMA/BMA-Gewichtsverhältnis von 58/42, einer Tg von 63ºC, Mw von 136.000 und Mw/Mn von 12,8, 14 Gewichtsteilen Ruß mit einer DBP-Adsorptionvon 107 ml/100 g, 2,5 Gewichtsteilen eines Metall enthaltenden Azofarbstoffs, 3 Gewichtsteilen Polypropylen niederer Molekülmasse und 0,5 Gewichtsteilen hydrophobem Silica hergestellt.
- Auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein Entwickler hergestellt und verschiedene Bewertungstets durchgeführt.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
- Ein Träger wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von Ferritpartikeln des Cu-Zn-Ni- Typs als Kernmaterial und 99,9 Gewichtsteilen eines Styrol (St)/Ethylmethacrylat (EMA)-Copolymers mit einem St/EA- Gewichtsverhältnis von 22/78 und einer Tg von 79ºC und 0,1 Gewichtsteilen Ruß für die Überzugsschicht hergestellt.
- Ein Toner wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von 80 Gewichtsteilen eines Styrol (St)/Butylmethacrylat (BMA)/2-Ethylhexylacrylat-Copolymers mit einem St/BMA/2-Ethylhexylacrylat-Gewichtsverhältnis von 75/15/10, einer Tg von 57ºC, Mw von 198.000, Mw/Mn von 25,8, 14 Gewichtsteilen Ruß mit einer DBP-Adsorption von 121 ml/100 g, 2,5 Gewichtsteilen eines Metall enthaltenden Azofarbstoffs und 0,5 Gewichtsteilen hydrophobem Silica hergestellt.
- Auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein Entwickler hergestellt und verschiedene Bewertungstets durchgeführt.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
- Ein Träger wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von Cu-Zn-Mg-Ni-Ferritpartikeln als Kernmaterial und 99,9 Gewichtsteilen eines Ethylmethacrylatpolymers mit einer Tg von 65ºC und 0,1 Gewichtsteilen Ruß für die Überzugsschicht hergestellt.
- Ein Toner wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von 84 Gewichtsteilen eines Styrol (St)/Stearylmethacrylats mit einem St/Stearylmethacrylat- Gewichtsverhältnis von 67/33, einer Tg von 59ºC, Mw von 164.000, Mw/Mn von 21,6, 10 Gewichtsteilen Ruß mit einer DBP- Adsorption von 109 ml/100 g, 2,5 Gewichtsteilen eines Metall enthaltenden Azofarbstoffs, 3 Gewichtsteilen Polypropylen niederer Molekülmasse und 0,5 Gewichtsteilen hydrophobem Silica hergestellt.
- Auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein Entwickler hergestellt und verschiedene Bewertungstets durchgeführt.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
- Ein Träger wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von Cu-Zn-Mg-Ferritpartikeln als Kemmaterial und 99,9 Gewichtsteilen eines Styrolpolymers mit einer Tg von 82ºC und 0,1 Gewichtsteilen Ruß für die Überzugsschicht hergestellt.
- Ein Toner wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von 88 Gewichtsteilen eines Methylmethacrylat (MMA)/Ethylacrylat (EA)-Copolymers mit einem MMA/EA-Gewichtsverhältnis von 74/26, einer Tg von 69ºC, Mw von 138.000 und Mw/Mn von 17,3, 6 Gewichtsteilen Ruß mit einer DBP- Adsorption von 110 ml/100 g, 2,5 Gewichtsteilen eines Metall enthaltenden Azofarbstoffs, 3 Gewichtsteilen Polypropylen niederer Molekülmasse und 0,5 Gewichtsteilen hydrophobem Silica hergestellt.
- Auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein Entwickler hergestellt und verschiedene Bewertungstets durchgeführt.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
- Ein Träger wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von Ferritpartikeln vom Cu-Zn-Mn- Ni-Typ und 99,0 Gewichtsteilen eines Styrol (St)/Butylmethacrylat (BMA)/Ethylacrylat (EA)-Copolymers mit einem St/BMA/EA-Gewichtsverhältnis von 45/35/20 und einer Tg von 71ºC und 1,0 Gewichtsteilen Ruß für die Überzugsschicht hergestellt.
- Ein Toner wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von 90 Gewichtsteilen eines Styrol (ST)/Ethylacrylat (EA)/2-Hydroxyethylacrylat-Copolymers mit einem St/EA/2-Hydroxyethylacrylat-Gewichtsverhältnis von 77/19/4, einer Tg von 57ºC, Mw von 149.000, Mw/Mn von 10,6, 4 Gewichtsteilen Ruß mit einer DBP-Adsorption von 104 ml/100 g, 2,5 Gewichtsteilen eines Metall enthaltenden Azofarbstoffs, 3 Gewichtsteilen Polypropylen neiderer Molekülmasse und 0,5 Gewichtsteilen hydrophobem Silica hergestellt.
- Auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein Entwickler hergestellt und verschiedene Bewertungstets durchgeführt.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
- Ein Träger wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von Ferritpartikeln vom Cu-Zn-Typ und 98,0 Gewichtsteilen eines Methylmethyacrylat (MMA)/Ethylacrylat (EA)/Butylacrylat (BA)-Copolymers mit einem MMA/EA/BA-Gewichtsverhältnis von 63/22/15 und einer Tg von 74ºC und 2 Gewichtsteilen Ruß für die Überzugsschicht hergestellt.
- Ein Toner wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von 88 Gewichtsteilen eines Styrol (ST)/Acrylonitril (AN)/Methylacrylat (MA)-Copolymers mit einem St/AN/MA-Gewichtsverhältnis von 67/20/13, einer Tg von 66ºC, Mw von 168.000, Mw/Mn von 11,0, 6 Gewichtsteilen Ruß mit einer DBP-Adsorption von 93 ml/100 g, 2,5 Gewichtsteilen eines Metall enthaltenden Azofarbstoffs, 3 Gewichtsteilen Polypropylen niederer Molekülmasse und 0,5 Gewichtsteilen hydrophobem Silica hergestellt.
- Auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein Entwickler hergestellt und verschiedene Bewertungstets durchgeführt.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
- Ein Träger wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von Ferritpartikeln vom Cu-Zn-Mg- Mn-Typ und 99,0 Gewichtsteilen eines Styrol (St)/Butylacrylat BA)-Copolymers miteinem St/BA-Gewichtsverhältnis von 67/33 und einer Tg von 77ºC und 1,0 Gewichtsteilen Ruß für die Überzugsschicht hergestellt.
- Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben wurde unter Verwendung von 80 Gewichtsteilen eines Styrol (St)/2- Hydroxypropylacrylat-Copolymers mit einem St/Hydroxypropylacrylat-Gewichtsverhältnis von 87/13, einer Tg von 68ºC, Mw von 171.000, Mw/Mn von 26,1, 14 Gewichtsteilen Ruß mit einer DBP-Adsorption von 108 ml/100 g, 2,5 Gewichtsteilen eines Metall enthaltenden Azofarbstoffs, 3 Gewichtsteilen Polypropylen niederer Molekülmasse und 0,5 Gewichtsteilen hydrophobem Silica hergestellt.
- Auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein Entwickler hergestellt und verschiedene Bewertungstets durchgeführt.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
- Ein Träger wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von Ferritpartikeln des Cu-Zn-Typs als Kemmaterial und 99,5 Gewichtsteilen eines Styrol (St)/Acrylonitril (AN)-Copolymers mit einem St/AN- Gewichtsverhältnis von 88/12 und einer Tg von 92ºC und 0,5 Gewichtsteilen Ruß für die Überzugsschicht hergestellt.
- Ein Toner wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von 78 Gewichtsteilen eines Methylmethacrylat (MMA)/Ethylmethacrylat (EA)/Butylacrylat (BA)-Copolymers mit einem MMA/EA/BA-Gewichtsverhältnis von 57/19/14, einer Tg von 69 ºC, Mw von 131.000, Mw/Mn von 22,6, 16 Gewichtsteilen Ruß mit einer DBP-Adsorption von 111 ml/100 g, 2,5 Gewichtsteilen eines Metall enthaltenden Azofarbstoffs, 3 Gewichtsteilen Polypropylen niederer Molekülmasse und 0,5 Gewichtsteilen hydrophobem Silica hergestellt.
- Auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein Entwickler hergestellt und verschiedene Bewertungstets durchgeführt.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
- Das Verhältnis zwischen Ruß-Gehalt A (Gew.-%) in der Trägerbezugsschicht und dem Ruß-Gehalt B (Gew.-%) im Toner, festgestellt in Bezug auf jeden der in den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 erhaltenen Entwickler, ist in Fig. 1 dargestellt.
- Wie aus Tabelle 1 offensichtlich wird, erfüllen der Ruß-Gehalt A in der Trägerbezugsschicht und der Ruß-Gehalt B in dem Toner die Bedingungen der experimentellen Formeln (1) bis (4) (in dem schraffierten Feld in Fig. 1), wobei die Bilddichte hoch und die Trübung eingeschränkt ist, weshalb ein Bild mit hohem Kontrast erhalten werden kann. Ferner kann ein gutes Bild ohne vorzeitiges Drucken, Bildung von Pinselstrichen oder Nachziehen des Trägers erhalten werden.
- Andererseits ist bei dem Vergleichsbeispiel 1, das in einem Bereich unterhalb des schraffierten Bereichs in Fig. 1 enthalten ist (AE0,1B+1), die Bilddichte sehr gering und ein Bild mit wenig Kontrast und mit auffallender Trübung wird erhalten. Ferner ist ein Nachziehen des Trägers auffällig.
- Bei dem Vergleichsbeispiel 2, das in einem Bereich links des schraffierten Bereichs in Fig. 1 (B< 5) enthalten ist, ist die Bilddichte gering und Nachziehen des Trägers mit deutlicheer Trübung desselben wird hervorgerufen.
- Bei den Vergleichsbeispielen 3, 4 und 5, die in einem Bereich über dem schraffierten Bereich in Fig. 1 (A> -0,1B+2) enthalten sind, werden, obwohl die Bilddichte hoch ist, vorzeitiges Drucken und die Bildung von Pinselstrichen hervorgerufen und die Qualität des gebildeten Bildes ist sehr schlecht. Insbesondere bei den Vergleichsbeispielen 4 und 5 wird ein Verstreuen des Toners hervorgerufen. Tabelle 1 vorzeitiges Drucken Pinselstrich Nachziehen des Trägers Verstreuen von Toner Beispiel Vergleichsbeispiel Anmerkung: (Vorzeitigs Drucken, Nachziehen des Trägers) Verstreuen von Toner : kein praktischer Nachteil : kein praktischer Nachteil Δ: relativ auffällig X: Toner fiel auf das Bild X: sehr auffällig
Claims (11)
1. Zweikomponenten-Entwickler, der einen magnetischen Träger enthält mit
einer Ruß enthaltenden Schicht eines Harzüberzugs und einem aus einer Ruß
enthaltenden Harzzusammensetzung zusammengesetzten Toner, wobei die beiden
Harze dieselben oder verschiedene sind und jedes aus Styrolharzen,
Acrylharzen und Styrol-Acryl-Copolymerharzen ausgewählt ist und der Gewichtsprozent-
Gehalt A an Ruß in der Träger-Überzugsschicht und der Gewichtsprozent-Gehalt
B an Ruß in dem Toner die folgenden Beziehungen erfüllt:
A < -0,1B + 2 (1),
A > -0,1B + 1 (2),
5 < B < 15 (3),
A > 0 (4).
2. Entwickler nach Anspruch 1, bei dem der Ruß in dem Toner eine
Dibutylphthalat- (DBP) Adsorption von 90 bis 130 ml/100 g aufweist.
3. Entwickler nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Harz der
Träger-Überzugsschicht ein Copolymerharz ist, welches 10 bis 30 Gew.-% Styrol, 70 bis 80
Gew.-% eines (Meth)acrylats mit einem niederen Alkyl mit bis zu drei
Kohlenstoffatomen, 0,1 bis 2 Gew.-% eines (Meth)acrylats mitr einem höheren Alkyl
mit wenigstens vier Kohlenstoffatomen und 0,1 bis 2 Gew.-% eines
Hydroxyalkyl-(meth)acrylats enthält.
4. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Harz des
Träger-Überzugs in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, basierend auf dem
magnetischen Träger, vorliegt.
5. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Harz, welches
den Toner bildet, ein Copolymerharz ist, daß 75 bis 95 Gew.-% Styrol und 0,5
bis 5 Gew.-% eines (Meth)acrylats mit einem niederen Alkylrest mit bis zu
drei Kohlenstoffatomen enthält.
6. Verfahren zur Herstellung eines Zweikomponenten-Entwicklers mit den
Verfahrensschritten: Mischen eines magnetischen Trägers mit einer Ruß
enthaltenden Schicht eines Harzüberzugs und einem aus einer kuß enthaltenden
Harzzusammensetzung zusammengesetzten Toner, wobei die beiden Harze dieselben
oder verschiedene sind und jedes aus Styrolharzen, Acrylharzen und Styrol-
Acryl-Copolymerharzen ausgewählt ist und der Gewichtsprozent-Gehalt A an Ruß
in der Träger-Überzugsschicht und der Gewichtsprozent-Gehalt B an Ruß in dem
Toner die folgenden Beziehungen erfüllt:
A < -0,1B + 2 (1),
A > -0,1B + 1 (2),
5 < B < 15 (3),
A > 0 (4).
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Ruß in dem Toner eine
Dibutylphthalat- (DBP) Adsorption von 90 bis 130 ml/100 g aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Harz der
Träger-Überzugsschicht ein Copolymerharz ist, welches 10 bis 30 Gew.-% Styrol, 70 bis 80
Gew.-% eines (Meth)acrylats mit einem niederen Alkyl mit bis zu drei
Kohlenstoffatomen, 0,1 bis 2 Gew.-% eines (Meth)acrylats mit einem höheren Alkyl
mit wenigstens vier Kohlenstoffatomen und 0,1 bis 2 Gew.-% eines
Hydroxyalkyl-(meth)acrylats enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das Harz des
Träger-Überzugs in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, basierend auf dem
magnetischen Träger, vorliegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem das Harz, welches
den Toner bildet, ein Copolymerharz ist, daß 75 bis 95 Gew.-% Styrol und 0,5
bis 5 Gew.-% eines (Meth)acrylats mit einem niederen Alkylrest mit bis zu
drei Kohlenstoffatomen enthält.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem das Harz des
Träger-Überzugs und das Harz, welches den Toner bildet, in einem Verhältnis
von 99:1 bis 85:15 gemischt werden.
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