DE60118684T2 - Zwei-Komponentenentwickler, Bilderzeugungsvorrichtung und Bilderzeugungsverfahren - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft einen Entwickler sowie eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung des Entwicklers.
  • DISKUSSION DES HINTERGRUNDS
  • Als herkömmliche Verfahren zur Entwicklung latenter Bilder unter Verwendung eines Toners sind Zweikomponentenentwicklungsverfahren, die durch ein in US-A-2874063 offenbartes Magnetbürstenentwicklungsverfahren repräsentiert werden, und Einkomponentenentwicklungsverfahren bekannt.
  • In einem Zweikomponenten-Trockenentwickler, der für ein Zweikomponentenentwicklungsverfahren verwendet wird, werden feinkörnige Tonerteilchen auf der Oberfläche von relativ größeren Trägerteilchen durch statische Elektrizität festgehalten, die durch Reibung zwischen den beiden Teilchen verursacht wird. Wenn die Tonerteilchen einem latenten Bild nahe kommen, werden die Tonerteilchen zu dem latenten Bild angezogen, da die elektrische Feldstärke des latenten Bildes zur Anziehung der Tonerteilchen größer ist als die Bindungsstärke zwischen den Tonerteilchen und den Trägerteilchen. Auf diese Weise wird der Entwickler wiederholt benutzt, wobei der für die Entwicklung verbrauchte Toner nachgefüllt wird.
  • Daher sollte das Mischungsverhältnis zwischen Träger und Toner, d. h. die Tonerkonzentration, festgelegt werden, um in dem Zweikomponentenentwicklungsverfahren eine stabile Bilddichte zu erzielen. Daher werden eine Tonerzufuhrvorrichtung und ein Tonerkonzentrationssensor für die Entwicklungsvorrichtung benötigt, und die Entwicklungsvorrichtung hat den Nachteil, daß die Vorrichtung groß und der Betrieb kompliziert wird.
  • Andererseits wird bei einem Einkomponentenverfahren nicht der Entwickler verwendet, in dem die Trägerteilchen und die Tonerteilchen wie bei dem obigen Zweikomponentenentwickler miteinander vermischt sind, sondern der Toner wird durch statische Elektrizität, die durch Reibung zwischen einem Toner und einer beim Entwicklungsverfahren eingesetzten Entwicklungstrommel verursacht wird, oder durch magnetische Anziehung zwischen dem Toner, der Magnetteilchen enthält, und der Entwicklungstrommel, die einen Magneten enthält, auf der Entwicklungstrommel festgehalten. Wenn die Tonerteilchen einem latenten Bild nahe kommen, werden die Tonerteilchen zu dem latenten Bild angezogen, und das latente Bild wird sichtbar gemacht, da die elektrische Feldstärke des latenten Bildes zur Anziehung der Tonerteilchen größer ist als die Bindungsstärke zwischen den Tonerteilchen und der Entwicklungstrommel.
  • Daher hat das Einkomponentenentwicklungsverfahren den Vorteil, daß die Entwicklungsvorrichtung verkleinert werden kann, da die Tonerkonzentration nicht gesteuert zu werden braucht, aber die Anwendung des Einkomponentenentwicklungsverfahrens auf ein Hochgeschwindigkeitskopiergerät ist schwierig, da die Anzahl der Tonerteilchen im Entwicklungsbereich kleiner ist als die des Zweikomponentenentwicklers und das entwickelte Volumen des Toners auf einem Photorezeptor nicht ausreicht.
  • Wenn wegen der hohen Lineargeschwindigkeit der Entwicklungstrommel in einem Hochgeschwindigkeitskopiergerät nicht genügend Toner aufgeladen wird, neigen auch beim Zweikomponentenentwicklungsverfahren der Toner und der Entwickler dazu, sich vom Träger zu trennen, wodurch Tonerstreuung entsteht. Daher wird auch beim Zweikomponentenentwicklungsverfahren die Verwendung des magnetischen Zweikomponentenentwicklers mit dem magnetischen Toner vorgeschlagen.
  • US-A-4517268 offenbart einen Zweikomponentenentwickler zur Verwendung bei der Bilderzeugung, der aufweist: a) einen magnetischen Toner mit Magnetteilchen und b) einen magnetischen Träger, der mit Ruß beschichtete Magnetteilchen aufweist.
  • Wenn jedoch der magnetische Toner für den Zweikomponentenentwickler verwendet wird, verstärkt sich die Tonermagnetisierung, wenn das Volumen der Magnetteilchen vergrößert wird, was beim Zweikomponentenentwicklungsverfahren zu einer Verschlechterung der Entwicklungsfähigkeit führt. Bei Verkleinerung des Volumens der Magnetteilchen wird ein rötliches Bild ohne ausreichende Schwärzung erzeugt. Wenn zur Minderung dieses Nachteils ein nichtmagnetisches schwarzes Pigment wie z.B. Ruß zusammen mit dem Toner verwendet wird, verschlechtert sich die Ladefähigkeit des Toners, und es tritt eine Hintergrundverschmutzung auf.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Zweikomponentenentwickler bereitzustellen, der einen Toner ausreichend auflädt und ein gutes Bild ohne Tonerstreuung und Hintergrundverschmutzung erzeugt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Zweikomponentenentwickler bereit, der aufweist:
    einen magnetischen Toner (A), der Magnetteilchen enthält; und
    einen magnetischen Träger (B);
    dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetteilchen des Toners (A) mit Ruß beschichtet sind.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ferner einer Bilderzeugungsvorrichtung bereit, die aufweist:
    eine Einrichtung zum Erzeugen eines Magnetfelds;
    einen Entwicklerträger zum Transport des Zweikomponentenentwicklers;
    ein erstes Regulierglied zur Regelung des Volumens des durch den Entwicklerträger transportierten Entwicklers;
    einen Entwicklerbehälter, der in Transportrichtung des Entwicklers auf dem Entwicklerträger stromaufwärts von dem ersten Regulierglied angeordnet ist, um den dadurch abgeschabten Entwickler aufzunehmen;
    einen Tonerbehälter, der in Transportrichtung stromaufwärts von dem Entwicklerbehälter angeordnet ist, um den Toner zuzuführen; und
    ein zweites Regulierglied, das von dem Entwicklerträger beabstandet ist, um den Durchfluss des verstärkten Entwicklers zu regulieren, wenn die Tonerkonzentration des Entwicklers auf dem Entwicklerträger erhöht wird und die Schichtdicke des Entwicklers zunimmt, wobei das zweite Regulierglied den Kontaktzustand des Entwicklers und des Toners verändert und entsprechend der Konzentrationsänderung des Toners im Entwickler auf dem Entwicklerträger den Aufnahmevorgang des Toners in den Entwickler auf dem Entwicklerträger verändert, und wobei der Entwickler der Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 18 ist.
  • Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Mit dem besseren Verständnis der Erfindung aus der ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen durchweg gleiche Teile bezeichnen, werden verschiedene weitere Aufgaben, Merkmale und begleitende Vorteile der vorliegenden Erfindung umfassender erkennbar. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht, die den Querschnitt einer Ausführungsform der Entwicklungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung darstellt;
  • 2 einen Teilschnitt zur Erläuterung der Bewegung des Entwicklers in der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung;
  • 3 einen weiteren Teilschnitt zur Erläuterung des Bewegung des Entwicklers in der Ausführungsform;
  • 4 einen weiteren Teilschnitt zur Erläuterung des Bewegung des Entwicklers in der Ausführungsform.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Allgemein stellt die vorliegende Erfindung einen Zweikomponentenentwickler bereit, der zumindest einen magnetischen Toner (A), der mit Ruß beschichtete Magnetteilchen enthält, und einen magnetischen Träger (B) aufweist. Der Toner weist vorzugsweise komplexe Magnetteilchen auf.
  • Als Toner zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung kann ein nach bekannten Verfahren hergestellter Toner verwendet werden. Konkret wird der Toner nach dem folgenden Verfahren gebildet:
    • (1) Ein Gemisch, das ein Harzbindemittel, Magnetteilchen, einen Polaritätsregler und einen wahlfreien Zusatzstoff enthält, wird unter Hitzeeinwirkung geknetet;
    • (2) das Gemisch wird abgekühlt, pulverisiert und klassiert; und dann
    • (3) wird wahlweise ein äußerer Zusatzstoff mit dem Gemisch vermischt.
  • Als Harzbindemittel zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung können bekannte Harze eingesetzt werden. Konkrete Beispiele für das Harz sind unter anderem Styrol und dessen Ersatzpolymere, z.B. Polystyrol, Poly-p-Chlorstyrol und Polyvinyltoluol; Styrol-Copolymere, wie z.B. Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymere, Styrol-Vinyltoluol-Copolymere, Styrol-Vinylnaphthalin-Copolymere, Styrol-Acrylester-Copolymere, Styrol-Methacrylester-Copolymere, Styrol-Methyl-α-chlormethacrylat-Copolymere, Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Styrol-Vinylmethylether-Copolymere, Styrol-Vinylethylether-Copolymere, Styrol-Vinylmethylketon-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Isopren-Copolymere, Styrol-Acrylnitril-Isopren-Copolymere und Styrol-Acrylnitril-Inden-Copolymere; Polyvinylchlorid, Phenolharze, naturharzmodifizierte Phenolharze, naturharzmodifizierte Maleinsäureharze, Acrylharze, Methacrylharze, Polyvinylacetat, Siliconharze, Polyesterharze, Polyurethan, Polyamidharze, Furanharze, Epoxidharze, Xylolharze, Polyvinylbutyral, Kolophonium, modifiziertes Kolophonium, Terpenharze, Cumaron-Inden-Harze, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffharze, aromatische Petrolharze, chloriertes Paraffin und Paraffinwachse. Diese können allein oder in Kombination eingesetzt werden.
  • Insbesondere kann bei einem Hitze/Druck-Fixierverfahren ein als Bindemittelharz verwendetes Polyesterharz einen Toner bilden, der eine gute Polyvinylchlorid-Haftbeständigkeit und einen guten Offsetwiderstand an einer Heizwalze aufweist.
  • Konkrete Beispiele von Bindemittelharzen zur Verwendung bei einem Druckfixierverfahren sind unter anderem Polyethylen, Polypropylen, Polymethylen, Polyurethan-Elastomere, Ethylen-Ethylacrylat-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ionomerharze, Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Isopren-Copolymere, gesättigte lineare Polyester und Paraffin.
  • Für Tonerteilchen wird vorzugsweise ein Polaritätsregler verwendet, der intern oder extern zugesetzt wird. Der Polaritätsregler kann das Ladevolumen des Toners regeln und ist besonders wirksam bei dem oben erwähnten Entwicklungsverfahren, das die Tonerkonzentrationssteuerung nicht benötigt.
  • Als Polaritätsregler können bekannte Materialien verwendet werden. Konkrete Beispiele der positiven Polaritätsregler sind unter anderem Verbindungen, die beispielsweise durch Nigrosin und Fettsäure-Metallsalze modifiziert werden; quartäre Ammoniumsalze, wie z.B. Tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphtholsulfonsäure-Salze und Tetrabutylammoniumtetrafluorborat; Diorganozinnoxid, wie z.B. Dibutylzinnoxid, Dioctylzinnoxid und Dicyclohexylzinnoxid; Diorganozinnborat, wie z.B. Dibutylzinnborat, Diooctylzinnborat und Dicyclohexylzinnborat. Diese können allein oder in Kombination eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden Polaritätsregler wie z.B. Nigrosinverbindungen und organisches quartäres Ammonium eingesetzt.
  • Als negative Polaritätsregler werden Organometallverbindungen und Chelatverbindungen eingesetzt. Konkrete Beispiele der negativen Polaritätsregler sind unter anderem Aluminiumacetylacetonat, Eisen (II)acetylacetonat und ditertiäres 3-5-Butylchromsalicylat. Besonders der Acetylaceton-Metallkomplex, der Monoazometallkomplex und der Naphthoe- oder Salicylsäure-Metallkomplex oder deren Salze werden bevorzugt verwendet. Der Salicylsäure-Metallkomplex und der Monoazometallkomplex oder Metallsalze der Salicylsäure werden stärker bevorzugt eingesetzt.
  • Der Polaritätsregler wird vorzugsweise in Form von feinen Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von nicht mehr als 3 μm verwendet.
  • Die Menge des Polaritätsreglers zur Verwendung in einem Toner wird durch die Art des Harzbindemittels, durch einen wahlweise verwendeten Zusatzstoff und durch das Herstellungsverfahren des Toners einschließlich des Tonerdispergierverfahrens bestimmt. Es werden 0,1 bis 20 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,2 bis 10 Gewichtsteile Polaritätsregler pro 100 Gewichtsteile Bindemittelharz verwendet. Der Toner wird nicht genügend aufgeladen, wenn der Anteil des Polaritätsreglers kleiner als 0,1 Gewichtsteile ist. Wenn der Anteil des Polaritätsreglers größer als 20 Gewichtsteile ist, dann wird der Toner so stark aufgeladen, daß seine statische Elektrizität, durch die der Träger angezogen wird, ansteigt, was zu einer Verschlechterung der Fließfähigkeit des Entwicklers und zu einer Verschlechterung der daraus resultierenden Bilddichte führt.
  • Als Magnetteilchen zur Verwendung in dem magnetischen Toner (A) gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Eisenoxid verwendet, wie z.B. Magnetit, Hämatit und Ferrit, die unter Verwendung eines Silanhaftmittels als Bindemittelharz mit Ruß beschichtet sind, um auch mit einer kleinen Tonermenge ein Bild von ausreichender Dichte zu erzeugen, da die Farbe der Magnetteilchen selbst schwarz ist. Außerdem können die Tonerteilchen genügend aufgeladen werden, um Tonerstreuung und Hintergrundverschmutzung zu verhindern.
  • Der Anteil des Silanhaftmittels beträgt 0,3 bis 3,0 Gew.-% und vorzugsweise 0,3 bis 1,5 Gew.-% pro 100 Gew.-% der Magnetteilchen. Wenn der Silanhaftmittelanteil weniger als 0,3 Gew.-% beträgt, haftet der Ruß nicht fest an den Magnetteilchen und löst sich von den Teilchen während des Dispersionsvorgangs der Magnetteilchen bei der Herstellung des Toners, wodurch Hintergrundverschmutzung entsteht. Wenn der Silanhaftmittelanteil größer als 3 Gew.-% ist, werden die Magnetteilchen nicht gleichmäßig mit Ruß beschichtet, was zur Verschlechterung der Dispergierbarkeit der Magnetteilchen in dem Toner und zur Bildung von agglomerierten Teilchen führt.
  • Für den erfindungsgemäßen Toner (A) werden 3 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% Ruß pro 100 Gew.-% Magnetteilchen eingesetzt. Wenn der Rußanteil niedriger ist als 3 Gew.-%, ist die resultierende Bilddichte niedrig, da die Tonerteilchen nicht schwarz genug sind. Wenn der Rußanteil höher als 20 Gew.-% ist, nimmt die Fließfähigkeit der Magnetteilchen und ihre Dispergierbarkeit bei der Herstellung des Toners ab. Außerdem löst sich der Ruß leicht von den Magnetteilchen, wodurch ein anomales Bild entsteht, wie z.B. Hintergrundverschmutzung.
  • Das Magnetteilchenpulver kann mit dem Silanhaftmittel beschichtet werden, indem das Magnetteilchenpulver gemischt und gerührt wird, während es mit einem flüssigen Silanhaftmittel besprüht wird.
  • Konkrete Beispiele des für das Bindemittelharz verwendeten Silanhaftmittels sind unter anderem Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylchlorsilan, Trimethylethoxysilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Benzylmethylchlorsilan, Brommethyldimethylchlorsilan, α-Chlorethyltrichlorsilan, β-Chlorethyltrichlorsilan, Chlormethyldimethylchlorsilan, Triorganosilanmethylmercaptan, Trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacrylat, Vinyldimethylacetoxysilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan und 1,3-Diphenyltetramethyldisiloxan.
  • Das für die Magnetteilchen verwendete Magnetit wird durch bekannte Herstellungsverfahren hergestellt. Zum Beispiel wird (1) eine wässrige Flüssigkeit aus Eisensulfat durch eine alkalische Flüssigkeit neutralisiert, um ein Eisenhydroxid zu bilden; (2) die Eisenhydroxid-Aufschlämmung mit nicht weniger als 10 pH wird durch ein oxidhaltiges Gas oxidiert, um eine Magnetit-Aufschlämmung zu bilden; und dann wird (3) die Aufschlämmung mit Wasser gewaschen, filtriert, getrocknet und pulverisiert, um Magnetitteilchen zu bilden.
  • Die Magnetteilchen sind vorzugsweise kugelförmige Teilchen, die kein Silicium oder Aluminium enthalten und einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,2 bis 0,4 μm, vorzugsweise von 0,2 bis 0,3 μm aufweisen, um die Änderung der Ladefähigkeit des Toners infolge Luftfeuchtigkeit zu vermindern. Der Gehalt an den Magnetteilchen in dem magnetischen Toner beträgt vorzugsweise 5 bis 80 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 bis 30 Gew.-% pro 100 Gew.-% Toner.
  • Der magnetische Toner (A) zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung weist eine Magnetisierung von 10 bis 30 Am2/kg (10 bis 30 EME/g), vorzugsweise von 15 bis 25 Am2/kg (EME/g) bei einem Magnetfeld von 80 kA/m (1000 Oe) auf, da der Entwickler in dem Toner wirksam werden kann und die Verschlechterung der Bilddichte verhindert werden kann, auch wenn ein Bild, das viel Toner verbraucht, wiederholt kopiert wird. Außerdem können die Tonerstreuung und die Tonerentwicklung auf dem Hintergrund infolge der Drehung des Entwicklerträgers wegen der magnetischen Bindungsenergie des magnetisierten Toners in Richtung des Entwicklerträgers wirksam verhindert werden. Ferner kann das Anhaften des Entwicklers, der sich von der Entwicklungstrommel löst, an dem Photorezeptor verhindert werden, und der Entwickler kann genügend Toner enthalten, wenn der Teilchendurchmesser des in dem Entwickler enthaltenen Trägers klein ist. Daher kann ein Bild erzeugt werden, das eine ausreichende Dichte und eine gute Reproduktion einer dünnen Linie aufweist.
  • Wenn die Magnetisierung kleiner ist als 10 EME/g, dann ist die Vormagnetisierung gering und führt zur Tonerstreuung und zur Hintergrundverschmutzung. Wenn die Magnetisierung größer als 30 EME/g ist, dann ist die Vormagnetisierung hoch und führt zu einer Abnahme der resultierenden Bilddichte.
  • Der Anteil der Magnetteilchen zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner (A) beträgt 10 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 25 Gew.-% pro 100 Gew.-% Toner. Ferner beträgt seine spezifische Oberfläche 1 bis 60 m2/g, vorzugsweise 3 bis 20 m2/g. Durch den Anteil und die spezifische Oberfläche der Magnetteilchen sind der Widerstand und die Ladefähigkeit des Toners kompatibel, wodurch ein Bild mit hoher Bilddichte ohne Hintergrundverschmutzung entsteht.
  • Dem erfindungsgemäßen Toner (A) kann wahlweise ein Färbemittel zugesetzt werden, wie z.B. Pigmente und Farbstoffe. Als Pigment können Ruß, Anilinschwarz, Ofenruß, Lampenruß usw. für das schwarze Färbemittel verwendet werden. Als cyanblaues Färbemittel können Phthalocyaninblau, Methylenblau, Viktoriablau, Methylviolett, Anilinblau, Ultramarinblau usw. verwendet werden. Als magentarotes Färbemittel können Rhodamin 6G-Lack, Dimethylchinacridon, Alarmrot, Diodeosin, Rhodamin B, Alizarinlack usw. verwendet werden. Als gelbes Färbemittel können Chromgelb, Benzidingelb, Hansagelb, Naphtholgelb, Molybdänorange, Chinolingelb, Tartrazin usw. verwendet werden. Der Anteil des Pigments beträgt 0,1 bis 20 Gewichtsteile, vorzugsweise 2 bis 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes in dem Toner.
  • Konkrete Beispiele der Farbstoffe sind unter anderem Azofarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe, Xantheinfarbstoffe, Methinfarbstoffe usw. Der Anteil des Farbstoffs beträgt 0,05 bis 10 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,1 bis 3 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes in dem Toner.
  • Für den erfindungsgemäßen Toner wird vorzugsweise ein Zusatzstoff verwendet, um die Ladefähigkeit, die Entwicklungsfähigkeit, die Fließfähigkeit und die Haltbarkeit zu verbessern. Konkrete Beispiele der Zusatzstoffe als Fließfähigkeitsverbesserer sind unter anderem Metalloxide, wie z.B. Ceroxid, Zirconiumoxid, Siliciumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid und Antimonoxid; und feine Teilchen aus Siliciumcarbid und Siliciumnitrid. Konkrete Beispiele der Zusatzstoffe als Reinigungshilfsmittel sind unter anderem feine Harzteilchen, wie z.B. Fluorkohlenstoffharze, Siliconharze und Acrylharze; und Metallseifen-Gleitmittel, wie z.B. Zinkstearat, Calciumstearat, Aluminiumstearat und Magnesiumstearat.
  • Unter den Zusatzstoffen werden Siliciumoxid und Titanoxid vorzugsweise als Fließfähigkeitsverbesserer eingesetzt. Zinkstearat wird vorzugsweise als Reinigungshilfsstoff eingesetzt.
  • Vorzugsweise wird der Fließfähigkeitsverbesserer zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung wahlweise mit Siliconlack, verschiedenen modifizieren Siliconlacken, Siliconöl, verschiedenen modifizierten Siliconölen, Silanhaftmittel, anderen organischen Siliconverbindungen oder Kombinationen aus verschiedenen Behandlungsmitteln behandelt.
  • In dem erfindungsgemäßen Toner kann ein Trennmittel enthalten sein, um die Trennbarkeit beim Fixieren zu verbessern. Es können bekannte Trennmittel verwendet werden, wie z.B. niedermolekulares Polyethylen, niedermolekulares Polypropylen, mikrokristalline Wachse, Carnaubawachse, Sisalwachse, Paraffinwachse. In dem magnetischen Toner sind vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-% Trennmittel pro 100 Gew.-% des Bindemittelharzes enthalten.
  • Der in dem erfindungsgemäßen Entwickler enthaltene Träger weist eine Magnetisierung von 30 bis 120 EME/g, vorzugsweise von 40 bis 100 EME/g bei einem Magnetfeld von 1000 Oe auf, um die magnetische Bindungsenergie des Entwicklers zur Entwicklungstrommel in dem Entwicklungsbereich zu erhöhen. Infolgedessen wird das Anhaften des Trägers am Photorezeptor wirksam verhindert, um ein gutes Bild zu erzeugen.
  • Der in dem erfindungsgemäßen Entwickler enthaltene Träger hat einen mittleren Teilchendurchmesser von 20 bis 100 μm, vorzugsweise von 20 bis 80 μm, um die Tonerkonzentration in der Entwicklerschicht im Entwicklungsbereich zu erhöhen, was auch in einer Hochgeschwindigkeits-Bilderzeugungsvorrichtung zur Entstehung eines guten Bildes mit hoher Bilddichte führt.
  • Als Trägerteilchen, die in dem erfindungsgemäßen Entwickler enthalten sind, können bekannte Kernteilchen verwendet werden. Konkrete Beispiele der Kernteilchen sind unter anderem ferromagnetische Metalle, wie z.B. Eisen, Cobalt und Nickel, Metalllegierungen und Verbindungen, wie z.B. Magnetit, Hämatit und Ferrit, und Komplexe der oben erwähnten ferromagnetischen Teilchen und Harze usw.
  • Der Träger zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise mit einem Harz beschichtet, um die Haltbarkeit zu verbessern.
  • Konkrete Beispiele der Harze, mit denen der Träger beschichtet wird, sind unter anderem Polyolefinharze, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, chloriertes Polyethylen und chlorsulfoniertes Polyethylen; Polyvinyl- und Polyvinylidenharze, wie z.B. Polystyrol, Acryl (z.B. Polymethylmethacrylat), Polyacrylnitril, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylbutyral, Polyvinylchlorid, Polyvinylcarbazol, Polyvinylether und Polyvinylketon; Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere; Siliconharze, die eine Organosiloxan-Bindung enthalten, oder die modifizierten Harze (z.B. Harze, die durch Alkydharze, Polyesterharze, Epoxidharze, Polyurethan usw. modifiziert sind), Fluorkohlenstoffharze, wie z.B. Polytetrafluorethylen, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid und Polychlortrifluorethylen; Polyamid; Polyester; Polyurethan; Polycarbonat; Aminoharze, wie z.B. Harnstoff-Formaldehyd-Harze; und Epoxidharze usw. Unter den Harzen werden Siliconharze oder die modifizierten Harze und Fluorkohlenstoffharze besonders bevorzugt, und die Siliconharze oder die modifizierten Harze werden stärker bevorzugt, um einen verbrauchten Toner zu verhindern, in dem wegen der Hitze, die durch gegenseitige Kollision der Entwicklerteilchen usw. verursacht wird, auf der Trägeroberfläche eine Tonerschicht ausgebildet wird.
  • Als Siliconharz können irgendwelche bekannten Siliconharze verwendet werden. Es können das unmodifizierte Siliconharz, das nur aus der durch die folgende Formel (1) dargestellten Organosiloxan- Bindung gebildet wird, und durch Alkyd, Polyester, Epoxid, Urethan usw. modifizierte Siliconharze verwendet werden.
    Figure 00080001
    wobei R1 ein Wasserstoffatom und eine Alkylgruppe oder eine Phenylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt, R2 und R3 eine Wasserstoffgruppe, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe, eine Phenoxygruppe, eine Alkenylgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Alkenyloxygruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Hydroxylgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Ethyloxidgruppe, einen Glycidylgruppe oder eine durch die folgende Formel (2) dargestellte Gruppe bedeuten;
    Figure 00080002
    wobei R4 und R5 eine Hydroxylgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Alkenyloxygruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe und eine Phenoxygruppe darstellen; und wobei j, k, m, n, p und q ganze Zahlen sind.
  • Die oben erwähnten Substituenten können beispielsweise eine Aminogruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Mercaptogruppe, eine Phenylgruppe, eine Ethylenoxidgruppe, eine Glycidylgruppe und Halogenatome als Substituent aufweisen.
  • In der Überzugsschicht des Trägers zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung kann ein elektrisch leitender Zusatzstoff dispergiert sein, um den spezifischen Volumenwiderstand zu steuern. Es können bekannte elektrisch leitende Zusatzstoffe verwendet werden. Zum Beispiel können Metalle wie etwa Eisen, Gold und Kupfer; Eisenoxid wie z.B. Ferrit und Magnetit; und Pigmente, wie z.B. Ruß, verwendet werden. Unter den Zusatzstoffen kann sogar ein kleiner Anteil eines Gemischs aus Ofenruß und Acetylenschwarz, die beide Rußsorten sind, die Leitfähigkeit wirksam steuern. Außerdem kann ein Träger mit einer Überzugsschicht von hoher Abriebfestigkeit gebildet werden. Die feinkörnigen elektrisch leitenden Teilchen haben vorzugsweise einen Teilchendurchmesser von 0,01 bis 10 μm. Der Überzugsschicht des Trägers werden vorzugsweise 2 bis 30 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 5 bis 20 Gewichtsteile der feinkörnigen elektrisch leitenden Teilchen zugesetzt.
  • Um die Haftung der Überzugsschicht an den Kernteilchen des Trägers zu verbessern, und um die Dispergierbarkeit des elektrisch leitenden Zusatzstoffs zu verbessern, kann ein Silanhaftmittel, ein Titanhaftmittel usw. der Überzugsschicht des Trägers zugesetzt werden.
  • Das Silanhaftmittel zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindung, die durch die folgende Formel (3) dargestellt wird: YRSiX3 (3)wobei X eine Hydrolysegruppe darstellt, die an ein Siliciumatom gebunden ist, wie z.B. eine Chlorgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Acetoxygruppe, eine Alkylaminogruppe und eine Propenoxygruppe; Y stellt eine organische funktionelle Gruppe dar, die mit einer organischen Matrix reagiert hat, wie z.B. eine Vinylgruppe, eine Methacrylgruppe, eine Epoxygruppe, eine Glycidoxygruppe, eine Aminogruppe und eine Mercaptogruppe; und R stellt eine Alkylgruppe oder eine Alkylengruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen dar.
  • Ein Aminosilanhaftmittel mit einer Aminogruppe in Y wird vorzugsweise zur Bildung eines Entwicklers mit negativer Ladung verwendet, und ein Epoxysilanhaftmittel mit einer Epoxygruppe in Y wird vorzugsweise zur Bildung eines Entwicklers mit positiver Ladung verwendet.
  • Zur Bildung einer Überzugsschicht auf den Kernteilchen des Trägers können herkömmliche Verfahren angewandt werden, wie z.B. Sprühverfahren und Tauchverfahren. Die Dicke der Überzugsschicht beträgt vorzugsweise 0,1 bis 20 μm.
  • Außerdem beträgt das Gewichtsverhältnis des magnetischen Toners (A) und des magnetischen Trägers (B) zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung 10/90 bis 50/50, um ein ausreichendes Volumen des Toners für die Entwicklung im Entwicklungsbereich einzuhalten, so daß ein Bild von ausreichender Dichte und mit guter Reproduktion einer dünnen Linie erzeugt werden kann.
  • 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform der Entwicklungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung.
  • Eine Entwicklungsvorrichtung 13, die auf der Seite einer Photorezeptortrommel 1 angeordnet ist, die Träger eines latenten Bildes ist, besteht hauptsächlich aus einem Trägergehäuse 14, einer Entwicklungstrommel 15, die ein Entwicklerträger ist, einen Entwickleraufnahmeelement 16 und einer ersten Rakel 17, die ein Entwicklerregulierglied ist, usw.
  • Das Trägergehäuse 14, das auf der Seite der Photorezeptortrommel 1 eine Öffnung aufweist, bildet einen Tonertrichter 19, der einen Toner 18 enthält. In Richtung der Photorezeptortrommel 1 des Tonertrichters 19 ist in einem Stück mit dem Trägergehäuse 14 das Entwickleraufnahmeelement 16 ausgebildet, in dem ein Entwicklerbehälter 16a ausgebildet ist, der einen Entwickler 22 enthält, der aus dem Toner 18 und einem aus Magnetteilchen bestehenden Träger gebildet wird.
  • Das unterhalb des Entwickleraufnahmeelements 16 angeordnete Trägergehäuse 14 bildet einen Vorsprung 14a mit einer Gegenfläche 14b, die dem Entwickleraufnahmeelement 16 zugewandt ist. Eine Tonerzufuhröffnung 20 zur Zuführung des Toners 18 ist zwischen dem unteren Teil des Entwickleraufnahmeelements 16 und der Gegenfläche 14b ausgebildet.
  • Innerhalb des Tonertrichters 19 ist ein Tonerrührer 21 angeordnet, der durch eine nicht dargestellte Antriebseinheit in Drehung versetzt wird. Der Tonerrührer 21 befördert den Toner 18 im Tonertrichter 19 zur Tonerzufuhröffnung 20, während er den Toner rührt. In der zur Photorezeptortrommel 1 entgegengesetzten Richtung des Tonertrichters 19 ist ein Tonerende-Detektor 14c angeordnet, um die Tonermenge in dem Tonertrichter 19 zu erfassen.
  • Zwischen der Photorezeptortrommel 1 und dem Tonertrichter 19 ist eine Entwicklungstrommel 15 angeordnet. Innerhalb der Entwicklungstrommel 15, die durch eine nicht dargestellte Antriebseinheit in einer durch einen Pfeil angedeuteten Richtung in Drehung versetzt wird, ist in einer zur Entwicklungsvorrichtung 13 entgegengesetzten Position ein nicht dargestellter Magnet angeordnet, der ein elektrisches Feld erzeugt. Auf der zum Trägergehäuse 14 entgegengesetzten Seite des Entwickleraufnahmeelements 16 ist in einem Stück mit dem Entwickleraufnahmeelement 16 die erste Rakel 17 angeordnet. Die erste Rakel 17 ist so angeordnet, daß zwischen der Spitze der Rakel 17 und der Oberfläche der Entwicklungstrommel 15 ein fester Zwischenraum eingehalten wird.
  • An einem Teil des Entwickleraufnahmeelements 16, der dicht an der Tonerzufuhröffnung 20 liegt, ist eine zweite Rakel 23 angeordnet, die ein Regulierelement ist. Die Rakel 23, die mit dem Entwickleraufnahmeelement 16 in einem Stück ausgebildet ist, ist so angeordnet, daß ihre freie Spitze in der Richtung vorsteht, in welcher der Fluss des Entwicklers 22 entlang der Oberfläche der Entwicklungstrommel 15 verhindert wird, d. h. in Richtung zur Mitte der Trommel, wobei ein fester Zwischenraum zur Trommel eingehalten wird.
  • Der Entwicklerbehälter 16a ist so geformt, daß er einen ausreichenden Raum aufweist, in dem der Entwickler 22 innerhalb eines magnetischen Anziehungsbereichs der Entwicklungstrommel 15 umgewälzt wird. Die Gegenfläche 14b ist so ausgebildet, daß die Fläche vom Tonertrichter 19 zur Entwicklungstrommel 15 hin abfällt und eine vorgegebene Länge aufweist. Daher wird auch dann, wenn der Träger in dem Entwicklerbehälter 16a infolge einer Vibration, einer Unregelmäßigkeit der Magnetkraft des Magneten in der Entwicklungstrommel 15 und einer teilweisen Zunahme der Tonerkonzentration in dem Entwickler 22 durch den Spalt zwischen der zweiten Rakel 23 und der Entwicklungstrommel 15 fällt, der Träger durch die Gegenfläche 14b aufgenommen und zur Entwicklungstrommel 15 befördert. Der Träger wird durch die Entwicklungstrommel 15 magnetisch angezogen und wieder dem Entwicklerbehälter 16a zugeführt. Auf diese Weise kann eine Abnahme des Trägers in dem Entwicklerbehälter 16a verhindert werden, und daher kann eine Unregelmäßigkeit der Bilddichte in Achsenrichtung der Entwicklungstrommel 15 verhindert werden. Der Neigungswinkel α der Gegenfläche 14b beträgt vorzugsweise etwa 5°. Die vorgegebene Länge k beträgt vorzugsweise 2 bis 20 mm, stärker bevorzugt 3 bis 10 mm.
  • Der durch den Tonerrührer 21 aus dem Tonertrichter 19 beförderte Toner 18 wird durch die Tonerzufuhröffnung 20 dem Entwickler 22 zugeführt, der durch die Entwicklungstrommel 15 mitgeführt wird, und zum Entwicklerbehälter 16a transportiert. Dann wird der Entwickler 22 im Entwicklerbehälter 16a durch die Entwicklungstrommel 15 in eine Position befördert, die der Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 gegenüberliegt, wo nur der Toner 18 elektrostatisch mit dem elektrostatischen latenten Bild kombiniert wird, das auf der Photorezeptortrommel 1 ausgebildet ist, um ein Tonerbild auf der Photorezeptortrommel 1 auszubilden.
  • Wenn in der Entwicklungsvorrichtung 13 ein Starter eingestellt wird, der nur einen magnetischen Träger 22a enthält, wie in 2 dargestellt, dann wird der magnetische Träger 22a in den Träger, der magnetisch zur Oberfläche der Entwicklungstrommel 15 angezogen wird, und den im Entwicklerbehälter 16a enthaltenen Träger getrennt. Der im Entwicklerbehälter 16a enthaltene magnetische Träger 22a wird durch die magnetische Anziehung der Entwicklungstrommel 15 entsprechend ihrer Drehung in der durch einen Pfeil a angedeuteten Richtung mit einer Geschwindigkeit von nicht weniger als 1 mm/s in der durch einen Pfeil b angedeuteten Richtung umgewälzt.
  • Dann wird eine Grenzfläche X zwischen der Oberfläche des magnetischen Trägers 22a, der zur Entwicklungstrommel 15 angezogen wird, und der Oberfläche des magnetischen Trägers 22a gebildet, der in dem Entwicklungsbehälter 16a zirkuliert.
  • Als nächstes wird, wenn der Toner 18 in den Tonertrichter 19 eingebracht wird, der Toner 18 durch die Tonerzufuhröffnung 20 dem magnetischen Träger 22a zugeführt, der durch die Entwicklungstrommel 15 mitgeführt wird. Daher transportier die Entwicklungstrommel 15 den Entwickler 22, der ein Gemisch aus dem Toner 18 und dem magnetischen Träger 22a ist.
  • In dem Entwicklerbehälter 16a existiert eine Energie zur Verhinderung des Transports des Entwicklers 22, der durch die Entwicklungstrommel 15 mitgeführt wird, durch den im Entwicklerbehälter 16a enthaltenen Entwickler 22. Wenn der Toner 18 auf der Oberfläche des Entwicklers 22, der durch die Entwicklungstrommel 15 mitgeführt wird, zur Grenzfläche X transportiert wird, verringert sich die Reibungsenergie des Entwicklers 22, der sich in der Nähe der Schnittstelle X befindet, und seine Transportierbarkeit verringert sich, wodurch sich sein Transportvolumen verringert.
  • Andererseits existiert keine derartige Energie, die den Transport des durch die Entwicklungstrommel 15 transportierten Entwicklers 22 von einem Zusammenfluss Y zu einem Punkt verhindert, der in Drehrichtung der Entwicklungstrommel 15 stromaufwärts liegt. Daher geht, wie in 3 dargestellt, daß Gleichgewicht des Transportvolumens zwischen dem zum Zusammenfluss Y transportierten Entwickler 22 und dem durch die Grenzfläche X transportierten Entwickler 22 verloren, und der Entwickler 22 sammelt sich an, was zu einem Anstieg des Zusammenflusses Y und zu einer Zunahme der Schichtdicke des Entwicklers führt, der die Grenzfläche X einschließt. Außerdem nimmt die Schichtdicke des Entwicklers 22 allmählich zu,, der die erste Rakel 17 passiert hat und durch die zweite Rakel 23 abgeschabt wird. Wenn der Entwickler 22, der die erste Rakel 17 passiert hat, die vorgegebene Tonerkonzentration aufweist, bildet der durch die zweite Rakel 23 abgeschabte Entwickler 22 eine Schicht, welche die Tonerzufuhröffnung 20 einnimmt und den Eintrag des Toners 18 beendet, wie in 4 dargestellt.
  • An diesem Punkt nimmt der Entwickler 22 im Entwicklerbehälter 16a zu, da die Tonerkonzentration höher wird, und der Raum im Entwicklerbehälter 16a wird kleiner, wodurch sich die Umlaufgeschwindigkeit des Entwicklers 22 in der durch einen Pfeil b angedeuteten Richtung verringert. Der durch die zweite Rakel 23 abgeschabte Entwickler 22 bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von nicht weniger als 1 mm/s in der in 4 durch einen Pfeil c angedeuteten Richtung und wird durch die Gegenfläche 14b aufgenommen. Da die Gegenfläche 14b im Winkel α zur Entwicklungstrommel 15 hin geneigt ist und die vorgegebene Länge k aufweist, kann verhindert werden, daß der Entwickler 22 infolge der Schichtbewegung des Entwicklers 22 in den Tonertrichter 19 fällt. Daher kann ständig die ausreichende Menge des Entwicklers 22 und des Toners zugeführt werden.
  • Nach der allgemeinen Beschreibung der vorliegenden Erfindung lässt sich ein weitergehendes Verständnis durch Bezugnahme auf bestimmte konkrete Beispiele erreichen, die hierin ausschließlich zu Erläuterungszwecken angegeben werden und nicht als Einschränkung beabsichtigt sind. In den Beschreibungen der nachstehenden Beispiele stellen die Zahlen Gewichtsverhältnisse in Gewichtsteilen dar, falls nicht anders angegeben.
  • BEISPIELE
  • HERSTELLUNGSBEISPIEL 1 FÜR MAGNETISCHES MATERIAL
  • Komplexe Magnetteilchen 1 wurden nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
    • (1) 0,5 Teile des Feststoffgehalts einer Methyltrimethoxysilan-Flüssigkeit wurden in 100 Teile Magnetit gegeben, und das Gemisch wurde 30 min. mit einem Henschel-Mischer gemischt und gerührt;
    • (2) 12 Teile Ruß wurden in das Gemisch gegeben, das 60 min. gemischt und gerührt wurde; und dann
    • (3) wurde das Gemisch nach dem Anhaften des feinkörnigen Rußpulvers an der Methyltrimethoxysilan-Schicht 60 min. bei 105°C getrocknet.
  • Die komplexen Magnetteilchen 1 hatten die folgenden Eigenschaften:
    • (1) der mittlere Teilchendurchmesser betrug 0,2 μm;
    • (2) der Gehalt an FeO betrug 20 Gew.-%;
    • (3) die spezifische Oberfläche betrug 8,3 m2/g; und
    • (4) die Magnetisierung betrug 61 Am2/kg (61 EME/g).
  • HERSTELLUNGSBEISPIELE 2 BIS 9 FÜR MAGNETISCHES MATERIAL
  • Das Herstellungsverfahren der komplexen Magnetteilchen 1 wurde zur Herstellung komplexer Magnetteilchen 2 bis 8 und von Magnetteilchen 9 wiederholt, wobei aber die in Tabelle 1 dargestellten Formulierungen verwendet wurden.
  • TONER-HERSTELLUNGSBEISPIEL 1
  • Die folgenden Materialien wurden mit einem Henschel-Mischer vermischt:
    Polyesterharz 100
    Chromhaltiger Azofarbstoff 3
    Carnaubawachs 5
    Komplexe Magnetteilchen 1 70
    • (1) Das Gemisch wurde durch einen Knetextruder bei 140°C geknetet und durch Abkühlung gehärtet;
    • (2) das gehärtete Gemisch wurde durch eine Häckselvorrichtung zerkleinert und durch eine mechanische Feinmahlvorrichtung pulverisiert;
    • (3) das entstandene feingemahlene Pulver wurde durch einen Klassierer unter Anwendung des Coanda-Effekts klassiert, um einen Stammtoner mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 8 μm zu erhalten.
    • (4) 0,3 Teile hydrophobes kolloidales Siliciumdioxid und 0,2 Teile hydrophobes Titanoxid wurden 100 Teilen des Stammtoners zugesetzt und durch einen Henschel-Mischer vermischt, um Tonerteilchen a herzustellen.
  • Die Magnetisierung des Toners bei einem Magnetfeld von 80 kA/m (1000 Oe) betrug 24 Am2/kg (24 EME/g).
  • TONER-HERSTELLUNGSBEISPIELE 2 BIS 9
  • Das Herstellungsverfahren für die Tonerteilchen a wurde wiederholt, um Tonerteilchen b bis i herzustellen, wobei aber die in Tabelle 1 dargestellten Magnetteilchen 2 bis 9 verwendet wurden. TABELLE 1
    Figure 00130001
  • TONER-HERSTELLUNGSBEISPIEL 10
  • Das Herstellungsverfahren der Tonerteilchen a wurde zur Herstellung von Tonerteilchen j wiederholt, wobei aber die folgenden komplexen Kohlenstoff-Magnetteilchen verwendet wurden:
    • (1) der mittlere Teilchendurchmesser betrug 0,2 μm;
    • (2) der FeO-Gehalt betrug 20 Gew.-%;
    • (3) die spezifische Oberfläche betrug 8,0 m2/g; und
    • (4) die Magnetisierung betrug 61 Am2/kg (61 EME/g).
  • Die Magnetisierung des Toners in einem Magnetfeld von 80 kA/m (1000 Oe) betrug 24 Am2/kg (24 EME/g).
  • TONER-HERSTELLUNGSBEISPIELE 11 BIS 20
  • Das Herstellungsverfahren für die Tonerteilchen j wurde zur Herstellung von Tonerteilchen k bis t wiederholt, wobei aber die in Tabelle 2 dargestellten komplexen Kohlenstoff Magnetteilchen verwendet wurden.
  • TONER-HERSTELLUNGSBEISPIEL 21
  • Das Verfahren zur Herstellung der Tonerteilchen a wurde zur Herstellung von Tonerteilchen u wiederholt, wobei aber die komplexen Kohlenstoff-Magnetteilchen nicht verwendet wurden.
  • Die Eigenschaften der Tonerteilchen j bis u sind in der nachstehenden Tabelle 2 dargestellt.
    Figure 00140001
  • TRÄGER-HERSTELLUNGSBEISPIEL 1
  • 100 Teile Magnetit, das durch ein Naßverfahren hergestellt wurde, 2 Teile Polyvinylalkohol und 60 Teile Wasser wurden in eine Kugelmühle gegeben und 12 Stunden vermischt, um eine Magnetit-Aufschlämmung herzustellen. Die Aufschlämmung wurde durch einen Sprühtrockner versprüht, um kugelförmige Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von 54 μm zu bilden.
  • Die Teilchen wurden 3 Stunden bei 1000°C in einer Stickstoffumgebung gebrannt, um Kernteilchen 1 herzustellen.
  • Die folgenden Materialien wurden 20 Minuten in einem Homomischer vermischt, um eine Beschichtungsflüssigkeit 1 herzustellen.
    Siliconharz-Flüssigkeit 100
    Toluol 100
    γ-Aminopropyltrimethoxysilan 6
    Ruß 10
  • Die Beschichtungsflüssigkeit 1 wurde unter Verwendung eines Fließbettbeschichters auf 1000 Teile Kernteilchen 1 aufgetragen, um einen mit dem Siliconharz beschichteten Träger A herzustellen. Die Trägerteilchen hatten einen mittleren Teilchendurchmesser von 58 μm und eine Magnetisierung von 65 Am2/kg (65 EME/g).
  • TRÄGER-HERSTELLUNGSBEISPIEL 2
  • (1) 24 Mol-% CuO, 25 Mol-% ZnO, 51 Mol-% Fe2O3 und Wasser wurden vermischt und 12 Stunden in einer Naßkugelmühle pulverisiert, um eine Aufschlämmung herzustellen; (2) die Aufschlämmung wurde nach dem Trocknen und Pulverisieren vorläufig bei 1000°C gebrannt; (3) die Aufschlämmung wurde weitere 10 Stunden durch die Naßkugelmühle pulverisiert; (4) ein Dispersionsmittel und ein Bindemittel wurden in die Aufschlämmung gegeben; (5) die Aufschlämmung wurde durch einen Sprühtrockner getrocknet und in einem Elektroofen 3 Stunden bei 1100°C gebrannt; und dann (6) wurde die Aufschlämmung pulverisiert und klassiert, um Kernteilchen 2 mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 51 μm herzustellen.
  • Die Kernteilchen wurden nach dem gleichen Verfahren wie im Träger-Herstellungsbeispiel 1 beschichtet, um einen Träger B herzustellen. Die Trägerteilchen hatten einen mittleren Teilchendurchmesser von 55 μm und eine Magnetisierung von 51 Am2/kg (51 EME/g).
  • TRÄGER-HERSTELLUNGSBEISPIEL 3
  • 30 Teile Polyesterharz und 70 Teile feinkörnige Magnetitteilchen mit einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,8 μm wurden geknetet, pulverisiert und klassiert, um Trägerteilchen C mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 53 μm herzustellen. Die Trägerteilchen hatten eine Magnetisierung von 42 Am2/kg (42 EME/g).
  • BEISPIEL 1
  • 100 Teile des Trägers A und 25 Teile des Toners wurden durch einen Turbula-Mischer vermischt, um einen Entwickler herzustellen.
  • Als nächstes wurde die durch 1 dargestellte Entwicklungsvorrichtung in einen Kopierer, Imagio MF200, hergestellt von der Ricoh Company, Ltd., eingesetzt, und es wurde ein Bild erzeugt, um die Bilddichte, Hintergrundverschmutzung, Halbtonbild-Reproduzierbarkeit und die Steuerbarkeit der Bilddichte nach dem folgenden Beurteilungsverfahren zu beurteilen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
  • BEISPIELE 2 BIS 19 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 2
  • Das Verfahren und die Beurteilung von Beispiel 1 wurden wiederholt, wobei aber die in Tabelle 3 dargestellten Toner-Träger-Kombinationen verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
  • BEURTEILUNG
  • (Bilddichte)
  • Die Bilddichte von 9 vollflächenentwickelten Bildern des oberen Teils, des mittleren Teils und des unteren Teils eines Originalbilds wurden durch ein Macbeth-Densitometer, Modell Nr. RD514, gemessen.
  • (Hintergrundverschmutzung)
  • Die Hintergrundverschmutzung wurde in 5 Grade eingeteilt. Ein Grad von nicht weniger als der 3. Grad wurde als akzeptierbar beurteilt.
    Grad 5: keine Hintergrundverschmutzung
    Grad 4: fast keine Hintergrundverschmutzung
    Grad 3: leichte, aber akzeptierbare Hintergrundverschmutzung
    Grad 2: nicht akzeptierbare Hintergrundverschmutzung
    Grad 1: extrem starke Hintergrundverschmutzung
  • (Halbtonbild-Reproduzierbarkeit)
  • Die Anzahl abstufungsfähiger Bilder wurde nach dem Kopieren einer Grauskala Nr. Q-13 von Kodak gezählt.
  • Der Beurteilungsstandard wurde wie folgt festgesetzt:
  • Figure 00160001
    :
    nicht kleiner als 13
    O:
    10 bis 12
    Δ:
    7 bis 9
    X:
    5 bis 6
    XX:
    kleiner als 5
  • (Steuerbarkeit der Bilddichte)
  • 20 Stück eines 100%-Vollflächbildes mit einer Originalbilddichte von 1,6 wurden fortlaufend kopiert, um die Änderung der Bilddichte zu beurteilen.
  • Der Beurteilungsstandard wurde durch die Bilddichtedifferenz zwischen dem Original und dem erzeugten Bild wie folgt festgelegt:
  • Figure 00160002
    :
    kleiner als 0,1
    O:
    nicht kleiner als 0,1 und kleiner als 0,2
    Δ:
    nicht kleiner als 0,2 und kleiner als 0,5
    X:
    nicht kleiner als 0,5
    TABELLE 3
    Figure 00170001
  • Dieses Dokument beansprucht Priorität und enthält einen Gegenstand, der in Beziehung zu den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2000-321 397, eingereicht am 20. Oktober 2000, und 2001-273 280, eingereicht am 10. September 2001, steht.

Claims (21)

  1. Zweikomponentenentwickler, der aufweist: einen magnetischen Toner (A), der Magnetteilchen enthält; und einen magnetischen Träger (B); dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetteilchen des Toners (A) mit Ruß beschichtet sind.
  2. Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 1, wobei der magnetische Toner (A) 10 bis 30 Gew.-% Magnetteilchen aufweist.
  3. Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Magnetteilchen komplexe Magnetteilchen sind.
  4. Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Magnetteilchen des magnetischen Toners (A) komplexe Magnetteilchen sind, die eine Beschichtung aus einem Rußpulver und einem Silanhaftmittel als Harzbinder aufweisen.
  5. Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 4, wobei die Magnetteilchen des magnetischen Toners (A) komplexe Magnetteilchen sind, die 0,3 bis 3,0 Gew.-% Silanhaftmittel als Harzbinder und 3 bis 20 Gew.-% Rußpulver als Beschichtung pro 100 Gew.-% der Magnetteilchen aufweisen.
  6. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der magnetische Toner (A) bei einer elektrischen Feldstärke von 80 kA/m (1000 Oe) eine Magnetisierung (σt) von 10 bis 30 Am2/kg (10 bis 30 E.M.E./g) aufweist.
  7. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der magnetische Toner (A) kugelförmige Magnetteilchen aufweist, die kein Silicium oder Aluminiumatom enthalten.
  8. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der magnetische Toner (A) Magnetteilchen aufweist, die bei einer elektrischen Feldstärke von 80 kA/m (1000 Oe) eine Magnetisierung (σt) von 30 bis 70 Am2/kg (30 bis 70 E.M.E./g) aufweisen.
  9. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der magnetische Toner (A) Magnetteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,2 bis 0,4 μm aufweist.
  10. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der magnetische Toner (A) Magnetteilchen mit spezifischen Oberfläche von 1 bis 60 m2/g aufweist.
  11. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der mittlere Teilchendurchmesser des magnetischen Toners (A) 5 bis 15 μm und der mittlere Teilchendurchmesser des magnetischen Trägers (B) 20 bis 100 μm beträgt.
  12. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Gewichtsverhältnis des magnetischen Toners (A) zu dem magnetischen Träger (B) 10/90 bis 50/50 beträgt.
  13. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der magnetische Toner (A) einen Polaritätsregler mit einem mittleren Teilchendurchmesser von nicht mehr als 3 μm in einem Anteil von 0,2 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Harzbinders aufweist.
  14. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der magnetische Toner (A) ein Färbemittel in einem Anteil von 0,1 bis 3 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Harzbinders aufweist.
  15. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der magnetische Toner (A) ein Trennmittel in einem Anteil von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Harzbinders aufweist.
  16. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der magnetische Träger (B) eine Siliconharzbeschichtung mit einer Dicke von 0,1 bis 20 μm aufweist.
  17. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der magnetische Träger (B) in der Beschichtung einen elektrisch leitenden Zusatzstoff in einem Anteil von 5 bis 20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Harzbeschichtung aufweist.
  18. Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der magnetische Träger (B) in der Beschichtung ein Silanhaftmittel aufweist.
  19. Entwicklerbehälter, der den Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 18 enthält.
  20. Bilderzeugungsvorrichtung, die aufweist: eine Einrichtung zum Erzeugen eines Magnetfelds; einen Entwicklerträger (15) zum Transport des Zweikomponentenentwicklers (22); ein erstes Regulierglied (17) zur Regelung des Volumens des durch den Entwicklernäger (15) transportierten Entwicklers (22); einen Entwicklerbehälter (16), der in Transportrichtung des Entwicklers (12) auf dem Entwicklernäger (15) stromaufwärts von dem ersten Regulierglied (17) angeordnet ist, um den dadurch abgeschabten Entwickler (22) aufzunehmen; einen Tonerbehälter (19), der in Transportrichtung stromaufwärts von dem Entwicklerbehälter (16) angeordnet ist, um den Toner (18) zuzuführen; und ein zweites Regulierglied (23), das von dem Entwicklerträger (15) beabstandet ist, um den Durchfluß des verstärkten Entwicklers (22a) zu regulieren, wenn die Tonerkonzentration des Entwicklers (22a) auf dem Entwicklerträger (15) erhöht wird und die Schichtdicke des Entwicklers (22a) zunimmt, wobei das zweite Regulierglied (23) den Kontaktzustand des Entwicklers (22a) und des Toners (18) verändert und entsprechend der Konzentrationsänderung des Toners (18) im Entwickler (22a) auf dem Entwicklerträger (15) den Aufnahmevorgang des Toners (18) in den Entwickler (22a) auf dem Entwicklerträger (15) verändert, und wobei der Entwickler (22a) der Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 18 ist.
  21. Bilderzeugungsverfahren mit den folgenden Schritten: Ausbilden eines latenten Bildes auf einem Photorezeptor; und Entwickeln des latenten Bildes durch einen Entwickler, wobei der Entwickler der Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 18 ist.
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