Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Träger für
elektrophotographische Zwei-Komponentenentwickler und sie
betrifft einen Entwickler, der diesen Träger enthält, zur
Verwendung in Kopiermaschinen, Druckern und dergleichen.
2. Stand der Technik
-
Zwei-Komponentenentwickler, wie sie in der
Elektrophotographie verwendet werden, enthalten typischerweise
einen Toner und einen Träger. Der Träger ist so beschaffen, daß
er mit dem Toner in einer Entwicklungsbox vermischt und
geschüttelt wird, um den Tonerpartikeln eine gewünschte
elektrostatische Ladung zu erteilen, und um dann die geladenen
Tonerpartikel zu statischen latenten Bildern auf einem
photosensitiven Material hinzutragen, unter Ausbildung der
entsprechenden Tonerbilder.
-
Der Träger verbleibt an einem Magneten und wird zur
Entwicklungsbox rückgeführt, wo der rückgeführte Träger erneut
mit frischem Toner vermischt und geschüttelt wird, um eine
wiederholte Verwendung zu erlauben.
-
Daher liegt es in der Natur der Sache, daß ein Träger, der
in einem Entwickler verwendet wird, während seiner Standzeit im
Hinblick auf seine Eigenschaften und kennzeichnenden Merkmale
stabil bleibt, um dem Entwickler zu erlauben, seine gewünschten
Bildgebungsqualitäten (wie etwa Bilddichte, Nebel, weiße Flecken
oder Trägerstreuung, Graduierung und Auflösungsvermögen) mit
minimalen Veränderungen und maximaler Stabilität nicht nur in
der Anfangsphase seiner Verwendung, sondern auch während des
gesamten Verwendungszeitraums oder der Betriebslebensdauer
beizubehalten.
-
Bei einem neueren Entwicklersystem, das einen Zwei-
Komponentenentwickler verwendet, sind weiche Ferrite als Träger
verwendet worden, anstelle von herkömmlichem oxidbeschichtetem
Eisenpulver oder harzbeschichtetem Eisenpulver, unter Erhalt von
hochqualitativen Bildern. Typische weiche Ferrite sind Moa
M' Ob(Fe&sub2;O&sub3;)x, worin M und M' jeweils ein Metallelement sind; und
worin a, b und x jeweils eine ganze Zahl sind (Eine ganze Zahl
ist ein Glied wie 1, 2, 3, 4 usw.). Besser noch wird der
Molenbruch angegeben: x + a + b = 1.). Beispiele für weiche
Ferrite sind Nickel-Zink Ferrit, Mangan-Zink Ferrit und Kupfer-
Zink Ferrit. Diese weichen Ferrite weisen viele vorteilhafte
Eigenschaften bei der Bereitstellung von Bildern hoher Qualität,
verglichen mit den herkömmlicherweise verwendeten
Eisenpulverträgern auf; jedoch ist die Verwendung von Metallen,
wie etwa Nickel, Kupfer und Zink in diesen Trägern aufgrund der
drastischen Umweltschutzvorschriften in den letzten Jahren
vermieden worden.
-
Aufgrund der umweltschutzbedingten Vorteile erscheinen
Eisenpulver- und Magnetitpulverträger bevorzugenswert. Es ist
jedoch schwierig, mit diesen Trägern eine Bildqualität und eine
Lebensdauer zu erzielen, die mit denjenigen vergleichbar sind,
die mit den oben genannten weichen Ferriten erhalten werden.
Aufgrund dieses Gesichtspunktes waren die Ferritträger weit
verbreitet, da sie eine höhere Lebensdauer als die
Eisenpulverträger aufwiesen. Jedoch ist eine noch weiter
verlängerte Lebensdauer wünschenswert.
-
Vom Standpunkt der Umweltschutzvorteile aus betrachtet,
scheinen Lithium-Mangan Ferrite unter den herkömmlich
vorgeschlagenen Ferritträgern am vorteilhaftesten zu sein
(Japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. SHO 62-297857)
Lithium ist jedoch in der Praxis nicht eingesetzt worden, da man
annimmt, daß es umgebungsempfindlich ist und daß es
beispielsweise in Abhängigkeit von Temperatur und Feuchtigkeit
in großem Maße seine Eigenschaften verändert.
Zusammenfassung der Erfindung
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Lösung der
oben genannten herkömmlichen Probleme und die Bereitstellung
eines Trägers für ein elektrophotographischen Entwickler, der
fähig ist, Bilder hoher Qualität auszubilden, der eine höhere
Lebensdauer aufweist, der nicht umweltschädlich ist, der eine
lange Betriebszeit erlaubt, und der eine verbesserte Stabilität
gegenüber Umgebungseinflüssen aufweist.
-
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eingehende
Untersuchungen der Lösung dieser Probleme angestellt und als
Ergebnis dieser Untersuchungen haben sie festgestellt, daß die
oben genannte Aufgabe gelöst werden kann, indem ein auf Lithium
basierender Ferrit mit einer vorbestimmten Menge eines
Erdalkalimetalloxides substituiert wird. So wurde die
vorliegende Erfindung gemacht.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung wird nun weiter unten eingehender
beschrieben.
-
Ein Ferritträger für einen elektrophotographischen Entwickler
gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Ferritträger auf
Lithiumbasis der dadurch gekennzeichnet ist, daß er die folgende
allgemeine Formel aufweist:
-
(Li&sub2;O)x (Fe&sub2;O&sub3;)1-x
-
worin x bis zu 16,7 Molprozent, vorzugsweise 5-16,7 Molprozent
beträgt, und worin ein Teil des Li&sub2;O und/oder Fe&sub2;O&sub3; der obigen
Formel durch wenigstens ein Glied ersetzt ist, das aus der
Gruppe der Erdalkalimetalloxide gewählt ist.
-
Wenn der Wert von x, der für stöchiometrischen Ferrit
steht, mehr als 16,7 Molprozent beträgt, ist der resultierende
Ferritträger stark durch Umgebungsschwankungen beeinträchtigt,
und das zu erhaltende Bild wird in wenig wünschenswerter Weise
stark davon abhängig sein, ob die Temperatur und die
Feuchtigkeit hoch oder niedrig sind. Für einen Fall, in dem die
Menge von Li&sub2;O im Ferritträger nicht mehr als 16,7 Molprozent
beträgt, ähnelt der Ferritträger fast den herkömmlichen Cu-Zn-
und Ni-Zn-Ferritträgern, was die Ladungsmengenschwankungen
betrifft, die durch Umgebungsschwankungen hervorgerufen werden,
und zusätzlich dazu ist er stabiler als die herkömmlichen
Ferrite, wenn er Härtetests unter hoher Temperatur und unter
hoher Feuchtigkeit ausgesetzt wird, was besonders nachteilhafte
Bedingungen für Entwickler sind.
-
Wenn jedoch die Li&sub2;O Menge relativ zu derj enigen des Fe&sub2;O&sub3;
vermindert wird, werden die Trägerpartikel untereinander in
Bezug auf eine Differenzierung des Magnetisierungsgrades
anfällig, wodurch auf dem erhaltenen Bild weiße Flecken erzeugt
werden, die man als die sogenannte Trägerstreuung bezeichnet.
Bei der vorliegenden Erfindung wird, um die oben genannten
Nachteile zu überwinden, ein Teil von Li&sub2;O oder von Fe&sub2;O&sub2; oder von
beiden in der obigen allgemeinen Formel durch wenigstens ein
Erdalkalimetalloxid substituiert, das vorzugsweise aus der
Gruppe gewählt ist, die aus MgO, CaO, SrO und BaO besteht. Durch
die Substitution eines Teils des Lithiumferritträgers durch
wenigstens ein Erdalkalimetalloxid in der oben genannten Weise,
wird ermöglicht, daß die Uneinheitlichkeit der Magnetisierung
der Trägerpartikel reduziert wird, wodurch die Trägerstreuung
aufgrund der großen Verminderung der Magnetisierungsdispersion
zwischen den resultierenden Ferritträgern wesentlich vermindert
wird. Daher können Ferritträger erhalten werden, die im Hinblick
auf das Einhalten einer Ladungsmenge gegenüber
Umgebungseinflußschwankungen außerordentlich stabil sind, und
die nicht umweltschädlich bzw sicher sind. Die vorliegende
Erfindung beruht auf dieser Entdeckung.
-
Die Menge des für die Substitution verwendeten
Erdalkalimetalloxids liegt vorzugsweise im Bereich von 3 bis 15
Molprozent. Eine Substitutionsmenge von 3 Molprozent oder
weniger wird nicht bevorzugt, da der oben genannte Effekt nicht
gut erzielt werden kann. Eine Substitutionsmenge von 15
Molprozent oder mehr wird nicht bevorzugt, da die Magnetisierung
des resultierenden Trägers geschwächt wird.
-
Der Ferritträger in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung weist einen mittleren Partikeldurchmesser im Bereich
von ungefähr 15 bis ungefähr 200 um auf, vorzugsweise von 20 bis
150 um und besonders bevorzugt von 20 bis 100 um. Eine mittlere
Partikelgröße von weniger als 15 um steigert den Anteil feinen
Pulvers in der Trägerpartikelverteilung, was zu einer Abnahme
der Magnetisierung pro Partikel führt und eine Trägerstreuung
bewirkt, wenn der Träger im Entwickler verwendet wird. Ein
mittlerer Trägerpartikeldurchmesser von mehr als 200 um reduziert
die spezifische Oberfläche des Trägers. Ein solcher
Partikeldurchmesser ist nicht bevorzugenswert, weil bei der
Entwicklung Tonerstreuung verursacht wird, und weil die
Reproduzierbarkeit eines schwarzen Feststoffanteils
verschlechtert wird.
-
Ein Verfahren zur Herstellung des Ferritträgers gemäß der
vorliegenden Erfindung wird kurz beschrieben.
-
Fe&sub2;O&sub3;, Li&sub2;O oder Li&sub2;CO&sub3;, das letztlich in Li&sub2;O zu überführen
ist, und ein Erdalkalimetallzusatz (beispielsweise
Erdalkalimetalloxid, -carbonat oder -hydroxid) das letztlich in
sein Oxid zu überführen ist, werden in solchen Mengen
zusammengegeben, daß der resultierende Ferrit auf Lithiumbasis
eine Zusammensetzung aufweist, die aus 100 Molprozent Li&sub2;O, Fe&sub2;O&sub3;
und Erdalkalimetalloxid besteht, wobei die Menge des Li&sub2;O
ingesamt bis zu 16,7 Molprozent, vorzugsweise 5 bis 16,7
Molprozent ausmacht, und wobei die Menge des
Erdalkalimetalloxids vorzugsweise 3-15 Molprozent beträgt,
wonach die so zusammengegebene Masse mit Wasser versetzt wird
und dann während eines Zeitraums von wenigstens 1 Stunde,
vorzugsweise von 1-20 Stunden in einer Naßkugelmühle oder einer
Naßschwingmühle vermahlen und vermischt wird. Die so erhaltene
Aufschlämmung wird getrocknet, weiter aufgemahlen und einem
vorläufigem Brennen bei einer Temperatur von 700-1200ºC
unterworfen. Wenn eine geringere scheinbare Dichte des
resultierenden Trägers erwünscht ist, kann das vorläufige
Brennen unterbleiben. Das vorläufig gebrannte Pulver wird weiter
zu Partikeln von 15 um oder weniger, vorzugsweise 5 um oder
weniger und ganz besonders bevorzugt 2 um oder weniger in der
Naßkugelmühle, der Naßschwingmühle oder dergleichen aufgemahlen,
und anschließend mit einem Dispersionsmittel, einem Bindemittel
und dergleichen versetzt, in seiner Viskosität eingestellt und
dann granuliert. Die so erhaltenen Partikel werden beim letzten
Brennen 1 bis 24 Stunden auf einer Temperatur von 1000 bis
1500ºC gehalten.
-
Die derart endgebrannten Partikel werden aufgemahlen und
klassiert. Wenn nötig, können diese Partikel in geeigneter Weise
reduziert und dann bei geringer Temperatur an der Oberfläche
reoxidiert werden.
-
Als nächstes wird die Oberfläche des so erhaltenen
Ferritträgers gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Harz
beschichtet. Das Harz, das für die Beschichtung der
Ferritpartikel auf Lithiumbasis verwendet wird, kann irgendein
geeignetes Harz sein. Die Harze, die für positiv geladene Toner
anwendbar sind, umfassen Fluorharze, Fluoracrylharze und
Silikonharze. Das Harz für den vorliegenden Zweck ist
vorzugsweise ein Silikonharz vom Kondensationstyp. Die für
negativ geladene Toner anwendbaren Harze umfassen
Acrylstyrolharze, vermischte Harze aus Acrylstyrolharz und
Melaminharz und deren härtbare Harze, Silikonharze, denaturierte
Silikonacrylharze, Epoxyharze und Polyesterharze. Das Harz für
diesen Zweck ist vorzugsweise ein härtbares Harz aus
Acrylstyrolharz und Melaminharz und ein Silikonharz des
Kondensationstyps. Zusätzlich kann, wenn notwendig, ein
Ladungssteuerungsmittel oder ein Widerstandssteuerungsmittel
zugesetzt werden.
-
Die Menge der Harzbeschichtung beträgt vorzugsweise von
0,05 bis 10,0 Gewichtsprozent und noch mehr bevorzugt von 0,1
bis 7,0 Gewichtsprozent, bezogen auf den Träger, der für diesen
Fall das Kernmaterial darstellt. Es kann keine einheitliche
Beschichtungsschicht auf der Trägeroberfläche ausgebildet
werden, wenn weniger als 0,05 Gewichtsprozent des Harzes
verwendet werden. Die Beschichtungsschicht wird unangemessen
dick, wenn mehr als 10 Gewichtsprozent des Harzes verwendet
werden. Dies kann zu einer Zusammenballung der Trägerpartikel
führen, wodurch die Herstellung einheitlicher Trägerpartikel
eingeschränkt wird.
-
Bei einem typischen Verfahren der Harzbeschichtung wird das
Harz in einem Lösungsmittel verdünnt und dann wird es auf die
Oberfläche des Trägerkerns aufgetragen. Das Lösungsmittel, das
für diesen Zweck verwendet wird, kann irgendein Lösungsmittel
sein, das das Harz zu lösen vermag. Bei einem Harz, das in einem
organischen Lösungsmittel löslich ist, können diese in einem
Lösungsmittel wie etwa Toluol, Xylol, Cellosolvebutylacetat,
Methylethylketon, Methylisobutylketon oder Methanol verwendet
werden. Für ein wasserlösliches Harz oder für ein Harz vom
Emulsionstyp, kann Wasser als Lösungsmittel verwendet werden.
Das mit dem Lösungsmittel verdünnte Harz wird auf die Oberfläche
des Trägerkerns mittels eines angemessenen Verfahrens
aufgebracht, einschließlich dem Eintauchbeschichten, dem
Sprühbeschichten, dem Bürstbeschichten und dem Knetbeschichten.
Das Lösungsmittel wird dann von der Oberfläche abgedampft. Ein
pulverförmiges Harz kann auf die Trägerkernoberfläche besser
mittels eines Trockenverfahrens als mittels eines Naßverfahrens,
das ein Lösungsmittel verwendet, aufgetragen werden.
-
Der harzbeschichtete Trägerkern wird erhitzt, wenn
notwendig, entweder durch äußere Hitze oder durch innere Hitze,
beispielsweise unter Verwendung eines elektrischen
Festbettofens, eines elektrischen Fließbettofens eines
elektrischen Rotationsofens oder eines Brennofens.
-
Alternativ kann das Harz mit Mikrowellen erhitzt werden.
Die Erwärmungstemperatur, die in Abhängigkeit von dem
verwendeten Harz schwankt, muß gleich dem oder höher als der
Schmelzpunkt oder der Glasübergangpunkt des Harzes sein. Wenn
ein wärmehärtbares Harz oder ein Kondensationsharz für die
Beschichtung verwendet wird, sollte das Harz auf eine solche
Temperatur erhitzt werden, daß ein ausreichendes Ausmaß an
Aushärtung erzielt werden kann.
-
Der Trägerkern wird mit dem Harz beschichtet und erhitzt,
abgekühlt, zerstoßen und dann in Bezug auf seine Partikelgröße
unter Erhalt eines harzbeschichteten Trägers eingestellt.
Der Ferritträger in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung wird mit einem Toner zu Verwendung als Zwei-
Komponentenentwickler vermischt. Der hierbei verwendete Toner
ist dergestalt, daß ein Farbstoff oder dergleichen in einem
Binderharz dispergiert ist. Das Binderharz, das für den Toner
verwendet wird, ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt.
Beispiele für das Binderharz umfassen Polystyrol,
Chlorpolystyrol, Styrol-Chlorstyrolcopolymer, Styrol-
Acrylsäureestercopolymere, Styrol-Methacrylatcopolymere,
harzdenaturierte Maleinsäureharze, Epoxyharze, Polyesterharze,
Polyethylenharze, Polypropylenharze und Polyurethanharze. Diese
Harze können alleine oder gemeinsam verwendet werden.
-
Das Ladungssteuerungsmittel, das bei der vorliegenden
Erfindung zum Einsatz gelangen kann, kann irgendeines der
geeigneten sein. Für positiv geladene Toner umfassen Beispiele
für nützliche Ladungssteuerungsmittel Nigrosinfarbstoffe und
quaternäre Ammoniumsalze. Für negativ geladene Toner können
metallhaltige Monoazofarbstoffe und dergleichen verwendet
werden.
-
Die hierin zu verwendenden farbgebenden Mittel können die
bekannten herkömmlichen Farbstoffe und/oder Pigmente sein.
Beispielsweise kann das farbgebende Mittel Ruß,
Phthalocyaninblau, Permanentrot, Chromgelb oder
Phthalocyaningrün sein. Der Gehalt des farbgebenden Mittels kann
von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsprozent
des Binderharzes reichen. Zusätze, wie etwa feines Silica- und
Titaniapulver, können jeweils zu den Tonerpartikeln
hinzugegeben werden, um die Fluidität des Toners oder seine
Verklumpungsfreiheit zu verbessern.
-
Der Verfahren zur Herstellung des Toners ist nicht in
besonderer Weise eingeschränkt. Der Toner kann durch
Zusammenmischen von beispielsweise dem Binderharz, dem
Ladungssteuerungsmittel und dem Farbgebungsmittel in einem
Mischer, wie etwa in einem Henschel Mischer, durch Schmelzkneten
der Mischung durch beispielsweise einen Zweiachsextruder,
Kühlen der gekneteten Mischung, durch Mahlen der abgekühlten
Mischung, durch Klassieren der gemahlenen Mischung und durch den
Zusatz von Zusätzen dazu und anschließend dem Vermischen des
ganzen in einem Mischer oder dergleichen erhalten werden.
-
Die vorliegende Erfindung wird durch die Bezugnahem auf die
nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele besser
verständlich.
Beispiele 1-4
-
14,0 Molprozent Li&sub2;Co&sub3;, 77,0 Molprozent Fe&sub2;O&sub3;, 6,8
Molprozent Mg(OH)&sub2; und 2,2 Molprozent CaCO&sub3; wurden vermahlen und
in einer Naßkugelmühle über einen Zeitraum von 5 Stunden
vermischt. Die so erhaltene Mischung wurde im Ofen getrocknet
und bei 900ºC 1 Stunde lang vorläufig gebrannt. Das so vorläufig
gebrannte Produkt wurde in einer Naßkugelmühle während eines
Zeitraums von 7 Stunden unter Erhalt einer Aufschlämmung mit
einem mittleren Partikeldurchmesser von 3 um aufgemahlen.
Geeignete Mengen eines Dispersionsmittels und eines Binders
wurden zu der Aufschlämmung zugesetzt, die durch einen
Sprühtrocknet granuliert und getrocknet wurde. Die so erhaltenen
trockenen Granalien wurden zuletzt 4 Stunden lang in einem
elektrischen Ofen bei 1240ºC gebrannt. Danach wurden die derart
endgebrannten Granalien disaggregiert und klassiert, um
Ferritträgerkernpartikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser
von 50 um zu erhalten.
-
Die so erhaltenen Ferritkernpartikel wurden der
Zusammensetzungsanalyse unterworfen. Im Ergebnis wiesen diese
Kernpartikel eine Zusammensetzung von 13,3 Molprozent Li&sub2;O, 6,5
Molprozent MgO, 2,0 Molprozent CaO und 78, 2 Molprozent Fe&sub2;O&sub3; auf
(Beispiel 1).
-
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde durchgeführt, außer daß
der Molprozentsatz von jeweils Li&sub2;O und Fe&sub2;O&sub3; geändert wurde, und
daß eine vorbestimmte Menge an Mg(OH)&sub2; zugesetzt wurde, ohne daß
CaCO&sub3; zugesetzt wurde, um Lithiumferritträger zu erhalten.
(Beispiele 2, 3 und 4).
-
Unter Verwendung dieser Ferritpartikel als Kerne wurde ein
Silikonharz (Handelsname SR-2411, 20 Gewichtsprozent Feststoffe;
hergestellt von der Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) in
Toluol als Lösungsmittel gelöst und in einer Menge von 0,6
Gewichtsprozent unter Verwendung eines Fließbetts auf die
Ferritkerne aufgeschichtet und dann 3 Stunden lang bei 250ºC
gebrannt, wodurch Ferritträger erhalten wurden, die mit dem oben
genannten Harz beschichtet waren.
-
Die so beschichteten Lithiumferritträger wurden den
folgenden Ausdauertests unterworfen.
-
[Messung der Änderung der Ladungsmenge bei den Ausdauertests]
Die Änderungen der Ladungsmenge wurden mit einem Entwickler
gemessen, der aus 27,78 g des obigen Trägers und 2,22 g eines
Toners (für Toshiba Leodry 9230 Kopierer) bestand, der sich in
einem Glasgefäß von 50 ml befand. Der Entwickler wurde
geschüttelt und bei 90 Umdrehungen/Minute in einer Kugelmühle
gemischt. Ein Ladungsabblasmeßgerät, das von der Toshiba
Chemical Co. hergestellt war, wurde zur Messung der Ladungsmenge
verwendet.
-
Die Ladungsmengenänderungen bei den Ausdauertests wurden
durch Berechnung der Formel (1 - B/A) · 100 (%) gemessen, wobei
die Ladungsmenge (A) nach zweiminütigem Schütteln bei 90
Umdrehungen/Minute unter hoher Temperatur und Feuchtigkeit
(30ºC, 80% RH) erhalten wurde, während die Ladungsmenge (B) nach
dreißigstündigem Schütteln bei 90 Umdrehungen/Minute und bei der
gleichen Temperatur und Feuchtigkeit wie oben erhalten wurde.
Die so erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1
aufgeführt.
Vergleichsbeispiele 1-4
-
Das Verfahren gemäß dem Beispiel 1 wurde befolgt, außer daß
kein Erdalkalimetalloxid als Substituent verwendet wurde, und
daß der Molprozentsatz von Li&sub2;O und Fe&sub2;O&sub3; von demjenigen in
Beispiel 1 abwich, wodurch Vergleichs-Lithiumferritträger
erhalten wurden. Diese Ferritträger wurden als Kerne bei der
Beschichtung derselben mit Harz verwendet. Das heißt, die mit
Harz beschichteten Vergleichs-Lithiumferritträger wurden auf die
gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
-
Die Änderungen der Ladungsmenge wurden mit einem Entwickler
verglichen, der aus 27,78 g des obigen Trägers und 2,22 g des
gleichen Toners bestand, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurden,
in einem Glasgefäß von 50 ml. Der Entwickler wurde auf die
gleiche Weise wie in Beispiel 1 den Ausdauertests unterworfen,
um die Ladungsmengenänderungen festzustellen.
-
Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 5
-
19,5 Molprozent CuO, 26,5 Molprozent ZnO und 54 Molprozent
Fe&sub2;O&sub3; wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt,
um teilchenförmige Kerne eines Kupfer-Zink-Ferrites zu erhalten,
der einen mittleren Partikeldurchmesser von 50 um aufwies.
-
Dies so erhaltenen Ferritpartikel wurden der
Zusammensetzungsanalyse unterworfen. Als Ergebnis fand man
heraus, daß die Ferritpartikel eine Zusammensetzung von 20,0
Molprozent CuO, 25,0 Molprozent ZnO und 55,0 Molprozent Fe&sub2;O&sub3;
aufwiesen.
-
Die so erhaltenen Ferritpartikel wurden als Kerne verwendet
und mit dem gleichen Harz beschichtet, wie es in Beispiel 1
verwendet wird. Das Harz wurde auf die Partikel in der gleichen
Menge und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 aufgebracht.
Die harzbeschichteten Partikel wurden erhitzt, um einen
Ferritträger zu erhalten.
-
Die Ladungsmengenänderungen wurden mit einem Entwickler
gemessen, der aus 27,78 g des obigen Kupfer-Zink-Trägers und
2,22 g des gleichen Toners bestand, wie er in Beispiel 1
verwendet wurde, in einem Glasgefäß von 50 ml. Der Entwickler
wurde einem Ausdauertest auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1
unterzogen, um Ladungsmengenänderungen zu bestimmen.
-
Die so erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1
gezeigt.
Tabelle 1
Beispiele 5-10
-
Lithiumferritträger wurden auf die gleiche Weise wie in
Beispiel 1 hergestellt, so daß sie Zusammensetzungen aufwiesen,
wie sie in Tabelle 2 aufgezeigt sind, indem die
Zusammensetzungsverhältnisse von Li&sub2;O zu Fe&sub2;O&sub3; geändert wurden,
und indem eine vorbestimmte Menge von Erdalkalimetallzusätzen,
die jeweils in ihre Oxide überführt werden mußten, zugesetzt
wurde.
-
Diese Ferritpartikel wurden als Kerne verwendet, um sie auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 mit Harz unter Erhalt von
harzbeschichteten Lithiumferritträgern zu beschichten.
-
[Ladungsmengenänderungen aufgrund von Umgebungsschwankungen]
Die harzbeschichteten Lithiumferritträger wurden zur
Herstellung von Entwicklern behandelt (die Schüttelzeit in der
Kugelmühle betrug 30 Minuten), wobei dies jeweils auf die
gleiche Weise durchgeführt wurde, wie dies im vorhergehenden
Absatz [Messung der Ladungsmengenänderung bei Ausdauertests]
unter der Überschrift der Beispiele 1-4 beschrieben ist. Die so
hergestellten Entwickler wurden der Messung ihrer Ladungsmenge
(QLL) unterzogen, nachdem sie 24 Stunden lang unter
Umgebungsbedingungen von 10ºC und 20% RH stehen gelassen worden
waren, und der Messung ihrer Ladungsmenge (QHH) nachdem sie 24
Stunden unter Umgebungsbedingungen von 30ºC und 80% RH stehen
gelassen worden waren, unter Ermittlung eines Unterschiedes ΔQ,
d. h.
-
ΔQ = QLL - QHH (uc/g)
-
um die Umgebungsabhängigkeit der Ladungsmengen zu bestimmen.
Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Vergleichsbeispiele 6-9
-
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde unter Erhalt von
Lithiumferritträgern (Vergleichsbeispiele 6-8) ohne
Erdalkalimetalloxidsubstitution wiederholt, wobei das
Zusammensetzungsverhältnis von Li&sub2;O zu Fe&sub2;O&sub3; von demjenigen in
Beispiel 1 abwich. Zusätzlich wurde auf die gleiche Weise wie in
Beispiel 7 ein Lithiumferritträger hergestellt, der MnO anstelle
von BaO enthielt (Vergleichsbeispiel 9). Unter Verwendung dieser
Ferritpartikel als Kerne wurden Lithiumferritträger, die mit dem
Harz beschichtet waren, auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1
erhalten.
-
Die harzbeschichteten Lithiumferritträger wurden zur
Herstellung von Entwicklern behandelt (die Schüttelzeit auf der
Kugelmühle betrug 30 Minuten), jeweils auf die gleiche Weise,
wie dies in den Beispielen 5-10 angegeben ist.
-
Die Ladungsmengenschwankungen aufgrund von
Umgebungsschwankungen wurden mit diesen Entwicklern auf die
gleiche Weise wie in den Beispielen 5-10 erhalten.
-
Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 10
-
Die harzbeschichteten Kupfer-Zink-Ferritpartikel, die in
Vergleichsbeispiel 5 hergestellt worden waren, wurden unter
Herstellung eines Entwicklers behandelt (wobei die Schüttelzeit
in der Kugelmühle 30 Minuten betrug), und zwar auf die gleiche
Weise wie das bei den Beispielen 5-10 angegeben ist.
-
Die Ladungsmengenänderung aufgrund von
Umgebungsschwankungen wurde mit dem Entwickler in ganz derselben
Weise wie bei den Beispielen 5-10 erhalten.
-
Die derart erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
-
L/L: Niedrige Temperatur und niedrige Feuchtigkeit
(10ºC · 20% RH)
-
H/H: Hohe Temperatur und hohe Feuchtigkeit (30ºC · 80% RH)
Beispiele 11-25
-
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurden
Lithiumferritträger so hergestellt, daß deren jeweilige
Zusammensetzungen diejenigen waren, die in Tabelle 3 gezeigt
sind, indem die Zusammensetzungsverhältnisse von Li&sub2;O&sub3; zu Fe&sub2;O&sub3;
geändert wurden, und indem eine vorbestimmte Menge an
Erdalkalimetallzusätzen zur Überführung in die jeweiligen Oxide
zugesetzt wurde.
-
Die so erhaltenen Ferritpartikel wurden als Kerne verwendet
und mit dem gleichen Harz beschichtet, wie dies in Beispiel 1
verwendet worden war, und zwar in der gleichen Menge und auf die
gleich Weise wie in Beispiel 1. Die harzbeschichteten Partikel ·
wurden dann erhitzt, um Ferritträger zu erhalten.
-
Die harzbeschichteten Ferritträger auf Lithiumbasis, die so
erhalten worden waren, wurden dann einem Test zur Bestimmung
ihres Streuanteils unterzogen.
-
Die Streumenge des Trägers wurde auf die folgende Weise
untersucht: 600 g der Probe wurden in eine Entwicklerbox eines
Leodry 7610 Kopierers von Toshiba Co. eingefüllt. Die Probe
wurde 5 Minuten lang unter Verwendung eines Motors bei einer
Umdrehungsgeschwindigkeit von 158 Umdrehungen/Minute geschüttelt
und gerührt. Ein Teil der Probe, die während des Schüttelns aus
der Entwicklerbox herausgeschleudert wurde, wurde abgezweigt und
gewogen.
-
Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Vergleichsbeispiele 11-24
-
Das Verfahren nach Beispiel 1 zum Erhalt von
Lithiumferriten mit geändertem Zusammensetzungsanteil von Li&sub2;O zu
Fe&sub2;O&sub3; (Vergleichsbeispiele 16 und 18), wie in Tabelle 3
angegeben, wurde durchgeführt, und ferner zum Erhalt von
Lithiumferritträgern (Vergleichsbeispiele 11-15, 17 und 19-24),
die hergestellt wurden, indem eine kleine Menge eines Oxides wie
etwa CuO, MnO, Bi&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3; oder V&sub2;O&sub5; zum Lithiumferrit
zugesetzt wurden, wurde durchgeführt.
-
Die so erhaltenen Ferritpartikel wurden als Kerne verwendet
und mit dem gleichen Harz beschichtet, wie dies in Beispiel 1
verwendet wurde. Das Harz wurde in der gleichen Menge und auf
die gleiche Weise, wie in Beispiel 1 auf die Partikel
aufgetragen. Die harzbeschichteten Partikel wurden erwärmt,
unter Erhalt von harzbeschichteten Ferritträgern.
-
Die harzbeschichteten Ferritträger auf Lithiumbasis wurden
einem Test für deren Streumenge auf die gleiche Weise wie in den
Beispielen 7-18 unterzogen.
-
Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 25
-
Eine Ladungsmengenveränderung aufgrund von
Umgebungsschwankungen wurde mit den harzbeschichteten Kupfer-
Zink-Ferritpartikeln erhalten, die im Vergleichsbeispiel 5 auf
die gleiche Weise wie in den Beispielen 11-25 hergestellt worden
waren.
-
Die so erhaltenen Ergebnisse sind in
Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
-
Beachte: Das Zeichen * zeigt an, daß die Untersuchung aufgrund
von Zusammenfallen beim Brennen nicht möglich war.
Tabelle 3 (Fortsetzung)
-
Beachte: Das Zeichen * zeigt an, daß die Untersuchung aufgrund
von Zusammenfallen beim Brennen nicht möglich war.
-
Wie aus den Vergleichbeispielen 11-25 in Tabelle 3
ersichtlich, tritt die Tendenz auf, daß die Mengen an
verstreutem Träger mit der Abnahme der Li&sub2;O-Menge ansteigen.
Vergleicht man die Beispiele 11-25 mit den Vergleichsbeispielen
11-25, so erkennt man, daß die Mengen von verstreutem
erdalkalimetalloxidhaltigem Ferritträger auf Lithiumbasis
bemerkenswert vermindert sind, wenn man den Vergleich mit den
Mengen anderer Zusammensetzungen (nämlich der
Vergleichsbeispiele) anstellt, die keine Erdalkalimetalloxide
enthalten, wenn die Träger der Beispiele und diejenigen der
Vergleichsbeispiele den gleichen Li&sub2;O Gehalt (Molprozent)
aufweisen.
[Wirkungen der Erfindung]
-
Wie oben angegeben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Lithiumferritträger für elektrophotographische Entwickler
erhalten werden, der im Hinblick auf die Beibehaltung seiner
Dauerhaftigkeit wenigstens einem herkömmlichen Ferritträger
entspricht, und der eine ausgezeichnete Stabilität gegenüber
Umgebungsschwankungen aufweist, indem ein Teil des Trägerkerns
aus Ferrit auf Lithiumbasis, der Li&sub2;O in einer vorbestimmten
gewählten Konzentration enthält, durch eine vorbestimmte Menge
wenigstens eines Erdalkalimetalloxids ersetzt wird.
-
Darüberhinaus erlaubt der Lithiumferritträger für
elektrophotographische Entwickler in Übereinstimmung mit der
vorliegenden Erfindung einen weiten Wahlbereich für die
Auslegung zum Erhalt gewünschter Bildeigenschaften bei der
Entwicklung, und er erfüllt die drakonischen
Umweltschutzvorschriften.