DE69824471T2

DE69824471T2 - Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen Zwei-Komponenten Entwicklers

Info

Publication number: DE69824471T2
Application number: DE69824471T
Authority: DE
Inventors: Yasuharu Tenri-shi Morinishi; Tadashi Nara-shi Nakamura; Hitoshi Uji-shi Nagahama; Satoshi Yamatokoriyama-shi Ogawa; Toshihisa Kashiba-shi Ishida; Takeaki Shiki-gun Ohuchi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: US5976751A; EP0872773A2; EP0872773B1; JPH10293414A; EP0872773A3; DE69824471D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrophotographischen Toner zur Verwendung beim Drucken zur Anwendung bei der Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes, das auf einem Fotorezeptor gebildet ist, der einen Zweitkomponenten-Entwickler mit magnetischem Pulverträger bildet.
Hintergrund der Erfindung
Ein Entwicklungsverfahren, bei dem Reibungsladung erzeugt wird, indem elektrophotographischer Toner zur Verwendung beim Drucken (im Folgenden als Toner bezeichnet) mit magnetischem Pulverträger (im Folgenden als Träger bezeichnet), z. B. Ferritträger, vermischt und gerührt wird; das Gemisch aus Toner und Träger an einer Magnetwalze in Bürstenform gehalten wird, um so den Toner auf ein elektrostatisches latentes Bild, das durch elektrostatische Kraft an einem Fotorezeptor gebildet wurde, zu übertragen, nämlich das Magnetbürsten-Verfahren ist weithin als eines der Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen Bildes durch Toner bekannt geworden.
Entwickler, der in das oben erwähnte Magnetbürstenverfahren eingeführt wird, ist ein Zweikomponenten-Entwickler, der aus Toner und Träger beseht, wobei der Toner die Funktion hat, ein auf dem Fotorezeptor gebildetes elektrostatisches latentes Bild in ein sichtbares Bild überzuführen; und der Träger hat die Funktion, dem Toner Ladung durch Reibungsaufladung zuzuführen und den Toner auf einen Entwicklungsbereich zu transferieren.
Toner besteht hauptsächlich aus synthetischem Harz als Bindemittel (Bindungsharz) und in dem synthetischen Harz als Bindemittel sind ein Ladungssteuerungsmittel, ein Färbemittel, ein Trennmittel und andere Agenzien dispergiert, um so ein Tonermutterpartikel zu bilden; an der Oberfläche des Tonermutterpartikels ist ein fluidisierendes Mittel zugesetzt.
Im Folgenden wird kurz die Funktion der Materialien, die den Toner bilden, erläutert: (1) das synthetische Harz als Bindemittel liefert Bindungs-, Stabilitäts- und Reibungsladungscharakteristika; (2) das Färbemittel liefert Farbe und Reibungsladungscharakteristika; (3) das Ladungssteuerungsmittel liefert Reibungsladungscharakteristika; (4) das Trennmittel liefert Reinigungscharakteristika und verhindert ein Fixierungs-Offset und (5) das fluidisierende Mittel liefert Fluidität, Reibungsladung und Reinigungscharakteristika.
Im übrigen ist beim Magnetbürsten-Verfahren das Problem der sogenannten Schleierbildung, bei dem Toner auf einem Nichtbildbereich verbreitet wird, eines der wichtigsten Probleme, das zu lösen ist, um ein Qualitätsbild zu verwirklichen. In jüngerer Zeit ist das Problem der Schleierbildung, das durch Einwirkung hoher Temperatur während des Transports verursacht wird, als Reaktion auf den Transport des Toners über große Entfernungen, z. B. beim Export, im Steigen.
Es wurde angenommen, dass die Schleierbildung (fogging) in Toner, der hoher Temperatur ausgesetzt ist, als Resultat einer Toneraggregation, die bei hoher Temperatur auftritt, erzeugt wird.
Wenn nämlich ein Tonerpartikel durch Aggregation an einem anderen Tonerpartikel haftet, verliert jeder Toner, der mit einem anderen Tonerpartikel in Kontakt kommt, einen Oberflächenbereich zum Inkontaktkommen mit Träger durch die Fläche, die den Kontakt mit einem anderen Toner herstellt; die Aufladbarkeit des Toners durch Reibungsladung wird durch die Menge der verlorenen Oberfläche verschlechtert. Wenn Toner, dessen Aufladungsvermögen durch die Aggregation verschlechtert ist, in den Entwicklertank nachgefüllt wird, wird der Toner aus dem Entwicklertank freigesetzt, ohne dass er ausreichend durch Reibung mit dem Träger aufgeladen ist. Der Toner, der aus dem Entwicklungstank mit unzureichender Ladung freigesetzt wird, wird nicht in geeigneter Weise zum Bildbereich auf dem Fotorezeptor geleitet, da die elektrostatische Kraft, die durch das elektrische Entwicklungsfeld erzeugt wird und auf einen solchen Toner wirkt, klein ist. Das Resultat ist, dass der Toner am Nichtbildbereich haftet und die Bildung des Schleiers verursacht.
Somit kann gesagt werden, dass eine Verhinderung der Verschlechterung des Aufladungsvermögens, das durch die Aggregation von Toner bei hoher Temperatur verursacht wird, bei der Auffindung von Mitteln zur Lösung des Problems des Schleierphänomens wichtig ist.
Als Mittel zum Lösen des Schleierphänomens wurde herkömmlicherweise ein Verfahren des Zusetzens des fluidisierenden Mittels zur Oberfläche des Tonermutterpartikels im Überschuss, was mehr als die Menge bedeutet, die zugesetzt wird, um bei normaler Temperatur ausreichende Fluidität zu erreichen, entwickelt. Spezifischerweise wird eine große Menge an fluidisierendem Mittel, die 0,40 Gew.-Teil übersteigt, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermutterpartikel, zugesetzt.
In dem obigen herkömmlichen Verfahren zur Verhinderung einer Verschlechterung des Aufladungsvermögens, die durch Toneraggregation bei hoher Temperatur verursacht wird, durch Zugabe einer großen Menge an fluidisierendem Mittel, wird das Aufladungsvermögen der Tonermutterpartikel stark verändert und es tritt das folgende Problem auf.
Das heißt, im Fall einer Zugabe einer großen Menge an fluidisierendem Mittel, dessen Polarität der des Tonermutterpartikels entgegengesetzt ist, wird eine große Menge an fluidisierendem Mittel, das die entgegengesetzte Polarität hat, im Toner eingeschlossen. Das fluidisierende Mittel, das die entgegengesetzte Polarität hat, verringert das Aufladungsvermögen des Toners und verursacht Schleier oder ein Verstreuen von Toner, und zwar ungeachtet des Vorliegens oder der Abwesenheit hoher Temperatur.
Im Fall einer Zugabe einer großen Menge an fluidisierendem Mittel, das dieselbe Polarität wie die des Tonermutterpartikels hat, wird dagegen das Aufladungsvermögen des Toners zu sehr erhöht und es wird eine Verringerung der Bilddichte während des Laufs induziert.
Zusammenfassung der Erfindung
US 5,499,083 , EP-A-334 099, JP 06 110246 und JP 63 208862 sind Beispiele für Dokumente, die sich auf Zweikomponenten-Entwickler beziehen.
Es ist wünschenswert, einen elektrophotographischen Toner zur Verwendung beim Drucken bereit zu stellen, der fähig ist, eine Verschlechterung des Aufladungsvermögens des Toners bei hoher Temperatur zu verhindern und der ein Bild mit reduziertem Schleierlevel produziert, selbst wenn er hoher Temperatur ausgesetzt wird, ohne dass eine Schleierbildung, ein Verstreuen von Toner und eine Verringerung der Bilddichte induziert werden, die durch Zugabe einer großen Menge an fluidisierendem Mittel hervorgerufen werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Zweikomponenten-Entwicklers bereit, der aus einem elektrophotographischen Toner zur Verwendung beim Drucken und einem magnetischen Pulverträger besteht, bereit, wie er in Anspruch 1 ausgeführt ist.
Eine Schleierbildung wird bei elektrophotographischem Toner zur Verwendung beim Drucken verursacht, da das Aufladungsvermögen des elektrophotographischen Toners zur Verwendung beim Drucken durch Aggregation gesenkt wird.
Mit der beschriebenen Anordnung wird das Verhältnis der Aufladungsanstiegsraten vor und nach Halten der Tonermutterpartikel bei hoher Temperatur spezifiziert. Dies ermöglicht es, dass das Aufladungsvermögen ausreichend aufrechterhalten wird, selbst wenn er hoher Temperatur ausgesetzt wird. Als Resultat ist es möglich, zu verhindern, dass eine Schleierbildung bei Verwendung des Toners, nachdem er bei hoher Temperatur gehalten wurde, erzeugt wird, ohne dass eine übermäßige Menge an fluidisierendem Mittel zugesetzt wird, was herkömmlicherweise geschehen ist.
Wenn mehrere Unregelmäßigkeiten an den Oberflächen der Tonermutterpartikel gefunden werden, werden, wenn diese hoher Temperatur ausgesetzt werden, benachbarte Tonermutterpartikel leichter entsprechend den Unregelmäßigkeiten verformt und die Unregelmäßigkeiten zwischen benachbarten Tonermutterpartikeln greifen ineinander. Wenn die Temperatur auf Normaltemperatur zurückkehrt, werden die benachbarten Tonermutterpartikel, die durch die Unregelmäßigkeiten ineinander greifen, an der Grenzfläche miteinander kombiniert, was zu einer Aggregation führt. Wenn andererseits die Oberflächen der Tonermutterpartikel glatt mit wenig Unregelmäßigkeiten sind, werden benachbarte Tonermutterpartikel weniger leicht durch die Unregelmäßigkeiten blockiert und die Fluidität wird selbst bei hoher Temperatur aufrechterhalten, so dass eine Aggregation weniger wahrscheinlich auftritt.
Da bei der beschriebenen Anordnung die Glätte der Oberflächen der Tonermutterpartikel spezifiziert ist, wird der Toner, selbst wenn er hoher Temperatur ausgesetzt ist, weniger leicht aggregieren. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass eine Schleierbildung bei Verwendung des Toners, nachdem er bei hoher Temperatur gehalten wurde, auftritt, und zwar ohne dass eine übermäßige Menge an fluidisierendem Mittel zugesetzt wird, was herkömmlicherweise geschehen ist.
Zum vollständigeren Verständnis der Natur und der Vorzüge der Erfindung soll auf die folgende detaillierte Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wurde, verwiesen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm des Schleierlevels von hitzebehandeltem Toner gegen ΔQ_h/ΔQ_s, das das Verhältnis der Aufladungsanstiegsraten vor und nach Unterwerfen des Toners hoher Temperatur ist, für einen elektrophotographischen Toner zur Verwendung beim Drucken.
2 ist ein Diagramm ΔQ_h/ΔQ_s, das das Verhältnis der Aufladungsanstiegsraten vor und nach Unterwerfen des Toners hoher Temperatur ist, gegen S_r/S_i, das die Glätte der Tonermutterpartikel darstellt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1 und 2 beschrieben.
Elektrophotographischer Toner zur Verwendung beim Drucken (im Folgenden als Toner bezeichnet) besteht aus Zweikomponenten-Entwickler mit magnetischem Pulverträger (im Folgenden als Träger bezeichnet) und besteht im wesentlichen aus einem synthetischen Harz als Bindemittel (im Folgenden als Bindeharz bezeichnet). In dem synthetischen Harz als Bindemittel sind ein Ladungssteuerungsmittel (Ladungskontrollagens), ein Färbemittel und ein Trennmittel so dispergiert, dass ein Tonermutterpartikel gebildet wird; und der Oberfläche des Tonermutterpartikels ist ein fluidisierendes Mittel zugesetzt.
Der erfindungsgemäße Toner wird in folgender Weise erhalten. Das synthetische Harz als Bindemittel, das Ladungssteuerungsmittel, das Färbemittel und das Trennmittel werden vermischt und das Gemisch wird in einem Kneter bei Wärme geschmolzen und geknetet. Danach wird das Gemisch nach Abkühlung zur Klassifizierung pulverisiert, um Partikel mit einem vorher festgesetzten durchschnittlichen Durchmesser zu erhalten; und zwar werden die Tonermutterpartikel erhalten und dann wird das fluidisierende Mittel den Tonermutterpartikeln zugesetzt.
Das synthetische Harz als Bindemittel, das auch als Bindemittelharz bekannt ist, bildet die Hauptkomponente des Toners und bestimmt die Reibungsaufladung, die thermischen und mechanischen Charakteristika des Toners. Als synthetisches Harz als Bindemittel können die folgenden Verbindungen eingeführt werden: Styrol-Acryl-Copolymer, Polystyrol, Polyester, Epoxy, Polyamid, Polymethyl(meth)acrylat und Polyvinylbutyryl, usw.
Das Färbemittel bestimmt die Farbe des Toners und im Fall eines schwarzen Zweikomponententoners wird ein Ruß, z. B. Ofenruß und Kanalruß, eingeführt. Es werden auch basische und saure Färbemittel für positiv geladenen Toner bzw. negativ geladenen Toner eingeführt.
Das Ladungssteuerungsmittel bestimmt die Menge der Reibungsaufladung im Toner und für positiv geladenen Toner wird ein Elektronendonor, z. B. ein quaternäres Ammoniumsalz, Nicrosinfarbstoff und Fettsäuremetallsalz, eingeführt und für negativ geladenen Toner wird ein Elektronenakzeptor, z. B. ein Azo-enthaltendes metallisches Material, chloriertes Paraffin und chlorierter Polyester, eingeführt.
Das Trennmittel bestimmt die Reinigungscharakteristika und fungiert als ein Offset-verhinderndes Mittel, wenn der Toner ein Toner zur Verwendung mit Heizwalzenfixierung ist. Als Trennmittel werden Polyolefinwachs, z. B. Polyethylenwachs und Polypropylenwachs, eingeführt.
Das fluidisierende Mittel wird zugesetzt, um die Fluidität des Toners und die Reinigungscharakteristika zu verbessern und die Menge der Reibungsladung einzustellen. Als fluidisierendes Mittel werden feine Partikel aus kolloidalem Siliziumdioxid, Titanoxid, Aluminiumoxid oder Fettsäuremetallsalz eingeführt.
Der erfindungsgemäße Toner wird so hergestellt, dass, um ohne Zugabe einer großen Menge an fluidisierendem Mittel zu verhindern, dass eine Schleierbildung erzeugt wird, nachdem der Toner hoher Temperatur ausgesetzt war, das Verhältnis der (a) Aufladungsrate der Tonermutterpartikel, die bei Normaltemperatur gehalten wurden, bezüglich des magnetischen Pulverträgers zu Beginn des Vermischens, und (b) der Aufladungsrate der Tonermutterpartikel zu Beginn des Mischens, wobei Temperaturbedingungen und eine Zeit beibehalten werden, die eine Aggregation bewirken, in einen vorher festgesetzten Bereich eingestellt wird, der eine Bildung von Schleierbildung verhindert.
Aus den Resultaten eines Experiments wurde nämlich gefunden, dass sich eine Beziehung, wie sie durch das Diagramm von 1 gezeigt wird, zwischen (a) dem Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s der Aufladungsrate ΔQ_h (μC/g·s) der Tonermutterpartikel zu Beginn des Mischens, wobei Temperaturbedingungen und eine Zeit beigehalten werden, die bewirken, dass der Toner aggregiert, zu der Ladungsrate ΔQ_s (μC/g·s) der Tonermutterpartikel bezüglich des magnetischen Pulverträgers zu Beginn des Mischens, der bei Normaltemperatur gehalten wurde, und (b) dem Schleierlevel, der unter Verwendung eines Nachfülltoners, Toner, der durch Zugabe einer geringen Menge an fluidisierendem Mittel zu den Tonermutterpartikeln hergestellt worden war, der unter Temperaturbedingungen und einer Zeit gehalten wurde, die eine Aggregation bewirkt (nachfolgend als wärmebehandelter Toner bezeichnet), gemessen wurde, entwickelt hat. Es wird betont, dass das Messverfahren für den Schleierlevel später erläutert wird.
Wie im Diagramm von 1 gezeigt ist, wird der Schleierlevel des wärmebehandelten Toners verringert, wenn das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s ansteigt. Daraus ist zu erkennen, dass der Schleierlevel verringert werden kann, indem das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s erhöht wird. Insbesondere wenn das ΔQ_h/ΔQ_s 0,5 wesentlich übersteigt, wird der Schleierlevel deutlich verringert.
Daher wird im erfindungsgemäßen Toner die Obergrenze des Schleierlevels, bei der das Bild als moderat befriedigend beurteilt werden kann, auf 1,5 eingestellt; die Obergrenze des Schleierlevels, bei dem das Bild als zufriedenstellend beurteilt werden kann, wird auf 1,0 eingestellt und das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s wird auf nicht kleiner als 0,37, bevorzugter nicht kleiner als 0,45 eingestellt.
Wie oben beschrieben wurde, wird durch Spezifizieren des Verhältnisses der Aufladungsanstiegsraten vor und nach Unterwerfen des Toners hoher Temperatur ein zufriedenstellendes Aufladungsvermögen aufrecht erhalten, selbst wenn der Toner hoher Temperatur unterworfen wird. Somit ist es möglich, das Auftreten einer Schleierbildung, nachdem der Toner hoher Temperatur unterworfen wurde, zu verhindern, ohne dass eine große Menge an fluidisierendem Mittel zugesetzt wird, was herkömmlicherweise geschehen ist.
Es ist vorteilhaft, dass die Menge an fluidisierendem Mittel, die dem erfindungsgemäßen Toner zuzusetzen ist, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Tonermutterpartikel, im Bereich von 0,20 Gew.-Teilen bis 0,40 Gew.-Teilen liegt, und unter Berücksichtigung der Messresultate für den Schleierlevel beim tatsächlichen Drucken (später beschrieben) ist ein Bereich von 0,20 Gew.-Teilen bis 0,30 Gew.-Teilen vorteilhaft. Dies stellt sicher, dass die nachteilige Wirkung, die durch übermäßigen Zusatz des fluidisierenden Mittels verursacht wird, vermieden wird.
Ferner ist es bei dem erfindungsgemäßen Toner, bei dem das Verhältnis der Aufladungsanstiegsraten vor und nach Unterwerfen des Toners hoher Temperatur eingestellt ist und eine vorbestimmte Menge an fluidisierendem Mittel zugesetzt ist, wie es später noch erläutert wird, selbst wenn der Toner einer hohen Temperatur von z. B. 50°C für 2 Tage (48 Stunden) ausgesetzt ist, möglich, beim Drucken ein gewünschtes Bild zu erhalten.
Es wird betont, dass, selbst wenn die Obergrenze für das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s nicht das obengenannte ist, das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s einen Wert der Obergrenze nahe 1, aber nicht über 1 hat.
Bei Bestimmung des Verhältnisses ΔQ_h/ΔQ_s sind die Bedingungen für Temperatur und Zeit, die eine Aggregation des Toners bewirken, 50°C (±5°C) und mindestens 48 Stunden oder länger. Diese Werte werden eingestellt, indem ein Zustand hoher Temperatur, wie er oben erwähnt wurde, der während des Transports auftreten könnte, und der nachteilige Effekt, den ein solcher Zustand bewirkt, berücksichtigt werden.
Im Folgenden wird spezifisch beschrieben, wie das Verhältnis der Aufladungsanstiegsraten vor und nach Unterwerfen des Toners einer hohen Temperatur im obigen Bereich eingestellt wird.
Wie beschrieben wurde, wird die Aufladungsrate entsprechend dem Aggregationsgrad verändert, wenn der Toner einer hohen Temperatur unterworfen wird; der Grad, in dem der Toner aggregiert wird, hängt von der Glätte der Toneroberfläche ab. Wenn nämlich mehrere Unregelmäßigkeiten an den Oberflächen der Tonermutterpartikel gefunden werden, werden benachbarte Tonermutterpartikel, wenn sie einer hohen Temperatur ausgesetzt werden, wahrscheinlicher entsprechend den Unregelmäßigkeiten verformt und die Unregelmäßigkeiten zwischen benachbarten Tonermutterpartikel greifen ineinander (blockieren). Wenn die Temperatur auf Normaltemperatur zurückkehrt, werden die benachbarten Tonermutterpartikel, die durch die Unregelmäßigkeiten ineinander greifen, an der Grenzfläche miteinander kombiniert, was zu einer Aggregation führt. Wenn andererseits die Oberflächen der Tonermutterpartikel glatt mit wenig Unregelmäßigkeiten sind, werden benachbarte Tonermutterpartikel durch die Unregelmäßigkeiten weniger leicht ineinander greifen und die Fluidität wird selbst bei hoher Temperatur aufrechterhalten, so dass eine Aggregation weniger leicht auftritt.
Somit kann gesagt werden, dass der Grad, in dem die Tonermutterpartikel aggregieren, von der Glätte der Oberflächen der Tonermutterpartikel abhängt, und daher ist es durch Einstellen der Glätte der Oberflächen der Tonermutterpartikel derart, dass der vorbestimmte Bereich des Verhältnisses ΔQ_h/ΔQ_s erreicht ist, möglich, einen Toner zu verwirklichen, der ein Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s im obigen Bereich hat.
Die Glätte der Tonermutterpartikel kann durch das Verhältnis S_r/S_i dargestellt werden, worin S_i die spezifische Oberfläche einer Gruppe der Tonermutterpartikel ist, die durch Messen des Volumenkugeläquivalentdurchmessers jedes Tonermutterpartikels, bezogen auf die Gruppe der Tonermutterpartikel, durch Coulter Counter, usw., und Errechnen der Oberfläche der Gruppe an Tonermutterpartikeln als Kugel mit einem Durchmesser des Volumenkugeläquivalentdurchmessers erhalten wird, und S_r die spezifische Oberfläche der Tonermutterpartikel ist, wie sie durch das BET-Verfahren gemessen wird.
Aus den Resultaten der Messung wurde festgestellt, dass das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s und das Verhältnis S_r/S_i zueinander in Beziehung stehen, wie es durch das Diagramm von 2 gezeigt wird. Wie aus dem Diagramm von 2 zu ersehen ist, nimmt das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s ab, wenn das Verhältnis S_r/S_i zunimmt. Insbesondere wenn das Verhältnis S_r/S_i 3.000 übersteigt, nimmt das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s sofort ab. Wenn der Wert für das Verhältnis S_r/S_i sich 1 nähert, wird die Differenz zwischen S_r und S_i kleiner, d. h., die Oberflächen der Tonermutterpartikel werden glatter.
Gemäß der obigen Beziehung wird somit der erfindungsgemäße Toner derart hergestellt, dass das Verhältnis S_r/S_i nicht größer als 3,50 ist (ΔQ_h/ΔQ_s ist nicht kleiner als 0,37), bevorzugter nicht größer als 3,30 ist (ΔQ_h/ΔQ_s ist nicht kleiner als 0,45).
Im Folgenden werden ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Toners und der resultierende Toner unter Verwendung eines spezifischen Beispiels beschrieben.
Zuerst wurden die Materialien, die in der Rezeptur von Tabelle 1 angegeben sind, unter Verwendung eines Henschel-Mischers miteinander vermischt und das so erhaltene Gemisch wurde geschmolzen und unter Verwendung eines sequentiellen biaxalen Plodding-Kneters geknetet und gekühlt. Dann wurde das Gemisch mit einer Strahlmühle unter verschiedenen Bedingungen pulverisiert und klassifiziert, wodurch sechs Typen an Tonermutterpartikeln A bis F mit unterschiedlichen Partikelformen erhalten wurden, die einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 11,0 μm hatten. Im Folgenden werden die Tonermutterpartikel A bis F als unbeschichteter Toner bezeichnet.
Tabelle 1
Tabelle 2 zeigt die Resultate der Messung des Verhältnisses ΔQ_h/ΔQ_s und des Verhältnisses S_r/S_i für die sechs Typen des unbeschichteten Toners A bis F.
Tabelle 2
Das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s wurde wie folgt bestimmt. Zuerst wurde jeder (1) unbeschichtete Toner, der bei Normaltemperatur gehalten wurde, und (2) derselbe unbeschichtete Toner, der für 48 Stunden bei 50°C gehalten worden war, mit Ferritträger, der einen durchschnittlichen Durchmesser von 90 μm hatte, in einer Kugelmühle mit einem Tonergehalt von 4,2 Gew.-% vermischt. Dann wurde die Ladungsmenge Q (μC/g) bezüglich der Mischzeit t (s) durch das Abblasverfahren gemessen; der resultierende Wert wurde durch die Methode der kleinsten Quadrate an Gleichung (1) genähert, so dass die Konstanten Q_a (μC/g) und τ (s) für jeden Toner bestimmt wurden. Q = Qa (l – exp (–t/τ)) (1)
Dann wurde unter Verwendung der Konstanten Q_a (μC/g) und τ (s), die so bestimmt worden waren, aus Gleichung (2) die Aufladungsrate Q_s (μC/g·s) zu Beginn des Mischens für jeden Toner bestimmt. ΔQ = (dQ/dt)t=0 = Qa/τ (2)
Auf diese Weise wurden ΔQ_s, das die Aufladungsrate des unbeschichteten Toners zu Beginn des Mischens ist, wobei dieser bei Normaltemperatur gehalten wurde, und ΔQ_h, das die Aufladungsrate des unbeschichteten Toners zu Beginn des Mischens ist, wobei dieser einer Wärmebehandlung unterzogen wurde, bestimmt; daraus wurde das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s erhalten.
Auch bei der Bestimmung des Verhältnisses S_r/S_i wurde der Volumenkugeläquivalentdurchmesser jedes unbeschichteten Toners in einer Gruppe unbeschichteter Toner unter Verwendung eines Coulter Counter bestimmt.
Danach wurde Siliziumdioxid (fluidisierendes Mittel) zu jedem der sechs Typen unbeschichteter Toner A bis F, deren Verhältnisse ΔQ_h/ΔQ_s bestimmt worden waren, gegeben, um so Proben herzustellen, dann wurde in folgender Weise die Schleierbildung beurteilt, indem der Schleierlevel gemessen wurde, nachdem die Proben bei hoher Temperatur gehalten worden waren. Tabelle 3 zeigt die Formulierung für jede Probe und die Resultate der Messung. Tabelle 3 zeigt auch die Resultate der Schleierbeurteilung, wobei der Schleierlevel beim tatsächlichen Drucken für die vorher bestimmten Proben zu Beginn, bei 100.000, 200.000 und 300.000 Drucken gemessen wurde. Es wird betont, dass bei der Beurteilung der Schleierbildung der Schleierlevel unter Verwendung des Probentoners, der bei Normaltemperatur gehalten worden war, die normalerweise beim tatsächlichen Drucken angewendet wird, gemessen wurde.
Zuerst wurden zu jedem unbeschichteten Toner 0,30 Gewichtsteile Siliziumdioxid, bezogen auf 100 Gewichtsteile des unbeschichteten Toners, gegeben und in einem V-förmigen Mischer wurde Ferritträger mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 90 μm mit dem so hergestellten Gemisch mit einem Tonergehalt von 4,2 Gewichtsprozent vermischt, um anfangs Entwicklerproben der unbeschichteten Toner A bis F herzustellen.
Zu jedem der sechs Typen unbeschichteten Toners A bis F wurde Siliziumdioxid in der Formulierung von Tabelle 3, bezogen auf 100 Gewichtsteile des unbeschichteten Toners, gegeben, um so Entwicklerproben zur Verwendung zum Nachfüllen #1 bis #14 herzustellen; die so hergestellten Proben #1 bis #14 wurden für 48 Stunden bei 50°C gehalten, um so einen wärmebehandelten Toner jeder der Proben #1 bis #14 zu erhalten.
Unter Verwendung eines Kopiergeräts SD-2260 (bereitgestellt von Sharp Corporation) wurde dann jeder wärmebehandelte Toner der Proben #1 bis #14 in das Tonermagazin (toner hopper) eingesetzt und die Anfangsentwicklerproben, die den Proben #1 bis #14 entsprechen, nämlich die Anfangsentwicklerproben, die aus dem selben unbeschichteten Toner A bis F hergestellt wurden, wurden in den Entwicklertank gegeben.
Dann wurden unverzüglich nach der „READY"-Anzeige 10 Drucke in schwarz auf Kopierpapier der Größe A3 gemacht. Danach wurden 20 Drucke eines Dokuments, das ein weißes Papier mit A4-Größe ist, auf dem ein schwarzes Band mit einer Breite von 3 cm in der Mitte angeordnet ist, auf einem Kopierpapier gemacht, dessen Helligkeit mit einem Hunter-Helligkeitsmessgerät (bereitgestellt von Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd.) gemessen, um so die Helligkeit des weißen Teils jedes der resultierenden 20 Kopierpapiere zu messen. Die Differenz in der Helligkeit nach dem Drucken, die so gemessen worden war, und der Helligkeit vor dem Drucken wurde bestimmt und der Grad, um den die Helligkeit durch Drucken gesenkt worden war, wurde als Schleierlevel definiert; es wurde der Durchschnitt der Schleierlevel der 20 Drucke für jede der Proben #1 bis #14 genommen.
Bei der obigen Messung des Schleierlevels des wärmebehandelten Toners wird eine große Menge an Toner im Entwicklertank beim Drucken von schwarz unmittelbar nach Auftreten der „READY"-Anzeige verbraucht. Das Resultat ist, dass die Tonerkonzentration plötzlich reduziert wird und ein Nachfüllen des Toners aus dem Tonermagazin begonnen wird. Im folgenden Druckprozess des Dokuments, das in der Mitte mit einem schwarzen Teil versehen ist, wird die Tonerkonzentration im Entwicklertank, die der Mitte des Dokuments entspricht, reduziert und im Entwicklertank wird eine Ungleichmäßigkeit der Tonerkonzentration induziert und unter diesen Bedingungen wird Toner nachgefüllt. Wenn der Toner unter diesen Bedingungen nachgefüllt wird, wird die Tonerkonzentration im Entwicklertank, die dem weißen Teil des Dokuments entspricht im Vergleich zur Tonerkonzentration, die dem schwarzen Teil entspricht, erhöht. Das Resultat ist, dass im weißen Teil leichter eine Schleierbildung bewirkt wird. Durch die beschriebene Messung des Schleierlevels ist es somit möglich, die Anfangsschleierbildung unter Bedarfsbedingungen zu beurteilen.
Bei der Messung des Schleierlevels beim tatsächlichen Drucken, wurde, obgleich die Definition für den Schleierlevel dieselbe ist, in spezifischerer Weise der Schleierlevel gemessen, indem ein Zeichendokument (bzw. Schriftstück), dessen Zeichengehalt, bezogen auf ein Papier mit A4-Größe, 6% ist, nacheinander durch das Kopiergerät SD-2260 (bereitgestellt von Sharp Corporation) kopiert, bis insgesamt 300.000 Kopien gemacht waren, und vom Dokument zur Messung des Schleierlevels wurden 100.000 Kopien kopiert.
Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, waren in den Proben #9 bis #12, die unbeschichteten Toner E und F verwenden, deren Verhältnisse ΔQ_h/ΔQ_s kleiner als 0,37 sind, die Werte für den Schleierlevel des wärmebehandelten Toners größer als 1,5 und die Bildqualität war in Folge einer Schleierbildung deutlich schlecht.
Im Gegensatz dazu sind in den Proben #1 bis #8 und in den Proben #13 und #14, die den unbeschichteten Toner A bis D verwenden, deren Verhältnisse ΔQ_h/ΔQ_s größer als 0,37 sind, die Schleierlevel des wärmebehandelten Toners kleiner als 1,5 und es wurde ein wünschenswertes Bild erhalten. Allerdings wurde bei den Proben #1 und #2, deren Verhältnisse ΔQ_h/ΔQ_s 0,42 sind, obgleich ein für eine Verwendung tolerierbares Bild erhalten wird, eine Verringerung der Bildqualität im Vergleich zu den Proben #3 bis #8 und den Proben #13 und #14 beobachtet.
Auch unter den Proben #3, #4, #13 und #14, die aus dem selben unbeschichteten Toner B hergestellt wurden, wurde bei den Proben # 13 und # 14, denen nicht weniger als 0,50 Gew.-Teile Siliziumdioxid (fluidisierendes Mittel), bezogen auf 100 Gew.-Teile unbeschichteter Toner, zugesetzt ist, festgestellt, dass der Wert des Schleierlevels beim tatsächlichen Drucken hoch war und dass die Schleierbildung in Folge eines übermäßigen Zusatzes von Siliziumdioxid verursacht wurde.
Als Resultat eines Vergleichs der Proben #1 und #2, der Proben #3 und #4, der Proben #5 und #6 und der Proben #7 und #8 wurde festgestellt, dass, selbst wenn derselbe unbeschichtete Toner verwendet wird, auch wenn der Schleierlevel des Wärmebehandelten Toners unterdrückt werden kann, wenn die Menge an Siliziumdioxid, die zugesetzt wurde, erhöht wurde, war der Schleierlevel beim tatsächlichen Drucken erhöht, wenn eine größere Menge an Siliziumdioxid zugesetzt wurde.
Wie beschrieben wurde hat der elektrofotografische Toner zur Verwendung beim Drucken eine Anordnung, bei der das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s in einem vorbestimmten Bereich eingestellt ist, der keine Schleierbildung bewirkt, wobei ΔQ_s die Aufladungsrate der Tonermutterpartikel zu Beginn des Vermischens, wobei Normaltemperatur aufrechterhalten wird, bezüglich des magnetischen Pulverträgers ist, und ΔQ_h die Aufladungsrate der Tonermutterpartikel zu Beginn des Vermischens ist, wobei Temperaturbedingungen und eine Zeit beibehalten werden, die bewirken, dass der elektrofotografische Toner zur Verwendung zum Drucken aggregiert.
Da das Verhältnis von Aufladungsanstiegsraten vor und nach Unterwerfen der Tonermutterpartikel hoher Temperatur bei dieser Anordnung spezifiziert ist, wird selbst, wenn diese hohe Temperatur ausgesetzt sind, ein ausreichendes Aufladungsvermögen aufrechterhalten.
Als Resultat ist es möglich, zu verhindern, dass, nachdem der Toner bei hoher Temperatur gehalten wurde, eine Schleierbildung bei einer Verwendung erzeugt wird, ohne dass der nachteilige Effekt induziert wird, welcher durch übermäßige Zugabe des fluidisierenden Mittels bewirkt wird.
Der elektrofotografische Toner zur Verwendung beim Drucken hat eine Anordnung, bei der des Verhältnis S_r/S_i in einem Bereich eingestellt ist, der keine Schleierbildung verursacht, wobei S_i die spezifische Oberfläche einer Gruppe von Tonermutterpartikeln ist, die durch Messen des Volumenkugeläquivalentdurchmessers jedes Tonermutterpartikels für eine Gruppe von Tonermutterpartikeln und durch Errechnen der Oberfläche der Tonermutterpartikeln als Kugel, die einen Durchmesser des Volumenkugeläquivalentdurchmessers hat, erhalten wird, und S_r die spezifische Oberfläche der Gruppe von Tonermutterpartikeln ist, wie sie durch das BET-Verfahren gemessen wird.
Da die Glätte der Oberfläche der Tonermutterpartikel bei dieser Anordnung spezifiziert ist, neigt der Toner weniger dazu, zu aggregieren, selbst wenn er hoher Temperatur ausgesetzt ist.
Das Resultat ist, dass es möglich ist, die Erzeugung von Schleierbildung bei einer Verwendung zu verhindern, nachdem der Toner bei hoher Temperatur gehalten wurde, und zwar ohne dass der nachteilige Effekt induziert wird, der durch eine Überschüssige Zugabe des fluidisierenden Mittels bewirkt wird.
Der elektrofotografische Toner zur Verwendung beim Drucken hat eine Anordnung, bei der die Menge an fluidisierendem Mittel, die zugesetzt wird, nicht mehr als 0,40 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Tonermutterpartikel, ist.
Dass die Menge an fluidisierendem Mittel in dieser Anordnung spezifiziert ist, wird gewährleistet, dass der nachteilige Effekt, welcher durch übermäßigen Zusatz des fluidisierenden Mittels bewirkt wird, verhindert wird.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Zweikomponenten-Entwicklers, der aus einem elektrophotographischen Toner zur Verwendung beim Drucken und einem magnetischen Pulverträger besteht, wobei der Toner umfaßt: – Tonermutterpartikel, die Bindeharz und ein Färbemittel enthalten; und – ein fluidisierendes Mittel, das Oberflächen der Tonermutterpartikel zugesetzt wurde; wobei das Verfahren die folgenden Schritt umfaßt: – Formen der Tonermutterpartikel derart, daß das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s nicht kleiner als 0,37 ist, wobei ΔQ_s die Aufladungsrate der Tonermutterpartikel, die bei Normaltemperatur gehalten werden, zu Beginn des Vermischens mit dem magnetischen Trägerpulver ist, ΔQ_h die Aufladungsrate der Tonermutterpartikel zu Beginn des Vermischens ist, wobei Temperaturbedingungen und eine Zeit beibehalten werden, die bewirken, daß der elektrophotographische Toner zur Verwendung beim Drucken aggregiert; und – Zusetzen des fluidisierenden Mittels in einer Menge von nicht mehr als 0,40 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile Tonermutterpartikel; wobei Tonermutterpartikel so geformt werden, daß das Verhältnis S_r/S_i nicht mehr als 3,50 ist, wobei S_i die spezifische Oberfläche einer Gruppe der Tonermutterpartikel ist, die erhalten wird, indem ein Volumenkugeläquivalentdurchmesser jedes der Tonermutterpartikel für die Gruppe der Tonermutterpartikel gemessen wird und indem eine Oberfläche als Kugel mit einem Durchmesser des Volumenkugeläquivalentdurchmessers errechnet wird, S_r die spezifische Oberfläche der Gruppe der Tonermutterpartikel, wie sie durch das BET-Verfahren gemessen wird, ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis ΔQ_h/ΔQ_s nicht kleiner als 0,45 ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Verhältnis S_r/S_i nicht größer als 3,30 ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Menge des zugesetzten fluidisierenden Mittels im Bereich von 0,2 Gew.-Teilen bis 0,3 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Tonermutterpartikel, liegt.