DE60131586T2

DE60131586T2 - Toner und Entwickler mit verbesserter Offset-Flachdruck-Qualität

Info

Publication number: DE60131586T2
Application number: DE60131586T
Authority: DE
Inventors: William H. Jr. Rochester Hollenbaugh; Scott M. Fairport Silence; Amy L. Rochester Stamp; Merrilee A. Macedon Galloway; Richard J. Naples Muller
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2021-03-03
Also published as: DE60131586D1; JP2001265046A; EP1132777B1; EP1132777A1; US6242145B1; JP4716588B2

Description

Diese Erfindung betrifft Toner, ein Verfahren zur Herstellung der Toner, Entwickler, die die Toner enthalten, ein Verfahren zur Erzeugung von beschichteten Trägern für die Entwickler und ein Verfahren zum Erzeugen von Bildern von Offsetdruck-artiger Qualität mit den Entwicklern. Insbesondere betrifft die Erfindung Toner und Entwickler mit sorgfältig gesteuerten Eigenschaften, sodass Offsetdruck-artige Qualität bereitgestellt wird, wenn beim Entwickeln von elektrostatischen Bildern verwendet, mit einer Vorrichtung, die ein Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssystem enthält.
Historisch gesehen wurde von der Xerographie nicht gefordert, Drucke der gleichen Bemessung, wie Offsetlithographie, zu liefern. Der Offset-Flachdruck-Kunde fordert ein Druckqualitätsniveau, das viel höher ist, als das von herkömmlichen xerographischen Maschinen Verfügbare.
US-Patent Nr. 5 545 501 beschreibt eine elektrostatographische Entwicklerzusammensetzung, umfassend Trägerteilchen und Tonerteilchen mit einer Tonerteilchenverteilung mit einer volumenmittleren Teilchengröße (T), sodass 4 μm ≤ T ≤ 12 μm und einer mittleren Ladung (absoluter Wert) pro Durchmesser in Femtocoulomb/10 μm (C_T) nach triboelektrischem Kontakt mit den Trägerteilchen, sodass 1 fC/10 μm ≤ C_T ≤ 10 fC/10 μm dadurch gekennzeichnet ist, dass (i) die Trägerteilchen einen Magnetisierungssättigungswert M_sat, ausgedrückt in Tesla (T) aufweisen, sodass M_sat ≥ 0,30 T, (ii) die Trägerteilchen eine volumenmittlere Teilchengröße (C_avg) aufweisen, sodass 30 μm ≤ C_avg ≤ 60 μm, (iii) die auf dem Volumen basierende Teilchengrößenverteilung der Trägerteilchen mindestens 90 % der Teilchen einen Teilchendurchmesser C aufweisen, sodass 0,5 C_avg ≤ C ≤ 2 C_avg, (iv) die auf Volumen basierende Teilchengrößenverteilung der Trägerteilchen weniger als b % Teilchen kleiner als 25 μm umfasst, worin b = 0,35 × (M_sat)² × P mit M_sat: Sättigungsmagnetisierungswert M_sat, ausgedrückt in T und P: die maximale Feld stärke des magnetischen Entwicklungspols, ausgedrückt in kA/m, und (v) die Trägerteilchen ein Kernteilchen, beschichtet mit einer Harzbeschichtung in einer Menge (RC) umfassen, sodass 0,2 % Gewicht/Gewicht ≤ RC ≤ 2 % Gewicht/Gewicht. Dieses Patent beschreibt, dass ein solcher Entwickler Bilder von Offsetqualität in Systemen erreicht, worin ein latentes Bild mit einer feinen Magnetbürste entwickelt wird.
Was noch erwünscht ist, ist eine Reihe von Entwicklern, die Toner und Träger umfassen, welche eine Kombination von Eigenschaften besitzen, sodass, wenn zum Entwickeln eines latenten Bildes auf der Oberfläche eines Photorezeptors, vorzugsweise in einer Bild-auf-Bild-Vorrichtung, bevorzugter in einer Vorrichtung, unter Anwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssystems, verwendet, das in dieser xerographischen Weise erzeugte Farbbild eine Qualität analog zu jener zeigt, die bei Offset-Flachdruck erreicht wird.
US-A-4 513 074 offenbart einen leitfähigen Zwei-Komponenten-Entwickler mit einer Tonerzusammensetzung, die im Wesentlichen aus (1) ersten Harzteilchen von Styrol-Methacrylat-Copolymeren, gepfropft mit oder enthaltend eine Wachszusammensetzung mit niederem Molekulargewicht, (2) zweiten Harzteilchen aus einem Styrol-Acrylat-Acrylnitril-Terpolymer, (3) Pigmentteilchen, (4) kolloidalen Siliziumdioxid-Additivteilchen, (5) Fettsäuremetallsalz-Additivteilchen und (6) unbeschichteten Ferritträgerteilchen besteht. Der Entwickler hat stabile triboelektrische Ladungswerte im Bereich von etwa 10 Mikrocoulomb bis etwa 40 Mikrocoulomb pro Gramm und die Trägerleitfähigkeiten liegen im Bereich von etwa 10^–9 Ohm/cm bis etwa 10^–12 Ohm/cm.
US-A-5 998 077 betrifft einen Träger, zusammengesetzt aus einem Kern und darüber einer ersten Polymerbeschichtung und einer zweiten Polymerbeschichtung. Der Träger hat eine triboelektrische Ladung von etwa 5 bis 50 Mikrocoulomb pro Gramm und eine Leitfähigkeit von etwa 10^–14 bis etwa 10^–6 Ohm/cm². US-A-5 998 077 offenbart auch einen Entwickler, umfassend den Träger, und einen Toner, der aus thermoplastischem Harz und einem Färbemittel zusammengesetzt ist, und ein Verfahren, das die Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes auf einem Photorezeptor beinhaltet, gefolgt von Entwick lung und anschließender Übertragung des Bildes auf ein geeignetes Substrat.
US-A-5 945 244 offenbart einen Entwickler, umfassend einen Trägerkern und eine Beschichtungsschicht darüber aus einem Terpolymer von Styrol, einem Diolefin und Dimethylaminoethylmethacrylat und einem Toner. Der Träger hat eine triboelektrische Ladung von etwa 50 bis 75 Mikrocoulomb pro Gramm und der Toner umfasst ein thermoplastisches Harz und ein Färbemittel. US-A-5 945 244 offenbart weiterhin ein Verfahren, das die Bildung eines elektrostatischen Latentbildes auf einem Photorezeptor, gefolgt von Entwicklung und anschließender Übertragung von einem Bild auf ein geeignetes Substrat, beinhaltet.
EP-A-867 780 , ein Entwickler, umfassend einen Toner und eine Zusammensetzung, umfassend einen Kern und darüber ein Gemisch von einem ersten und zweiten Polymer, worin das erste Polymer eine leitfähige Komponente enthält und das zweite Polymer ein Poly(urethan) darstellt. Der Träger besitzt eine Leitfähigkeit von 10^–6 Ohm/cm bis etwa 10^–15 Ohm/cm und weiterhin einen triboelektrischen Wert von etwa 5 bis 50 Mikrocoulomb pro Gramm.
Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reihe von Farbtonern und Entwicklern, jeweils mit einer Reihe von Eigenschaften, bereitzustellen, sodass die Entwickler, die solche Toner enthalten, xerographisch erzeugte Bilder mit Offsetdruck-artiger Qualität erzielen, um eine solche Reihe von Farbtonern und Entwicklern zu entwickeln, die solche Bilder erzeugen können, wenn in einer Entwicklungsvorrichtung angewendet, die ein Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssystem anwendet,
um ein Verfahren zur Herstellung der Toner und Entwickler bereitzustellen, um die geforderten Eigenschaften konsistent zu erreichen,
um geeignete Träger zur Verwendung in Kombination mit den Tonern zu entwickeln, um Zwei-Komponenten-Entwickler zu erhalten, die die geforderten Eigenschaften besitzen, und
um ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung beschichteter Träger zur Verwendung in Kombination mit Tonern zu ent wickeln, um Zwei-Komponenten-Entwickler zu erhalten, die die geforderten Eigenschaften besitzen.
Diese Aufgabe wird durch einen Entwickler gelöst, umfassend ein Gemisch von Trägerteilchen und Tonerteilchen, wobei die Tonerteilchen mindestens ein Bindemittel, mindestens ein Färbemittel und gegebenenfalls ein oder mehrere Additive umfassen,
wobei der Entwickler einen triboelektrischen Wert von 35 bis 60 μC/g aufweist,
wobei die Tonerteilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von 6,9 bis 7,9 Mikrometer (6,9 bis 7,9 μm) aufweisen, und
worin die Tonerteilchen eine Teilchengrößenverteilung mit einer Volumenverhältnis-geometrischen Standardabweichung (GSD) von 1,23 bis 1,21 aufweisen.
Diese Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes auf einem Bildempfangssubstrat gelöst, umfassend
Entwickeln eines Teils des latenten Bildes, das Magentafarbe erfordert, mit einem Magentaentwickler,
Entwickeln eines Teils des latenten Bildes, das gelbe Farbe erfordert, mit einem Gelbentwickler,
Entwickeln eines Teils des latenten Bildes, das Cyanblaufarbe erfordert, mit einem Cyanblauentwickler,
Entwickeln eines Teils des latenten Bildes, das schwarze Farbe erfordert, mit einem schwarzen Entwickler,
und dann, nach Beendigung aller Entwicklungsschritte, Überführen des entwickelten latenten Bildes von der Photorezeptoroberfläche auf ein Bildempfangssubstrat,
wobei die Entwicklungsschritte jeweils mit Hybrid-Scavengeless-Entwicklungsmittel durchgeführt werden und wobei die Cyanblau-, gelben, Magenta- und schwarzen Entwickler jeweils einen triboelektrischen Wert von 25 bis 70 μC/g aufweisen, und
wobei mindestens einer der vorstehend genannten Entwickler der vorstehend genannte Entwickler ist.
Bevorzugte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen angeführt.
Im Allgemeinen schließt das Verfahren zum elektrophotographischen Druck Laden eines photoleitfähigen Teils zu einem im Wesentlichen gleichförmigen Potential ein, um die Oberfläche davon zu sensibilisieren. Der geladene Teil der photoleitfähigen Oberfläche wird einem Lichtbild von zum Beispiel einem Abtast-Laserstrahl, einer LED-Quelle, usw. ausgesetzt, oder ein ursprüngliches Dokument wird reproduziert. Dies zeichnet ein elektrostatisches latentes Bild auf der photoleitfähigen Oberfläche des Photorezeptors auf. Nachdem das elektrostatische latente Bild auf der photoleitfähigen Oberfläche aufgezeichnet ist, wird das latente Bild entwickelt.
In der vorliegenden Erfindung werden Zwei-Komponenten-Entwicklermaterialien in dem ersten Schritt des Entwicklungsverfahrens verwendet. Ein typischer Zwei-Komponenten-Entwickler umfasst magnetische Trägergranulen mit Tonerteilchen, die triboelektrisch daran haften. Die Tonerteilchen werden von dem latenten Bild angezogen, was ein Tonerpulverbild auf der photoleitfähigen Oberfläche bildet. Das Tonerpulverbild wird im Wesentlichen auf ein Kopieblatt überführt. Schließlich wird das Tonerpulverbild zum dauerhaften Schmelzen bzw. Fusionieren desselben auf dem Kopieblatt in Bildkonfiguration erhitzt.
Das vorstehend angegebene elektrophotographische Herstellungsverfahren kann modifiziert werden, um Farbbilder herzustellen. Ein Typ von elektrophotographischen Farbherstellungsverfahren, genannt Bild-auf-Bild-(IOI)-Verarbeiten, legt zwei Tonerpulverbilder von verschiedenen Farbtonern auf den Photorezeptor vor der Übertragung von dem Komposit-Tonerpulverbild auf das Substrat übereinander. Während das IOI-Verfahren bestimmte Vorteile, wie eine kompakte Architektur, bereitstellt, gibt es verschiedene Herausforderungen für ihre erfolgreiche Implementierung. Zum Beispiel erfordert die Lebensfähigkeit von Drucksystemkonzepten, wie IOI-Verarbeiten, Entwicklungssysteme, die nicht mit einem vorher mit Toner versehenen Bild in Wechselwirkung treten. Da verschiedene bekannte Entwicklungssysteme, wie herkömmliche Magnetbürsten-Entwicklung und Jumping-Single-Komponent-Entwicklung, mit dem Bild auf dem Empfänger in Wechselwirkung treten, wird ein vorher mit Toner versehenes Bild durch die anschließende Entwicklung eingefangen, wenn in Wechselwirkung tretende Entwicklungssysteme verwendet werden. Somit gibt es für das IOI-Verfahren einen Bedarf für Scavengeless- oder nicht in Wechselwirkung tretende Entwicklungssysteme.
Die Hybrid-Scavengeless-Entwicklungs-(HSD)-Technologie entwickelt Toner über eine herkömmliche Magnetbürste auf die Oberfläche einer Donorwalze. Eine Vielzahl von Elektrodendrähten ist eng von der mit Toner versehenen Donorwalze in der Entwicklungszone beabstandet. Eine Wechselspannung wird an die Drähte angelegt, um eine Tonerwolke in der Entwicklungszone zu erzeugen. Diese Donorwalze besteht im Allgemeinen aus einem leitfähigen Kern, der mit einer dünnen, zum Beispiel 50–200 μm, teilweise leitfähigen Schicht bedeckt ist. Die Magnetbürstenwalze wird bei einem elektrischen Potentialunterschied, bezogen auf den Donorkern, gehalten, um das für die Tonerentwicklung notwendige Feld zu erzeugen. Die Tonerschicht auf der Donorwalze wird dann durch elektrische Felder von einem Draht oder einer Reihe von Drähten gestört oder durcheinander gebracht, um eine bewegte Wolke von Tonerteilchen zu erzeugen und hinzuhalten. Typische Wechselspannungen der Drähte bezüglich des Donors sind 700–900 Vpp bei Frequenzen von 5–15 kHz. Diese Wechselspannungssignale sind häufig Rechteckwellen, anstatt reine Sinus-Wellen. Toner von der Wolke wird dann auf den nahen Photorezeptor mit durch ein latentes Bild erzeugten Feldern entwickelt.
In der vorliegenden Erfindung ist es, obwohl jede geeignete elektrostatische Bildentwicklungsvorrichtung angewendet werden kann, bevorzugter, eine Vorrichtung anzuwenden, die das Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssystem verwendet. Ein solches System wird zum Beispiel in US-Patent Nr. 5 978 633 beschrieben.
Die Befriedigung von strengen Offsetdruck-artigen Qualitätserfordernissen bei einer xerographischen Maschine wurde in der vorliegenden Erfindung durch IOI-Xerographie ermöglicht, von der die Hybrid-Scavengeless-Entwicklung eine bevorzugte Subsystemkomponente ist. Sowohl die Bildqualität, als auch die einzigartigen Subsystemerfordernisse ergeben den sehr eingeengten Toneraufbau. Diese Erfindung beschreibt die Aspekte von neuen Tonern, die in dieser restriktiven Atmosphäre arbeiten, um Druck von nahezu Offsetqualität herzustellen.
Zusätzlich zum Erreichen von offsetartiger Druckqualität ermöglichen die Digitalbebilderungsverfahren der vorstehend beschriebenen Vorrichtung auch das Zuschneiden von jedem Druck auf Kundenbedürfnisse (wie eine Adresse oder bestimmte Information von Regionalanbietern), die nicht mit Offset-Flachdruck ausführbar ist.
Diese Erfindung beschreibt eine einzigartige Kombination von Toner, Tonerherstellungsverfahren, Entwickler und Trägereigenschaften, um eine Materialeinstellung zu ermöglichen, die ideal in der restriktiven Atmosphäre der vorstehend erörterten Vorrichtung wirken kann. Die Tonereigenschaften und spezielle Tonerausführungsformen werden in Abschnitten A–F und dem Text, der dem Abschnitt F folgt, erörtert, wobei die Parameter des Tonerherstellungsverfahrens und der speziellen Verfahrensausführungsformen in dem folgenden Text erörtert werden, wobei der Text die Tonereigenschaftseinstellung, die Entwicklereigenschaften und speziellen Entwicklerausführungsformen in Abschnitten G–K und dem, dem Abschnitt K folgenden Text erörtert werden und die Trägereigenschaften und speziellen Trägerausführungsformen in dem Text, der dem Text von der Entwicklereigenschaftseinstellung folgt, erörtert werden.
Die erfindungsgemäßen Toner liefern Drucke, die den Anwender mit lebhafter (hohe Chroma), zuverlässiger Farbbeibehaltung erfreuen wird. Die Farbskala, der maximale Farbensatz, der gedruckt werden kann, ist maßgebend für ein xerographisches Vierfarben-System. Voll- und Halbtonflächen sind gleichförmig und stabil in Dichte und Farbe. Sie sind von gleichförmigem Glanz. Die Bilder enthalten genaue, realistische Wiedergabe. Der Text ist körnig mit gut definierten Kanten, ungeachtet der Zeichengröße oder des Typs. Es gibt keinen Hintergrund. Farbe, Feststoffe, Halbtönung, Glanz, Bilder, Text und Hintergrund sind über den gesamten Arbeitsverlauf stabil. Die Drucke zeigen kein zu beanstandendes Papierkräuseln, noch werden die Bilder durch Handhabung oder Lagerung gestört bzw. beeinträchtigt, zum Beispiel wenn in Kontakt mit Vinyl- oder anderen Dokumentoberflächen gelagert.
Um diese Druckqualitätseigenschaften zu erfüllen, müssen die Tonermaterialien in einer konsistenten, vorhersagbaren Weise arbeiten. Die wesentlichsten Tonermaterialparameter, die den Tonern ermöglichen, so zu arbeiten, insbesondere in der Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssystematmosphäre, sind Tonergrößenverteilung, Tonerschmelzfluss und Rheologie, Tonerblockierungstemperatur, Beständigkeit von Offset gegen Vinyl- und andere Dokumentoberflächen, Tonerfarbe, Tonerfluss und Tonerladungsverteilung.
Nachstehend sind die Tonermaterialparameter und Druckqualitätseigenschaften angeführt, die die Parameter beeinflussen. Bevorzugte Werte für die verschiedenen Eigenschaften werden auch beschrieben.
A. Tonerteilchengrößenverteilung
Kleine Tonergröße ermöglicht die Verminderung von TMA (übertragene Masse pro Einheitsfläche). Dies ist für Bild-auf-Bild-Verfahren-Farbsysteme besonders wichtig, bei denen Farbtoner geschichtet werden. Die hohe Masse von Toner auf Papier verursacht zu beanstandendes Dokumenten "gefühl" (im Gegensatz zum Flachdruck), belastet den Aufschmelzspielraum und erhöht das Papierkräuseln. Zusätzlich kann Abnahme von Entwickelfähigkeit auftreten, wenn eine zweite oder dritte Tonerschicht auf der ersten Tonerschicht entwickelt wird, aufgrund von sich nicht gleichförmig entwickelnder Spannung. Obwohl eine möglichst kleine mittlere Tonerteilchengröße erwünscht ist, gibt es Fehlverhalten, das sich bei sehr kleinen Teilchen äußert. Sehr feine Tonerteilchen sind eine Belastung für den xerographischen Belichtungsspielraum, weil sie erhöhte Toneranhaftung an Trägerkugeln, Donorwalzen und Photorezeptoren zeigen. Tonerfeinstoffe betreffen auch die Entwicklungsinstabilität, aufgrund der Abnahme der Wirksamkeit von Donorwalzenentwicklung von sehr kleinen Teilchen. Feine Tonerteilchen zeigen erhöhte Anhaftung an dem Photorezeptor, unter Beeinträchtigen der Übertragungswirksamkeit und Gleichförmigkeit. Das Vorliegen von groben Tonerteilchen ist in Beziehung zu HSD-Draht-Abtastung und Interaktivität und verschlechtert das Rendering von sehr feinen Linien und strukturierten Bildern.
Deshalb ist es erwünscht, die Tonerteilchengröße zu steuern und die Menge von sowohl feinen als auch groben Tonerteilchen zu begrenzen. Die kleine Tonergröße ist zur Anwendung in der vorliegenden Erfindung erforderlich, um hohe Bildquali tät und niedriges Papierkräuseln zu ermöglichen. Enge Tonergrößenverteilungen sind auch erwünscht, bei relativ wenigen feinen und groben Tonerteilchen. Die fertigen Tonerteilchen haben eine mittlere Teilchengröße (volumenmittlerer Durchmesser) von 6,9 bis 7,9 μm (6,9 bis 7,9 Mikrometer), bevorzugt von 7,1 bis 7,7 μm (7,1 bis 7,7 Mikrometer), wie durch die gut bekannte Coulter-Counter-Technik gemessen. Die feine Seite der Tonerverteilung wird gut mit nur etwa 30 % der Zahlenverteilung der Tonerteilchen gesteuert (d.h. die Gesamtzahl der Tonerteilchen) mit einer Größe von weniger als 5 μm (5 Mikrometer), bevorzugt nur etwa 15 % der Zahlenverteilung der Tonerteilchen mit einer Größe weniger als 5 μm (5 Mikrometer). Die grobe Seite der Verteilung wird auch sehr gut gesteuert, mit nur 0,7 % der Volumenverteilung der Tonerteilchen mit einer Größe größer als 12,7 μm (12,7 Mikrometer). Dies äußert sich in einer sehr engen Teilchengrößenverteilung mit einem niedrigeren Volumenverhältnis geometrischer Standardabweichung (GSD) von ungefähr 1,23 und einer oberen Volumen-GSD von ungefähr 1,21 um. Die Toner erfordern somit eine kleine mittlere Teilchengröße und eine enge Tonergrößenverteilung.
B. Tonerschmelzrheologie
Wenn sich die Verfahrensgeschwindigkeit erhöht, sinkt die Verweilzeit durch die Fixierstation bzw. Aufschmelzstation, was niedere Tonerpapiergrenzflächentemperaturen ergibt. Während des Aufschmelzereignisses ist es notwendig, dass die Tonerteilchen koaleszieren, fließen und an dem Substrat (zum Beispiel Papier, transparente Folien, usw.) bei Temperaturen, die mit den Vorrichtungsverfahrensgeschwindigkeiten übereinstimmen, anhaften. Es ist auch notwendig, dass die Schmelzviskosität bei den Vorrichtungsschmelzbedingungen das erforderliche Glanzniveau bereitstellt, unter Beibehalten einer genügend hohen Elastizität, um Aufschmelzwalzenheißoffset (d.h. Übertragung von Toner auf die Aufschmelzwalze) zu verhindern. Das Auftreten von Offset ergibt Druckdefekte und eine Verminderung der Aufschmelzwalzenlebensdauer.
Deshalb ist es erwünscht, ein geeignetes Tonerbindemittelharz auszuwählen und dessen Schmelzrheologie zu steuern, um eine niedrige minimale Aufschmelztemperatur, breiten Auf schmelzspielraum und erwünschten Glanz bei den Maschinenarbeitsbedingungen bereitzustellen. Es ist weiterhin erwünscht, ein geeignetes Bindemittelharz anzuwenden, sodass der Toner längere Aufschmelzwalzenlebensdauer ermöglicht.
Die für die erfindungsgemäßen Toner erforderliche Funktionalität ist eine gesteuerte Schmelzrheologie, die niedrige minimale Aufschmelztemperatur, breiten Aufschmelzspielraum und erwünschten Glanz bei den Maschinenarbeitsbedingungen bereitstellt. Die minimale Aufschmelztemperatur wird im Allgemeinen durch die minimale Fixiertemperatur (MFT) von dem Aufschmelzsubsystem (d.h. die niedrigste Temperatur des Schmelzens, die den Toner an dem Substrat Papier gut fixiert, wie bestimmt durch Knittern eines Abschnitts des Papiers mit einem getönten Bild und Quantifizieren des Grads, zu dem der Toner sich von dem Papier in der Falte trennt, bestimmt), charakterisiert. Der Aufschmelzspielraum wird im Allgemeinen durch den Unterschied zwischen der Heißoffsettemperatur (HOT) (d.h. der höchsten Temperatur des Aufschmelzens, die durchgeführt werden kann, ohne Verursachen, dass der Toner zur Aufschmelzwalze abhebt, wie durch das Vorliegen von vorangehenden Bildern, die auf aktuelle Bilder gedruckt werden, oder dadurch, dass sich das Papier von der Aufschmelzwalze löst, bestimmt) und der MFT bestimmt. Das Glanzniveau von der geschmolzenen Tonerschicht (d.h. der Schein von der geschmolzenen Tonerschicht bei einer gegebenen Schmelztemperatur, wie durch den Industriestandard Lichtreflexionsmessung bestimmt) ist auch von der Temperatur abhängig, bei der der Toner geschmolzen ist, und kann weiterhin den Aufschmelzspielraum beschränken; das heißt, wenn das Glanzniveau des Toners bei einer Temperatur unterhalb der HOT zu hoch oder bei einer Temperatur oberhalb der MFT zu niedrig wird, wird dieser beschränkte Bereich von Temperaturen dazu dienen, den Aufschmelzspielraum zu definieren.
Das Schmelzrheologieprofil von dem Toner muss optimiert werden, um die niedrigste minimale Aufschmelztemperatur und den breitesten Aufschmelzspielraum zu ergeben. Das Schmelzrheologieprofil von dem Toner, das in der vorliegenden Erfindung ermöglicht wird, hat eine Viskosität zwischen 3,9 × 10⁴ und 6,7 × 10⁴ Poise bei einer Temperatur von 97°C, eine Viskosität zwischen 4,0 × 10³ und 1,6 × 10⁴ Poise bei einer Temperatur von 116°C und eine Viskosität zwischen 6,1 × 10² und 5,9 × 10³ Poise bei einer Temperatur von 136°C. Das Schmelzrheologieprofil von dem Toner, das in der vorliegenden Erfindung ermöglicht wird, hat weiterhin einen Elastizitätsmodul zwischen 6,6 × 10⁵ und 2,4 × 10⁶ Dyn pro Quadratzentimeter bei einer Temperatur von 97°C, einen Elastizitätsmodul zwischen 2,6 × 10⁹ und 5,9 × 10⁵ Dyn pro Quadratzentimeter bei einer Temperatur von 116°C und einen Elastizitätsmodul zwischen 2,7 × 10³ und 3,0 × 10⁵ Dyn pro Quadratzentimeter bei einer Temperatur von 136°C. Sowohl die Viskosität als auch der Elastizitätsmodul werden durch Messung unter Verwendung eines mechanischen Standard-Spektrometers bei 40 Radian pro Sekunde bestimmt. Ein alternatives Verfahren zum Charakterisieren der Tonerrheologie ist durch Messung von dem Schmelzflussindex (MFI), definiert als das Gewicht eines Toners (in Gramm), das durch eine Öffnung der Länge L und einen Durchmesser D in einem 10-Minuten-Zeitraum mit einer ausgewiesenen aufgetragenen Ladung gelangt. Das Schmelzrheologieprofil von dem Toner, das in der vorliegenden Erfindung ermöglicht wird, hat einen MFI zwischen 1 und 25 Gramm pro 10 Minuten, besonders bevorzugt zwischen 6 und 14 Gramm pro 10 Minuten, bei einer Temperatur von 117°C, unter einer angewendeten Last von 2,16 Kilogramm, mit einem L/D-Düsenverhältnis von 3,8. Dieser enge Bereich des Schmelzrheologieprofils wird die erforderliche Minimumfixierung, geeigneten Glanz und das erwünschte Heißoffsetverhalten bereitstellen, was lange Aufschmelzwalzenlebensdauer ermöglicht.
C. Tonerlagerung/Vinyl- und Dokumentenoffset
Es war immer ein Erfordernis, dass xerographische Toner in der Lage sein sollen, unter variierenden Umweltbedingungen, ohne Auftreten von Tonerblockieren, gelagert und transportiert zu werden. Es ist gut bekannt, dass Tonerblockieren durch die Glasübergangstemperatur (Tg) des Tonerbindemittelharzes stark beeinflusst wird. Diese Harz-Tg ist direkt mit ihrer chemischen Zusammensetzung und der Molekulargewichtsverteilung verwandt. Ein Harz muss derart ausgewählt sein, dass Blockieren bei der typischen Lagerungstemperatur nicht erfahren wird, welche die untere Grenze auf der Tg definieren. Wie vorstehend erörtert, müssen die minimale Aufschmelztemperatur und der Glanz auch befriedigend sein, welche zu dem Ausmaß, das die Schmelzrheologie beeinflusst, die Obergrenze auf der Tg definiert. Die Anwendung von Oberflächenadditiven erhöht weiterhin die Tonerblockierungstemperatur, über das, was durch die Glasübergangstemperatur des Tonerbindemittelharzes definiert wird.
Nachdem Dokumente erzeugt sind, werden sie häufig in Kontakt mit Vinyloberflächen, die in Aktenordnern verwendet werden, und in Dreiring-Heften oder in Kontakt mit der Oberfläche von anderen Dokumenten gelagert. Gelegentlich wird von fertigen Dokumenten beobachtet, dass sie an diesen Oberflächen anhaften und Offset zeigen, was Bildabbau ergibt; dies ist als Vinyloffset im Fall von Offset-an-Vinyl-Oberflächen oder Dokumentenoffset im Fall des Offsets an anderen Dokumenten bekannt. Einige Tonerbindemittelharze sind anfälliger für dieses Phänomen als andere. Die chemische Zusammensetzung des Tonderbindemittelharzes und die Zugabe von bestimmten Bestandteilen können Vinyl- und Dokumentenoffset minimieren oder verhindern.
Deshalb ist es erwünscht, ein Tonerbindemittelharz mit einer chemischen Zusammensetzung auszuwählen, die Vinyl- und Dokumentenoffset verhindert, und einen geeigneten Bereich der Glasübergangstemperatur besitzt, um Tonerblockieren unter Lagerung, ohne negatives Beeinflussen der Aufschmelzeigenschaften, zu verhindern.
Um Blockieren bei typischen Lagerungstemperaturen zu verhindern, jedoch noch die erforderliche minimale Anschmelztemperatur zu treffen, sollte ein Harz mit einer Tg in dem Bereich von beispielsweise 52°C bis 64°C ausgewählt werden.
D. Tonerfarbe
Die Toner müssen die geeigneten Farbeigenschaften aufweisen, um eine breite Farbskala zu ermöglichen. Die Auswahl von Färbemitteln sollte die Ausführung eines höheren Prozentsatzes von Standard Pantone^® Farben ermöglichen, als typischerweise aus 4-Farben-Xerographie verfügbar. Die Messung der Farbskala wird durch CIE-Spezifikationen (Commission International de l'Éclairage), üblicherweise als CIELab bezeichnet, worin L*, a* und b* die modifizierten gegenüberstehenden Farbkoordinaten, die einen 3-dimensionalen Raum bilden, wobei L* die Helligkeit einer Farbe charakterisiert, a* annäherungswei se die Rötung charakterisiert und b* annäherungsweise die Vergilbung einer Farbe charakterisiert, definiert. Die Chroma C* wird weiterhin als die Farbsättigung definiert und ist die Quadratwurzel der Summe der Quadrate von a* und b*. Für jeden Toner sollte die Chroma (C*) über den gesamten Bereich der Tonermasse auf Papier maximiert werden. Die Pigmentkonzentration sollte derart ausgewählt werden, dass maximale Helligkeit (L*) der gewünschten Tonermasse auf dem Substrat entspricht. Alle diese Parameter werden mit einem Industrie-Standard-Spektrophotometer (erhalten zum Beispiel von X-Rite Corp.) gemessen.
Deshalb ist es erwünscht, Tonerfärbemittel auszuwählen, die, falls kombiniert, eine breite Reihe von Farben auf dem Druck bereitstellen, das heißt, den breitestmöglichen Farbraum, wie in dem CIELab Koordinatensystem definiert, mit der Fähigkeit, genau erwünschte Bilder, Volltöne, Halbtöne und Text zu erzeugen, abzudecken.
E. Tonerfluss
Es ist gut bekannt, dass die Kohäsivität nachteilige Wirkungen auf Tonerhandhaben und Dosieren aufweisen kann. Toner mit übermäßig hoher Kohäsion können „Brückenbildung" zeigen, die den frischen Toner hindert, zu dem Entwicklermischsystem gegeben zu werden. Umgekehrt, können Toner mit sehr niedriger Kohäsion Schwierigkeit beim Steuern der Tonerverteilungsraten und Tonerkonzentration ergeben und können übermäßigen Schmutz in der Maschine ergeben. Zusätzlich werden in dem HSD-System Tonerteilchen zuerst von einer Magnetbürste auf zwei Donorwalzen entwickelt. Der Tonerfluss muss derart sein, dass die HSD-Drähte und elektrischen Entwicklungsfelder ausreichend sind, um die Toneranhaftung an die Donorwalze zu überwinden und hinreichende Bildentwicklung für den Photorezeptor zu ermöglichen.
Nach der Entwicklung des Photorezeptors müssen die Tonerteilchen in der Lage sein, von dem Photorezeptor auf das Substrat übertragen zu werden.
Deshalb ist es erwünscht, die Tonerfließeigenschaften anzupassen, um sowohl Kohäsion von Teilchen aneinander, als auch Anhaftung von Teilchen an Oberflächen, wie den Donorwalzen und dem Photorezeptor, zu minimieren. Dies stellt zuver lässige Bilder aufgrund hoher und stabiler Entwicklung und hohe und gleichförmige Übertragung bereit.
Die Tonerfließeigenschaften müssen somit sowohl Kohäsion von Teilchen aneinander, als auch Anhaftung von Teilchen an Oberflächen, wie den Donorwalzen und dem Photorezeptor, minimieren. Die Tonerfließeigenschaften werden am zweckmäßigsten durch die Messung von Tonerkohäsion, zum Beispiel durch Anordnen einer bekannten Masse von Toner, zum Beispiel zwei Gramm, auf das Obere einer Reihe von drei Sieben, zum Beispiel mit Siebmaschen von 53 μm, 45 μm und 38 μm (53 Mikrometer, 45 Mikrometer und 38 Mikrometer), in der Reihenfolge, von Oben auf den Boden, und Schütteln bzw. Vibrieren der Siebe und Toner für einen festen Zeitraum bei einer festgelegten Schüttelamplitude, zum Beispiel für 90 Sekunden bei einer 1-Millimeter-Schüttelamplitude, quantifiziert. Eine Vorrichtung zum Ausführen dieser Messung ist ein Hosokawa Powders Tester, erhältlich von μ Powders Systems. Der Tonerkohäsionswert ist auf die Menge an Toner bezogen, die auf jedem der Siebe am Ende der Zeit verbleibt. Ein Kohäsionswert von 100 % entspricht der Gesamtheit des auf dem Sieboberen am Ende des Schüttelschritts verbleibenden Toners, und ein Kohäsionswert von null entspricht dem gesamten Toner, der durch alle drei Siebe gelangt, das heißt, kein Toner, der auf einem der drei Siebe am Ende des Schüttelschritts verbleibt. Je höher der Kohäsionswert, umso geringer die Fließbarkeit des Toners. Das Minimieren der Tonerkohäsion und Anhaftung wird hohe und stabile Entwicklung und hohe und gleichförmige Übertragung bereitstellen.
Viele Additivkombinationen können hinreichenden Anfangsfluss bereitstellen, der die Entwicklung und Übertragung in HSD-Systemen ermöglicht. Es wurde jedoch in Erfahrung gebracht, dass hohe Konzentrationen von relativ großer äußerer Oberfläche Additiven stabile Entwicklung und Übertragung über einen breiten Bereich der Flächenabdeckung und Arbeitslauflänge ermöglichen.
F. Tonerladung
Die Tonerladungsverteilungen sind mit der Entwicklung und Übertragungsleistung (einschließlich Übertragungswirksamkeit und Gleichförmigkeit) korreliert. Die Druckqualitätsei genschaften, die durch den Tonerladungsanteil beeinflusst werden, schließen die Gesamttextqualität (insbesondere die Fähigkeit, feine Serife zu erzeugen), Linienwachstum/Schrumpfen, Halo (ein weißer Bereich an der Grenzfläche von zwei Farben, auch deutlich, wenn Text in einen festen Hintergrund eingebettet ist), Interaktivität (Toner von einer Farbe, der an dem Entwicklungsverfahren von anderer Farbe teilnimmt, zum Beispiel eingefangen durch die Druckfläche von einer ersten Farbe und erneut entwickelt in der bedruckten Fläche einer zweiten Farbe), Hintergrund- und Hervorhebung/Schattenkontrast (TRC), ein. Versagensmodi, ausgewiesen mit niedriger Tonerladung, schließen positive Linienschrumpfung, negatives Linienwachstum, Halo, Interaktivität, Hintergrund, schlechte Text/Serif-Qualität, schlechten Hervorhebungskontrast und Maschinenschmutz ein. Mit höherer Tonerladung verbundene Probleme schließen niedrige Entwicklung, niedrige Übertragungswirksamkeit (hohe Rückstandsmasse pro Einheitsfläche), schlechten Schattenkontrast und Interaktivität ein.
Zusätzlich zum Zuschneiden des mittleren Tonerladungsniveaus darf die Verteilung der Ladung nicht übermäßige Mengen von hoher oder geringer (insbesondere entgegen gesetzter Polarität) Tonerladung enthalten. HSD ist sehr empfindlich auf Toner mit niedriger Ladung, da alles von dem Toner, das den Photorezeptor (sowohl Bild als auch Hintergrund) erreicht, während des Verfahrens erneut beladen wird. Toner niedriger Ladung (und bestimmt Toner der entgegen gesetzten Polarität) wird sich wahrscheinlich zu dem Hintergrundbereich entwickeln und kann nach erneutem Laden zu dem Druck überführt werden. Toner niedriger Ladung kann auch zu einer Akkumulation des Toners auf der Oberfläche der Drähte beitragen, die zwischen der Donorwalze und dem Photorezeptor in einem HSD-Entwicklungssystem angeordnet sind, das Differentialentwicklung (räumlich und zeitlich) veranlassen kann, was zu auffälligen Bildqualitätsdefekten führt, ein Zustand, der Drahtgeschichte genannt wird. Die Verteilung darf auch keine übermäßigen Mengen an Toner mit hoher Ladung enthalten, was die Entwicklungsfähigkeit und Übertragung vermindern würde.
Zusätzlich muss der Anteil an Toner mit hoher Ladung und die Tonerladungsverteilung über einen breiten Bereich von Flächenabdeckung (AC) und Arbeitslauflänge gehalten werden. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise eine Vollfarbenmaschine mit dem Ziel des Offsetmarkts ist, werden Wechselspannung und Arbeitslauflänge über einen breiten Bereich variieren. Druckaufträge, wie jährliche Berichte, werden vorwiegend schwarzen Text, wobei Cyan, Magenta und Gelb nur für „Schmuckfarb" anwendungen, wie Logos, Karten und Kurven, verwendet werden, enthalten. Für Vollfarbenbilder kann der Auftrag vom Bereich sehr heller Pastelltöne mit meist Cyan, Magenta und Gelb und etwas Schwarz bis zu dunklen, satten Farben mit starker Anwendung von Cyanblau, Magenta und Gelb liegen. In einigen Szenarien wird Schwarz als Ersatz für gleiche Mengen an Cyanblau, Magenta und Gelb verwendet, um die gesamte Tonerschichtdicke zu vermindern. Jedes Szenarium hat eine einzige Kombination von AC für jede der Farben Cyanblau, Magenta, Gelb und Schwarz. Der Tonerladungsanteil und die Verteilung können nicht, bezogen auf die entsprechende mittlere Verweilzeit eines Toners in dem Gehäuse (d.h. hohe Wechselspannung = niedrige Verweilzeit mit einer Menge an Turnover von Toner in dem Gehäuse: umgekehrte niedrige Wechselspannung = hohe Verweilzeit), variieren.
Es ist erwünscht, dass frisch zugesetzter Toner schnell an Ladung gewinnt auf das gleiche Niveau von dem darauf liegenden Toner in dem Entwickler. Wenn dies nicht der Fall ist, können zwei verschiedene Situationen auftreten. Wenn sich frisch zugesetzter Toner nicht schnell auf das Niveau des Toners bereits in dem Entwickler auflädt, tritt eine Situation auf, die als „slow admix" bekannt ist. Verteilungen können in der Beschaffenheit bimodal sein, in der Bedeutung, dass zwei verschiedene Ladungsniveaus nebeneinander in dem Entwicklungssubsystem vorliegen. Im extremen Fall kann frisch zugesetzter Toner, der keine Nettoladung aufweist, zur Entwicklung auf dem Photorezeptor verfügbar sein. Wenn umgekehrt frisch zugesetzter Toner sich auf ein Niveau, höher als jenes von dem Toner, der sich bereits in dem Entwickler befindet, dreht, tritt ein Phänomen auf, das als „charge-thru" bekannt ist. Auch gekennzeichnet durch eine bimodale Verteilung ist in diesem Fall Toner mit niedriger Ladung oder entgegen gesetzter Polarität, der als der darauf liegende Toner (oder Toner, der in dem Ent wickler vor der Zugabe von frischem Toner) vorliegt. Die Versagensmodi für sowohl slow admix und charge-thru sind die gleichen wie jene für den vorstehend ausgewiesenen Toner mit niedriger Ladung, den am stärksten bemerkbaren Hintergrund und Schmutz in der Maschine, der Drahtgeschichte, Interaktivität und schlechter Textqualität.
Deshalb ist es erwünscht, Toner und Entwicklermaterialien so aufzubauen, dass sie ein mittleres Tonerladungsniveau aufweisen, das Versagensmodi von sowohl zu hoher als auch zu niedriger Tonerladung vermeidet. Dies wird vor der Entwicklung von Feststoffen, Halbtonen, feinen Linien und Text schützen, sowie Vorbeugung hinsichtlich Hintergrund- und Bildverunreinigung sein. Die Verteilung von Tonerladungsniveau muss ausreichend eng sein, sodass sich der Nachlauf der Verteilung nicht negativ auf die Bildqualität auswirkt (d.h. die niedrige Ladungspopulation ist nicht ausreichend groß, um die Bildqualität abzubauen, von der bekannt ist, zu dem niedrigen Tonerladungsniveau beizutragen). Tonerladungsniveau und Verteilung müssen über den vollständigen Bereich von Anwenderverlaufsmodi (Auftragslauflänge und Wechselstrom) gehalten werden.
Hohe durchschnittliche Tonerladung und enge Ladungsverteilungen sind unter allen Laufbedingungen (Flächenbedeckung und Auftragslauflänge) in der vorliegenden Erfindung erforderlich. In der Erfindung werden geeignete, wie nachstehend erörterte Additive ausgewählt, um hohe Tonerladung und Ladungsstabilität zu ermöglichen.
Die Ladung eines Toners wird bezüglich entweder der Ladung zu Teilchenmasse, Q/M, in μC/g, oder dem Ladung/Teilchendurchmesser, Q/D, in fC/μm, nach dem triboelektrischen Kontakt des Toners mit Trägerteilchen beschrieben. Die Messung von Q/M wird durch die gut bekannte Faraday-Käfig-Technik ausgeführt. Die Messung des mittleren Q/D der Tonerteilchen kann mit Hilfe einer Ladungsspektrographapparatur, wie auf dem Fachgebiet gut bekannt, ausgeführt werden. Der Spektrograph wird zum Messen der Verteilung der Tonerteilchenladung (Q in fC) bezüglich eines gemessenen Tonerdurchmessers (D in μm) verwendet. Das Messergebnis wird aus Prozentsatz Teilchenfrequenz (an der Ordinate) des gleichen Q/D Verhältnisses an Q/D Verhältnis, ausgedrückt als fC/10 μm (an der Abszisse), ausge drückt. Die Verteilung der Frequenz über Q/D-Werte nimmt häufig die Form einer Gauss'schen oder Lorentzian'schen Verteilung an, mit einer Peakposition (höchst wahrscheinlich Q/D-Wert) und Peakbreite (gekennzeichnet beispielsweise durch die Breite des Peaks in fC/μm bei einem Frequenzwert der Hälfte des Peakwerts). Von dieser vollständigen Verteilung kann der mittlere Q/D-Wert berechnet werden. In bestimmten Fällen wird die Frequenzverteilung aus zwei oder mehreren sich stark unterscheidenden Peaks bestehen, wie in dem vorstehend erörterten slow admix- und charge-thru-Verhalten.
Um die vorstehend erörterte Druckqualität zu erreichen, wenn in einer HSD-Entwicklerapparatur der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet, muss der Q/D von den Tonerteilchen einen Mittelwert von zum Beispiel –0,1 bis –1,0 fC/μm, vorzugsweise etwa –0,5 bis –1,0 fC/μm, aufweisen. Diese Ladung muss während des gesamten Entwicklungsverfahrens stabil sein, um Konsistenz in der Anreicherung der unter Verwendung des Toners erhaltenen Bilder zu sichern. Somit sollte die Tonerladung eine Ladung in dem mittleren Q/D-Wert von maximal zum Beispiel 0 bis 0,25 fC/μm zeigen. Die Ladungsverteilung in dem Toner, wie durch einen Ladungsspektrographen gemessen, sollte eng sein, die eine Peakbreite von weniger als 0,5 fC/μm, vorzugsweise weniger als 0,3 fC/μm, und unimodal besitzt, d.h. besitzt nur einen einzelnen Peak in der Häufigkeitsverteilung, was das Vorliegen von keinem oder sehr wenig niedriger Tonerladung (zu wenig Ladung für eine ausreichend starke Coulomb'sche Anziehung) und Wrong-Sign-Toner anzeigt. Toner mit niedriger Ladung sollte zum Beispiel nicht mehr als 6 % des Gesamttoners, vorzugsweise nicht mehr als 2 %, umfassen, während Wrong-Sign-Toner nicht mehr als zum Beispiel 3 % des Gesamttoners, vorzugsweise nicht mehr als 1 %, umfassen sollte.
Unter Anwenden der komplementär sehr bekannten Faraday'schen Käfig-Messung, muss, um die vorstehend erörterte Druckqualität zu erreichen, wenn in einer HSD-Entwicklerapparatur der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet, der Toner auch vorzugsweise einen triboelektrischen Wert von zum Beispiel –25 bis –70 μC/g, bevorzugter –30 bis –60 μC/g, zeigen. Die Tribo muss stabil sein, unter Variieren von maximal zum Beispiel 0 bis 15 μC/g, vorzugsweise nicht mehr als 0 bis 8 μC/g.
Die Druckqualitätserfordernisse für das HSD-Produkt übertragen in den Toner funktionelle Eigenschaften, wie vorstehend erörtert. Durch diese Erfindung wird die Funktionalität in die Toner mit dem Ziel des Erfüllens der vielen Druckqualitätserfordernisse eingebaut. Vier verschiedene Farbtoner, Cyan (C), Magenta (M), Gelb (Y) und Schwarz (K), werden typischerweise beim Entwickeln von Vollfarbenbildern verwendet (obwohl andere Farbtoner auch angewendet werden können). Jeder von diesen Farbtonern in der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise von Harzbindemitteln, in geeigneter Weise Färbemitteln und einer zusätzlichen Verpackung, umfassend eines oder mehrere Additive, umfasst. Geeignete und bevorzugte Materialien zur Verwendung beim Herstellen der erfindungsgemäßen Toner, die die vorstehend erörterten Eigenschaften besitzen, werden nun erörtert. Die spezifisch verwendeten Formulierungen zum Erreichen der vorstehend erörterten funktionellen Eigenschaften sollten jedoch nicht als Begrenzung für den Umfang der Erfindung betrachtet werden.
Erläuternde Beispiele für geeignete Tonerharze, ausgewählt aus den erfindungsgemäßen Toner- und Entwicklerzusammensetzungen, schließen Vinyl-Polymere, wie Styrol-Polymere, Acrylnitril-Polymere, Vinylether-Polymere, Acrylat- und Methacrylat-Polymere; Epoxy-Polymere; Diolefine; Polyurethane; Polyamide und Polyimide; Polyester, wie die polymeren Veresterungsprodukte einer Dicarbonsäure und eines Diols, umfassend ein Diphenol, vernetzte Polyester und dergleichen, ein. Die Polymerharze, ausgewählt aus den erfindungsgemäßen Tonerzusammensetzungen, schließen Homopolymere und Copolymere von zwei oder mehreren Monomeren ein. Weiterhin können die vorstehend erwähnten Polymerharze auch vernetzt sein.
Polyesterharze sind unter den bevorzugten Bindemittelharzen, die mindestens durch Vinyl- oder Dokumentoffset (vorstehende Eigenschaft C) beeinflusst werden.
Erläuternde Vinylmonomereinheiten in den Vinylpolymeren schließen Styrol, substituierte Styrole, wie Methylstyrol, Chlorstyrol, Styrolacrylate und Styrolmethacrylate; Vinylester, wie die Ester von Monocarbonsäuren, einschließlich Acryl säuremethylester, Acrylsäureethylester, Acrylsäure-n-butylester, Acrylsäureisobutylester, Acrylsäurepropylester, Acrylsäurepentylester, Acrylsäuredodecylester, Acrylsäure-n-octylester, Acrylsäure-2-chlorethylester, Acrylsäurephenylester, Methyl-α-chloracrylat, Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureethylester, Methacrylsäurebutylester, Methacrylsäurepropylester und Methacrylsäurepentylester; Styrolbutadiene; Vinylchlorid; Acrylnitril; Acrylamid; Alkylvinylether und dergleichen, ein. Weitere Beispiele schließen p-Chlorstyrol, Vinylnaphthalin, ungesättigte Monoolefine, wie Ethylen, Propylen, Butylen und Isobutylen; Vinylhalogenide, wie Vinylchlorid, Vinylbromid, Vinylfluorid, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbenzoat und Vinylbutyrat; Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid, Vinylether, einschließlich Vinylmethylether, Vinylisobutylether und Vinylethylether; Vinylketone, einschließlich Vinylmethylketon, Vinylhexylketon und Methylisopropenylketon; Vinylidenhalogenide, wie Vinylidenchlorid und Vinylidenchlorfluorid; N-Vinylindol, N-Vinylpyrrolidon und dergleichen ein.
Erläuternde Beispiele für die Dicarbonsäureeinheiten in den Polyesterharzen, die zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Tonerzusammensetzungen geeignet sind, schließen Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Dimethylglutarsäure, Bromadipinsäuren, Dichlorglutarsäuren und dergleichen ein; während erläuternde Beispiele der Dioleinheiten in den Polyesterharzen Ethandiol, Propandiole, Butandiole, Pentandiole, Pinacol, Cyclopentandiole, Hydrobenzoin, Bis(hydroxyphenyl)alkane, Dihydroxybiphenyl, substituierte Dihydroxybiphenyle und dergleichen einschließen.
Als ein Tonerharz gibt es ausgewählte Polyesterharze, die von einer Dicarbonsäure und einem Diphenol abgeleitet sind. Diese Harze werden in US-Pat. Nr. 3 590 000 erläutert. Auch können Polyesterharze, die aus der Reaktion von Bisphenol A und Propylenoxid erhalten werden, und insbesondere einschließlich solcher Polyester, gefolgt von der Reaktion des erhaltenen Produkts mit Fumarsäure, und verzweigten Polyesterharzen, die sich aus der Reaktion von Dimethylterephthalat mit 1,3-Butandiol, 1,2-Propandiol und Pentaerythrit ergeben, vor zugsweise ebenfalls verwendet werden. Weiterhin können niedrig schmelzende Polyester, insbesondere jene, die durch reaktive Extrusion hergestellt werden, vergleiche US-Patent Nr. 5 227 460 , als Tonerharze ausgewählt werden. Andere spezielle Tonerharze können Styrol-Methacrylat-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere, PILIOTES^TM, und Suspensions-polymerisierte Styrolbutadiene ( US-Patent Nr. 4 558 108 ) einschließen.
Bevorzugtere Harzbindemittel zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfassen Polyesterharze, die sowohl lineare Teile als auch vernetzte Teile des in US-Patent Nr. 5 227 460 beschriebenen Typs umfassen.
Der vernetzte Teil des Bindemittels besteht im Wesentlichen aus Mikrogelteilchen mit einem mittleren Volumenteilchendurchmesser von bis zu 0,1 μm (0,1 Mikrometer), vorzugsweise 0,005 μm bis 0,1 μm (0,005 bis 0,1 Mikrometer), wie durch Rasterelektronenmikroskopie und Transmissions-Elektronenmikroskopie bestimmt, wobei die Mikrogelteilchen im Wesentlichen gleichförmig innerhalb der gesamten linearen Teile verteilt sind. Dieses Harz kann durch ein reaktives Schmelz-Vermisch-Verfahren, wie auf dem Fachgebiet bekannt, hergestellt werden. Die stark vernetzten, dichten Mikrogelteilchen, die innerhalb der gesamten linearen Teile verteilt sind, verleihen dem Harz Elastizität, was die Harzoffseteigenschaften verbessert und im Wesentlichen die minimale Harzfixierungstemperatur nicht beeinflusst.
Das Tonerharz ist somit vorzugsweise ein teilweise vernetztes, ungesättigtes Harz, wie ein ungesättigter Polyester, hergestellt durch Vernetzen eines linear ungesättigten Harzes (hierin nachstehend Grundharz genannt), wie linear ungesättigtes Polyesterharz, vorzugsweise mit einem chemischen Starter, in einer Schmelzmischvorrichtung, wie zum Beispiel einem Extruder, bei hoher Temperatur (zum Beispiel oberhalb der Schmelztemperatur des Harzes und vorzugsweise bis zu etwa 150°C oberhalb der Schmelztemperatur), und unter hoher Scherwirkung.
Das Tonerharz hat eine Gewichtsfraktion von dem Mikrogel (Gelgehalt) in dem Harzgemisch in dem Bereich typischerweise von 0,001 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 20 Gewichtsprozent, bevorzugter 1 bis 10 Gewichtsprozent, beson ders bevorzugt 2 bis 9 Gewichtsprozent. Der lineare Teil umfasst das Grundharz, vorzugsweise ungesättigter Polyester, in dem Bereich von 50 bis 99,999 Gewichtsprozent des Tonerharzes und vorzugsweise in dem Bereich von 80 bis 98 Gewichtsprozent des Tonerharzes. Der lineare Teil des Harzes umfasst vorzugsweise reaktives Grundharz mit niedrigem Molekulargewicht, das während der Vernetzungsreaktion nicht vernetzt, vorzugsweise ungesättigtes Polyesterharz.
Die Molekulargewichtsverteilung des Harzes ist somit bimodal, mit verschiedenen Bereichen für die linearen und die vernetzten Teile des Bindemittels. Das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn) von dem linearen Teil, wie durch Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) gemessen, liegt in dem Bereich von zum Beispiel 1 000 bis 20 000 und vorzugsweise 3 000 bis 8 000. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht (Mw) von dem linearen Teil ist in dem Bereich von zum Beispiel 2 000 bis 40 000 und vorzugsweise 5 000 bis 20 000. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht von den Gelteilen ist andererseits im Allgemeinen größer als 1 000 000. Die Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn) von dem linearen Teil liegt in dem Bereich von zum Beispiel 1,5 bis 6 und vorzugsweise 1,8 bis 4. Die beginnende Glasübergangstemperatur (Tg) von dem linearen Teil, wie durch Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC) gemessen, liegt in dem Bereich von zum Beispiel etwa 50°C bis etwa 70°C.
Dieses Bindemittelharz kann einen niedrig schmelzenden Toner mit einer minimalen Fixiertemperatur von 100°C bis 200°C, vorzugsweise 100°C bis 160°C, bevorzugter 110°C bis 140°C, bereitstellen, die den niedrig schmelzenden Toner mit einem breiten Aufschmelzspielraum zum Minimieren oder Verhindern von Offset des Toners auf der Aufschmelzwalze und das Halten von hohen Tonerpulverisierungseffizienzen bereitstellen. Die Tonerharze und somit Toner zeigen minimierten oder im Wesentlichen kein Vinyl- oder Dokumentenoffset.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der vernetzte Teil im Wesentlichen aus Mikrogelteilchen mit hohem Molekulargewicht, mit hochdichtem Vernetzen (wie durch Gelgehalt gemessen), und die im Wesentlichen in beliebigen Lösungsmitteln, wie zum Beispiel Tetrahydrofuran, Toluol und dergleichen, nicht löslich sind. Mikrogelteilchen sind stark vernetz te Polymere mit einem sehr kleinen, falls überhaupt, Vernetzungsabstand. Dieser Typ von vernetztem Polymer kann durch Umsetzen von chemischem Starter mit linear ungesättigtem Polymer und bevorzugter linear ungesättigtem Polyester bei hoher Temperatur und unter hoher Scherwirkung gebildet werden. Die Startermoleküle brechen in Radikale und reagieren mit einer oder mehreren Doppelbindungen oder anderer reaktiver Stelle innerhalb der Polymerkette, unter Bilden eines Polymerradikals. Dieses Polymerradikal reagiert mit anderen Polymerketten oder Polymerradikalen viele Male, unter Bilden eines stark und direkt vernetzten Mikrogels. Dies macht das Mikrogel sehr dicht und dass das Mikrogel in Lösungsmitteln nicht sehr gut quillt. Das dichte Mikrogel verleiht auch dem Harz Elastizität und erhöht seine Heißoffsettemperatur unter Nichtbeeinflussen seiner Minimumfixtemperatur.
In dem Grundharz verwendete linear ungesättigte Polyester sind Kondensationspolymere mit niedrigem Molekulargewicht, die durch schrittweise Reaktionen mit sowohl gesättigten als auch ungesättigten Disäuren (oder Anhydriden) und zweiwertigen Alkoholen (Glycolen oder Diolen) gebildet werden können. Die erhaltenen ungesättigten Polyester sind reaktiv (zum Beispiel vernetzbar) an zwei Fronten: (i) ungesättigte Stellen (Doppelbindungen) und (ii) funktionelle Gruppen, wie Carboxyl-, Hydroxyl- usw. Gruppen, die für Säure-Base-Reaktionen zugänglich sind. Typische ungesättigte Polyestergrundharze, die für diese Erfindung verwendbar sind, werden durch Schmelzpolykondensations- oder andere Polymerisationsverfahren unter Verwendung von Disäuren und/oder Anhydriden und Diolen hergestellt. Geeignete Disäuren und Dianhydride schließen ein, sind jedoch nicht darauf begrenzt, gesättigte Disäuren und/oder Anhydride, wie zum Beispiel Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Hexachlorendomethylentetrahydrophthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Chlorendisäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Tetrabromphthalsäureanhydrid und dergleichen und Gemische davon; und ungesättigte Disäuren und/oder Anhydride, wie zum Beispiel Maleinsäure, Fumarsäure, Chlormaleinsäure, Methacryl säure, Acrylsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Mesaconsäure, Maleinsäureanhydrid und dergleichen und Gemische davon. Geeignete Diole schließen ein, sind jedoch nicht darauf begrenzt, zum Beispiel Propylenglycol, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Neopentylglycol, Dipropylenglycol, Dibromneopentylglycol, propoxyliertes Bisphenol A, 2,2,4-Trimethylpentan-1,3-diol, Tetrabrombisphenoldipropoxyether, 1,4-Butandiol und dergleichen und Gemische davon, die in guten Lösungsmitteln, wie zum Beispiel Tetrahydrofuran, Toluol und dergleichen, löslich sind.
Bevorzugte ungesättigte Polyestergrundharze werden aus Disäuren und/oder Anhydriden hergestellt, wie zum Beispiel Maleinsäureanhydrid, Fumarsäureanhydrid und dergleichen und Gemischen davon und Diolen, wie zum Beispiel propoxyliertem Bisphenol A, Propylenglycol und dergleichen und Gemischen davon. Ein besonders bevorzugter Polyester ist Poly(propoxyliertes Bisphenol-A-Fumarat).
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Tonerbindemittelharz eine Schmelzextrusion von (a) linear propoxyliertem Bisphenol A-Fumaratharz, und (b) dieses Harz, vernetzt durch reaktive Extrusion von diesem linearen Harz, mit dem erhaltenen Extrudat, umfassend ein Harz mit einem Gesamtgelgehalt von etwa 2 bis etwa 9 Gewichtsprozent. Linear propoxyliertes Bisphenol A-Fumaratharz ist zum Beispiel unter dem Handelsnamen SPARII, von Resana S/A Industrias Quimicas, Sao Paulo, Brasilien, oder als Neoxyl P2294 oder P2297 von DSM Polymer, Geleen, Niederlande, erhältlich.
Für geeignete Tonerlagerung und Verhinderung von Vinyl- und Dokumentoffset hat das Polyesterharzblend vorzugsweise einen Tg-Bereich von zum Beispiel 52 bis 64°C. Unter Verwendung von Harz mit nur dem linearen Teil des propoxylierten Bisphenol A-Fumaratharzes wird das benötigte Schmelzrheologieprofil nicht erreicht.
Chemische Starter, wie zum Beispiel organische Peroxide oder Azoverbindungen, sind bevorzugt zur Herstellung der vernetzten Tonerharze der Erfindung. Geeignete organische Peroxide schließen Diacylperoxide, wie zum Beispiel Decanoylperoxid, Lauroyl-Peroxid und Benzoylperoxid, Ketonperoxide, wie zum Beispiel Cyclohexanonperoxid und Methylethylketon, Alkylper oxyester, wie zum Beispiel t-Butylperoxyneodecanoat, 2,5-Dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)hexan, t-Amylperoxy-2-ethylhexanoat, t-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, t-Butylperoxyacetat, t-Amylperoxyacetat, t-Butylperoxybenzoat, t-Amylperoxybenzoat, oo-t-Butyl-o-isopropylmonoperoxycarbonat, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(benzoylperoxy)hexan, oo-t-Butyl-o-(2-ethylhexyl)monoperoxycarbonat und oo-t-Amyl-o-(2-ethylhexyl)monoperoxycarbonat, Alkylperoxide, wie zum Beispiel Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, t-Butylcumylperoxid, Bis(t-butylperoxy)diisopropylbenzol, Di-t-butylperoxid und 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexin-3, Alkylhydroperoxide, wie zum Beispiel 2,5-Dihydroperoxy-2,5-dimethylhexan, Cumolhydroperoxid, t-Butylhydroperoxid und t-Amylhydroperoxid, und Alkylperoxyketale, wie zum Beispiel n-Butyl-4,4-di(t-butylperoxy)valerat, 1,1-Di(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Di(t-butylperoxy)cyclohexan, 1,1-Di(t-amylperoxy)cyclohexan, 2,2-Di(t-butylperoxy)butan, 3,3-Di(t-butylperoxy)buttersäureethylester, 3,3-Di(t-amylperoxy)buttersäureethylester und 1,1-Bis(t-butyl(peroxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, ein. Geeignete Azoverbindungen schließen Azobis-isobutyronitril, 2,2'-Azobis(isobutyronitril), 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobis(methylbutyronitril), 1,1'-Azobis(cyanocyclohexan) und andere ähnliche bekannte Verbindungen ein.
Durch Erlauben der Verwendung niedriger Konzentrationen des chemischen Starters und des Anwendens vor allem davon in der Vernetzungsreaktion, gewöhnlich in dem Bereich von 0,01 bis 10 Gewichtsprozent und vorzugsweise in dem Bereich von 0,1 bis 4 Gewichtsprozent können die restlichen Verunreinigungen, die in der Vernetzungsreaktion in bevorzugten Ausführungsformen erzeugt werden, minimal sein. Da das Vernetzen bei einer hohen Temperatur ausgeführt wird, ist die Reaktion sehr schnell (zum Beispiel weniger als 10 Minuten, vorzugsweise 2 Sekunden bis 5 Minuten) und somit verbleibt wenig oder kein nicht umgesetzter Starter in dem Produkt.
Die niedrig schmelzenden Toner und Tonerharze können durch ein reaktives Schmelzmischverfahren hergestellt werden, worin reaktive Harze teilweise vernetzt sind. Zum Beispiel können niedrig schmelzende Toner durch ein reaktives Schmelzmischverfahren hergestellt werden, umfassend die Schritte von: (1) Schmelzen von reaktivem Grundharz, wodurch eine Polymerschmelze in einer Schmelzmischvorrichtung gebildet wird; (2) Starten des Vernetzens der Polymerschmelze, vorzugsweise mit einem chemisch vernetzenden Starter und Erhöhen der Reaktionstemperatur; (3) Halten der Polymerschmelze in der Schmelzmischvorrichtung für eine ausreichende Verweilzeit, sodass Teilvernetzen des Grundharzes erreicht werden kann; (4) Bereitstellen von ausreichend hoher Scherwirkung während der Vernetzungsreaktion, um die gebildeten und während der Scherwirkung zusammengebrochenen Gelteilchen zu halten und Vermischen und gut in der Polymerschmelze Verteilen; (5) gegebenenfalls die Polymerschmelze von flüchtigen Stoffen befreien, um beliebige abströmende flüchtige Stoffe zu entfernen; und (6) gegebenenfalls Zusetzen von weiterem linearem Grundharz nach dem Vernetzen, um den gewünschten Anteil an Gelgehalt in dem Endharz zu erreichen. Das reaktive Schmelzmischverfahren bei hoher Temperatur erlaubt sehr schnelles Vernetzen, das die Herstellung von im Wesentlichen nur Mikrogelteilchen ermöglicht, und die hohe Scherwirkung des Verfahrens verhindert unnötiges Wachstum von Mikrogelen, und den Mikrogelteilchen ermöglicht, in dem Harz gleichförmig verteilt zu werden.
Ein reaktives Schmelzmischverfahren ist ein Verfahren, worin chemische Reaktionen in dem Polymer in der Schmelzphase in einer Schmelzmischvorrichtung, wie einem Extruder, ausgeführt werden können. Beim Herstellen der Tonerharze werden diese Reaktionen verwendet, um chemische Struktur und das Molekulargewicht und somit die Schmelzrheologie und Anschmelzeigenschaften des Polymers zu modifizieren. Das reaktive Schmelzvermischen ist besonders wirksam für hochviskose Materialien und ist vorteilhaft, weil es keine Lösungsmittel erfordert und somit leicht umweltmäßig kontrolliert wird. Sobald die Menge an erwünschtem Vernetzen erreicht ist, können die Reaktionsprodukte von der Reaktionskammer schnell entfernt werden.
Die Harze liegen im Allgemeinen in dem erfindungsgemäßen Toner in einer Menge von 40 bis 98 Gewichtsprozent und bevorzugter 70 bis 98 Gewichtsprozent vor, obwohl sie in größeren oder geringeren Mengen vorliegen können, vorausgesetzt, dass die Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden.
Die Tonerharze können anschließend schmelzvermischt oder andersartig mit einem Färbemittel, Ladungsträgeradditiven, Tensiden, Emulgatoren, Pigmentdispersantien, Fließadditiven, Embrittlingmitteln und dergleichen vermischt werden. Das erhaltene Produkt kann dann durch bekannte Verfahren, wie Vermahlen, unter Bildung von Tonerteilchen pulverisiert werden. Falls erwünscht, können Wachse mit einem Molekulargewicht von 1 000 bis 7 000, wie Polyethylen-, Polypropylen- und Paraffinwachse, eingeschlossen sein in oder auf den Tonerzusammensetzungen als Schmelztrennmittel vorliegen.
Verschiedene geeignete Färbemittel beliebiger Farbe können ohne Begrenzung in den erfindungsgemäßen Tonern angewendet werden, einschließlich geeignet gefärbte Pigmente, Farbstoffe und Gemische davon, einschließlich Carbon Black, wie Regal 330 Carbon Black (Cabot), Acetylene Black, Lamp Black, Aniline Black, Chrome Yellow, Zinc Yellow, Sicofast Yellow, Sunbrite Yellow, Luna Yellow, Novaperm Yellow, Chrome Orange, Bayplast Orange, Cadmium Red, Lithol Scarlet, Hostaperm Red, Fanal Pink, Hostaperm Pink, Lithol Red, Rhodamine Lake B, Brilliant Carmine, Heliogen Blue, Hostaperm Blue, Neopan Blue, PV Fast Blue, Cinquassi Green, Hostaperm Green, Titandioxid, Kobalt, Nickel, Eisenpulver, Sicopur 4068 FF, und Eisenoxide, wie Mapico Black (Columbia), NP608 und NP604 (Northern Pigment), Bayferrox 8610 (Bayer), MO8699 (Mobay), TMB-100 (Magnox), Gemische davon und dergleichen.
Das Färbemittel, vorzugsweise schwarzes, cyanblaues, Magenta- und/oder gelbes Färbemittel, wird in einer Menge eingearbeitet, die ausreichend ist, dem Toner die gewünschte Farbe zu verleihen. Im Allgemeinen wird Pigment oder Farbstoff in einer Menge im Bereich von 2 bis 60 Gewichtsprozent und vorzugsweise 2 bis 9 Gewichtsprozent für Farbtoner und 3 bis 60 Gewichtsprozent für schwarze Toner angewendet.
Für den erfindungsgemäßen schwarzen Toner muss der schwarze Toner ein geeignetes schwarzes Pigment enthalten, um eine Helligkeit (oder L*), nicht größer als 17, bei dem arbeitenden TMA bereitzustellen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird Ruß bei einer Beladung von 5 Gewichtsprozent verwendet. Ruß ist bevorzugt.
Für den erfindungsgemäßen cyanblauen Toner sollte der Toner einen geeigneten Cyanblaupigmenttyp und geeignete Beladung enthalten, um eine breite Farbskala zu ermöglichen, wie in lithographischen Vierfarbenpressen bzw. Vierfarbenflachdruckpressen der Handelsmarke erreicht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Pigment von 30 % PV Fast Blue (Pigment Blue 15 : 3) von SUN, dispergiert in 70 %igem linear propoxyliertem Bisphenol-A-Fumarat umfasst und wird in den Toner in einer Menge von 11 Gewichtsprozent (entsprechend 3,3 Gewichtsprozent Pigmentbeladung) geladen.
Für den erfindungsgemäßen gelben Toner sollte der Toner einen geeigneten Gelbpigmenttyp enthalten und geeignete Beladung, um eine breite Farbskala zu ermöglichen, wie sie in lithographischen Vierfarbenpressen der Handelsmarke erreicht wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Pigment von 30 % Sunbrite Yellow (Pigment Yellow 17) von SUN, dispergiert in 70 %igem linear propoxyliertem Bisphenol-A-Fumarat, umfasst und wird in den Toner in einer Menge von 27 Gewichtsprozent (entsprechend etwa 8 Gewichtsprozent Pigmentbeladung) geladen.
Für den erfindungsgemäßen Magentatoner sollte der Toner einen geeigneten Magentapigmenttyp enthalten und Beladung, sodass eine breite Farbskala ermöglicht wird, wie es in lithographischen Vierfarbenpressen der Handelsmarke erreicht wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Pigment von 40 % Fanal Pink (Pigment Red 81 : 2) von BASF, dispergiert in 60 %igem linear propoxyliertem Bisphenol-A-Fumarat, umfasst und wird in den Toner in einer Menge von etwa 12 Gewichtsprozent (entsprechend 4,7 Gewichtsprozent Pigmentbeladung) geladen.
Beliebige geeignete Oberflächenadditive können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Besonders bevorzugt in der vorliegenden Erfindung sind eines oder mehrere von SiO₂, Metalloxide, wie zum Beispiel TiO₂ und Aluminiumoxid, und ein gleitendes Mittel, wie zum Beispiel ein Metallsalz von einer Fettsäure (zum Beispiel Zinkstearat (ZnSt), Calciumstearat), oder langkettige Alkohole, wie Unilin 700, als äußere Oberflächenadditive. Im Allgemeinen wird Kieselgel auf die Toneroberfläche zum Tonerfluss, zur Triboverstärkung, Anmischkontrolle, verbesserten Entwicklung und Übertragungsstabilität und höhere Tonerblockierungstemperatur angewendet. TiO₂ wird zur verbesserten relativen Feuchtigkeits-(RH)-Stabilität, Tribokontrolle und verbesserten Entwicklung und Übertragungsstabilität angewendet.
Das SiO₂ und TiO₂ sollten vorzugsweise eine primäre Teilchengröße größer als ungefähr 30 Nanometer, vorzugsweise von mindestens 40 nm, mit der primären Teilchengröße, gemessen durch zum Beispiel Transmissions-Elektronen-Mikroskopie (TEM), oder berechnet (unter Annahme kugelförmiger Teilchen) von einer Messung der Gasabsorption, oder BET, Oberfläche aufweisen. Von TiO₂ wird gefunden, dass es besonders hilfreich beim Halten der Entwicklung und Übertragung über einen breiten Bereich von Flächenbedeckung und Auftragslauflänge ist. Das SiO₂ und TiO₂ werden vorzugsweise auf die Toneroberfläche mit einer Gesamtbedeckung des Toners im Bereich von zum Beispiel 140 bis 200 % theoretischer Oberflächenbedeckung (SAC) aufgetragen, worin der theoretische SAC (hierin nachstehend als SAC bezeichnet), unter der Annahme, dass alle Tonerteilchen kugelförmig sind und einen Durchmesser gleich dem volumenmittleren Durchmesser des Toners aufweisen, wie in dem Standard-Coulter-Counter-Verfahren gemessen, berechnet, und dass die Additivteilchen als primäre Teilchen auf der Toneroberfläche in einer hexagonal geschlossenen, gepackten Struktur verteilt sind. Ein weiteres Maß bezüglich der Menge und Größe der Additive ist die Summe von der „SAC × Größe" (Oberflächenbedeckung mal die primäre Teilchengröße des Additivs in Nanometer) für jedes der Siliziumdioxid- und Titandioxidteilchen oder dergleichen, für die alle von den Additiven vorzugsweise eine Summe SAC × Größe im Bereich zwischen zum Beispiel 4500 bis 7200 aufweisen sollten. Das Verhältnis von Siliziumdioxid- zu Titandioxidteilchen ist im Allgemeinen zwischen 50 % Siliziumdioxid/50 % Titandioxid und 85 % Siliziumdioxid/15 % Titandioxid (auf einer Gewichtsprozentgrundlage), obwohl das Verhältnis größer oder kleiner als diese Werte sein kann, vorausgesetzt, dass die Aufgaben der Erfindung gelöst werden. Toner mit weniger SAC × Größe könnten potentiell hinreichend anfängliche Entwicklung und Übertragung in HSD-Systemen bereitstellen, können jedoch keine stabile Entwicklung und Übertragung während längerer Läufe von Niederflächenbedeckung (niederer Tonerdurchsatz) zeigen.
Die besonders bevorzugten SiO₂ und TiO₂ wurden mit Verbindungen, einschließlich DTMS (Dodecyltrimethoxysilan) oder HMDS (Hexamethyldisilazan), oberflächenbehandelt. Beispiele für diese Additive sind: NA50HS Siliziumdioxid, erhalten von Degussa/Nippon Aerosil Corporation, beschichtet mit einem Gemisch von HMDS und Aminopropyltriethoxysilan; DTMS Silica, erhalten von Cabot Corporation, umfassend ein pyrogenes Siliziumdioxid, zum Beispiel Siliziumdioxidkern L90, beschichtet mit DTMS; H2050EP, erhalten von Wacker Chemie, beschichtet mit einem Amino-funktionalisierten Organopolysiloxan; und SMT5103, erhalten von Tayca Corporation, umfassend einen kristallinen Titandioxidkern MT500B, beschichtet mit DTMS.
Zinkstearat wird vorzugsweise auch als ein äußeres Additiv für die Toner der Erfindung verwendet, wobei Zinkstearat gleitende Eigenschaften bereitstellt. Zinkstearat stellt Entwicklerleitfähigkeit und Triboverstärkung bereit, beides aufgrund seiner gleitenden Beschaffenheit. Zusätzlich ermöglicht Zinkstearat höhere Tonerladung und Ladungsstabilität durch Erhöhen der Anzahl an Kontakten zwischen Toner und Trägerteilchen. Calciumstearat und Magnesiumstearat stellen ähnliche Funktionen bereit. Besonders bevorzugt ist ein kommerziell erhältliches Zinkstearat, bekannt als Zinkstearat L, erhalten von Ferro Corporation, das einen mittleren Teilchendurchmesser von 9 μm (9 Mikrometer), wie in einem Coulter-Counter gemessen, aufweist.
Besonders bevorzugt enthalten die Toner zum Beispiel 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Titanoxid, 0,1 bis 8 Gewichtsprozent Siliziumdioxid und 0,1 bis 4 Gewichtsprozent Zinkstearat.
Die vorstehend erörterten Additive sind ausgewählt, um überlegene Tonerfließeigenschaften sowie höhere Tonerladung und Ladungsstabilität zu ermöglichen. Die Oberflächenbehandlungen auf dem SiO₂ und TiO₂ sowie die relativen Mengen der zwei Additive können manipuliert werden, um einen Bereich von Tonerladung bereitzustellen.
Zum weiteren Verstärken der positiven Ladungseigenschaften der hierin beschriebenen Entwicklerzusammensetzungen und als wahlweise Komponenten können in den Toner oder auf seine Oberfläche Ladungs-verstärkende Additive, einschließlich Alkylpyridiniumhalogenide, Literaturstelle US-Patent Nr. 4 298 672 ; organische Sulfat- oder Sulfonatzusammensetzungen, Literaturstelle US-Patent Nr. 4 338 390 ; Distearyldimethylammoniumsulfat; Bisulfate und dergleichen, und andere ähnliche, bekannte Ladung verstärkende Additive, eingearbeitet werden. Auch negative Ladungs-verstärkende Additive können ebenfalls ausgewählt werden, wie Aluminiumkomplexe, wie BONTRON E-88, und dergleichen. Diese Additive können in den Toner in einer Menge von 0,1 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent und vorzugsweise 1 bis 3 Gewichtsprozent eingearbeitet sein.
Die erfindungsgemäße Tonerzusammensetzung kann durch eine Anzahl von bekannten Verfahren, einschließlich Schmelzvermischen der Tonerharzteilchen, und Pigmentteilchen oder Färbemittel, gefolgt von mechanischem Abrieb, hergestellt werden. Andere Verfahren schließen jene, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, wie Sprühtrocknen, Schmelzdispersion, Dispersionspolymerisation, Suspensionspolymerisation und Extrusion, ein.
Der Toner wird vorzugsweise durch zuerst Vermischen des Bindemittels, vorzugsweise umfassend sowohl das lineare Harz als auch das wie vorstehend erörterte vernetzte Harz, und das Färbemittel zusammen in einer Mischvorrichtung, vorzugsweise Extruder, und dann Extrudieren des Gemisches hergestellt. Das extrudierte Gemisch wird dann vorzugsweise in einer Zerkleinerungsvorrichtung zusammen mit 0,3 bis 0,5 Gewichtsprozent der Gesamtmenge an als einem äußeren Additiv zu verwendenden Siliziumdioxid mikronisiert. Der Toner wird dann klassiert, um einen Toner mit der gewünschten volumenmittleren Teilchengröße und, wie vorstehend erörtert, Prozent an Feinstoffen zu bilden. Man sollte bei dem Verfahren Vorsicht walten lassen, um die groben Teilchen, Körner und großen Teilchen zu begrenzen. Anschließendes Tonervermischen von den verbleibenden äußeren Additiven wird vorzugsweise unter Verwendung eines Vermischers oder Blenders, zum Beispiel eines Henschel-Mischers, gefolgt von Sieben, ausgeführt, um das fertige Tonerprodukt zu erhalten.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren vorsichtig gesteuert und verfolgt, um konsistent To ner mit den vorstehend erörterten notwendigen Eigenschaften zu erreichen. Zuerst werden die Bestandteile in den Extruder in einem geschlossenen Schleifensystem aus Trichtern, enthaltend entsprechend das lineare Harz, das vernetzte Harz, das vordispergierte Pigment (d.h. das Pigment, dispergiert in einem Teil des Bindemittels, wie linear propoxyliertes Bisphenol A-Fumarat, und ist wie vorstehend erörtert) und die wiedergewonnenen Tonerfeinstoffe, gegeben.
Die wiedergewonnenen Tonerfeinstoffe sind jene Tonerteilchen, die von vorher hergestelltem Toner während des Siebens als zu klein entfernt wurden. Wenn dies ein großer Prozentsatz an Material sein darf, ist es besonders bevorzugt, dieses Material in das Verfahren als zurückgewonnene Tonerfeinstoffe zurückzuführen. Dieses Material enthält somit bereits die Harze und das Färbemittel sowie beliebige Additive, die in den Toner bei der Extrusion, dem Zerkleinern oder den Klassierungsverfahren eingeführt werden. Es kann etwas von etwa 5 bis etwa 50 Gewichtsprozent des gesamten in den Extruder gegebenen Materials sein.
Wenn der Extruder durch die Düse gelangt, wird er mit einer oder mehreren Beobachtungsvorrichtungen beobachtet, die Rücksendesignale bereitstellen können, um die Mengen der einzelnen, in den Extruder zugegebenen Materialien zu steuern, um die Zusammensetzung vorsichtig zu steuern und Eigenschaften des Toners zu steuern, und somit Sichern, dass ein konsistentes Produkt erhalten wird. Dies ist in der vorliegenden Erfindung sehr wesentlich, wenn enge Toner-funktionelle Eigenschaften, wie vorstehend erörtert, erforderlich sind.
Besonders bevorzugt wird das Extrudat durch sowohl ein Online-Rheometer, als auch ein Spektrophotometer im nahen IR als den Verfolgungsvorrichtungen verfolgt. Das Online-Rheometer bewertet die Schmelzrheologie des Produktextrudats und liefert ein Rücksendesignal zur Kontrolle der Menge an dosiertem, linearem und vernetztem Harz. Zum Beispiel, wenn die Schmelzrheologie zu hoch ist, weist das Signal an, dass die Menge an zugesetztem linearem Harz bezüglich des vernetzten Harzes erhöht sein sollte. Dieses Verfolgen liefert die Kontrolle der Tonerschmelzrheologie, eine der Eigenschaften, die für die Leistung der, wie vorstehend erörterten, zu maximierenden HSD-Vorrichtung erfüllt sein müssen.
Das NIR-Spektrophotometer, das im Transmissionsmodus verwendet wird, kann zwischen den Farben sowie als Monitor Färbemittelkonzentration unterscheiden. Das Spektrophotometer kann verwendet werden, um ein Signal zu erzeugen, um in geeigneter Weise die Menge an in dem Extruder zugesetztem Färbemittel einzustellen. Dieses Verfolgen liefert Kontrolle über die Menge an Pigmentierung und ermöglicht dadurch die Funktionalität von Tonerchroma und kann auch die Farbvernetzungsverunreinigung identifizieren. Durch dieses Verfolgen kann jedes Produkt, das außerhalb der Spezifikation liegt, an dem Verfolgungspunkt abgefangen und aus der Leitung gespült werden, während ein Produkt innerhalb der Spezifikation stromabwärts zu der Vermahlungs- und Klassifizierungsausrüstung fortgesetzt werden kann.
Beim Vermahlen erleichtert der Zusatz eines Teils der Gesamtmenge an zugesetztem Siliziumdioxid die Vermahl- und Klassifizierungsvorgänge. Insbesondere senkt die Einspritzung in die Zerkleinerungsvorrichtung von zwischen 0,1 und 1,0 % an Siliziumdioxid- oder Metalloxidfließhilfe den Anteil an Variabilität in dem Ausstoß des Vermahlungsvorgangs, wodurch bessere Kontrolle des Vermahlverfahrens möglich wird, und dasselbe bei einem optimierten Anteil arbeiten kann. Zusätzlich verstärkt dieses Verfahren die Ausstoßgeschwindigkeit des Toners zwischen 10 und 20 Prozent. Wenn der Toner auf diese Weise vermahlen ist, wird er eingeteilt, um den feinen Teil der Tonerteilchen zu entfernen, die Klassifizierungsausbeute und Durchsatzgeschwindigkeit werden verbessert, was bei der Kontrolle der Kosten während des Klassifizierungsschritts hilft, wo sehr enge Kontrolle über die Teilchengröße und -verteilung für den Toner gehalten werden muss, um die vorstehend erörterten Eigenschaften zu erzielen.
Klassifiziertes Tonerprodukt wird dann mit den äußeren Oberflächenadditiven in einer Weise vermischt, um gleichmäßige Verteilung und enge Bindung der Oberflächenadditive, zum Beispiel unter Verwendung eines Hochintensitätsmischers, zu ermöglichen. Der erreichte vermischte Toner hat den geeigneten Anteil und Stabilität von Tonerstrom und triboelektrischen Eigenschaften.
Die erhaltenen Tonerteilchen können dann zu einer Entwicklerzusammensetzung formuliert werden. Vorzugsweise werden die Tonerteilchen mit Trägerteilchen vermischt, um eine Zwei-Komponenten-Entwicklerzusammensetzung zu erreichen.
Um die vorstehend erörterten Druckqualitätseigenschaften zu erfüllen, müssen Entwicklermaterialien in einer konsistenten, vorhersehbaren Weise mit den gleichen wie die vorstehend erwähnten Tonermaterialien betrieben werden. Diese signifikantesten Entwicklermaterialparameter, die den Tonern, insbesondere in der Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssystematmosphäre, das Arbeiten ermöglichen, sind Entwicklerladung, Entwicklerleitfähigkeit, Entwicklertonerkonzentration, Massefluss und Schüttdichte des Entwicklers, Trägergrößenverteilung, magnetische Trägereigenschaften und Chromaverschiebung.
Nachstehend angeführt sind die Entwicklermaterialparameter und die Druckqualitätseigenschaften, die die Parameter beeinflussen. Bevorzugte Werte für die verschiedenen Eigenschaften sind auch beschrieben.
G. Entwicklerladung
Die Entwicklerladung korreliert mit der Entwicklungs- und Übertragungs-(einschließlich Übertragungswirksamkeits- und Gleichförmigkeits)-Leistung, auf dieselbe Art wie die Tonerladung von dem Toner (Eigenschaft F), wie vorstehend erörtert.
Dafür ist es wiederum erwünscht, Toner und Entwicklermaterialien aufzubauen, die ein mittleres Tonerbeladungsniveau aufweisen, das Fehlverhalten für sowohl zu hohe als auch zu niedrige Tonerladung vermeidet. Dies wird Entwicklung von Feststoffen, Halbtönen, feinen Linien und Text bewahren, sowie Hintergrund- und Bildverunreinigung vorbeugen. Die Verteilung von Entwickler- und Tonerladungsniveau muss ausreichend eng sein, sodass sich der Nachlauf der Verteilung nicht negativ auf die Bildqualität auswirkt (d.h. die niedrige Ladungspopulation ist nicht ausreichend groß, um die Bildqualität, von der bekannt ist, dass sie bezüglich des niedrigen Tonerladungsniveaus beiträgt, abzubauen). Entwickler- und Tonerladungsniveau und Verteilung müssen über den vollen Bereich von Anwenderverlaufsmodi (Auftragslauflänge und Wechselstrom) gehalten werden.
Wie im Fall von Tonerladung (Abschnitt F) wird die Ladung eines Toners in dem Entwickler, bezüglich entweder der Ladung zu Teilchenmasse, Q/M, in μC/g, oder dem Ladungs/Teilchendurchmesser, Q/D, in fC/μm, nach triboelektrischem Kontakt des Toners mit den Trägerteilchen beschrieben. Die Messung von Q/M wird durch die gut bekannte Faraday'sche-Käfig-Technik ausgeführt. Die Messung des mittleren Q/D der Tonerteilchen sowie die vollständige Verteilung von Q/D Werten kann mit Hilfe einer Ladungsspektrographapparatur, die auf dem Fachgebiet gut bekannt ist, ausgeführt werden. Um die vorstehend erörterte Druckqualität zu erreichen, wenn in einer HSD-Entwicklerapparatur der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet, muss der Q/D von den Tonerteilchen in dem Entwickler einen mittleren Wert von zum Beispiel –0,1 bis –1,0 fC/μm, vorzugsweise etwa –0,5 bis –1,0 fC/μm, aufweisen. Diese Ladung muss durch das Entwicklungsverfahren stabil bleiben, um die Konsistenz in der Reichhaltigkeit der unter Verwendung des Toners erhaltenen Bilder zu sichern. Somit sollte die Tonerladung eine Ladung in dem mittleren Q/D-Wert von maximal zum Beispiel 0 bis 0,25 fC/μm zeigen. Die Ladungsverteilung des Toners in dem Entwickler, wie durch einen Ladungsspektrographen gemessen, sollte eng sein, d.h. eine Peakbreite von weniger als 0,5 fC/μm, vorzugsweise weniger als 0,3 fC/μm, besitzen, und unimodal, d.h. besitzt nur einen einzigen Peak in der Frequenzverteilung, was das Vorliegen von keiner oder sehr wenig niedriger Tonerladung (zu wenig Ladung für eine ausreichend starke Coulomb'sche Anziehung) und Wrong-Sign-Toner anzeigt. Toner mit niedriger Ladung sollte zum Beispiel nicht mehr als 15 % der Gesamtanzahl an Tonerteilchen, vorzugsweise nicht mehr als 6 % des Gesamttoners, bevorzugter nicht mehr als 2 % umfassen, während Wrong-Sign-Toner nicht mehr als zum Beispiel 5 % der Gesamtanzahl an Tonerteilchen, vorzugsweise nicht mehr als 3 % des Gesamttoners, bevorzugter nicht mehr als 1 %, umfassen sollte. Unter Verwendung der komplementären gut bekannten Faraday'schen Käfig-Messung muss der Toner in dem Entwickler auch vorzugsweise einen triboelektrischen Wert von zum Beispiel –25 bis –70 μC/g, bevorzugter –35 bis –60 μC/g, zeigen. Die Tribo muss stabil sein, unter Variieren von maximal zum Beispiel 0 bis 15 μC/g, vorzugsweise nicht mehr als 0 bis 8 μC/g, während Entwicklung mit dem Toner zum Beispiel während der Entwicklung in einem HSD-System.
Der Trägerkern und die Beschichtung sowie die vorstehend erörterten Toneradditive sind alle ausgewählt, um hohe Entwicklerladung und Lagerungsstabilität zu ermöglichen. Die Verarbeitungsbedingungen des Trägers sowie die Anteile an ausgewählten Toneradditiven können manipuliert werden, um das Entwicklerladungsniveau zu beeinflussen.
H. Entwicklerleitfähigkeit
Ein Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssystem verwendet eine Magnetbürste von einem herkömmlichen Zwei-Komponenten-System, in Verbindung mit einer Donorwalze, die in typischen Ein-Komponenten-Systemen verwendet wird, um Toner von der Magnetbürste zu der Photorezeptoroberfläche zu übertragen. Im Ergebnis muss die Donorwalze vollständig mit Toner in gerade einer Umdrehung erneut beladen sein. Die Unfähigkeit zum erneuten Wiederbeladen der Donorwalze in einer Umdrehung wird einen Druckqualitätsdefekt, genannt reload, ergeben. Dieser Defekt wird auf Drucken als Vollflächen gesehen, die mit ansteigenden Umdrehungen der Donorwalze heller werden, oder alternativ, wenn die Struktur von einem Bild von einer Umdrehung der Donorwalze in dem mit der Donorwalze auf ihrer nächsten Umdrehung gedruckten Bild sichtbar ist, ein Phänomen, bekannt als ghosting auf dem Fachgebiet bezüglich xerographischer Ein-Komponenten-Entwicklung. Stark leitfähige Entwickler unterstützen die Verminderung dieses Defekts. Die leitfähigeren Entwickler erlauben die maximale Übertragung von Toner von der Magnetbürste zu der Donorwalze. Deshalb ist es erwünscht, Entwicklermaterialien auszuwählen, die, falls kombiniert, leitfähig genug sind, um die Donorwalze in einer einzigen Umdrehung erneut zu beladen.
Die Leitfähigkeit des Entwicklers wird primär durch die Trägerleitfähigkeit getrieben. Um einen möglichst leitfähigen Träger zu erreichen, werden elektrisch leitfähige Trägerkerne, zum Beispiel zerstäubte Stahlkerne, mit Teilbeschichtungen von elektrisch isolierenden Polymeren zum Erlauben eines Anteils von freigelegtem Trägerkern verwendet. Eine alternative Technologie zur Anwendung von leitfähigen Polymeren, um den Trägerkern zu beschichten, ist auch möglich. Zusätzlich stellen unregelmäßig geformte Trägerkerne Vertiefungen bereit, in die die Polymerbeschichtung fließen kann, unter Hinterlassen von freiliegender Unebenheit für leitfähigere Entwickler. Unregelmäßig geformte Trägerkerne wirken auch, um den Tonerteilchen zu erlauben, die Oberfläche des Trägerkerns in den Tälern zu kontaktieren, um Ladung für den Toner bereitzustellen, ohne Wechselwirkung mit dem Kontakt zwischen den unbeschichteten Trägerunebenheiten, die die gesamte Entwicklerleitfähigkeit liefern. Die Zugabe von Zinkstearat zu der Toneradditivpackung unterstützt auch beim Gleiten von dem Träger und Toner, unter Erhöhen der Anzahl von Kontakten zwischen Träger und Tonerteilchen.
Vorzugsweise liegt die Entwicklerleitfähigkeit zum Beispiel im Bereich von zwischen 10^–11 und 10^–14 (Ohm/cm^–1), bei einer Tonerkonzentration zwischen 3,5 und 5,5 Gewichtsprozent, wie zum Beispiel über eine Magnetbürste von 0,1 inch bei einer angelegten Spannung von 30 Volt gemessen. Bei einer Tonerkonzentration zwischen 0 und 0,5 Prozent, d.h. der reine Träger oder Träger, der nur eine kleine Menge von restlichem Toner auf der Oberfläche aufweist, hat der Träger eine Leitfähigkeit von zwischen 10^–8 und 10^–12 (Ohm/cm)^–1, wie unter den gleichen Bedingungen gemessen.
I. Entwickler-Toner-Konzentration
Das Erfordernis von dem Tonerkonzentrationsanteil wird durch die Erfordernisse des Maschinensetups bestimmt. Es ist deshalb kritisch, in der Lage zu sein, einen Entwickler zu vermischen, der die erforderliche Tonerkonzentration erfüllen wird und die Konzentration an Toner zu dem gewünschten Anteil steuert.
Vorzugsweise liegt die Tonerkonzentration in Bereichen von zum Beispiel 1 bis 6 %, bevorzugter 3,5 bis 5,5 Gewichtsprozent, des Gesamtgewichts von dem Entwickler.
J. Chroms Verschiebung
Die Toner müssen die geeigneten Farbeigenschaften aufweisen, um eine breite Farbskala zu ermöglichen. Die Auswahl von Färbemitteln ermöglicht die Beibehaltung eines höheren Prozentsatzes an Standard Pantone^® Farben, der typischerweise aus Vier-Farben-Xerographie erhältlich ist. Für jeden Toner muss die Chroma (C*) maximiert werden, und es ist sehr wichtig, die Farbe genau bezüglich der geforderten Farbe beizubehalten. Materialien in dem Entwicklergehäuse können veranlassen, dass sich die Farbe des Toners, als eine Funktion des Entwickleralters, der Druckflächenbedeckung oder anderer Maschinenarbeitsbedingungen, verschiebt, was über den Unterschied zwischen der Zielfarbe und der tatsächlichen Farbe gemessen wird, speziell als ΔE_CMC (worin CMC für das Color Measurement Committee of the Society of Dyers and Colorists steht), was die Farbveränderung in dem dreidimensionalen L*, a*, b* CIELAB-Raum, definiert in Abschnitt D, berechnet. Der Träger kann zu der Variation in Farbe oder Chromaverschiebung beitragen, kann jedoch nur eine Verschiebung von etwa ±1/3 ΔE_CMC-Einheiten verursachen. Deshalb ist es kritisch, die Trägerkerne und Trägerkernbeschichtungen auszuwählen, die nicht zu der Chromaverschiebung des Toners als eine Funktion des Zustands von dem Entwickler beitragen.
Trägerkern und Beschichtungspolymere müssen derart ausgewählt sein, dass sie hell gefärbt oder farblos sind, und gegenüber dem in dem Entwicklergehäuse erfahrenen Verschleiß mechanisch robust sind. Dies wird eine Veränderung in der ΔE_CMC-Leistung verhindern, sollte die Trägerbeschichtung abgerieben werden. Das Beschichtungspolymer und der Kern sollten auch zu dem mechanischen Verschleiß robust sein, der in dem Entwicklergehäuse erfahren wird. Robustheit des Beschichtungspolymers würde die Anwendung von dunkler gefärbten Additiven, die in der Trägerbeschichtung, ohne die Gefahr von Chromaverschiebung, anzuwenden sind, erlauben.
Vorzugsweise zeigt der ΔE_CMC gegenüber allen Maschinen- und Entwicklerlaufbedingungen in allen Verbraucherumgebungen unter Verwendung des Entwicklers und Toners der Erfindung Bereiche von maximal zum Beispiel 0 bis 0,60, bevorzugter bei maximal zum Beispiel 0 bis 0,30.
K. Trägergrößenverteilung
Unter der Voraussetzung der vorstehend erörterten geringen Tonergröße, ist es erwünscht, sich auch zu einer kleineren Tonergröße zu bewegen, um ein Verhältnis von Trägervolumen mittleren Durchmessers zu Tonervolumen mittleren Durchmessers von etwa 10 : 1 zu halten, wobei der mittlere Tonervolumendurchmesser, wie durch die gut bekannte Coulter-Counter-Technik bestimmt ist, und der mittlere Trägervolumendurchmesser, wie durch gut bekannte Laserbeugungstechniken bestimmt ist. Dieses Verhältnis ermöglicht ein TC₀ in der Größenordnung von 1. Dieses TC₀ von 1 führt zu einer größeren Triboempfindlichkeit der Tonerkonzentration. Dies erlaubt deshalb dem Maschinenkontrollsystem, die Tonerkonzentration als einen Einstellvorsprung für Tribo in dem Gehäuse anzuwenden. Es ist auch wichtig, einen niedrigen Anteil von Feinstoffen in dem Träger zu halten, um Bead-carry-out aus den Drucken zu verhindern, was im Allgemeinen zu einem Druckqualitätsdefekt, bekannt als Debris-centered Löschungen (DCDs) führt. Deshalb ist es erwünscht, die Trägerteilchengröße und die Grenze der Menge an feinen Trägerteilchen zu steuern.
Gegeben sei die vorstehend erörterte kleine Tonergröße, wobei es erwünscht ist, sich auch zu einer kleineren Größe der Trägergröße zu bewegen, um ein Verhältnis von Trägervolumen mittleren Durchmessers zu Tonervolumen mittleren Durchmessers von etwa 10 : 1 zu halten. Die Trägerteilchen sollten somit eine mittlere Teilchengröße (Durchmesser) von zum Beispiel 65 bis 90 μm (65 bis 90 Mikrometer), vorzugsweise von 70 bis 84 μm (70 bis 84 Mikrometer), aufweisen. Die feine Seite der Trägerverteilung wird gut mit nur 2,0 Gewichtsprozent Verteilung mit einer Größe weniger als 38 μm (38 Mikrometer) gesteuert.
Zusätzlich sollte der Entwickler konsistente und stabile Entwicklungsfähigkeit zeigen, zum Beispiel eine stabil entwickelte Tonermasse pro Einheitsfläche (DMA) auf dem Photorezeptor, mit einem Ziel in dem Bereich zwischen 0,4 und 1,0 mg/cm², wie direkt durch Entfernung von Toner in gegebener Fläche von dem Photorezeptor und anschließendem Wiegen gemessen, oder wie direkt geeichte Reflexionsmessung aus dem Photorezeptor bestimmt, bei Arbeitsspannungen von der Entwicklervorrichtung (zum Beispiel bei einer Drahtspannung von 200 V in einer HSD-Entwicklungsvorrichtung), und einer Variation von dem DMA vom Zielwert von maximal 0,4 mg/cm², besonders bevorzugt von maximal 0,2 mg/cm². Der Entwickler muss auch hohe Übertragungswirksamkeit auf das Bildempfangssubstrat bei sehr niedrigem Resttoner, der auf der Photorezeptoroberfläche nach Übertragung belassen wurde, zeigen.
Die Druckqualitätserfordernisse für das HSD-Produkt übertragen in den Entwickler funktionelle Eigenschaften, wie vorstehend erörtert. Durch diese Erfindung wird die Funktionalität zu Tonern und Entwickler aufgebaut, mit dem Ziel des Erfüllens der vielen Druckqualitätserfordernisse. Geeignete und bevorzugte Materialien zur Verwendung als Träger, die beim Herstellen von Entwicklern, welche die vorstehend erörterten Toner der Erfindung enthalten, verwendet werden, welche die vorstehend erwähnten Eigenschaften besitzen, werden nun erörtert.
Die erläuternden Beispiele der Trägerteilchen, die zum Vermischen mit der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Tonerzusammensetzung ausgewählt sein können, schließen Teilchen ein, die zu triboelektrischem Gewinnen einer Ladung entgegen gesetzter Polarität zu jener der Tonerteilchen in der Lage sind. Erläuternde Beispiele für geeignete Trägerteilchen schließen granuläres Zirkonium, granuläres Silizium, Glas, Stahl, Nickel, Ferrite, Eisenferrite, Siliziumdioxid und dergleichen ein. Zusätzlich können als Trägerteilchen Nickel-Berry-Träger, wie in US-Patent Nr. 3 847 604 offenbart, ausgewählt werden, umfassend nackte Trägerkugeln von Nickel, gekennzeichnet durch Oberflächen von erneut auftretenden Einbuchtungen und Ausstülpungen, unter dabei Bereitstellen von Teilchen mit einer relativ großen äußeren Fläche. Andere Träger werden in US-Patenten Nummern 4 937 166 und 4 935 325 offenbart.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Trägerkern verdampften Stahl, erhältlich von zum Beispiel Hoeganaes Corporation.
Die ausgewählten Trägerteilchen können mit oder ohne eine Beschichtung verwendet werden, wobei die Beschichtung im Allgemeinen von Fluorpolymeren, wie Polyvinylidenfluoridharzen, Terpolymeren von Styrol, Methacrylsäuremethylester, einem Silan, wie Triethoxysilan, Tetrafluorethylenen, anderen bekannten Beschichtungen und dergleichen, verwendet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Trägerkern teilweise mit einem Polymethylmethacrylat-(PMMA)-Polymer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 300 000 bis 350 000, kommerziell erhältlich von Soken, beschichtet. Das PMMA ist ein elektropositives Polymer, dahingehend, dass das Polymer dem Toner, mit dem es in Kontakt ist, im Allgemeinen eine negative Ladung verleihen wird.
Das PMMA kann gegebenenfalls mit jedem gewünschten Comonomer copolymerisiert sein, solange das erhaltene Copolymer eine geeignete Teilchengröße beibehält. Geeignete Comonomere können Monoalkyl- oder Dialkylamine, wie einen Methacrylsäuredimethylaminoethylester, Methacrylsäurediethylaminoethylester, Methacrylsäurediisopropylaminoethylester oder Methacrylsäure-t-butylaminoethylester und dergleichen, einschließen.
Die Trägerteilchen können durch Vermischen des Trägerkerns mit zum Beispiel zwischen 0,05 bis 10 Gewichtsprozent, bevorzugter zwischen 0,05 Prozent und 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der beschichteten Trägerteilchen des Polymers, bis zum Anhaften davon an dem Trägerkern durch mechanischen Einfluss und/oder elektrostatische Anziehung, hergestellt werden.
Das Polymer wird besonders bevorzugt in trockener Pulverform und mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 1 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 0,5 Mikrometer, aufgetragen. Verschiedene effektive geeignete Mittel können zum Auftragen des Polymers auf die Oberfläche der Trägerkernteilchen verwendet werden. Beispiele für typische Mittel für diesen Zweck schließen das Kombinieren von Trägerkernmaterial und dem Polymer durch Kaskadenwalzenvermischen oder Trommeln, Vermahlen, Schütteln, elektrostatisches Pulverwolkenbesprühen, Wirbelschicht, elektrostatisches Scheibenverarbeiten und mit elektrostatischem Vorhang ein.
Das Gemisch von Trägerkernteilchen und Polymer wird dann auf eine Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur der Polymerbeschichtung erhitzt. Zum Beispiel wird das Gemisch auf eine Temperatur von 90°C bis 350°C für einen Zeitraum von zum Beispiel 10 Minuten bis 60 Minuten, was dem Polymer ermög licht, die Trägerkernteilchen zu schmelzen (melt) und aufzuschmelzen (fuse), erhitzt. Die beschichteten Trägerteilchen werden dann gekühlt und anschließend zu einer gewünschten Teilchengröße klassifiziert. Die Beschichtung hat vorzugsweise ein Beschichtungsgewicht von zum Beispiel 0,1 bis 3,0 Gewichtsprozent des Trägers, vorzugsweise 0,5 bis 1,3 Gewichtsprozent.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Polymerbeschichtung des Trägerkerns von PMMA, besonders bevorzugt PMMA, aufgetragen in trockener Pulverform und mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 1 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 0,5 Mikrometer, das aufgetragen wird, geschmolzen (melted) und aufgeschmolzen (fused) zu dem Trägerkern bei höheren Temperaturen in der Größenordnung von 220°C bis 260°C. Temperaturen oberhalb 260°C kann das PMMA negativ abbauen. Triboelektrische Einstellbarkeit des Trägers und Entwickler der Erfindung wird durch die Temperatur, bei der die Trägerbeschichtung aufgetragen wird, bereitgestellt. Höhere Temperaturen ergeben ein höheres Tribo-up zu einem Punkt, oberhalb dessen das Erhöhen der Temperatur zum Abbauen der Polymerbeschichtung und somit Absenken von Tribo wirkt.
Mit höherer Tribo wird längere Entwicklungslebensdauer und Verbesserung der Randgebietentwicklung erwartet.
Wie vorstehend erörtert, ist es erwünscht, ein Verhältnis von Trägervolumen mit mittlerem Durchmesser zu Toner mit volumenmittlerem Durchmesser von ungefähr 10 : 1 zu halten. Die Trägerteilchen sollten somit eine mittlere Teilchengröße (volumenmittlerer Durchmesser) von zum Beispiel 65 bis 90 μm (65 bis 90 Mikrometer), vorzugsweise 70 bis 89 μm (70 bis 89 Mikrometer), besonders bevorzugt 75 bis 85 μm (75 bis 85 Mikrometer), aufweisen. Die Größenverteilung der Trägerteilchen wird weiter derart definiert, dass nicht mehr als 10 Prozent der Trägerteilchen, auf das Gewicht, einen Durchmesser von weniger als 50 μm (50 Mikrometer) aufweisen sollten und nicht mehr als 10 Prozent der Trägerteilchen, auf das Gewicht, einen Durchmesser von größer als 120 μm (120 Mikrometer) aufweisen sollten. Die feine Seite der Trägerverteilung wird gut gesteuert mit nur 2,0 der Gewichtsverteilung und einer Größe von we niger als 38 μm (38 Mikrometer), vorzugsweise nur 1,0 % der Gewichtsverteilung mit einer Größe von weniger als 38 μm (38 Mikrometer).
Die Trägerteilchen können mit den Tonerteilchen in verschiedenen geeigneten Kombinationen vermischt werden. Jedoch werden die besten Ergebnisse erhalten, wenn 1 Teil bis 5 Gewichtsteile Tonerteilchen mit 10 bis 300 Gewichtsteilen der Trägerteilchen vermischt werden, vorzugsweise, wenn 3,4 bis 5,3 Gewichtsteile Tonerteilchen mit 90 bis 110 Gewichtsteilen der Trägerteilchen vermischt werden. Die Tonerkonzentration der Entwicklerzusammensetzung liegt somit vorzugsweise zwischen 3,0 und 5,5 Gewichtsprozent.
In einer noch weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass die Verwendung eines Trägerkerns mit einem Formfaktor größer als 6 bevorzugt ist. Der hierin verwendete Formfaktor ist ein durch das Verhältnis von BET-Oberfläche zu der äquivalenten Kugeloberfläche (ESSA), berechnet unter Verwendung des volumenmittleren Durchmessers, wie vorstehend durch Standard-Laser-Beugungstechniken gemessen, von dem Kernteilchen definiert. Es gibt ein Maß der Oberflächenmorphologie des Trägerkerns wieder.
Es wurde als ein Aspekt dieser Erfindung gefunden, dass Trägerleitfähigkeit stark durch die Kern-BET-Oberfläche betrieben wird, während die triboelektrischen Eigenschaften nicht stark durch die BET-Oberfläche beeinflusst werden.
Es ist nützlich die Oberflächeneigenschaften eines Trägerkerns nicht durch die BET-Oberfläche allein, die spezifisch für eine besondere Kerngröße und -dichte ist, auszudrücken, sondern durch einen Formfaktor, der durch Dividieren der BET-Oberfläche durch die theoretische Oberfläche eines Trägerkerns, unter der Annahme einer glatten Kugeloberfläche, berechnet wird. Die theoretische Oberfläche bezieht sich auch auf die äquivalente Kugeloberfläche (ESSA), die unter Verwendung des volumenmittleren Durchmessers der Kernteilchen berechnet, gegeben ist durch ESSA = Oberfläche von Kugel/(Volumen der Kugel × Dichte der Kugel) = 4πr2/((4π/3)r3 × d) = 3/rd, worin r der Radius des Kerns ist, bezogen auf die Laser-Beugungsmessung, unter Verwendung von zum Beispiel einem Mastersizer X, erhältlich von Malvern Instruments Ltd., und d ist die Dichte des Kerns. Für den bevorzugten erfindungsgemäßen, zerstäubten Stahl ist die Dichte 7 g/cm³.
Für einen Trägerkern mit einer Größe von zum Beispiel 77 Mikrometer ist die ESSA somit 55,7 cm²/g, abgeleitet von (3/(77 × 10^–4 μm × 7 g/cm³)).
Der Kernformfaktor ist eine einheitslose Zahl, da er die Kern-BET-Oberfläche, dividiert durch die ESSA, ist. Wenn sich der Kernformfaktor erhöht, wird die Oberflächenmorphologie des Kerns unregelmäßiger. Es ist besonders bevorzugt, einen Trägerkern mit einem Formfaktor von größer als 6,0, vorzugsweise größer als 6,8 und besonders bevorzugt von 7,0 oder mehr, anzuwenden. Kerne mit solchem Formfaktor haben nicht nur ausgezeichnete Leitfähigkeit (zum Beispiel oberhalb 10–12 Joule/cm [10^–12 mho/cm]), sondern auch überlegene Tribo. Der besonders bevorzugte zerstäubte Stahl, der kommerziell von Hoeganaes Corporation erhältlich ist, hat einen Formfaktor von 7,9.
Bezug nehmend auf den Formfaktor des Kerns, als eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wurde gefunden, dass unter Anwendung eines Trägerkerns mit einem Oxidanteil weniger als 0,24 Prozent, besonders bevorzugt weniger als 0,15 Gewichtsprozent des Kerns, bevorzugt ist. In Kombination mit einem Formfaktor von größer als 7,0 ergeben Trägerkerne mit Oxidanteilen von weniger als 0,15 Gewichtsprozent Träger in der vorliegenden Erfindung, die nicht nur ausgezeichnete Leitfähigkeit (zum Beispiel oberhalb 10^–10 Joule/cm [10^–12 mho/cm]) aufweisen, sondern auch überlegene Tribo.
Die Erfindung wird nun weiterhin mit Hilfe der nachstehenden Beispiele erläutert.
Beispiele 1–6 – schwarzer Toner
Beispiel 1
Ein schwarzer Toner wird hergestellt, enthaltend 5 Gewichtsprozent Ruß, in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fuma ratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,2 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, zusammengesetzt aus einem 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 200°C gebildet.
Test A:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer xerographischen Vorrichtung, die nur in entladener Flächenentwicklung läuft und unter Verwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssubsystems (siehe US-Patent Nr. 4 868 600 ) für 15 000 Drucke bei 2 % Flächenbedeckung (AC), gefolgt von 2 500 Drucken bei 50 % AC, laufen lassen.
Mit dem Prozentsatz an Flächenbedeckung ist der Prozentsatz von einem Bogen Papier von 8 ½ × 11, bedeckt mit dem Toner, gemeint. Typischerweise ist 2 % AC ein Minimum des Vorgangs und 50 % AC ist ein Maximum. 2 % AC erfordert, dass der Toner in dem Gehäuse für eine sehr lange Zeit vor der Anwendung bleibt, und wird somit verwendet, um die Alterungseigenschaften des Toners/Entwicklers anzuzeigen. 50 % AC erfordert andererseits schnelles Dispergieren des Entwicklers, und wird somit verwendet, die Fähigkeit des Toners/Entwicklers zum schnellen Anmischen und Ladung zu zeigen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 4,1 und 4,9 % während des gesamten Tests gehalten. Tribo ist stabil und im Durchschnitt –20,9 μC/g, während 2 % AC und –18,3 μC/g während 50 % AC. Am Ende von 2 % AC ist die Ladungsverteilung eng und unimodal mit einem Peak Q/D von –0,33 fC/μm. Fünfhundert Drucke nach der Übertragung von 2 bis 50 % AC, die Ladungsverteilung bleibt eng und unimodal mit einem Peak Q/D von –0,34 fC/μm. Die Entwicklungsfähigkeit ist über die gesamte Testzeit stabil.
Die Ziel-entwickelte Masse pro Einheitsfläche (DMA) von 0,55 mg/cm² wird durch den Entwickler bei einem Vem von zwischen 110 und 150 V während des gesamten Tests erfüllt. Vem ist die Spannung zwischen der Donorwalze und dem Draht, in Kontakt mit der Donorwalze von dem HSD-Subsystem. Selbst bei 400 Vem wird die DMA noch beobachtet, dass sie sich mit Erhöhen der Spannung erhöht, was ausgezeichneten Entwicklungsspielraum anzeigt.
Test B:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, in einer Umgebung, gesteuert bei einer relativen Feuchtigkeit von 10 % und bei einer Temperatur, gesteuert bei 70°F, für 1 500 Drucke bei 20 % AC, gefolgt von 1 500 Drucken bei 0 % AC, und dann 1 500 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 3,8 und 5,4 % während des Tests. Die Tribo ist extrem stabil, mit im Durchschnitt –31,2, –31,7 und –31,0 μC/g, während 20 %, 0 % bzw. 20 % AC. Die Entwicklungsfähigkeit ist über den gesamten Test stabil. Die Ziel-DMA von 0,55 mg/cm² wird bei Vem zwischen 180 und 230 V während des gesamten Tests erfüllt. Auch bei 400 Vem wird die DMA noch beobachtet, dass sie sich mit ansteigender Spannung erhöht, was ausgezeichneten Entwicklungsspielraum anzeigt. Am Ende von den 1 500 Drucken von null Durchsatz (0 % AC) ist die Ladungsverteilung mit dem Durchschnitt Q/D von –0,52 fC/μm eng, und kein Wrong-Sign-Toner.
Beispiel 2
Ein schwarzer Toner wird hergestellt, enthaltend 5 Gewichtsprozent Ruß, in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,0 Gewichtsprozent HMDS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen von weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 % auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, zusammengesetzt aus einem 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test A:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer xerographischen Vorrichtung, die nur in entladener Flächenentwicklung läuft, und unter Verwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssubsystems (siehe US-Patent Nr. 4 868 600 ) für 3 500 Drucke bei 5 % AC, gefolgt von 3 500 Drucken bei 20 % AC, 9 500 Drucken bei 2 % AC und 4 000 Drucken bei 50 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Nach dem 5 %igen AC-Einbruch variiert die Tonerkonzentration zwischen 3,4 und 4,7 % gegenüber dem Rest von dem Test. Tribo ist extrem stabil, mit Durchschnitten von –25,7, –20,8 und –21,3 μC/g, während 20 %, 2 % bzw. 50 % AC. Die Entwicklungsfähigkeit ist sehr stark und stabil über alle Flächenbedeckungen. Insbesondere während des niedrigen Durchsatzversuchs (2 % AC) wird keine Absenkung in der Entwicklungsfähigkeit beobachtet.
Test B:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Fixierung, verwendet zum Altern von Entwicklermaterialien, einer Aufnehmerwalze, die den Platz eines Photorezeptors einnimmt, in einer Umgebung, gesteuert bei einer relativen Feuchtigkeit von 50 % und bei einer Temperatur, gesteuert bei 70°F, für sieben Stunden bei 10 % AC, gefolgt von 1 Stunde bei 2 % AC, 0,5 Stunden bei 20 % AC und 11,5 Stunden bei 10 % AC, verwendet. Dies ist eine Gesamtheit von 20 Stunden Testen oder ein Äquivalent von ungefähr 120 000 Drucken.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 3,8 und 5,4 % über den Test. Die Tribo ist extrem stabil während den 11,5 Stunden des 10 % AC-Verlaufs, mit einer mittleren Tribo von –17,8 μC/g (und einer Standardabweichung von 1,04 μC/g). Die Entwicklungsfähigkeit ist über den gesamten Test stabil, mit einer Durchschnittsaufnahme DMA von 0,51 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,03 mg/cm²), bei einer Vem von 200 V. Die Ladungsverteilungen bleiben während des gesam ten Tests eng. Am Ende von 20 Stunden ist mittleres Q/D –0/34 fC/μm ohne Wrong-Sign-Toner.
Beispiel 3
Ein schwarzer Toner wird hergestellt, enthaltend 5 Gewichtsprozent Ruß, in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 2,6 Gewichtsprozent HMDS-behandeltes Siliziumdioxid, 1,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm, mit Prozent Feinstoffen, weniger als 5 μm, von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, zusammengesetzt aus einem 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 200°C gebildet.
Test A:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, in einer Umgebung, gesteuert bei einer relativen Feuchtigkeit von 10 % und bei einer Temperatur, gesteuert bei 70°F, für 1 500 Drucke bei 20 % AC, gefolgt von 1 500 Drucken bei 0 % AC und 1 500 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 4,1 und 5,7 % während des Tests. Die Tribo ist extrem stabil, mit Durchschnitten von –32,0, –35,9, –38,8 μC/g, während 20 %, 0 % bzw. 20 % AC. Die Entwicklungsfähigkeit ist sehr stark und stabil über alle Flächenbedeckungen. Bei 200 Vem liegt DMA im Bereich von 0,50 bis 0,58 mg/cm². Am Ende von 1 500 Drucken von null Durchsatz ist die Ladungsverteilung eng mit einem Durchschnitt von Q/D von –0,59 fC/μm, und kein Wrong-Sign-Toner.
Test B:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Fixierung, verwendet zum Altern von Entwicklermaterialien, worin die Aufnahmewalze von einem Photorezeptor in einer Umgebung, gesteuert bei einer relativen Feuchtigkeit von 50 % und einer Temperatur, gesteuert bei 70°F, für 6 Stunden bei 2 % AC, gefolgt von 2 Stunden bei 10 % AC und 1 Stunde bei 0 % AC, eingenommen wird, laufen lassen. Ein Anmischtest wird dann ausgeführt, während dessen 5 Minuten von 50 % AC läuft, die mittlere Bedeckung wird auf 0 % zurückvermindert und Ladungsspektrographmessungen werden periodisch ausgeführt, um die Tonerladungsverteilung zu bestimmen, wenn der Entwickler für eine weitere Stunde läuft. Dies ist eine Summe von 10 Stunden Testen oder ein Äquivalent von ungefähr 60 000 Drucken.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 4,2 und 5,0 % des Tests stabil gehalten. Die Tribo ist extrem stabil während des Tests mit einer mittleren Tribo von –24,4 und –30,1 μC/g, während 2 bzw. 10 % AC. Die Entwicklungsfähigkeit ist auch sehr stabil über den gesamten Test, mit einem mittleren Empfänger DMA von 0,51 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,02 mg/cm²), bei einer Vem von 200 V. Nach 9 Stunden Testen (Ende von 1 Stunde bei null Durchsatz) ist die Ladungsverteilung mit mittlerem Q/D von –0,56 fC/μm ohne Wrong-Sign-Toner.
Beispiel 4
Schwarzer Toner wird hergestellt, enthaltend 5 Gewichtsprozent Ruß, in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 5,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 1,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Kombinieren mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test A:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer xerographischen Vorrichtung, die nur in entladener Flächenentwicklung läuft, und unter Verwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssubsystems (siehe US-Patent Nr. 4 868 000 ) für 3 500 Drucke bei 20 % AC, gefolgt von 7 500 Drucken bei 2 % AC, 3 500 Drucken bei 50 % AC und 8 000 Drucken bei 2 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 3,6 und 4,9 % während des gesamten Tests. Die Tribo ist extrem stabil, mit im Durchschnitt –36,6, –32,5 und –32,2 μC/g, während 20 %, 2 % bzw. 50 % AC. Die Entwicklungsfähigkeit ist sehr stabil über den gesamten Test, mit einer mittleren DMA von 0,59 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,05 mg/cm²), bei einer Vem von 200 V. Die Ladungsverteilungen bleiben eng über den gesamten Test. Am Ende von 2 % AC ist mittleres Q/D –0,53 fC/μm, ohne Wrong-Sign-Toner. Nach der Überführung auf 50 % AC bleiben alle Ladungsverteilungen unimodal und eng, ohne Erhöhung im Wrong-Sign-Toner oder niedrig geladenem Toner. Während 50 % AC wird kein Toner auf dem Photorezeptor in der Fläche entsprechend dem Hintergrund gemessen. Darüber hinaus zeigen Drucke, die während dieses Teils des Tests genommen werden, keinen Hintergrund (mitteres ΔE von Papier im Hintergrundbereich von Drucken während 500 Drucken bei 50 % AC = 0,19).
Test B:
Verfahren: Der Entwickler wird bei einer Fixierung, verwendet zum Altern von Entwicklermaterialien, worin eine Aufnehmerwalze den Platz von einem Photorezeptor für 7 Stunden bei 10 % AC, gefolgt von 1 Stunde bei 2 % AC, 0,5 Stunden bei 20 % AC und 11,5 Stunden bei 10 % AC, einnimmt, laufen lassen. Dies ist eine Summe von 20 Stunden Testen oder einem Äquivalent von ungefähr 120 000 Drucken.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 3,7 und 5,1 % während der 11,5 Stunden Laufzeit bei 10 % AC, mit einer mittleren Tribo von –32,2 μC/g (und einer Standardabweichung von 2,61). Die Entwicklungsfähigkeit ist sehr stabil über den gesamten Test, mit einer mittleren Aufnehmer-DMA von 0,40 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,03 mg/cm²), bei einer Vem von 200 V. Die Ladungsverteilungen bleiben eng über den gesamten Test. Am Ende von 20 Stunden ist mittleres Q/D –0,48 fC/μm ohne Wrong-Sign-Toner.
Beispiel 5
Ein schwarzer Toner wird hergestellt, enthaltend 5 Gewichtsprozent Ruß, in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Kombinieren mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer xerographischen Vorrichtung, die nur in entladener Flächenentwicklung läuft, und unter Verwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssubsystems (siehe US-Patent Nr. 4 868 600 ) für 3 500 Drucke bei 20 % AC, gefolgt von 7 500 Drucken bei 2 % AC, 3 500 Drucken bei 50 % AC und 8 000 Drucken bei 2 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 3,4 und 4,7 % während des gesamten Tests. Tribo ist extrem stabil, mit Durchschnitten von –39,2, –43,5, 38,9 μC/g, während 20 %, 2 % bzw. 50 % AC. Die Entwicklungsfähigkeit ist sehr stabil über den gesamten Test, mit einer mittleren DMA von 0,60 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,02 mg/cm²), bei einer Vem von 200 V. Die Ladungsverteilungen bleiben eng durch den gesamten Test. Am Ende von 2 % AC ist mittlerer Q/D –0,68 fC/μm, ohne Wrong-Sign-Toner. Nach dem Übergang zu 50 % AC bleiben alle Ladungsverteilungen unimodal und eng mit keiner Erhöhung im Wrong-Sign-Toner oder niedrigem Ladungstoner. Während 50 % AC wird kein Toner auf dem Photorezeptor in der Flä che entsprechend dem Hintergrund gemessen. Darüber hinaus zeigen Drucke, die während dieses Teils des Tests genommen werden, keinen Hintergrund (mittlerer ΔE von Papier im Hintergrundbereich von Drucken während 500 Drucken bei 50 % AC = 0,10).
Beispiel 6
Ein schwarzer Toner wird hergestellt, enthaltend 5 Gewichtsprozent Ruß, in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,5 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, für 7 000 Drucke bei 13 % AC, gefolgt von 7 750 Drucken bei 5 % AC und 6 000 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 2,3 und 6,3 % während des Tests. Tribo ist extrem stabil, mit Mittelwerten von –46,0, –43,6 und –40,6 μC/g, während 13 %, 5 % bzw. 20 % AC. Am Ende von 5 % AC ist mittlerer Q/D –0,71 fC/μm, ohne Wrong-Sign-Toner. Nach dem Übergang zu 20 % AC bleiben alle Ladungsverteilungen unimodal und eng mit keiner Erhöhung im Wrong-Sign- oder niedrigen Ladungstoner. Die Entwicklungsfähigkeit ist stabil über den gesamten Test, mit einem Durchschnitt von 0,7 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,05 mg/cm²) bei einer Vem von 250 V.
Beispiel 7
Ein schwarzer Toner wird hergestellt, enthaltend 5 Gewichtsprozent Ruß, in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 5,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 1,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,5 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, für 7 000 Drucke bei 13 % AC, gefolgt von 7 750 Drucken bei 5 % AC und 6 000 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 3,5 und 5,1 % während des gesamten Tests. Tribo ist sehr stabil mit Durchschnitten von –44,9 und –46,0 μC/g, während 5 % bzw. 20 % AC. Die Ladungsverteilungen bleiben eng durch den gesamten Test. Am Ende von 5 % AC ist mittlerer Q/D –0,65 fC/μm, ohne Wrong-Sign-Toner. Nach dem Übergang auf 20 % AC bleiben alle Ladungsverteilungen unimodal und eng mit keiner Erhöhung im Wrong-Sign-Toner oder niedrigen Ladungstoner. Während dieser Zeit wird ΔE in dem Hintergrundbereich der Drucke gemessen. Während 700 Drucken bei 20 % AC ist ΔE stabil und niedrig, mit einem Durchschnitt von 0,28. Die Entwicklungsfähigkeit ist stabil über den Test, mit einer mittleren DMA von 0,5 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,02 mg/cm²) bei einer Vem von 250 V.
Beispiele 8–12 – Cyanblautoner
Beispiel 8
Ein Cyanblautoner wird hergestellt, enthaltend 11 Gewichtsprozent einer Dispersion von PV Fast Blue in SPARII (3,3 Gewichtsprozent Pigmentbeladung gesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 3,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 200°C gebildet.
Test A:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer xerographischen Vorrichtung, die nur in entladener Flächenentwicklung läuft, und unter Verwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssubsystems (siehe US-Patent Nr. 4 868 600 ) für 3 500 Drucke bei 20 % AC, 7 500 bei 2 % AC und um 3 500 Drucke bei 50 % AC laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 4,0 und 5,2 % während des gesamten Tests gehalten. Tribo ist sehr stabil während des Tests, mit Durchschnitten von –39,8, –40,1, –40,1 μC/g, während 20 %, 2 % bzw. 50 % AC. Am Ende von 2 % AC ist mittlerer Q/D –0,48 fC/μm, mit sehr wenig Wrong-Sign-Toner (korrigierter Wrong-Sign-Toner (CWS) = 1,7 %). Während der ersten 500 Drucke, nach dem Übergang von 2 % auf 50 % AC, ist CWS Durchschnitt 2,0 % und Hintergrund, gemessen auf den Drucken, sehr niedrig, mit einem mittleren ΔE von 0,38 (± 0,168). Die Entwicklungsfähigkeit ist durch den Test, mit mittlerem DMA während 2 und 50 % AC von 0,36 (± 0,033) bzw. 0,48 (± 0,064) mg/cm² bei 200 bzw. 350 Vem stabil.
Test B:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, in einer Umgebung, gesteuert mit einer relativen Feuchtigkeit von 10 % und einer Temperatur, gesteuert bei 70°F für 1 500 Drucke bei 20 % AC, gefolgt von 1 500 Drucken bei 0 % AC und 1 500 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 4,1 und 6,1 % während des Tests. Tribo ist extrem stabil, mit Durchschnitten von –36,8, –40,2 und –38,8 μC/g, während 20 %, 0 % bzw. 20 % AC. Die Entwicklungsfähigkeit ist durch den gesamten Test stabil. Am Ende von 20 % AC ist DMA 0,45 mg/cm² (200 Vem) und 0,57 mg/cm² (350 Vem). Am Ende von 0 % AC ist DMA 0,47 mg/cm² (200 Vem) und 0,54 mg/cm² (350 Vem), was stabile Entwicklung mit AC anzeigt. Am Ende von 0 % AC ist die Ladungsverteilung extrem eng mit einem Peak Q/D von –0,74 fC/μm, und tatsächlich keinem Wrong-Sign-Toner (CWS von 0,38 %). Während der 1 000 Drucke von 20 % AC, nach dem Übergang von 0 auf 20 % AC, bleibt die Ladungsverteilung sehr eng, mit tatsächlich keinem Wrong-Sign-Toner. Während dieses Zeitrahmens sind Peak Q/D Mittelwerte von –0,72 fC/μm (± 0,121) und CWS und korrigierter Niedrigladungstoner (CLC) Mittelwert 0,5 % (± 0,22) und 0,7 % (± 0,27).
Beispiel 9
Ein Cyanblautoner wird hergestellt, enthaltend 11 Gewichtsprozent einer Dispersion von PV Fast Blue in SPARII (3,3 Gewichtsprozent Pigmentbeladung gesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,3 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid, 0,2 Gewichtsprozent H2050, ein stark hydrophobes, pyrogenes Siliziumdioxid mit einer Beschichtung von Polydimethylsiloxaneinheiten und mit Amino/Ammoniumfunktionen, die chemisch an die Oberfläche gebunden sind, erhalten von Wacker Chemie, und 0,5 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen von weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test A:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, für 8 000 Drucke bei 13 % AC, gefolgt von 7 750 Drucken bei 5 % AC und 5 000 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 3,7 und 5,0 % während des Tests. Tribo ist sehr stabil mit Mittelwerten von –53,4, –54,2 und –48,8 μC/g während 13 %, 5 % bzw. 20 % AC. Die Ladungsverteilungen bleiben eng durch den gesamten Test. Am Ende von 5 % AC ist mittlerer Q/D –0,79 fC/μm, ohne Wrong-Sign-Toner (CWS = 1,0 %). Nach dem Übergang zu 20 % AC bleiben alle Ladungsverteilungen unimodal und eng, mit keiner Erhöhung im Wrong-Sign- oder niedrigen Ladungstoner. Während der ersten 750 Drucke nach dem Übergang auf 20 % AC ist der Peak Q/D in Mittelwerten 0,91 fC/μm und CWS- und CLC-Mittelwert 0,6 % (± 0,15) bzw. 0,8 % (± 0,24). Die Entwicklungsfähigkeit ist durch den Test mit einem mittleren DMA von 0,54 mg/cm² (± 0,056) bei einem Vem von 200 V stabil.
Test B:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Fixierung, verwendet zum Altern von Entwicklermaterialien, worin eine Empfängerwalze den Platz eines Photorezeptors in einer Umgebung, gesteuert bei einer relativen Feuchtigkeit von 50 %, und bei einer Temperatur, gesteuert bei 70°F für 7 Stunden bei 10 % AC, gefolgt von 1 Stunde bei 2 % AC, 0,5 Stunden bei 20 % AC und 11,5 Stunden bei 10 % AC, laufen lassen. Dies ist insgesamt 20 Stunden Testen oder ein Äquivalent von ungefähr 120 000 Drucken.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 4,0 und 7,2 % während des Tests. Tribo ist stabil während des Tests, mit einer mittleren Tribo von –44,6 und –42,8 μC/g, wäh rend 10 bzw. 20 % AC. Die Ladungsverteilungen sind eng und unimodal durch den gesamten Test. Insbesondere während der 30 Minuten von 20 % AC, die dem niedrigen Durchsatzaltern folgen, ist der mittlere Q/D –0,52 fC/μm (± 0,133), und CWS- und CLC-Durchschnitt 1,3 % (± 0,78) bzw. 4,5 % (± 2,80).
Beispiel 10
Ein Cyanblautoner wird hergestellt, enthaltend 11 Gewichtsprozent einer Dispersion von PV Fast Blue in SPARII (3,3 Gewichtsprozent Pigmentbeladung gesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,3 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,5 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen von weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test A:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Fixierung, verwendet zum Altern von Entwicklermaterialien, worin eine Empfängerwalze den Platz von einem Photorezeptor in einer Umgebung, gesteuert bei einer relativen Feuchtigkeit von 50 %, und einer Temperatur, gesteuert bei 70°F, für 7 Stunden bei 10 % AC, gefolgt von 1 Stunde bei 2 % AC, 0,5 Stunden bei 20 % AC und 11,5 Stunden bei 10 % AC, einnimmt, laufen lassen. Dies ist eine Gesamtheit von 20 Stunden Testen oder ein Äquivalent von ungefähr 120 000 Drucken.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 4,1 und 5,6 % über den Test stabil gehalten. Tribo ist während des Tests mit einer mittleren Tribo von –29,1 und –27,4 μC/g während 10 bzw. 20 % AC stabil. Die Entwicklungsfähigkeit ist auch über den gesamten Test stabil, mit einem mittleren Empfänger-DMA von 0,35 mg/cm² (± 0,028) bei einer Vem von 200 V.
Die Ladungsverteilungen sind eng und unimodal durch den gesamten Test. Insbesondere während der 30 Minuten von 20 % AC, die dem niedrigen Durchsatz Altern folgen, ist der mittlere Q/D –0,44 fC/μm (± 0,031), und CWS- und CLC-Durchschnitt 1,6 % (± 0,63) bzw. 5,3 % (± 1,61).
Test B:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, für 4 000 Drucke bei 13 % AC, gefolgt von 8 750 Drucken bei 5 % AC und 4 400 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 3,4 und 6,7 % während des Tests. Nach dem Einbruchzeitraum ist Tribo im Durchschnitt –31,4 und –23,9 μC/g, während 5 % bzw. 20 % AC. Die Ladungsverteilungen sind eng und unimodal durch den gesamten Test. Am Ende von 5 % AC ist mittlerer Q/D –0,45 fC/μm, ohne Wrong-Sign-Toner (CWS = 1,3 %). Nach dem Übergang zu 20 % AC verbleiben alle Ladungsverteilungen unimodal und eng, mit keiner Erhöhung im Wrong-Sign- oder niedrigen Ladungstoner. Während der ersten 750 Drucke nach dem Übergang zu 20 % AC ist der Peak Q/D in Mittelwerten –0,44 fC/μm (± 0,017), und CWS und CLC im Durchschnitt 0,5 % (± 0,15) bzw. 0,8 % (± 0,20).
Beispiel 11
Ein cyanblauer Toner wird hergestellt, enthaltend 11 Gewichtsprozent einer Dispersion von PV Fast Blue in SPARII (3,3 Gewichtsprozent Pigmentbeladung gesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,3 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid, 0,3 Gewichtsprozent Polydimethylsiloxanbehandeltes, hydrophobes, pyrogenes Siliziumdioxid H2050 und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test A:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer xerographischen Vorrichtung, die nur in entladener Flächenentwicklung läuft, und unter Verwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssubsystems (siehe US-Patent Nr. 4 868 600 ) für 3 500 Drucke bei 20 % AC, 7 500 bei 2 % AC und mit 3 500 Drucken bei 50 %, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 3,9 und 5,0 % während des gesamten Tests gehalten. Tribo ist sehr stabil während des Tests mit Durchschnitten von –36,7, –35,3, –28,0 μC/g während 20 %, 2 % bzw. 50 % AC. Am Ende von 2 % AC ist mittlerer Q/D –0,45 fC/μm, ohne Wrong-Sign-Toner (CWS = 1,3 %). Während der ersten 500 Drucke, gefolgt vom Übergang von 2 auf 50 % AC, verbleiben alle Ladungsverteilungen unimodal und eng, mit keiner Erhöhung im Wrong-Sign- oder niedrigen Ladungstoner. Während dieser Zeit ist durchschnittlicher Q/D –0,51 fC/μm (± 0,050), und CWS- und CLC-Durchschnitt 1,6 % (± 0,63) bzw. 3,8 % (± 1, 60).
Test B:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, für 3 000 Drucke bei 13 % AC, gefolgt von 7 750 Drucken bei 5 % AC und 4 800 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 3,6 und 5,7 % während des Tests. Tribo ist sehr stabil, mit Durchschnitten von –43,7 und –40,8 μC/g, während 13 % und 5 % AC, mittlerer Q/D ist –0,62 fC/μm, ohne Wrong-Sign-Toner (CWS = 0,7 %). Nach dem Übergang auf 20 % AC verbleiben alle Ladungsverteilungen unimodal und eng, mit keiner Erhöhung im Wrong-Sign- oder niedrigen Ladungstoner. Während der ersten 750 Drucke nach Übergang auf 20 % AC ist der Peak-Q/D im Mittelwert –0,62 (± 0,010) fC/μm, und CWS- und CLC-Durchschnitt 1,2 % (± 0,72) bzw. 2,2 % (± 1,54). Die Entwicklungsfähigkeit ist durch den gesamten Test mit einem mittleren DMA von 0,59 mg/cm² (± 0,078) bei einer Vem von 250 V stabil.
Beispiel 12
Ein cyanblauer Toner wird hergestellt, enthaltend 11 Gewichtsprozent einer Dispersion von PV Fast Blue in SPARII (3,3 Gewichtsprozent Pigmentbeladung gesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 1,7 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen von weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 200°C gebildet.
Test A:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer xerographischen Vorrichtung, die nur in entladener Flächenentwicklung läuft, und unter Verwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssubsystems (siehe US-Patent Nr. 4 868 600 ) für 3 500 Drucke bei 20 % AC, 7 500 bei 2 % AC und bei 3 500 Drucke bei 50 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 4,2 und 4,8 % während des gesamten Tests gehalten. Tribo ist sehr stabil während des Tests, mit im Durchschnitt –41,9, –41,3, –38,6 μC/g während 20 %, 2 % bzw. 50 % AC. Am Ende von 2 % AC ist der mittlere Q/D –0,53 fC/μm ohne Wrong-Sign-Toner (CWS = 1,2 %). Während der ersten 500 Drucke, nach dem Übergang von 2 auf 50 % AC, verbleiben alle Ladungsverteilungen unimodal und eng, mit keiner Erhöhung im Wrong-Sign- oder niedrigen Ladungstoner. Während dieser Zeit ist der durchschnittliche Q/D –0,57 fC/μm (± 0,130), und CWS- und CLC-Durchschnitt ist 1,5 % (± 0,40) bzw. 1,8 % (± 0,51). Die Entwicklungsfähigkeit ist durch den Test, mit mittlerem DMA während 2 und 50 % AC von 0,57 (± 0,110) bzw. 0,72 (± 0,140) mg/cm² bei 200 bzw. 350 Vem stabil.
Beispiele 13–18 – Magentatoner
Beispiel 13
Ein Magentatoner wird hergestellt, enthaltend 11,75 Gewichtsprozent einer Dispersion von Lupreton Pink in SPAR (4,7 Gewichtsprozent Pigmentbeladung gesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,2 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 200°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System in einer Umgebung, gesteuert bei einer relativen Feuchtigkeit von 10 %, und einer Temperatur, gesteuert bei 70°F, für 1 500 Drucke bei 20 % AC, gefolgt von 1 500 Drucken bei 0 % AC und 1 500 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 4,3 und 6,0 % während des Tests. Tribo ist extrem stabil, mit Mittelwerten von –27,6, –32,0 und –32,3 μC/g, während 20 %, 0 % bzw. 20 % AC. Die Entwicklungsfähigkeit ist über den gesamten Test stabil. Am Ende von 20 % AC ist DMA 0,68 und 0,78 mg/cm² bei Vem von 200 bzw. 350 V. Die Ladungsverteilungen sind eng und unimodal durch den gesamten Test. Am Ende von 0 % AC ist der Peak Q/D –0,62 fC/μm, und es gibt keinen Wrong-Sign-Toner (CWS = 0,3 %). Während der 1 000 Drucke nach dem Übergang von 0 auf 20 % AC ist der Peak Q/D Mittelwert –0,68 fC/μm und CWS und CLC im Durchschnitt 0,4 % bzw. 0,6 %.
Beispiel 14
Ein Magentatoner wird hergestellt, enthaltend 11,75 Gewichtsprozent einer Dispersion von Lupreton Pink in SPARII (4,7 Gewichtsprozent Pigmentbeladung gesamt) in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 3,5 Gewichtsprozent HMDS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen von weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 200°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, in einer Umgebung, gesteuert bei einer relativen Feuchtigkeit von 10 %, und einer Temperatur, gesteuert bei 70°F für 1 500 Drucke bei 20 % AC, gefolgt von 1 500 Drucken bei 0 % AC und 1 500 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 4,3 und 7,6 % während des Tests. Nach dem Einbruch ist die Tribo extrem stabil mit im Durchschnitt –35,6 und –34,0 μC/g, während 0 % und 20 % AC. Die Entwicklungsfähigkeit ist über den gesamten Test stabil. Bei einem Vem von 200 V ist DMA 0,50 und 0,52 mg/cm² am Ende von 20 % bzw. 0 % AC. Bei jenen gleichen Intervallen ist DMA bei einem Vem von 350 V 0,66 und 0,62 mg/cm². Deshalb ist DMA hoch und noch ansteigend mit ansteigender Spannung, was ausgezeichneten Entwicklungsspielraum anzeigt. Die Ladungsverteilungen sind eng und unimodal durch den gesamten Test. Am Ende von 0 % AC ist der Peak Q/D –0,65 fC/μm, und es gibt keinen Wrong-Sign-Toner (CWS = 0,6 %). Während der ersten 1 000 Drucke nach dem Übergang von 0 auf 20 % AC ist der Peak Q/D im Durchschnitt –0,69 fC/μm und CWS- und CLC-Durchschnitt 0,6 % bzw. 0,8 %.
Beispiel 15
Ein Magentatoner wird hergestellt, enthaltend 11,75 Gewichtsprozent einer Dispersion von Lupreton Pink in SPARII (4,7 Gewichtsprozent Pigmentbeladung gesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,0 Gewichtsprozent HMDS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen von weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer xerographischen Vorrichtung, die nur in entladener Flächenentwicklung läuft, und unter Verwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssubsystems (siehe US-Patent Nr. 4 868 600 ) für 3 500 Drucke bei 20 % AC, 7 500 bei 2 % AC und um 3 500 Drucke bei 50 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 4,2 und 5,4 % während des gesamten Tests gehalten. Tribo ist sehr stabil während des Tests, mit Mittelwerten von –30,5, –28,6, –26,3 μC/g während 20 %, 2 % bzw. 50 % AC. Am Ende von 7 500 Drucken bei 2 % AC ist die Ladungsverteilung mit im Durchschnitt Q/D von –0,36 fC/μm, und mit CWS und CLC von 1,3 bzw. 2,2 % eng. Nach dem Übergang von 2 bis 50 % AC verbleibt die Ladungsverteilung eng und unimodal. Insbesondere während der ersten 500 Drucke von 50 % AC nach dem Übergang ist der Peak Q/D im Durchschnitt –0,41 fC/μm, und CWS und CLC im Durchschnitt 1,3 % bzw. 2,1 %. Während des gleichen Zeitraums ist der Hintergrund, gemessen auf den Drucken, sehr niedrig, mit einem mittleren ΔE von 0,16 (und einer Standardabweichung von 0,075 ΔE). Hintergrund, gemessen an dem Photorezeptor, ist auch sehr niedrig mit einer mittleren Dichte von 0,0008 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,00033 mg/cm²).
Beispiel 16
Ein Magentatoner wird hergestellt, enthaltend 11,75 Gewichtsprozent einer Dispersion von Lupreton Pink in SPARII (4,7 Gewichtsprozent Pigmentbeladung gesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,5 Gewichtsprozent HMDS-behandeltes Siliziumdioxid, 1,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm, mit Prozent Feinstoffen von weniger als 5 μm, von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer xerographischen Vorrichtung, die nur in entladener Flächenentwicklung läuft, und unter Verwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssubsystems (siehe US-Patent Nr. 4 868 600 ) für 3 500 Drucke bei 20 % AC, 7 500 bei 2 % AC und um 3 500 Drucken bei 50 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 3,5 und 4,9 % während des gesamten Tests gehalten. Tribo ist hoch und stabil während des Tests, mit Mittelwerten von –65,5, –51,4 und –56,8 μC/g während 20 %, 2 % bzw. 50 % AC. Am Ende von 7 500 Drucken bei 2 % AC ist die Ladungsverteilung eng mit im Durchschnitt Q/D von –0,82 fC/μm. Nach dem Übergang von 2 bis 50 % AC verbleibt die Ladungsverteilung eng und unimodal. Insbesondere während der ersten 3 500 Drucke von 50 % AC nach dem Übergang ist der Peak Q/D im Durchschnitt –0,81 fC/μm, und CWS und CLC im Durchschnitt 1,9 % bzw. 3,4 %. Während der ersten 500 Drucke bei 50 % AC nach dem Übergang von 2 % AC, ist Hintergrund, gemessen auf den Drucken, sehr niedrig, mit mittlerer ΔE von 0,19 (und einer Standardabweichung von 0,066 ΔE). Die Entwicklungsfähigkeit ist extrem stabil über den Test, mit einem mittleren DMA von 0,50 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,033 mg/cm²) bei einer Vem von 200 V, und einer mittleren DMA von 0,68 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,032 mg/cm²) bei einer Vem von 350 V.
Beispiel 17
Ein Magentatoner wird hergestellt, enthaltend 11,75 Gewichtsprozent einer Dispersion von Lupreton Pink in SPARII (4,7 Gewichtsprozent Pigmentbeladung insgesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,5 Gewichtsprozent HMDS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,5 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen von weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einem Vollverfahren-Farbdrucker unter Verwendung eines HSD-Systems für 5 000 Drucke bei 23 % AC, gefolgt von 10 000 Drucken bei 2 % AC und 5 000 Drucken bei 50 % AC laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 4,0 und 5,2 % während des Tests stabil gehalten. Tribo ist extrem stabil, mit Mittelwerten von –43,6, –41,5 und –36,1 μC/g während 23 %, 2 % bzw. 50 % AC. Die Ladungsverteilungen bleiben durch den gesamten Test eng. Am Ende von 2 % AC ist mittlerer Q/D –0,60 fC/μm, ohne Wrong-Sign-Toner (CWS = 0,4 %). Nach dem Übergang auf 50 % AC verbleiben alle Ladungsverteilungen uni modal und eng, ohne Anstieg im Wrong-Sign- oder niedrigen Ladungstoner. Während der ersten 500 Drucke nach dem Übergang auf 50 % AC ist der Peak Q/D im Durchschnitt –0,63 fC/μm, und CWS und CLC im Durchschnitt 0,7 % bzw. 1,0 %. Die Entwicklungsfähigkeit ist durch den Test, mit einem mittleren Bild ΔE von 95,3 (und einer Standardabweichung von 0,31 mg/cm²) bei einer Vem von 350 V, extrem stabil. Das minimale Ziel ΔE ist 91,0.
Beispiel 18
Ein Magentatoner wird hergestellt, enthaltend 11,75 Gewichtsprozent einer Dispersion von Lupreton Pink in SPARII (4,7 Gewichtsprozent Pigmentbeladung insgesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 5,0 Gewichtsprozent HMDS-behandeltes Siliziumdioxid, 1,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,5 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen von weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einem Vollverfahren-Farbdrucker unter Verwendung eines HSD-Systems für 5 000 Drucke bei 23 % AC, gefolgt von 10 000 Drucken bei 2 % AC und 5 000 Drucken bei 50 % AC laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 3,7 und 6,7 % während des Tests stabil gehalten. Nach dem Einbruch ist die Tribo extrem stabil mit im Durchschnitt –36,2 und –33,8 μC/g, während 2 % bzw. 50 % AC. Die Ladungsverteilungen bleiben durch den gesamten Test eng. Am Ende von 2 % AC ist der mittlere Q/D –0,59 fC/μm, ohne Wrong-Sign-Toner (CWS = 1,4 %). Nach dem Übergang auf 50 % AC verbleiben alle Ladungsvertei lungen unimodal und eng mit keiner Erhöhung im Wrong-Sign- oder niedrigen Ladungstoner. Während der ersten 500 Drucke nach dem Übergang auf 50 % AC ist der Peak Q/D im Durchschnitt –0,56 fC/μm, und CWS und CLC im Durchschnitt 1,8 % bzw. 2,8 %. Während des gleichen Zeitraums ist der auf den Drucken gemessene Hintergrund sehr niedrig, mit einem mittleren ΔE von 0,35 (und einer Standardabweichung von 0,227 ΔE).
Beispiele 19–23 – gelber Toner
Beispiel 19
Ein gelber Toner wird hergestellt, enthaltend 26,67 Gewichtsprozent einer Dispersion von Sunbrite Yellow in SPARII (8,0 Gewichtsprozent Pigmentbeladung insgesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,2 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 200°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, in einer Umgebung, gesteuert bei einer relativen Feuchtigkeit von 10 %, und einer Temperatur, gesteuert bei 70°F für 1 500 Drucke bei 20 % AC, gefolgt von 1 500 Drucken bei 0 % AC und 1 500 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 4,2 und 7,7 % während des Tests. Tribo ist extrem stabil, mit im Durchschnitt –38,6, –40,8 und –40,0 μC/g, während 20 %, 0 % bzw. 20 % AC. Die Entwicklungsfähigkeit ist über den gesamten Test stabil. Bei einer Vem von 200 V ist DMA 0,47 und 0,44 mg/cm² am Ende von 20 % bzw. 0 % AC. Bei jenen Intervallen ist DMA bei einer Vem von 350 V 0,52 mg/cm². Deshalb ist die DMA hoch und noch ansteigend mit dem Ansteigen von Spannung, was ausgezeichneten Entwicklungsspielraum anzeigt. Während des Tests gibt es tatsächlich keinen Niedrigladungstoner mit CWS und CLC mit im Durchschnitt 0,5 bzw. 1,1 %.
Beispiel 20
Ein gelber Toner wird hergestellt, enthaltend 26,67 Gewichtsprozent einer Dispersion von Sunbrite Yellow in SPARII (8,0 Gewichtsprozent Pigmentbeladung insgesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 2,6 Gewichtsprozent HMDS-behandeltes Siliziumdioxid, 1,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 200°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, in einer Umgebung, gesteuert bei einer relativen Feuchtigkeit von 10 %, und einer Temperatur, gesteuert bei 70°F, für 1 500 Drucke bei 20 % AC, gefolgt von 1 500 Drucken bei 0 % AC und 1 500 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration variiert zwischen 4,3 und 5,3 % während des Tests. Die Tribo ist extrem stabil mit im Durchschnitt –46,3, –49,4 und –43,6 μC/g, während 20 %, 0 % bzw. 20 % AC. Die Entwicklungsfähigkeit ist über den gesamten Test stabil. Bei einer Vem von 200 V ist DMA 0,38 und 0,38 mg/cm² am Ende von 20 % bzw. 0 % AC. Bei jenen gleichen Intervallen ist DMA bei einer Vem von 350 V 0,52 bzw. 0,49 mg/cm². Deshalb ist die DMA hoch und noch ansteigend mit ansteigender Spannung, was ausgezeichneten Entwicklungsspielraum anzeigt. Während des Tests gibt es tatsächlich keinen niedrigen Ladungstoner mit CWS und CLC im Durchschnitt 0,4 bzw. 0,6 %.
Beispiel 21
Ein gelber Toner wird hergestellt, enthaltend 26,67 Gewichtsprozent einer Dispersion von Sunbrite Yellow in SPARII (8,0 Gewichtsprozent Pigmentbeladung insgesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,7 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid, 0,3 Gewichtsprozent H2050 und 0,5 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen von weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 200°C gebildet.
Test A:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Fixierung, verwendet zum Altern von Entwicklermaterialien, worin eine Aufnehmerwalze den Platz von einem Photorezeptor in einer Umgebung, gesteuert bei einer relativen Feuchtigkeit von 50 %, und einer Temperatur, gesteuert bei 70°F, für 7 Stunden bei 10 % AC, gefolgt von 1 Stunde bei 2 % AC, 0,5 Stunden bei 20 % AC und 11,5 Stunden bei 10 % AC, einnimmt, laufen lassen. Dies ist eine Gesamtheit von 20 Stunden Testen oder ein Äquivalent von ungefähr 120 000 Drucken.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 4,0 und 5,4 % über den Test stabil gehalten. Tribo ist während des Tests mit einer mittleren Tribo von –36,1 und –37,2 μC/g während 10 bzw. 20 % AC extrem stabil. Die Entwicklungsfähigkeit ist auch während des gesamten Tests stabil, mit einer mittle ren Aufnehmer-DMA von 0,37 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,06 mg/cm²) bei einer Vem von 200 V. Die Ladungsverteilungen sind eng und unimodal durch den gesamten Test. Insbesondere während der 30 Minuten von 20 % AC, die dem niedrigen Durchsatzaltern folgt, ist der mittlere Q/D –0,50 fC/μm, und CWS und CLC im Durchschnitt 0,9 % bzw. 2,2 %.
Test B:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer Vorrichtung, enthaltend ein HSD-System, für 7 000 Drucke bei 13 % AC, gefolgt von 8 750 Drucken bei 5 % AC und 5 000 Drucken bei 20 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 4,0 und 4,9 % während des Tests stabil gehalten. Tribo ist mit im Durchschnitt –43,9, –45,4 und –42,8 μC/g während 13 %, 5 % bzw. 20 % AC extrem stabil. Die Ladungsverteilungen bleiben durch den gesamten Test eng. Am Ende von 5 % AC ist mittlerer Q/D –0,68 fC/μm, ohne Wrong-Sign-Toner (CWS = 0,3 %). Nach dem Übergang auf 20 % AC verbleiben alle Ladungsverteilungen unimodal und eng, mit keiner Erhöhung im Wrong-Sign- oder niedrigen Ladungstoner. Während der ersten 750 Drucke nach dem Übergang auf 20 % AC ist der Peak Q/D im Durchschnitt –0,57 fC/μm, und CWS und CLC im Durchschnitt 0,3 % bzw. 0,4 %. Die Entwicklungsfähigkeit ist durch den Test, mit einer mittleren DMA von 0,56 mg/cm² (und einer Standardabweichung von 0,015 mg/cm²) bei einer Vem von 200 V extrem stabil.
Beispiel 22
Ein gelber Toner wird hergestellt, enthaltend 26,67 Gewichtsprozent einer Dispersion von Sunbrite Yellow in SPARII (8,0 Gewichtsprozent Pigmentbeladung insgesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,5 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 3,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen von weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer xerographischen Vorrichtung, die nur in entladener Flächenentwicklung läuft, und unter Verwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssubsystems (siehe US-Patent Nr. 4 868 600 ) für 3 500 Drucke bei 20 % AC, 7 500 bei 2 % AC und mit 3 500 Drucken bei 50 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 3,9 und 4,8 % während des gesamten Tests gehalten. Tribo ist sehr stabil während des Tests, mit Durchschnitten von –48,0, –46,7, –43,0 μC/g während 20 %, 2 % bzw. 50 % AC. Gemäß dem Übergang von 2 % auf 50 % AC verbleibt die Ladungsverteilung eng und unimodal. Insbesondere während der ersten 500 Drucke von 50 % AC nach dem Übergang ist der Peak Q/D im Durchschnitt –0,45 fC/μm, und CWS und CLC im Durchschnitt 1,1 % bzw. 1,5 %. Während des gleichen Zeitraums ist der auf den Drucken gemessene Hintergrund sehr gering, mit einem mittleren ΔE von 0,14. Die Entwicklungsfähigkeit ist durch den Test, mit einem mittleren DMA von 0,42 und 0,50 mg/cm², bei 200 bzw. 350 Vem, stabil (mit Standardabweichungen von 0,04 und 0,07 mg/cm²).
Beispiel 23
Ein gelber Toner wird hergestellt, enthaltend 26,67 Gewichtsprozent einer Dispersion von Sunbrite Yellow in SPARII (8,0 Gewichtsprozent Pigmentbeladung insgesamt), in einem propoxylierten Bisphenol-A-Fumaratharz, mit einem Gelgehalt von etwa 5 Gewichtsprozent. Der Toner umfasst auch 4,0 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Siliziumdioxid, 2,25 Gewichtsprozent DTMS-behandeltes Titanoxid, 0,3 Gewichtsprozent von dem Polydimethylsiloxan-behandelten, hydrophoben, pyrogenen Siliziumdioxid H2050EP und 0,3 Gewichtsprozent Zinkstearat L.
Der Toner hat eine volumenmittlere Teilchengröße von etwa 7,3 μm mit Prozent Feinstoffen weniger als 5 μm von nicht mehr als 15 %, auf die Zahl, wie durch einen Coulter-Counter gemessen.
Dieser Toner wird zu einem Entwickler durch Vereinigen mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Stahlkern (bezogen von Hoeganaes Corporation), beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA (bezogen von Soken), bei 232°C gebildet.
Test:
Verfahren: Der Entwickler wird in einer xerographischen Vorrichtung, die nur in einer entladenen Flächenentwicklung läuft, und unter Verwendung eines Hybrid-Scavengeless-Entwicklungssubsystems (siehe US-Patent Nr. 4 868 600 ) für 3 500 Drucke bei 20 % AC, 7 500 bei 2 % AC und mit 3 500 Drucken bei 50 % AC, laufen lassen.
Ergebnisse: Die Tonerkonzentration wird zwischen 3,9 und 5,0 % während des gesamten Tests gehalten. Tribo ist während des Tests sehr stabil, mit Durchschnitten von –47,5, –46,9, –42,7 μC/g während 20 %, 2 % bzw. 50 % AC. Am Ende von 7 500 Drucken bei 2 % AC ist die Ladungsverteilung eng, mit einem mittleren Q/D von –0,56 fC/μm, und mit CWS und CLC von 0,45 bzw. 0,56 %. Nach dem Übergang von 2 auf 50 % AC verbleibt die Ladungsverteilung eng und unimodal. Insbesondere während der ersten 500 Drucke von 50 % AC nach dem Übergang ist der Peak Q/D im Durchschnitt –0,63 fC/μm, und CWS und CLC im Durchschnitt 0,9 % bzw. 1,2 %. Während des gleichen Zeitraums ist der auf den Drucken gemessene Hintergrund sehr gering, mit einem mittleren ΔE von 0,22. Die Entwicklungsfähigkeit ist durch den Test, mit mittlerer DMA von 0,42 und 0,50 mg/cm², bei 200 bzw. 350 Vem, stabil (mit Standardabweichungen von 0,06 und 0,09 mg/cm²).
Beispiele 24–27 – Entwickler
Beispiel 24
In diesem Beispiel wird der Cyanblautoner von Beispiel 9 in einem Littleford FM50-Horizontalmischer (50 Liter Volumen), mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Hoeganaes-Stahlkern, beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA, das pulver beschichtet wird, in einem Drehbrennofen bei 232°C, um den Entwickler zu bilden, vermischt. Der Träger wird in den Mischer bei einem Gewicht von 45,48 kg (100,275 Pfund) geladen, und der Toner wird in den Mischer bei einem Gewicht von 2,14 kg (4,725 Pfund) für eine Volumenbeladung von 35 % geladen. Der Mischer wird bei einer Geschwindigkeit von 103 U/min für eine Gesamtheit von 20 Minuten arbeiten lassen.
Der erhaltene Entwickler wurde bewertet, und es wurde gefunden, dass er die nachstehenden Eigenschaften aufweist:
Tonerkonzentration = 4,45 %
Tribo = 42,77 μC/g
Leitfähigkeit (10 V) = 1,03 × 10^–14
Beispiel 25
In diesem Beispiel wird der gelbe Toner von Beispiel 21 in einem Littleford FM50-Horizontalmischer (50 Liter Volumen), mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Hoeganaes-Stahlkern, beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA, das pulverbeschichtet wird, in einem Drehbrennofen bei 232°C, um den Entwickler zu bilden, vermischt. Der Träger wird in den Mischer bei einem Gewicht von 45,48 kg (100,275 Pfund) geladen, und der Toner wird in den Mischer bei einem Gewicht von 2,14 kg (4,725 Pfund) geladen, zu einer Volumenbeladung von 35 %. Der Mischer wird bei einer Geschwindigkeit von 103 U/min für eine Gesamtheit von 20 Minuten laufen lassen.
Der erreichte Entwickler wurde bewertet, und es wurde gefunden, dass er die nachstehenden Eigenschaften aufweist:
Tonerkonzentration = 4,51 %
Tribo = 40,24 μC/g
Leitfähigkeit (10 V) = 9,65 × 10^–15
Beispiel 26
In diesem Beispiel wird der schwarze Toner von Beispiel 7 in einem Littleford FM50-Horizontalmischer (50 Liter Volumen), mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Hoeganaes-Stahlkern, beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA, das pulverbeschichtet wird, in einem Drehbrennofen bei 232°C, um den Entwickler zu bilden, vermischt. Der Träger wird in den Mischer bei einem Gewicht von 45,48 kg (100,275 Pfund) geladen, und der Toner wird in den Mischer bei einem Gewicht von 2,14 kg (4,725 Pfund) für eine Volumenbeladung von 35 % geladen. Der Mischer wird bei einer Geschwindigkeit von 103 U/min für insgesamt 20 Minuten arbeiten lassen.
Der erreichte Entwickler wurde bewertet, und es wurde gefunden, dass er die nachstehenden Eigenschaften aufweist:
Tonerkonzentration = 4,34 %
Tribo = 56,25 μC/g
Leitfähigkeit (10 V) = 1,05 × 10^–14
Beispiel 27
In diesem Beispiel wird der Magentatoner von Beispiel 15 in einem Littleford FM50-Horizontalmischer (50 Liter Volumen), mit einem Träger, umfassend einen 77 μm Hoeganaes-Stahlkern, beschichtet mit 1 Gewichtsprozent PMMA, das pulverbeschichtet wird, in einem Drehbrennofen bei 232°C, um den Entwickler zu bilden, vermischt. Der Träger wird in den Mischer bei einem Gewicht von 45,48 kg (100,275 Pfund) geladen, und der Toner wird in den Mischer bei einem Gewicht von 2,14 kg (4,725 Pfund) für eine Volumenbeladung von 35 % geladen. Der Mischer wird bei einer Geschwindigkeit von 103 U/min für insgesamt 20 Minuten arbeiten lassen.
Der erreichte Entwickler wurde bewertet, und es wurde gefunden, dass er die nachstehenden Eigenschaften aufweist:
Tonerkonzentration = 4,45 %
Tribo = 42,56 μC/g
Leitfähigkeit (10 V) = 1,19 × 10^–15
Beispiel 28 – Trägerkern-Formfaktor

In diesem Beispiel werden die Eigenschaften des Trägers, bezüglich des Trägerkernformfaktors und Oxidanteils, erläutert. Die Ergebnisse für verschiedene Stahlkerne werden in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengefasst. TABELLE 1

Kerneigenschaften				Trägereigenschaften
Kern	BET SA (cm²/g	Formfaktor	Oxidanteil	Leitfähigkeit (cm [mho/cm])	Tribo (μC/g)
Bsp. A	438	7,9	0,20	6,1 × 10^–11	47
Bsp. B	406	7,3	0,12	2,1 × 10^–9	49
Vgl.-Bsp. C	312	5,6	0,21	2,5 × 10^–15	54
Bsp. D	388	7,0	0,14	1,3 × 10^–9	–

Alle von diesen Kernen besitzen volumenmittlere Durchmesser-Teilchengrößen von ungefähr 77 Mikrometern, und die Oberflächenmorphologie ist durch die BET-Oberflächenzahl, die in Tabelle 1 angeführt ist, gekennzeichnet. Die Kernformfaktoren werden deshalb durch Dividieren der BET-Oberfläche durch 55,7 berechnet. Die Oxidanteile der Kerne werden auch in Tabelle 1 gezeigt. Träger, hergestellt aus diesen Kernen, werden mit 1 Gewichtsprozent PMMA beschichtet, das pulverbeschichtet wird, in einem Drehbrennofen bei 232°C. Die triboelektrischen Werte der erhaltenen Träger sind nicht stark durch entweder den Kernformfaktor oder Oxidanteil beeinflusst, was Werte von 50 ± 4 μC/g zeigt. Die Leitfähigkeitswerte der erhaltenen Träger sind sehr empfindlich auf den Formfaktor. Vergleichsbeispiel C, das einen Formfaktor von 5,6 und einen Oxidanteil von 0,21 aufweist, ist vollständig isolierend, während Beispiel A, mit einem Formfaktor von 7,9 und einem vergleichbaren Oxidanteil von 0,20, im Wesentlichen leitfähig ist. Hohe Anteile von Leitfähigkeit werden mit Formfaktoren von etwa 7 oder größer und Oxidanteilen von 0,15 oder weniger in Beispiel B und D erzielt.

Claims

Entwickler, umfassend ein Gemisch von Trägerteilchen und Tonerteilchen, wobei die Tonerteilchen mindestens ein Bindemittel, mindestens ein Färbemittel und gegebenenfalls ein oder mehrere Additive umfassen, wobei der Entwickler einen triboelektrischen Wert von 35 bis 60 μC/g aufweist, wobei die Tonerteilchen einen mittleren Teilchendurchmesser (volumenmittlerer Durchmesser) von 6,9 bis 7,9 Mikrometer (6,9 bis 7,9 μm) aufweisen, und wobei die Tonerteilchen eine Teilchengroßenverteilung mit einer Volumenverhältnis-geometrischen Standardabweichung (GSD) von 1,23 bis 1,21 aufweisen.
Entwickler nach Anspruch 1, worin der Entwickler dem Toner eine Ladungsverteilung [Ladung/Teilchendurchmesser (Q/D)] von –0,5 bis –1,0 fC/μm verleiht und die Verteilung im Wesentlichen unimodal ist und eine Peakbreite von weniger als 0,5 fC/μm besitzt.
Entwickler nach Anspruch 1, worin die Leitfähigkeit des Entwicklers im Bereich von 1 × 10^–11 bis 1 × 10^–15 S/cm (1 × 10^–11 bis 1 × 10^–15 mho/cm), wie bei 30 V gemessen, liegt.
Entwickler nach Anspruch 1, worin die Trägerteilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von 65 bis 90 Mikrometer (65 bis 90 μm) aufweisen.
Entwickler nach Anspruch 1, worin die Tonerkonzentration im Bereich von 3,5 bis 5,5 Gewichtsprozent von einem Gesamtgewicht des Entwicklers liegt.
Entwickler nach Anspruch 1, worin der Toner einen Unterschied zwischen der Zielfarbe und der tatsächlichen Farbe ΔE_CMC (worin CMC für das Color Measurement Committee of the Society of Dyers and Colorists steht) von 0 bis 0,60 zeigt.
Entwickler nach Anspruch 1, worin nach triboelektrischem Kontakt mit den Trägerteilchen der Toner eine triboelektrische Ladung von –25 bis –70 μC/g mit einer Variation während der Entwicklung von 0 bis 15 μC/g aufweist und die Tonerteilchen eine Ladung pro Teilchendurchmesser (Q/D) von –0,1 bis –1,0 fC/μm mit einer Variation während der Entwicklung von 0 bis 0,25 fC/μm aufweisen.
Entwickler nach Anspruch 1, worin das mindestens eine Bindemittel ein propoxyliertes Bisphenol-A-Fumeratharz umfasst und das Tonerharz einen Gesamtgelgehalt von 2 bis 9 Gewichtsprozent des Bindemittels aufweist, wobei mindestens ein Färbemittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ruß, Magnetit oder Gemischen davon, Cyanblau, Magenta, Gelb, Blau, Grün, Rot, Orange, Violett oder Braun oder Gemischen davon, und wobei das wahlweise eine Additiv oder die wahlweise mehreren Additive als äußere Additive von einem oder mehreren von Siliziumdioxidpulver, einem Metalloxid oder einem Schmiermittel vorliegen.
Verfahren zum Erzeugen eines Bildes auf einem Bildempfangssubstrat, umfassend das Bilden eines latenten Bildes auf einer Photorezeptoroberfläche, Entwickeln eines Teils des latenten Bildes, das Magentafarbe erfordert, mit einem Magentaentwickler, Entwickeln eines Teils des latenten Bildes, das gelbe Farbe erfordert, mit einem Gelbentwickler, Entwickeln eines Teils des latenten Bildes, das Cyanblaufarbe erfordert, mit einem Cyanblauentwickler, Entwickeln eines Teils des latenten Bildes, das schwarze Farbe erfordert, mit einem schwarzen Entwickler, und dann, nach Beendigung aller Entwicklungsschritte, Überführen des entwickelten latenten Bildes von der Photorezeptoroberfläche auf ein Bildempfangssubstrat, wobei die Entwicklungsschritte jeweils mit Hybrid-Scavengeless-Entwicklung durchgeführt werden und wobei die Cyanblau-, gelben, Magenta- und schwarzen Entwickler jeweils einen triboelektrischen Wert von 25 bis 70 μC/g aufweisen, und wobei mindestens einer der vorstehend angeführten Entwickler ein Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.