DE60120556T2

DE60120556T2 - Zwei-Komponenten-Entwickler, ein mit diesem Entwickler gefüllter Behälter, und Bilderzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60120556T2
Application number: DE60120556T
Authority: DE
Inventors: c/o Ricoh Company Ltd. Hiroaki Matsuda; c/o Ricoh Company Ltd. Masanori Suzuki; c/o Ricoh Company Ltd. Akemi Sugiyama; c/o Ricoh Company Ltd. Hiroto Higuchi; c/o Ricoh Company Ltd. Tsunemi Sugiyama; c/o Ricoh Company Ltd. Fumihiro Sasaki; c/o Ricoh Company Ltd. Yasuaki Iwamoto; c/o Ricoh Company Ltd. Hiroshi Nakai; c/o Ricoh Company Ltd. Kumi Hasegawa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: EP1158366B1; US20020006567A1; KR20010107668A; DE60120556D1; KR100435627B1; US6468706B2; US6544704B1; EP1158366A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrostatischen Bildentwickler, der zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes verwendet wird, das auf der Oberfläche eines Latentbildträgers in einem elektrophotographischen Verfahren erzeugt wurde, ein elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren und ein elektrostatisches Druckverfahren oder dergleichen. Noch genauer betrifft diese Erfindung einen elektrostatischen Bildentwickler mit einem Toner und einem Träger.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Zusammenhang mit der gesellschaftlichen Bewegung für Energieeinsparung in den letzten Jahren ist diese Bewegung auch auf dem Gebiet der Elektrophotographie aktiv geworden. Insbesondere ein Fixierteil der elektrophotographischen Ausrüstung verbraucht eine große Menge Energie. Daher wurden Untersuchungen zu diesem Teil durchgeführt, um auf mechanische Weise niedrigen Energieverbrauch zu erreichen. In Anbetracht von Toner als einem Verbrauchsmaterial ist ebenso die Entwicklung von Toner, der für ein energiesparendes Fixiergerät angemessen ist, dringend verlangt worden. Als Maßnahmen zur Erreichung von Energieeinsparung in dem Fixiergerät auf Grund des Toners sind die folgenden am meisten verbreitet.
Zum Beispiel sollen einige der Bindemittelharze für Toner dazu dienen, die Fixierbarkeit bei einer niedrigen Temperatur zu stabilisieren, indem ein Harz mit einem niedrigen Molekulargewicht verwendet wird. Obwohl Energieeinsparung wegen Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur erreicht werden kann, können der Toner selbst oder Tonerkomponenten in vielen Fällen auf der Oberfläche eines Tregers festgeschmolzen werden (worauf hierin nachfolgend als erschöpfter Toner Bezug genommen werden wird), besonders wenn das Bindemittelharz des Toners eine große Menge von Komponenten mit niedrigem Molekulargewicht hat. Die Trägeroberfläche ist mit diesem erschöpften Toner verschmutzt, und die aufgeladenen Stellen des Trägers nehmen ab, was bewirkt, dass die Menge der triboelektrischen Aufladung als ein Zweikomponenten-Entwickler schwankt. Als ein Ergebnis können Mängel wie das Auftreten einer Schwankung der Bilddichte oder Schleier auftreten.
In der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 10-198068 ist eine ausführliche Beschreibung über das Molekulargewicht des Toners zur Unterdrückung von erschöpftem Toner offenbart worden. Jedoch konnte niedriger Energieverbrauch für das Fixiergerät mit dem Bereich des Toner-Molekulargewichtes in dieser Veröffentlichung nicht erreicht werden.
Da ferner Bilderzeugungsgeräte wie elektrophotographische Kopiergeräte weithin verwendet wurden, wird der Verwendungszweck davon ebenfalls ein breiter, und so nehmen die Anforderungen des Marktes nach Bildern hoher Auflösung und hoher Qualität zu. Auf diesem technischen Gebiet wurde ein derartiges Bestreben, den Durchmesser der Tonerteilchen kleiner zu machen, verfolgt, um höhere Qualität von Bildern zu erreichen. Jedoch lässt kleinerer Teilchendurchmesser die Oberfläche pro Gewichtseinheit zunehmen, und die Menge der Elektrifizierung auf dem Toner neigt dazu, zuzunehmen. Daher muss man sich um niedrigere Bilddichte und Verschlechterung der Haltbarkeit Sorgen machen. Außerdem ist wegen des hohen Ausmaßes der Elektrifizierung auf dem Toner das Zusammenhaften der Tonerteilchen stark und die Fluidität wird erniedrigt. Demgemäß entstehen einige Probleme bei der Stabilität der Tonerzufuhr und bei der Aufbringung von triboelektrischer Aufladung auf den zuzuführenden Toner. Im Allgemeinen wird die Neigung zur Zunahme des Ausmaßes der Elektrifizierung insbesondere dann bedeutender, wenn ein Bindemittel auf Polyesterbasis mit hoher Aufladbarkeit verwendet wird.
Um verbesserte Bildqualität zu erhalten, sind einige Typen von Entwicklern vorgeschlagen worden. In der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 51-3244 ist ein nicht-magnetischer Toner, erhalten durch Verengung der Teilchengrößenverteilung, zur Verbesserung der Bildqualität vorgeschlagen worden. Der Toner enthält hauptsächlich Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8 bis 12 μm, welche vergleichsweise grob sind. Daher ist gemäß der Analyse der Erfinder gleichmäßige „Ablagerung" des Toners auf ein latentes Bild mit dieser Teilchengröße schwierig. Ferner hat der Toner Eigenschaften derart, dass die Teilchen von 5 μm oder weniger mit zahlenmäßig 30% oder weniger enthalten sind, und die Teilchen von 20 μm oder mehr mit zahlenmäßig 5% oder weniger enthalten sind. Daher ist die Teilchengrößenverteilung breit, was ebenfalls dazu neigt, den Grad der Gleichmäßigkeit zu verringern. Um unter Verwendung des Toners mit so groben Tonerteilchen und einer so breiten Teilchengrößenverteilung scharfe Bilder zu erzeugen, ist es erforderlich, die scheinbare Bilddichte zu erhöhen, indem der Raum zwischen den Tonerteilchen durch starkes Übereinanderschichten der Teilchen eingebettet wird. Als Folge davon hat dieser Toner ebenfalls ein Problem derart, dass die Menge des Tonerverbrauchs zum Erreichen der vorbestimmten Bilddichte zunimmt.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 54-72054 hat den Vorschlag eines nicht-magnetischen Toners mit einer Teilchengrößenverteilung, die enger als diejenige der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 51-3244 ist, gemacht. Die Größe der Teilchen mit einem mittleren Gewicht ist so grob wie ein Bereich von 8,5 bis 11,0 μm. Daher muss dieser Toner als ein Toner für hohe Auflösung immer noch verbessert werden. Ferner hat die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 58-129437 hat den Vorschlag eines nicht-magnetischen Toners mit 6 bis 10 μm mittlerem Teilchendurchmesser und 5 bis 8 μm Durchmesser der häufigsten Teilchen gemacht. Jedoch enthält der Toner eine kleine Menge von Teilchen von 5 μm oder weniger mit zahlenmäßig 15% oder weniger, was bedeutet, dass dieser Toner wenig Auswirkung auf die Bildschärfe hat.
In Übereinstimmung mit Untersuchungen durch die Erfinder wird herausgefunden, dass die Tonerteilchen von 5 μm oder weniger die Kante eines latenten Bildes scharf wiedergeben und eine Hauptfunktion für geschlossene „Ablagerung" des Toners auf das gesamte latente Bild haben. Insbesondere hat in dem elektrostatischen latenten Bild auf einem Photorezeptor der Randteil als sein Umriss eine stärkere elektrische Feldstärke als dessen innerer Teil, weil die elektrischen Kraftlinien auf dem Randteil konzentriert sind. Daher wird die Schärfe der Bildqualität je nach der Qualität der Tonerteilchen, die sich auf diesem Teil ansammeln, bestimmt. Gemäß den Erfindern wird herausgefunden, dass die Menge der Tonerteilchen von 5 μm oder weniger bei der Lösung des Problems der Schärfe der Bildqualität wirksam ist. In der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 2-222966 ist ein Toner vorgeschlagen worden, der zahlenmäßig 15 bis 40% Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 5 μm oder weniger enthält. Es wird angenommen, dass diese Erfindung eine deutlich verbesserte Bildqualität erbracht hat. Es wird jedoch weiter verbesserte Bildqualität gewünscht.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2-877 offenbart einen Toner, der zahlenmäßig 17 bis 60% Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 5 μm oder weniger enthält. Die Bildqualität und Bilddichte werden zwar mit diesem Toner stabilisiert. Jedoch wird auch herausgefunden, dass es schwierig ist, konstant ein vorbestimmtes Niveau der Bildqualität zu erhalten. Das liegt daran, dass die Teilchengrößenverteilung des Toners sich ändert, wenn ein Original, wie ein photographisches Dokument, das eine große Menge von Tonerverbrauch erfordert, wiederholt gedruckt wird. Ferner beziehen sich alle vorstehend erwähnten Veröffentlichungen nur auf einen Entwickler mit nicht-magnetischem Toner, mit dem hinsichtlich der Wiedergabe von feinen Linien oder dergleichen hohe Bildqualität erreicht worden ist, die Maßnahmen gegen Hintergrundschmutz oder dergleichen aber noch nicht verbessert worden sind.
Andererseits sind mittlerer Teilchendurchmesser und Teilchengrößenverteilung von Träger in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 51-3238, der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 58-144839 und der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 61-204646 offenbart worden. Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 51-3238 erwähnt die grobe Teilchenverteilung.
Diese Veröffentlichungen offenbaren jedoch nicht besonders die magnetische Eigenschhaft mit einer engen Beziehung zu der Entwicklungsleistung des Entwicklers oder der Transportierbarkeit in dem Entwicklungsgerät. Ferner enthält der Träger in den Beispielen von diesen Publikationen Teilchen von 250 mesh oder mehr mit etwa 80 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers, und sein mittlerer Teilchendurchmesser ist 60 μm oder mehr.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 58-144839 hat lediglich den mittleren Teilchendurchmesser offenbart, und erwähnt nicht die Menge von feinem Pulver, das eine Wirkung auf das Anhaften von Träger an einem Photorezeptor ausübt und auch nicht die Menge von grobem Pulver, das eine Wirkung auf die Schärfe eines Bildes ausübt, und beschreibt auch nicht die Verteilung des Pulvers in Einzelheiten. Ferner hat die Erfindung der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 61-204646 eine Kombination von einem Kopiergerät und einem angemessenen Entwickler als ihr Wesen offenbart, hat aber nicht besonders Teilchengrößenverteilung und magnetische Eigenschaften des Trägers beschrieben. Die Erfindung offenbart nicht einmal, warum dieser Entwickler für das Kopiergerät wirksam ist. Der in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 58-23032 offenbarte Ferrit-Träger beruht auf einem porösen Material, das viele Hohlräume hat, und ein solcher Träger lässt leicht einen Kanteneffekt auftreten und hat eine unzureichende Gebrauchsdauer.
Ein solcher Entwickler wie folgt wurde lange erwartet. Der Entwickler ist einer, mit welchem fortlaufende Vervielfältigung eines Bildes mit einer großen Fläche unter Verwendung einer kleinen Menge des Entwicklers durchgeführt werden kann, und auf den die Eigenschaft zutrifft, dass im Verlauf der Gebrauchsdauer der Kanteneffekt nicht auftritt. Die Untersuchungen zu dem Entwickler und dem Träger sind noch fortgesetzt worden, und der sehnlichst erwartete Träger ist wie folgt. Und zwar hat dieser Träger die Fähigkeit, fortlaufend ein Bild mit einem Bildgebiet von 20% oder mehr, das beinahe ein Volltonbild ist, zu kopieren, und auch die Fähigkeiten, den Kanteneffekt zu reduzieren und Gleichmäßigkeit der Bilddichte in einem Blatt eines kopierten Gegenstandes zu behalten.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 02-281280 hat den Vorschlag eines Trägers mit einer engen Teilchengrößenverteilung mit dem gesteuerten Ausmaß des Vorhandenseins von feinem Pulver und des Ausmaßes des Vorhandenseins von grobem Pulver gemacht. Der Träger mit der verbesserten Entwicklungseigenschaft wurde in der vorstehend erwähnten Erfindung erreicht.
Jedoch nehmen wie vorstehend erwähnt die Anforderungen des Marktes nach Bildern höherer Auflösung und höherer Qualität von Kopiergeräten zu, und es wurde in diesem technischen Gebiet ein Anlauf unternommen, durch Verringern des Teilchendurchmessers des Toners einen höheren Grad von Bildqualität zu erreichen. Dann stellt sich jedoch das Problem, dass die Oberfläche pro Gewichtseinheit zunimmt, wenn der Teilchendurchmesser feiner wird, und das Ausmaß der Elektrifizierung auf dem Toner dazu neigt, zuzunehmen, was bewirken kann, dass die Bilddichte erniedrigt und die Gebrauchsdauer verschlechtert wird.
Wie vorstehend erklärt, wurde die Verhinderung der Abnahme der Bilddichte und der Verschlechterung der Gebrauchsdauer wegen feinerem Tonerdurchmesser oder überdies feinerem Durchmesser des Trägers untersucht, um den Wirkungsgrad der Entwicklung zu verbessern. Jedoch zeigt die derzeitige Situation an, dass ein solcher Träger nicht eine ausreichend hohe Qualität hat, um Schwankungen der Ladungsmenge wegen verbesserter Gebrauchsdauer zu folgen.
Die Erfinder haben die Tatsachen wie folgt nach sorgfältiger Untersuchung der Bilddichte, der Wiedergabe von Spitzlichtern und der Wiedergabe von feinen Linien in dem Bilderzeugungsverfahren herausgefunden. Das heißt, ein höherer Grad von Bildqualität, der mit seinem hohen Grad von Bilddichte, von der Wiedergabe von Spitzlichtern und der Wiedergabe von feinen Linien hervorragend ist, kann erreicht werden, wenn sowohl ein Toner mit einer spezifischen Teilchengrößenverteilung wie auch ein kugelförmiger Träger verwendet werden. Wenn ferner spezifische Titandioxid-Teilchen als ein externes Additiv in dem Toner enthalten sind, können verbesserte Fluidität des Entwicklers und stabile Umweltmerkmale erreicht werden.
Nachteile, welche auftreten, wenn der jeweilige Teilchendurchmesser des Trägers und des Toners kleiner gemacht werden, beinhalten die Fälle, dass die Fluidität eines Entwicklers erniedrigt wird und der Entwickler schlecht in einem Entwicklungsgerät umgewälzt werden kann. Als Gegenmaßnahmen gegen diese Störungen kann der Zustand des Gerätes derart verändert werden, dass die Rührstärke in dem Gerät verstärkt wird. Hierbei tritt jedoch das Problem auf, dass die Veränderung des Gerätezustandes die Gebrauchsdauer des Entwicklers verkürzt. Daher ist diese Veränderung nicht bevorzugt. Um das Problem zu lösen, ist es wichtig, für den Entwickler ein vorbestimmtes Niveau der Fluidität beizubehalten. Es sind einige Mittel denkbar, um die Fluidität des Entwicklers beizubehalten.
Als eines der Mittel haben die Erfinder herausgefunden, dass es wirksam ist, die Form des Trägers zu steuern. Das heißt, Erhöhung des Rundheitsgrades der Trägerteilchen verbessert die Fluidität.
Die Rundheit eines Trägers ist in der der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 59-222847 beschrieben worden. Jedoch ist die Definition des Rundheitsgrades nicht klar, so dass es unmöglich ist, zu wissen welcher Rundheitsgrad tatsächlich erhältlich ist.
In der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 63-41864 wird der Rundheitswert ΨZ eines Trägers definiert, aber diese Definition funktioniert nur in einem Entwicklungsverfahren, das auf Beschichten mit einer elastischen Rakel beruht, welches von der vorliegenden Erfindung verschieden ist.
Die Erfinder haben die Tatsache wie folgt herausgefunden. Das heißt, um die Fluidität eines Entwicklers zu erhöhen, ist es auch wirksam, dass ferner ein Harz mit einer niedrigen Oberflächenenergie in dem Beschichtungsharz für den mit dem Harz beschichteten Träger enthalten ist.
Veröffentlichungen, welche die Fluidität eines Trägers definieren, sind die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 63-41865 und die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 01-225962. Jedoch ist die Teilchengröße des Trägers in diesen Veröffentlichungen kleiner als mit dem herkömmlichen Träger. Daher ist Messung nach JIS-Z2502 schwierig, und Reproduzierbarkeit eines Bildes ist kaum zu erhalten.
Ferner haben die Veröffentlichungen eine Beschränkung nur für den Träger und beinhalten nicht Elektrifizierung auf der Tonerseite und den Einfluss von anderen Additiven. Demgemäß wird, sogar wenn die Fluidität eines Trägers auf ein vorbestimmtes Niveau eingestellt ist, im praktischen Fall nicht immer ein ausreichendes Ergebnis erhalten. Deshalb ist es wichtig, der Fluidität des Entwicklers einschließlich Elektrifizierung und ihrem Einfluss auf die Oberfläche des Toners oder dergleichen Aufmerksamkeit zu widmen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, einen Zweikomponenten-Entwickler, der einen bei niedriger Temperatur fixierenden Toner verwendet, bereit zu stellen, in welchem auf der Oberfläche eines Trägers erschöpfter Toner in einer geringen Menge vorhanden ist, die ausreichende Menge an triboelektrischer Aufladung verliehen wird und die Tribo-Elektrifizierung stabilisiert ist.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Zweikomponenten-Entwicklers, welcher klar und hervorragend in der Gradation ist.
Noch ein anderes Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Zweikomponenten-Entwicklers, welcher hervorragend bezüglich der Transportierbarkeit in einem Entwicklungsgerät ist.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Zweikomponenten-Entwicklers, dessen Leistung nach einem langen Zeitraum von seiner Verwendung nicht verändert ist.
Noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Zweikomponenten-Entwicklers, dessen Leistung sogar wenn Umweltbedingungen sich ändern nicht verändert ist.
Noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Zweikomponenten-Entwicklers, mit welchem bei minimalem Verbrauch von diesem Entwickler hohe Bilddichte erhalten werden kann.
Noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Zweikomponenten-Entwicklers, mit welchem in einer Bilderzeugungsvorrichtung, die auf digitalen Signalen beruht, ein Tonerbild erzeugt werden kann, das hinsichtlich Auflösung, Gradation und Wiedergabe feiner Linien hervorragend ist.
Gemäß dieser Erfindung wird ein Zweikomponenten-Entwickler bereit gestellt, welcher mindestens einen Toner und einen Träger umfasst, in welchem das Zahlenmittel-Molekulargewicht (Mn) des Toners 3.000 oder weniger ist und Moleküle mit einem Molekulargewicht von 1.000 oder weniger zahlenmäßig mit 40% oder mehr enthalten sind und der Träger die allgemeine Formel (1) wie folgt erfüllt: 3.000.000 ≤ σ1000 × Dc3 ≤ 20.000.000 (1)worin σ₁₀₀₀ die Magnetisierung (emu/g) des Trägers bei 1.000 Oersted darstellt und Dc den Volumenmittel-Teilchendurchmesser (μm) des Trägers darstellt, mit 1 emu/g = 4Π·10^–7 Wb·m/kg; 1 Oersted = 10³/4Π A/m.
In einer bevorzugten Ausführungsform von diesem Entwickler ist der Volumenmittel-Teilchendurchmesser (Dc) des Trägers nicht größer als 60 μm.
In einer anderen Ausführungsform ist der Toner ein magnetischer Toner, welcher einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser von 3 bis 7 μm hat und zahlenmäßig mehr als 40% Toner mit einem Teilchendurchmesser von 5,04 μm oder weniger, zahlenmäßig 10 bis 70% Toner mit einem Teilchendurchmesser von 4 μm oder weniger, Toner mit einem Teilchendurchmesser von 8 μm oder mehr mit 2 bis 20 Volumen-% und Toner mit einem Teilchendurchmesser von 10,08 μm oder mehr mit 6 Volumen-% oder weniger enthält.
In noch einer anderen Ausführungsform hat der Träger einen Volumenmittel-Teilchendurchmesser von 15 bis 45 μm und enthält Trägerteilchen kleiner als 22 μm mit 10 bis 20%, Trägerteilchen kleiner als 16 μm mit 3% oder weniger, Trägerteilchen von 62 μm oder mehr mit 2 bis 15% und Trägerteilchen von 88 μm oder mehr mit 2% oder weniger.
In einer weiteren Ausführungsform ist die die Sättigungs-Magnetisierung des Trägers bei einem angelegten magnetischen Feld von 1.000 Oersted 40 bis 120 emu/g, die Restmagnetisierung ist nicht mehr als 10 emu/g und die Koerzitivkraft ist nicht mehr als 60 Oersted (1 Oersted = 10³/4Π A/m).
In einer anderen Ausführungsform beträgt die Fluidität des Entwicklers 25 bis 55 (sec/50 g).
In noch einer anderen Ausführungsform ist das externe Additiv Titandioxid-Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 bis 0,2 μm, einem Hydrophobiegrad von 20 bis 98% und einem Lichttransmissionsgrad bei 400 nm von nicht weniger als 40%.
In einer weiteren Ausführungsform hat das Trägerteilchen eine solche Form, dass das Verhältnis zwischen seiner Länge (X) und seiner Breite (Y) im Mittel in einem Bereich von 0,6 bis 1,0 liegt, wenn das Trägerteilchen als ein ebenes Bild betrachtet wird.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Behälter, gefüllt mit dem Zweikomponenten-Entwickler gemäß der vorliegenden Erfindung, bereitgestellt.
In noch einer anderen Ausführungsform wird eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einem solchen eingebauten Behälter bereitgestellt.
Andere Ziele und Merkmale von dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Vorderansicht eines Gerätes zur Messung der Entwickler-Fluidität.
2A und 2B zeigen einen Trichter, welcher das Gerät von 1 bildet; 2A ist eine Grundrissansicht und 2B ist eine Vorderansicht, welche das Gerät teilweise im Querschnitt zeigt; und
3 zeigt die Bilderzeugungsvorrichtung gemäß dieser Erfindung als ein Beispiel.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform von dieser Erfindung in Einzelheiten beschrieben.
Im Hinblick auf den bei niedriger Temperatur fixierenden Toner gemäß dieser Erfindung ist es wesentlich, dass das Zahlenmittel-Molekulargewicht (Mn) des Toners 3.000 oder weniger ist und Moleküle mit einem Molekulargewicht von 1.000 oder weniger zahlenmäßig mit 40% oder mehr enthalten sind. Auf der Grundlage dieser Tonerstruktur kann ausreichende Fixierbarkeit erhalten werden, sogar wenn die Fixiertemperatur um 20°C oder mehr gegenüber derjenigen des Standes der Technik erniedrigt wird. Herkömmlicher Weise hatte der Toner ein Zahlenmittel-Molekulargewicht (Mn) von mehr als 3.000 und Moleküle mit einem Molekulargewicht von 1.000 oder weniger zahlenmäßig mit weniger als 40%, wegen der Notwendigkeit, ausreichenden Widerstand gegen Erschöpfung als ein Entwickler zu haben.
Die Erfinder haben Untersuchungen über einen solchen Toner angestellt, der sich leicht zu Toner verwandelt, der auf der Träger-Oberfläche erschöpft ist. Als ein Ergebnis wird erkannt, dass Moleküle mit einem Molekulargewicht von 1.000 oder weniger in hohem Ausmaß eine Wirkung auf die Toner-Erschöpfung ausüben. Es wird erkannt, das insbesondere wenn Moleküle mit einem Molekulargewicht von 1.000 oder weniger zahlenmäßig mit 40% oder mehr enthalten sind, die Toner-Erschöpfung dazu neigt, deutlich aufzutreten. Daher haben die Erfinder Untersuchungen angestellt, um die Bereitstellung eines solchen Zweikomponenten-Entwicklers, der hervorragend in der Stabilität der triboelektrischen Aufladung ist, zu ermöglichen, indem ein Träger mit hervorragendem Widerstand gegen Erschöpfung verwendet wird, während ein bei niedriger Temperatur fixierender Toner verwendet wird.
Die jeweiligen Werte des Gewichtsmittel-Molekulargewichtes Mw und des Zahlenmittel-Molekulargewichtes Mn können mit unterschiedlichen Verfahren erhalten werden. Obwohl ein leichter Unterschied vorhanden ist, der von dem Unterschied in den Messverfahren abhängt, sind in dieser Erfindung diese Werte als diejenigen definiert, die gemäß den folgenden Messverfahren erhalten wurden. Das heißt, das Gewichtsmittel-Molekulargewicht Mw und das Zahlenmittel-Molekulargewicht Mn werden mittels Gelpermeations-Chromatographie (GPC) unter den nachstehend erklärten Bedingungen gemessen. Die Messung wird durchgeführt, indem ein Lösungsmittel (Tetrahydrofuran) bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 1,2 ml/min bei einer Temperatur von 40°C fließen gelassen wird, und eine Lösung der Probe in Tetrahydrofuran mit einer Konzentration von 15 ml/5 ml bei 3 mg als Probengewicht hinein injiziert wird. Um das Molekulargewicht einer Probe zu messen, wird eine Messbedingung wie folgt ausgewählt. Das heißt, das Molekulargewicht dieser Probe ist in einem Bereich beinhaltet, in welchem der Logarithmus eines Molekulargewichtes einer Eichkurve und eine Zählzahl eine gerade Linie werden. Diese Eichkurve wird mittels verschiedener Arten von monodispersen Polystyrol-Standardproben erstellt. Die Verlässlichkeit des Messergebnisses kann dadurch bestätigt werden, dass die folgenden Werte einer NBS 706 Polystyrol-Standardprobe erhalten werden, wenn die Messbedingungen eingehalten werden:
Gewichtsmittel-Molekulargewicht Mw = 28,8 × 10⁴
Zahlenmittel-Molekulargewicht Mn = 13,7 × 10⁴
Als zu verwendende GPC-Säule kann irgendeine Säule verwendet werden, wenn sie die Bedingungen erfüllt. Spezifischer kann zum Beispiel TSK-GEL, GM H6 (hergestellt von Toyo Soda Co.) verwendet werden. Das Lösungsmittel und die Messtemperatur werden durch die beschriebenen nicht eingeschränkt, sondern können zu angemessenen Bedingungen verändert werden.
Ein Verfahren, um einen Träger mit hervorragendem Widerstand gegen Erschöpfung von Toner zu erzielen, wird nachstehend eingeführt werden. Die Erfinder drücken das Ausmaß der Magnetisierung pro Trägerteilchen wie folgt aus, und haben herausgefunden, dass ein solcher Träger erzielt werden kann, indem der Wert zu einem kleineren verringert wird. 3.000.000 ≤ σ1000 × Dc3 ≤ 20.000.000 (1)worin σ₁₀₀₀ die Magnetisierung (emu/g) des Trägers bei 1.000 Oersted darstellt und Dc den Volumenmittel-Teilchendurchmesser (μm) des Trägers darstellt.
Der tiefere Grund, warum der Widerstand gegen Erschöpfung des Trägers verbessert wird, ist noch unbekannt, es kann aber ein Mechanismus wie folgt angenommen werden. Toner ist immer von Trägerteilchen umgeben. Demgemäß wird, indem wie in dieser Erfindung die Magnetisierung des Trägers verringert wird, welcher den Toner in dem durch eine Entwicklungsmanschette erzeugten elektrischen Feld beeinflusst, die Beanspruchung der Tonerteilchen, die zwischen Trägerteilchen und der Manschette sandwichartig eingeschlossen sind, oder der Tonerteilchen, die zwischen Trägerteilchen sandwichartig eingeschlossen sind, vermindert. Daher wird Anschmelzen des Toners auf die Trägeroberfläche unvermeidlicher Weise verringert, was einen plötzlichen Abfall der Toner-Erschöpfung verursachen kann.
Ferner kann der gleiche Effekt auch erhalten werden, indem der Volumenmittel-Teilchendurchmesser des Trägers kleiner gemacht wird. Das heißt, es wird angenommen, dass durch kleiner machen des Teilchendurchmessers des Trägers der magnetische Fluss, den ein Trägerteilchen erhält, vermindert wird. Daher wird die Verbundbeanspruchung zwischen dem Toner und dem Träger vermindert. Ferner wird herausgefunden, dass die Stabilität der triboelektrischen Aufladung steil zunimmt, wenn die Oberfläche pro Gewichtseinheit eines Trägers größer gemacht wird und der Träger so gemacht wird, dass er kaum durch erschöpften Toner in Mitleidenschaft zu ziehen ist. Daher wird herausgefunden, dass der bezüglich Widerstand gegen Erschöpfung hervorragende Träger erhalten werden kann, wenn der Träger innerhalb des Bereiches von „σ₁₀₀₀ × Dc³ ≤ 20.000.000" liegt.
Andererseits wurde aus dem umgekehrten Grund durch Verringerung der Magnetisierung des Trägers oder indem der Volumenmittel-Teilchendurchmesser des Trägers kleiner gemacht wurde, die Verbundbeanspruchung zwischen dem Toner und dem Träger in dem magnetischen Feld der Entwicklungsmanschette geschwächt. Daher konnte in einem Bereich von „3.000.000 > σ₁₀₀₀ × Dc³" die ausreichende triboelektrische Aufladung nicht erhalten werden. Daher traten leicht Hintergrundverschmutzung oder Streuung des Toners auf.
Als ein Ergebnis von Untersuchungen durch die Erfinder wird herausgefunden, dass der magnetische Toner im Vergleich zu dem nicht-magnetischen Toner schwieriger zu auf dem Träger erschöpftem Toner verändert wird, sogar wenn ihre Molekulargewichtsverteilungen zueinander gleichwertig sind. Der Grund ist wie folgt. Der magnetische Toner hat auf seiner Oberfläche magnetisches Pulver frei liegen, und das frei liegende magnetische Pulver wirkt als ein Abstandshalter zwischen dem Toner und dem Träger, so dass ein Effekt derart, dass der Toner kaum auf der Trägeroberfläche anschmilzt, beobachtet wird.
Der Toner mit einem Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser von 3 bis 7 μm ist vorzuziehen. Wenn er 7 μm übersteigt, wird eine Feinteilchen-Komponente, die für hohe Bildqualität wirksam ist, vermindert. Wenn er kleiner als 3 μm ist, wird die Pulverfluidität als ein Toner schlechter. Ferner können Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 4 μm oder weniger mit zahlenmäßig 10 bis 70% enthalten sein, vorzugsweise zahlenmäßig 15 bis 60%, bezogen auf die Gesamtzahl der Teilchen. Wenn die Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 4 μm oder weniger zahlenmäßig mit weniger als 10% enthalten sind, ist der für hohe Bildqualität nützliche magnetische Toner nur in einer kleinen Menge vorhanden. Insbesondere kann dicd Bildqualität allmählich verschlechtert werden, weil die wirksame Tonerteilchen-Komponente verringert wird, wenn der Toner zum fortlaufenden Kopieren oder Ausdrucken verwendet wird.
Wenn die Tonerteilchen zahlenmäßig 70% übersteigen, kann leicht Agglomeration der Tonerteilchen auftreten und Tonerteilchen werden leicht zu einem Tonercluster umgewandelt, der einen größeren Teilchendurchmesser als den anfänglichen hat. Dadurch kann die Bildqualität verschlechtert werden, und die Auflösung wird verringert, und eine Dichtedifferenz zwischen dem Randteil und dem inneren Teil des latenten Bildes wird groß, so dass sie leicht zu einem Hohlbild führt. Auf diese Weise gehen alle Vorteile der Verbesserung der Bildqualität wegen des Toners mit kleinem Teilchendurchmesser verloren.
Es ist bevorzugt, dass Teilchen von 8 μm oder mehr mit 2,0 bis 20 Volumen-% enthalten sind, und ein Bereich von 3,0 bis 18 Volumen-% ist bevorzugter. Wenn die Teilchen von 8 μm oder mehr mit mehr als 20 Volumen-% enthalten sind, werden die Teilchen mit einem größeren Teilchendurchmesser zu viele, was bewirkt, dass die Bildqualität abnimmt. Ferner wird die Entwicklungsleistung höher, wenn die Teilchen einen größeren Teilchendurchmesser haben. Daher findet Entwicklung stärker als benötigt statt, das heißt, es wird zu viel Toner abgelagert, was einen Anstieg des Tonerverbrauchs verursacht. Wenn andererseits solche Teilchen mit weniger als 2,0 Volumen-% enthalten sind, wird die Fluidität erniedrigt, egal wie der Toner behandelt wird, und die Bildqualität kann verschlechtert werden.
Um den durch diese Erfindung bewirkten Effekt weiter zu verbessern, sind Teilchen von 5,04 μm oder weniger in einem Bereich zwischen zahlenmäßig 40% und zahlenmäßig 90% enthalten, vorzugsweise in einem Bereich zwischen zahlenmäßig 40% und zahlenmäßig 80%, um die Aufladbarkeit und Fluidität des Toners zu verbessern.
Teilchen von 10,08 μm oder mehr sind mit 6 Volumen-% oder weniger enthalten, vorzugsweise 4 Volumen-% oder weniger. Wenn die Teilchen mit 10,08 μm oder mehr 6 Volumen-% übersteigen, kann ein feines Bild nicht erhalten werden.
Obwohl die Teilchengrößenverteilung von Toner mit unterschiedlichen Verfahren gemessen werden kann, wurde in dieser Erfindung ein Coulter-Counter für die Messung verwendet. Das heißt, es wird ein Coulter-Counter vom Typ TA-II (hergestellt von Coulter Electronics Inc.) als ein Messgerät verwendet, mit dem eine Schnittstelle (hergestellt von Nikkaki K. K.) zum Ausgeben der Zahlenmittel-Verteilung und der Volumen-Verteilung und ein Personalcomputer (hergestellt von Ricoh Co., Ltd.) verbunden sind. Ein Elektrolyt wird durch Einstellen einer 1%igen wässrigen NaCl-Lösung unter Verwendung von primärem Natriumchlorid erhalten.
Das Messverfahren wird wie folgt durchgeführt. Ein Oberflächen-aktives Mittel, vorzugsweise Alkylbenzolsulfonat, wird mit 0,1 bis 5 ml als ein Dispergiermittel der wässrigen Elektrolytlösung von 100 bis 150 ml zugesetzt, und es wird eine Messprobe von 2 bis 20 mg zugesetzt. Der Elektrolyt, in welchem die Probe suspendiert ist, wird etwa 1 bis 3 Minuten lang der Dispergierung mit einem Ultraschall-Dispergiergerät unterworfen. Das Volumen und die Anzahl der Tonerteilchen werden unter Verwendung einer 100 μm-Apertur als einer Aperfur mit dem Coulter-Counter vom Typ TA-II gemessen, um eine Volumenverteilung und eine zahlenmäßige Verteilung der Tonerteilchen von 2 bis 40 μm zu berechnen. Der Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser (D4), (jeder Medianwert der Kanäle wurde als ein typischer Wert für jeden Kanal bestimmt), beruhend auf der aus der Volumenverteilung gemäß dieser Erfindung erhaltenen Gewichtsreferenz, wurde so erhalten. Ferner wurden dann die auf der aus der Volumenverteilung erhaltenen Gewichtsreferenz beruhende Menge von groben Pulverteilchen (≥ 16,0 μm) und die auf der aus der zahlenmäßigen Verteilung erhaltenen Zahlenreferenz beruhende Anzahl von feinen Pulverteilchen (55,04 μm), jeweils gemäß dieser Erfindung, erhalten.
Als Träger ist es bevorzugt, dass der Volumenmittel-Teilchendurchmesser eines Trägers 15 bis 45 μm beträgt. Wenn der Volumenmittel-Teilchendurchmesser eines Trägers kleiner als 15 μm ist, liegt der Wert zu nahe an dem mittleren Teilchendurchmesser des Toners als einer Substanz, welcher die Menge von triboelektrischer Aufladung verliehen wird, so dass diese beiden kaum unter Verwendung des Unterschiedes zwischen ihren Teilchendurchmessern gemischt und gerührt werden können. Demgemäß kann dem Toner nicht die ausreichende Menge von triboelektrischer Aufladung zur Verfügung gestellt werden, was bewirkt, dass Hintergrundschmutz auftritt. Ferner ist kein Spielraum für weitere Anziehung von Toner vorhanden. Wenn andererseits der Volumenmittel-Teilchendurchmesser des Trägers 45 μm übersteigt, kann zwar grundlegende Bildqualität erhalten werden, aber angemessene Handhabung für höhere Bildqualität kann nicht durchgeführt werden, weil höhere Dichte einer magnetischen Bürste nicht erreicht werden kann.
Trägerteilchen kleiner als 22 μm sind mit 1 bis 20%, vorzugsweise 2 bis 10%, und noch bevorzugter 2 bis 6% enthalten. Ferner sind Trägerteilchen kleiner als 16 μm mit 3% oder weniger, vorzugsweise 1% oder weniger und noch bevorzugter 0,5% oder weniger enthalten.
Wenn die Trägerteilchen kleiner als 22 μm mehr als 20% ausmachen, nimmt die Fluidität eines Entwicklers über den angemessenen Bereich hinaus zu, was bewirkt, dass glatte Triboelektrizität verdrängt wird. Wenn die Trägerteilchen kleiner als 22 μm weniger als 1% ausmachen, wird die magnetische Bürste nicht ausreichend magnetisiert, und der Anstieg der Elektrifizierung des Toners wird verschlechtert, was ein Grund von Streuung des Toners und Hintergrundschmutz wird.
Wenn die Trägerteilchen kleiner als 16 μm mehr als 3% ausmachen, wird die Häufigkeit des Auftretens von Trägeranziehung höher. Wenn Trägeranziehung auftritt, haftet der Träger an dem Photorezeptor. Daher kann an dieser Stelle Entwicklung durch den Toner nicht erfolgen, und es wird auf dem Bild eine Leerstelle erzeugt.
In dieser Erfindung ist es bevorzugt, dass Trägerteilchen von 62 μm oder mehr mit 2 bis 15% enthalten sind. Die Trägerteilchen von 62 μm oder mehr haben die Wirkung, die Fluidität des gesamten Entwicklers zu verbessern. Wenn solche Teilchen mit weniger als 2% enthalten sind, kann eine gleichmäßige magnetische Bürste nicht erzeugt werden (der Zustand der magnetischen Bürste wird leicht ungleichmäßig). In Folge dessen ist es schwierig, feine Bildqualität zu erhalten. Wenn andererseits Trägerteilchen von 62 μm oder mehr 15% übersteigen, nehmen insgesamt Trägerteilchen größerer Größe zu und die Dichte der magnetischen Bürste wird kleiner. Daher wird der Spielraum zur Wiedergabe von feinen Linien beseitigt.
In dieser Erfindung ist es bevorzugt, dass Trägerteilchen von 88 μm oder mehr mit 2% oder weniger enthalten sind. Obwohl die grundlegende Bildqualität nicht beeinträchtigt wird, sogar wenn die Trägerteilchen von 88 μm oder mehr 2% übersteigen, steht der Anteil der Trägerteilchen von 88 μm oder mehr in dem Träger in einem im wesentlichen umgekehrten Verhältnis zu der Bildqualität. Um hohe Bildqualität zu erreichen, werden solche Trägerteilchen derart eingeregelt, dass sie vorzugsweise innerhalb 2% liegen.
Als Mängel, die auftreten, wenn die jeweiligen Teilchendurchmesser des Trägers und des Toners kleiner gemacht werden, um die Bildqualität zu verbessern, wird die Fluidität des Entwicklers erniedrigt, und der Entwickler ist schwer in dem Entwicklungsgerät umzuwälzen. Als die Gegenmaßnahmen kann der Zustand des Gerätes derart verändert werden, dass die Rührstärke in dem Gerät verstärkt wird. Hierbei kann jedoch ein Problem derart auftreten, dass die Gebrauchsdauer des Entwicklers verkürzt wird, so dass die Veränderung nicht zu bevorzugen ist. Es ist daher wichtig, für den Entwickler ein vorbestimmtes Niveau der Fluidität beizubehalten.
Als Mittel, die Fluidität des Entwicklers zu erhalten, ist es wirksam, die Form des Trägers zu steuern. Das heißt, in dieser Erfindung wird die Fluidität verbessert, indem der Rundheitsgrad der Trägerteilchen erhöht wird.
In dieser Erfindung wurde die Messung der Teilchengrößenverteilung des Trägers durch Verwendung eines Teilchengröße-Analysiergerätes Microtrac vom SRA-Typ (hergestellt von Nikkiso K. K) als ein Messgerät und Einstellen des Wertes auf einen Bereich von 0,7 bis 125 μm durchgeführt. Indem ferner SVR (hergestellt von Nikkiso K. K.) als eine Proben-Umwälzvorrichtung verwendet wurde, konnte eine Trägerprobe mit einem hohen spezifischen Gewicht mit hoher Genauigkeit gemessen werden.
Diese Erfindung definiert die Form der Trägerteilchen wie folgt. Der Träger wird bei einer angemessenen Vergrößerung unter einem SEM (Abtast-Elektronenmikroskop, Scanning Electron Microscope) photographiert. Die Länge (X) und die Breite (Y) des Trägers werden gemessen. Ein solcher Vorgang wird in zufälliger Weise an mindestens 30 Teilchen durchgeführt, um das Mittel von Y/X zu erhalten. Diese Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine Form hat, deren Verhältnis Y/X im Mittel in einem Bereich von 0,6 bis 1,0 liegt.
Nicht-kugelförmiger Träger außerhalb von diesem Bereich hat ein Problem der Fluidität des Entwicklers und des Rühr-Wirkungsgrades wie vorstehend erwähnt. Daher ist ein solcher Träger nicht zu bevorzugen.
Wenn jedoch das Ausmaß der Rundheit erhöht wird und das Verhältnis Y/X nahe an 1 liegt, werden die Kosten stark erhöht, sogar indem die Verarbeitungsbedingungen so gesteuert werden, dass Kugelförmigkeit durch ein Sprühtrocknungsverfahren oder thermische Verarbeitung bei einer hohen Temperatur erzielt wird. Nach sorgfältiger Untersuchung haben die Erfinder herausgefunden, dass sogar der Träger mit verringertem Teilchendurchmesser eine ausreichende Leistung erzielen kann, wenn sein Durchmesser in dem Bereich gemäß dieser Erfindung liegt.
Im Allgemeinen ist es schwierig, die Kugelförmigkeit zu erhöhen, wenn der Teilchendurchmesser des Trägers allmählich verringert wird. Um den Grad der Rundheit wie in dem vorstehenden Fall zu verringern, sind Steuerung der Fertigungsbedingungen, zum Beispiel Steuerung der Viskosität der Aufschlämmung, wenn das Sprühtrocknungsverfahren verwendet wird, und Temperatursteuerung notwendig. Ferner kann ein Additiv verwendet werden. Jedoch sind diese Bedingungen nicht besonders beschränkt, und es ist möglich, den Rundheitsgrad zu steuern, indem in einem anderen Verfahren eine Sinterungstemperatur gesteuert wird.
Das heißt, die erwünschte Fluidität des Entwicklers in dieser Erfindung beträgt 25 bis 55 (sec/50 g). Wenn die Fluidität höher als 55 sec ist, so ist die Fluidität nicht hoch genug, so dass dem zugeführten Toner nicht glatt Elektrifizierung verliehen werden kann, was Bildverschlechterung verursacht. Wenn die Fluidität niedriger als 25 sec ist, kann ein derartiges Phänomen, wie dass kleine Teilchencluster von Entwickler fließen, beobachtet werden. In einem solchen Zustand sind der Toner und der Träger nicht ausreichend gemischt und gerührt, was bewirkt, dass Streuung des Toners und Hintergrundschmutz auftreten.
Die Fluidität des Entwicklers wird in dieser Erfindung in der folgenden Weise gemessen. Das heißt, die Messung wird durchgeführt, indem der Toner und der Träger gemischt werden und die Mischung 24 Stunden lang in einer Umgebung von einer Temperatur 23°C ± 2°C und einer Feuchtigkeit von 60% ± 3% stehen gelassen wird. Das Messverfahren beruht auf JIS-Z2502. Das Messgerät ist wie das in 1 gezeigte, es wird aber der wie in 2 gezeigt verbesserte Trichter verwendet. Das Gerät zur Messung der Fluidität (die Messeinheit für Pulver-Fluidität) 1 in 1 umfasst den Trichter 11, einen Tragarm 12 zum Tragen des Trichters, einen Trägerbalken 13 zum Tragen und Festhalten des Tragarms 12, Befestigungsschrauben 14 und eine Trägerbasis 15. Die Bezugsziffer 11a in 2 stellt einen Proben-Auslass dar. Dieses Gerät zur Messung der Fluidität 1 wird verwendet, um den Zeitraum (die Fluidität) zu messen, die benötigt wird, wenn eine vorbestimmte Menge von Pulver aus dem Proben-Auslass 11a heraus fließen gelassen wird.
Ferner werden die Daten, die erhalten werden, wenn in der folgenden Gleichung α = 0,4 ist, verwendet um die Fluidität des Entwicklers zu messen. α = [Tc/(100 – Tc)]·(ρ2/ρ1)·(r2/4r1)wobei Tc die Tonerdichte (Gew.-%) darstellt; ρ₁ das wirkliche spezifische Gewicht eines Toners darstellt; ρ₂ das wirkliche spezifische Gewicht eines magnetischen Trägers darstellt; r₁ einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser (μm) des Toners darstellt; und r₂ den Volumenmittel-Teilchendurchmesser (μm) des magnetischen Trägers darstellt.
Der Träger wird wegen seiner magnetischen Eigenschaft von einer Magnetwalze, die in eine Entwicklungsmanschette eingebaut ist, beeinflusst. Der beeinflusste Träger übt eine große Wirkung auf die Entwicklungseigenschaft und die Transportierbarkeit des Entwicklers aus. Wenn die Sättigungs-Magnetisierung des Trägers bei einem angelegten magnetischen Feld von 1.000 Oersted 40 bis 120 emu/g ist, werden die Gleichmäßigkeit eines kopierten Bildes und die Gradationswiedergabe hervorragend, so dass dieser Bereich am angemessensten ist, mit 1 emu/g = 4Π·10^–7 Wb·m/kg und 1 Oersted = 10³/4Π A/m.
Wenn die Sättigungs-Magnetisierung (gegenüber dem angelegten magnetischen Feld mit 1.000 Oersted) mehr als 120 emu/g ausmacht, wird ein bürstenartiger Flor, der mit dem Träger und dem Toner auf der Entwicklungsmanschette ausgebildet ist und welcher gegenüber einem latenten elektrostatischen Bild auf einem Photorezeptor bereit gestellt ist, zum Zeitpunkt der Entwicklung hart und verdichtet. Daher wird die Wiedergabe der Gradation und von Zwischentönen verschlechtert. Beträgt die Sättigungs-Magnetisierung weniger als 40 emu/g, ist es schwierig, den Toner und den Träger in ihrem ausreichenden Zustand auf der Entwicklungsmanschette zu halten, und es tritt leicht ein Problem der Art auf, dass Trägerhaftung oder Streuung des Toners schlechter werden. Wenn ferner die Restmagnetisierung und die Koerzitivkraft des Trägers zu hoch sind, wird angemessene Transportierbarkeit des Entwicklers in dem Entwicklungsgerät beeinträchtigt. Als ein Ergebnis treten leicht ein verwaschenes Bild oder ungleichmäßige Dichte in einem geschlossenen Bild als Bildfehler auf, was bewirkt, dass die Entwicklungsleistung erniedrigt wird.
Daher ist es wichtig, dass die Restmagnetisierung 10 emu/g oder weniger, vorzugsweise 5 emu/g oder weniger, und bevorzugter wirklich Null ist, um die Entwicklungsleistung aufrecht zu halten. Es ist auch wichtig, dass die Koerzitivkraft 60 Oersted oder weniger (gegenüber dem angelegten magnetischen Feld mit 3.000 Oersted) beträgt, vorzugsweise 30 Oersted oder weniger, und bevorzugter 10 Oersted oder weniger.
In dieser Erfindung wird die Messung der magnetischen Eigenschaften des Trägers wie folgt durchgeführt.
Eine Magnetisierungs-Messvorrichtung vom Typ BHU-60 (hergestellt von Riken Sokutei) wird als die Messvorrichtung verwendet. Spezifischer wird eine zu messende Probe mit 1,0 g abgewogen, eine Zelle mit einem inneren Durchmesser von 7 mm und einer Höhe von 10 mm wird mit der Probe gefüllt, und die Zelle wird in das Gerät eingesetzt. Die Messung wird durchgeführt, indem die Magnetisierung durch allmähliche Vergrößerung des angelegten magnetischen Feldes bis maximal 3.000 Oersted verändert wird. Hierauf wird das angelegte magnetische Feld verringert, um zum Schluss eine Hysteresekurve der Probe auf Aufzeichnungspapier zu erhalten. Demgemäß werden die Sättigungsmagnetisierung, die Restmagnetisierung und die Koerzitivkraft bestimmt.
Ferner beinhaltet diese Erfindung mindestens Titandioxid-Teilchen als ein externes Additiv des Toners, was eines der kennzeichnenden Merkmale dieser Erfindung ist. Insbesondere Titandioxid-Teilchen vom Anatas-Typ, welche der Oberflächenbehandlung durch Hydrolysieren eines Kupplungsmittels in einem Wassersystem unterworfen worden waren, sind äußerst wirksam für die Stabilisierung der Elektrifizierung und der Verleihung von Fluidität. Diese Auswirkungen hätten mit dem allgemein als ein Mittel zur Verbesserung der Fluidität bekannten Siliciumdioxid nicht erzielt werden können.
Der Grund ist, dass das feine Teilchen von Siliciumdioxid selbst eine starke negative Elektrifizierung hat, das feine Teilchen von Titandioxid hingegen eine im Wesentlichen neutrale Elektrifizierung hat. Herkömmlicher Weise ist der Zusatz des hydrophoben Titandioxids vorgeschlagen worden. Jedoch haben die Titandioxid-Teilchen eine von Natur aus niedrigere Oberflächenaktivität als Siliciumdioxid, so dass nicht immer in ausreichendem Maß Hydrophobie verliehen wurde. Ferner nahm zwar der Hydrophobiegrad zu, wenn eine große Menge von Behandlungsmittel verwendet wurde oder ein Behandlungsmittel hoher Viskosität verwendet wurde, aber die Teilchen wurden agglomeriert, und die Fähigkeit zur Verleihung von Fluidität wurde verringert. Daher konnten die Stabilisierung der Elektrifizierung und auch die Verleihung von Fluidität nicht notwendiger Weise erreicht werden.
Andererseits ist das hydrophobe Siliciumdioxid zwar hervorragend in der Fähigkeit, Fluidität zu verleihen, wenn aber einen große Menge von solchem Siliciumdioxid in dem Toner enthalten ist, tritt im Gegenzug wegen seiner starken Elektrifizierung elektrostatische Agglomeration auf, und die Fähigkeit, Fluidität zu verleihen, wird verringert. Im Gegensatz dazu wird die Fluidität von Toner verbessert, wenn die Menge von Titandioxid vermehrt wird.
Das Verfahren, Titandioxid vom Anatas-Typ zu verwenden, ist zum Beispiel in der japanischen offengelegte Patentanmeldung Nr. 60-112052 vorgeschlagen worden. In dieser Veröffentlichung hat das Titandioxid vom Anatas-Typ einen kleinen Volumenwiderstand von 10⁷ Ohm-cm. Wenn daher solches Titandioxid vom Anatas-Typ so verwendet wird, wie es ist, verliert sich die Elektrifizierung speziell unter hoher Feuchtigkeit schnell, und es wird der Stabilisierung der Elektrifizierung nicht immer Genüge getan, was der Verbesserung bedarf.
Ferner ist in der japanischen offengelegte Patentanmeldung Nr. 59-52255 als ein Beispiel für das Enthaltensein von hydrophobem Titandioxid in Toner ein Toner vorgeschlagen worden, der mit Alkyltrialkoxysilan verarbeitetes Titandioxid enthält. Zwar werden die elektrophotographischen Eigenschaften durch den Zusatz von Titandioxid verbessert, aber die Oberflächenaktivität des Titandioxids ist von Natur aus niedrig, daher werden Teilchen in dem Verarbeitungsschritt agglomeriert oder die Hydrophobie ist nicht gleichmäßig. Demnach ist die Erfindung nicht eine zufrieden stellende.
Die Erfinder haben die Stabilisierung der Elektrifizierung des Toners sorgfältig untersucht, und haben die folgenden Tatsachen herausgefunden. Ein Titandioxid vom Anatas-Typ wird der Behandlung unterworfen, während ein spezifisches Kupplungsmittel in einem Wassersystem hydrolysiert wird, und es hat einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 bis 0,2 μm, einen Hydrophobiegrad von 20 bis 98% und eine Lichtdurchlässigkeit bei 400 nm von 40% oder mehr. Ein solches Titandioxid vom Anatas-Typ kann einer gleichmäßige Hydrophobie verleihenden Behandlung ohne Agglomeration von Teilchen unterworfen werden. Ferner ist der Toner, welcher derartiges Titandioxid enthält, äußerst effektiv hinsichtlich der Stabilisierung der Elektrifizierung und der Verleihung von Fluidität.
Das heißt, in dieser Erfindung werden die Titandioxidteilchen vom Anatas-Typ der Oberflächenbehandlung unterworfen, während die Teilchen in einem Wassersystem mechanisch dispergiert werden, so dass die Teilchen zu denjenigen mit dem Primärteilchen-Durchmesser werden und auch das Kupplungsmittel in dem Wassersystem hydrolysiert wird. Als Folge davon wird herausgefunden, dass verglichen mit der Behandlung in einer Dampfphase Agglomeration der Teilchen nicht leicht auftritt. Es wird auch herausgefunden, dass die Titandioxidteilchen vom Anatas-Typ in einem Zustand von beinahe primären Teilchen der Oberflächenbehandlung unterworfen werden, und zwar durch abstoßende Wirkung zwischen den Teilchen wegen Elektrifizierung wegen der Behandlung.
Eines der Merkmale dieser Erfindung ist, dass die Oberfläche von Titandioxid behandelt wird, während ein Kupplungsmittel in einem Wassersystem hydrolysiert wird. In diesem Fall wird mechanische Kraft auf die Titandioxid-Teilchen ausgeübt, so dass sie als Primärteilchen dispergiert werden. Daher ist es nicht nötig, ein Kupplungsmittel zu verwenden, welches das Merkmal hat, Gas herzustellen, wie eine Chlorsilangruppe oder eine Silazangruppe. Ferner kann ein Kupplungsmittel mit hoher Viskosität, das bisher nicht verwendet werden konnte, weil Teilchen in einer Dampfphase agglomerierten, verwendet werden, so dass die Hydrophobie äußerst wirksam ist.
Ein wirksames Verfahren aus den Verfahren zum Behandeln von Titandioxid ist es, Titandioxid durch Hydrolysieren eines Kupplungsmittels zu behandeln, während die Titandioxid-Teilchen in einem Wassersystem mechanisch dispergiert werden, so dass die Teilchen zu denjenigen mit dem Primärteilchen-Durchmesser werden. Dieses Verfahren ist auch unter dem Gesichtspunkt bevorzugt, dass ein Lösungsmittel nicht verwendet wird.
Als ein in dieser Erfindung verwendetes Kupplungsmittel kann irgendein Kupplungsmittel, wie ein Silankupplungsmittel oder ein Titankupplungsmittel, verwendet werden. Vorzugsweise kann das Silankupplungsmittel verwendet werden. Dieses Mittel wird in einer allgemeinen Formel wie folgt ausgedrückt: RmSiYn wobei R eine Alkoxylgruppe darstellt; m und n eine ganze Zahl von 1 bis 3 darstellen; und Y eine Kohlenwasserstoffgruppe, einschließlich einer Alkylgruppe, einer Vinylgruppe, einer Glycidoxygruppe und einer Methacrylgruppe darstellt.
Ein konkretes Beispiel des Silankupplungsmittels beinhaltet diejenigen wie folgt: Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Trimethylmethoxysilan, Hydroxypropyltrimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, n-Hexadecyltrimethoxysilan und n-Octadecyltrimethoxysilan oder dergleichen.
Das bevorzugteste Mittel von diesen Silankupplungsmitteln ist eines, das durch die allgemeine Formel wie folgt ausgedrückt wird: C_αH_2α+1-Si-(OC_βH_2β+1)₃ wobei α = 4 bis 12 und β = 1 bis 3 ist.
Wenn α in der Formel kleiner als 4 ist, wird die Behandlung leicht durchgeführt, es kann aber Hydrophobie nicht in ausreichendem Maß erreicht werden. Wenn α größer als 13 ist, kann zwar der ausreichende Hydrophobiegrad erreicht werden, es agglomeriert aber eine große Menge von Titandioxidteilchen, was bewirkt, dass die Fähigkeit zur Verleihung von Hydrophobie erniedrigt wird. Wenn ferner β größer als 3 ist, wird die Umsetzung erniedrigt, so dass Hydrophobie nicht in ausreichendem Maß durchgeführt werden kann. Daher ist in dieser Erfindung α 4 bis 12, vorzugsweise 4 bis 8, und β ist 1 bis 3, vorzugsweise 1 bis 2.
Die zu behandelnde Menge kann auf 1 bis 50 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 bis 40 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Titandioxid eingestellt werden, und der Hydrophobiegrad kann 20 bis 98%, vorzugsweise 30 bis 90%, bevorzugter 40 bis 80% sein.
Das heißt, wenn der Hydrophobiegrad kleiner als 20% ist, nimmt die Menge der Elektrifizierung stark ab, wenn lange Zeit unter hoher Feuchtigkeit stehen gelassen wird. Daher ist es notwendig, einen Mechanismus für die Begünstigung der Elektrifizierung auf der Hardwareseite bereit zu stellen, so dass ein Gerät komplizierter wird. Wenn der Hydrophobiegrad 98% übersteigt, wird die Steuerung der Elektrifizierung von Titandioxid selbst schwierig, sogar wenn das Titandioxid vom Anatas-Typ mit einem kleinen Volumenwiderstand verwendet wird. Als ein Ergebnis wird Toner bei niedriger Feuchtigkeit aufgeladen.
In dieser Erfindung wird als ein Verfahren zum Messen des Hydrophobiegrades von feinem Pulver aus Titandioxid mit einer hydrophoben Oberfläche ein nachstehend erklärter Methanol-Messtest verwendet.
0,2 g einer Probe von feinem Pulver aus Titandioxid werden in einem konischen 250 ml-Kolben 50 ml Wasser zugesetzt. Methanol wird aus einer Bürette durch Titration auf das Titandioxid getropft, bis das ganze Titandioxid benetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Lösung in dem Kolben mit einem magnetischen Rührer die gesamte Zeit am Rühren gehalten. Der Endpunkt von diesem Vorgang wird beobachtet, wenn die gesamte Menge des feinen Pulvers aus Titandioxid in der Flüssigkeit suspendiert ist. Der Hydrophobiegrad wird durch den Prozentsatz von Methanol in der flüssigen Mischung von Methanol und Wasser, wenn die Suspendierung den Endpunkt erreicht, wiedergegeben.
Der Teilchendurchmesser des Pulvers liegt in Bezug auf die Verleihung von Fluidität vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 bis 0,2 μm. Wenn der Teilchendurchmesser größer als 0,2 μm ist, wird die Elektrifizierung auf dem Toner wegen unzureichender Fluidität ungleichmäßig. Als Folge davon können Streuung von Toner und Hintergrundschmutz auftreten. Wenn der Teilchendurchmesser kleiner als 0,01 μm ist, können die Teilchen leicht in der Oberfläche des Toners eingebettet werden, was bewirkt, dass der Toner schnell verschlechtert wird. Auf diese Weise wird im Gegenzug die Gebrauchsdauer des Toners verkürzt. Eine solche Neigung ist bei einem bei niedriger Temperatur fixierenden Toner (was einen niedrigen Grad von Härte der Toneroberfläche anzeigt), der in dieser Erfindung verwendet wird, bedeutender. Der Teilchendurchmesser von Titandioxid wurde in dieser Erfindung durch FESEM gemessen.
Ferner hat in dieser Erfindung behandeltes Titandioxid eine Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 400 nm von 40% oder mehr, was eines der Merkmale dieser Erfindung ist. Das heißt, das in dieser Erfindung verwendete Titandioxid hat einen extrem kleinen Primärteilchen-Durchmesser, welcher 0,2 bis 0,01 μm beträgt. Das Titandioxid ist jedoch, wenn es tatsächlich in dem Toner enthalten ist, nicht immer als Primärteilchen dispergiert, sondern es kann als Sekundärteilchen vorliegen. Daher wird, wenn der effektive Durchmesser des sich als ein Sekundärteilchen verhaltenden Teilchens groß ist, die Auswirkung auf Grund dieser Erfindung deutlich verringert, egal wie klein der Primärteilchen-Durchmesser auch sein mag.
Daher ist der Sekundärteilchen-Durchmesser eines Teilchens umso kleiner, je höher seine Lichtdurchlässigkeit bei 400 nm als der Wellenlänge der Untergrenze des sichtbaren Bereiches ist. Demgemäß können erfolgreiche Ergebnisse, wie höhere Fähigkeit zur Verleihung von Fluidität und im Fall von Farbtoner höhere Schärfe eines von einem Overhead-Projektor projizierten Bildes erwartet werden. Der Grund, warum 400 nm ausgewählt wurde ist, dass dies ein Grenzgebiet zwischen ultravioletten Strahlen und sichtbaren Strahlen ist. Ferner durchläuft 1/2 oder weniger einer Lichtwellenlänge das Teilchen, daher wird die Transmission einer Wellenlänge, die länger als diese Wellenlänge ist, natürlich höher, und so müssen nicht viele Punkte ausgetestet werden.
Das Verfahren zum Messen der Lichtdurchlässigkeit in dieser Erfindung wird nachstehend beschrieben.

• Probe 0,10 g
• Alkydharz 13,20 g
• Melaminharz 3,30 g
• Verdünnungsmittel 3,50 g
• Glasmedien 50,00 g

Die Mischung wird in einer 150-cc Glasflasche gesammelt, und eine Stunde lang mit einer Konditioniervorrichtung für Farbe, hergestellt von Red Devil Co., dispergiert. Nach Abschluss der Dispergierung wird die Mischung mit einer 2-mil Rakel auf eine PET-Folie aufgetragen. Diese Folie wird 10 Minuten lang auf 120°C erwärmt und getempert. Dann wird die Transmission mit einem U-BEST 50, hergestellt von Nippon Bunko K. K., in einem Bereich von 320 nm bis 800 nm gemessen und verglichen.
Ferner wurde durch Röntgenbeugung der Kristalltyp des Titandioxids als der Anatas-Typ bestätigt, in welchem eine Gitterkonstante (a) 3,78 Å ist und eine Gitterkonstante (b) 9,49 Å ist. Andererseits ist als ein Verfahren, hydrophobes Titandioxid mit einem feinen Teilchendurchmesser zu erhalten, das folgende Verfahren bekannt. Das heißt, flüchtiges Titanalkoxid und so weiter wird bei einer niedrigen Temperatur oxidiert, und, nachdem es der Kugelförmigkeits-Behandlung unterworfen wurde, um kugelförmiges amorphes Titandioxid zu erhalten, der Oberflächenbehandlung unterworfen. In Anbetracht der Tatsache, dass die zu verwendenden Materialien teuer sind und das Herstellungsgerät kompliziert ist, schlägt die vorliegende Erfindung jedoch das vorstehend erwähnte Verfahren in Bezug auf die Kosten. Das Titandioxid dieser Erfindung ist dazu dienlich, ausreichende Entwickler-Fluidität bereit zu stellen und um ausreichende Ergebnisse zu erhalten.
Durch Verringern des Teilchendurchmessers des Toners nimmt die Oberfläche pro Gewichtseinheit zu, und es wird leicht übermäßige Elektrifizierung wegen Reibung erzeugt. Im Gegensatz dazu ist die Auswirkung von Titandioxid-Teilchen, die in der Lage sind, die Elektrifizierung zu steuern und dem Toner Fluidität zu verleihen, bedeutend. Ein dieser Erfindung angemessener Titandioxid-Gehalt ist 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,7 bis 3 Gew.-%, bevorzugter 1,0 bis 2,5 Gew.-%.
Ein Elektrifizierungssteuerungsmittel zum Stabilisieren der Elektrifizierung kann mit dem erfindungsgemäßen Toner gemischt werden. Als das Elektrifizierungssteuerungsmittel kann irgendein wohlbekanntes Polaritätssteuerungsmittel, wie ein Nigrosinfarbstoff, ein Metallkomplex-Farbstoff oder ein quaternäres Ammoniumsalz allein oder gemischt verwendet werden. In diesem Fall ist ein farbloses oder schwach gefärbtes Ladungssteuerungsmittel wünschenswert, welches keinen Effekt auf die Gradationen in der Farbe des Toners ausübt. Ein Steuerungsmittel für negative Ladung beinhaltet zu diesem Zeitpunkt organisches Metallkomplexsalz, wie ein Metallkomplexsalz von Alkyl-substituierter Salicylsäure (zum Beispiel ein Chromkomplexsalz von di-tert-Butylsalicylsäure, ein Zinkkomplexsalz oder ein Komplexsalz einer Zirkoniumverbindung). Wenn das Steuerungsmittel für negative Ladung mit einem Toner kombiniert wird, kann das Mittel dem Toner mit 0,1 bis 10 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,5 bis 8 Gewichtsteilen, auf 100 Gewichtsteile eines Bindemittelharzes zugesetzt werden.
Wenn das Mischungsverhältnis zwischen dem Toner und dem Träger gemäß dieser Erfindung in einem Bereich von 2 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 9 Gew.-% als die Tonerkonzentration in dem Entwickler liegt, kann allgemein ein erfolgreiches Ergebnis erhalten werden. Wenn die Tonerkonzentration weniger als 2 Gew.-% beträgt, ist die Bilddichte zu niedrig, was nicht praktisch ist. Wenn die Tonerkonzentration 30 Gew.-% übersteigt, nehmen Hintergrundschmutz und Streuung von Toner in einem Gerät zu, sogar wenn es ein magnetischer Toner ist, so dass die Gebrauchsdauer des Toners verringert wird.
Als ein farbgebendes Mittel kann irgendeines der wohlbekannten anfärbenden Pigmente wie folgt allein oder gemischt verwendet werden, und es kann auch sowohl als Schwarztoner wie auch als Vollfarbtoner verwendet werden. Das heißt, Ruß, Lampenruß, schwarzes Eisenoxid, Anilinblau, Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün, Hansagelb G, Rhodaminlack 6C, Chalco-Ölblau, Chromgelb, Chinacridon, Benzidingelb, Bengalrot, Farbstoff auf Triallylmethanbasis und so weiter können verwendet werden. Die zu verwendende Menge von diesen farbgebenden Mitteln beträgt allgemein 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 20 Gew.-% in Bezug auf die Harzkomponente des Toners.
Ein Additiv kann mit dem Toner dieser Erfindung wie erforderlich innerhalb eines Bereiches, in welchem Eigenschaften des Toners nicht verschlechtert werden, gemischt werden. Das Additiv beinhaltet ein Gleitmittel wie Teflon oder Zinkstearat, ein Fixierhilfsmittel (zum Beispiel Niedrigmolekulargewicht-Polyethylen, Niedrigmolekulargewicht-Polypropylen) oder organische Harzteilchen.
Als in dieser Erfindung zu verwendende magnetische Teilchen können irgendwelche der bekannten verwendet werden, vorzugsweise in einer Menge 5 bis 35 Gew.-%. Bei weniger als 5 Gew.-%, fungieren magnetische Teilchen nicht als magnetischer Toner, daher kann der Hintergrundschmutz nicht verbessert werden. Wenn andererseits 35 Gew.-% überstiegen werden, wird die als Toner angemessene Entwicklungsleistung beseitigt.
Ferner kann der Toner dieser Erfindung verwendet werden, indem er mit irgendeinem von den wohlbekannten Trennmitteln wie folgt gemischt wird: Carnaubawachs, Montanwachs, oxidiertes Reiswachs, fester Siliconlack, höhere Fettsäure, höherer Alkohol und Niedrigmolekulargewicht-Polypropylenwachs und so weiter. Die zu verwendende Menge von irgendeinem dieser Trennmittel beträgt 1 bis 20 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 bis 10 Gewichtsteile zu der Harzkomponente des Toners. Besonders bevorzugt ist von freier Fettsäure befreites Carnaubawachs. Als das Carnaubawachs ist feiner Kristall mit einer Säurezahl von 5 oder weniger bevorzugt. Ferner ist ein Teilchendurchmesser davon von 1 μm oder weniger, wenn die Teilchen in das Tonerbindemittel hinein dispergiert werden, zu bevorzugen. Die dem Toner zuzusetzende Menge kann 1 bis 20 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 10 Gew.-% betragen.
Für die Herstellung des Toners der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Verfahren wie folgt anwendbar: a) ein Verfahren zum Erhalten des Toners durch mechanisches Zerkleinern und Sichten nach gründlichem Kneten der Komponenten-Materialien durch eine Warmknetvorrichtung, wie eine Warmwalze, einen Kneter oder einen Extruder; b) ein Verfahren zum Erhalten des Toners durch Dispergieren eines Materials aus einem farbgebenden Mittel oder dergleichen in die Lösung eines Bindemilttelharzes hinein und des Sprühens und Trocknens davon; c) ein Verfahren zum Herstellen von polymerisiertem Toner, um den Toner durch Mischen eines vorbestimmten Materials mit einem ein Bindemittelharz erzeugenden Monomer und Polymerisieren von dieser Emulsionssuspension zu erhalten.
Als eine für den Toner dieser Erfindung zu verwendende Bindemittelsubstanz kann jede Art von herkömmlicher Weise als elektrophotographisches Tonerbindemittel bekanntem Harzmaterial verwendet werden, wenn es das Molekulargewicht des Toners gemäß dieser Erfindung erfüllt. Zum Beispiel Polystyrol und ein Copolymer auf Styrolbasis, wie ein Styrol-Butadien-Copolymer oder ein Styrol-Acryl-Copolymer; Polyethylen und ein Copolymer auf Ethylenbasis, wie ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer oder ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer; Phenolharz, Epoxyharz, Acrylphthalatharz Polyamidharz, Polyesterharz oder Harz auf Maleinsäurebasis. Jedoch ist das Fertigungsverfahren für irgendeines von diesen Harzen nicht besonders beschränkt.
Speziell wenn von diesen Harzen eines der Harze auf Polyesterbasis mit hoher negativer Aufladungskapazität verwendet wird, ist der auf diese Erfindung zurück zu führende Effekt bedeutend. Das heißt, das Polyesterharz ist hervorragend in der Fixierbarkeit, hat aber eine hohe negative Aufladungskapazität, so dass die Elektrifizierung leicht zu hoch wird. Wenn jedoch dieses Polyesterharz für die Komponenten der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird der Mangel behoben, so dass hervorragender Toner erhalten wird.
Das in dieser Erfindung verwendete Polyesterharz wird durch Kondensationspolymerisation von Alkohol und Carbonsäure erhalten. Ein zu verwendender Alkohol ist wie folgt: einer mit einer Glycolgruppe wie Ethylenglycol, Triethylenglycol und Propylenglycol; einer veretherten Bisphenolgruppe wie 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan und Bisphenol A; ein zweiwertiges Alkohol-Monomer, und ein drei- oder mehrwertiges Alkohol-Monomer. Die Carbonsäure beinhaltet: ein zweiwertiges Carbonsäure-Monomer wie Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Bernsteinsäure oder Malonsäure; und ein drei- oder mehrwertiges Carbonsäure-Monomer wie 1,2,4-Benzoltricarbonsäure, 1,2,5-Benzoltricarbonsäure, 1,2,4-Cyclohexantricarbonsäure, 1,2,4-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,5-Hexantricarbonsäure, 1,3-Dicarboxyl-2-methylencarboxypropan und 1,2,7,8-Octantetracarbonsäure und so weiter. Die Glasübergangstemperatur Tg des Polyesterharzes ist vorzugsweise 55°C oder höher im Hinblick auf Wärmefestigkeit, bevorzugter 60°C oder höher.
Insbesondere wenn Polyesterharzteilchen mit hoher negativer Aufladungskapazität als ein Tonermaterial verwendet werden, ist ein Copolymer mit einem Monomer auf Styrolbasis vorzuziehen, um die Elektrifizierung zu stabilisieren. Ferner ist es vorzuziehen, dass der Gewichts-Prozentsatz der Copolymerisation des Monomers auf Styrolbasis 5 bis 70 Gew.-% beträgt.
Als ein für den Entwickler dieser Erfindung verwendeter Träger ist irgendein mit Harz beschichteter Träger bevorzugt. Als Harz zum Beschichten der Oberfläche des Trägers wird ein elektrisch isolierendes Harz verwendet, das Harz wird aber je nach den Erfordernissen des Tonermaterials oder Trägerkernmaterials ausgewählt. Um die Anhaftung an der Oberfläche des Trägerkernmaterials zu verbessern, ist es in dieser Erfindung wünschenswert, dass der Träger ein Siliconharz oder ein Siloxan-Verbundmaterial enthält, sie ist aber nicht besonders darauf beschränkt.
Als das Kernmaterial des in dieser Erfindung verwendeten Trägers kann irgendeines von denjenigen wie folgt verwendet werden: Metall wie Eisen, dessen Oberfläche oxidiert oder nicht oxidiert ist, Nickel, Kobalt, Mangan, Chrom oder ein Seltenerdelement; eine Legierung oder ein Oxid von irgendeinem der Metalle; und Harzteilchen, in denen eine magnetische Substanz dispergiert ist oder dergleichen. Vorzugsweise wird jedoch ein Metalloxid verwendet, und am bevorzugtesten werden Ferrit-Teilchen verwendet. Das Verfahren zum Herstellen dieser Teilchen ist nicht besonders beschränkt.
Wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Trägers weniger als 10 μm beträgt, wird der Träger leicht auf einen das latente Bild tragenden Körper entwickelt (mit dem Toner entwickelt), was es leicht macht, dem das latente Bild tragenden Körper und einer Reinigungsrakel Beschädigungen zuzufügen. Sogar wenn er weniger als 15 μm ist, neigen die gleichen Beschädigungen je nach dem Unterschied der Entwicklungsbedingungen auch noch dazu, aufzutreten. Wenn andererseits der mittlere Teilchendurchmesser des Trägers mehr als 45 μm beträgt, wird die Kapazität des Trägers zum Halten von Toner in Kombination mit dem Toner kleinen Durchmessers dieser Erfindung besonders verringert. Als Folge davon treten leicht Ungleichmäßigkeit eines Volltonbildes, Streuung von Toner und Hintergrundschmutz oder dergleichen auf. Ein solches Kernmaterial für den Träger kann nur aus einem magnetischen Material gebildet werden, oder es kann aus einer Kombination aus dem magnetischen Material und einem nicht-magnetischen Material oder aus einer Mischung von mindestens zwei Arten von magnetischen Teilchen gebildet werden.
Als das Verfahren zum Beschichten der Oberfläche des Träger-Kernmaterials mit dem Beschichtungsharz ist das Verfahren wie folgt zu bevorzugen. Das heißt, das Verfahren zum Auflösen oder Dispergieren des Harzes in einem Lösungsmittel und des Aufbringens des Lösungsmittels auf die Oberfläche des Kernmaterials, um das Harz auf der Oberfläche des aus den magnetischen Teilchen oder dergleichen gebildeten Kernmaterials abzuscheiden. Jedoch kann irgendein anderes Verfahren, wie ein trockenes Auftragungsverfahren ohne Verwendung eines Lösungsmittels verwendet werden, und das Verfahren ist nicht besonders beschränkt. Die Menge des Beschichtungsharzes, mit dem zu Behandeln ist, beträgt im Hinblick auf die Kapazität zur Filmbildung und die Gebrauchsdauer des Beschichtungsmaterials wünschenswerter Weise 0,1 bis 30 Gew.-% (vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%) des Träger-Kernmaterials, bezogen auf die Gesamtmenge davon.
Die Bilderzeugungsvorrichtung mit dem eingebauten Behälter, der mit dem erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Entwickler gefüllt ist, wird nachstehend beschrieben.
3 zeigt die Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Beispiel. Die erfindungsgemäße Bilderzeugungsvorrichtung wird in Bezug auf 3 beschrieben werden. In 3 ist die Vorrichtung grob gesprochen in zwei Teile geteilt. Einer der Teile ist ein Photorezeptor 0, und der Andere ist ein mit den Komponenten 1 bis 6 versehenes Entwicklungsgerät. Die innere Seite dieses Entwicklungsgerätes enthält den erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Entwickler. Der Flügel 2 dreht sich im Uhrzeigersinn und hat die Funktion zu bewirken, dass der Träger den Toner ausreichend auf Grund von Reibung durch Rühren und Mischen des auf der inneren Seite und dem Randbereich des Flügels 2 vorhandenen Zweikomponenten-Entwicklers elektrifiziert. Ferner hat der Flügel 2 die Funktion, den Zweikomponenten-Entwickler, dessen Toner durch Reibung ausreichend elektrifiziert ist, zu der Entwicklungsmanschette 1 hinauf zu saugen. Wie vorstehend erwähnt, dreht sich die Entwicklungsmanschette im Uhrzeigersinn und befördert den Zweikomponenten-Entwickler synchron zu ihrer Bewegung zu einem Entwicklungsgebiet. Der zu dem Entwicklungsgebiet beförderte Zweikomponenten-Entwickler entwickelt den Toner auf dem Photorezeptor 0 auf der Grundlage von Bildinformation auf dem Photorezeptor 0. Ferner wird der Zweikomponenten-Entwickler, welcher durch die Drehung der Entwicklungsmanschette 1 das Entwicklungsgebiet durchlaufen hat, wieder in das Entwicklungsgerät zurück geführt. Die Rakel 6 ist bereit gestellt, um die Schichtdicke des Zweikomponenten-Entwicklers, welcher durch den Flügel 2 auf die Entwicklungsmanschette gesaugt wurde, auf ein konstantes Niveau zu steuern. Der T-Sensor 3 wird verwendet, um die Menge von Toner in dem Zweikomponenten-Entwickler zu regeln, obwohl er in dieser Erfindung nicht notwendig ist. Die Förderschraube 4 wird verwendet, um den Zweikomponenten-Entwickler innerhalb des Flügels 2 in der Längsrichtung zu transportieren. Das Druckablassfilter 5 wird bereitgestellt, um eine Luftdifferenz zwischen der inneren Seite und der äußeren Seite des Entwicklungsgerätes zu beseitigen.
[BEISPIELE]

Die Bilderzeugungsvorrichtung wird nachstehend mit Bezug auf Beispiele in Einzelheiten beschrieben. [Tabelle 1]

Herstellung des Toners A

• Polyesterharz (A):	60 Teile
• Polyesterharz (B):	40 Teile
• Hydriertes Petroleumharz:	15 Teile
• (Hydrierung: 90%, Zusammensetzung: Dicyclopentadien + aromatisches System)
• Carnaubawachs (Schmelzpunkt: 82°C, Säurezahl: 2):	3 Teile
• Ruß (#44, hergestellt von Mitsubishi Kasei Corp.):	8 Teile
• Chrom-haltiger Monoazokomplex:	3 Teile

Der Toner mit einem Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser von 8,0 μm wurde erhalten, indem die Mischung der vorstehend erwähnten Zusammensetzung in einem Henschelmischer ausreichend gerührt und gemischt wurde, sie etwa 30 Minuten lang bei 130 bis 140°C mit einer Walzenmühle erwärmt und geschmolzen wurde und sie auf Raumtemperatur herunter gekühlt wurde, um die erhaltene Mischung mit einer Strahlmühle zu zerkleinern und zu sichten. Das Zahlenmittel-Molekulargewicht (Mn) von diesem Toner war 2.600, und der Anteil von Molekülen mit einem Molekulargewicht von 1.000 oder weniger war zahlenmäßig 43%. Ferner wurde ein Additiv von 0,5 Teilen (R972: hergestellt von Nippon Aerosil Co., Let.) 100 Teilen Toner zugesetzt, mit dem Henschelmischer gerührt und gemischt und Teilchen mit großem Teilchendurchmesser wurden durch ein Sieb entfernt, um den endgültigen Toner zu erhalten. Herstellung von Träger

• Kernmaterial:	5000 Teile
• Siliconharz (SR2410, hergestellt von Toray Dow Corning Silicone Co., nicht flüchtiger Teil: 23%)	450 Teile
• γ-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan: (SH6020, hergestellt von Toray Dow Corning Silicone Co.)	9 Teile
• Leitfähiger Ruß (Black Perls 2000, hergestellt von CABOT)	11 Teile
• Toluol:	450 Teile

Das nachstehend erklärte Beschichtungsgerät wurde verwendet, um ein Beschichtungsmittel auf das Kernmaterial für den Träger aufzubringen. Das heißt, dieses Beschichtungsgerät dreht mit einer hohen Geschwindigkeit eine Rotations-Bodenblechscheibe in einem Fließbett und führt Beschichtung durch, indem sie eine Wirbelströmung erzeugt. Der erhaltene Träger wurde in einem elektrischen Heizschrank eine Stunde lang auf eine Temperatur von 300°C erwärmt, um den Träger zu erhalten.
BEISPIEL 1
Beschichtung und Härtung wurden in der vorstehenden Weise unter Verwendung von Ferrit-Teilchen auf Cu-Zn-Basis durchgeführt, um Träger 1 für Beispiel 1 zu erhalten. 96 Teile Träger 1 wurden mit 4 Teilen Toner A gemischt, um einen Zweikomponenten-Entwickler zu erhalten. Dieser Zweikomponenten-Entwickler wurde in den Entwicklungsteil der verbesserten Vorrichtung Imagio MF4570, hergestellt von Ricoh Co., Ltd. eingesetzt (die Fixiertemperatur wurde auf einen um 20°C niedrigeren Wert als üblich eingestellt). Ein Test der Gebrauchsdauer wurde bis zu 100.000 Blatt durchgeführt, und zu diesem Zeitpunkt wurden die Menge von erschöpftem Toner und die Menge der triboelektrischen Aufladung gemessen. Die Ergebnisse der Messung werden in Tabelle 2 wiedergegeben. Während des Tests der Gebrauchsdauer für 100.000 Blatt trat nicht einmal eine einzige nicht ausreichend fixierte Kopie auf, obwohl die Fixiertemperatur auf einen niedrigeren Wert eingestellt worden war.
BEISPIEL 2
Beschichtung und Härtung wurden in der vorstehenden Weise unter Verwendung von Magnetit-Teilchen durchgeführt, um Träger 2 für Beispiel 2 zu erhalten. 95 Teile Träger 2 wurden mit 5 Teilen Toner A gemischt, um einen Zweikomponenten-Entwickler zu erhalten. Dieser Zweikomponenten-Entwickler wurde in den Entwicklungsteil der verbesserten Vorrichtung Imagio MF4570, hergestellt von Ricoh Co., Ltd. eingesetzt. Ein Test der Gebrauchsdauer wurde bis zu 100.000 Blatt durchgeführt, und zu diesem Zeitpunkt wurden die Menge von erschöpftem Toner und die Menge der triboelektrischen Aufladung gemessen. Die Ergebnisse der Messung werden in Tabelle 2 wiedergegeben. Die Ergebnisse wurden hinsichtlich der Auflösung der Bildqualität als denjenigen von Beispiel 1 überlegen befunden.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Beschichtung und Härtung wurden in der vorstehenden Weise unter Verwendung von Ferrit-Teilchen auf Cu-Zn-Basis durchgeführt, um Träger 3 für Vergleichsbeispiel 1 zu erhalten. 97 Teile Träger 3 wurden mit 3 Teilen Toner A gemischt, um einen Zweikomponenten-Entwickler zu erhalten. Dieser Zweikomponenten-Entwickler wurde in den Entwicklungsteil der verbesserten Vorrichtung Imagio MF4570, hergestellt von Ricoh Co., Ltd. eingesetzt. Ein Test der Gebrauchsdauer wurde bis zu 100.000 Blatt durchgeführt, und zu diesem Zeitpunkt wurden die Menge von erschöpftem Toner und die Menge der triboelektrischen Aufladung gemessen. Die Ergebnisse der Messung werden in Tabelle 2 wiedergegeben. Der Hintergrundschmutz wurde als schlechter befunden, so dass die Auflösung des Bildes nicht bewertet werden konnte.
Die jeweiligen Teilchengrößenverteilungen der Träger 1 bis 3 werden in Tabelle 3 wiedergegeben.

* die Menge von erschöpftem Toner: Nachdem der Gebrauchsdauertest für 100 Kopien beendet war, wurde der Entwickler abgeblasen, um lediglich den Toner zu entfernen, und der erhaltene Träger wurde mit MEK (Methylethylketon) gereinigt. Die Reinigungslösung aus MEK wurde erwärmt, und das Gewicht des erhaltenen festen Teils wurde gemessen. Der gemessene Wert wurde als das Gewicht des erschöpften Toners bestimmt, und wurde als Gewichtsprozente der gesamten Menge des Trägers wiedergegeben.
* die Benotung des Hintergrundschmutzes: der Hintergrundschmutz wurde auf einer Skala von 1 bis 5 benotet, und der Schmutz wurde gemäß den Bewertungsnoten, wie nachstehend erklärt, visuell bestimmt. Note 5 ist die höchste. Note 3,5 stellt ein tolerierbares Niveau dar. Die hier erwähnte Note 3,5 stellt den Schmutz dar, der als ein Ergebnis visueller Prüfung als das Niveau zwischen Note 3 und Note 4 betrachtet wird, und dieses Niveau ist im Wesentlichen erfolgreich.

(5): es wird kein Hintergrundschmutz gefunden
(4): Niveau, bei dem Hintergrundschmutz nicht erkannt werden kann, wenn er nicht sorgfältig geprüft wird.
(3): Niveau, bei dem Hintergrundschmutz teilweise erkannt werden kann.
(2): Niveau, bei dem Hintergrundschmutz leicht im ganzen Bild erscheint.
(1): Niveau, bei dem Hintergrundschmutz eindeutig im ganzen Bild erscheint.

Polyesterharz (B):	80 Teile
Styrolmethylacrylat	20 Teile
Magnetit-Teilchen	30 Teile (21,3 Gew.-%)
Ruß (Zahlenmittel 0,05 μm):	5 Teile
Niedrigmolekulargewicht-Polypropylen	5 Teile
Metall-haltige Azoverbindung	1 Teil

Solche Komponenten wurden vorher ordentlich mit dem Henschelmischer gemischt, und mit einem Doppelachsen-Extruder geschmolzen und geknetet. Nachdem sie abgekühlt waren, wurden die Komponenten unter Verwendung einer Hammermühle grob zu 1 bis 2 mm zerkleinert und mit einer Pulverisiervorrichtung vom Luftstrahltyp fein zerkleinert. Die erhaltene fein zerkleinerte Substanz wurde mit einem Mehrfachteilungs-Sichtungsgerät gesichtet und Teilchen von 2 bis 8 μm wurden ausgewählt, um die Teilchengrößenverteilung dieser Erfindung zu werden, und es wurden magnetische, ein farbgebendes Mittel enthaltende Harzteilchen erhalten. Das Zahlenmittel-Molekulargewicht (Mn) von diesem Toner war 2.400, und der Anteil von Molekülen mit einem Molekulargewicht von 1.000 oder weniger war zahlenmäßig 53%.
Während hydrophile Titandioxid-Teilchen vom Anatas-Typ (Teilchendurchmesser: 0,05 μm, BET: 120 m²/g) mit den Teilchen gemischt wurden und sie in einem Wassersystem gerührt wurden, wurde n-C₄H₉-Si(OCH₃)₃ in dem Wassersystem dispergiert und wurde so den Titandioxid-Teilchen zugesetzt und mit ihnen gemischt, während es hydrolysiert wurde, so dass der feste Teil von n-C₄H₉-Si(OCH₃)₃ 20 Gew.-% der Titandioxid-Teilchen betragen sollte und die Teilchen nicht agglomeriert werden sollten. Die 1,5% Titandioxid mit einem Hydrophobiegrad von 70%, einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,05 μm, der Transmission bei 400 nm von 60%, erhalten durch Trocknen und Zerkleinern, wurden zugemischt, um Toner B zu erzeugen.
Dieser Toner B hatte die Eigenschaften wie folgt. Der Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser: 5,90 μm, Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 4 μm oder weniger: zahlenmäßig 16,8%, Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 5,04 μm oder weniger: zahlenmäßig 46,2%, Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8 μm oder mehr: 6,6 Volumen-%, und Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 10,08 μm oder mehr: 1,0 Volumen-%.
Der Träger <A> in der nachstehend erklärten [TABELLE 4] wurde mit 7 Teilen Toner B gemischt, so dass die Gesamtmenge 100 Teile betragen sollte, um einen Entwickler zu erzeugen. Dieser Träger <A> war zu etwa 1 Gew.-% mit einem Beschichtungsmaterial Träger-beschichtet, welches aus 450 Teilen SR2410 und 5 Teilen SH6020 bestand, wie in der nachstehend erklärten [TABELLE 5] gezeigt wird. [TABELLE 4] zeigt zusätzlich zu derjenigen des Trägers <A> die jeweiligen Teilchengrößenverteilungen der Träger B bis H, die in den später erklärten Beispielen 3 bis 10 und Vergleichsbeispielen 2 bis 4 verwendet werden, und Zusammensetzungen des Mittels für die Ferritkerne. [TABELLE 5] zeigt auch magnetische Eigenschaften der Träger beziehungsweise die Formen der Träger. In [TABELLE 4] stellt zum Beispiel „+88 μm (%)" den Gehalt an Trägerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 88 μm oder mehr dar, und „–22 μm (%)" stellt den Gehalt an Trägerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 22 μm dar.
Unter Verwendung des Entwicklers wurde ein Test unter den Umweltbedingungen von 23°C/60% Temperatur/Feuchtigkeit (Entwicklungsbedingung: Entwicklungsvorspannung –600 V) unter Verwendung eines Kopiergerätes MF-200, verbesserte Vorrichtung, hergestellt von Ricoh Co., Ltd. durchgeführt. (1. Die Form der Schraube des Entwicklungsgerätes ist teilweise verbessert. 2. Eine fünfpolig strukturierte Magnetwalze mit einem Entwicklungs-Hauptpol von 960 Gauss (0,96 × 10⁵ μT) ist in die Entwicklungsmanschette eingebaut. 3.) Die Fixiertemperatur wird auf einen Wert eingestellt, der um 30°C niedriger als gewöhnlich ist). Als ein Ergebnis konnten Bilder mit sehr guter Auflösung sogar nach Druckausdauer-Prüfungen für 10.000 Kopien, deren Bilddichte 1,5 bis 1,6 war, auf stabile Weise erhalten werden, und die Entwicklerkonzentration war gut geregelt und stabilisiert. Ferner wurden die Bilder in der gleichen Weise unter den Bedingungen von 23°C/5% und 23°C/80% ausgegeben, und das hervorragende Ergebnis wurde erhalten. Im Hinblick auf die Bildqualität wurde eine höhere Auflösung der Bildqualität als diejenige von Beispiel 2 erhalten. Ferner trat in dem Bildausgabetest auch nicht eine einzige ungenügend fixierte Kopie auf.
BEISPIEL 4
Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 ausgegeben, außer dass der Träger <B>, bei dem lediglich das Material des Kerns verändert war, an Stelle des Trägers <A> in Beispiel 3 verwendet wurde. Es wurde dann ein erfolgreiches Ergebnis erhalten.
BEISPIEL 5
Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 ausgegeben, außer dass der Träger <C>, bei dem lediglich das Material des Kerns verändert war, an Stelle des Trägers <A> in Beispiel 3 verwendet wurde. Es wurde dann ein erfolgreiches Ergebnis erhalten, obwohl das nach 10.000-facher Vervielfältigung der Kopie erhaltene Bild, verglichen mit demjenigen der Beispiele 3 und 4, von etwas unterlegener Bildauflösung war.
BEISPIEL 6
Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 außer den Bedingungen wie folgt ausgegeben, und es wurde das hervorragende Ergebnis erhalten. Das heißt, außer dass an Stelle von Ruß in Beispiel 3 ein Toner, der ein Phthalocyaninpigment verwendet (Toner C, wobei gilt: Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser: 6,11 μm, Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 4 μm oder weniger: zahlenmäßig 25,0%, Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 5,04 μm oder weniger: zahlenmäßig 53,1%, Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8 μm oder mehr: 10,7 Volumen-% und Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 10,08 μm oder mehr: 1,4 Volumen-%) und der Träger <B> in [TABELLE 4] verwendet wurden.
BEISPIEL 7
Toner (Toner D) wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 erhalten, außer dass die Titandioxid-Teilchen verwendet wurden (Hydrophobiegrad: 65%, mittlerer Teilchendurchmesser: 0,05 μm, und Transmission bei 400 nm: 65%), die iso-C₄H₉-Si(OCH₃)₃ mit 25 Gew.-% verwenden. Die Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 ausgegeben, indem der Toner D mit dem Träger <B> in [TABELLE 4] kombiniert wurde, und es wurde das hervorragende Ergebnis erhalten.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 ausgegeben, außer dass der Träger <D> in [TABELLE 4] an Stelle des Trägers <A> verwendet wurde. Als ein Ergebnis wurde der Hintergrundschmutz bei Vervielfältigung von 10.000 Kopien auffällig, was als nicht gut betrachtet wurde. Die Menge der Elektrifizierung auf dem Entwickler zu diesem Zeitpunkt wurde gemessen, und es wurde gefunden, dass eine große Menge von umgekehrt geladenem Toner vorhanden war. Jedoch war die Menge von triboelektrischer Aufladung gering.
BEISPIEL 8
Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 ausgegeben, außer dass der Träger <E> in [TABELLE 4] an Stelle des Trägers <A> verwendet wurde. Es wurde dann ein im Wesentlichen positives Ergebnis erhalten, obwohl gefunden wurde, dass die Bilddichte nach 10.00-facher Vervielfältigung um etwa 0,1 erniedrigt war, zusätzlich zu dem Auftreten von leicht ungleichmäßiger Bilddichte.
BEISPIEL 9
Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 ausgegeben, außer dass der Träger <F> in [TABELLE 4] an Stelle des Trägers <A> verwendet wurde. Es wurden im Anfangsstadium ausreichende Bilder erhalten und es wurde kein besonderes Problem gefunden außer der Tatsache, dass die Bilddichte nach 10.00-facher Vervielfältigung um etwa 0,2 erniedrigt war.
BEISPIEL 10
Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 ausgegeben, außer dass der Träger <G> in [TABELLE 4] an Stelle des Trägers <A> verwendet wurde. Als ein Ergebnis war die Bildauflösung auf dem gleichen Niveau wie demjenigen von Beispiel 3, und es wurde kein besonderes Problem gefunden außer der Tatsache, dass leichte Trägeranziehung stattfand, wenn ein spezifisches Dokument (das Dokument, mit welchem leicht Trägeranziehung auftreten kann) verwendet wurde.
VERGLEICHSBEISPIEL 3
Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 ausgegeben, außer dass der Träger <H> in [TABELLE 4] an Stelle des Trägers <A> verwendet wurde. Als ein Ergebnis war die Bildauflösung in dem Anfangsstadium auf dem gleichen Niveau wie demjenigen von Beispiel 3. Es trat jedoch viel Trägeranziehung auf, so dass auf dem Bild viele leere Teile zu sehen waren. Ferner wurde der Hintergrundschmutz bei Vervielfältigung von 10.000 Kopien auffällig, was als nicht gut betrachtet wurde. Die Menge der Elektrifizierung auf dem Entwickler zu diesem Zeitpunkt wurde gemessen, und es wurde gefunden, dass eine große Menge von umgekehrt geladenem Toner vorhanden war. Jedoch war die Menge von triboelektrischer Aufladung gering.
Wie aus der vorstehenden ausführlichen und spezifischen Erklärung klar verstanden wird, verwendet der Zweikomponenten-Entwickler gemäß dieser Erfindung den bei niedriger Temperatur fixierenden Toner, bei welchem erschöpfter Toner kaum auf der Oberfläche des Trägers auftritt, und die Triboelektrizität mit einer ausreichenden Menge von triboelektrischer Aufladung stabilisiert wird.

Claims

Zweikomponenten-Entwickler, umfassend einen Toner, welcher mindestens ein Harz und ein farbgebendes Mittel enthält und welchem ein externes Additiv zugesetzt ist, und einen Träger, wobei das Zahllenmittel-Molekulargewicht (Mn) des Toners 3.000 oder weniger ist, Moleküle mit einem Molekulargewicht von 1.000 oder weniger zahlenmäßig mit 40% oder mehr enthalten sind, und der Träger die allgemeine Formel (1) erfüllt: 3.000.000 ≤ σ1000 × Dc3 ≤ 20.000.000 (1)worin σ₁₀₀₀ die Magnetisierung (1 emu/g = 4Π·10^–7 Wb·m/kg) des Trägers bei 1.000 Oersted (1 Oersted = 10³/4Π A/m) darstellt und Dc den Volumenmittel-Teilchendurchmesser (μm) des Trägers darstellt.
Zweikomponenten-Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Volumenmittel-Teilchendurchmesser (Dc) des Trägers nicht größer als 60 μm ist.
Zweikomponenten-Entwickler nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Toner ein magnetischer Toner ist, welcher einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser von 3 bis 7 μm hat und zahlenmäßig mehr als 40% Toner mit einem Teilchendurchmesser von 5,04 μm oder weniger, zahlenmäßig 10 bis 70% Toner mit einem Teilchendurchmesser von 4 μm oder weniger, Toner mit einem Teilchendurchmesser von 8 μm oder mehr mit 2 bis 20 Volumen-% und Toner mit einem Teilchendurchmesser von 10,08 μm oder mehr mit 6 Volumen-% oder weniger enthält.
Zweikomponenten-Entwickler nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Träger einen Volumenmittel-Teilchendurchmesser von 15 bis 45 μm hat und Trägerteilchen kleiner als 22 μm mit 1 bis 20%, Trägerteilchen kleiner als 16 μm mit 3% oder weniger, Trägerteilchen von 62 μm oder mehr mit 2 bis 15% und Trägerteilchen von 88 μm oder mehr mit 2% oder weniger enthält.
Zweikomponenten-Entwickler nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sättigungs-Magnetisierung des Trägers bei einem angelegten magnetischen Feld von 1.000 Oersted (1 Oersted = 10³/4Π A/m) 40 bis 120 emu/g (1 emu/g = 4Π·10^–7 Wb·m/kd) ist, die Restmagnetisierung nicht mehr als 10 emu/g (1 emu/g = 4Π·10^–7 Wb·m/kd) ist und die Koerzitivkraft nicht mehr als 60 Oersted (1 Oersted = 10³/4Π A/m) ist.
Zweikomponenten-Entwickler nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fluidität des Entwicklers 25 bis 55 s/50 g beträgt.
Zweikomponenten-Entwickler nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das externe Additiv Titandioxid-Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 bis 0,2 μm, einem Hydrophobiegrad von 20 bis 98% und einem Lichttransmissionsgrad bei 400 nm von nicht weniger als 40% ist.
Zweikomponenten-Entwickler nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Träger eine solche Form hat, dass das Verhältnis zwischen seiner Länge (X) und seiner Breite (Y) im Mittel in einem Bereich von 0,6 bis 1,0 liegt, wenn der Träger als ein ebenes Bild betrachtet wird.
Behälter, gefüllt mit dem Zweikomponenten-Entwickler nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8.
Bilderzeugungsvorrichtung mit einem eingebauten Behälter, der mit dem Zweikomponenten-Entwickler nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8 gefüllt ist.