DE69016913T2 - Developer and development process. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Entwickler zur Verwendung bei elektronischen Reproduktionsverfahren und dergleichen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Entwickler vom Zweikomponenten-Typ, der einen Toner und einen Magnetträger umfaßt, mit dem sogar wenn ein Toner mit einer niedrigen elektrischen Leitfähigkeit verwendet wird, eine hohe Bilddichte erhalten werden kann, und ein Entwicklungsverfahren unter Verwendung dieses Entwicklers.The present invention relates to a developer for use in electronic reproduction processes and the like. More particularly, the present invention relates to a two-component type developer comprising a toner and a magnetic carrier with which a high image density can be obtained even when a toner having a low electrical conductivity is used, and a developing method using this developer.
Auf dem Gebiet kommerzieller elektronischer Reproduktionsverfahren wird zur Entwicklung eines elektrostatischen Bildes weit verbreitet eine Magnetbüschelentwicklung unter Verwendung eines magnetischen Entwicklers vom Zweikomponenten-Typ angewendet. Als magnetischer Entwickler vom Zweikomponenten-Typ wird weit verbreitet eine Mischung verwendet, die einen Magnetträger aus Eisenpulver oder gesinterten Ferritteilchen und einen Toner umfaßt, der sich aus durch Dispergieren von Additiven, wie z.B. einem Farbmittel und einem Ladungskontrollmittel, in einem Binderharz gebildeten Teilchen zusammensetzt.In the field of commercial electronic reproduction processes, magnetic brush development using a two-component type magnetic developer is widely used to develop an electrostatic image. As the two-component type magnetic developer, a mixture comprising a magnetic carrier made of iron powder or sintered ferrite particles and a toner composed of particles formed by dispersing additives such as a colorant and a charge control agent in a binder resin is widely used.
Ein üblicher Entwicklungsmechanismus, in dem ein vorstehend beschriebener Entwickler verwendet wird, besitzt den in Figur 1 dargestellten Aufbau. Im Entwicklungsmechanismus 2 ist ein schachtelförmiger Zufuhrmechanismus 4 für den Toner vorhanden, von dem von oben her ein Toner 6 zugeführt wird. Der Toner 6 wird in eine darunter befindliche Entwicklungsvorrichtung 10 durch eine Zufuhröffnung 8, die mit einer Aufgabeeinrichtung ausgestattet ist, eingeführt und in der Entwicklungseinrichtung 10 zusammen mit einem Träger durch Rührer 12 gerührt, um einen Entwickler 14 vom Zweikomponenten-Typ auszubilden.A conventional developing mechanism using a developer as described above has the structure shown in Figure 1. In the developing mechanism 2, there is a box-shaped toner supply mechanism 4 from which a toner 6 is supplied from above. The toner 6 is fed into a developing device 10 located below. through a supply port 8 provided with a feeder, and stirred in the developing device 10 together with a carrier by stirrers 12 to form a two-component type developer 14.
Eine Entwicklungshülse (ein den Entwickler tragendes Element) 16, die mit vielen magnetischen Polen ausgestattet ist, ist in der Entwicklungseinrichtung 10 angeordnet. Der Entwickler 14 mit dem durch Reibung geladenen Toner wird zur Entwicklungshülse 16 zugeführt und ein magnetisches Büschel 18 des Entwicklers wird an der Oberfläche der Hülse durch Magnetkraft ausgebildet. Die Länge des magnetischen Büschels 18 wird durch einen das Büschel zerschneidenden Mechanismus 20 eingestellt, und auf der Oberfläche der Entwicklungshülse 16 wird eine gleichmäßige Schicht des Entwicklers ausgebildet. Diese Entwicklerschicht wird zur Berührungsstelle mit der Oberfläche einer lichtempfindlichen Schicht 24 einer Walze mit einem elektrophotographischen lichtempfindlichen Material (Bildträger) 22 zugeführt. Die Walze 22 mit dem lichtempfindlichen Material ist in einem Abstand DD-S von der Entwicklungshülse 16 angeordnet, und die Entwicklungshülse 16 und die Walze 22 mit lichtempfindlichen Material sind drehbar gelagert und werden so angetrieben, daß die Antriebsrichtungen (durch Pfeile dargestellt) an der Berührungsstelle die gleichen sind (ihre Rotationsrichtungen sind gegensätzlich).A developing sleeve (a developer carrying member) 16 provided with many magnetic poles is arranged in the developing device 10. The developer 14 with the toner charged by friction is supplied to the developing sleeve 16, and a magnetic tuft 18 of the developer is formed on the surface of the sleeve by magnetic force. The length of the magnetic tuft 18 is adjusted by a tuft cutting mechanism 20, and a uniform layer of the developer is formed on the surface of the developing sleeve 16. This developer layer is supplied to contact the surface of a photosensitive layer 24 of a roller with an electrophotographic photosensitive material (image carrier) 22. The roller 22 with the photosensitive material is arranged at a distance DD-S from the developing sleeve 16, and the developing sleeve 16 and the roller 22 with the photosensitive material are rotatably supported and driven so that the driving directions (shown by arrows) are the same at the point of contact (their directions of rotation are opposite).
Ein Corona-Lader 26, der mit einer variablen Hochspannungsquelle 25 verbunden ist, und ein optisches System 28 zur Belichtung sind stromaufwärts von der Entwicklungseinrichtung 10 um die Walze mit lichtempfindlichem Material angeordnet, um ein elektrostatisches latentes Bild mit einer bestimmten Oberflächenspannung auszubilden. Eine Vorspannungsquelle 33, die mit einem spannungsregelnden Mechanismus 30 versehen ist, ist mit der lichtempfindlichen Walze 22 und der Entwicklungshülse 12 so verbunden, daß auf die lichtempfindliche Schicht 24 gegebenenfalls eine Spannung (Vorspannung) angelegt werden kann, die die gleiche Polarität wie die Oberflächenspannung besitzt und niedriger als die Oberflächenspannung ist. Ein Transfermechanismus 34 zur Übertragung eines Tonerbildes auf eine Kopiermaschine ist stromabwärts von der Entwicklungszone an der lichtempfindlichen Schicht 24 angeordnet.A corona charger 26 connected to a variable high voltage source 25 and an optical system 28 for exposure are arranged upstream of the developing device 10 around the photosensitive material roller to form an electrostatic latent image with a certain surface tension. A bias voltage source 33 provided with a voltage regulating mechanism 30 is connected to the photosensitive roller 22 and the developing sleeve 12 so that a voltage can be applied to the photosensitive layer 24 if necessary. (bias voltage) having the same polarity as the surface tension and lower than the surface tension can be applied. A transfer mechanism 34 for transferring a toner image to a copying machine is arranged downstream of the development zone on the photosensitive layer 24.
In der vorstehend beschriebenen Anordnung bildet der Entwickler 14 das magnetische Büschel 18 an der Entwicklungshülse 16 und an der Berührungsstelle aus, und dieses magnetische Büschel 18 reagiert mit dem elektrostatischen latenten Bild der lichtempfindlichen Schicht 24 unter Ausbildung eines sichtbaren Bildes des Toners auf der lichtempfindlichen Schicht 24.In the arrangement described above, the developer 14 forms the magnetic brush 18 on the developing sleeve 16 and at the nip, and this magnetic brush 18 reacts with the electrostatic latent image of the photosensitive layer 24 to form a visible image of the toner on the photosensitive layer 24.
Bei dieser das Bild ausbildenden Stufe ist der elektrische Widerstand (der reziproke Wert der elektrischen Leitfähigkeit) des als weißer Toner verwendeten Titandioxids oder eines Farbtoners oder Farbpigments höher als der eines schwarzen Pigments, wie z.B. aus Kohlenstoff, und seine Ladungsmenge zeigt die Tendenz sich zu erhöhen, und manchmal wird es unmöglich die Bilddichte (ID) des Tonerbildes bei einem hohen Niveau aufrechtzuerhalten. Als Mittel zur Lösung dieses Problems wurde ein Verfahren in Betracht gezogen, bei dem die Menge des auf die Oberfläche des Magnetträgers aufgeschichteten Harzes verringert ist, um den Widerstand zu verringern und um die Ladungsmenge des Toners zu verringern.In this image forming step, the electrical resistance (the reciprocal value of electrical conductivity) of titanium dioxide used as a white toner or a color toner or color pigment is higher than that of a black pigment such as carbon, and its charge amount tends to increase, and sometimes it becomes impossible to maintain the image density (ID) of the toner image at a high level. As a means of solving this problem, a method has been considered in which the amount of the resin coated on the surface of the magnetic carrier is reduced to reduce the resistance and to reduce the charge amount of the toner.
Im Falle eines zur Beschichtung des magnetischen Trägers üblicherweise verwendeten Acrylharzes sollte, um den Widerstand zu verringern, die auf dem Harz aufgetragene Menge weniger als 0.01 % betragen. Wenn die auf dem Harz aufgetragene Menge gering ist, wird jedoch die Oberfläche des Trägerkernes nicht ausreichend bedeckt und geschützt, und es besteht deshalb das Risiko einer Kontaminierung des Toners durch Oxidation des Trägerkernes oder dergleichen. Insbesondere wenn ein Entwickler, der einen weißen Toner umfaßt, verwendet wird, ist das erhaltene Bild dann gelblich und der Weißgrad ist unzureichend.In the case of an acrylic resin commonly used for coating the magnetic carrier, in order to reduce the resistance, the amount coated on the resin should be less than 0.01%. However, if the amount coated on the resin is small, the surface of the carrier core is not sufficiently covered and protected, and there is therefore a risk of contamination of the toner by oxidation of the carrier core or the like. In particular, when a If a developer containing a white toner is used, the resulting image will be yellowish and the whiteness will be insufficient.
Im Falle eines Entwicklers, der einen magnetischen Träger umfaßt, der einen geringen Widerstand besitzt, und einen Toner mit einem hohen Widerstand, ist die Änderung des Widerstandwertes des Entwicklers relativ zur Tonerkonzentration (T/D) (das Gewichtsverhältnis des Toners zum Entwickler vom Zweikomponenten-Typ) groß, und wenn auch nur der T/D-Wert ein wenig erniedrigt wird, wird im Bild ein Blankdruck verursacht (die Erscheinung, daß sich auf der kontinuierlichen Bildfläche ein weißer Teil bildet, an dem der Toner nicht fixiert ist) verursacht. Es wird angenommen, daß dem Blankdruck durch Vergrößerung der Teilchengröße des Trägers vorgebeugt werden kann. Wenn jedoch die Teilchengröße des Trägers übermäßig erhöht wird, wird die Bildqualität verschlechtert und der Verbrauch des Toners steigt an. Wenn die Teilchengröße des Toners zu klein ist, werden auch aufgrund des geringen Widerstandes des magnetischen Trägers eine wahllose Übertragung des Toners in Form von Flecken auf die Transferoberfläche, die von der Fläche des elektrostatischen latenten Bildes verschieden ist, und ein Verschleppen des Trägers, d.h. die Erscheinung, daß der Träger zusammen mit dem Toner auf das lichtempfindliche Material übertragen wird, verursacht.In the case of a developer comprising a magnetic carrier having a low resistance and a toner having a high resistance, the change in the resistance value of the developer relative to the toner concentration (T/D) (the weight ratio of the toner to the two-component type developer) is large, and if the T/D value is lowered even a little, blank printing (the phenomenon that a white part to which the toner is not fixed is formed on the continuous image area) is caused in the image. It is believed that blank printing can be prevented by increasing the particle size of the carrier. However, if the particle size of the carrier is increased excessively, the image quality is deteriorated and the consumption of the toner increases. If the particle size of the toner is too small, random transfer of the toner in the form of spots to the transfer surface other than the electrostatic latent image area and carrier drag-out, i.e., the phenomenon that the carrier is transferred to the photosensitive material together with the toner, are caused also due to the low resistance of the magnetic carrier.
Ein organisches lichtempfindliches Material, das eine gute Verarbeitbarkeit besitzt, im Hinblick auf die Herstellungskosten vorteilhaft ist, und im Hinblick auf die Funktionen breit anwendbar ist, wird neuerdings als lichtempfindliches Material für die Elektrophotographie verwendet. Das organische lichtempfindliche Material umfaßt ein solches vom negativ aufladbaren Typ und vom positiv aufladbaren Typ. Da der negativ aufladbare Typ oft eine Kontaminierung der Kopie-Umgebung verursacht, wird nun von der Verwendung des positiv aufladbaren lichtempfindlichen Materials (OPC) ausgegangen.An organic photosensitive material which has good processability, is advantageous in terms of production cost, and is widely applicable in terms of functions is recently used as a photosensitive material for electrophotography. The organic photosensitive material includes a negatively chargeable type and a positively chargeable type. Since the negatively chargeable type often causes contamination of the copy environment, the use of the positively chargeable photosensitive material (OPC) is now expected.
In diesem positiv aufladbaren lichtempfindlichen Material neigt die Restspannung jedoch dazu, größer zu werden als im konventionellen lichtempfindlichen Material vom Se-Typ, und deshalb sollte in dem Fall, in dem ein positiv aufladbares lichtempfindliches Material verwendet wird, die Vorspannung auf einem Niveau von höher von 250 V gehalten werden. Eine Erhöhung der Vorspannung erhöht die Ladungsabstoßung zwischen dem magnetischen Träger und der Entwicklungshülse. Wenn unter Verwendung eines positiv aufladbaren organischen lichtempfindlichen Materials und eines weißen Toners oder Farbtoners ein Bild ausgebildet wird, werden deshalb eine Vermeidung des Verschleppens des Trägers und eine Verbesserung der Bildqualität erforderlich.However, in this positively chargeable photosensitive material, the residual voltage tends to become larger than in the conventional Se-type photosensitive material, and therefore, in the case where a positively chargeable photosensitive material is used, the bias voltage should be kept at a level higher than 250 V. Increasing the bias voltage increases the charge repulsion between the magnetic carrier and the developing sleeve. Therefore, when an image is formed using a positively chargeable organic photosensitive material and a white toner or color toner, prevention of carrier carryover and improvement of image quality become necessary.
Darüberhinaus wird in dem Fall, bei dem der vorstehend genannte Abstand DD-S zur Verringerung der Qualitätsverschlechterung durch Erhöhung der Vorspannung verringert wird, der Entwickler einer Belastung unterworfen und deshalb leicht ein Verschleppen des Trägers verursacht.Moreover, in the case where the above-mentioned distance DD-S is reduced to reduce the quality deterioration by increasing the bias voltage, the developer is subjected to a stress and therefore carrier drag is easily caused.
Eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Entwickler bereitzustellen, mit dem eine hohe Bilddichte mit guter Reproduzierbarkeit durch Stabilisieren der Ladungsinenge des Entwicklers innerhalb eines geeigneten Bereiches auch unter Verwendung eines weißen Toners oder gefärbten Toners mit niedrieger elektrischer Leitfähigkeit erhalten werden kann.A primary object of the present invention is therefore to provide a developer capable of obtaining a high image density with good reproducibility by stabilizing the charge amount of the developer within an appropriate range even by using a white toner or colored toner having low electrical conductivity.
Eine weitere Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist es, einen Entwickler bereitzustellen, mit dem eine hohe Bilddichte erhalten werden kann, die auch unter Verwendung eines weißen Toners oder gefärbten Toners mit einer niedrigen elektrischen Leitfähigkeit nicht mit solchen Nachteilen wie Blankdruck, wahllose fleckenartige Tonerübertragung und Verschleppen des Trägers verbunden ist.Another object of the present invention is to provide a developer with which a high image density can be obtained which is not associated with such disadvantages as blank printing, random patchy toner transfer and carrier drag even when using a white toner or colored toner having a low electrical conductivity.
Eine weitere Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist es, einen weißen Entwickler bereitzustellen, mit dem ein klares und scharfes Bild erhalten werden kann.Another object of the present invention is to provide a white developer with which a clear and sharp image can be obtained.
Eine weitere Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist es, einen Entwickler bereitzustellen, der vorzugsweise anf einem positiv aufladbaren organischen lichtempfindlichen Material appliziert wird.A further object of the present invention is to provide a developer which is preferably applied to a positively chargeable organic photosensitive material.
Gemäß einem grundsätzlichen erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Entwickler bereitgestellt, umfassend einen Toner mit einer elektrischen Leitfähigkeit im Bereich von 2.0 x 10&supmin;¹&sup0; bis 3.0 x 10&supmin;¹&sup0; S/cm und einen Magnetträger, der einen Stromwert im Bereich von 0.1 bis 70 uA besitzt, und beschichtet ist mit 0.01 bis 0.5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Trägerkernes, eines Aminogruppen enthaltenden Silikonharzes.According to a basic aspect of the invention, there is provided a developer comprising a toner having an electrical conductivity in the range of 2.0 x 10⁻¹⁰ to 3.0 x 10⁻¹⁰ S/cm and a magnetic carrier having a current value in the range of 0.1 to 70 µA and coated with 0.01 to 0.5% by weight, based on the weight of the carrier core, of an amino group-containing silicone resin.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Entwicklers liegt der Durchmesser D&sub5;&sub0; der Teilchengröße (Gewichtsmittel), die 50 % des Gewichts der gesamten Trägerteilchen in dem magnetischen Träger entspricht, im Bereich von 70 bis 120 um.According to a preferred embodiment of the developer, the diameter D50 of the particle size (weight average) corresponding to 50% of the weight of the total carrier particles in the magnetic carrier is in the range of 70 to 120 µm.
Für den erfindungsgemäßen Entwickler kann ein weißer Toner, der Titanoxid umfaßt, verwendet werden.For the developer of the present invention, a white toner comprising titanium oxide can be used.
Gemäß einem weiteren fundamentalen erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Entwicklungsverfahren bereitgestellt, bei dem man einen Entwickler vom Zweikomponenten-Typ, der einen Toner mit einer elektrischen Leitfähigkeit im Bereich von 2.0 x 10&supmin;¹&sup0; bis 3.0 x 10 S/cm und einen Magnetträger, der einen Stromwert im Bereich von 0.1 bis 70 uA besitzt und mit 0.01 bis 0.5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Trägerkernes, eines Aminogruppen enthaltenden Silikonharzes beschichtet ist, umfaßt, zwischen einen Entwicklerträger und einen Träger für das elektrostatische Bild, an den eine Vorspannung von mindestens 250 V angelegt ist, zur Entwicklung einbringt.According to another fundamental aspect of the present invention, there is provided a developing method comprising: interposing a two-component type developer comprising a toner having an electrical conductivity in the range of 2.0 x 10-10 to 3.0 x 10 S/cm and a magnetic carrier having a current value in the range of 0.1 to 70 µA and coated with 0.01 to 0.5% by weight, based on the weight of the carrier core, of an amino group-containing silicone resin between a developer carrier and an electrostatic image carrier to which a bias voltage of at least 250 V is applied for development.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Entwicklungsverfahrens wird der Abstand zwischen dem elektrostatischen Bildträger und dem Entwicklerträger auf weniger als 1.2 mm eingestellt.According to a preferred embodiment of the development method, the distance between the electrostatic image carrier and the developer carrier is set to less than 1.2 mm.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Entwicklungsverfahrens wird der Stromwert des magnetischen Trägers auf 0.1 bis 70 uA eingestellt.According to another preferred embodiment of the development method, the current value of the magnetic carrier is set to 0.1 to 70 uA.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Entwicklungsverfahrens wird der Durchmesser D&sub5;&sub0; der Teilchengröße (Gewichtsmittel), die 50 Gew.-% der gesamten Trägerteilchen im magnetischen Träger entspricht, auf 70 bis 120 um eingestellt.According to another preferred embodiment of the development method, the diameter D₅₀ of the particle size (weight average) corresponding to 50 wt% of the total carrier particles in the magnetic carrier is set to 70 to 120 µm.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Entwicklungsverfahrens wird der Durchmesser D&sub5;&sub0; der Teilchengröße (Gewichtsmittel), die 50 Gew.-% der gesamten Trägerteilchen im magnetischen Träger entspricht, auf 70 bis 90 m eingestellt und ein lichtempfindliches Material vom Se-Typ als elektrostatischer Bildträger verwendet.According to another preferred embodiment of the development method, the diameter D₅₀ of the particle size (weight average) corresponding to 50 wt% of the total carrier particles in the magnetic carrier is set to 70 to 90 m, and a Se-type photosensitive material is used as an electrostatic image carrier.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Entwicklungsverfahrens wird der Durchmesser D&sub5;&sub0; der Teilchengröße (Gewichtsmittel), die 50 Gew.-% der gesamten Trägerteilchen im Magnetträger entspricht, auf 80 bis 120 um eingestellt und als elektrostatischer Bildträger ein positiv aufladbares organisches lichtempfindliches Material verwendet. Kurze Beschreibung der ZeichnungenAccording to another preferred embodiment of the development method, the diameter D₅₀ of the particle size (weight average) corresponding to 50 wt% of the total carrier particles in the magnetic carrier is set to 80 to 120 µm, and a positively chargeable organic photosensitive material is used as the electrostatic image carrier. Brief Description of the Drawings
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Entwicklungsmechanismus.Fig. 1 is a schematic representation of the development mechanism.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Menge des aufgeschichteten Harzes und der Ladungsmenge des Trägers zeigt.Fig. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of the coated resin and the amount of charge of the carrier.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Vorspannung und dem Auftreten eines Verschleppens des Trägers zeigt.Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the preload and the occurrence of carrier drag.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Messung des Stromwertes.Fig. 4 is a schematic representation of a device for measuring the current value.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß, wenn einen Entwickler durch Kombination eines Toners mit einer niedrigen elektrischen Leitfähigkeit und eines magnetischen Trägers, der mit einem Aminogruppen enthaltenden Silikonharz beschichtet ist, gebildet wird, ein Bild mit guter Qualität und hoher Dichte ohne Auftreten irgendwelcher Störeffekte oder Nachteile im beschichteten Träger ausgebildet werden kann.The present invention is based on the finding that when a developer is formed by combining a toner having a low electrical conductivity and a magnetic carrier coated with an amino group-containing silicone resin, an image of good quality and high density can be formed without occurrence of any disturbances or drawbacks in the coated carrier.
Die vorliegende Erfindung basiert ebenfalls auf der Erkenntnis, daß, wenn die Teilchengröße des mit dem vorstehend genannten Beschichtungsharz beschichteten Trägers innerhalb eines bestimmten Bereiches gleichmäßig eingestellt wird, das Auftreten eines Verschleppens des Trägers und von wahlloser fleckenartiger Tonerübertragung, die bei der Verringerung des Widerstandes des Trägers leicht verursacht werden können, verhindert werden können.The present invention is also based on the finding that if the particle size of the carrier coated with the above-mentioned coating resin is uniformly controlled within a certain range, the occurrence of carrier dragging and random patchy toner transfer, which are easily caused when the resistance of the carrier is reduced, can be prevented.
In den meisten Weißtonern und Farbtonern ist die elektrische Leitfähigkeit geringer als 3.5 x 10&supmin;¹&sup0;, und insbesondere niedrieger als 3.0 x 10&supmin;¹&sup0;. Diese Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit des Toners wird durch die Gegenwart von Farbmitteln im Toner verursacht. Es gibt viele Farbmittel für Toner, die dem vorstehenden Erfordernis einer niedrigen elektrischen Leitfähigkeit entsprechen, und als organisches Pigment verfügbar sind, und deshalb können Farbmittel innerhalb eines breiten Bereichs frei gewählt werden. In Tonern, die dem obigen Erfordernis der elektrischen Leitfähigkeit nicht ensprechen, ist der Auswahlbereich der Farbmittel jedoch eng, und eine gewünschte Farbe kann nur schwer erhalten werden. Erfindungsgemäß können Tonerpigmente frei ausgewählt werden und der Bereich der Farbe des Entwicklers kann verbreitet werden.In most white toners and color toners, the electrical conductivity is lower than 3.5 x 10⁻¹⁰, and particularly lower than 3.0 x 10⁻¹⁰. This reduction in the electrical conductivity of the toner is caused by the presence of colorants in the toner. There are many colorants for toners which satisfy the above requirement of low electrical conductivity and are available as organic pigment, and therefore colorants can be freely selected within a wide range. In toners which do not satisfy the above requirement of electrical conductivity However, the selection range of colorants is narrow and a desired color is difficult to obtain. According to the present invention, toner pigments can be freely selected and the range of color of the developer can be widened.
Wenn die elektrische Leitfähigkeit des Toners geringer als 3.5 x 10&supmin;¹&sup0; S/cm, insbesondere 2.0 x 10&supmin;¹&sup0; bis 3.0 x 10&supmin;¹&sup0; S/cm ist, wird jedoch, wenn dieser Toner in Kombination mit einem üblichen Träger verwendet wird, die Übertragbarkeit durch Erhöhung der Ladungsmenge pro Gewichtseinheit verschlechtert, und ein Bild mit hoher Dichte ist kaum zu erhalten.However, if the electric conductivity of the toner is less than 3.5 x 10⁻¹⁰ S/cm, particularly 2.0 x 10⁻¹⁰ to 3.0 x 10⁻¹⁰ S/cm, when this toner is used in combination with a common carrier, the transferability is deteriorated by increasing the amount of charge per unit weight, and a high density image is hardly obtained.
Um diese Ladung der Ladungsmenge, die von der niedrigen elektrischen Leitfähigkeit verursacht wird, erfindungsgemäß zu verringern, ist es wichtig, daß ein Aminogruppen enthaltendes Silikonharz als Beschichtungsharz für den Magnetträger verwendet wird. Das Aminogruppen enthaltende Silikonharz verringert den Widerstand des magnetischen Trägers im Vergleich zum Widerstand, wie durch konventionelle Beschichtungsharze erzielt wird. Wenn dieser magnetische Träger mit dem Toner, der eine niedrige elektrische Leitfähigkeit besitzt, verrührt wird, wird das Ansteigen der Ladungsmenge in Toner eingedämpft, und der Toner kann dem lichtempfindlichen Material (elektrostatischer Bildträger) im geeigneten geladenen Zustand zugeführt werden.In order to reduce this increase in the amount of charge caused by the low electrical conductivity, according to the present invention, it is important that an amino group-containing silicone resin is used as a coating resin for the magnetic carrier. The amino group-containing silicone resin reduces the resistance of the magnetic carrier as compared with the resistance achieved by conventional coating resins. When this magnetic carrier is stirred with the toner having a low electrical conductivity, the increase in the amount of charge in toner is suppressed, and the toner can be supplied to the photosensitive material (electrostatic image carrier) in a suitable charged state.
Wie dies aus den im nachfolgenden Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 angegebenen Resultaten ersichtlich ist, wird auch dann, wenn ein Entwickler, der einen mit einem Aminogruppen enthaltenden Silikonharz beschichteten Träger umfaßt, auch während einer langen Zeit verwendet wird, kein Gelblichwerden des Bildes verursacht, und es kann eine hohe Dichte beibehalten werden.As is apparent from the results shown in Example 1 and Comparative Example 1 below, even when a developer comprising a carrier coated with an amino group-containing silicone resin is used for a long time, no yellowing of the image is caused and a high density can be maintained.
Die Figur 2 zeigt die geeignete Ladungsmenge des magnetischen Trägers zur Verwendung eines Toners mit einer niedrigen elektrischen Leitfähigkeit.Figure 2 shows the appropriate charge amount of the magnetic carrier for using a toner with a low electrical conductivity.
Wie in Figur 2 dargestellt kann in dem mit einem Acrylharz beschichteten konventionellen magnetischen Träger die Beschichtungsmenge des Harzes höchstens 0.05 Gew.-% oder geringer sein. Im Gegensatz dazu tritt in dem magnetischen Träger, der mit einem Aminogruppen enthaltenden Silikonharz beschichtet ist, auch dann wenn die Beschichtungsmenge auf 0.1 Gew.-% erhöht wird, kein Problem im Zusammenhang mit der Ladungsmenge auf. In dem Fall, in dem ein Aminogruppen enthaltendes Silikonharz als Beschichtungsharz für den magnetischen Träger verwendet wird, wird deshalb die Ladungsmenge des magnetischen Trägers verringert und es kann eine zufriedenstellende Schutzschicht auf dem Trägerkern ausgebildet werden. Diese Verringerung der Ladungsmenge des Magnetträgers durch die Verwendung des spezifischen Beschichtungsharzes hält die Ladungsmenge des Toners in Grenzen und die beschichtete Menge des Beschichtungsharzes kann erhöht werden.As shown in Figure 2, in the conventional magnetic carrier coated with an acrylic resin, the coating amount of the resin can be 0.05 wt% or less. In contrast, in the magnetic carrier coated with an amino group-containing silicone resin, even if the coating amount is increased to 0.1 wt%, no problem related to the charge amount occurs. Therefore, in the case where an amino group-containing silicone resin is used as the coating resin for the magnetic carrier, the charge amount of the magnetic carrier is reduced and a satisfactory protective layer can be formed on the carrier core. This reduction in the charge amount of the magnetic carrier by using the specific coating resin limits the charge amount of the toner and the coated amount of the coating resin can be increased.
Der nachfolgend beschriebene Stromwert des magnetischen Trägers steht in enger Beziehung zum Trägermaterial und der Beschichtungsmenge des Harzes. In den erfindungsgemäßen Entwicklern wird der Stromwert des magnetischen Trägers auf 0.1 bis 70 uA, insbesondere 0.5 bis 3 uA eingestellt, wenn ein lichtempfindliches Material vom Se-Typ verwendet wird, oder auf 30 bis 40 uA, wenn ein positiv aufladbares organisches lichtempfindliches Material verwendet wird. Im Falle eines Entwicklers, der dieses Erfordernis erfüllt, wird eine Verringerung der Dichte, wie z.B. ein Blankdruck, auf dem ausgebildeten Bild nicht gefunden, und es kann ein hervorragendes Bild mit einer hohen Dichte erhalten werden. In der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen wird unter Stromwert der Stromwert verstanden, der beobachtet wird, wenn der Träger an eine Gleichstromguelle von 200 V in dem Zustand verbunden wird, in dem ein magnetisches Büschel bei der Entwicklungsgeschwindigkeit ausgebildet und bewegt wird. Blankdruck bedeutet die Erscheinung, daß in der kontinuierlichen Bildfläche des elektrostatischen latenten Bildes der Toner nicht auf bestimmte Teile übertragen wird aufgrund der Adhäsion des Trägers an die Walze oder dergleichen.The current value of the magnetic carrier described below is closely related to the carrier material and the coating amount of the resin. In the developers of the present invention, the current value of the magnetic carrier is set to 0.1 to 70 µA, particularly 0.5 to 3 µA when a Se type photosensitive material is used, or 30 to 40 µA when a positively chargeable organic photosensitive material is used. In the case of a developer satisfying this requirement, a reduction in density such as blank printing is not found on the formed image, and an excellent image having a high density can be obtained. In the present specification and the appended claims, the current value is understood to be the current value observed when the carrier is connected to a DC power source of 200 V in the state in which a magnetic brush is formed and moved at the development speed. Blank printing means the phenomenon that in the continuous image area of the electrostatic latent image the toner is not transferred to certain parts due to the adhesion of the carrier to the roller or the like.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, daß die Teilchengröße des Trägers so eingestellt wird, daß der Durchmesser D&sub5;&sub0; der Teilchengröße (Gewichtsmittel) die 50 Gew.-% der gesamten Trägerteilchen entspricht, 70 bis 120 um beträgt, und insbesondere 70 bis 90 um, wenn ein lichtempfindliches Material vom Se-Typ verwendet wird, oder 80 bis 120 um, wenn ein positiv aufladbares organisches lichtempfindliches Material verwendet wird, und daß der Träger mit der so eingestellten Teilchengröße mit dem vorstehend genannten Beschichtungsharz beschichtet wird.In the present invention, it is preferable that the particle size of the carrier is adjusted so that the diameter D50 of the particle size (weight average) corresponding to 50% by weight of the total carrier particles is 70 to 120 µm, and particularly 70 to 90 µm when a Se type photosensitive material is used, or 80 to 120 µm when a positively chargeable organic photosensitive material is used, and that the carrier having the thus adjusted particle size is coated with the above-mentioned coating resin.
Wenn die Teilchengröße des Trägers innerhalb des vorstehend genannten Bereiches eingestellt wird, werden ein Blankdruck, ein wahlloser fleckenartiger Transfer des Toners und ein Verschleppen des Trägers kaum verursacht. Wenn die Teilchengröße des Magnetträgers unterhalb des vorstehend angegebenen Bereiches liegt, verursachen, auch aufgrund des geringen Widerstandes des Trägers, Trägerteilchen mit einer relativ kleinen Teilchengröße einen Blankdruck, einen wahllosen fleckenartigen Transfer des Toners und ein Verschleppen des Trägers. Wenn auf der anderen Seite die Teilchengröße des Trägers den vorstehenden Bereich übersteigt, erhöht sich der Verbrauch des Toners.When the particle size of the carrier is set within the above range, blank printing, random patchy transfer of the toner and carrier carryover are hardly caused. When the particle size of the magnetic carrier is below the above range, carrier particles having a relatively small particle size cause blank printing, random patchy transfer of the toner and carrier carryover due to the low resistance of the carrier. On the other hand, when the particle size of the carrier exceeds the above range, the consumption of the toner increases.
Der Durchmesser D&sub5;&sub0; (Gewichtsmittel), der 50 % des Gewichts des gesamten Trägerteilchen entspricht, wird wie folgt bestimmt. Das Gewicht des Trägers wird ausgehend von Teilchen mit einer kleinen Teilchengröße bestimmt, und wenn das bestimmte Gewicht 50 % des gesamten Gewichtes erreicht, wird die mittlere Teilchengröße des Trägers als Durchmesser D&sub5;&sub0; bestimmt. Für diese Bestimmung werden Siebe mit einer bestimmten Maschengröße verwendet.The diameter D₅₀ (weight average) corresponding to 50% of the weight of the total carrier particle is determined as follows. The weight of the carrier is determined starting from particles with a small particle size, and when the determined weight reaches 50% of the total weight, the average particle size of the carrier is determined as diameter D₅₀. For this determination, sieves with a certain mesh size are used.
Die Figur 3 zeigt die BEziehung zwischen der Vorspannung und dem Verschleppen des Trägers, festgestellt mit einem Entwickler, der einen üblichen Träger umfaßt, und einem Entwickler, der einen erfindungsgemäßen Träger umfaßt. In dem erfindungsgemäßen Träger ist die Teilchengröße in der vorstehend angegebenen Weise eingestellt und der Gehalt der Teilchen mit einer Größe von kleiner als 250 mesh wird auf unterhalb von 8 Gew.-% eingestellt.Figure 3 shows the relationship between bias voltage and carrier drag-out observed with a developer comprising a conventional carrier and a developer comprising a carrier according to the invention. In the carrier according to the invention, the particle size is adjusted as described above and the content of particles having a size of less than 250 mesh is adjusted to be below 8% by weight.
Wie in Figur 3 dargestellt, wird bei einem konventionellen Entwickler das Auftreten eines Verschleppens des Trägers mit einem Ansteigen der Vorspannung deutlich sichtbar. Als Grund dafür wird angenommen, daß, weil die Ladungsabstoßung zwischen dem Magnetträger und der Entwicklungshülse allmählich ansteigt, der Transfer des magnetischen Trägers auf das lichtempfindliche Material leichter wird. Mit einem erfindungsgemäßen Entwickler wird im Gegensatz dazu durch Einstellen der Teilchengröße des magnetischen Trägers auf die vorstehend angegebene Weise das Auftreten des Verschleppens des Trägers sogar dann, wenn die Vorspannung erhöht wird, drastisch eingedämpft.As shown in Figure 3, in a conventional developer, the occurrence of carrier drag-out becomes conspicuous with an increase in bias voltage. The reason for this is considered to be that since the charge repulsion between the magnetic carrier and the developing sleeve gradually increases, the transfer of the magnetic carrier to the photosensitive material becomes easier. In contrast, with a developer according to the present invention, by adjusting the particle size of the magnetic carrier in the manner described above, the occurrence of carrier drag-out is drastically suppressed even when the bias voltage is increased.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahren kann der Entwickler unter einer Vorspannung von mindestens 250 V, und insbesondere von 280 V, verwendet werden. Eine Erhöhung der Vorspannung ergibt eine Verringerung des Einflußes der Restspannung. Wenn nämlich die Restspannung einen so hohen Wert wie mindestens ca. 150 V besitzt, ergibt das lichtempfindliche Material eine hervorragende Bildgualität ohne Auftreten einer Verschleppung des Trägers.According to the developing method of the invention, the developer can be used under a bias voltage of at least 250 V, and especially 280 V. Increasing the bias voltage results in a reduction in the influence of the residual voltage. Namely, when the residual voltage has a value as high as at least about 150 V, the photosensitive material gives an excellent image quality without occurrence of carrier carryover.
Als lichtempfindliches Material mit einer so hohen Restspannung kann erwähnt werden ein positiv aufladbares lichtempfindliches Material (OPC), und dieses OPC weist Voraussetzungen auf, unter denen der erfindungsgemäße Entwickler vorzugsweise verwendet wird. Durch Erhöhen der Vorspannung wird die Differenz der Entwicklungsspannung, d.h. die Differenz zwischen dieser Spannung und der Oberflächenspannung, verringert und unter bestimmten Umständen muß die Entwicklung bei einer niedrigen Spannung durchgeführt werden. Bei dieser Entwicklung bei niedriger Spannung wird die Bilddichte verschlechtert. Wenn die vorstehend angegebene Bedingung eines Abstandes DD-S von kleiner als 1.2 mm, und insbesondere von kleiner als 1.0 mm, verwendet wird, können der Gradient und die Bilddichte bei einem hohen Niveau gehalten werden und das Auftreten eines Verschleppens des Trägers wird verhindert. Auch aus diesem Grund kann der erfindungsgemäße Entwickler zufriedenstellend auf ein positiv aufladbares organisches lichtempfindliches Material appliziert werden.As a photosensitive material having such a high residual voltage, there can be mentioned a positively chargeable photosensitive material (OPC), and this OPC has conditions under which the developer of the present invention is preferably used. By increasing the bias voltage, the difference in the developing voltage, ie the difference between this voltage and the surface tension, is reduced and under In certain circumstances, development must be carried out at a low voltage. In this low voltage development, the image density is deteriorated. When the above-mentioned condition of a distance DD-S of less than 1.2 mm, and particularly less than 1.0 mm, is used, the gradient and image density can be maintained at a high level and the occurrence of carrier carryover is prevented. For this reason too, the developer of the present invention can be satisfactorily applied to a positively chargeable organic photosensitive material.
Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Entwicklers beschrieben.Preferred embodiments of the developer according to the invention will now be described.
Der erfindungsgemäße Entwickler ist ein Entwickler vom Zweikomponenten-Typ, der einen magnetischen Träger und einen Toner umfaßt. Der magnetische Träger, der Toner und der Entwickler werden nun in dieser Reihenfolge beschrieben.The developer of the present invention is a two-component type developer comprising a magnetic carrier and a toner. The magnetic carrier, the toner and the developer will now be described in this order.
Als magnetische Träger werden erfindunsgemäß vorzugsweise Ferritteilchen, die mit einem Aminogruppen enthaltenden Silikonharz beschichtet sind, verwendet, und es ist bevorzugt, daß die Teilchengrößenverteilung in der vorstehend angegebenen Weise eingestellt wird.As the magnetic carrier in the present invention, ferrite particles coated with a silicone resin containing amino groups are preferably used, and it is preferred that the particle size distribution is adjusted in the manner described above.
Das Aminogruppen enthaltende Silikonharz ist ein Silikonharz, das Aminogruppe enthält, und bevorzugt ist es, daß der Gehalt der Aminogruppen 0.1 bis 10 Gew.-%, und insbesondere 0.1 bis 5 Gew.-% beträgt. Ein Silikonharz, das nur einen Kohlenwasserstoff enthält, wie z.B. ein Acrylsilikonharz, und ein Silikonharz, das nur ein Halogenatom enthält, werden nicht umfaßt. Die Menge des auf den Ferritteilchen auf getragenen Harzes beträgt 0.01 bis 0.5 Gew.-%, bezogen auf den Trägerkern.The amino group-containing silicone resin is a silicone resin containing amino group, and it is preferable that the content of amino group is 0.1 to 10 wt%, and particularly 0.1 to 5 wt%. A silicone resin containing only a hydrocarbon such as an acrylic silicone resin and a silicone resin containing only a halogen atom are not included. The amount of the resin supported on the ferrite particles is 0.01 to 0.5 wt% based on the carrier core.
Wenn die beschichtete Menge des Harzes unterhalb dieses Bereiches liegt, kann eine Korrosion der Oberflächen der Ferritteilchen nicht ausreichend verhindert werden, wenn die beschichtete Menge des Harzes den vorstehend angegebenen Bereich übersteigt, erhöht sich die Ladungsmenge des magnetischen Trägers und es werden keine guten Ergebnisse erhalten.If the coated amount of the resin is below this range, corrosion of the surfaces of the ferrite particles cannot be sufficiently prevented; if the coated amount of the resin exceeds the above range, the charge amount of the magnetic carrier increases and good results are not obtained.
Als spezifische Beispiele für das Aminogruppen enthaltende Silikonharz können genannt werden ein Alkylamin-Silikonharz und aromatische Amin-Silikonharze, wobei ein aromatisches Amin- Silikonharz, wie z.B. Benzylamin-Silikonharz, besonders bevorzugt verwendet wird.As specific examples of the amino group-containing silicone resin, there can be mentioned an alkylamine silicone resin and aromatic amine silicone resins, with an aromatic amine silicone resin such as benzylamine silicone resin being particularly preferably used.
Ferrit kann als spezifisches Beispiel für den magnetischen Träger genannt werden, und gesinterte Ferritteilchen, die sich aus mindestens einem Bestandteil zusammensetzen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zinkeisenoxid (ZnFe&sub2;O&sub4;), Yttriumeisenoxid (Y&sub3;Fe&sub5;O&sub1;&sub2;), Cadmiumeisenoxid (CdFe&sub2;O&sub4;), Gadoliniumeisenoxid (Gd&sub3;Fe&sub5;O&sub1;&sub2;), Bleieisenoxid (PbFe&sub1;&sub2;O&sub1;&sub9;), Nickeleisenoxid (NiFe&sub2;O&sub4;), Neodymeisenoxid (NdFe&sub2;O&sub4;), Bariumeisenoxid (BaFe&sub1;&sub2;O&sub1;&sub9;), Magnesiumeisenoxid (MgFe&sub2;O&sub4;), Manganeisenoxid (MnFe&sub2;O&sub4;) und Lanthaneisenoxid (LaFeO&sub3;) werden verwendet. Insbesondere wird ein weicher Ferrit, der mindestens einen Bestandteil, und vorzugsweise zwei Bestandteile enthält, ausgewählt aus Cu, Zn, Mg, Mn und Ni, z.B. ein Kupfer/Zink/Magnesium-Ferrit, verwendet.Ferrite can be mentioned as a specific example of the magnetic carrier, and sintered ferrite particles composed of at least one member selected from the group consisting of zinc iron oxide (ZnFe₂O₄), yttrium iron oxide (Y₃Fe₅O₁₂), cadmium iron oxide (CdFe₂O₄), gadolinium iron oxide (Gd₃Fe₅O₁₂), lead iron oxide (PbFe₁₂O₁₉), nickel iron oxide (NiFe₂O₄), neodymium iron oxide (NdFe₂O₄), barium iron oxide (BaFe₁₂O₁₉), magnesium iron oxide (MgFe₂O₄), manganese iron oxide (MnFe₂O₄) and lanthanum iron oxide (LaFeO₃) are used. In particular, a soft ferrite containing at least one component, and preferably two components, selected from Cu, Zn, Mg, Mn and Ni, e.g. a copper/zinc/magnesium ferrite, is used.
Erfindungsgemäß ist es im Hinblick auf die Fließfähigkeit bevorzugt, daß die mit Harz beschichteten magnetischen Trägerteilchen eine kugelförmige Gestalt aufweisen, und es ist wesentlich, daß die Trägerteilchen dem vorstehend angegebenen Erfordernis des Durchmessers D&sub5;&sub0; der Teilchengröße (Gewichtsmittel), die 50 % des Gewichtes der gesamten Trägerteilchen entspricht, entsprechen. Diese Einstellung der Teilchengröße kann gemäß einer bekannten Methode durchgeführt werden, und diese Einstellung kann durchgeführt werden bei der Stufe des Sinterns des Ferrits, oder nach dem Beschichten mit dem Aminogruppen enthaltenden Silikonharz. Durch Einstellung der Größe der Trägerteilchen in der vorstehend angegebenen Weise können Probleme, wie z.B. das vorstehend genannte Verschleppen des Trägers, vermieden werden, und die Effizienz des Tonertransfers kann erhöht werden.In the present invention, it is preferable that the resin-coated magnetic carrier particles have a spherical shape in view of the flowability, and it is essential that the carrier particles satisfy the above-mentioned requirement of the diameter D₅₀ of the particle size (weight average) corresponding to 50% of the weight of the entire carrier particles. This adjustment of the particle size can be carried out according to a known method, and this adjustment can be carried out in the Step of sintering the ferrite, or after coating with the amino group-containing silicone resin. By adjusting the size of the carrier particles in the manner described above, problems such as the above-mentioned carrier carryover can be avoided and the efficiency of toner transfer can be increased.
Wenn die Differenz zwischen dem Durchmesser D&sub2;&sub5; der Teilchengröße (Gewichtsmittel), die 25 % des Gewichtes der gesamten Trägerteilchen entspricht, und dem Durchmesser D&sub7;&sub5; der Teilchengröße (Gewichtsmittel), die 75 % des Gewichtes der gesamten Trägerteilchen entspricht, gleichzeitig mit der vorstehend genannten Einstellung der Teilchengröße der Trägerteilchen auf 0 bis 20 um eingestellt wird, wird die Teilchengrößenverteilung schärfer, und sogar wenn der Abstand DD-S von 1 mm ausgehend weiter verringert wird, wird kein Verschleppen des Trägers verursacht. Darüberhinaus kann auch dann, wenn die Vorspannung hoch ist, ein Verschleppen des Trägers verhindert werden. In dem magnetischen Träger mit der vorstehend angegebenen Teilchengrößenverteilung kann die Bilddichte erhöht werden. In dem Fall, bei dem das lichtempfindliche Material und die Entwicklungshülse vom Walzentyp sind, wird aufgrund der Erhöhung der unteren Grenze der Teilchengröße durch Verschärfung der Teilchengrößenverteilung die Drehbeanspruchung verringert und der Gleitkontaktdruck der Walze verringert.When the difference between the diameter D₂₅ of the particle size (weight average) corresponding to 25% of the weight of the total carrier particles and the diameter D₇₅ of the particle size (weight average) corresponding to 75% of the weight of the total carrier particles is set to 0 to 20 µm simultaneously with the above-mentioned adjustment of the particle size of the carrier particles, the particle size distribution becomes sharper and even if the distance DD-S is further reduced from 1 mm, no carrier dragging is caused. Moreover, even if the bias voltage is high, carrier dragging can be prevented. In the magnetic carrier having the above-mentioned particle size distribution, the image density can be increased. In the case where the photosensitive material and the developing sleeve are of the roller type, due to the increase in the lower limit of the particle size by sharpening the particle size distribution, the rotational stress is reduced and the sliding contact pressure of the roller is reduced.
Um das Auftreten eines Verschleppens des Trägers noch besser zu verhindern, ist es bevorzugt, daß der Anteil der feinen Teilchen mit einer Teilchengröße von kleiner als 250 mesh so niedrig wie möglich ist, d.h. geringer als 8 Gew.-%, und insbesondere geringer als 5 Gew.-%. In dem Entwickler, der diesem Erfordernis entspricht, wird ein Verschleppen des Trägers sogar bei hoher Vorspannung ausreichend verhindert, und als zusätzlicher Effekt kann eine Eindämmung der Schleierbildung erzielt werden.In order to further prevent the occurrence of carrier drag-out, it is preferable that the proportion of fine particles having a particle size of less than 250 mesh is as low as possible, i.e., less than 8% by weight, and particularly less than 5% by weight. In the developer satisfying this requirement, carrier drag-out is sufficiently prevented even at high bias voltage, and as an additional effect, control of fogging can be achieved.
Es wird ein magnetischer Träger mit einer Sättigungsmagnetisierung von 50 bis 70 emu/g, insbesondere von 55 bis 65 emu/g, verwendet. Dieser Bereich der Sättigungsmagnetisierung ist geringer als der Bereich der Sättigungsmagnetisierung des Trägers für konventionelle Entwickler. Im Vergleich zu einem konventionellen Entwickler fördert dieser magnetische Träger das Weicherwerden des magnetischen Büschels, was eine Verringerung der Walzenbeanspruchung ergibt. Diese Sättigungsmagnetisierung wird bevorzugt, wenn der Abstand DD-S kleiner als 1.2 mm, und insbesondere kleiner als 1.0 mm ist. Es ist auch bevorzugt, daß die Fließfähigkeit des erfindunsgemäß verwendeten Trägers 15 bis 35 sec/50 g, und insbesondere 20 bis 30 sec/50 g beträgt.A magnetic carrier having a saturation magnetization of 50 to 70 emu/g, in particular 55 to 65 emu/g, is used. This range of saturation magnetization is less than the range of saturation magnetization of the carrier for conventional developers. Compared to a conventional developer, this magnetic carrier promotes softening of the magnetic brush, resulting in a reduction in roller stress. This saturation magnetization is preferred when the distance DD-S is less than 1.2 mm, and in particular less than 1.0 mm. It is also preferred that the flowability of the carrier used according to the invention is 15 to 35 sec/50 g, and in particular 20 to 30 sec/50 g.
Der Stromwert des magnetischen Trägers steht in enger Beziehung zum Trägermaterial und der aufgeschichteten Harzmenge, und in den erfindungsgemäßen Entwicklern liegt der Stromwert des magnetischen Trägers im Bereich von 0.1 bis 70 uA. Der Stromwert kann mittels einer in Figur 4 dargestellten Meßvorrichtung gemessen werden. Gemäß Figur 4 wird eine Gleichstromquelle (200 V) 62 mit einer Entwicklungseinheit 64, einem Widerstand 66 mit 10 kΩ und einem Widerstand 68 mit 1 MΩ in Serie geschaltet, und ein Voltmeter 69 wird im Widerstand 66 mit 10 KΩ angeordnet. Eine Magnetwalze 70 als Entwicklungshülse und eine Walze 72 mit lichtempfindlichem Material sind in der Enwicklungseinheit 64 angeordnet, und eine Schicht 74 des magnetischen Trägers ist zwischen den beiden Walzen vorgesehen. Der Abstand zwischen der Magnetwalze 70 und der Walze 72 des lichtempfindlichen Materials wird auf 4.5 mm eingestellt. In dieser Anordnung werden die Magnetwalze und die Walze des lichtempfindlichen Materials rotiert, und der Stromwert wird bestimmt durch Division des mit dem Voltmeter 69 gemessenen Wertes durch den Widerstandswert des Widerstands 66.The current value of the magnetic carrier is closely related to the carrier material and the amount of resin coated, and in the developers of the present invention, the current value of the magnetic carrier is in the range of 0.1 to 70 µA. The current value can be measured by means of a measuring device shown in Fig. 4. According to Fig. 4, a DC power source (200 V) 62 is connected in series with a developing unit 64, a 10 kΩ resistor 66 and a 1 MΩ resistor 68, and a voltmeter 69 is arranged in the 10 KΩ resistor 66. A magnetic roller 70 as a developing sleeve and a roller 72 with photosensitive material are arranged in the developing unit 64, and a layer 74 of the magnetic carrier is provided between the two rollers. The distance between the magnetic roller 70 and the photosensitive material roller 72 is set to 4.5 mm. In this arrangement, the magnetic roller and the photosensitive material roller are rotated, and the current value is determined by dividing the value measured with the voltmeter 69 by the resistance value of the resistor 66.
Der erfindungsgemäß verwendete Toner wird durch Einarbeitung eines Farbmittels und eines Ladungskontrollmittels, und gegebenenfalls von anderen bekannten Toneradditiven, in ein Binderharz gebildet und besitzt eine elektrische Leitfähigkeit von 2.0 x 10&supmin;¹&sup0; bis 3.0 x 10&supmin;¹&sup0; S/cm. Es werden ein Binderharz für einen Toner, ein Farbmittel, ein Ladungskontrollmittel und andere Toneradditive so ausgewählt und kombiniert, daß die vorstehend angegebenen Anforderungen erfüllt werden.The toner used in the present invention is formed by incorporating a colorant and a charge control agent, and optionally other known toner additives, into a binder resin and has an electrical conductivity of 2.0 x 10⁻¹⁰ to 3.0 x 10⁻¹⁰ S/cm. A binder resin for a toner, a colorant, a charge control agent and other toner additives are selected and combined so as to meet the above-mentioned requirements.
Als Binderharz werden im allgemeinen ein Styrolharz, ein Acrylharz, ein Styrol/Acryl-Copolymerharz, ein Polyesterharz, ein Silikonharz, ein Polyurethanharz, ein Polyamid und ein modifiziertes Harz verwendet.A styrene resin, an acrylic resin, a styrene/acrylic copolymer resin, a polyester resin, a silicone resin, a polyurethane resin, a polyamide and a modified resin are generally used as the binder resin.
Ein Styrol/Acryl-Copolymerharz ist eines der bevorzugten Binderharze. Es ist bevorzugt, daß das Gewichtsverhältnis Styrolmonomer (A)/Acrylmonomer (B) im Bereich von 50/50 bis 90/10, und insbesondere von 60/40 bis 85/15 liegt. Im allgemeinen ist ein Harz mit einem Säurewert von 0 bis 25 bevorzugt. Vom Standpunkt der Fixiereigenschaft ist es bevorzugt, daß das Harz eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 50 bis 65 ºC besitzt.A styrene/acrylic copolymer resin is one of the preferred binder resins. It is preferred that the weight ratio of styrene monomer (A)/acrylic monomer (B) is in the range of 50/50 to 90/10, and particularly 60/40 to 85/15. In general, a resin having an acid value of 0 to 25 is preferred. From the standpoint of fixing property, it is preferred that the resin has a glass transition temperature (Tg) of 50 to 65 °C.
Bekannte üblicherweise auf diesem Gebiet verwendete Farbmittel können als Farbmittel zum Einbau in ein Binderharz verwendet werden, sofern das vorstehend genannte Erfordernis der elektrischen Leitfähigkeit erfüllt wird.Known colorants commonly used in this field can be used as colorants for incorporation into a binder resin provided that the above-mentioned requirement of electrical conductivity is met.
Die Farbmittel werden roh in weiße, Cyan-, Magenta- und gelbe Pigmente unterteilt. Es ist bevorzugt, daß das Farbmittel in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Binderharz, enthalten ist. Spezifische Beispiele für das Farbmittel, das erf indungsgemäß verwendet werden kann, sind nachfolgend angegeben. Als Farbmittel vom Magenta-Typ können genannt werden C.I. Pigment Rot 81, C.I. Pigment Rot 122, C.I. Pigment Rot 57, C.I. Solvent Red 49, C.I. Solvent Red 19, C.I. Solvent 52, C.I. Basic Red 10 und C.I. Dispearse Red 15. Als Farbmittel vom Cyan-Typ können genannt werden C.I. Pigment Blau 15, C.I. Pigment Blau 16, C.I. Solvent Blue 25, C.I. Solvent Blue 55, C.I. Solvent Blue 70, C.I. Direct Blue 86 und C.I. Direct Blue 25. Als Farbmittel vom gelben Typ können genannt werden C.I. Pigment Gelb 17, C.I. Pigment Gelb 12, C.1. Pigment Gelb 1, C.I. Pigment Gelb 97, C.I. Pigment Gelb 138, C.I. Pigment Gelb 12, C.I. Pigment Gelb 73, C.I. Pigment Gelb 13, C.I. Solvent Yellow 29, C.I. Solvent Yellow 162 und C.I. Solvent Yellow 93. Als weißes Pigment können genannt werden Zinkweiß, Titanoxid, Antimonweiß und Zinksulfid, wobei Titanoxid besonders bevorzugt ist.The colorants are roughly classified into white, cyan, magenta and yellow pigments. It is preferable that the colorant is contained in an amount of 1 to 20% by weight based on the binder resin. Specific examples of the colorant which can be used in the present invention are given below. Magenta-type colorants include CI Pigment Red 81, CI Pigment Red 122, CI Pigment Red 57, CI Solvent Red 49, CI Solvent Red 19, CI Solvent 52, CI Basic Red 10 and CI Dispearse Red 15. Cyan-type colorants include CI Pigment Blue 15, CI Pigment Blue 16, CI Solvent Blue 25, CI Solvent Blue 55, CI Solvent Blue 70, CI Direct Blue 86 and CI Direct Blue 25. Yellow-type colorants include CI Pigment Yellow 17, CI Pigment Yellow 12, C.1. Pigment Yellow 1, CI Pigment Yellow 97, CI Pigment Yellow 138, CI Pigment Yellow 12, CI Pigment Yellow 73, CI Pigment Yellow 13, CI Solvent Yellow 29, CI Solvent Yellow 162 and CI Solvent Yellow 93. White pigments that can be mentioned are zinc white, titanium oxide, antimony white and zinc sulfide, with titanium oxide being particularly preferred.
Bekannte Ladungskontrollmittel sind z.B. öllösliche Farbstoffe, wie z.B. Nigrosin Base (CI 50415), Oil Black (CI 26150) und Spiron Black, Metallsalze der Naphtensäure, Fettsäuren, Seifen und Harzsäureseifen können gegebenenfalls als Ladungskontrollmittel verwendet werden.Known charge control agents include oil-soluble dyes, such as Nigrosine Base (CI 50415), Oil Black (CI 26150) and Spiron Black, metal salts of naphthenic acid, fatty acids, soaps and resin acid soaps can optionally be used as charge control agents.
Die Teilchengröße der Tonerteilchen, als Mittelwert bezogen auf das Volumen und gemessen mittels eines Coulter-Zählers, beträgt vorzugsweise 8 bis 14 um, und insbesondere 10 bis 12 um. Die Gestalt der Tonerteilchen kann eine unbestimmte Gestalt sein, wie sie durch Schmelzkneten und Pulverisierung gebildet wird, oder eine durch Dispersion oder Suspensionspolymerisation ausgebildete kugelförmige Gestalt. Die Fließfähigkeit des Toners kann verbessert werden durch Besprühen der Oberfläche des Toners mit einem bekannten Oberflächenbehandlungsmittel, wie z.B. fein zerteiltem hydrophobem Siliciumdioxid oder Harzpulver.The particle size of the toner particles, as a volume average and measured by a Coulter counter, is preferably 8 to 14 µm, and more preferably 10 to 12 µm. The shape of the toner particles may be an indefinite shape as formed by melt kneading and pulverization, or a spherical shape formed by dispersion or suspension polymerization. The flowability of the toner can be improved by spraying the surface of the toner with a known surface treating agent such as finely divided hydrophobic silica or resin powder.
Für den erfindungsgemäßen Entwickler ist es bevorzugt, daß der vorstehend erwähnte magnetische Träger und der Toner in einem Gewichtsverhältnis von 99/1 bis 90/10, und insbesondere von 98/2 bis 95/5 gemischt sind. Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die anfängliche Ladungsmenge des Entwicklers, gemessen mittels der Blow-Off-Methode, 5 bis 25 uc/g, und insbesondere 10 bis 20 uc/g beträgt, und die Schüttdichte 1.7 bis 2.1 g/cm³, und insbesondere 1.8 bis 2.0 g/cm³ beträgt.For the developer of the present invention, it is preferable that the above-mentioned magnetic carrier and the toner are mixed in a weight ratio of 99/1 to 90/10, and particularly 98/2 to 95/5. It is also preferable that the initial charge amount of the developer, measured by the blow-off method, is 5 to 25 µc/g, and particularly 10 to 20 µc/g, and the bulk density is 1.7 to 2.1 g/cm³, and particularly 1.8 to 2.0 g/cm³.
Der erfindungsgemäße Entwickler wird unter üblichen Entwicklungsbedingungen, wie sie normalerweise auf diesem Gebiet üblich sind, verwendet. Um insbesondere die Bilddichte zu verbessern, ist es bevorzugt, daß der erfindungsgemäße Entwickler unter solchen Entwicklungsbedingungen verwendet wird, daß die Entfernung DD-S zwischen dem Bildträger und dem Entwicklerträger kleiner als 1.2 mm ist, und die Entwicklungsspannungsdifferenz kleiner als 500 V ist. Der Bildträger und der Entwicklerträger in der verwendeten Entwicklungseinrichtung können vom planaren Typ sein, oder sie können, wie in Figur 1 dargestellt, vom Walzentyp sein, wobei der Typ frei gewählt werden kann, solange DD-S innerhalb des vorstehend genannten Bereiches liegt.The developer of the present invention is used under usual developing conditions normally used in this field. In order to improve the image density in particular, it is preferred that the developer of the present invention is used under such developing conditions that the distance DD-S between the image carrier and the developer carrier is less than 1.2 mm and the development voltage difference is less than 500 V. The image carrier and the developer carrier in the developing device used may be of the planar type, or they may be of the roller type as shown in Figure 1, and the type may be freely selected as long as DD-S is within the above-mentioned range.
Unter Entwicklungsbedingungen, bei denen der Abstand DD-S kleiner als 1.2 mm, und insbesondere kleiner als 1.0 mm ist, ergibt der erfindungsgemäße Entwickler sogar bei niedriger Spannung einen hervorragenden Gradienten und eine hervorragende Bilddichte, und wenn zusätzlich die vorstehend genannten Erfordernisse für den Träger erfüllt sind, werden ein Verschleppen des Trägers und andere Störungen nicht verursacht. Darüberhinaus ist es bevorzugt, daß mit einer Verringerung des Abstandes DD-S die Länge des Büschelschnittes (brush cut length) auf 0.5 bis 1.5 mm, und insbesondere auf 0.7 bis 1.2 mm eingestellt wird.Under developing conditions where the distance DD-S is smaller than 1.2 mm, and particularly smaller than 1.0 mm, the developer of the present invention gives an excellent gradient and an excellent image density even at a low voltage, and in addition, when the above-mentioned requirements for the carrier are satisfied, carrier drag and other troubles are not caused. Furthermore, it is preferable that with a reduction in the distance DD-S, the brush cut length is set to 0.5 to 1.5 mm, and particularly to 0.7 to 1.2 mm.
Der erfindungsgemäße Entwickler wird unter Bedingungen verwendet, bei denen die Entwicklungsspannungsdifferenz kleiner als 500 V ist, und insbesondere kleiner als 480 V. Für den Fall, daß eine Oberflächenspannung von 750 bis 850 V an der Walze des lichtempfindlichen Materials appliziert wird, kann deshalb eine Vorspannung von 250 bis 350 V auf die Walze des lichtempfindlichen Materials oder dergleichen appliziert werden. Wenn die Vorspannung so erhöht wird, kann die Walze des lichtempfindlichen Materials sogar dann verwendet werden, wenn die Restspannung höher als ca. 150 V und insbesondere ca. 200 V beträgt.The developer of the present invention is used under conditions where the development voltage difference is less than 500 V, and particularly less than 480 V. Therefore, in the case where a surface voltage of 750 to 850 V is applied to the photosensitive material roller, a bias voltage of 250 to 350 V may be applied to the photosensitive material roller or the like. When the bias voltage is thus increased, the photosensitive material roller can be used even when the residual voltage is higher than about 150 V, and particularly about 200 V.
Erfindungsgemäß wird der Entwickler vorzugsweise für ein positiv aufladbares lichtempfindliches Material (OPC) verwendet. Das positiv aufladbare lichtempfindliche Material umfaßt ein ladungserzeugendes Material und ein ladungstransportierendes Material, die hauptsächlich in einer Schicht gemischt sind, und deshalb wandern ein Elektron und ein Loch in diese eine Schicht und eines von ihnen wirkt als Falle, mit dem Ergebnis, daß die Restspannung die Tendenz zeigt, sich zu erhöhen. Dieses lichtempfindliche Material sollte eine Vorspannung von mindestens 250 V oder mindestens 280 V unter bestimmten Bedingungen besitzen. Der erfindungsgemäße Entwickler kann sogar unter einer solch hohen Vorspannung ein hervorragendes Bild ergeben und ein Verschleppen des Trägers wird nicht verursacht.According to the present invention, the developer is preferably used for a positively chargeable photosensitive material (OPC). The positively chargeable photosensitive material comprises a charge generating material and a charge transporting material which are mainly mixed in one layer, and therefore an electron and a hole migrate into this one layer and one of them acts as a trap, with the result that the residual voltage tends to increase. This photosensitive material should have a bias of at least 250 V or at least 280 V under certain conditions. The developer of the present invention can give an excellent image even under such a high bias and carrier drag is not caused.
Als positiv aufladbares lichtempfindliches Material kann ein lichtempfindliches Material, das durch Kombination eines bekannten ladungszeugenden Materials mit einem bekannten ladungstransportierenden Material gebildet wird, verwendet werden. Als positiv aufladbares lichtempfindliches Material ist insbesondere ein organisches lichtempfindliches Material, wie es in der Japanischen Patentanmeldung Nr. 62-277158 vorgeschlagen wird, bevorzugt.As the positively chargeable photosensitive material, a photosensitive material formed by combining a known charge generating material with a known charge transporting material can be used. As the positively chargeable photosensitive material, an organic photosensitive material as proposed in Japanese Patent Application No. 62-277158 is particularly preferred.
Da ein Toner mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 2.0 x 10&supmin;¹&sup0; bis 3.0 x 10&supmin;¹&sup0; S/cm verwendet wird und ein Aminogruppen enthaltendes Silikonharz zur Beschichtung eines magnetischen Trägers verwendet wird, kann erfindungsgemäß ein Bild mit einer hohen Dichte ohne irgendwelche Schwierigkeiten bei der Beschichtung des magnetischen Trägers erhalten werden.According to the present invention, since a toner having an electric conductivity of 2.0 x 10⁻¹⁰ to 3.0 x 10⁻¹⁰ S/cm is used and an amino group-containing silicone resin is used for coating a magnetic carrier, an image having a high density can be obtained without any difficulty in coating the magnetic carrier.
Im Falle eines weißen Entwicklers kann darüberhinaus eine Kontaminierung des Toners mit dem Oxid des Trägerkerns verhindert und ein scharfes weißes Bild mit hohem Weißgrad erhalten werden.In the case of a white developer, contamination of the toner with the oxide of the carrier core can also be prevented and a sharp white image with a high degree of whiteness can be obtained.
Durch Einstellen der Teilchengröße des magnetischen Trägers kann außerdem das Auftreten von Störungen, wie z.B. Blankdruck und Verschleppen des Träger, bei der Entwicklung vermieden werden, und durch Veränderung der Entwicklungsbedingungen für die üblicherweise angewendeten Bedingungen kann die Bilddichte weiter verbessert werden. Darüberhinaus wird der erfindungsgemäße Entwickler vorteilhafterweise zur Entwicklung unter Verwendung eines organischen lichtempfindlichen Materials, das neuerdings häufig verwendet wird, und insbesondere eines positiv aufladbaren organischen lichtempfindlichen Materials verwendet.Furthermore, by adjusting the particle size of the magnetic carrier, the occurrence of troubles such as blank printing and carrier carryover in development can be prevented, and by changing the development conditions for those usually used, the image density can be further improved. Furthermore, the developer of the present invention is advantageously used for development using an organic photosensitive material which has recently been widely used, and particularly a positively chargeable organic photosensitive material.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachstehenden Beispiele näher beschrieben, ohne den Rahmen darauf zu beschränken.The present invention will now be described in more detail with reference to the following examples, without restricting the scope thereto.
Die Komponenten des Entwicklers und die Entwicklungsbedingungen wurden wie folgt festgelegt.The developer’s components and development conditions were defined as follows.
Als magnetische Träger wurden kugelförmige Ferritträger, die mit einem Aminogruppen-enthaltenden Silikonharz oder einem Acrylpolymer beschichtet waren, verwendet. Die physikalischen Eigenschaften der Träger sind in Tabelle 1 angegeben.Spherical ferrite carriers coated with an amino group-containing silicone resin or an acrylic polymer were used as magnetic carriers. The physical properties of the carriers are given in Table 1.
Das Aminogruppen-enthaltende Silikonharz war N-β-(Aminoethyl)- γ-aminopropyltrimethoxysilan, H&sub2;NC&sub2;H&sub4;NHC&sub3;H&sub6;Si(OCH&sub3;)&sub3;, KBM 603, bezogen von Shinetsu Silicone (Toray Silicone SH6030).The amino group-containing silicone resin was N-β-(aminoethyl)- γ-aminopropyltrimethoxysilane, H₂NC₂H₄NHC₃H�6Si(OCH₃)₃, KBM 603, supplied from Shinetsu Silicone (Toray Silicone SH6030).
Es wurden Toner mit der bekannten Teilchengröße, Pigmentkomponente und elektrischen Leitfähigkeit verwendet. Die physikalischen Eigenschaften der Toner sind in Tabelle 1 angegeben.Toners with known particle size, pigment component and electrical conductivity were used. The physical properties of the toners are given in Table 1.
Die für die Toner verwendeten Piginente waren die folgenden: Phthalocyaninblau B (C.I. Pigment Blau 15) Benzidin Gelb G (C.I. Pigment Gelb 12) 3,3'-Dichlorobenzidin =Acetoacetanilid (2 Mol)The pigments used for the toners were the following: Phthalocyanine Blue B (CI Pigment Blue 15) Benzidine Yellow G (CI Pigment Yellow 12) 3,3'-Dichlorobenzidine =Acetoacetanilide (2 mol)
Die Entwickler wurden durch Mischen des Toners und des Trägers bei einem Gewichtsverhältnis von 4.5/95.5 hergestellt. Die physikalischen Grundeigenschaften der Entwickler sind in Tabelle 1 angegeben.The developers were prepared by mixing the toner and the carrier at a weight ratio of 4.5/95.5. The basic physical properties of the developers are given in Table 1.
Der Abstand DD-S, die Büschelschnittlänge, die Entwicklungsspannungsdifferenz, die Vorspannung und das lichtempfindliche Material sind in Tabelle 1 angegeben.The distance DD-S, the tuft cutting length, the development voltage difference, the bias voltage and the photosensitive material are given in Table 1.
Die bei der Durchführung der Entwicklung unter den vorstehend angegebenen Entwicklungsbedingungen unter Verwendung der vorstehend angegebenen Entwickler erhaltenen Ergebnisse (Verschleppen des Trägers und Bilddichte) sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 Kompomenten Physikalische Eigenschaften Beispiel Vergleichsbeispiel Magnetrischer Träger Toner Entwickler Entwicklungsbedingungen Ergebnisse Lichtempfindliches Material Beschichtungsharz Beschichtungsmenge (%) Stromwert (uA) Schüttdichte (g/cm³) Sättigungsmagnetisierung (emu/g) Fließfähigkeit (sec/50 g) Durchmesser D&sub5;&sub0; der Teilchengroß (gew.-Mittel), die 50 % des Gewichts der gesamten Trägerteilchen entspricht (um) Anteil der Teilchen mit einer Größe von kleiner als 250 mesh (Gew.-%) Farbmittel Elektrische Leitfähigkeit (S/cm) Teilchengröße (um) Anfängliche Ladungsmenge (u/g) Abstand DD-S (mm) Büschelschnittlänge (mm) Entwicklungsspannungsdifferenz (V) Vorspannung (V) Trägerverschleppung (g/500 Kopien) Blankdruck Bilddichte Bildqualität (durch visuelle Beobachtung) Titanoxid gut hohe Weißgrad C.I. Pigment Blue night verursacht scharf Se-Typ C.I. Pigment Yellow Acrylpolymer einigermaßen gelblich Aminogruppen freies Silikon Anmerkung *1: Aminogruppen-enthaldendes Silikonharz *2: positiv aufladbares OPCThe results (carrier carryover and image density) obtained when development was carried out under the above development conditions using the above developers are shown in Table 1. Table 1 Components Physical Properties Example Comparative Example Magnetic Carrier Toner Developer Developing Conditions Results Photosensitive Material Coating Resin Coating Amount (%) Current Value (uA) Bulk Density (g/cm³) Saturation Magnetization (emu/g) Flowability (sec/50 g) Diameter D�5;�0; the particle size (weight average) corresponding to 50% of the weight of the total carrier particles (µm) Proportion of particles smaller than 250 mesh (wt%) Colorant Electrical conductivity (S/cm) Particle size (µm) Initial charge amount (u/g) DD-S distance (mm) Tuft cut length (mm) Development voltage difference (V) Bias voltage (V) Carrier carryover (g/500 copies) Blank print Image density Image quality (by visual observation) Titanium oxide Good High Whiteness CI Pigment Blue night caused Sharp Se type CI Pigment Yellow Acrylic polymer Somewhat yellowish Amino group-free silicone Note *1: Amino group-containing silicone resin *2: Positively chargeable OPC
In dem im Beispiel 1 verwendeten Entwickler wurde die Beschichtungsmenge des Aminogruppen-enthaltenden Silikonharzes verändert, um den Einfluß der Beschichtungsmenge auf das Harz zu prüfen. Die Entwicklungsbedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 1. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. In Tabelle 2 betreffen die Versuche 3, 4, 5 und 6 erfindungsgemäße Materialien. Im Gegensatz dazu liegen die Versuche 1, 2, 7 und 8 außerhalb der Erfindung und sind für Vergleichszwecke angegeben.In the developer used in Example 1, the coating amount of the amino group-containing silicone resin was changed to examine the influence of the coating amount on the resin. The development conditions were the same as in Example 1. The results obtained are shown in Table 2. In Table 2, Experiments 3, 4, 5 and 6 concern materials according to the invention. In contrast, Experiments 1, 2, 7 and 8 are outside the invention and are shown for comparison purposes.
Wenn die Beschichtungsmenge des Beschichtungsharzes kleiner als 0.01 Gew.-% war, wurde die kontinuierliche Bildfläche ungleichmäßig, und die Dauerhaftigkeit des Entwicklers war schlecht. Wenn auf der anderen Seite die Beschichtungsmenge des Beschichtungsharzes größer als 0.5 Gew.-% war, wurde die Bilddichte unzureichend. Tabelle 2 Kompomenten Physikalische Eigenschaften Versuchsnr. Magnetrischer Träger Toner Entwickler Entwicklungsbedingungen Ergebnisse Lichtempfindliches Material Beschichtungsmenge des Beschichtungsharzes Stromwert (uA) Schüttdichte (g/cm³) Sättigungsmagnetisierung (emu/g) Fließfähigkeit (sec/50 g) Durchmesser D&sub5;&sub0; Anteil der Teilchen mit einer Größe von kleiner als 250 mesh (Gew.-%) Farbmittel Elektrische Leitfähigkeit (S/cm) Teilchengröße (um) Anfängliche Ladungsmenge (u/g) Abstand DD-S (mm) Büschelschnittlänge (mm) Entwicklungsspannungsdifferenz (V) Vorspannung (V) Trägerverschleppung Blankdruck *3 Bilddichte Bildqualtität (Weißgrad) keine Beschichtung niedrig gut Titanoxid hoch good high positiv aufladbares OPCWhen the coating amount of the coating resin was less than 0.01 wt%, the continuous image area became uneven and the durability of the developer was poor. On the other hand, when the coating amount of the coating resin was greater than 0.5 wt%, the image density became insufficient. Table 2 Components Physical properties Test No. Magnetic carrier Toner Developer Development conditions Results Photosensitive material Coating amount of coating resin Current value (uA) Bulk density (g/cm³) Saturation magnetization (emu/g) Fluidity (sec/50 g) Diameter D₅₀ Proportion of particles smaller than 250 mesh (wt%) Colorant Electrical conductivity (S/cm) Particle size (um) Initial charge amount (u/g) Distance DD-S (mm) Tuft cut length (mm) Development voltage difference (V) Bias voltage (V) Carrier carryover Blank print *3 Image density Image quality (whiteness) no coating low good titanium oxide high good high positively chargeable OPC
*1: die Beständigkeit war schlecht und die Herstellung war mühsam;*1: durability was poor and production was laborious;
*2: die anfängliche Ladungsmenge zeigte die Tendenz sich zu erhöhen;*2: the initial charge amount showed a tendency to increase;
*3: es wurde kein Blankdruck festgestellt, weil ein weißer Toner verwendet wurde*3: No blank print was detected because a white toner was used
*4: ungleichmäßige kontinuierliche Bildfläche*4: uneven continuous image area
*5: unzureichende Bilddichte*5: insufficient image density
Um den Einfluß des Stromwertes zu untersuchen wurde die Entwicklung mit verschiedenen Stromwerten durchgeführt.In order to investigate the influence of the current value, the development was carried out with different current values.
Im Falle eines lichtempfindlichen Materials vom Se-Typ wurde der Stromwert des Trägers im Entwickler des Beispiels 3 verändert und die Entwicklung unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 3 durchgeführt. Der Stromwert des Trägers wurde verändert, indem die Schüttdichte verändert wurde, während die Beschichtungsmenge des Beschichtungsharzes konstant gehalten wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Wenn der Stromwert kleiner als 0.5 uA war, wurde die Bilddichte unzureichend, und wenn der Stromwert größer als 3.0 u war, wurde eine Schleierbildung verursacht.In the case of a Se type photosensitive material, the current value of the carrier in the developer of Example 3 was changed and development was carried out under the same conditions as in Example 3. The current value of the carrier was changed by changing the bulk density while keeping the coating amount of the coating resin constant. The results obtained are shown in Table 3. When the current value was less than 0.5 uA, the image density became insufficient, and when the current value was greater than 3.0 uA, fogging was caused.
Im Falle des positiv aufladbaren OPC-lichtempfindlichen Materials wurde der Stromwert im Entwickler des Beispiels 2 verändert und die Entwicklung unter den gleichen Entwicklungsbedingungen wie im Beispiel 2 durchgeführt. Der Stromwert des Trägers wurde verändert, indem die Schüttdichte verändert wurde, während die Beschichtungsmenge des Harzes konstant gehalten wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Wenn der Stromwert kleiner als 30 uA war, war die Bilddichte unzureichend, und wenn der Stromwert größer als 40 uA war, wurde die kontinuierliche Bildfläche ungleichmäßig. Tabelle 3 Kompomenten Physikalische Eigenschaften Versuchsnr. Magnetrischer Träger Toner Entwickler Entwicklungsbedingungen Ergebnisse Lichtempfindliches Material Beschichtungsmenge des Beschichtungsharzes Stromwert (uA) Schüttdichte (g/cm³) Sättigungsmagnetisierung (emu/g) Fließfähigkeit (sec/50 g) Durchmesser D&sub5;&sub0; Anteil der Teilchen mit einer Größe von kleiner als 250 mesh (Gew.-%) Farbmittel Elektrische Leitfähigkeit (S/cm) Teilchengröße (um) Anfängliche Ladungsmenge (u/g) Abstand DD-S (mm) Büschelschnittlänge (mm) Entwicklungsspannungsdifferenz (V) Vorspannung (V) Trägerverschleppung Blankdruck Bilddichte Bildqualtität (Weißgrad) C.I. Pigment Blue nicht verursacht niedrig gut scharf lichtempfindliches Material vom Se-Typ Titanoxid hoch positiv aufladbares OPCIn the case of the positively chargeable OPC photosensitive material, the current value in the developer of Example 2 was changed and development was carried out under the same development conditions as in Example 2. The current value of the carrier was changed by changing the bulk density while keeping the coating amount of the resin constant. The results obtained are shown in Table 3. When the current value was less than 30 µA, the image density was insufficient, and when the current value was greater than 40 µA, the continuous image area became uneven. Table 3 Components Physical properties Test No. Magnetic carrier Toner Developer Development conditions Results Photosensitive material Coating amount of coating resin Current value (uA) Bulk density (g/cm³) Saturation magnetization (emu/g) Fluidity (sec/50 g) Diameter D₅₀ Proportion of particles smaller than 250 mesh (wt%) Colorant Electrical conductivity (S/cm) Particle size (um) Initial charge amount (u/g) Distance DD-S (mm) Tuft cut length (mm) Development voltage difference (V) Bias voltage (V) Carrier carryover Blank print Image density Image quality (whiteness) CI Pigment Blue Not caused Low Good Sharp Se-type photosensitive material Titanium oxide High Positively chargeable OPC
Es wurde der Einfluß der Teilchengröße (Durchmesser D&sub5;&sub0;) des Trägers untersucht.The influence of the particle size (diameter D₅₀) of the carrier was investigated.
Für den Fall eines lichtempfindlichen Materials vom Se-Typ wurde die Teilchengröße des Trägers im Entwickler des Beispiels 3 verändert, und die Entwicklung unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 3 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Wenn der Durchmesser D&sub5;&sub0; kleiner als 70 m war, war die Bilddichte unzureichend, und wenn der Durchmesser D&sub5;&sub0; größer als 90 war, wurde eine Schleierbildung verursacht.In the case of a Se type photosensitive material, the particle size of the carrier in the developer of Example 3 was changed, and development was carried out under the same conditions as in Example 3. The results obtained are shown in Table 4. When the diameter D50 was smaller than 70 m, the image density was insufficient, and when the diameter D50 was larger than 90 m, fogging was caused.
Für den Fall eines OPC-lichtempfindlichen Materials wurde die Teilchengröße des Trägers im Entwickler des Beispiels 1 verändert, und die Entwicklung unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Wenn der Durchmesser D&sub5;&sub0; kleiner als 80 m war, wurde das Bild ungleichmäßig, und wenn der Durchmesser D&sub5;&sub0; größer als 120 um war, wurde eine Schleierbildung verursacht. Tabelle 4 Kompomenten Physikalische Eigenschaften Versuchsnr. Magnetrischer Träger Toner Entwickler Entwicklungsbedingungen Ergebnisse Lichtempfindliches Material Beschichtungsmenge des Beschichtungsharzes Stromwert (uA) Schüttdichte (g/cm³) Sättigungsmagnetisierung (emu/g) Fließfähigkeit (sec/50 g) Durchmesser D&sub5;&sub0; Anteil der Teilchen mit einer Größe von kleiner als 250 mesh (Gew.-%) Farbmittel Elektrische Leitfähigkeit (S/cm) Teilchengröße (um) Anfängliche Ladungsmenge (u/g) Abstand DD-S (mm) Büschelschnittlänge (mm) Entwicklungsspannungsdifferenz (V) Vorspannung (V) Trägerverschleppung Blankdruck *3 Bilddichte Bildqualtität C.I. Pigment Blue verursacht nicht niedrig gut scharf Titanoxid hoch lichtempfindliches Material vom Se-Typ positiv aufladbares OPCIn the case of an OPC photosensitive material, the particle size of the carrier in the developer of Example 1 was changed, and development was carried out under the same conditions as in Example 1. The results obtained are shown in Table 4. When the diameter D₅₀ was smaller than 80 µm, the image became uneven, and when the diameter D₅₀ was larger than 120 µm, fogging was caused. Table 4 Components Physical properties Test No. Magnetic carrier Toner Developer Developing conditions Results Photosensitive material Coating amount of coating resin Current value (uA) Bulk density (g/cm³) Saturation magnetization (emu/g) Fluidity (sec/50 g) Diameter D₅₀ Proportion of particles smaller than 250 mesh (wt%) Colorant Electrical conductivity (S/cm) Particle size (um) Initial charge amount (u/g) Distance DD-S (mm) Tuft cut length (mm) Development voltage difference (V) Bias voltage (V) Carrier carryover Blank print *3 Image density Image quality CI Pigment Blue causes not low good sharp Titanium oxide high Se type photosensitive material positively chargeable OPC
*1: unzureichende Bilddichte*1: insufficient image density
*2: Verursachung von Schleierbildung*2: Causing fogging
*3: ungleichmäßige feste Bildfläche*3: uneven solid image area
*4: Verursachung von Schleierbildung*4: Causing fogging
Es wurden die Einflüße der Vorspannung und des Abstandes DD-S untersucht.The influences of the preload and the distance DD-S were investigated.
Unter Verwendung des Entwicklers von Beispiel 1 wurde die Entwicklung unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Vorspannung wie in Tabelle 5 angegeben verändert wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben. Wenn die Vorspannung niedriger als 250 V war, wurde Schleierbildung verursacht.Using the developer of Example 1, development was carried out under the same conditions as described in Example 1 except that the bias voltage was changed as shown in Table 5. The results obtained are shown in Table 5. When the bias voltage was lower than 250 V, fogging was caused.
Unter Verwendung des Entwicklers von Beispiel 1 wurde die Entwicklung unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Abstand DD- S wie in Tabelle 5 angegeben, verändert wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben. Wenn der Abstand DD-S größer als 1.2 mm war, war die Bilddichte unzureichend. Tabelle 5 Kompomenten Physikalische Eigenschaften Versuchsnr. Magnetrischer Träger Toner Entwickler Entwicklungsbedingungen Ergebnisse Lichtempfindliches Material Beschichtungsmenge des Beschichtungsharzes Stromwert (uA) Schüttdichte (g/cm³) Sättigungsmagnetisierung (emu/g) Fließfähigkeit (sec/50 g) Durchmesser D&sub5;&sub0; Anteil der Teilchen mit einer Größe von kleiner als 250 mesh (Gew.-%) Farbmittel Elektrische Leitfähigkeit (S/cm) Teilchengröße (um) Anfängliche Ladungsmenge (u/g) Abstand DD-S (mm) Büschelschnittlänge (mm) Entwicklungsspannungsdifferenz (V) Vorspannung (V) Trägerverschleppung Blankdruck *3 Bilddichte Bildqualtität Titanoxid gut niedrig hoch positiv aufladbares OPC Anmerkung: *1: Verursachung von Schleierbildung *2: unzureichende BilddichteUsing the developer of Example 1, development was carried out under the same conditions as described in Example 1 except that the distance DD-S was changed as shown in Table 5. The results obtained are shown in Table 5. When the distance DD-S was larger than 1.2 mm, the image density was insufficient. Table 5 Components Physical properties Test No. Magnetic carrier Toner Developer Developing conditions Results Photosensitive material Coating amount of coating resin Current value (uA) Bulk density (g/cm³) Saturation magnetization (emu/g) Fluidity (sec/50 g) Diameter D₅₀ Proportion of particles smaller than 250 mesh (wt%) Colorant Electrical conductivity (S/cm) Particle size (um) Initial charge amount (u/g) Distance DD-S (mm) Tuft cut length (mm) Development voltage difference (V) Bias voltage (V) Carrier carryover Blank print *3 Image density Image quality Titanium oxide good low high Positively chargeable OPC Note: *1: Cause of fogging *2: Insufficient image density
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