DE69030901T2

DE69030901T2 - Bildherstellungsapparat

Info

Publication number: DE69030901T2
Application number: DE69030901T
Authority: DE
Inventors: Tetsuhito Kuwashima; Hisayuki Ochi; Manabu Ohno; Hiroyuki Suematsu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1998-01-22
Anticipated expiration: 2010-07-27
Also published as: DE69030901D1; EP0410457A3; CN1053746C; US5470686A; JPH03121475A; EP0410457B1; JP2801378B2; ATE154448T1; EP0410457A2; CN1049063A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bilderzeugungsvorrichtung, welche ein bildtragendes Element, um darauf ein latentes Bild auszubilden, und eine Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes mit einem Entwickler zur Bildung eines sichtbaren Bildes einschließt, und insbesondere auf eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Entwicklungsvorrichtung, wobei eine dünne Schicht eines Entwicklers durch eine elastischen Klinge auf einem Entwickler-Trägerelement ausgebildet wird, um den in einem Entwicklerbehälter enthaltenen Entwickler zu einem dem bildtragenden Element gegenüberliegenden Entwicklungsbereich zu tragen.
Bisher sind verschiedene Entwicklungsvorrichtungen vorgeschlagen worden, um ein auf einem bildtragenden Element ausgebildetes latentes Bild durch Elektrophotographie oder elektrostatische Aufzeichnung sichtbar zu machen. Ein Beispiel hierfür ist in Figur 6 veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf Figur 6 schließt eine Entwicklungsvorrichtung 1 einen Entwicklerbehälter 2 zur Aufbewahrung eines Entwicklers und ein Entwickler-Trägerelement 6 zum Tragen und Weiterleiten des Entwicklers im Entwicklerbehälter 2 zu einem Entwicklungsbereich 7, welcher einem bildtragenden Element 3 gegenüberliegt, ein. Das Entwickler-Trägerelement 6 kann verschiedene Strukturen annehmen, einschließlich einer gewöhnlichen Struktur, welche eine Entwicklungshülse 8 umfaßt, die einen Magneten 7 einschließt.
Die Entwicklungsvorrichtung ist mit einem Entwickler-Einstellungselement 9 ausgestattet, um den auf dem Entwickler- Trägerelement 6 getragenen und zum Entwicklungsbereich 4 weitergeleiteten Entwickler auf eine vorbestimmte Dicke einzustellen, um auf dem Entwickler-Trägerelement 6 eine dünne Entwicklerschicht zu bilden. Die Bildung einer derartigen Entwicklerschicht auf dem Entwickler-Trägerelement 6 ist eine außerordentlich wichtige Technik, damit die Gleichförmigkeit eines einfarbigen schwarzen Bildes gewährleistet wird, insbesondere bei einer Entwicklungsvorrichtung, bei welcher ein Ein-Komponentenentwickler verwendet wird. Hinsichtlich der Materialien und Strukturen des Entwickler-Einstellungselements sind verschiedene Vorschläge gemacht worden.
Bislang ist ein derartiges Entwickler-Einstellungselement als starre Klinge aufgebaut worden, die mit einem geringen Abstand zum Entwickler-Trägerelement 6 angeordnet ist. Andererseits ist bei der Bereitstellung der dünnen Entwicklerschicht auf dem Entwickler-Trägerelement 6 mit einer triboelektrischen Ladung im Hinblick auf eine gute Stabilität gegen Veränderungen der Umweltbedingungen eine wie mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnete, aus elastischem Material bestehende elastische Klinge vorgeschlagen worden (japanische Offenlegungsschriften (KOKAI) JP-A 54-43038 und JP-A 58-116559).
Die elastische Klinge 9 kann aus einem bekannten elastischen Material aufgebaut sein, einschließlich einem Elastomer wie einem Urethangummi, Silikongummi oder NBR; einem elastischen Metall wie Phosphorbronze und Edelstahl; oder einem elastischen Harz wie Polyethylenterephthalat oder Polyethylen mit hoher Dichte. Die elastische Klinge 9 wird aufgrund einer dem Material innewohnenden Elastizität gegen das Entwickler- Trägerelement gestoßen oder gedrückt und ist durch ein Klingen-Halteelement 10 an dem Entwicklerbehälter 2 befestigt.
In solch einer Entwicklungsvorrichtung, in der eine elastische Klinge 9 verwendet wird, ist eine zwischen der elastischen Klinge und dem Entwickler-Trägerelement 6 wirkende Preßkraft eng mit der erhaltenen Bilddichte verbunden. Im Falle der Verwendung eines Ein-Komponentenentwicklers wird durch eine höhere Preßkraft eine höhere Bilddichte bereitgestellt, solange die Entwicklerbeschichtungsrate nicht 0,8 mg/cm² oder geringer ist. Aus diesem Grund hat die Tendenz bestanden, daß die elastische Klinge 9 mit einem noch höheren Druck gegen das Entwickler-Trägerelement 6 gepreßt wird.
Als Ergebnis können bei der Wiederholung des Entwicklungsvorgangs während der Rotation des Entwickler-Trägerelements 6 der Toner oder die in dem Entwickler enthaltenen Additive leicht festkleben oder eine filmartige Verschmutzung auf der Oberfläche des Entwickler-Trägerelements 6 und der elasti schen Klinge 9 bilden. In einem extremen Fall wird das Drehmoment des Entwickler-Trägerelements zu groß, und es entstehen mehrere Schwierigkeiten wie die Bildung eines größeren Zwischenraums zwischen dem bildtragenden Element und dem Entwickler-Trägerelement und ein Nichtdrehen des Entwickler- Trägerelements, wodurch lediglich ein Rutschen des Rotationsgetriebes hervorgerufen wird. In manchen Fällen kann der Bruch des Antriebsgetriebes auftreten.
Andererseits kann der auf ein Übertragungsmaterial wie beispielsweise Papier übertragene Entwickler auf dem Übertragungsmaterial durch ein Fixierelement, wie beispielsweise ein Heißdruck-Walzenfixierer, ein Heißschmelzfixierer oder ein Druckfixierer wie Druckwalzen, fixiert werden. Die Wärmeenergie und der Druck sind im Hinblick auf den ökonomischen Faktor, die strukturelle Stabilität der Vorrichtung und die Einfachheit der Ausgestaltung vorzugsweise geringer. Folglich hat die Tendenz bestanden, eine weiche Entwicklerkomponente mit einer geringen Schmelzviskosität, einem geringen Schmelzpunkt und einen geringen Fließdruck zu verwenden. Andererseits ist es auch wichtig, im Hinblick auf die Beständigkeit, die Fixierbarkeit und die Nichtabfärbungseigenschaft eine starre Komponente in den Entwickler einzuschließen.
Um derartige einander entgegengesetzte Faktoren zu erfüllen, ist es im allgemeinen vorteilhaft, daß der Entwickler aus einem Bindemittelharz zusammengesetzt ist, das eine Molekulargewichtsverteilung hat, durch die sowohl eine weiche als auch eine starre Komponente bereitgestellt wird.
Jedoch kann eine derartige Tendenz bei einem Entwickler leicht dazu führen, daß die vorstehend im Zusammenhang mit der Verwendung einer elastischen Klinge, die gegen ein Entwickler-Trägerelement gedrückt wird, genannten Probleme gefördert und Schwierigkeiten bei der Ausgestaltung unter Berücksichtigung der Kompatibilität zwischen der elastischen Klinge und dem Entwickler bereitgestellt werden.
In US-A-4 674 441 ist eine Entwicklungsvorrichtung offenbart, welche eine Entwicklungswalze zum Tragen eines Toners und eine elastische Klinge umfaßt, die gegen die Oberfläche der Entwicklungswalze gedrückt wird, um den Toner darauf aufzutragen. Weiterhin umfaßt die Entwicklungsvorrichtung einen Anderungsmechanismus für die Preßkraft, um die elastische Klinge selektiv mit einer ersten oder einer zweiten Preßkraft aufzudrücken.
Darüber hinaus ist in EP-A-0 259 819 ein Toner zur Entwicklung elektrostatisch latenter Bilder offenbart, umfassend: ein Färbemittel aus magnetischem Pulver und einem Bindemittelharz; wobei das Bindemittelharz 0,1 bis 60 Gew.-% eines in Chloroform unlöslichen Mittels oder eines in THF (Tetrahydrofuran) unlöslichen Mittels und eines in THF löslichen Mittels aufweist, wobei das in THF lösliche Mittel eine derartige Molekulargewichtsverteilung im GPC(Gelpermeationschromatographie)-Chromatogramm zeigt, daß ein Hauptsignal im Molekulargewichtsbereich von 1000 bis 25000 und ein Nebensignal oder eine Schulter im Molekulargewichtsbereich von 2000 bis 150000 vorhanden ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, bei der die vorstehend genannten Probleme gelöst sind.
Genauer ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, die mit einer Entwicklungsvorrichtung mit einer elastischen Klinge zum Auftragen eines einen Toner enthaltenden Entwicklers auf ein Entwickler-Trägerelement ausgestattet ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, bei der es zu keiner Toneranhaftung oder filmartigen Verschmutzung auf den Oberflächen der elastischen Klinge und des Entwickler-Trägerelements kommt, selbst wenn zwischen diesen eine starke Preßkraft ausgeübt wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, bei der das Antriebsmoment des Entwickler-Trägerelements verringert ist, um eine Umkehrung oder eine Ablösung der elastischen Klinge zu verhindern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, wobei der Bruch des Antriebsgetriebes des Entwickler-Trägerelements vermieden werden kann, wodurch eine gute Bildherstellung ermöglicht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend ein bildtragendes Element zum Tragen eines latenten Bildes und eine Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung des latenten Bildes, wobei die Entwicklungsvorrichtung umfaßt:
einen Entwicklerbehälter zur Aufnahme eines Entwicklers, wobei der Entwickler einen magnetischen Toner umfaßt und der magnetische Toner ein magnetisches Material und eine Bindemittel-Harzzusammensetzung umfaßt, die 10 bis 70 Gew.-% eines in THF (Tetrahydrofuran) unlöslichen Anteils und als Rest einen in THF löslichen Anteil enthält, in welchen eine Komponente mit einem Molekulargewicht von 10000 oder weniger auf einem GPC-(Gelpermeationschromatographie)-Chromatogramm des in THF löslichen Anteils eingeschlossen ist, die 10 bis 50 Gew.-% des Bindemittelharzes ausmacht;
ein Entwickler-Trägerelement zum Tragen und Weiterleiten des in dem Entwicklerbehälter enthaltenen Entwicklers zu einem dem bildtragenden Element gegenüberliegenden Entwicklungsbereich, wobei das Entwickler-Trägerelement eine Entwicklungshülse umfaßt, die einen Magneten einschließt; und
eine elastische Klinge zur Einstellung des auf dem Entwickler-Trägerelement getragenen und weitergeleiteten Entwicklers auf eine vorbestimmte Dicke, um auf dem Entwickler- Trägerelement eine dünne Entwicklerschicht zu bilden,
wobei die elastische Klinge eine elastische Platte umfaßt, die aus einem Material gebildet ist, das aus der aus elastischem Gummi, elastischem Metall und elastischem Harz bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und
wobei die elastische Klinge mit einem linearen Druck von 5 bis 80 g/cm gegen die Oberfläche des eine Schicht des Entwicklers tragenden Entwickler-Trägerelements gepreßt wird.
Darüber hinaus wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Faksimilevorrichtung bereitgestellt, umfassend eine elektrophotographische Vorrichtung und eine Empfangsvorrichtung zum Empfang von Bilddaten von einem externen Endgerät, wobei die elektrophotographische Vorrichtung ein bildtragendes Element zum Tragen eines latenten Bildes und eine Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes umfaßt, wobei die Entwicklungsvorrichtung umfaßt:
einen Entwicklerbehälter zur Aufnahme eines Entwicklers, wobei der Entwickler einen magnetischen Toner umfaßt und der magnetische Toner ein magnetisches Material und eine Bindemittel-Harzzusammensetzung umfaßt, die 10 bis 70 Gew.-% eines in THF (Tetrahydrofuran) unlöslichen Anteils und als Rest einen in THF löslichen Anteil enthält, in welchen eine Komponente mit einem Molekulargewicht von 10000 oder weniger auf einem GPC-(Gelpermeationschromatographie)-Chromatogramm des in THF löslichen Anteils eingeschlossen ist, die 10 bis 50 Gew.-% des Bindemittelharzes ausmacht;
ein Entwickler-Trägerelement zum Tragen und Weiterleiten des in dem Entwicklerbehälter enthaltenen Entwicklers zu einem dem bildtragenden Element gegenüberliegenden Entwicklungsbereich, wobei das Entwickler-Trägerelement eine Entwicklungshülse umfaßt, die einen Magneten einschließt; und
eine elastische Klinge zur Einstellung des auf dem Entwickler-Trägerelement getragenen und weitergeleiteten Entwicklers auf eine vorbestimmte Dicke, um auf dem Entwickler- Trägerelement eine dünne Entwicklerschicht zu bilden,
wobei die elastische Klinge eine elastische Platte umfaßt, die aus einem Material gebildet ist, das aus der aus elastischem Gummi, elastischem Metall und elastischem Harz bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und
wobei die elastische Klinge mit einem linearen Druck von 5 bis 30 g/cm gegen die Oberfläche des eine Schicht des Entwicklers tragenden Entwickler-Trägerelements gepreßt wird.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtungseinheit bereitgestellt, umfassend ein bildtragendes Element zum Tragen eines latenten Bildes und eine Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes, wobei die Entwicklungsvorrichtung umfaßt:
einen Entwicklerbehälter zur Aufnahme eines Entwicklers, wobei der Entwickler einen magnetischen Toner umfaßt und der magnetische Toner ein magnetisches Material und eine Bindemittel-Harzzusammensetzung umfaßt, die 10 bis 70 Gew.-% eines in THF (Tetrahydrofuran) unlöslichen Anteils und als Rest einen in THF löslichen Anteil enthält, in welchen eine Komponente mit einem Molekulargewicht von 10000 oder weniger auf einem GPC-(Gelpermeationschromatographie)-Chromatogramm des in THF löslichen Anteils eingeschlossen ist, die 10 bis 50 Gew.-% des Bindemittelharzes ausmacht;
ein Entwickler-Trägerelement zum Tragen und Weiterleiten des in dem Entwicklerbehälter enthaltenen Entwicklers zu einem dem bildtragenden Element gegenüberliegenden Entwicklungsbereich, wobei das Entwickler-Trägerelement eine Entwicklungshülse umfaßt, die einen Magneten einschließt; und
eine elastische Klinge zur Einstellung des auf dem Entwickler-Trägerelement getragenen und weitergeleiteten Entwicklers auf eine vorbestimmte Dicke, um auf dem Entwickler- Trägerelement eine dünne Entwicklerschicht zu bilden;
wobei die elastische Klinge eine elastische Platte umfaßt, die aus einem Material gebildet ist, das aus der aus elastischem Gummi, elastischem Metall und elastischem Harz bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und
wobei die elastische Klinge mit einem linearen Druck von 5 bis 80 g/cm gegen die Oberfläche des eine Schicht des Entwicklers tragenden Entwickler-Trägerelements gepreßt wird; und
wobei die Entwicklungsvorrichtung zusammen mit dem bildtragenden Element gemeinsam gehalten wird, wodurch eine einzige Einheit gebildet wird, die je nach Wunsch an einem Vorrichtungskörper befestigt oder von diesem entfernt werden kann.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Figur 2 ist eine Schnittansicht, in welcher die Beziehung zwischen einer elastischen Klinge und einem Entwickler- Trägerelement in einer Entwicklungsvorrichtung gezeigt ist.
Figuren 3 bis 5 und 7 sind schematische Schnittansichten, in welchen jeweils eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung gezeigt ist.
Figur 6 ist eine schematische Schnittansicht einer herkömmlichen Bilderzeugungsvorrichtung.
Figur 8 ist ein Blockdiagramm eines eine Faksimilevorrichtung ausmachenden Systems.

Genaue Beschreibung der Erfindung

Es wurde untersucht, welche Eigenschaften bei einem magnetischen Toner eines Entwicklers erforderlich sind, der bei einer Schmelzverbindungsfixierung durch beispielsweise einen Heiß-Walzenfixierer oder einen Bestrahlungsheizfixierer angewendet wird, um ein Anhaften auf den Oberflächen einer elastischen Klinge und eines Entwickler-Trägerelements zu verhindern, welche bei einer Entwickleranwendung mittels einer derartigen elastischen Klinge auf dem Entwickler-Trägerelement verwendet werden, während seine Fixierbarkeit, Haltbarkeit und Anti-Abfärbungseigenschaft aufrechterhalten werden. Als Ergebnis wurde ermittelt, daß es möglich ist, einen derartigen Toner bereitzustellen, indem ein spezifisches Bindemittel verwendet wird, um die Starrheit und Festigkeit des Toners auf geeignete Weise zu steuern.
Nachstehend wird die erfindungsgemäße Bilderzeugungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung. Bei dieser Ausführungsforrn wird ein bildtragendes Element 3 verwendet, das ein lichtempfindliches Material oder ein dielektrisches Material in Form einer Trommel umfaßt, und darauf durch ein dem gewöhnlichen Fachmann wohlbekanntes Bilderzeugungsverfahren ein latentes Bild ausgebildet. Das latente Bild wird durch eine Entwicklungsvorrichtung sichtbar gemacht und das erhaltene sichtbare Bild auf ein Übertragungsmaterial übertragen und zur Bereitstellung eines dauerhaften Bildes durch eine Fixiervorrichtung fixiert. Die derartige Einrichtung zur Bildung eines latenten Bildes, Übertragungseinrichtung, Fixierungseinrichtung usw. sind um das bildtragende Element 3 herum angeordnet, jedoch in der Darstellung weggelassen worden, und nur die Entwicklungsvorrichtung ist dargestellt.
Eine erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung 1A umfaßt einen Entwicklerbehälter 2 zur Aufbewahrung eines Entwicklers, ein Entwickler-Trägerelement 6 zum Tragen und Weiterleiten des Entwicklers in dem Entwicklerbehälter 2 zu einem dem bildtragenden Element 3 gegenüberliegenden Entwicklungsbereich 4 und eine elastische Klinge 9 zur Einstellung des auf dem Entwickler-Trägerelement getragenen und zum Entwicklungsbereich weitergeleiteten Entwicklers auf eine vorbestimmte Dicke, um auf dem Entwickler-Trägerelement 6 eine dünne Entwicklerschicht zu bilden.
Das Entwickler-Trägerelement 6 ist als Entwicklungshülse 8 ausgebildet, die im Innern einen Magneten 7 enthält. Die Entwicklungshülse 8 kann, wie dargestellt, ein zylindrischer Drehkörper sein, aber auch ein zirkulierender Endlosriemen. Die Hülse kann vorzugsweise Aluminium oder Edelstahl (SUS) umfassen.
Die elastische Klinge 9 umfaßt eine elastische Platte, die aus einem elastischen Material besteht, das aus der Gruppe, bestehend aus einem Elastomer wie beispielsweise Urethangummi, Silikongummi oder NBR; einem elastischen Metall wie beispielsweise Phosphorbronze und Edelstahl; und einem elastischen Harz wie beispielsweise Polyethylenterephthalat oder Polyethylen mit hoher Dichte ausgewählt ist. Die elastische Klinge 9 wird aufgrund einer dem Material innewohnenden Elastizität gegen das Entwickler-Trägerelement 6 gestoßen oder gedrückt und mittels eines Klingen-Halteelements 10, das aus einem starren Material wie beispielsweise Eisen besteht, an dem Entwicklerbehälter 2 befestigt. Die elastische Klinge 9 wird mit einem linearen Druck von 4,91 bis 78,5 N/m (5 bis 80 g/cm) wie dargestellt gegen das Entwickler-Trägerelement 6 in Vorwärtsrichtung oder in Gegenrichtung bezüglich der Rotationsrichtung des Entwickler-Trägerelements 6 gestoßen.
In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung gezeigt. In Figur 3 sind ebenfalls verschiedene mit der Bildherstellung verbundene Einrichtungen weggelassen worden, die um das bildtragende Element 3 herum angeordnet sind.
Die in Figur 3 gezeigte Bilderzeugungsvorrichtung schließt eine Entwicklungsvorrichtung 1B ein, die eine grundsätzlich gleiche Struktur wie die unter Bezugnahme auf Figur 1 erläuterte Entwicklungsvorrichtung 1A aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist die Entwicklungsvorrichtung 1B jedoch als eine einzige Einheit ausgebildet, welche ersetzt und anders angeordnet werden kann. Bei dieser Entwicklungsvorrichtung ist der Entwickler vor der Verwendung mittels eines Abdichtelements 15 aus beispielsweise einem Vinylblatt abgetrennt, das mittels eines Haftmittels an dem Entwicklerbehälter 2 an einer von dem Entwickler-Trägerelement 6 verschiedenen Seite befestigt ist, so daß die Bilderzeugungsvorrichtung oder die Entwicklungsvorrichtung bequem transportiert und gelagert werden kann, während der Entwickler daran gehindert wird, aus der Entwicklungsvorrichtung auszutreten. Zum Zeitpunkt der Verwendung wird die Entwicklungsvorrichtungseinheit an der Bilderzeugungsvorrichtung befestigt, und das Abdichtungselement 15 wird herausgezogen und in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene der Figur 3 entfernt, so daß der Entwickler 13 auf das Entwickler-Trägerelement 6 aufgebracht werden kann, um eine Bilderzeugung zu ermöglichen.
Es ist ebenfalls möglich, eine in Figur 4 gezeigte Entwicklungsvorrichtung 1C zu verwenden, wobei die elastische Klinge 9 gegen das Entwickler-Trägerelement 6 in einer Gegenrichtung bezüglich zur Rotationsrichtung des Entwickler-Trägerelements 6 gestoßen wird.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung.
Diese Ausführungsform der Bilderzeugungsvorrichtung auf der Basis der Elektrophotographie umfaßt eine Bilderzeugungseinheit 18 (eine sogenannte "Kartusche"), welche integriert eine Entwicklungsvorrichtung 1D, ein bildtragendes Element in Form einer Trommel (lichtempfindliche Trommel) 3, ein Reinigungselement 16 und eine Primäraufladeeinrichtung 18 einschließt.
Bei dieser Ausführungsform wird die Bilderzeugungseinheit 18 durch eine neue ersetzt, wenn der Entwickler 13 in der Entwicklungsvorrichtung 1D verbraucht worden ist.
Bei dieser Ausführungsform wird als Entwickler 13 in der Entwicklungsvorrichtung 1D ein Ein-Komponentenentwickler verwendet. Bei dieser Ausführungsform ist es außerordentlich wichtig, zwischen der lichtempfindlichen Trommel 3 und dem Entwickler-Trägerelement 6 einen vorbestimmten Zwischenraum aufrechtzuerhalten, so daß zwischen der lichtempfindlichen Trommel und dem Entwickler-Trägerelement 6 ein vorbestimmtes elektrisches Feld ausgebildet wird, um einen geeigneten Entwicklungsvorgang zu ermöglichen. Bei dieser Ausführungsform ist der Zwischenraum auf 300 µm (Mikron) als zentralem Wert mit einer Toleranz von ± 30 µm (Mikron) gemessen und festgelegt worden.
Unter Bezugnahme auf Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Die Oberfläche eines OPC-lichtempfindlichen Elements 3 wird durch eine Primäraufladeeinrichtung 7 negativ geladen, einer Bildabtastung mit Laserlicht 705 ausgesetzt, um ein digitales latentes Bild zu formen, und das erhaltene latente Bild mit einem negativ aufladbaren Ein-Komponentenentwickler 13 durch eine Entwicklungsvorrichtung 1 umgekehrt entwickelt, wobei der in einem Entwicklerbehälter 2 enthaltene Entwickler 3 zur Entwicklung auf eine Entwicklungshülse 6 mit einen darin enthaltenen Magneten durch eine aus Urethangummi bestehende elastische Klinge 9 aufgetragen wird, welche wie gezeigt in Gegenrichtung bezüglich der Rotationsrichtung der Hülse 6 angeordnet ist. Im Entwicklungsbereich wird zwischen dem leitenden Substrat der lichtempfindlichen Trommel 3 und der Entwicklungshülse 6 durch eine Vorspannungsanlegeeinrichtung 712 eine Wechselvorspannung, eine pulsierende Vorspannung und/oder eine Gleichvorspannung angelegt. Wenn ein Übertragungspapier P in einen Übertragungsbereich weitergeleitet wird, wird das Papier von der Rückseite (zur lichtempfindlichen Trommel entgegengesetzte Seite) durch eine Übertragungseinrichtung 702 geladen, wodurch das entwickelte Bild (Tonerbild) auf der lichtempfindlichen Trommel elektrostatisch auf das Übertragungspapier P übertragen wird. Dann wird das Übertragungspapier P von der lichtempfindlichen Trommel 3 getrennt und mittels eines Heißdruckwalzenfixierers 707 einer Fixierung unterzogen, um das Tonerbild auf dem Übertragungspapier P zu fixieren.
Reste des Einkomponentenentwicklers, die nach dem Übertragungsschritt auf der lichtempfindlichen Trommel verbleiben, werden durch ein Reinigungselement 709 mit einer Reinigungsklinge 708 entfernt. Nach der Reinigung wird die lichtempfindliche Trommel 501 zur Entladung einer Löschungsbelichtung durch eine Belichtungseinrichtung 706 unterzogen und anschließend einem Wiederholungszyklus unterworfen, der mit dem Ladungsschritt durch die Aufladeeinrichtung 17 beginnt.
Das elektrostatische bildtragende Element (lichtempfindliche Trommel) umfaßt eine lichtempfindliche Schicht und ein leitendes Substrat und rotiert in Pfeilrichtung. Die Entwicklungshülse 6, die als tonertragendes Element einen nichtmagnetischen Zylinder umfaßt, rotiert derart, daß sie sich in der gleichen Richtung wie die Oberfläche des elektrostatischen bildtragenden Elements 3 im Entwicklungsbereich bewegt. Innerhalb der nichtmagnetischen zylindrischen Hülse 6 ist ein mehrpoliger Dauermagnet (Magnetwalze) als eine Magnetfelderzeugungseinrichtung derart angeordnet, daß er sich nicht dreht. Der isolierende magnetische Einkomponentenentwickler 13 in dem Entwicklerbehälter 2 wird auf die nichtmagnetische zylindrische Hülse 6 aufgetragen, und die Tonerpartikel werden beispielsweise mit einer negativen triboelektrischen Ladung bereitgestellt, die von der Reibung zwischen der Oberfläche der Hülse 6 und den Tonerpartikeln herrührt. Weiterhin wird die elastische Klinge 9 gegen die Zylinderoberfläche gepreßt, wodurch die Dicke der Entwicklerschicht auf eine dünne und gleichförmige Dicke (30 bis 300 µm (Mikron)) eingestellt wird, die dünner ist als der Zwischenraum zwischen dem elektrostatischen bildtragenden Element 3 und dem Toner-Trägerelement 6, so daß die Entwicklerschicht das bildtragende Element 3 nicht berührt. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Toner-Trägerelements 6 wird so eingestellt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Hülse 6 im wesentlichen gleich oder nahe bei der Geschwindigkeit des elektrostatischen bildtragenden Elements 3 ist. Im Entwicklungsbereich kann durch die Vorspannungseinrichtung 712 zwischen dem Toner-Trägerelement 6 und der Oberfläche des elektrostatischen bildtragenden Elements eine Wechselvorspannung oder eine pulsierende Vorspannung angelegt werden. Die Wechselvorspannung kann f = 200 bis 4000 Hz und Vpp = 500 bis 3000 V umfassen.
Im Entwicklungsbereich werden die Tonerpartikel unter dem Einfluß einer elektrostatischen Kraft, die durch die Oberfläche des elektrostatischen bildtragenden Elements und die Wechselvorspannung oder pulsierende Vorspannung ausgeübt wird, auf das elektrostatische Bild übertragen.
Im einem Fall, in dem die erfindungsgemäße Bilderzeugungsvorrichtung als Drucker für ein Faksimilegerät verwendet wird, kann das Laserlicht 705 durch ein Belichtungslichtbild zum Drucken der empfangenen Daten ersetzt werden. Figur 3 ist ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer derartigen Ausführungs form.
Unter Bezugnahme auf Figur 8 steuert ein Regler 511 einen Bildleser (oder eine Bildleseeinheit) 510 und einen Drucker 519. Der gesamte Regler 511 wird durch eine Zentraleinheit 517 gesteuert. Die von dem Bildleser 510 eingelesenen Daten werden über einen Übertragungsschaltkreis 513 zu einem externen Endgerät wie beispielsweise einem anderen Faksimilegerät übertragen. Andererseits werden von einem externen Endgerät empfangene Daten über einen Empfängerschaltkreis 512 zu einem Drucker 519 übertragen. Ein Bildspeicher 516 speichert vorbestimmte Bilddaten. Eine Druckersteuereinrichtung 518 steuert den Drucker 519. Ein Telefonhörer 514 ist mit dem Empfängerschaltkreis 512 und dem Übertragungsschaltkreis 513 verbunden.
Genauer wird ein von einer Leitung (oder einem Schaltkreis) 515 (d.h. Bilddaten, die von einem über die Leitung verbundenen externen Endgerät empfangen werden) empfangenes Bild durch den Empfängerschaltkreis 512 demoduliert, durch die Zentraleinheit 517 dekodiert und aufeinanderfolgend in dem Bildspeicher 516 gespeichert. Wenn Bilddaten, die mindestens einer Seite entsprechen, in dem Bildspeicher 516 gespeichert sind, wird die Bildaufzeichnung oder -ausgabe in bezug auf die entsprechende Seite ausgeführt. Die Zentraleinheit 517 liest aus dem Bildspeicher 516 einer Seite entsprechende Bilddaten und überträgt die einer Seite entsprechenden dekodierten Daten zur Druckersteuerungseinrichtung 518. Wenn die Druckersteuerungseinrichtung 518 die einer Seite entsprechenden Bilddaten von der Zentraleinheit 517 empfängt, steuert die Druckersteuerungseinrichtung 518 den Drucker 519 derart, daß eine der Seite entsprechende Bilddatenaufzeichnung ausgeführt wird. Während der Aufzeichnung durch den Drucker 519 empfängt die Zentraleinheit 517 andere Bilddaten, welche der nächsten Seite entsprechen.
Somit können der Empfang und die Aufzeichnung eines Bildes auf die vorstehend beschriebenen Weise ausgeführt werden.
In der elektrophotographischen Vorrichtung können eine Vielzahl von Elementen einschließlich einiger der vorstehend beschriebenen Elemente, wie ein elektrostatisches bildtragendes Element oder die lichtempfindliche Trommel, die Entwicklungsvorrichtung und das Reinigungselement integriert kombiniert sein, um eine Vorrichtungseinheit zu bilden, so daß die Einheit an dem Vorrichtungskörper befestigt oder von diesem entfernt werden kann. Beispielsweise kann mindestens ein Element von der Aufladeeinrichtung, der Entwicklungsvorrichtung und dem Reinigungselement integriert mit dem lichtempfindlichen Element kombiniert werden, um eine einzige Einheit zu bilden, so daß diese über eine Führungseinrichtung, wie beispielsweise eine an dem Körper bereitgestellte Führungsschiene, an dem Vorrichtungskörper befestigt oder von diesem entfernt werden kann.
Als nächstes wird der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Toner erläutert. Das Bindemittelharz des gemäß der Erfindung verwendeten Toners muß eine genau eingestellte Molekulargewichtsverteilung haben. Genauer ist der in THF unlösliche Anteil des Bindemittelharzes innerhalb des Bereichs von 10 bis 70 Gew.-% eingestellt. Weiterhin schließt der in THF lösliche Anteil eine Komponente mit einem Molekulargewicht von 10000 oder geringer auf dem GPC-Chromatogramm in einem Verhältnis von 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 20 bis 39 Gew.-% des Bindemittelharzes ein. Um einen zufriedenstellenden Betrieb bereitzustellen, ist es weiterhin bevorzugt, daß das GPC-Chromatogramm ein Signal in dem Molekulargewichtsbereich von 2000 oder darüber bis unterhalb 15000, vorzugsweise von 2000 bis 10000 und noch bevorzugter von 2000 bis 8000, sowie ein Signal oder eine Schulter in dem Molekulargewichtsbereich von 15000 bis 100000, bevorzugter von 20000 bis 70000 bereitstellt.
Wenn die Komponente mit dem Molekulargewicht von 10000 oder geringer 50 Gew.-% übersteigt, tritt während des Schritts der Tonerauftragung auf ein Entwickler-Trägerelement mittels einer elastischen Klinge leicht eine Haftung des Toners an den Vorrichtungselementen auf, und diese Tendenz wird unterstützt, wenn der in THF unlösliche Anteil unter 10 Gew.-% liegt.
In dem Fall, daß der in THF unlösliche Anteil 70 Gew.-% übersteigt, wird eine zu große Starrheit des Entwicklers an sich hervorgerufen, so daß die elastische Klinge leicht beschädigt werden kann, wodurch ein Anhaften des Toners an den Vorrichtungselementen unterstützt wird. Diese Tendenz wird weiter verstärkt, wenn der Molekulargewichtsanteil von 10000 oder weniger geringer als 10 Gew.-% ist.
Aus dem vorstehenden ist es für das Bindemittelharz, insbesondere für eines für einen Toner zur Heißschmelzfixierung bevorzugt, daß die vorstehend genannte Molekulargewichtsverteilung erfüllt ist, um Schwierigkeiten in Verbindung mit der Verwendung einer elastischen Klinge zu vermeiden.
Hierbei bezieht sich der in THF lösliche Anteil auf eine Polymerkomponente (im wesentlichen eine vernetzte Polymerkomponente), die in der den Toner bildenden Harzzusammensetzung (Bindemittelharz) im Lösungsmittel THF (Tetrahydrofuran) unlöslich ist und als Parameter für die Anzeige des Grades der Vernetzung der Harzzusammensetzung, die eine vernetzte Komponente enthält, verwendet werden kann. Es ist jedoch zu erwähnen, daß ein Polymer mit einem geringen Grad an Vernetzung in THF löslich sein kann. Beispielsweise kann ein vernetztes Polymer, das durch Lösungsmittelpolymerisation erhalten wurde, in THF löslich sein, selbst wenn es in Anwesenheit einer relativ großen Menge eines Vernetzungsmittels wie beispielsweise Divinylbenzol erhalten worden ist.
Der in THF unlösliche Anteil kann als auf die folgenden Weise erhaltener Wert definiert werden.
0,5 bis 1,0 g einer Tonerprobe werden abgewogen (W&sub1;g) und in ein zylindrisches Filterpapier (beispielsweise Nr. 86R, erhältlich von Toyo Roshi K.K.) gegeben und anschließend 6 Stunden einer Extraktion mit 100 bis 200 ml an Extraktionslösungsmittel durch Verwendung eines Soxhlet-Extraktors unterworfen. Der mit dem Lösungsmittel THF extrahierte lösliche Anteil wird durch Verdampfung zurückgewonnen und einige Stunden bei 100 ºC unter Vakuum getrocknet, um das Gewicht (W&sub2;g) des in THF löslichen Anteils zu bestimmen. Andererseits wird das Gewicht (W&sub3;g) der von der Harzkomponente verschiedenen Komponenten in dem Toner wie beispielsweise das magnetische Material und/oder Pigment getrennt gemessen. Dann ist der in THF unlösliche Anteil durch die folgende Gleichung gegeben:
THF-unlöslicher Anteil (%) = [W&sub1;-(W&sub2;+W&sub3;)]/[W&sub1;-W&sub3;] x 100.
Die GPC-(Gelpermeationschromatographie)-Messung und Bestimmung des den Signalen und/oder Schultern entsprechenden Molekulargewichts kann unter den nachfolgenden Bedingungen durchgeführt werden.
Eine Säule wird in einer Heizkammer bei 40 ºC stabilisiert, das Strömen des Lösungsmittels Tetrahydrofuran(THF) durch die Säule bei dieser Temperatur mit einer Rate von 1 ml/min ausgelöst und 50 bis 200 µm einer Probe einer Harzlösung in THF mit einer Konzentration von 0,05 bis 0,6 Gew.-% eingespritzt. Die Bestimmung des Molekulargewichts und der Molekulargewichtsverteilung der Proben wird basierend auf einer Kalibrierkurve durchgeführt, die durch Verwendung verschiedener monodisperser Polystyrolproben erhalten wurde und eine logarithmische Skala des Molekulargewichts gegen die Zählnummer hat. Die Standardpolystyrolproben zur Aufnahme einer Kalibrierkurve können solche sein, die ein Molekulargewicht von beispielsweise 6x10², 2,1x10³, 4x10³, 1,75x10&sup4;, 5,1x10&sup4;, 1,1x10&sup5;, 3,9x10&sup5;, 8,6x10&sup5;, 2x10&sup6; und 4,48x10&sup6; haben, die beispielsweise von Pressure Chemical Co. oder der Toyo Soda Kogyo K.K. erhältlich sind. Es ist wunschenswert, mindestens 10 Standardpolystyrolproben zu verwenden. Der Detektor kann ein RI-(Brechungsindex)-Detektor sein.
Zur genauen Messung der Molekulargewichte in dem Bereich von 10³ bis 4x10&sup6; ist es geeignet, die Säule als eine Kombination aus mehreren gewerblich erhältlichen Polystyrol-Gel-Säulen aufzubauen. Ein bevorzugtes Beispiel hierfür kann eine Kombination aus µ-Styragel 500, 10³, 10&sup4; und 10&sup5;, erhältlich von Waters Co.; eine Kombination aus Shodex KF-80M, 802, 803, 804 und 805; oder eine Kombination aus TSK Gel G1000H, G2000H, G2500H, G3000H, G4000H, G5000H, G6000H, G7000H und GMH, erhältlich von Toyo Soda K. K. sein.
Der Anteil einer Komponente mit einem Molekulargewicht von 10000 oder geringer in dem Bindemittelharz wird gemessen, indem ein Chromatogramm des entsprechenden Molekulargewichtsanteils ausgeschnitten und ein Verhältnis dessen Gewichts zu demjenigen des den Molekulargewichtsbereich von 10000 oder höher abdeckenden Chromatogramms berechnet wird, um dessen Gew.-% im gesamten Bindemittelharz einschließlich dem vorste hend genannten in THF unlöslichen Anteil abzuleiten.
Die vorliegende Erfindung ist besonders effektiv, wenn sie auf einen ein magnetisches Material enthaltenden magnetischen Toner angewendet wird. Es ist bevorzugt, ein magnetisches Material auszuwählen, das eine gute Dispersionsfähigkeit in einem Bindemittelharz aufweist, das einen in THF unlöslichen Anteil enthält. Das magnetische Material kann eine Schüttdichte von 0,3 g/ml oder höher, vorzugsweise von 0,6 g/ml oder höher, bevorzugter von 0,8 g/ml oder höher und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,9 bis 1,5 g/ml haben. Wenn die Schüttdichte unter 0,35 g/ml liegt, kann die Dispersion des magnetischen Materials in dem Toner unzureichend für das Hervorrufen einer Lokalisation des magnetischen Materials sein, so daß der Effekt des Bindemittelharzes, eine strikt begrenzte Molekulargewichtsverteilung zu besitzen, nicht voll ausgebildet sein kann.
In dem Fall, daß das magnetische Material kubische Kristalle umfaßt, beschädigen die Partikel aufgrund ihrer eckigen Form leicht die Oberfläche der elastischen Klinge, so daß kugelförmige Partikel, die eine ziemlich große Schüttdichte bereitstellen, bevorzugt sind.
Die Schüttdichte eines magnetischen Materials kann beispielsweise gesteigert werden, indem das Material durch eine Einrichtung wie beispielsweise eine Frettmühle behandelt wird.
Die hier verwendete Schüttdichte (g/ccm) bezieht sich auf einen Wert, der gemäß der JIS (japanischer Industriestandard) K-5101 gemessen worden ist.
Das kugelförmige magnetische Material kann vorzugsweise eine Remanenz ( r) von 5 emu/g oder weniger und eine Koerzitivkraft (Hc) von 100 Oersted (Oe) oder weniger aufweisen.
Das magnetische Material kann vorzugsweise in einem Anteil von 10 bis 70 Gew.-% des Toners enthalten sein.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Tonerharzzusammensetzung kann geeigneterweise ein Produkt einer Polymerisation eines oder mehrerer Monomere umfassen, die im Hinblick auf die Entwicklungseigenschaften und Ladungseigenschaften aus Styrolmonomeren, Acrylsäuremonomeren, Methacrylsäuremonomeren und Derivaten davon ausgewählt sind. Beispiele für Styrolmonomere können einschließen: Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol und Chlorstyrol. Beispiele für Acrylsäuren, Methacrylsäuren und deren Derivate können einschließen: Acrylsäure und Acrylsäureester wie beispielsweise Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, n-Tetradecylacrylat, n-Hexadecylacrylat, Laurylacrylat, Cyclohexylacrylat, Diethylaminoethylacrylat und Dimethylaminoethylacrylat; und Methacrylsäure und Methacrylsäureester wie beispielsweise Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Amylmethacrylat, Hexylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Octylmethacrylat, Decylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Laurylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Phenylmethacrylat, 2- Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat und Stearylmethacrylat. Zusätzlich zu den vorstehendem Monomeren ist es möglich, ein anderes Monomer in einer geringeren Menge, die keine negative Wirkung auf die vorliegende Erfindung hat, zu verwenden, wie beispielsweise Acrylnitril, 2-Vinylpyridin, 4- Vinylpyridin, Vinylcarbazol, Vinylmethylether, Butadien, Isopren, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäuremonoester, Maleinsäurediester und Vinylacetat.
Zur Bereitstellung eines in THF unlöslichen Anteils in der Bindemittelharzzusammensetzung kann ein Vernetzungsmittel verwendet werden. Beispiele für difunktionelle Vernetzungsmittel können einschließen: Divinylbenzol, Bis(4-acryloxypolyethoxyphenyl)-propan, Ethylenglykoldiacrylat, 1,3-Butylenglykoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,5-Pentandioldiacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, Neopentylglykoldiacrylat, Diethylenglykoldiacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, Tetraethylenglykoldiacrylat, Diacrylate von Polyethylenglykol #200, #400 und #600, Dipropylenglykoldiacrylat, Polypropylenglykoldiacrylat, Acrylate vom Polyestertyp (beispielsweise eines, das unter dem Handelsnamen "MANDA" bekannt und von Nihon Kayaku K.K. erhältlich ist) und Methacrylate, die durch Substitution der Acrylatgruppen in den vorstehenden Acrylaten durch Methacrylatgruppen erhalten werden.
Beispiele für polyfunktionelle Vernetzungsmittel können einschließen: Pentaerythritoltriacrylat, Trimethylolethantriacrylat, Trimethylolpropantriacrylät, Tetramethylolmethantetraacrylat, Oligoesteracrylat, den vorstehenden Acrylaten entsprechende Methacrylate, 2,2-Bis(4-methacryloxypolyethoxyphenyl)-propan, Diallylphthalat, Triallylcyanurat, Triallyltrimellitat und Diallylchlorendat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, als Bindemittelharz eine Harzzusammensetzung zu verwenden, die ein nicht vernetztes oder vernetztes erstes Vinyl-Polymer oder -Copolymer (vorzugsweise vom Styrol-Typ) und ein vernetztes zweites Vinyl-Polymer oder -Copolymer (vorzugsweise vom Styrol-Typ) umfaßt.
Das Bindemittelharz gemäß der vorliegenden Erfindung kann geeigneterweise durch ein Verfahren zur Synthese von zwei oder mehr Polymeren oder Copolymeren hergestellt werden.
Beispielsweise wird ein erstes Polymer oder Copolymer, das in THF und ebenso in einem polymerisierbaren Monomer löslich ist, in solch einem polymerisierbaren Monomer gelöst und das Monomer polymerisiert, um ein zweites Polymer oder Copolymer zu bilden, wodurch eine Harzzusammensetzung bereitgestellt wird, welche eine gleichförmige Mischung aus dem ersten Polymer oder Copolymer und dem zweiten Polymer oder Copolymer umfaßt.
Das erste in THF lösliche Polymer oder Copolymer kann vorzugsweise durch Lösungsmittelpolymerisation oder ionische Polymerisation gebildet werden. Das zweite Polymer oder Copolymer, das einen in THF unlöslichen Anteil bereitstellt, kann vorzugsweise durch Suspensionspolymerisation oder Massenpolymerisation eines Monomers hergestellt werden, in welchem das erste Polymer oder Copolymer in Gegenwart eines vernetzenden Monomers gelöst wird. Vorzugsweise wird das erste Polymer oder Copolymer in einem Verhältnis von 10 bis 120 Gewichtsteilen, vorzugsweise 20 bis 100 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des polymerisierbaren Monomers verwendet, welches das zweite Polymer oder Copolymer ergibt.
Beispiele für das magnetische Material, das in einem magnetischen Toner gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, können einschließen: Eisenoxid oder eine Verbindung eines zweiwertigen Metalls und Eisenoxid, wie beispielsweise Magnetit, Hämatit und Ferrite; Metalle wie beispielsweise Eisen, Kobalt und Nickel, und Legierungen dieser Metalle mit anderen Metallen wie beispielsweise Aluminium, Kobalt, Kupfer, Blei, Magnesium, Zinn, Zink, Antimon, Berylhum, Wismut, Cadmium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram und Vanadin; und Mischungen dieser Materialien.
Um die Aufladbarkeit des Toners zu steuern, ist es möglich, eines der folgenden Aufladesteuermittel zu verwenden:
Nitrofumarsäure (nitrofumic acid) und deren Salze, wie sie in JP-A 50-13338 offenbart sind, Farbstoffe oder Pigmente wie C.I. 14645, Komplexe von Metallen wie beispielsweise Zn, Al, Co, Cr und Fe mit Salicylsäure, Naphthalincarbonsäure und -dicarbonsäure, ein sulfoniertes Kupferphthalocyaninpigment, ein Styrololigomer, in das eine Nitrilgruppe oder Halogengruppe eingeführt wurde, und chloriertes Paraffin. Im Hinblick auf die Dispersionsfähigkeit ist es bevorzugt, ein Agens aus Metallkomplexsalzen von Monoazofarbstoffen, Metallkomplexen von Salicylsäure, Metallkomplexen von Alkylsalicylsäuren, Metallkomplexen von Naphthalincarbonsäure und Metallkomplexen von Dicarbonsäuren auszuwählen.
Gute Ergebnisse können auch erhalten werden, wenn dem Toner gemäß der vorliegenden Erfindung wie gewünscht einige Additive zugesetzt werden. Beispiele für solche Additive können einschließen: Schmiermittel, Schleifmittel, fließfähigkeitsverleihende Mittel, Anti-Zusammenbackmittel, elektrische Leitfähigkeit verleihende Mittel, fixierende Säuren und Anti- Abfärbungsmittel.
Beispiele für Schmiermittel können einschließen: feine Pulver von Materialien wie beispielsweise Polytetrafluorethylen, Zinkstearat und Polyvinylidenfluorid, von denen ein feines Pulver aus Polyvinylidenfluorid bevorzugt ist.
Beispiele für Schmiermittel können einschließen: feine Pulver von Materialien wie beispielsweise Ceroxid, Siliciumcarbid und Strontiumtitanat, von denen ein feines Pulver aus Strontiumtitanat bevorzugt ist.
Beispiele für fließfähigkeitsverleihende Mittel können einschließen: feine Pulver aus kolloidalem Siliciumdioxid, hydrophobem kolloidalem Siliciumdioxid und Aluminiumoxid, von denen ein feines Pulver aus hydrophobem kolloidalem Siliciumdioxid bevorzugt ist.
Beispiele für elektrische Leitfähigkeit verleihende Mittel können einschließen: feine Pulver von Materialien wie beispielsweise Ruß, Zinkoxid, Antinonoxid und Zinnoxid.
Beispiele für die Fixierhilfen und Anti-Abfärbungsmittel können einschließen: niedermolekulares Polyethylen, niedermolekulares Polypropylen und verschiedene Wachse.
Es ist ebenso möglich, geringe Mengen von weißem feinen Pulver und schwarzem feinen Pulver mit einer triboelektrischen Aufladbarkeit von einer Polarität zu verwenden, die entgegengesetzt zu derjenigen der Tonerpartikel ist, um die Entwicklungseigenschaften zu verbessern.
Das vorstehend genannte hydrophobe kolloidale Siliciumdioxid kann vorzugsweise ein hydrophobes kolloidales Siliciumdioxid sein, das mit einem Silikonöl oder Silikonlack behandelt worden ist.
Das Silikonöl oder der Silikonlack, die vorzugsweise gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können solche sein, die durch die nachfolgende Formel wiedergegeben werden:
wobei R eine C&sub1;-C&sub3;-Alkylgruppe, R¹ eine Silikonöl-modifizierende Gruppe wie beispielsweise Alkyl, halogenmodifiziertes Alkyl, Phenyl und modifiziertes Phenyl, RIC eine C&sub1;-C&sub3;-Alkyloder -Alkoxygruppe ist.
Spezifische Beispiele hierfür können einschließen: Dimethylsilikonöl, alkylmodifiziertes Silikonöl, α-methylstyrolmodifiziertes Silikonöl, Chiorophenylsilikonöl und fluormodifiziertes Silikonöl. Das vorstehende Silikonöl kann vorzugsweise eine Viskosität bei 25 ºC von etwa 50 bis 1000 cSt aufweisen. Ein Silikonöl mit zu geringem Molekulargewicht kann unter Erhitzung flüchtig werden, während eines mit einem zu hohem Molekulargewicht eine zu hohe Viskosität aufweist, was zu Schwierigkeiten in der Handhabung führt.
Zur Behandlung des feinen Siliciumdioxidpulvers mit Silikonöl kann ein Verfahren, wobei das mit einem Silan-Kupplungsmittel behandelte feine Siliciumdioxidpulver mit einem Mischgerät, beispielsweise einem Henschelmischgerät, direkt mit einem Silikonöl vermischt wird; ein Verfahren, wobei ein Silikonöl auf Siliciumdioxid als Basismaterial gesprüht wird; oder ein Verfahren, wobei ein Silikonöl in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert, die erhaltene Flüssigkeit mit Siliciumdioxid als Basismaterial vermischt und dann das Lösungsmittel unter Bildung eines hydrophoben Siliciumdioxids entfernt wird, verwendet werden.
Es ist weiterhin bevorzugt, das feine anorganische Pulver zuflächst mit einem Silikonöl oder Silikonlack zu behandeln.
Wenn das feine anorganische Pulver nur mit einem Silikonöl behandelt wird, ist eine große Menge an Silikonöl erforderlich, so daß das feine Pulver agglomerieren kann, wodurch ein Entwickler mit geringer Fließfähigkeit bereitgestellt wird, und die Behandlung mit einem Silikonöl muß sorgfältig durchgeführt werden. Wenn jedoch das feine Pulver zunächst mit einem Silan-Kupplungsmittel und dann mit einem Silikonöl behandelt wird, wird ein feines Pulver mit einer guten Feuchtigkeitsbeständigkeit bereitgestellt, während eine Agglomeration des Pulvers verhindert wird, und somit kann der Effekt der Behandlung mit einem Silikonöl zufriedenstellend erzielt werden.
Das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Silan- Kupplungsmittel kann Hexamethyldisilazan oder ein solches sein, das durch die folgende Formel dargestellt wird:
RmSiYn, wobei R eine Alkoxygruppe oder ein Chloratom, m eine ganze Zahl von 1 bis 3, Y eine Alkylgruppe, Vinylgruppe, Glycidoxygruppe, Methacrylgruppe oder andere Kohlenwasserstoffgruppen, und n eine ganze Zahl von 3 bis 1 ist. Spezifische Beispiele hierfür können einschließen: Dimethyldichlorsilan, Trimethylchlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan, Vinyltriethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Divinylchlorsilan und Dimethylvinylchlorsilan.
Die Behandlung des feinen Pulvers mit einem Silan-Kupplungsmittel kann in einem Trockenverfahren, wobei das feine Pulver gerührt wird, um eine Wolke zu bilden, mit der ein verdampftes oder gesprühtes Silan-Kupplungsmittel umgesetzt wird, oder in einem Naßverfahren durchgeführt werden, wobei das feine Pulver in einem Lösungsmittel dispergiert wird, dem ein Silan-Kupplungsmittel zugetropft wird, um mit dem feinen Pulver zu reagieren.
Das Silikonöl oder der Silikonlack können in einer Menge von 1 bis 35 Gewichtsteilen, vorzugsweise 2 bis 30 Gewichtsteilen verwendet werden, um 100 Gewichtsteile des feinen anorganischen Pulvers zu behandeln. Wenn die Menge an Silikonöl oder Silikonlack zu gering ist, ist es möglich, daß die Feuchtig keitsbeständigkeit nicht verbessert wird, so daß keine kopierten Bilder mit hoher Qualität bereitgestellt werden können. Wenn die Menge an Silikonöl oder Silikonlack zu groß ist, kann das feine anorganische Pulver leicht agglomerieren und sogar zu freiem Silikonöl oder Silikonlack führen, was somit zu einem Mißerfolg bei der Verbesserung der Fließfähigkeit des Entwicklers führt.
Das hydrophobe kolloidale Siliciumdioxid kann vorzugsweise in einem Verhältnis von 0,1 bis 3,0 Gewichtsteilen, insbesondere von 0,6 bis 1,6 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Toners verwendet werden.
Der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Toner kann durch ein Verfahren, in dem die Tonerbestandteile in einer Heißkneteinrichtung wie beispielsweise einem Kneter oder Extruder gut durchgeknetet, mechanisch zerkleinert und klassifiziert werden; ein Verfahren, wobei eine Bindemittelharzlösung, die noch andere darin dispergierte Komponenten enthält, sprühgetrocknet wird; ein Polymerisationsverfahren, wobei vorbestimmte Bestandteile in einem ein Bindemittelharz bildenden Monomer dispergiert werden und die Mischung emulgiert wird, gefolgt von der Polymerisation des Monomers zur Bereitstellung eines Polymers; etc. hergestellt werden.
Nachfolgend werden einige Synthesebeispiele für gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Bindemittelharze beschrieben.

Synthesebeispiel 1

200 Gewichtsteile Cumol wurden in einen Reaktionsbehälter gegeben und auf Rückflußtemperatur erhitzt. Weiterhin wurde unter Rückfluß des Cumols innerhalb von vier Stunden tropfenweise eine Mischung aus 100 Gewichtsteilen eines Styrolmonomers und 6,5 Gewichtsteilen Benzoylperoxid zugegeben. Die Lösungsmittelpolymerisation wurde des weiteren unter Rückfluß des Cumols (146 bis 156 ºC) vervollständigt, gefolgt von der Entfernung des Cumols. Das erhaltene Polystyrol war in THF löslich, zeigte ein Hauptsignal bei einem Molekulargewicht von 4500 auf dem GPC-Chromatogramm und wies einen Tg (Glasübergangspunkt) von 58 ºC auf.
30 Gewichtsteile des vorstehenden Polystyrols wurden in der folgenden Monomermischung gelöst, um eine Mischungslösung zu bilden.
(Monomermischung)
Styrol 58 Gewichtsteile
n-Butylacrylat 12 Gewichtsteile
Divinylbenzol 0,26 Gewichtsteile
Di-tert-Butylperoxid 1,8 Gewichtsteile
Zur vorstehenden Mischungslösung wurden 170 Gewichtsteile Wasser gegeben, das 0,1 Gewichtsteile eines unvollständig verseiften Polyvinylalkohols enthielt, um eine flüssige Suspension zu bilden. Die Suspension wurde in einen mit Stickstoff belüfteten Reaktionsbehälter gegeben, der 15 Gewichtsteile Wasser enthielt, und 6 Stunden lang einer Suspensionspolymerisation bei 70 bis 95 ºC unterworfen. Nach der Reaktion wurde das Produkt durch Filtration zurückgewonnen, entwäs sert und getrocknet, um eine Zusammensetzung zu erhalten, die Polystyrol und ein Styrol-n-butylacrylatcopolymer umfaßte. Die Zusammensetzung war eine gleichförmige Mischung aus einem in THF löslichen Anteil und einem in THF unlöslichen Anteil und war ebenso eine gleichförmige Mischung aus Polystyrol und einem Styrol-n-butylacrylatcopolymer. Die Harzzusammensetzung wurde als eine Pulverfraktion von 24 mesh-pass und 60 mesh-on zurückgewonnen. Etwa 0,5 g des Pulvers wurden genau abgewogen und in ein zylindrisches Filterpapier mit einem Durchmesser von 28 mm und einer Länge von 100 mm (Nr. 86R, erhältlich von Toyo Roshi K.K.) gegeben und 200 ml THF mit einer Rate von einmal pro etwa 4 Minuten unter Rückfluß erhitzt, um den in THF unlöslichen Anteil als einen auf dem Filterpapier zurückbleibenden Anteil zu bestimmen. Die Harzzusammensetzung zeigte einen in THF unlöslichen Anteil von 28 Gew.-%. Der in THF lösliche Anteil wurde der Messung der Molekulargewichtsverteilung unterworfen, wobei das erhaltene GPC-Diagramm Signale bei Molekulargewichten von etwa 5000 und etwa 50000 und einen Molekulargewichtsanteil mit 10000 oder geringer von 30 Gew.-% zeigte. Das Harz wies weiterhin einen Tg von 58 ºC auf.
Die auf das Molekulargewicht der Harze und der Harzzusammensetzungen bezogenen Parameter wurden auf die nachfolgende Weise gemessen.
Shodex KF-80M (erhältlich von Showa Denko K.K.) wurde als GPC-Säule verwendet und in eine auf 40 ºC gehaltene Wärmekammer einer GPC-Messungsvorrichtung ("150C ALC/GPC", erhältlich von Waters Co.) eingebaut. Die GPC-Messung wurde durchgeführt, indem in die Säule bei einer THF-Flußrate von 1 ml/min 200 µl einer Probe (eine in THF lösliche Konzentration von etwa 0,1 Gew.-%) eingespritzt wurden und ein RI-(Brechungsindex)-Detektor verwendet wurde. Die Kalibrierkurve für die Molekulargewichtsmessung wurde hergestellt, indem THF- Lösungen von 10 monodispersen Polystyrolstandardproben verwendet wurden, die Molekulargewichte von 0,5x10³, 2,35x10³, 10,2x10³, 35x10³, 110x10³, 200x10³, 470x10³, 1200x10³, 2700x10³ und 8420x10³, (erhältlich von Waters Co.) aufwiesen.

Synthesebeispiel 2

Ein Herstellungsverfahren ähnlich dem im Synthesebeispiel 1 wurde durchgeführt, außer daß das Divinylbenzol auf 0,6 Gewichtsteile angehoben und die Polymerisationstemperatur abgesenkt wurde, um eine gleichförmige Mischung aus Polystyrol und Styrol-n-butylacrylatcopolymer zu erhalten, die einen in THF unlöslichen Anteil von 60 Gew.-% und ein Tg von 63ºC aufwies und einen in THF löslichen Anteil einschloß, der Signale bei Molekulargewichten von etwa 9000 und etwa 90000 und einen Molekulargewichtsanteil von 10000 oder weniger von 15 Gew.-% aufwies.

Synthesebeispiel 3

150 Gewichtsteile Cumol wurden in einen Reaktionsbehälter gegeben und auf Rückflußtemperatur erhitzt, und die folgende Mischung wurde unter Rückfluß des Cumols innerhalb von 4 Stunden tropfenweise zugegeben.
(Monomermischung)
Styrol 96 Gewichtsteile
n-Butylacrylat 4 Gewichtsteile
Di-tert-butylperoxid 4,2 Gewichtsteile
Weiterhin wurde die Polymerisation unter Rückfluß des Cumols (146 bis 156 ºC) vervollständigt, gefolgt von der Entfernung des Cumols. Das erhaltene Styrol-n-butylacrylatcopolymer zeigte ein Hauptsignal bei einem Molekulargewicht von 2000 und ein Tg von 56 ºC.
Gewichtsteile des vorstehenden Styrol-n-butylacrylatcopolymers wurden in der folgenden Monomermischung gelöst, um eine Mischungslösung zu bilden.
(Monomermischung)
Styrol 40 Gewichtsteile
Methylmethacrylat 20 Gewichtsteile
Divinylbenzol 0,25 Gewichtsteile
Benzoylperoxid 1,7 Gewichtsteile
Zu der vorstehenden Mischungslösung wurden 170 Gewichtsteile Wasser gegeben, das 0,1 Gewichtsteile eines unvollständig verseiften Polyvinylalkohols enthielt, um eine flüssige Suspension zu bilden. Die Suspension wurde in einen mit Stickstoff belüfteten Reaktionsbehälter gegeben, der 15 Gewichtsteile Wasser enthielt, und 6 Stunden lang einer Suspensionspolymerisation bei 70 bis 95 ºC unterworfen. Nach der Reaktion wurde das Produkt mittels Filtration zurückgewonnen, entwässert und getrocknet, um eine Zusammensetzung zu erhalten, die eine gleichförmige Mischung aus Styrol-n-butylacrylatcopolymer und Styrol-methylmethacrylatcopolymer umfaßte.
Die Harzzusammensetzung zeigte einen in THF unlöslichen Anteil von 13 Gew.-% und schloß einen in THF löslichen Anteil ein, der Signale bei Molekulargewichten von etwa 2500 und etwa 1,8x10&sup4; auf dem GPC-Diagramm und einen Molekulargewichtsanteil mit 10000 oder geringer von 42 Gew.-% zeigte. Das Harz zeigte ein Tg von 53ºC.

Vergleichs-Synthesebeispiel 1

Ein Herstellungsverfahren ähnlich dem im Synthesebeispiel 3 wurde durchgeführt, außer daß die Polymerisationstemperatur eingestellt wurde, um eine Harzzusammensetzung zu erhalten, die einen in THF unlöslichen Anteil von 6 Gew.-% aufwies und einen in THF löslichen Anteil einschloß, der Signale bei Molekulargewichten von etwa 1500 und 2,3x10&sup4; auf dem GPC- Diagramm und einen Molekulargewichtsanteil bei 10000 oder geringer von 54 Gew.-% aufwies. Das Harz zeigte ein Tg von 49 ºC.

Vergleichs-Synthesebeispiel 2

20 Gewichtsteile des in Synthesebeispiel 1 hergestellten Polystyrols wurden in der folgenden Monomermischung gelöst, um eine Mischungslösung zu bilden.
(Monomermischung)
Styrol 60 Gewichtsteile
n-Butylacrylat 10 Gewichtsteile
Divinylbenzol 0,20 Gewichtsteile
t-Butylperoxyhexanoat 1,0 Gewichtsteile
Die obige Mischungslösung wurde einer Suspensionspolymerisation ähnlich derjenigen in dem Synthesebeispiel 1 unterworfen, um eine Zusammensetzung zu erhalten, die Polystyrol und ein Styrol-n-butylacrylatcopolymer umfaßte.
Die Harzzusammensetzung zeigte einen in THF unlöslichen Anteil von 75 Gew.-% und schloß einen in THF löslichen Anteil ein, der Signale bei Molekulargewichten von etwa 7000 und etwa 13x10&sup4; auf dem GPC-Diagramm und Molekulargewichtsanteil von 10000 oder geringer von 11 Gew.-% aufwies. Das Harz zeigte ein Tg von 65 ºC.
Die vorliegende Erfindung wird genauer auf der Basis der folgenden Beispiele erläutert, worin der Begriff "Teile", der bei der Beschreibung von Formulierungen verwendet wird, als Gewichtsteile zu verstehen ist.

Beispiel 1

Harzzusammensetzung aus Synthesebeispiel 1 100 Teile
kugelförmiges magnetisches Material mit einer Schüttdichte von 0,9 g/ml (durchschnittliche Partikelgröße von 0,2 µm (Mikron)) 60 Teile
Chromkomplex von Dialkylsalicylsäure 2 Teile
niedermolekulares Polypropylen 3 Teile
Die vorstehenden Bestandteile wurden in einer Zwillingswalzenmühle, die auf eine Temperatur von 150 ºC erwärmt war, 20 Minuten lang gemischt und geknetet. Das geknetete Produkt wurde nach dem Abkühlen grob zerkleinert und anschließend mittels einer Strahlmühle fein pulverisiert, gefolgt von einer Klassifizierung durch einen Windkraftklassifikator, um ein schwarzes feines Pulverprodukt mit einer Volumenmittel- Partikelgröße von 12 µm (Mikron) zu erhalten. Weiterhin wurden 0,6 Teile eines feinen Pulvers aus hydrophobern kolloidalem Siliciumdioxid mit 100 Teilen des schwarzen feinen Pulverprodukts (magnetischer Toner) trocken vermischt, um einen Ein-Komponentenentwickler mit einem negativ aufladbaren magnetischen Toner zu erhalten, dem das hydrophobe kolloidale Siliciumdioxid extern zugegeben worden war.
Der Entwickler wurde in eine Bilderzeugungsvorrichtung eingefüllt, die durch den Umbau eines gewerblich erhältlichen Kopiergeräts ("FC-5", erhältlich von Canon K.K.) erhalten wurde, dessen Entwicklungsvorrichtung derart umgebaut wurde, so daß sie eine wie in Figur 5 dargestellte elastische Klinge 9 aus Urethangummi einschloß, und die elastische Klinge 9 mit einem Druck von 29,4 N/m (30 g/cm) gegen das Entwickler- Trägerelement (Hülse) 6 gestoßen wurde.
Ein elektrostatisches latentes Bild zur Umkehrentwicklung wurde bei einer Primärladesspannung von -600 Volt auf einer OPC-lichtempfindlichen Trommel 3 gebildet. Der Zwischenraum zwischen der Entwicklungshülse 6 (die einen Magneten einschließt) und der lichtempfindlichen Trommel 3 wurde auf 300 um (Mikron) eingestellt, so daß die Entwicklerschicht auf der Hülse 6 mit der lichtempfindlichen Trommel 3 nicht in Kontakt kam. Das elektrostatische Bild wurde durch Umkehrentwicklung unter Anlegung einer Wechselvorspannung (f = 1.800 Hz, Vpp = 1200 V) und einer Gleichvorspannung (VDC = -390 V) an die Entwicklungshülse entwickelt, wodurch auf der OPC-lichtempfindlichen Trommel ein Tonerbild gebildet wurde. Das erhaltene Tonerbild wurde mit einer positiven Übertragung auf leeres Papier übertragen und anschließend auf dem leeren Papier fixiert, indem das leere Papier, welches das Tonerbild trug, durch eine Heißdruckwalzenfixiervorrichtung geleitet wurde.
Als Ergebnis wurde selbst nach 3000 Seiten Bilderzeugung weder auf der Oberfläche der elastischen Klinge 9 noch auf der Entwicklungshülse 6 ein Anhaften von Toner oder eine Filmbildung beobachtet, sondern gute Tonerbilder gebildet.
Der gleiche Test wurde ebenfalls unter Bedingungen einer hohen Temperatur und hohen Feuchtigkeit von 32,5 ºC und 85 % Luftfeuchtigkeit und unter Bedingungen einer geringen Temperatur und geringen Feuchtigkeit von 15 ºC und 10 % Luftfeuchtigkeit durchgeführt, wobei ähnlich gute Ergebnisse erhalten wurden.
Weiterhin wurden, selbst wenn die Bilderzeugung bis zu 5000 Blatt Kopien fortgeführt wurde, während der Zuführung des Toners ebenfalls keinerlei Probleme beobachtet.

Beispiel 2

Ein negativ aufladbarer magnetischer Toner mit einer Volumenmittel-Partikelgröße von 12,8 µm (Mikron) wurde auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Harzzusammensetzung durch eine aus dem Synthesebeispiel 2 ersetzt wurde.
Der erhaltene Toner wurde mit hydrophobem kolloidalem Siliciumdioxid vermischt, um einen Entwickler ähnlich demjenigen in Beispiel 1 zu erhalten. Der Entwickler wurde in das in Beispiel 1 verwendete umgebaute Kopiergerät eingefügt und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 getestet, wobei gute Ergebnisse bis zu 3000 Blatt Kopien unter den jeweiligen Sätzen an äußeren Bedingungen erhalten wurden.
Weiterhin wurde, wenn die Bilderzeugung bis zu 5000 Blättern fortgeführt wurde, vom Zeitpunkt von 4000 Blättern an bei den Bedingungen der niedrigen Temperatur und niedrigen Feuchtigkeit ein leichter Bilddefekt festgestellt, der einer Beschädigung an der elastischen Klinge zuzuschreiben war Jedoch war der Defekt so gering, daß er praktisch kein Problem darstellte.

Beispiel 3

Ein negativ aufladbarer magnetischer Toner mit einer Volumenmittel-Partikelgröße von 11,5 µm (Mikron) wurde auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Harzzusammensetzung durch eine gemäß Synthesebeispiel 2 ersetzt und der Toner auf ähnliche Weise mit hydrophobem kolloidalem Siliciumdioxid vermischt wurde, um einen Entwickler zu erhalten.
Andererseits wurde das in Beispiel 1 verwendete umgebaute Kopiergerät weiter umgebaut, so daß die Entwicklungsvorrichtung durch eine Entwicklungsvorrichtung gemäß Figur 4 ersetzt wurde und die elastische Klinge 9 aus Silikongummi mit einem Druck von 34,3 N/m (35 g/cm) gegen die Entwicklungshülse 6 gestoßen wurde.
Dann wurde der vorstehend hergestellte Entwickler in das umgebaute Kopiergerät gegeben und dem Bilderzeugungstest ansonsten auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 unterworfen, wobei unter den jeweiligen Sätzen an äußeren Bedingungen gute Ergebnisse bis zu 3000 Blatt Kopien erzielt wurden.
Weiterhin trat, wenn die Bildherstellung bis zu 5000 Blättern fortgeführt wurde, ab dem Zeitpunkt von 3500 Blättern unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und hohen Feuchtigkeit ein leichter Bilddefekt auf, der auf ein punktartiges Anhaften von Toner auf der Hülse zurückzuführen war. Jedoch war der Defekt so gering, daß er praktisch kein Problem darstellte.

Beispiel 4

Ein negativ aufladbarer magnetischer Toner mit einer Volumenmittel-Partikelgröße von 12,4 µm (Mikron) wurde auf ähnliche Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer daß das magnetische Material durch ein kugelförmiges magnetisches Material mit einer Schüttdichte von 0,55 g/ml ersetzt wurde.
Der erhaltene Toner wurde mit hydrophobem kolloidalem Siliciumdioxid vermischt, um einen Entwickler ähnlich wie in Beispiel 1 zu erhalten. Der Entwickler wurde in das in Beispiel 1 verwendete umgebaute Kopiergerät gegeben und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 getestet, wobei unter den jeweils gesetzten Bedingungen der äußeren Einflüsse gute Ergebnisse bis zu 3000 Kopien erhalten wurden.
Weiterhin trat, wenn die Bildherstellung bis zu 5.000 Blatt fortgeführt wurde, ab dem Zeitpunkt von 3500 Blättern unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und hohen Feuchtigkeit ein leichter Bilddefekt auf, der auf ein filmartiges Anhaften von Toner auf der Hülse zurückzuführen war. Jedoch war der Defekt so gering, daß er praktisch kein Problem darstellte.

Vergleichsbeispiel 1

Ein negativ aufladbarer magnetischer Toner mit einer Volumenmittel-Partikelgröße von 10,9 µm (Mikron) wurde auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Harzzusammensetzung durch eine Zusammensetzung gemäß dem Vergleichs- Synthesebeispiel 1 ersetzt wurde.
Der erhaltene Toner wurde mit hydrophobern kolloidalem Siliciumdioxid vermischt, um einen Entwickler ähnlich wie dem in Beispiel 1 zu erhalten. Der Entwickler wurde in das in Beispiel 1 verwendete umgebaute Kopiergerät gegeben und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 getestet. Bilddefekte in Form von weißen Leerstellen traten selbst unter normalen Umgebungsbedingungen nach 2000 Seiten auf, und nach dem Test wurde ein Anhaften von Toner auf den Oberflächen sowohl der elastischen Klinge 9 als auch der Entwicklungshülse 6 beobachtet.

Vergleichsbeispiel 2

Ein negativ aufladbarer magnetischer Toner mit einer Volumenmittel-Partikelgröße von 13,0 µm (Mikron) wurde auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Harzzusammensetzung durch eine Zusammensetzung gemäß dem Vergleichs- Synthesebeispiel 2 ersetzt wurde.
Der erhaltene Toner wurde mit hydrophobem kolloidalem Siliciumdioxid vermischt, um einen Entwickler ähnlich dem in Beispiel 1 zu erhalten. Der Entwickler wurde in das in Beispiel 1 verwendete umgebaute Kopiermaschine gegeben und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 getestet. Unter den Bedingungen niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit wurden nach 2500 Blättern schlechte Bilder mit streifenartigen Unregelmäßigkeiten gebildet, die auf Beschädigungen an der elastischen Klinge zurückzuführen waren.

Beispiel 5

Feines Pulver aus hydrophobern kolloidalern Siliciumdioxid wurde hergestellt, indem 100 Teile von feinem Pulver aus kolloidalem Siliciumdioxid (Aerosil #200, erhältlich von Nihon Aerosil K.K.) mit 20 Teilen Hexamethyldisilazan und dann mit 10 Teilen Dimethylsilikonöl ("KF-96 100CS", erhältlich von Shinetsu Kagaku K.K.), das mit einem Lösungsmittel verdünnt war, behandelt wurden.
0,6 Teile des erhaltenen hydrophoben kolloidalen Siliciumdioxids wurden mit 100 Teilen des negativ aufladbaren magnetischen Toners, der in Beispiel 1 hergestellt wurde, vermischt, um einen Ein- Komponentenentwickler zu erhalten.
Der so erhaltene Entwickler wurde der Entwicklungsvorrichtung einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Figur 7 zugeführt (wobei die elastische Klinge 9 derart angeordnet war, daß sie einen Anstoßdruck von 29,4 N/m (30 g/cm) in Gegenrichtung bezüglich zur Rotationsrichtung der Entwicklungshülse 6 ausübte) und einem Bilderzeugungstest auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 unterworfen, wodurch sogar eine bessere Beständigkeit oder nacheinander erfolgende Kopiereigenschaft als in Beispiel 1 erhalten wurde, was von dem Schmiereffekt herrührte, der durch das Silikonöl erzielt wurde, welches das hydrophobe kolloidale Siliciumdioxid bedeckte. Weiterhin wurden gute Ergebnisse unter den jeweils Sätzen an äußeren Einflüssen erzielt.
Wie vorstehend beschrieben wird bei Verwendung des erfindungsgemäßen Entwicklers in einer Bilderzeugungsvorrichtung, die mit einer Entwicklungsvorrichtung ausgestattet ist, wobei ein Entwickler durch eine elastische Klinge auf ein Entwickler-Trägerelement aufgetragen wird, durch den Entwickler kein Anhaften des Toners oder keine filmartige Verschmutzung auf der elastischen Klinge oder dem Entwickler-Trägerelement hervorgerufen, auch nicht unter einer starken Preßkraft, die zwischen diesen Elementen wirkt, um das Drehmoment zum Antrieb des Entwickler-Trägerelements abzusenken, wodurch Schwierigkeiten wie beispielsweise eine Umkehrung oder ein Abblättern der elastischen Klinge und ein Brechen des Antriebsgetriebes zum Antrieb des Entwickler-Trägerelements vermieden werden, wodurch eine gute Bilderzeugung ermöglicht wird.

Claims

1. Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend ein bildtragendes Element (3) zum Tragen eines latenten Bildes und eine Entwicklungsvorrichtung (1A, 1B, 1C, 1D) zum Entwickeln des latenten Bildes, wobei die Entwicklungsvorrichtung (1A, 1B, 1C, 1D) umfaßt:

einen Entwicklerbehälter (2) zur Aufnahme eines Entwicklers, wobei der Entwickler einen magnetischen Toner umfaßt und der magnetische Toner ein magnetisches Material und eine Bindemittel-Harzzusammensetzung umfaßt, die 10 bis 70 Gew.-% eines in THF unlöslichen Anteils und als Rest einen in THF löslichen Anteil enthält, in welchen eine Komponente mit einem Molekulargewicht von 10000 oder weniger auf einem GPC- Chromatogramm des in THF löslichen Anteils eingeschlossen ist, die 10 bis 50 Gew.-% des Bindemittelharzes ausmacht;

ein Entwickler-Trägerelement (6) zum Tragen und Weiterleiten des in dem Entwicklerbehälter enthaltenen Entwicklers zu einem dem bildtragenden Element gegenüberliegenden Entwicklungsbereich, wobei das Entwickler-Trägerelement (6) eine Entwicklungshülse (8) umfaßt, die einen Magneten (7) einschließt; und

eine elastische Klinge (9) zur Einstellung des auf dem Entwickler-Trägerelement (6) getragenen und weitergeleiteten Entwicklers auf eine vorbestimmte Dicke, um auf dem Entwickler-Trägerelement (6) eine dünne Entwicklerschicht zu bilden,

wobei die elastische Klinge (9) eine elastische Platte umfaßt, die aus einem Material gebildet ist, das aus der aus elastischem Gummi, elastischem Metall und elastischem Harz bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und

wobei die elastische Klinge (9) mit einem linearen Druck von 4,91 bis 78,5 N/m (5 bis 80 g/cm) gegen die Oberfläche des eine Schicht des Entwicklers tragenden Entwickler-Trägerelements (6) gepreßt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das bildtragende Element (3) eine lichtempfindliche OPC-Trommel, das Entwickler- Trägerelement (6) eine einen Magneten (7) einschließende Entwicklungshülse (8) und der Entwickler einen magnetischen Toner umfaßt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Entwickler Tonerpartikel und ein hydrophobes kolloidales feines Siliciumoxidpulver umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Entwickler magnetische Tonerpartikel und ein hydrophobes kolloidales feines Siliciumoxidpulver umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Bindemittelharz ein Vinyl-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Bindemittelharz ein Styrol-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Bindemittelharz ein nicht vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer und ein vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Bindemittelharz ein nicht vernetztes Styrol-Polymer oder -Copolymer und ein vernetztes Styrol-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Bindemittelharz ein durch Lösungsmittelpolymerisation hergestelltes, nicht vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer und ein durch Suspensionspolymerisation hergestelltes, vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Bindemittelharz ein durch Lösungsmittelpolymerisation hergestelltes, nicht vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer und ein durch Suspensionspolymerisation hergestelltes, vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Bindemittelharz ein in THF lösliches, vernetztes erstes Vinyl-Polymer oder -Copolymer und ein vernetztes, eine in THF unlösliche Substanz einschließendes zweites Vinyl-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das erste Vinyl- Polymer oder -Copolymer durch Lösungsmittelpolymerisation und das zweite Vinyl-Polymer oder -Copolymer durch Suspensionspolymerisation erhalten wurde.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Bindemittelharz ein in THF lösliches, vernetztes erstes Styrol-Polymer oder -Copolymer und ein vernetztes, eine in THF unlösliche Substanz einschließendes zweites Styrol-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das erste Styrol- Polymer oder -Copolymer durch Lösungsmittelpolymerisation und das zweite Styrol-Polymer oder -Copolymer durch Suspensionspolymerisation erhalten wurde.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Bindemittelharz 20 bis 39 Gew.-% von der Komponente mit einem Molekulargewicht von 10000 oder weniger enthält.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der in THF lösliche Anteil des Bindemittelharzes ein GPC-Chromatogramm zeigt, das ein Signal im Molekulargewichtsbereich von 2000 oder mehr bis weniger als 15000 und ein Signal oder eine Schulter im Molekulargewichtsbereich von 15000 bis 100000 aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der in THF lösliche Anteil des Bindemittelharzes ein GPC-Chromatogramm zeigt, das ein Signal im Molekulargewichtsbereich von 2000 bis 10000 aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der in THF lösliche Anteil des Bindemittelharzes ein GPC-Chromatogramm zeigt, das ein Signal im Molekulargewichtsbereich von 2000 bis 8000 und ein Signal oder eine Schulter im Molekulargewichtsbereich von 20000 bis 70000 aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elastische Klinge (9) eine elastische Platte umfaßt, die aus einem Gummi gebildet ist, welcher aus der aus Urethangummi, Silikongummi und Nitril-Butadiengummi bestehenden Gruppe ausgewählt ist

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die elastische Klinge (9) in Vorwärtsrichtung in bezug auf die Bewegungsrichtung des Entwickler-Trägerelements (6) angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die elastische Klinge (9) in entgegengesetzter Richtung in bezug auf die Bewegungsrichtung des Entwickler-Trägerelements (6) angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der magnetische Toner ein magnetisches Material mit einer Schüttdichte von 0,35 g/ml oder größer enthält.

23. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der magnetische Toner ein magnetisches Material mit einer Schüttdichte von 0,6 g/ml oder größer enthält.

24. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der magnetische Toner ein kugelförmiges magnetisches Material mit einer Schüttdichte von 0,8 g/ml oder größer enthält.

25. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei 10 bis 70 Gew.-% des magnetischen Toners aus einem magnetischen Material bestehen.

26. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das hydrophobe kolloidale feine Siliciumoxidpulver mit einem Silikonöl oder Silikonlack behandelt worden ist.

27. Faksimilevorrichtung, umfassend eine elektrophotographische Vorrichtung und eine Empfangsvorrichtung (512) zum Empfang von Bilddaten von einem externen Endgerät, wobei die elektrophotographische Vorrichtung ein bildtragendes Element (3) zum Tragen eines latenten Bildes und eine Entwicklungsvorrichtung (1A, 1B, 1C, 1D) zum Entwickeln des latenten Bildes umfaßt, wobei die Entwicklungsvorrichtung umfaßt: einen Entwicklerbehälter (2) zur Aufnahme eines Entwicklers, wobei der Entwickler einen magnetischen Toner umfaßt und der magnetische Toner ein magnetisches Material und eine Bindemittel-Harzzusammensetzung umfaßt, die 10 bis 70 Gew.-% eines in THF unlöslichen Anteils und als Rest einen in THF löslichen Anteil enthält, in welchen eine Komponente mit einem Molekulargewicht von 10000 oder weniger auf einem GPC- Chromatogramm des in THF löslichen Anteils eingeschlossen ist, die 10 bis 50 Gew.-% des Bindemittelharzes ausmacht;

eine elastische Klinge (9) zur Einstellung des auf dem Entwickler-Trägerelement (6) getragenen und weitergeleiteten Entwicklers auf eine vorbestimmte Dicke, um auf dem Entwickler-Trägerelement (6) eine dünne Entwicklerschicht zu bilden, wobei die elastische Klinge (9) eine elastische Platte umfaßt, die aus einem Material gebildet ist, das aus der aus elastischem Gummi, elastischem Metall und elastischem Harz bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und

28. Faksimilevorrichtung nach Anspruch 27, wobei die eletrophotographische Vorrichtung eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26 umfaßt.

29. Vorrichtungseinheit, umfassend ein bildtragendes Element (3) zum Tragen eines latenten Bildes und eine Entwicklungsvorrichtung (1A, 1B, 1C, 1D) zum Entwickeln des latenten Bildes, wobei die Entwicklungsvorrichtung umfaßt:

wobei die elastische Klinge (9) mit einem linearen Druck von 4,91 bis 78,5 N/m (5 bis 80 g/cm) gegen die Oberfläche des eine Schicht des Entwicklers tragenden Entwickler-Trägerelements (6) gepreßt wird; und

wobei die Entwicklungsvorrichtung (1A, 1B, 1C, 1D) zusammen mit dem bildtragenden Element (3) gemeinsam gehalten wird, wodurch eine einzige Einheit gebildet wird, die je nach Wunsch an einem Vorrichtungskörper befestigt oder von diesem entfernt werden kann.

30. Vorrichtungseinheit nach Anspruch 29, wobei das bildtragende Element (3) eine lichtempfindliche OPC-Trommel, das Entwickler-Trägerelement (6) eine einen Magneten (7) einschließende Entwicklungshülse (8) und der Entwickler einen magnetischen Toner umfaßt.

31. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 oder 30, wobei der Entwickler Tonerpartikel und ein hydrophobes kolbidales feines Siliciumoxidpulver umfaßt.

32. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 31, wobei der Entwickler magnetische Tonerpartikel und ein hydrophobes kolloidales feines Siliciumoxidpulver umfaßt.

33. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 32, wobei das Bindemittelharz ein Vinyl-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

34. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 33, wobei das Bindemittelharz ein Styrol-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

35. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 34, wobei das Bindemittelharz ein nicht vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer und ein vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

36. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 35, wobei das Bindemittelharz ein nicht vernetztes Styrol-Polymer oder -Copolymer und ein vernetztes Styrol-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

37. Vorrichtungseinheit nach Anspruch 35, wobei das Bindemittelharz ein durch Lösungsmittelpolymerisation hergestelltes, nicht vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer und ein durch Suspensionspolymerisation hergestelltes, vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

38. Vorrichtungseinheit nach Anspruch 36, wobei das Bindemittelharz ein durch Lösungsmittelpolymerisation hergestelltes, nicht vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer und ein durch Suspensionspolymerisation hergestelltes, vernetztes Vinyl-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

39. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 38, wobei das Bindemittelharz ein in THF lösliches, vernetztes erstes Vinyl-Polymer oder -Copolymer und ein vernetztes, eine in THF unlösliche Substanz einschließendes zweites Vinyl- Polymer oder -Copolymer umfaßt.

40. Vorrichtungseinheit nach Anspruch 39, wobei das erste Vinyl-Polymer oder -Copolymer durch Lösungsmittelpolymerisation und das zweite Vinyl-Polymer oder -Copolymer durch Suspensionspolymerisation erhalten wurde.

41. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 40, wobei das Bindemittelharz ein in THF lösliches, vernetztes erstes Styrol-Polymer oder -Copolymer und ein vernetztes, eine in THF unlösliche Substanz einschließendes zweites Styrol-Polymer oder -Copolymer umfaßt.

42. Vorrichtungseinheit nach Anspruch 41, wobei das erste Styrol-Polymer oder -Copolymer durch Lösungsmittelpolymerisation und das zweite Styrol-Polymer oder -Copolymer durch Suspensionspolymerisation erhalten wurde.

43. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 42, wobei das Bindemittelharz 20 bis 39 Gew.-% von der Komponente mit einem Molekulargewicht von 10000 oder weniger enthält.

44. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 43, wobei der in THF lösliche Anteil des Bindemittelharzes ein GPC-Chromatogramm zeigt, das ein Signal im Molekulargewichtsbereich von 2000 oder mehr bis weniger als 15000 und ein Signal oder eine Schulter im Molekulargewichtsbereich von 15000 bis 100000 aufweist.

45. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 44, wobei der in THF lösliche Anteil des Bindemittelharzes ein GPC-Chromatogramm zeigt, das ein Signal im Molekulargewichtsbereich von 2000 bis 10000 aufweist.

46. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 45, wobei der in THF lösliche Anteil des Bindemittelharzes ein GPC-Chromatogramm zeigt, das ein Signal im Molekulargewichtsbereich von 2000 bis 8000 und ein Signal oder eine Schulter im Molekulargewichtsbereich von 20000 bis 70000 aufweist.

47. Vorrichtungseinheit nach einem der Ansprüche 29 bis 46, wobei die elastische Klinge (9) eine elastische Platte umfaßt, die aus einem Gummi gebildet ist, welcher aus der aus Urethangummi, Silikongummi und Nitril-Butadiengummi bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

48. Vorrichtungseinheit nach Anspruch 29, wobei die elastische Klinge (9) in Vorwärtsrichtung in bezug auf die Bewegungsrichtung des Entwickler-Trägerelements (6) angeordnet ist.

49 Vorrichtungseinheit nach Anspruch 29, wobei die elastische Klinge (9) in entgegengesetzter Richtung in bezug auf die Bewegungsrichtung des Entwickler-Trägerelements (6) angeordnet ist.

50. Vorrichtungseinheit nach Anspruch 30, wobei der magnetische Toner ein magnetisches Material mit einer Schüttdichte von 0,35 g/ml oder größer enthält.

51. Vorrichtungseinheit nach Anspruch 30, wobei der magnetische Toner ein magnetisches Material mit einer Schüttdichte von 0,6 g/ml oder größer enthält.

52. Vorrichtungseinheit nach Anspruch 30, wobei der magnetische Toner ein kugelförmiges magnetisches Material mit einer Schüttdichte von 0,8 g/ml oder größer enthält.

53. Vorrichtungseinheit nach Anspruch 30, wobei 10 bis 70 Gew.-% des magnetischen Toners aus einem magnetischen Material bestehen.