DE3515191A1

DE3515191A1 - Verfahren zur entwicklung eines elektrostatischen ladungsbildes und toner dafuer

Info

Publication number: DE3515191A1
Application number: DE19853515191
Authority: DE
Inventors: Koji Kawasaki Kanagawa Goto; Takeshi Yokohama Kanagawa Ikeda; Eiichi Narashino Chiba Imai; Koshi Kawasaki Kanagawa Suematsu; Atsuko Komae Tokio/Tokyo Yamamoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1985-11-07
Also published as: GB8510433D0; GB2159970A; JPS60229035A; DE3515191C2; GB2159970B; US4628019A

Description

Verfahren zur Entwicklung eines elektro statischen Ladungsbildes und Toner dafür

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes, das an der Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials für elektrostatische Ladungsbilder erzeugt morden ist, und insbesondere ein Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes durch Bildung einer dünnen und gleichmäßigen Tonerschicht aus einem besonderen Toner, der isolierend und im wesentlichen nichtmagnetisch ist, auf einer Tonerträgereinrichtung und durch Überspringenlassen von in der Tonerschicht enthaltenem Toner auf die Oberfläche, die das elektrostatische Ladungsbild trägt, und einen Toner für diese Verfahren.

Die bekannten Entwicklungsverfahren z.B. in der Elektrophotographie und bei der elektrostatischen Aufzeichnung können grob in die Trockensystem-Entwicklungsverfahren und die IMaßsystem-Entwicklungsverf ahren eingeteilt werden. Die Trockensystem-Entwicklungsverfahren werden weiter in die

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Verfahren, bei denen ein Zweikomponenten-Entwickler verwendet wird, und die V/erfahren, bei denen ein Einkomponenten-Entüjickler verwendet wird, eingeteilt.

Zu den Entwicklungsverfahren, bei denen ein Zweikomponenten-Entuiickler verwendet wird, gehören in Abhängigkeit van den Tanerträgern, die zur Zuführung des Toners dienen, das Magnetbürstenverfahren, bei dem als Tonerträger Eisenpulver verwendet wird, das Kaskadenverfahren, bei dem als Tonerträger Perlen veriuendet uerden, und das Pelzbürstenverfahren, bei dem Pelz als Tonerträger dient.

Zu den Entwicklungsverfahren, bei denen ein Einkomponenten-Entwickler verwendet uird, gehören das Pulverwolkenverfahren, bei dem Tonerteilchen im versprühten bzüj. zerstäubten Zustand verwendet uerden; das Kontaktentwicklungsverfahren (auch als Tonerentuicklungsverfahren bezeichnet), bei dem Tonerteilchen direkt mit der Oberfläche des elektrostatischen Ladungsbildes in Berührung kommen gelassen werden; das Übersprungentwicklungsverfahren , bei dem Tonerteilchen nicht direkt mit dem elektrostatischen Ladungsbild in Berührung kommen gelassen werden, sondern bei dem geladene Tonerteilchen durch das elektrische Feld, das von dem elektrostatischen Ladungsbild erzeugt wird, hindurch in Richtung auf die Oberfläche des Ladungsbildes fliegen gelassen uerden; und das Magne-dry-Verfahren, bei dem die Entwicklung durchgeführt wird, indem ein magnetischer, elektrisch leitender Toner mit der Oberfläche des elektrostatischen Ladungsbildes in Berührung kommen gelassen

30 wird.

Unter den Entwicklungsverfahren, bei denen ein Einkomponenten-Entwickler verwendet wird, bringen das Magne-dry-Verfahren, bei dem ein magnetischer Toner verwendet wird, und das Kontaktentwicklungsverfahren, bei dem ein nichtmagnetischer Toner verwendet wird, das Problem mit sich, daß

Toner unterschiedslos mit der gesamten Oberfläche, die - entwickelt werden soll, d.h. sowohl mit dem Bildbereich als auch mit dem Nicht-Bildbereich, in Berührung kommt, was dazu führt, daß Toner leicht auch an dem Nicht-Bildbereich anhaftet, wodurch leicht eine Verunreinigung in Form eines Hintergrundsschleiers hervorgerufen wird. Eine ähnliche Neigung wird hinsichtlich der Verunreinigung in Form eines Schleiers auch bei den Entwicklungsverfahren, bei denen ein Zweikomponenten-Entwickler verwendet wird, beobachtet. Auch bei dem Pulverwolkenverfahren kann ein Anhaften von Tonerteilchen, die sich in pulverförmigem Zustand befinden, an dem Nicht-Bildbereich nicht vermieden werden, und folglich hat das Pulverwolkenverfahren denselben Nachteil, daB der Hintergrundsschleier nicht beseitigt werden kann. Das Übersprungentwicklungsverf ahren, das aus den JJA-OSS 43027/1979 und 1Θ656/19Β0 bekannt ist und bei dem ein Aufzeichnungsmaterial für elektrostatische Ladungsbilder, das an seiner Oberfläche ein elektrostatisches Ladungsbild trägt, und eine Tonerträgereinrichtung mit einem Zwischenraum dazwischen in einer Entwicklungszone angeordnet werden, veranlaßt wird, daB auf der Tonerträgereinrichtung ein Toner in einer Dicke, die geringer ist als der durch den vorstehend erwähnten Zwischenraum festgelegte Abstand, getragen wird und der Toner in der Entwicklungszone auf das vorstehend erwähnte Aufzeichnungsmaterial, das das elektrostatische Ladungsbild trägt, übertragen wird, hat den Vorteil, daß es kaum den vorstehend erwähnten Schleier herbeiführt, und kann folglich als ein Entwicklungsverfahren für elektrostatische Ladungsbilder, das Bilder mit einer hohen Wiedergabetreue und einer stabilen Bildqualität liefert, anerkannt werden. Dieses Entwicklungsverfahren kann ein Verfahren darstellen, das eine hervorragende Beständigkeit z.B. bezüglich der Eigenschaften bei der aufeinanderfolgenden Anwendung zeigt und unter verschiedenen Umgebungsbedingungen wie z.B. bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit oder bei niedriger Temperatur und nied-

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riger Feuchtigkeit stabil ist. Ein Problem bei diesem Verfahren besteht jedoch darin, daß die Tonerschicht auf der Tonerträgereinrichtung gleichmäßig sein muß und daß, wenn dies nicht der Fall ist, zu befürchten ist, daß eine unregelmäßige Bilddichte oder Hintergrundsschleier, die nur ein unansehnliches Bild liefern, hervorgerufen werden.

Die Erfinder haben das Entwicklungsverfahren unter Anwendung von nichtmagnetischem oder schwach magnetischem Toner untersucht und dabei festgestellt, daß es wichtig ist, die Menge der statischen Ladung, die der Toner besitzt, genauer zu steuern, um hinsichtlich des vorstehend im Zusammenhang mit dem Übersprungentwicklungsverfahren erwähnten Problems eine Verbesserung zu erzielen.

Ferner haben die Erfinder festgestellt, daß die Ladungseigenschaften eines Toners, die für die Menge der statischen Ladung wichtig sind, dadurch gesteuert werden können, daß die Molekulargewichtsverteilung des am Aufbau des Toners

20 beteiligten Harzes gesteuert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Entwicklungsverfahren unter Anwendung eines Toners, der im wesentlichen nichtmagnetisch ist und unter einem äußeren Magnetfeld von 39B kA/m eine Sättigungsmagnetisierung von 10 E.M.E./g oder weniger zeigt, und einen Toner dafür bereitzustellen.

Ferner sollen durch die Erfindung ein Entwicklungsverfahren, das Bilder mit hoher Wiedergabetreue und stabiler Bildqualität liefert, sowie ein Entwicklungsverfahren, das die Erscheinung des Hintergrundsschleiers beseitigen kann, so daß Bilder mit hoher Auflösung sowie gleichmäßiger und ausreichender Dichte im Bildbereich erhalten werden, zur

35 Verfügung gestellt werden.

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Des weiteren soll durch die Erfindung ein Entwicklungsverfahren, wie es vorstehend beschrieben uiurde, das eine hervorragende Beständigkeit z.B. bezüglich der Eigenschaften bei der aufeinanderfolgenden Anwendung zeigt, bereit-

5 gestellt werden.

Durch die Erfindung soll auch ein Entuicklungsverfahren zur Verfügung gestellt werden, das unter verschiedenen Umgebungsbedingungen einschließlich der Bedingungen einer hohen Temperatur und hohen Feuchtigkeit und der Bedingungen einer niedrigen Temperatur und niedrigen Feuchtigkeit stabil ist.

Außerdem soll durch die Erfindung ein Entwicklungsverfahren bereitgestellt werden, das ein Bild mit einem klaren Farbton mehrerer Farben wie z.B. roter und blauer Farben oder einer monochromatischen Farbe liefern kann.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht in einem V/erfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes, bei dem

eine Entwicklungszone festgelegt wird, indem ein Aufzeichnungsmaterial für elektrostatische Ladungsbilder, das an seiner Oberfläche ein elektrostatisches Ladungsbild trägt, und eine Tonerträgereinrichtung derart angeordnet werden, daß sie einander mit einem Zwischenraum dazwischen gegenüberliegen ,

auf der Oberfläche der Tonerträgereinrichtung eine Schicht aus einem im wesentlichen nichtmagnetischen Toner mit einer Dicke, die geringer ist als der durch den Zwischenraum in der Entwicklungszone festgelegte Abstand, bereitgestellt wird, wobei der Toner sin Farbmittel und ein Bindemittelharz enthält und wobei das Bindemittelharz ein Homopolymer oder Copolymer mit einem weniger als 5,0 betragenden Ver-

hältnis M /M enthält, wobei M das Durchschnittsmolekularw η uj

gewicht (Gewichtsmittel) und M das Durchschnittsmolekulargewicht (Zahlenmittel) ist, und

der Toner elektrisch auf das Aufzeichnungsmaterial, das das elektrostatische Ladungsbild trägt, übertragen uiird, um das elektrostatische Ladungsbild zu entwickeln.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht in einem Toner für Entwicklungszwecke, der ein Farbmittel und ein Bindemittelharz enthält, wobei das Bindemittelharz 20 Gew.- % oder mehr eines stickstoffhaltigen Copolymers aus einem Vinylmonomer und einem Aminoacrylmonomer der Formel:

15 H₂C=C-COO-R,-N:T^R3

^R4

worin R. ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe ist, R„ eine Alkylengruppe mit 1 bis h Kohlenstoffatomen ist, R, eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe ist und R, eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe ist, enthält, wobei das Copolymer ein weniger als 5,0 betragendes Verhältnis M /M zeigt, wobei M das Durch-

ui π w

Schnittsmolekulargewicht (Gewichtsmittel) und M das Durchschnittsmolekulargewicht (Zahlenmittel) ist.

Die beigefügten Zeichnungen werden nachstehend kurz beschrieben :

Fig. 1 bis 5 sind schematische Schnittansichten der Entwicklungsvorrichtungen für die Durchführung
des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens,

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und Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels der Vorrichtung für die Messung der triboelektrischen Ladungen des in dem erfindungsgemäßen Toner zu verwendenden Bindemit-

5 telharzes.

Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert. Das in dem erfindungsgemäßen Toner zu verwendende Harz hat ein 5 oder weniger und vorzugsweise 3,5 oder weniger betragendes Werhältnis M /M und zeigt eine gute Steuerbarkeit der Ladung. Im allgemeinen können beispielsweise Homopolymere von Styrol und dessen Derivaten und Copolymere davon wie z.B. Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol, Polyvinyltoluol, Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymer und Styrol-Vinyltoluol-Copalymer; Copolymere von Styrol und Acrylaten wie z.B. Styrol-Methylacrylat-Copolymer, Styrol-Ethylacrylat-Copolymer und Styrol-n-Butylacrylat-Copolymer; Copolymere von Styrol und Methacrylaten wie z.B. Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Ethylmetbacrylat-Copolymer und Styrol-n-Butylmethacrylat-CDpolymer; Mehrkomponenten-Copolymere von Styrol, Acrylaten und Methacrylaten, Styrol-Dialkylaminoalkylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Dialkylaminoalkylacrylat-Copolymere, Styrol-Acrylat-Dialkylaminoalkylacrylat-Copolymere und Styrol-Acrylat-Dialkylaminoalkylmethacrylat-Copolymere; Copolymere von Styrol und anderen Vinylmonomeren wie z.B. Styrol-Acrylnitril-Copolymer, Styrο1-Winylmethylether-Copolymer, Styral-Butadien-Copplymer, Styrol-Winylmethylketon-Copolymer, Styrol-Acrylnitril-Inden-Copolymer und Styrol-Maleat-Copolymer; Polymethylmethacrylat, Polybutylmeth-

30acrylat, Polyvinylacetat, Polyester, Polyamide, Epoxyharze, Polyvinylbutyral, Polyacrylsäure, Phenolharze, aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffharze, Petrolharze oder chlorierte Paraffine, entweder einzeln ader in Form einer Mischung, verwendet werden.

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Das Bindemittelharz sollte vorzugsweise 20 Geuj.-% oder mehr und insbesondere 30 Gew.-% oder mehr eines Homopolymers oder eines Copolymers (wobei ein Terpolymer eingeschlossen ist) mit einem 5,0 oder weniger betragenden Verhältnis M /M enthalten. Das Bindemittelharz enthält vorzugsweise 20 Gew.-% oder mehr eines stickstoffhaltigen Copolymers aus einem Vinylmonomer und einem Aminoacrylmonomer der Formel:

^R1 ¹

H₀C=C-COO-R₉-NCT 3

worin R. ein Wasserstoff atom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe ist, R„ eine Alkylengruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, R, eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe ist und R, eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe ist, und das Copolymer zeigt ein weniger als 5,0 betragendes Verhältnis M /M , wobei M das Durchschnittsmolekular-

w π ω

gewicht (Gewichtsmittel) und M das Durchschnittsmolekulargewicht (Zahlenmittel) ist.

Das Bindemittelharz enthält vorzugsweise 20 bis 90 Gew.-% eines stickstoffhaltigen Copolymers, das aus Styrol-Dialkylaminoalkylacrylat-Copolymeren, Styrol-Dialkylaminoalkylmethacrylat-Copolymeren, Styrol-Alkylacrylat-Dialkylaminoalkylacrylat-Copolymeren, Styrol-Alkylmethacrylat-DialkylaminoaIkyIacrylat-Copolymereπ, Styrol-Alkylacrylat-Dialkylaminoalkylmethacrylat-Copolymeren und Styrol-Alkylmethacrylat-Dialkylaminoalkylmethacrylat-Copolymeren ausgewählt ist,

3Qjnd 10 bis 80 Gew.-96 eines Polymers oder Copolymers, das aus Styrolpolymeren, Styrolcopolymeren, Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylacetat, Polyestern, Polyamiden, Epoxyharzen, Polyvinylbutyral, Polyacrylsäuren, Phenalharzen, aliphatischen oder alicyclischen Kohlenwasserstoffharzen, Petrolharzen, chlorierten Paraffinen, niedermolekularem Polyethylen, niedermolekularem Polypropylen,

Ethylen-V/inylacetat-Copolymeren, Ethylen-Acrylat-Copolymeren und höheren Fettsäuren ausgewählt ist.

Das Gewichtsverhältnis des Vinylmonomers und des Aminoacrylmonomere in dem stickstoffhaltigen Copolymer sollte vorzugsweise in dem Bereich von 98 : 2 bis Θ5 : 15 liegen. Das Bindemittelharz sollte vorzugsweise 0,k bis 13,5 Gew.-96 polymerisierte Aminoacrylmonomereinheiten enthalten.

Als Bindemittelharz für einen Toner, der für die Anwendung beim Druckfixiersystem vorgesehen ist, können Materialien wie z.B. niedermolekulares Polyethylen, niedermolekulares Polypropylen, Ethylen-l/inylacetat-Copolymer, Ethylen-Acrylat-Copolymer, höhere Fettsäuren, Polyamidharze und PoIyesterharze entweder einzeln oder in Form einer Mischung verwendet werden.

Im Rahmen der Erfindung sind die Werte von M und M aus den Werten berechnet worden, die durch Gelpermeationschromatographie gemessen werden. Die Messung wurde bei einer Temperatur von 25 ⁰C durchgeführt, wobei Tetrahydrofuran als Lösungsmittel mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 ml/min durch die Säule hindurchfließen gelassen wurde und 0,5 ml einer Probenlösung in Tetrahydrofuran mit einer Prabenkonzentration von B mg/ml eingespritzt wurden. Für eine genaue Messung des Molekulargewichtsbereichs von 10 bis 2 χ 10 wird als Säule für die Gelpermeationschromatographie vorzugsweise eine Kombination mehrerer handelsüblicher Polystyrolgel-Säulen wie z.B. eine Kombination von μ-

30Styragel 500, 10 , 10 und 10 (hergestellt durch Waters Co.) oder eine Kombination von Shodex A-8D2, 803, 80*t und 805 (hergestellt durch Showa Denko K.K.) verwendet. Bei der Messung des Molekulargewichts einer Probe ist die Molekulargewichtsverteilung der Probe aus der Beziehung zwisehen dem logarithmischen Wert in einer Eichkurve, die unter Anwendung verschiedener Arten von Standardproben aus

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monadispersem Polystyrol hergestellt ujurde, und der Zählungsanzahl berechnet worden. Als Polystyrol-Standardproben für die Herstellung der Eichkurve wurden beispielsweise Polystyrole, die durch Pressure Chemical Co.oder durch Toyo Soda Hogyo K.K. hergestellt werden und Molekulargewichte von 6 χ 10², 2,1 χ 1D³, k χ 1D³, 1,75 χ 1θ\ 5,1 χ ΙΟ⁴*, 1,1 χ 10⁵, 3,9 χ 10⁵, 8,6 χ 10⁵, 2 χ 10⁶ und 4,48 χ 10⁶ haben, verwendet. Geeigneterweise werden mindestens 10 Polystyrol-Standardproben verwendet. Der Detektor, der angewandt wurde, war ein Brechungsindexdetektor.

Das stickstoffhaltige Polymer sollte vorzugsweise einen M üJert von 5.DDO bis 50.000 und einen M -ülert von 1.000 bis

34.000 haben, da ein solches Polymer einen Toner liefern kann, der eine hervorragende Steuerbarkeit der Ladung und eine scharfe Verteilung der triboelektrischen Ladung zeigt.

Das beizumischende Polymer und/oder Copolymer sollte zur Verbesserung der Fixiereigenschaften und der Beständigkeit des Toners gegen die Offset-Erscheinung (d.h. gegen ein Ankleben des Toners z.B. an heißen Walzen) vorzugsweise

einen M -üJert von 100.000 oder mehr haben und ein 3,5 oder w

mehr betragendes Verhältnis M /M zeigen.

Als Farbmittel für den Toner kann irgendein geeignetes Pigment oder irgendein geeigneter Farbstoff, der gewünscht wird, verwendet werden.

Als Beispiele für das Farbmittel können Ruß, Nigrosinfarbstoff, Lampenruß, Sudanschwarz SM, Echtgelb G, Benzidingelb, Pigmentgelb, Indofast Orange, Irgazinrot, Paranitroanilinrot, Toluidinrot, Carmin FB, Permanentbordeaux FRR, Pigmentorange R, Risol Red 2G, Lake Red C, Rhodamin FB, Rhodamin B-Lack, Methylviolett B-Lack, Phthalocyaninblau, Pigmentblau, Brilliantgrün B, Phthalocyaningrün, Oil Yellow GG, Zaponechtgelb, Kayaset Y 963, Kayaset YG, Smiplast

1 Yelloui GG, Zaponechtorange RR, Oil Scarlet, Smiplast Orange G, Orazol Broun B, Zaponechtscharlach CG, Aizen Spilon Red, BEH und Oil Pink PO erwähnt werden.

Auch die Zugabe eines Mittels zur Verbesserung der Fließfähigkeit wie z.B. Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid ist möglich.

Zusätzlich kann auch ein magnetisches Material in einer geringen Menge zugegeben werden, und zwar unter der Bedingung, daß es die Erfindung nicht beeinträchtigt. Als magnetisches Material kann ein Material das magnetisiert werden kann, ωεηπ es in ein Magnetfeld gebracht wird, beispielsweise ein Pulver aus einem ferromagnetischen Metall wie z.B. Eisen, Cobalt oder Nickel oder aus Legierungen oder V/erbindungen wie z.B. Magnetit, Hämatit oder Ferrit, verwendet werden.

Die vorstehend beschriebene Tonerzusammensetzung kann auch als bandmaterial und/oder Kernmaterial eines Mikrokapseltoners gewählt werden, um einen Mikrokapseltoner herzustellen, der für die Erfindung verwendbar ist.

Die Ladungseigenschaften eines Toners uerden durch Zusatzstoffe wie z.B. Mittel zur Steuerung der Ladung, Farbmittel oder Mittel zur Verbesserung der Fließfähigkeit beeinflußt, jedoch zeigen die Ladungseigenschaften des Harzes, das den Hauptbestandteil eines Toners darstellt, eine grundlegende Wirkung auf die Stabilisierung der Ladungseigenschaften des Toners. Im Rahmen der Erfindung werden die Ladungseigenschaften des Toners durch die Verminderung des Verhältnisses M /M des Bindemittelharzes verbessert. Da Harze im allgemeinen farblos sind, tritt selbst in dem Fall, daß der Toner in einem bestimmten bunten Farbton gefärbt ist, keine Beeinträchtigung der Farbe durch das Bindemittelharz ein. Ferner wird im Rahmen der Erfindung bei einem positiv

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aufladbaren Toner durch die Verwendung eines Copolymers aus einem Aminoacrylmonomer und einem Vinylmonamer mit einem 5,0 oder weniger betragenden Verhältnis M /M eine Stabilisierung der Ladungseigenschaften des Toners erzielt.

Die Erfindung uird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Entwicklungsvorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein elektrostatisches Ladungsbild unter Verwendung eines isolierenden Toners entwickelt wird. In der Entwicklungsvorrichtung wird auf einem zylindrischen Aufzeichnungsmaterial 1 für elektrostatische Ladungsbilder durch ein bekanntes elektrophotographisches Verfahren wie z.B. das Carlson-Verfahren oder das NP-Verfahren ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt, und das elektrostatische Ladungsbild wird mit einem besonderen, erfindungsgemäBen Toner 5, der isolierend und im wesentlichen nichtmagnetisch ist und der mittels einer Beschichtungseinrichtung U für den Toner, der sich in einem als Toner-Zuführungseinrichtung dienenden Zuführungstrichter 3 befindet, unter Regulierung der Schichtdicke der Tonerschicht auf eine Tonerträgereinrichtung 2 aufgebracht worden ist, entwickelt. Die Tonerträgereinrichtung 2 ist eine Entwicklungswalze, die aus einem Zylinder aus nichtrostendem Stahl hergestellt ist. Als Material für die Entwicklungswalze kann auch Aluminium oder ein anderes Metall verwendet werden. Die Verwendung einer Metallwalze, die z.B. mit einem Harz beschichtet ist, damit der Toner mit einer geeigneteren Polarität triboelektrisch aufgeladen wird, ist ebenfalls möglich. Ferner kann die Entwicklungswalze auch aus einem elektrisch leitenden nichtmetallischen Material hergestellt sein. Die Tonerträgereinrichtung 2 weist an beiden Enden ihrer Welle Abstandshalterwalzen (in Fig. 1 nicht gezeigt), die aus Polyethylen hoher Dichte hergestellt sind, auf. Dadurch, daß

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bei der Befestigung der Entwicklungseinrichtung die Abstandshalterwalzen an beide Enden des Aufzeichnungsmaterials 1 anstoßen gelassen uierden, wird der Abstand zwischen dem Aufzeichnungsmaterial 1 und der Tonerträgereinrichtung 2 so eingestellt, daß er größer ist als die Dicke der auf die Tonerträgereinrichtung 2 aufgebrachten Tonerschicht. Dieser Abstand kann z.B. 1DG bis 500 pm und vorzugsweise 150 bis 300 pm betragen. Wenn der Abstand zu groß ist, wird die elektrostatische Kraft, die durch das auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 befindliche elektrostatische Ladungsbild ausgeübt wird und auf den nichtmagnetischen Toner, der auf die Tonerträgereinrichtung 2 aufgebracht worden ist, einwirkt, abgeschwächt, was dazu führt, daß die Bildqualität vermindert wird und daß insbesondere die Sichtbarmachung feiner Linien durch die Entwicklung schwierig wird. Wenn der Abstand zu klein ist, wird andererseits die Gefahr, daß der auf die Tonerträgereinrichtung 2 aufgebrachte Toner zwischen der Tonerträgereinrichtung 2 und dem Aufzeichnungsmaterial 1 zusammengedrückt wird, wodurch ein Agglomerieren des Toners hervorgerufen wird, erhöht. Eine Stromquelle 6 für eine Entwicklungs-Vorspannung ist vorgesehen, um zwischen der elektrisch leitenden Tonerträgereinrichtung 2 und der rückseitigen Elektrode des Aufzeichnungsmaterials 1 eine Spannung anzulegen. Die Entwicklungs-uOrspannung ist eine Entwicklungs-Vorspannung , wie sie aus der JA-OS 18659/1980 bekannt ist.

Fig. 2 zeigt ein anderes Beispiel der Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Uorrichtung ist mit einem Aufzeichnungsmaterial 1 für elektrostatische Ladungsbilder, einer Tonerträgereinrichtung 2, einem besonderen, erfindungsgemäßen Toner 5, einem Zuführungstrichter 3, einer Reinigungsrakel 9, einer Toner-Zuführungseinrichtung 10, einer Schwingungserzeugungseinrichtung 17, einem Permanentmagneten 16a, einer Stützfeder 16d, einem Eisenkern 17a und einer Spule 17b ausgestattet.

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Durch Zuführen eines Wechselstroms zu der Spule 17b wird eine Schuingeinrichtung 16 in Schwingungen mit einer geeigneten Schwingungsfrequenz versetzt, was dazu Führt, daß auf der Tonerträgereinrichtung 2, die mit konstanter Geschwindigkeit rotiert, eine gleichmäßig aufgebrachte Tonerschicht gebildet wird. Der nichtmagnetische Toner wird zur Entwicklung des elektrostatischen Ladungsbildes auf das elektrostatische Ladungsbild überspringen gelassen, wobei die Tonerträgereinrichtung 2 und das Aufzeichnungsmaterial 1 in der Entwicklungszone so angeordnet sind, daß sie einander mit einem Zwischenraum, der größer ist als die Dicke der auf die Tonerträgereinrichtung 2 aufgebrachten Tonerschicht, gegenüberliegen. Die Schwingeinrichtung 16 kann unter der Bedingung, daß sie nicht direkt mit der Tonerträgereinrichtung 2 in Berührung kommt, bis zu einem beliebigen Grade in Schwingungen versetzt werden, jedoch werden die Frequenz und die Amplitude der Schwingung vorzugsweise so gesteuert, daß eine gleichmäßige Dicke von etwa 5 bis 100 pm der aufgebrachten Tonerschicht erhalten werden kann. V/orzugsweise wird ferner zwischen der Tonerträgereinrichtung 2 und dem Aufzeichnungsmaterial 1 eine Wechselstrom- und/oder eine Gleichstrom-Entwicklungs-l/orspannung angelegt.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel der Entwicklungsvorrichtung für die Durchführung der Erfindung. Diese Entwicklungsvorrichtung ist mit einem Aufzeichnungsmaterial 1 für elektrostatische Ladungsbilder, einer Tonerträgereinrichtung 2, einem Tonerbehälter 3, einem isolierenden, erfindungsgemäßen Toner 5, einer Stromquelle 6 für eine Entwick- . lungs-Vorspannung, einer Toner-Reinigungseinrichtung 9, einer Beschichtungswalze 35, einer an der Oberfläche der Beschichtungswalze befestigten Faserbürste 36 und einer Stromquelle 40 für eine Beschichtungs-V/orspannung ausgestattet. Durch Rotierenlassen der Beschichtungswalze 35 wird der Toner 5 mittels der Faserbürste 36 zugeführt und

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1 gleichmäßig auf die Tonerträgereinrichtung 2 aufgebracht. - Dann uiird der Toner zur Entwicklung auf das elektrostatische Ladungsbild, das sich auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 befindet, überspringen gelassen. Der Abstand zwischen der Tonerträgereinrichtung 2 und der Beschichtungswalze 35 wird so eingestellt, daß eine gleichmäßige Tonerschicht mit einer Dicke von etwa 5 bis 1GO pm gebildet wird. Während dieses Vorgangs kann ferner durch die Stromquelle 40 für die Beschichtungs-l/orspannung eine Vorspannung angelegt werden, damit der Toner gleichmäßig aufgebracht wird. Der Abstand zwischen dem Aufzeichnungsmaterial 1 und der Tonerträgereinrichtung 2 in der Entwicklungszone kann so eingestellt werden, daß er größer ist als die Schichtdicke der vorstehend erwähnten Tonerschicht, und ferner kann während der Entwicklung durch die Stromquelle 6 eine Entwicklungs-Vorspannung angelegt werden.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel der Entwicklungsvorrichtung für die Durchführung der Erfindung. Diese Entwicklungsvorrichtung ist mit einem Aufzeichnungsmaterial 1 für elektrostatische Ladungsbilder, einer Tonerträgereinrichtung 2, einem erfindungsgemäßen Toner 5, einer Entwicklungseinrichtung 43, einer magnetischen Walze 48, einem nichtmagnetischen Zylinder 49, einem Magneten 50, einer Magnetbürste 52 und einem Einkomponenten-Toner oder einem Zweikomponenten-Entwickler 53, der eine Mischung aus Toner und magnetischen Teilchen enthält, ausgestattet. Die magnetischen Teilchen werden durch die magnetische Kraft unter Bildung, einer Magnetbürste auf dem nichtmagnetischen Zylinder 49 gehalten, und der Toner oder der Entwickler 53 wird durch die vorstehend erwähnte, aus magnetischen Teilchen bestehende Magnetbürste "ausgeschöpft" oder aufgenommen und durch Berührung unter Bildung einer gleichmäßigen Tonerschicht 5 auf die Tonerträgereinrichtung 2 aufgebracht. Da die magnetischen Teilchen durch die magnetische Kraft auf der magnetischen Walze 48 gehalten werden, werden

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sie nicht auf die Tonerträgereinrichtung 2 übertragen. Dann wird die Entwicklung durchgeführt, indem der Toner oder Entwickler auf das Aufzeichnungsmaterial 1 überspringen gelassen wird. Der Abstand zwischen der magnetischen Walze kB und der Tonerträgereinrichtung 2 uiird so eingestellt, daß die Schichtdicke der Tonerschicht auf der Tonerträgereinrichtung 2 etwa 5 bis 1DD pm beträgt. Der Abstand zwischen der Tonerträgereinrichtung 2 und dem Aufzeichnungsmaterial 1 in der Entwicklungszone wird so eingestellt, daß er größer ist als die Schichtdicke der Tonerschicht, und ferner kann an die Tonerträgereinrichtung 2 eine Entwicklungs-Vorspannung angelegt werden.

Fig. 5 zeigt ebenfalls ein Beispiel der Vorrichtung für die Durchführung der Erfindung. Diese Vorrichtung ist mit einem Aufzeichnungsmaterial 1 für elektrostatische Ladungsbilder, einer Tonerträgereinrichtung 2, einem Zuführungstrichter 3, einer Stromquelle 6 für eine Entwicklungs-Vorspannung, einem besonderen, erfindungsgemäßen Toner 5, einem feststehenden Magneten 50, einer Magnetbürste 52, die durch eine Mischung aus magnetischen Teilchen und dem Toner gebildet wird, und einer Rakel 5Θ für die Steuerung bzw. Einstellung der Dicke der Tcnerschicht ausgestattet. Die Magnetbürste 52, die auf der Tonerträgereinrichtung 2 gebildet wird, wird durch Rotation der Tonerträgereinrichtung 2 umlaufen gelassen, wodurch der in dem Zuführungstrichter 3 befindliche Toner in die Magnetbürste aufgenommen wird, und der Toner wird in Form einer dünnen Schicht gleichmäßig auf die Tonerträgereinrichtung aufgebracht. Dann werden die Tonerträgereinrichtung 2 und das Aufzeichnungsmaterial 1 so angeordnet, daß sie einander in der Entwicklungszone, wo sie sich am nächsten kommen, mit einem Zwischenraum, der größer ist als die Dicke der Tonerschicht, gegenüberliegen, wodurch ermöglicht wird, daß der Einkomponenten-Toner 5, der sich auf der Tonerträgereinrichtung 2 befindet, auf das elektrostatische Ladungsbild, das sich auf der Auf-

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Zeichnungseinrichtung 1 befindet, überspringt. Die Dicke der Tonerschicht wird durch die Größe der Magnetbürste, d.h. durch die Menge der Trägerteilchen, und durch die Regulierrakel 58 reguliert bzw. gesteuert. Der Abstand zwischen dem Aufzeichnungsmaterial 1 und der Tonerträgereinrichtung 2 kann so eingestellt werden, daß er größer ist als die Schichtdicke der Tonerschicht, und ferner kann durch die Stromquelle 6 eine Entwicklungs-Vorspannung angelegt werden.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf' Beispiele, die unter Anwendung 'der vorstehend beschriebenen Entwicklungsvorrichtungen durchgeführt wurden, und auf Vergleichsbeispiele, die gemäß bekannten Verfahren durchgeführt wurden, näher erläutert.

Beispiel 1

Styrol-Diethylaminoethylmethacrylat-Copolymer 30 Teile (Copolymerisations-Gewichtsverhältnis: 90 : 10; M = 18.500; M = 5.800; M /M = 3,2)

W Π W Π

Styrol-Butylmethacrylat-Copolymer 70 Teile

(Copolymerisationsverhältnis: 85 : 15; M = 10.000; M /M = 15,3)
w w η

Phthalocyaninpigment 5 Teile

Eine Mischung aus den vorstehend angegebenen Bestandteilen wurde geknetet, pulverisiert und klassiert, wodurch ein nichtmagnetischer Toner mit einer Durchschnittskorngröße von 10 pm hergestellt wurde. Der Toner wurde in die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung eingefüllt, und die Tonerträgereinrichtung wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 120 mm/s rotieren gelassen, während die Schwingeinrichtung 16 in Schwingungen mit einer Frequenz von etwa 50 Hz und einer

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Größe bzw. Amplitude van 0,2 mm versetzt uiurde, wodurch eine gleichmäßig aufgebrachte Tonerschicht mit einer Dicke von etwa 50 pm gebildet wurde. Dann wurde eine Entwicklung durchgeführt, indem an die Tonerträgereinrichtung 2 eine Wechselstrom-Vorspannung mit einer Frequenz von 100 Hz bis zu einigen kHz, einem negativen Spitzenwert von -660 bis -1200 V und einem positiven Spitzenwert von +*»00 bis +800 V angelegt wurde, wobei die Tonerträgereinrichtung 2 und das Aufzeichnungsmaterial 1 für elektrostatische Ladungsbilder so angeordnet waren, daß sie einander gegenüberlagen, während ein Zwischenraum von etwa 300 pm aufrechterhalten wurde. '

Das erhaltene übertragene Bild hatte eine ausreichend hohe Dichte und wies weder Schleier noch um das Bild herum verstreuten Toner auf, und das Bild war gut und zeigte eine hohe Auflösung. Als unter Verwendung des vorstehend erwähnten Toners die Haltbarkeit beim aufeinanderfolgenden Kopieren untersucht wurde, wurde festgestellt, daß das Bild, das nach dem Kopieren von 10.000 Blatt erhalten wurde, mit den in der Anfangsstufe erhaltenen Bildern vergleichbar war. Ferner war die Bilddichte im Vergleich zu der Bilddichte unter den Bedingungen einer normalen Temperatur und einer normalen Feuchtigkeit nicht wesentlich verändert, als die Umgebungsbedingungen zu 35 ⁰C und einer relativen Feuchte von 85 % verändert wurden, und auch in diesem Fall traten weder Schleier noch ein Verstreuen von Toner auf, und es wurde ein deutliches rotes Bild erhalten. Ferner war die Haltbarkeit beim aufeinanderfolgenden Kopieren im wesentlichen unverändert, bis 10.000 Blatt kopiert worden waren. Übertragene Bilder wurden auch unter den Bedingungen einer niedrigen Temperatur (10 ⁰C) und einer niedrigen Feuchtigkeit (10 % relative Feuchte) erhalten, und zwar mit dem Ergebnis einer hohen Bilddichte, wobei auch ein durchgehend schwarzer Bildbereich entwickelt und sehr gleichförmig übertragen wurde, so daß ausgezeichnete Bilder" erhalten

-23- DE it79Z

wurden, die weder ein Verstreuen nach ein Abfallen von Toner zeigten. Auch als Kopiervorgänge unter diesen Umgebungsbedingungen kontinuierlich und mit Unterbrechungen durchgeführt wurden, waren die erhaltenen Ergebnisse für praktische Zwecke zufriedenstellend, wobei die Dichteänderung bis zum Kopieren von 10.GOG Blatt +2 betrug.

Beispiel 2

Der gleiche Toner, der in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde in die in Fig. 3 gezeigte Entwicklungsvorrichtung einge-

füllt, wobei der Abstand zwis'chen der Tonerträgereinrichtung 2 und der Beschichtungswalze 35 auf etwa 2 mm und die Länge der Faserbürste 36 auf etwa 3 mm eingestellt wurde, und auf der Entwicklungswalze wurde eine Tonerschicht mit einer Dicke von etwa Θ0 pm gebildet, während der Abstand zwischen der Entwicklungswalze und dem Aufzeichnungsmaterial 1 für elektrostatische Ladungsbilder bei 200 pm gehalten wurde. Dann wurde eine Entwicklung durchgeführt, wobei eine Vorspannung mit Spitzenwerten von -700 \l und +200 \l angelegt wurde, indem zu einer Wechselspannung mit einer Frequenz von 200 Hz und Spannungs-Spitzenwerten von ^Λ50 υ eine Gleichspannung von 250 V/ hinzugefügt wurde. Es wurden ähnlich gute Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten.

Beispiel 3

Der Toner von Beispiel 1 (20 g) wurde zunächst mit 20 g Eisenpulverteilchen (Durchschnittskorngröße: 60 pm) vermischt, und die Mischung wurde in die in Fig. 5 gezeigte Entwicklungsvorrichtung eingefüllt. In der Entwicklungsvorrichtung war der Abstand zwischen der Regulierrakel 5B und der Tonerträgereinrichtung 2 auf etwa 25G pm eingestellt, und auf der Tonerträgereinrichtung 2 wurde eine Tonerschicht mit einer Dicke von etwa BO pm gebildet, während der Abstand zwischen der Tonerträgereinrichtung· 2 und dem

-Zk- DE 4792

Aufzeichnungsmaterial 1 für elektrostatische Ladungsbilder bei 200 pm gehalten uurde. Dann üjurde eine Entwicklung durchgeführt, wobei eine Vorspannung mit Spitzenwerten von -700 V und +200 V angelegt wurde, indem zu einer ülechselspannung mit einer Frequenz υοη 200 Hz und Spannungs-Spitzenwerten von ^450 \I eine Gleichspannung von 250 \l hinzugefügt wurde. Es wurden ähnlich gute Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten.

10 Beispiel U

Styrol-Diethylaminoethylmethac'rylat-2-Ethylhexyl- 50 Teile acrylat-Copolymer (Copolymerisationsverhältnis:

86 : 13 : 1; M= 16.000; M = 3.500; M /M =

w η w η

15 4,6)

Styrol-Butadien-Copolymer (Copolymerisatiansver- 50 Teile

hältnis

= 10,5)

hältnis: 85 : 15; M = 110.000; M : 10.500; M /M

w η w η

20

Phthalocyaninpigment 5 Teile

Eine Mischung aus den vorstehend angegebenen Bestandteilen wurde geknetet, pulverisiert und klassiert, wodurch ein Toner mit einer Durchschnittskarngröße von 10 pm hergestellt wurde. Der erhaltene Toner (20 g) wurde zunächst mit Eisenpulverteilchen (Durchschnittskorngröße: 80 pm) vermischt, und die erhaltene Mischung wurde in die in Beispiel 3 angewandte Entwicklungsvorrichtung eingefüllt. Eine Entwicklung wurde nach demselben Verfahren wie in Beispiel 3 durchgeführt, wobei ähnlich gute Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten wurden.

35

1 CIQI -:.

ι j ι c ι _₂₅_ _DE

1 Beispiel 5

Styrol-Dimethylaminoethylacrylat-n-Butylmethacry- 75 Teile lat-Copolymer (Copolymerisationsverhältnis:

5 8G : 3 : 17; M = 26.000; M = 9.300; M /M_n = 2,B)

uj η υ π

Polystyrol (M = 200.000; M_p: 28.000; 25 Teile

Rhodaminrotpigrnent 5 Teile

Eine Mischung aus den vorstehend angegebenen Bestandteilen wurde geknetet, pulverisiert und klassiert, wodurch ein Toner mit einer Durchschnittskorngröße von 10 pm hergestellt uiurde. Ladungsbilder uiurden in derselben Weise uiie in Beispiel 3 entwickelt, wobei gute Ergebnisse erhalten uiurden.

Beispiel 6

Styrol-Butylacrylat-Dimethylaminoethylmethacry- 100 Teile lat-Copolymer (Copolymerisationsverhältnis:

80 : 15 : 5; M = 20.600; M = 9.800; M /M = 2,1) U) η Ui η

Rhodaminrotpigment 5 Teile

Aus den vorstehend angegebenen Bestandteilen uiurde ein nichtmagnetischer Toner mit einer Durchschnittskorngröße von 10 pm hergestellt. Der Toner uiurde in die in Fig. 1 gezeigte Entwicklungsvorrichtung eingefüllt, und mittels einer Kopiervorrichtung (PC-10; hergestellt durch Canon K.H.) wurde eine Entuiicklung durchgeführt. In diesem Fall uar die verwendete Tonerträgereinrichtung 2 ein aus nichtrostendem Stahl hergestellter Zylinder mit einem Außendurchmesser von 50 mm. Der Abstand zwischen der Oberfläche des zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials

1 und der Oberfläche des Zylinders 2 war auf 0,25 mm eingestellt, und an den Zylinder 2 wurden eine ülechselstrom-Vorspannung mit kOQ Hz und 1000 V und eine Gleichstrom-Vorspannung mit -150 \l angelegt.
5

Das erhaltene übertragene Bild ujar ein gutes Bild mit einer ausreichend hohen Dichte, das weder Schleier noch um das Bild herum verstreuten Toner aufwies und auch eine hohe Auflösung zeigte.
10

Beispiel 7

Polyesterharz (M = 32.000; M = 8.000; 100 Teile

ω η

V^Mn - ^⁰⁾
15

Butylsalicylsäure-Chromkomplex 2 Teile

Aus den vorstehend angegebenen Bestandteilen wurde ein nichtmagnetischer Toner mit einer Durchschnittskorngröße von 10 pm hergestellt. Der Toner wurde in die in Fig. 4 gezeigte Entwicklungsvorrichtung eingefüllt, wobei der Abstand zwischen der Tonerträgereinrichtung 2 und der magnetischen Walze ^8 auf etwa 2 mm und die maximale Dicke der Magnetbürste 52 auf etwa 3 mm eingestellt war, und auf der Entwicklungswalze wurde eine Tonerschicht mit einer Dicke von etwa 30 pm gebildet, während der Abstand zwischen der Entwicklungswalze und dem Aufzeichnungsmaterial 1 für elektrostatische Ladungsbilder bei 300 pm gehalten wurde. Dann wurde eine Entwicklung mittels einer Kopiervorrichtung (NP-270; hergestellt durch Canon K.K.) durchgeführt, wobei eine Vorspannung mit Spitzenwerten von +700 V und -200 \l angelegt wurde, indem zu einer Wechselspannung mit einer Frequenz von 200 Hz und Spannungs-Spitzenwerten von ^50 V eine Gleichspannung von 250 \J hinzugefügt wurde. Es wurden

35 ähnlich gute Ergebnisse erhalten.

3d lb I n3 Ί _27_ "DE i»792

Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß ein Styrol-Butylacrylat-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer (Copolymerisationsverhältnis: 80 : 15 : 5; M = 19.500; Nl = 3.500;

UJ Π

M /M = 5,6) verwendet wurde. Als Ergebnis konnten nur w η

Bilder mit sehr viel Hintergrundsschleier erhalten werden, und die Bilddichte war unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Feuchtigkeit deutlich vermindert. 10

Vergleichsbeispiel 2

Styrol-Dimethylaminoethylacrylat-n-Butylmethacry- 15 Teile lat-Copolymer (Copolymerisationsverhältnis:

80 : 3 : 17; M = 58.600; M = 9.300; M /M„ = 6,3)

w η w π

Polystyrol (Μ_ω = 200.000; M_n: 28.000; 85 Teile

M /M =7,1)
ω π

Phthalocyaninpigment 5 Teile

Eine Mischung aus den vorstehend angegebenen Bestandteilen wurde geknetet, pulverisiert und klassiert, wodurch ein Toner mit einer Durchschnittskorngröße von 10 pm hergestellt wurde. Als Ladungsbilder in derselben Weise wie in Beispiel 1 entwickelt wurden, konnten nur Bilder mit viel Schleier erhalten werden.

Versuchsbeispiel

Die triboelektrischen Ladungseigenschaften der in den einzelnen Beispielen und Vergleichsbeispielen angewandten Aminoacryl- und Polyesterharze wurden durch das folgende Verfahren gemessen.

Die einzelnen Harze wurden pulverisiert und zu Korngrößen,

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von denen angenommen werden konnte, daß sie im wesentlichen die gleiche Korngrößenverteilung hatten, klassiert. Die Korngrößenverteilung uar derart, daß die mit einer Coulter-Zählvorrichtung gemessene Durchschnittsgröße (Zahlenmittel) 9 bis 11 pm und die Durchschnittsgröße (Volumenmittel) 13 bis 15 pm betrug, wobei die Zahlenverteilung von 6,35 pm oder weniger 20 % oder weniger und die Volumenverteilung von 20,2 pm odeT mehr 15 % oder weniger betrug.

Zur Aufladung wurde Eisenpulver oder Ferritpulver mit einer Korngröße zwischen 100 und 200 mesh (149 bis 74 pm)' 30 s lang in einer Kugelmühle mit 'Harzteilchen vermischt, wobei das Verhältnis Harzpulver/Eisenpulver 5/95 bzw. 20/80 betrug .

Für die Messung der triboelektrischen Ladungen wurde die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung angewandt.

In einen aus einem Metall hergestellten Meßbehälter 102, der am Boden mit einem Sieb 103 (lichte Maschenweite: 400 mesh bzw. 37 pm) ausgestattet ist, wurden 4 g einer Mischung aus dem vorstehend erwähnten Harz, dessen triboelektrische Ladung bestimmt werden soll, und dem Eisenpulver oder Ferritpulver eingefüllt. Dann wurde der Meßbehälter mit einem aus Metall hergestellten Deckel 104 verschlossen, zu diesem Zeitpunkt wurde das Gesamtgewicht des Meßbehälters 102 ermittelt, das als U). (g) bezeichnet wird. Dann wurde in der Ansaugvorrichtung 101 (die mindestens in dem Bereich, der mit dem Meßbehälter 102 in Berührung steht, aus einem isolierenden Material hergestellt ist) durch den Ansaugauslaß 107 ein Ansaugen durchgeführt, um den durch eine Vakuurnmeßvorrichtung 105 angezeigten Druck durch Regulierung des Luftmengen-Regulierventils auf 9,33 Pa einzustellen. Unter diesen Bedingungen wurde ein ausreichendes Ansaugen (etwa 1 min lang) durchgeführt, um den Toner durch Ansaugen zu entfernen. Das zu diesem Zeitpunkt an dem

-29- "· DE I»792

Potentiometer abgelesene Potential wird als \l (UoIt) bezeichnet.Die Kapazität eines Kondensators 1D8 wird hier als C CpF) bezeichnet. Nach dem Ansaugen wurde das Gewicht des gesamten MeBbehälters ermittelt, das als üJ„ (g) bezeichnet wird. Die triboelektrischen Ladungen (pC/g) des Bindemittelharzes wurden folgendermaßen berechnet:

Triboelektrische Ladun- _ CxV 10

gen des Toners T (pC/g) W - W

Die Meßergebnisse sind in der folgenden Tabelle gezeigt:

Tabelle

	Polymer	Trlhot'lnk trlnche Lnrlunq den Mnr/Rii (\|jCZr.)	20Z80	Snhuan- *' k'ung (%)!	HarzZFerri tpulver	20Z80	Schuian- * kunq (%)
üeispii'l 1	Styrn 1 -Dl r¹ t.hy ] iiml noi'thy I - innthucry 1 u t-Cn\|)ti 1 yiniM· (M₁₁₁ZM_n - i,2)	Inr/ /E inRnpul v/er	+ 50,1	11,0	5Z95	+ 46,5	6,4
B G i s ρ i u i '·	Styra 1 -Dirt.hyl nml rnieUiy 1 - niuthnnry I μ L-2-C Lhy] hi'xy 1 - acrylut-Capplymer ( MyM_n . /,,G) i	5Z95	+ 28,3	20,7	+ 49,7	+ 24,1	27,2
Beispiel 5	Styrol-Uimcthylnrnlnn- ethylncrylut-n-Dutylmeth- BcryInt-Copolymer (M₁₁₁ZM_n , 2,0)	+ 56,3	+ 32,0	13,0	+ 33,1	+ 28,5	8,4
Beispiel 6	Styrol-Butylricrylnt-Dime- thylaminoethylmnthacrylat- Copolymer ,<Μ_ωΖΜ_η = 2,1) .	+ 35,7	+ 41,2	9,6	+ 31,1	+ 38,6	5,4
+ 36,8	+ 40,8
+ 45,6

Tabelle (Forta.)

Beispiel 7	Po lyesterhorz (M /M = it ,D) u π	-18,5	-12,5	32,4	-16,6	-10,7	35,5
Vergleichn- beispiel 1	Styrol-Πutylocrylnt- D imEthylnmi nauthyl- methocrylnt-Capalymer· (Μ_ω/Μ_η * 6,3)	+ 36,3	+ 18,2	49,9	>20,3	••11, 1	45,3

♦Anmerkung Schwankung (%) =

Triboelektrische
Ladung bei einem
Verhältnis von
5/95 (pC/g)

Triboelektrische
Ladung bei einem
Verhältnis von
20/80 (pC/g)

χ 100

Triboelektrische Ladung bei einem Verhältnis von 5/95 (pC/g)

-32- -■ - ÜE-4-792

Im Hinblick auf die in der vorstehenden Tabelle gezeigten Ergebnisse kann die folgende Beobachtung gemacht uerden. Das erfindungsgemäBe Harz mit einem ujeniger als 5,0 betragenden Verhältnis M /M führt zu einer geringeren Schmankung der triboelektrischen Ladung als das Harz mit einem mehr als 5,0 betragenden Verhältnis M /M und hat hervorra-

Id Π

gene's triboelektrische Ladungseigenschaften. Besonders die in den Beispielen 1, 5 und 6 verwendeten Aminoacrylharze nit einem weniger als 3,5 betragenden V/erhältnis M /M

führen zu einer noch geringeren Schuiankung der triboelektrischen Ladung. Andererseits zeigt das Harz mit einem mehr als 5,0 betragenden V/erhältnis¹ M /M eine größere Schwankung der tribaelektrischen Ladung, wobei angenommen wird, da3 es diesem Harz an stabilen triboelektrischen Ladungs-

15 eigenschaften mangelt.

Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes, dadurch gekennzeichnet, daB

eine Entwicklungszone festgelegt wird, indem ein Aufzeichnungsmaterial für elektrostatische Ladungsbilder, das an seiner Oberfläche ein elektrostatisches Ladungsbild trägt, und eine Tonerträgereinrichtung derart angeordnet werden, daß sie einander mit einem Zwischenraum dazwischen gegenüberliegen ,

auf der Oberfläche der Tonertragereinrichtung eine Schicht aus einem im wesentlichen nichtmagnetischen Toner mit einer Dicke, die geringer ist als der durch den Zwischenraum in der Entwicklungszone festgelegte Abstand, bereitgestellt wird, wobei der Toner ein Farbmittel und ein Bindemittelharz enthält und wobei das Bindemittelharz ein Homopolymer oder Copolymer mit einem weniger als 5,0 betragenden Verhältnis M /M enthält, wobei M das Durchschnittsmolekularw η w

gewicht (Gewichtsmittel) und M_n das Durchschnittsmolekulargewicht (Zahlenmittel) ist, und

-2- DE ^792

der Toner elektrisch auf das Aufzeichnungsmaterial, das das elektrostatische Ladungsbild trägt, übertragen wird, um das elektrostatische Ladungsbild zu entwickeln.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel mehr als 20 Gew.-% des Homopolymers oder Copolymers mit dem weniger als 5,0 betragenden Verhältnis

M /M enthält,
ω η

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis M /M des Homopolymers oder Copolymers weniger als 3,5 beträgt.

k. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittelharz 20 Gew.-% oder mehr eines stickstoffhaltigen Copolymers aus einem Vinylmonomer und einem Aminoacrylmonomer der Formel:

|1 R,

^ ³

₂₂^

R

worin R₁ ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe ist, R„ eine Alkylengruppe mit 1 bis if Kohlenstoffatomen ist, R, eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe ist und R, eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe ist, enthält.

5. Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittelharz 20 bis 90 Gew.-% eines stickstoffhaltigen Copolymers, das aus Styrol-Dialkylaminoalkylacrylat-Copolymeren, Styrol-DialkylaminoalkyImethacrylat-Copolymeren, Styrol-Alkylacrylat-Dialkylaminoalkylacrylat-Copolymeren, Styrol-Alkylmethacrylat-Dialkylaminoalkylacrylat-Copolymeren, Styrol-Alkylacrylat-Dialkylaminoalkylmethacrylat-Copolymeren und Styrol-Alkylmethacrylat-Dialkylaminoalkyl-

3S15J91 -::.^:..--..- · ■-

-3- DE 4792

methacrylat-Copalymeren ausgewählt ist, und 1G bis 80 Geld.-96 eines Polymers oder Copolymers, das aus Styrolpolymeren, Styrolcopolymeren, Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylacetat, Polyestern, Polyamiden, Epoxyharzen, Polyvinylbutyral, Polyacrylsäure, Phenolharzen, aliphatischen oder alicyclischen Kohlenwasserstoffharzen, Petrolharzen, chlorierten Paraffinen, niedermolekularem Polyethylen, niedermolekularem Polypropylen, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Acrylat-Copolymeren und höheren Fettsäuren ausgewählt ist, enthält.

6. V/erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Aufzeichnungsmaterial, das ein elektrostatisches Ladungsbild trägt, und der Tonerträgereinrichtung eine LJechselstrom-Varspannung und eine Gleichstrom-V/orspannung angelegt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerschicht in der Entwicklungszone eine Dicke von 5 bis 100 pm hat.

6. Toner für Entwicklungszwecke, der ein Farbmittel und ein Bindemittelharz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittelharz 20 Gew.-% oder mehr eines stickstoffhaltigen Copolymers aus einem Vinylrnonomer und einem Aminoacrylmonomer der Formel:

R₁
.H₂C=C-COO-R₂-N^ ³

^R4 30

worin R. ein LJasserstof f atom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe ist, R₂ eine Alkylengruppe mit 1 bis k Kohlenstoffatomen ist, R₃ eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe ist und R, eine Alkylgruppe mit 1 bis G Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe ist, enthält, wobei das Copolymer ein weniger als 5,0

-it- DE 4792

betragendes Verhältnis M /M zeigt, wobei M das Durch-

w π ³ υ

Schnittsmolekulargewicht (Gewichtsmittel) und M dasDurchschnittsmolekulargeuiicht (Zahlenmittel) ist.

9. Toner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis M /M

Ul Π

als 3,5 beträgt.

Verhältnis M /M des stickstoffhaltigen Copolymers weniger

10. Toner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das stickstoffhaltige Copolymer einen M -LJert von 5.00G bis

5D.000 und einen M -Wert von 1.000 bis 34.000 zeigt.

η ³

11. Toner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittelharz 20 bis 90 Geui.-% eines stickstoffhaltigen Copolymers, das aus Styral-Dialkylaminoalkylacrylat-Copolymeren, Styro1-Dialkyl aminoalkylmethacrylat-CopoIymeren, Styrol-Alkylacrylat-Dialkylaminoalkylacrylat-Copolymeren,
Styral-Alkylmethacryl at-Dialkyl aminoalkyl acrylat-Copolymeren, Styrol-Alkylacrylat-Dialkylaminoalkylmethacrylat-Capolymeren und Styrol-Alkylmethacrylat-Dialkylaminoalkylmethacrylat-Copolymeren ausgewählt ist, und 10 bis 80 Gew.-% eines Polymers oder Copolymers, das aus Styrolpolymeren, Styrolcopalymeren, Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylacetat, Polyestern, Polyamiden, Epoxyharzen, Polyvinylbutyral, Polyacrylsäure, Phenolharzen, aliphatischen oder alicyclischen Kohlenuiasserstof fharzen , Petrolharzen, chlorierten Paraffinen, niedermolekularem Polyethylen, niedermolekularem Polypropylen, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Acrylat-Copolymeren und höheren Fettsäuren ausgewählt ist, enthält.

12. Toner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittelharz ein Styrolpolymer oder -copolymer enthält,
das einen mehr als 100.000 betragenden M -Idert und ein mehr als 3,5 betragendes Verhältnis M /M zeigt.