DE69817258T2

DE69817258T2 - Positiv aufladbares Ladungssteuerungsmittel und Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder

Info

Publication number: DE69817258T2
Application number: DE69817258T
Authority: DE
Inventors: Tohru 8-1 Tsuruhara; Kazuaki 8-1 Sukata
Original assignee: Orient Chemical Industries Ltd
Current assignee: Orient Chemical Industries Ltd
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: US6060615A; EP0881545B1; JPH10333360A; US5981130A; EP0881545A1; JP3735792B2; DE69817258D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern, der bei der Elektrophotografie etc. verwendet wird und ein positiv aufladbares Ladungssteuerungsmittel, das in dem Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern etc. verwendet wird.
In Kopiergeräten, Druckern und anderen auf der Elektrophotografie basierenden Geräten werden verschiedene Trocken- oder Nasstoner verwendet, die ein Farbmittel, ein Fixierharz und andere Substanzen umfassen, um das latente elektrostatische Bild sichtbar zu machen, das auf dem Photorezeptor gebildet wird, der eine organische oder anorganische photoelektrische Substanz enthaltende lichtempfindliche Schicht aufweist. Es gibt zwei Arten von Entwicklungsverfahren, die Trockentoner verwenden: Verfahren, die Zweikomponenten-Entwickler verwenden, welche eine Mischung aus einem Toner und einem Träger umfassen, und Verfahren, die Einkomponenten-Entwickler verwenden, welche einen Toner enthalten, der allein, ohne mit einem Träger vermischt zu sein, verwendet wird.
Die Entwicklungsverfahren, die Zweikomponenten-Entwickler verwenden, beinhalten diejenigen, bei denen ein Toner und ein Träger gemischt und Reibung ausgesetzt werden, um diese gegenseitig entgegengesetzt aufzuladen, worauf der geladene Toner ein entgegengesetzt aufgeladenes latentes elektrostatisches Bild sichtbar macht; insbesondere werden je nach Art des Toners und des Trägers die Magnetbürstenentwicklung, die Kaskadenentwicklung, etc. verwendet.
Die Einkomponenten-Entwicklungsverfahren beinhalten das Powder-Cloud-Verfahren, bei dem die Tonerteilchen in Form eines Sprays verwendet werden, das Aufdruckentwicklungsverfahren, bei dem Tonerteilchen in direkte Berührung mit der Oberfläche eines latenten elektrostatischen Bildes gebracht werden und das Induktionsentwicklungsverfahren, bei dem ein magnetischer elektroleitender Toner in Berührung mit der Oberfläche eines latenten elektrostatischen Bildes gebracht wird.
Die Aufladbarkeit der in den verschiedenen oben beschriebenen Entwicklungsverfahren verwendeten Toner ist ein Schlüsselfaktor bei den Entwicklungssystemen zur Entwicklung von Patenten elektrostatischen Bildern. Daher werden verschiedene eine positive oder negative Ladung vermittelnde Ladungssteuerungmittel zu dem Toner gegeben, um die Toneraufladbarkeit geeignet zu steuern oder zu stabilisieren.
In den letzten Jahren stieg der Verbrauch von günstigen und hochempfindlichen wartungsfreien organischen photoleitenden Photorezeptoren als photoleitende Materialien für die Erzeugung von latenten elektrostatischen Bildern in Entwicklungssystemen, wie Kopiergeräten und Laserdruckern, in der Industrie drastisch an. Um das auf solchen organischen photoleitenden Photorezeptoren erzeugte latente elektrostatische Bild zu entwickeln, ist die Verwendung eines Toners erwünscht, der gut positiv aufladbar ist. Auch wenn ein herkömmlicher Selen-Photorezeptor verwendet wird, ist die Verwendung eines positiv aufladbaren Toners für die Umkehrentwicklung essentiell.
Diejenigen tatsächlich verwendeten herkömmlichen Ladungssteuerungsmittel, die eine positive Ladung bereitstellen, umfassen basische Farbstoffe, wie Nigrosin-Farbstoffe und Triarylmethan-Farbstoffe. Die meisten Ladungssteuerungsmittel mit einer Farbstoffstruktur sind jedoch im Allgemeinen strukturell komplex und instabil; beispielsweise neigen diese zum Abbau oder Zerfall, wodurch diese, wenn sie einer mechanischen Reibung oder einer mechanischen Einwirkung, Temperatur- oder Feuchtigkeitsveränderungen, einer elektrischen Einwirkung, einer Licht- bestrahlung etc. ausgesetzt werden, ihr anfängliches Ladungssteuerungsvermögen verlieren. Da die Farbstoffe zudem farbig sind, mangelt es diesen an den vielseitigen Anwendungsmäglichkeiten hinsichtlich Farbtonern, einer in letzter Zeit stark nachgefragten Eigenschaft.
Unter den positiv aufladbaren Ladungssteuerungsmitteln, die diese Probleme Iösen können, sind Verbindungen mit einem Stickstoffatom-Kation in der Molekülstruktur, wie quaternäre Ammoniumsalze, Iminiumsalze und Pyridiniumsalze, die in den ungeprüften japanischen Patentanmeldungen Nr. 119364/1982, 98742/1983, 1162/1991, 100491/1993 und 11904/1994 beschrieben sind, und die p-Halophenylcarbonsäure, die in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 186752/1983 beschrieben ist.
Die US-A-4403027 offenbart einen Metallkomplex einer aromatischen Dicarbonsäure als Ladungssteuerungsmittel für einen Toner.
Obwohl die hier erwähnten positiv aufladbaren Ladungssteuerungsmittel meistens hellfarbig sind und insofern vorteilhaft sind, daß sie in Farbtonern verwendet werden können, sind einige bezüglich ihrer thermischen Stabilität, der Stabilität gegenüber Umwelteinflüssen, der Einheitlichkeit der Harzdispersion oder der Ladungssteuerungseigenschaften unbefriedigend und erfordern folglich weitere Untersuchungen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein positiv aufladbares Ladungssteuerungsmittel bereitzustellen, das als wirksamen Bestandteil ein Metallkomplexsalz oder einen Metallkomplex mit einer neuen stabilen chemischen Struktur enthält, das ausgezeichnete positive Ladungssteuerungseigenschaften zeigt, eine ausgezeichnete thermische Stabilität und Beständigkeit (Ladungssteuerung oder charakteristische Verstärkungsstabilität bei der Mehrfachverwendung) aufweist, die Tonerfixierbarkeit und die Offset-Eigenschaften bei der Verwendung in einem Toner nicht negativ beeinflusst und optimal für die Verwendung in Farbtonern geeignet ist; und einen Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern be reitzustellen, der das Metallkomplexsalz oder den Metalkomplex als Ladungssteuerungsmittel enthält.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, daß ein Metallkomplexsalz oder ein Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure mit wenigstens einer Perfluoralkyl-Gruppe als Substituent am aromatischen Ring derselben ausgezeichnete positive Ladungssteuerungseigenschaften, eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und -dauerhaftigkeit aufweist, farblos oder hellfarbig ist und sich optimal als Ladungssteuerungsmittel für Farbtoner eignet.
Das endungsgemäße positiv aufladbare Ladungssteuerungsmittel ist ein Ladungssteuerungsmittel, das ein Metallkomplexsalz oder einen Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure mit wenigstens einer Perfluoralkyl-Gruppe umfasst, wobei das Zentralatom des Metallkomplexsalzes oder des Metallkomplexes ein dreiwertiges Metall ist.
Dieses Metallkomplexsalz oder dieser Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure weist wenigstens eine Pertluoralkyl-Gruppe als Substituent des aromatischen Ringes auf, wie durch die nachstehende Formel [I] oder [II] dargestellt.
Der erfindungsgemäße Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern umfasst ein Farbmittel und ein Harz für Toner und enthält als Ladungssteuerungsmittel ein Metallkomplexsalz oder einen Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure mit wenigstens einer Perfluoralkyl-Gruppe, wobei das Zentralatom des Metallkomplexsalzes oder des Metallkomplexes ein dreiwertiges Metall ist.
Das endungsgemäße positiv aufladbare Ladungssteuerungsmittel und der erfindungsgemäße Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern sind vorzugsweise so, daß das oben erwähnte Metallkomplexsalz oder der oben erwähnte Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure der nachfolgenden Formel [I] oder [II] entspricht. In der Formel [II] sind drei Mol eines aromatischen Dicarbonsäure-Liganden mit zwei Mol eines Metalls M koordiniert.
In den Formeln [I] und [II] stellt A
dar;
M ist ein dreiwertiges Metall;
X⁺ stellt H⁺, ein Alkalimetall-Kation, NH₄ ⁺, ein auf einem organischen Amin basierendes Kation oder ein quaternäres organisches Ammoniumion dar.
In erstgenannter Formel stellen R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff (H) oder eine lineare oder verzweigte Perfluoralkyl-Gruppe dar, wobei nicht alle R¹ bis R⁴ Wasserstoff (H) sind.
In letztgenannter Formel stellen R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ und R¹⁰ unabhängig voneinander Wasserstoff (H) oder eine lineare oder verzweigte Perfluoralkyl-Gruppe dar, wobei nicht alle R⁵ bis R¹⁰ Wasserstoff sind.
Ferner ist das erfindungsgemäße positiv aufladbare Ladungssteuerungsmittel und der erfindungsgemäße Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern vorzugsweise so, daß das oben beschriebene dreiwertige Metall ein aus der Gruppe bestehend aus Al, Fe und Cr ausgewähltes Metall ist.
Zudem ist das erfindungsgemäße positiv aufladbare Ladungssteuerungsmittel und der erfindungsgemäße Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern vorzugsweise so, daß die Anzahl der Kohlenstoffatome der oben beschriebenen Perfluoralkyl-Gruppe eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist.
Das endungsgemäße positiv aufladbare Ladungssteuerungsmittel, insbesondere ein Ladungssteuerungsmittel, das als wirksamen Bestandteil ein durch die Formel [I] oder [II] dargestelltes Metallkomplexsalz oder einen durch die Formel [I] oder [II] dargestellten Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure enthält, ist gut in Harzen dispergierbar, weist ausgezeichnete Ladungssteuerungseigenschaften und eine ausgezeichnete thermische Beständigkeit und Dauerhaftigkeit auf und beeinflusst die Tonerfixierbarkeit und die Offset-Eigenschaften nicht negativ, wenn dieses in Tonern verwendet wird. Selbst wenn das erfindungsgemäße positiv aufladbare Ladungssteuerungsmittel in einem Toner zusammen mit einem schwach negativ aufladbaren Harz, wie einem Polyesterharz, verwendet wird, weist der resultierende Toner stabile und gute positive Ladungseigenschaften auf. Es ist unwahrscheinlich, daß das erfindungsgemäße positiv aufladbare Ladungssteuerungsmittel bei der Verwendung in verschiedenen Tonern und elektrostatischen Harzpulvern zu Farbtonfehlern führt, da dieses farblos oder hellfarbig ist und daher optimal für die Verwendung in Farbtonern geeignet ist. Des Weiteren ist das erfindungsgemäße positiv aufladbare Ladungssteuerungsmittel auch für die Verwendung in Reibungsladung bereitstellenden Elementen geeignet, die eine negative Ladung für einen Toner bereitstellen.
Der erfindungsgemäße Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern weist eine ausgezeichnete Ladungsstabilität, Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, Lagerstabilität, thermische Stabilität und Dauerhaftigkeit und eine gute Fixierbarkeit und gute Offset-Eigenschaften auf. Da das Metallkomplexsalz oder der Metallkomplex, die als Ladungssteuerungsmittel enthalten sind, farblos oder hellfarbig ist, sind Farbtonfehler in Tonerbildern unwahrscheinlich.
Das Zentralatom des Metalikomplexsalzes oder des Metallkomplexes aus einer aromatischen Dicarbonsäure, an das der Ligand kaordiniert ist, ist in der vorliegenden Erfindung ein dreiwertiges Metall. Beispiele für solche Metalle umfassen Al, Fe, Cr, Ni, Co, Ti, Mn und Mo. Bevorzugte dreiwertige Metalle sind Al, Fe und Cr, wobei Al besonders bevorzugt ist.
Die Perfluoralkyl-Gruppe, die als Substituent des aromatischen Ringes der aromatischen Dicarbonsäure vorliegt, kann in der vorliegenden Erfindung linear oder verzweigt sein. Die Anzahl der Kohlenstoffatome dieser Perfluoralkyl-Gruppe beträgt vorzugsweise 1 bis 8, besonders bevorzugt 1 bis 4.
Die erfindungsgemäße Perfluoralkyl-Gruppe wird beispielhaft dargestellt durch eine Trifluormethyl-Gruppe,
Pentafluorethyl-Gruppe,
n-Heptafluorpropyl-Gruppe,
Isoheptafluorpropyl-Gruppe,
n-Nonafluorbutyl-Gruppe,
Isononafluorbutyl-Gruppe,
sec-Nonafluorbutyl-Gruppe,
tert-Nonafluorbutyl-Gruppe,
n-Tridecafluorhexyl-Gruppe,
n-Heptadecafluoroctyl-Gruppe und
tert-Heptadecafluoroctyl-Gruppe.
Die erfindungsgemäße aromatische Dicarbonsäure wird beispielhaft dargestellt durch Perfluoralkyl substituierte Phthalsäuren, wie
3-Trifluormethylphthalsäure,
4-Trifluormethylphthalsäure,
2-Pentafluorethylphthalsäure,
3-Pentafluorethylphthalsäure,
4-Pentafluorethylphthalsäure,
3-Isoheptafluorpropylphthalsäure,
3-tert-Nonafluorbutylphthalsäure,
3-n-Tridecafluorhexylphthalsäure,
4-Trifluormethyl-3-tert-nonafluorbutylphthalsäure,
3,4-Ditrifluormethylphthalsäure,
3-Trifluormethyl-5-pentafluorethylphthalsäure,
3,5-Ditrifluormethylphthalsäure,
3,5-Di-tert-nonafluorbutylphthalsäure,
3-tert-Nonafluorbutyl-5-isoheptafluorpropylphthalsäure,
3-Isoheptadecafluoroctylphthalsäure und
3-tert-Heptadecafluoroctylphthalsäure;
und
Perfluoralkyl substituierte Naphthalendicarbonsäuren, wie
6-Trifluormethyl-2,3-naphthalendicarbonsäure,
6-Pentafluorethyl-2,3-naphfihalendicarbonsäure,
6-tert-Nonafluorbutyl-2,3-naphthalendicarbonsäure,
6-n-Heptafluorpropyl-2,3-naphthalendicarbonsäure,
6-tert-Nonafluorbutyl-2,3-naphthalendicarbonsäure,
6-tert-Heptadecafluoroctyl-2,3-naphthalendicarbonsäure,
5,7-Ditrifluormethyl-2,3-naphthalendicarbonsäure,
5,7-Di-tert-nonafluorbutyl-2,3-naphthalendicarbonsäure,
5-Trifluormethyl-7-n-heptafluorpropyl-2,3-naphthalendicarbonsäure,
6-Trifluormethyl-1,2-naphthalendicarbonsäure,
6-Pentafluorethyl-1,2-naphthalendicarbonsäure,
7-Pentafluorethyl-1,2-naphthalendicarbonsäure
7-n-Tridecafluorhexyl-1,2-naphthalendicarbonsäure,
7-Isoheptafluorpropyl-1,2-naphthalendicarbonsäure,
5,7-Ditrifluormethyl-1,2-naphthalendicarbonsäure, und
5-Trifluormethyl-7-n-heptafluorpropyl-1,2-naphthalendicarbonsäure.
Das erfindungsgemäße Metallkomplexsalz oder der erfindungsgemäße Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure kann erhalten werden, indem die aromatische Dicarbonsäure durch ein bekanntes Verfahren chelatiert wird. Beispielsweise kann dieses erhalten werden, indem eine wie oben beschriebene aromatische Perfluoralkyldicarbonsäure in einer in ausreichender Menge zugegeben Lauge gelöst wird, ein Metallisierungsmittel zu der Lösung in einer Menge zugegeben wird, die zu einem molaren Verhältnis von Metall zu aromatischer Perfluoralkyldicarbonsäure von 1 : 2 oder 2 : 3 führt, die Mischung erwärmt, das erhaltene Präzipitat durch Filtrieren aufgefangen und dieses gewaschen wird.
Die Metallisierungsmittel, die verwendet werden können, um das endungsgemäße Metallkomplexsalz oder den erfindungsgemäßen Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure zu bilden, umfassen beispielsweise Aluminiumverbindungen, wie Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid, Poly-Aluminiumchlorid und Aluminiumnitrat; Eisenverbindungen, wie Eisenchlorid, Eisensulfat und Eisennitrat; und Chromverbindungen, wie Chromsulfat, Chromchlorid, Chromacetat und Chromformiat.
Beispiele für das Gegenion (X⁺) des durch die obige Formel [I] dargestellten Metallkomplexsalzes aus der aromatischen Dicarbonsäure umfassen N⁺, auf Alkalimetallen (Na, K, etc.) basierende Kationen, NH₄ ⁺, auf organischen Aminen basierende Kationen (aliphatische primäre Amine, aliphatische sekundäre Amine, aliphatische tertiäre Amine, etc.) und quaternäre organische Ammoniumionen.
Das erfindungsgemäße Metallkomplexsalz oder der erfindungsgemäße Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure wird beispielhaft durch die unten gezeigten Verbindungen dargestellt.
Beispielverbindung 1
Beispielverbindung 2
Beispielverbindung 3
Beispielverbindung 4
Beispielverbindunq 5
Beispieiverbindung 6
Beispielverbindung 7
Beispielverbindung 8
Beispielverbindung 9
Beispielverbindung 10
Beispielverbindung 11
Beispielverbindung 12
Beispielverbindung 13
Beispielverbindung 14
Beispielverbindung 15
Beispielverbindung 16
Beispielverbindung 17
Das erfindungsgemäße Ladungssteuerungsmittel ist vorzugsweise ein aromatisches Dicarbonsäuremetallkomplexsalz oder ein aromatischer Dicarbansäuremetallkomplex, dargestellt durch die obige Formel [I] oder [II], das (der) in Harzen für Toner gut dispergierbar ist.
Der erfindungsgemäße Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern enthält das erfindungsgemäße Ladungssteuerungsmittel in einer für die Ladungssteuerung des Toners geeigneten Menge. Bevorzugte Mengen des zugegebenen Ladungssteuerungsmittels sind 0,1 bis 10 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Harzes, insbesondere 0,5 bis 5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Harzes. Der erfindungsgemäße Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern kann eine oder mehrere Arten dieses aromatischen Dicarbonsäuremetallkomplexsalzes oder -metallkomplexes als Ladungssteuerungsmittel enthalten. Ferner kann das erfindungsgemäße Ladungssteuerungsmittel gleichzeitig andere herkömmlich verwendete positiv aufladbare Ladungssteuerungsmittel enthalten, wie hellfarbige quaternäre Ammoniumsalze, so lange diese das Erreichen des bestimmungsge mäßen Ziels nicht beeinträchtigen.
Beispiele für erfindungsgemäße Harze, die in dem Toner nützlich sind, umfassen die folgenden bekannten Harze für Toner (Bindemittelharze). Insbesondere umfassen nützliche Harze Styrolharze, Styrol-Acryl-Harze, Styrol-Butadien-Harze, Styrol-Maleinsäure-Harze, Styrol-Vinylmethylether-Harze, Styrol-Methacrylester-Copolymere, Phenolharze, Epoxyharze, Polyesterharze, Polypropylenharze und Paraffinwachs. Diese Harze können alleine oder in Mischungen verwendet werden.
In dem erfindungsgemäßen Toner können verschiedene Farbstoffe und Pigmente als Farbmittel verwendet werden. Beispiele für nützliche Farbmittel umfassen organische Pigmente, wie Chinophthalon-Gelb, Isoindolinon-Gelb, Perynon-Orange, Perylen-Kastaninenbraun, Rhodamin 6G Lake, Chinacridon-Rot, Rose bengale, Kupfer-Phthalocyanin-Blau, Kupfer-Phthalocyanin-Grün und Diketopyrrolopyrrol-Pigmente; anorganische Pigmente, wie Ruß, Titanweiß, Titangelb, Ultramarin, Cobaltblau und Eisenoxidrot; verschiedene öllösliche Farbstoffe und Dispersionsfarbstoffe, wie Azofarbstoffe, Chinophthalonfarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe, Indophenolfarbstoffe und Indoanilinfarbstoffe; und Triarylmethanfarbstoffe und Xanthenfarbstoffe, die mit Harzen, wie Kolophonium, Kolophonium modifiziertem Phenol und Kolophonium modifizierter Maleinsäure, modifiziert sind.
In dem erfindungsgemäßen Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern können die oben erwähnten Farbmittel alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Chromatische einfarbige Toner können als Farbmittel auf geeignete Art und Weise gemischte Farbstoffe und Pigmente derselben- Farbe enthalten, z. B. Chinophthalonfarbstoffe und -pigmente, Xanthen- oder Rhodaminfarbstoffe und -pigmente und Phthalocyanfarbstoffe und -pigmente.
Um die Tonerqualität zu verbessern, können zudem Zusatzstoffe, z. B. elektroleitende Teilchen, die Fließfähigkeit verbessernde Mittel und Bildablösungsinhibitoren, intern oder extern zu dem Toner gegeben werden.
Der erfindungsgemäße Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern kann beispielsweise wie nachfolgend beschrieben hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Toner mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 15 um erhalten werden, indem ein Harz für Toner, ein Farbmittel und das oben beschriebene erfindungsgemäße Ladungssteuerungsmittel und, falls erforderlich, ein magnetisches Material, ein Fluidssierungsmittel und andere Zusatzstoffe, unter Verwendung einer Kugelmühle oder eines anderen mechanischen Mischgeräts gründlich gemischt werden, die Mischung anschließend in geschmolzenem Zu stand unter Verwendung einer Heißknetvorrichtung, wie einer Wärmewalze, eines Kneters oder Extruders, geknetet wird, die Mischung abgekühlt und verfestigt wird, der Feststoff dann pulverisiert wird und die resultierenden Teilchen je nach Größe eingeteilt werden.
Andere anwendbare Verfahren beinhalten das Verfahren, bei dem andere Ausgangsmaterialien in einer Bindemittelharzlösung dispergiert und anschließend sprühgetrocknet werden, um den gewünschten Toner zu erhalten, und das Polymerisationsverfahren zur Herstellung eines Toners, bei dem eine vorgegebene Gruppe von Ausgangsmaterialien in Monomerform zur Bildung eines Bindemittelharzes gemischt werden, um eine emulgierte Suspension zu erhalten, die dann polymerisiert wird, um den gewünschten Toner zu erhalten.
Wenn der erfindungsgemäße Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern als Zweikomponenten-Entwickler verwendet wird, kann die Entwicklung durch das Zweikomponenten-Magnetbürstenentwicklungsverfahren oder dergleichen unter Verwenden des Toners in Mischung mit einem Trägerpulver durchgeführt werden.
Jeder bekannte Träger kann verwendet werden. Beispiele für den Träger umfassen Eisenpulver, Nickelpulver, Ferritpulver und Glaskügelchen mit einem Teilchendurchmesser von etwa 50 bis 200 μm, und solche Materialien, die beschichtet sind mit Acrylester-Copolymer, Styrol-Acrylester-Copolymer, Styrol-Methacrylester-Copolymer, Siliconharz, Polyamidharz, Ethylenfluoridharz oder dergleichen.
Wenn der erfindungsgemäße Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern als Einkomponenten-Entwickler verwendet wird, kann bei der Herstellung des oben beschrieben Toners eine geeignete Menge eines feinen Pulvers aus einem ferromagnetischen Material, wie Eisenpulver, Nickelpulver oder Ferritpulver, zugegeben und dispergiert werden.
Andererseits kann durch Zugabe des erfindungsgemäßen positiv aufladbaren Ladungssteuerungsmittels zu einer positiv aufladbaren Harzpulverfarbe für das elektrostatische Aufbringen die Ladung der Pulverfarbe gesteuert oder erhöht werden. Da die Harzpulverfarben für das elektrostatische Aufbringen, die das erfindungsgemäße positiv aufladbare Ladungssteuerungsmittel enthalten, eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und gute Eigenschaften bezüglich der Verstärkung der positiven Ladung aufweisen, weisen diese ein hohes Farbadhäsionsvermögen auf, wodurch die Notwendigkeit der wiederholten Verwendung der Pulverfarbe reduziert wird. Das Auftragen solcher Pulverfarben kann durch herkömmliche elektrostatische Pulverauftragungsverfahren, wie das Coronaauftragungsverfahren, das Reibungsaufladungsverfahren und das Hybridverfahren erreicht werden.
Es ist auch möglich, ein Reibungsladung bereitstellendes Element zu erhalten, das eine negative Ladung für einen Toner zur Entwicklung von elektrostatischen Bildern bereitstellt, indem die Oberfläche eines Transportelements für einen Träger und einen Toner, wie eine zylindrische Hülse oder ein Abstreifmesser, mit einem Metallkomplexsalz oder einem Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure mit einer Perfluoralkyl-Gruppe durch Eintauchen, Besprühen, Bürstenauftragen oder dergleichen beschichtet wird, wobei das Metallkomplexsalz oder der Metallkomplex als erfindungsgemäßes positiv aufladbares Ladungssteuerungsmittel dient.
Das aromatische Dicarbonsäuremetallkomplexsalz oder der aromatische Dicarbonsäuremetallkomplex, das (der) für dieses Reibungsladung bereitstellende Element verwendet wird, kann einen Toner auf stabile Art und Weise mit einer negativen Ladung versehen und erzeugt, verglichen mit den anfänglichen Bildern, Tonerbilder von hoher Qualität, selbst nach ununterbrochenem Kopieren. Dieses Reibungsladung bereitstellende Element kann zudem gleichzeitig eine geringe Menge eines eine zusätzliche negative Ladung bereitstellenden Mittels (z. B. von der Art eines quaternären Ammoniumsalzes etc.) enthalten.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend ausführlich anhand der Beispiele 1 bis 8 beschrieben, die auf Toner für das Entwickeln von elektrostatischen Bildern, die das erfindungsgemäße Ladungssteuerungsmittel enthalten, gerichtet sind, jedoch nicht als einschränkend aufzufassen sind. In der nachfolgenden Beschreibung wird „Gewichtsteil(e)" der Kürze halber als „Teil(e)" bezeichnet.
Beispiel 1

Styrol-Acryl-Copolymerharz [Handelsname: HIMER SMB600, hergestellt durch Sanyo Kasei Co., Ltd.] .... 100 Teile
Ruß [Handelsname: RAVEN1250, hergestellt durch Columbia Carbon Co., Ltd.] ... 8 Teile
Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 2) .... 1 Teil

Die obigen Bestandteile wurden unter Verwendung einer Kugelmühle einheitlich vorgemischt, um eine Vormischung zu erhalten, die dann in geschmolzenem Zustand unter Verwendung einer Wärmewalze geknetet, abgekühlt und danach unter Verwendung einer Schwingmühle grob zerkleinert wurde. Das erhaltene grob zerkleinerte Produkt wurde unter Verwendung einer mit einem Klassierapparat versehenen Luftstrahlmühle fein pulverisiert, um einen positiv aufladbaren schwarzen Toner mit einem Teilchendurchmesser von 5 bis 15 μm zu erhalten.
Drei Teile dieses Toners wurden mit 97 Teilen eines Eisenpulverträgers [Handelsname: TEFV200/300, hergestellt durch Powdertech Co., Ltd.) gemischt, um einen Entwickler zu erhalten. Die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers betrug +24,3 μC/g. Nachdem 10000 Kopien unter Verwendung eines Kopiergeräts mit einer Toner-Wiederverwertungsvorrichtung gemacht wurden, betrug die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen +23,8 μC/g, was zeigt, daß die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers sehr stabil war.
Wenn dieser Toner unter Verwendung eines kommerziellen Kopiergeräts eingesetzt wurde, um Tonerbilder zu erzeugen, wurden hochwertige schwarze Bilder ohne Schleierbildung erhalten, die eine gute Reproduzierbarkeit von dünnen Linien aufwiesen. Selbst nachdem 20.000 Kopien fortlaufend gemacht wurden, wurden gute schwarze Bilder ohne Bilddichteverringerung oder Versetzungserscheinungen erhalten.
Beispiel 2
Ein Toner und ein Entwickler wurden auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 hergestellt und ausgewertet, außer, daß das im Beispiel 1 verwendete Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 2) durch die Beispielverbindung 1 ersetzt wurde. Die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers betrug +23,7 μC/g. Wenn dieser Entwickler auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 für wiederholte tatsächliche Abbildungszyklen verwendet wurde, wurden hochwertige Bilder ohne Bilddichteverringerung und Schleierbildung mit einer guten Ladungsstabilität und -dauerhaftigkeit und ohne Versetzungserscheinungen erhalten.
Beispiel 3
Ein Toner und ein Entwickler wurden auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 hergestellt und ausgewertet, außer, daß das im Beispiel 1 verwendete Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 2) durch die Beispielverbindung 4 ersetzt wurde. Die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers betrug +16,8 μC/g. Wenn dieser Entwickler auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 für wiederholte tatsächliche Abbildungszyklen verwendet wurde, wurden hochwertige Bilder ohne Bilddichteverringerung und Schleierbildung mit einer guten Ladungsstabilität und -dauerhaftigkeit und ohne Versetzungserscheinungen erhalten.
Beispiel 4
Ein Toner und ein Entwickler wurden auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 hergestellt und ausgewertet, außer, daß das im Beispiel 1 verwendete Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 2) durch eine Mischung aus der Beispielverbindung 1 und der Beispielverbindung 2 ersetzt wurde. Die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers betrug +23,0 μC/g. Wenn dieser Entwickler auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 für wiederholte tatsächliche Abbildungszyklen verwendet wurde, wurden hochwertige Bilder ohne Bilddichteverringerung und Schleierbildung mit einer guten Ladungsstabilität und -dauerhaftigkeit und ohne Versetzungserscheinungen erhalten.
Vergleichsbeispiel 1
Ein schwarzer Toner wurde auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 hergestellt, außer, daß das im Beispiel 1 verwendete Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 2) durch eine durch die nachfolgende Formel [III] dargestellte Verbindung ersetzt wurde:
Wenn dieser Toner auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 verwendet wurde, um einen Entwickler herzustellen und die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers bestimmt wurde, wurde keine gewünschte Menge an positiven Ladungen erhalten. Wenn dieser Toner verwendet wurde, um Tonerbilder zu erzeugen, trat eine beträchtliche Schleierbildung auf.
Vergleichsbeispiel 2
Ein schwarzer Toner wurde auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 hergestellt, außer, daß das im Beispiel 1 verwendete Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 2) durch eine durch die nachfolgende Formel [IV] dargestellte Verbindung ersetzt wurde:
Wenn dieser Toner auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 verwendet wurde, um einen Entwickler herzustellen und die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers bestimmt wurde, wurde keine gewünschte Menge an positiven Ladungen erhalten. Wenn dieser Toner verwendet wurde, um Tonerbilder zu erzeugen, trat eine beträchtliche Schleierbildung auf.
Vergleichsbeispiel 3
Ein schwarzer Toner wurde auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 hergestellt, außer, daß das im Beispiel 1 verwendete Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 2) mit einer durch die nachfolgende Formel [V] dargestellte Verbindung ersetzt wurde:
Wenn dieser Toner auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 verwendet wurde, um einen Entwickler herzustellen und die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers bestimmt wurde, wurde keine gewünschte Menge an positiven Ladungen erhalten. Wenn dieser Toner verwendet wurde, um Tonerbilder zu erzeugen, trat eine beträchtliche Schleierbildung auf.
Beispiel 4

Styrol-Acryl-Copolymerharz [Handelsname: HIMER SMB600, hergestellt durch Sanyo Kasei Co., Ltd.] ... 100 Teile
Kupfer-Phthalocyanin-Pigment ... 6 Teile
Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 2) .... 2 Teile

Die obigen Bestandteile wurden auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 behandelt, um einen blauen Toner zu erhalten.
Ein Entwickler wurde auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 hergestellt; die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten Ladungsmengen dieses Entwicklers wurde zu +19,9 μC/g bestimmt. Nachdem 10000 Kopien unter Verwendung eines Kopiergeräts mit einer Toner-Wiederverwertungsvorrichtung gemacht wurden, wurde die Menge der im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers zu +19,5 μC/g bestimmt, was zeigt, daß die Menge der Ablass-Ladungen dieses Entwicklers sehr stabil war.
Wenn dieser Toner verwendet wurde, um unter Verwendung eines kommerziellen Kopiergeräts Tonerbilder zu erzeugen, wurden hochwertige blaue Bilder ohne Schleierbildung mit einer guten Reproduzierbarkeit von dünnen Linien erhalten. Selbst nachdem 20000 Kopien fortlaufend gemacht wurden, wurden gute blaue Bilder ohne Bilddichteverringerung und Versetzungserscheinungen erhalten.
Beispiel 5
Ein Toner und ein Entwickler wurden auf dieselbe Art im Beispiel 4 hergestellt und ausgewertet, außer, daß das im Beispiel 4 verwendete Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 2) durch die Beispielverbindung 4 ersetzt wurde. Die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers betrug +16,7 μC/g. Wenn dieser Entwickler auf dieselbe Art wie im Beispiel 4 für wiederholte tatsächliche Abbildungszyklen verwendet wurde, wurden hochwertige Bilder ohne Bilddichterverringerung und Schleierbildung mit einer guten Ladungsstabilität und -dauerhaftigkeit und ohne Versetzungserscheinungen erhalten.
Beispiel 6
Ein Toner und ein Entwickler wurden auf dieselbe Art wie im Beispiel 4 hergestellt und ausgewertet, außer, daß das im Beispiel 1 verwendete Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 2) durch eine Mischung aus der Beispielverbindung 2 und der Beispielverbindung 4 ersetzt wurde. Die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers betrug +20,0 μC/g. Wenn dieser Entwickler auf dieselbe Art wie im Beispiel 4 für wiederholte tatsächliche Abbildungszyklen verwendet wurde, wurden hochwertige Bilder ohne Bilddichteverringerung und Schleierbildung mit einer guten Ladungsstabilität und -dauerhaftigkeit und ohne Versetzungserscheinungen erhalten.
Vergleichsbeispiel 4
Ein blauer Toner wurde auf dieselbe Art wie im Beispiel 4 hergestellt, außer, daß das im Beispiel 4 verwendete Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 2) durch eine durch die nachfolgende Formel [VI] dargestellte Verbindung ersetzt wurde:
Wenn dieser Toner auf dieselbe Art wie im Beispiel 4 verwendet wurde, um einen Entwickler herzustellen und die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers bestimmt wurde, wurde keine gewünschte Menge an positiven Ladungen erhalten. Wenn dieser Toner verwendet wurde, um Tonerbilder zu bilden, trat eine beträchtliche Schleierbildung auf.
Beispiel 7

Styrolharz [Handelsname: Vicolastic D-125, hergestellt durch Esso Sekiyu Co., Ltd.] .... 100 Teile
Niederes Polypropylen-Polymer [Handelsname: Biscal 550P, hergestellt durch Sanyo Kasai Co., Ltd.] ... 10 Teile
Phthalocyaningrün-Pigment ... 7 Teile
Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 6) .... 3 Teile

Die obigen Bestandteile wurden auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 behandelt, um einen grünen Toner zu erhalten.
Ein Entwickler wurde auf dieselbe Art wie im Beispiel 1 hergestellt; die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten Ladungsmengen dieses Entwicklers wurde zu +23,1 μC/g bestimmt. Nachdem 10.000 Kopien unter Verwendung eines Kopiergeräts mit einer Toner-Wiederverwertungsvorrichtung gemacht wurden, wurde die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen zu +22,8 μC/g bestimmt, was zeigt, daß die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten Ladungsmengen dieses Entwicklers sehr stabil war.
Wenn dieser Toner unter Verwendung eines kommerziellen Kopiergeräts verwendet wurde, um Tonerbilder zu erzeugen, wurden hochwertige grüne Bilder ohne Schleierbildung mit einer guten Reproduzierbarkeit von dünnen Linien erhalten. Selbst nachdem fortlaufend 20.000 Kopien gemacht wurden, wurden gute grüne Bilder ohne Bilddichteverringerung oder Versetzungserscheinungen erhalten.
Beispiel 8
Ein Toner und ein Entwickler wurden auf dieselbe Art wie im Beispiel 7 hergestellt und ausgewertet, außer, daß das im Beispiel 7 verwendete Ladungssteuerungsmittel (Beispielverbindung 6) durch die Beispielverbindung 1 ersetzt wurde. Die Menge der anfänglichen, im Abblas-Verfahren festgestellten, Ladungsmengen dieses Entwicklers betrug +22,4 μC/g. Wenn dieser Entwickler auf dieselbe Art wie im Beispiel 7 für wiederholte tatsächliche Abbildungszyklen verwendet wurde, wurden hochwertige Bilder ohne Bilddichteverringerung und Schleierbildung mit einer guten Ladungsstabilität und -dauerhaftigkeit und ohne Versetzungserscheinungen erhalten.

Claims

Positiv aufladbares Ladungssteuerungsmittel, das ein Metallkomplexsalz oder einen Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure mit wenigstens einer Perfluoralkyl-Gruppe umfasst, wobei das Zentralatom des Metallkomplexsalzes oder des Metallkomplexes ein dreiwertiges Metall ist.
Positiv aufladbares Ladungssteuerungsmittel nach Anspruch 1, wobei das Metallkomplexsalz oder der Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure durch die nachstehende Formel (I) oder (II) dargestellt ist:
wobei A
darstellt; M ein dreiwertiges Metall darstellt; X⁺ H⁺, ein Alkalimetall-Kation, NH₄ ⁺, ein auf einem organischen Amin basierendes Kation oder ein quaternäres organisches Ammoniumion darstellt; R¹, R², R³ und R⁴ in erstgenannter Formel unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Perfluoralkyl-Gruppe darstellen, wobei nicht alle R¹ bis R⁴ Wasserstoff sind; und R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ und R¹⁰ in letztgenannter Formel unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Perfluoralkyl-Gruppe darstellen, wobei nicht alle R⁵ bis R¹⁰ Wasserstoff sind.
Positiv aufladbares Ladungssteuerungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das dreiwertige Metall ein aus der Gruppe bestehend aus Al, Fe und Cr ausgewähltes Metall ist.
Positiv aufladbares Ladungssteuerungsmittel nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei die Anzahl der Kohlenstoffatome der Perfluoralkyl-Gruppe eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist.
Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder, der ein Farbmittel und ein Harz für Toner umfasst und der als Ladungssteuerungsmittel ein Metallkomplexsalz oder einen Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure mit wenigstens einer Perfluoralkyl-Gruppe enthält, wobei das Zentralatom des Metallkomplexsalzes oder des Metallkomplexes ein dreiwertiges Metall ist.
Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder nach Anspruch 5, wobei das Ladungssteuerungsmittel ein Metallkomplexsalz oder ein Metallkomplex aus einer aromatischen Dicarbonsäure ist, das durch die nachstehende Formel [I] oder [II] dargestellt ist:
wobei A
darstellt; M ein dreiwertiges Metall darstellt; X⁺ H⁺, ein Alkalimetall-Kation, NH₄ ⁺, ein auf einem organischen Amin basierendes Kation oder ein quaternäres organisches Ammoniumion darstellt; R¹, R², R³ und R⁴ in erstgenannter Formel unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Perfluoralkyl-Gruppe darstellen, wobei nicht alle R¹ bis R⁴ Wasserstoff sind; und R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ und R¹⁰ in letztgenannter Formel unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Perfluoralkyl-Gruppe darstellen, wobei nicht alle R⁵ bis R¹⁰ Wasserstoff sind.
Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder nach Anspruch 5 oder 6, wobei das dreiwertige Metall ein aus der Gruppe bestehend aus Al, Fe und Cr ausgewähltes Metall ist.
Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, wobei die Anzahl der Kohlenstoffatome der Perfluoralkyl-Gruppe eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist.