DE102008003653A1

DE102008003653A1 - Entwickler

Info

Publication number: DE102008003653A1
Application number: DE102008003653A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Tenri Hirakawa
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2008-07-24
Also published as: JP2008170814A; US20090047594A1

Abstract

Ein Entwickler gemäß der Erfindung ist so beschaffen, dass die Zusammensetzung von Metalloxidteilchen, die als äußerer Zusatzstoff einer Toneroberfläche zugesetzt sind, und die Zusammensetzung von Metalloxidteilchen, die einer eine Trägeroberfläche bedeckenden Harzschicht zugesetzt sind, zueinander identisch sind, so dass die zwischen dem Toner und dem äußeren Zusatzstoff erzeugte Reibungsladungsmenge größer als diejenige ist, die zwischen dem äußeren Zusatzstoff und der Trägeroberfläche erzeugt wird. Dadurch wird verhindert, dass der äußere Zusatzstoff von der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche wandert. Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass der äußere Zusatzstoff von der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche wandert, um dadurch (i) Mängel der Ladung und des Fließvermögens sowie (ii) Sekundärfehler zu lindern, d. h. Entwicklungsmängel, zu denen es durch eine Beeinträchtigung der Funktion des Entwicklers aufgrund von Mängeln der Ladung und des Fließvermögens kommt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Entwickler zur Verwendung bei der Erzeugung von Bildern, beispielsweise durch elektrofotografische, elektrostatische Aufzeichnungsgeräte. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Zweikomponentenentwickler, der Toner und einen Träger, der dem Toner eine elektrische Ladung verleiht, enthält.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gemäß elektrofotografischen Verfahren wird ein erkennbares Bild dadurch erhalten, dass, unter Verwendung farbiger, als Toner bezeichneter Teilchen, ein auf einem Fotoempfänger erzeugtes elektrostatisches, latentes Bild entwickelt wird. Ferner verwendet, unter derartigen Entwicklungsverfahren, ein Zweikomponentenentwicklungsverfahren einen Entwickler, der Toner und einen Träger enthält, der in Form magnetischer Teilchen dazu dient, dem Toner eine elektrische Ladung zu verleihen. Darüber hinaus wird der Oberfläche des Toners ein als äußerer Zusatzstoff bezeichnetes anorganisches Pulver zugesetzt, um das Fließvermögen und die Ladeeigenschaften zu verbessern.
Das Patentdokument 1 offenbart, in Zusammenhang mit einem derartigen Zweikomponentenentwicklungsverfahren unter Verwendung eines derartigen Entwicklers, der Toner und einen Träger enthält, wie oben beschrieben, wobei der Toner auf Mikrometergröße zerkleinertes Siliciumoxidpulver enthält, das als äußerer Zusatzstoff dient, dessen Oberfläche mit einem Gemisch von Zinnoxid und Antimon bedeckt wurde. Gemäß diesem Aufbau zeigt der Toner, dem der leitende, äußere Zusatzstoff zugesetzt wurde, einen niedrigeren elektrischen Widerstand und wird daher stabil gela den. Ferner kann, da das als Kern des äußeren Zusatzstoffs verwendete auf Mikrometergröße zerkleinerte Siliciumoxidpulver billig ist, die elektrische Leitfähigkeit des teuren Zinnoxids und des Antimons effektiv genutzt werden. Ferner ermöglicht es das auf Mikrometergröße zerkleinerte Siliciumoxidpulver, dessen Oberfläche mit Zinnoxid und Antimon bedeckt wurde, das Fließvermögen des Toners merklich zu verbessern.
Jedoch wird der Entwickler gemäß dem Patentdokument 1, der ein Gemisch von Toner und Träger bildet, in einer Entwicklungseinheit gerührt, um den Toner elektrisch zu laden. Dies führt zu einem Problem dahingehend, dass der äußere Zusatzstoff auf der Toneroberfläche zur Oberfläche des Trägers wandert. Wenn ein Teil des äußeren Zusatzstoffs auf der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche gewandert ist und er so sowohl an der Toner als auch der Trägeroberfläche anhaftete, verhindert er, dass die Toner- und Trägeroberflächen miteinander in Kontakt treten. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Kontaktladevorgangs, und es verringert auch die Ladungsmenge des Toners.
Zu möglichen Faktoren bei der Wanderung des äußeren Zusatzstoffs von der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche gehören Einflüsse wie beispielsweise der Ladungszustand des äußeren Zusatzstoffs, der Ladungszustand des den äußeren Zusatzstoff zurückhaltenden Toners sowie der Ladungszustand der Trägeroberfläche, auf die der äußere Zusatzstoff wandert. Ferner ist, allgemein gesagt, auf Mikrometergröße zerkleinertes Siliciumoxidpulver, das als äußerer Zusatzstoff dient und dessen Oberfläche hydrophob ausgebildet wurde stark negativ geladen, und daher ist es wahrscheinlich, dass es an einer positiv geladenen Trägeroberfläche anhaftet.
So beeinträchtigt die Wanderung des äußeren Zusatzstoffs auf die Trägeroberfläche nicht nur das Fließvermögen des Toners, sondern es vertut auch die Gelegenheit eines normalen Kontaktladevor gangs, um dadurch zu einer Verringerung der Tonerladungsmenge zu führen. Nachfolgend sind Verfahren beschrieben, die als Maßnahmen zum Unterdrücken einer Wanderung des äußeren Zusatzstoffs auf die Trägeroberfläche bekannt sind, um Fehler zu verhindern, wie sie durch diese Wanderung des äußeren Zusatzstoffs auf die Trägeroberfläche verursacht werden.
Das Patentdokument 2 offenbart, in Zusammenhang mit einem Einkomponentenverfahren, bei dem abweichend vom oben genannten Zweikomponentenentwicklungsverfahren nur Toner, dem ein äußerer Zusatzstoff zugesetzt ist, verwendet wird, einen Aufbau, gemäß dem verhindert wird, dass sich der an den Toner gegebene äußere Zusatzstoff zu einem in einer Entwicklungsvorrichtung vorhandenen Tonertransportelement bewegt. Bei der herkömmlichen Entwicklungsvorrichtung unter Verwendung des Einkomponentenentwicklungsverfahrens besteht ein Problem dahingehend, dass eine Verringerung des Tonerfließvermögens, zu dem es kommt, wenn der dem Toner zugesetzte äußere Zusatzstoff an die Oberfläche einer Entwicklungshülse zum Transportieren des Toners gewandert ist, zu einer Verringerung der Fähigkeit führt, dem Toner auf derjenigen Oberfläche der Entwicklungshülse, an der der äußere Zusatzstoff anhaftete, eine elektrische Ladung zuzuführen. Ferner erhöht der äußere Zusatzstoff, der an der Oberfläche der Entwicklungshülse anhaftet, die Ladungsmenge durch wiederholte Reibung, und er führt dazu, dass der Toner erneut an ihm anhaftet. Im Ergebnis dient der äußere Zusatzstoff als Kern, der dafür sorgt, dass der Toner mit der Oberfläche der Entwicklungshülse verschmilzt.
D. h., dass beim Einkomponentenentwicklungsverfahren, da es keinen Träger verwendet, kein Problem existiert, das durch eine Wanderung des äußeren Zusatzstoffs auf eine Trägeroberfläche verursacht wäre. Jedoch besteht beim Einkomponentenentwicklungsverfahren ein Problem dahingehend, dass es zu einer Verringerung der Entwicklungsgenauigkeit kommt, wenn der äußere Zusatzstoff auf die Oberfläche der Entwicklungshülse zum Transportieren des Toners in der Vorrichtung gewandert ist oder dort verbleibt. D. h., dass das Einkomponentenentwicklungsverfahren ebenfalls Maßnahmen zum Verhindern einer Wanderung des äußeren Zusatzstoffs benötigt. Das Patentdokument 2 offenbart die folgenden Maßnahmen zum Verhindern einer Wanderung des äußeren Zusatzstoffs.
Wie es im Patentdokument 2 beschrieben ist, hängt, allgemein gesagt, das Anhaften, gemäß dem zwei Objekte hauptsächlich durch elektrostatische Kräfte aneinander anhaften, von der Stärke der elektrischen Ladung ab, die der Menge der zwischen den zwei Objekten erzeugten Reibungsladung entspricht. Die Beständigkeit des Entwicklers wird dadurch stabilisiert, dass zwischen dem äußeren Zusatzstoff und dem Toner eine starke elektrostatische Anhaftung erzeugt wird, um dafür zu sorgen, dass der Toner auf der Trägeroberfläche verbleibt, und um zu verhindern, dass er auf die Oberfläche der Entwicklungshülse wandert. D. h., dass der Entwickler so beschaffen ist, dass es sich um ein Material handelt, bei dem die Fähigkeit des Toners, dem äußeren Zusatzstoff eine Reibungsladung zu verleihen größer ist, als die Fähigkeit der Entwicklungshülse, dem äußeren Zusatzstoff Reibungsladung zu verleihen.
Ferner wird, in Zusammenhang mit einem Zweikomponentenentwicklungsverfahren unter Verwendung von Toner und Träger, gemäß dem Patentdokument 3 der Toner mit organischen Harzmikroteilchen versehen, die als auf Mikrometergröße zerkleinerter Zusatzstoff dienen und über eine Polarität entgegengesetzt zum Toner verfügen, wenn der Toner und der Träger durch Reibung geladen werden, um dadurch die Anstiegscharakteristik der Tonerladung zu verbessern und die Ladeeigenschaften über die Zeit zu stabilisieren.
Beispielsweise werden dann, wenn ein Entwickler, der negativ geladenen Toner und positiv geladenen Träger enthält, verwendet wird, organische Harzmikroteilchen, die dem Toner als äußerer Zusatzstoff zugesetzt sind, durch Reibung mit dem Träger positiv geladen. Wenn die ausgewählten organischen Harzmikroteilchen solche Eigenschaften aufweisen, dass sie aktiv zum Träger wandern, werden sie in einem frühen Stadium des Rührvorgangs positiv geladen, sie verlassen den Toner, und sie lassen negative Ladung an der Toneroberfläche zurück. Im Ergebnis trennen sich selbst dann, wenn die Matrizen der Tonerteilchen nicht hoch geladen sind, die positiv geladenen organischen Harzmikroteilchen vom Toner, so dass die Menge der negativen Tonerladung schnell ansteigen kann.
Ferner sind für Fälle, in denen der Toner eine anormal hohe negative elektrische Ladung aufrecht erhält, nachdem der Entwickler ausreichend gerührt wurde, die positiv geladenen, organischen Harzmikroteilchen, die auf die Trägeroberfläche gewandert sind, so konzipiert, dass sie zum Toner zurückwandern. Im Ergebnis eines derartigen Zurückwanderns der positiv geladenen, organischen Harzmikroteilchen wird die negative elektrische Ladung des Toners durch die positive Ladung der organischen Harzmikroteilchen neutralisiert, so dass eine übermäßige elektrische Ladung unterdrückt wird. Dies ermöglicht es, eine gewünschte stabile Sättigungsladungsmenge aufrecht zu erhalten.
Ferner offenbart das Patentdokument 4 in Zusammenhang mit einem Träger, der so ausgebildet ist, dass er durch eine Deckschicht bedeckt ist, die ein auf Mikrometergröße zerkleinertes, leitendes Pulver und ein Harz enthält, wobei dieser Träger bei einem Zweikomponentenentwicklungsverfahren verwendet wird, einen solchen Entwickler, dass die Arbeitsfunktion des die Deckschicht bildenden Harzes auf einen vorbestimmten Zahlenwert eingestellt ist. Der Entwickler kann eine derartige ausreichende Ladungsanstiegsrate und ein derartiges geeignetes Ladungsniveau aufrecht erhalten, dass verhindert wird, dass der Träger durch einen äußeren Zusatzstoff und dergleichen verunreinigt wird.
Das Versuchsergebnis im Patentdokument 4 zeigt, dass die Ladungsanstiegsrate die Tendenz zeigt, zuzunehmen, wenn der Wert der Arbeitsfunktion der Trägeroberfläche abnimmt, und insbesondere, dass die gewünschte Anstiegscharakteristik der Ladung unter Verwendung eines solchen Harzes erzielt wird, dass die Arbeitsfunktion der Trägeroberfläche nicht mehr als 4,5 eV beträgt. Zu Beispielen eines derartigen Harzes, wie es für eine Harzbeschichtungsfläche zum Beschichten einer Trägeroberfläche verwendet wird, deren Arbeitsfunktion 4,5 eV nicht überschreitet, gehört ein Pfropfcopolymer von Polyethylenglycol, Polyvinylalkohol oder dergleichen und Styrenacrylat. Ferner kann ein mit einem Fluorkohlenstoffharz oder einem Siliconharz kombiniertes Beschichtungsharz verwendet werden.
Ferner verfügt, um den Widerstand des Trägers gemäß dem Patentdokument 4 im Bereich von 10⁷ Ωcm bis 10² Ωcm zu kontrollieren, der Träger ein Beschichtungsmaterial auf, dem ein auf Mikrometergröße zerkleinertes, leitendes Pulver zugesetzt wurde. Das Zusetzen des auf Mikrometergröße zerkleinerten, leitenden Pulvers zur Harzbeschichtungsschicht der Trägeroberfläche ermöglicht es, zu verhindern, dass die Tonerladungsmenge zu hoch wird, und die Anstiegscharakteristik der Tonerladung zu verbessern.
Ferner kann die Verwendung eines äußeren Zusatzstoffs durch Auswahl eines solchen Harzes, wie oben beschrieben, minimiert werden. Selbst wenn ein äußerer Zusatzstoff verwendet wird, wird eine ausreichende Ladungsanstiegsrate unter Verwendung einer möglichst kleinen Menge von äußerem Zusatzstoff erzielt. Dies ermöglicht es, eine Verunreinigung des Trägers durch den äußeren Zusatzstoff zu minimieren.
Ferner offenbart das Patentdokument 5, in Zusammenhang mit einem Zweikomponentenentwicklungsverfahren, eine derartige negativ geladene Tonerzusammensetzung, dass (i) einen äußeren Zusatzstoff enthaltender Toner, dem ein äußerer Zusatzstoff zugesetzt wurde, und (ii) ein von einem äußeren Zusatzstoff freier Toner, dem kein äußerer Zusatzstoff zugesetzt wurde, so gemischt werden, dass das Verhältnis der Ladungsmengen zwischen den zwei Tonertypen konstant wird. Dies verringert den Einfluss des äußeren Zusatzstoffs auf die Ladecharakteristik des Toners.
Genauer gesagt, wird ein solcher Toner ausgewählt, der über solche Eigenschaften verfügt, dass das Verhältnis der Ladungsmengen zwischen dem von einem äußeren Zusatzstoff freien Toner und dem einen äußeren Zusatzstoff enthaltenden Toner bei bestimmten Rührbedingungen nicht größer als 0,5 ist. Beispielsweise besteht die negativ geladene Tonerzusammensetzung aus Folgendem: einem negativ geladenen Hauptharz mit einem Säurewert von 5 bis 50; einem Färbungsmittel, das als Pigment dient, das in der triboelektrischen Reihe stärker positiv geladen ist als das Hauptharz; und einem negativ geladenen Ladungssteuerungsmittel. Indessen besteht für die Zusammensetzung des Trägers keine spezielle Einschränkung.
Darüber hinaus wird, wenn ein auf Mikrometergröße zerkleinertes Siliciumoxidpulver mit einem primären Teilchendurchmesser von 0,002 μm bis 0,2 μm als äußerer Zusatzstoff einem aus der oben genannten Zusammensetzung bestehenden Toner zugesetzt wird, Toner mit gleichmäßiger Ladungsmenge erhalten, ohne dass dafür gesorgt würde, dass vorzugsweise nur Siliciumoxidteilchen elektrostatisch an der Trägeroberfläche anhaften, wenn der Toner und der Träger miteinander in Kontakt gelangen. Ferner tritt, selbst wenn es zu einer Zunahme der Ladung oder einem Ladungsauslecken kommt, wenn der äußere Zusatzstoff durch die Umgebungsfeuchtigkeit beeinflusst wird, selbst nach Langzeitgebrauch keine Änderung der Entwicklungscharakteristik. Dies, da der von einem äußeren Zusatzstoff freie Toner gute Ladungseigenschaften zeigt.
[Patentdokument 1]

Veröffentlichung Nr. 68956/1991 (Tokukaihei 3-68956; veröffentlicht am 25. März 1991] einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung.

[Patentdokument 2]

Veröffentlichung Nr. 274364/1997 (Tokukaihei 9-274364; veröffentlicht am 21. Oktober 1997] einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung.

[Patentdokument 3]

Veröffentlichung Nr. 142561/1992 (Tokukaihei 4-142561; veröffentlicht am 15. Mai 1992] einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung.

[Patentdokument 4]

Veröffentlichung Nr. 179353/1997 (Tokukaihei 9-179353; veröffentlicht am 11. Juli 1997] einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung.

[Nichtpatentdokument 1]

Murata, Y.: "Contact charging", Kotai Butsuri, 27 (7): 501–509 (1992)

Entsprechend der Technik des Patentdokuments 3 wird vorhergesagt, dass in einer Reihe von Prozessen, während denen ein Rühren eines ungeladenen Entwicklers dazu führt, dass ein Ladevorgang des Toners gestartet wird, damit er mit Ladung gesättigt wird, ein erwarteter Effekt erzielt wird. Jedoch kann die gewünschte Sättigungsladungsmenge beispielsweise in solchen Fällen nicht aufrecht erhalten werden, in denen ein solcher Entwicklerrührprozess verwendet wird, bei dem der Rührvorgang des Entwicklers in einem frühen Stadium des Rührens unterbrochen wird und nach einer Zeitdauer wieder aufgenommen wird.
D. h., dass dann, wenn die organischen Harzmikroteilchen in einem früheren Rührstadium vom Toner zum Träger wandern und danach der nächste Rührvorgang gestartet wird, der Toner keine organischen Harzmikroteilchen mehr enthält, die zum Träger wandern würden. In diesem Fall können die organischen Harzmikroteilchen nicht ihre erwartete Funktion ausüben, die Ladungsanstiegscharakteristik in einem frühen Rührstadium zu kompensieren. Ferner ist es allgemein anerkannt, dass die organischen Harzmikroteilchen leicht abgenutzt oder gequetscht werden, wenn der Toner und der Träger beim Rühren aneinander reiben. Daher kann nicht erwartet werden, dass die organischen Harzmikroteilchen über eine lange Zeitperiode stabil im Entwickler existieren.
Ferner bestehen selbst beim Aufbau gemäß dem Patentdokument 4 Schwierigkeiten beim tatsächlichen Beseitigen der Verwendung eines äußeren Zusatzstoffs. Daher wird, wenn der Entwickler über eine lange Zeitperiode verwendet wird, die Oberfläche des Trägers durch den äußeren Zusatzstoff und dergleichen verunreinigt. Dies macht es unmöglich, das Problem einer Alterungsbeeinträchtigung der Ladungsmenge vollständig zu lösen.
Ferner ist es bei einem derartigen Entwickler zur Verwendung bei einem Zweikomponentenentwicklungsverfahren, wie oben beschrieben, die Ladecharakteristik des Toners, des Trägers und eines äußeren Zusatzstoffs, die direkt zur Ladungsstabilisierung beiträgt. Daher zeigt die Tonerzusammensetzung gemäß dem Patentdokument 5 dann kein spezielles Problem, wenn der äußere Zusatzstoff nicht entfernt vom Toner vorliegt. Jedoch verbleibt in Fällen, in denen der äußere Zusatzstoff entfernt vom Toner vorliegt, ein Faktor, der die Ladungsstabilisierung beeinträchtigt.
Ferner ist, wie es im Patentdokument 5 offenbart ist, der Toner, dessen eine Komponente ein Pigment ist, das ein Amin-haltiges Monomer enthält, stark dazu in der Lage, einem äußeren Zusatzstoff, typischerweise Siliciumoxid, eine negative Ladung zu ver leihen, was demgemäß zu einer Zunahme der positiven Ladungsmenge führt, wie sie an der Toneroberfläche erzeugt wird, wenn sich der äußere Zusatzstoff vom Toner ablöst. Dies führt zu einem solchen Problem, dass die Gesamtladungsmenge des negativ geladenen Toners verringert wird.
Hauptfaktoren beim Kontrollieren des Verhaltens eines äußeren Zusatzstoff, wie es Zurückhaltens desselben an der Toneroberfläche und die Wanderung desselben auf die Trägeroberfläche, sind durch die Ladecharakteristik des äußeren Zusatzstoffs, die Wechselwirkung zwischen diesem und der Toneroberfläche sowie die Wechselwirkung zwischen dem äußeren Zusatzstoff und der Trägeroberfläche bestimmt. Wie oben beschrieben, kann die Tonerladungsmenge erst dann stabilisiert werden, wenn die Eigenschaften des Trägers sowie des Toners berücksichtigt werden.
Allgemein gesagt, ist, um einen Entwickler zu erhalten, der mit hoher Anstiegsrate geladen wird, ein Verfahren bekannt, gemäß dem isolierende Teilchen, wie Siliciumoxid oder Aluminiumoxid, deren Oberflächen mit einem Haftvermittler behandelt wurden, der Toneroberfläche zugesetzt werden, oder das halbleitende Mikroteilchen, wie Titanoxid, als äußerer Zusatzstoff dem Toner zugesetzt werden. Je größer die Menge derartiger Zusatzstoffe ist, desto höher ist die Tendenz betreffend die Ladungsanstiegsrate. Jedoch führt ein Verfahren zum Zusetzen einer großen Menge eines äußeren Zusatzstoffs zu Toner dazu, dass der Träger durch die Wanderung des äußeren Zusatzstoffs verunreinigt wird, was zu Sekundärfehlern führt, wie einer Beeinträchtigung der Qualität des Entwicklers aufgrund einer Verringerung der Ladungsmenge, einer Abnahme des Fließvermögens oder dergleichen.
Die Erfindung wurde angesichts der vorstehend genannten Probleme geschaffen. Um (i) Mängel hinsichtlich der Ladungen des Fließvermögens zu heilen, zu denen es durch eine Wanderung eines äußeren Zusatzstoffs von der Toneroberfläche zur Trägeroberfläche kommt, und (ii) Sekundärfehler, d. h. Entwicklungsmängel, zu denen es durch eine Beeinträchtigung der Funktion eines Entwicklers aufgrund der Mängel bei der Ladung und dem Fließvermögen kommt, zu heilen, hat die Erfindung als Aufgabe, einen Zweikomponentenentwickler zu schaffen, der es ermöglicht, immer auf stabile Weise Bilder hoher Qualität mit hoher Reproduzierbarkeit durch Minimieren einer zeitlichen Änderung der Tonerladungsmenge zu erhalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die oben genannten Probleme zu lösen, enthält ein Entwickler gemäß der Erfindung Folgendes: einen Träger mit einem Kernmaterial, dessen Oberfläche mit einem Harzschicht bedeckt ist, die Metalloxidteilchen enthält; und einen Toner, dessen Oberfläche Metalloxidteilchen zugesetzt sind; wobei das in der Harzschicht enthaltene Metalloxid und das dem Toner zugesetzte Metalloxid identische Zusammensetzungen aufweisen.
Gemäß dem vorstehend genannten Aufbau enthält der Entwickler den Toner und den Träger, der dem Toner eine Ladung verleiht. Um die Ladeeigenschaften des Toners, das Fließvermögen des Entwicklers und dergleichen zu verbessern, werden die Metalloxidteilchen der Toneroberfläche als äußerer Zusatzstoff zugesetzt. Die Trägeroberfläche ist mit der Harzschicht bedeckt, die die Metalloxidteilchen enthält. Darüber hinaus ist die Zusammensetzung des Metalloxids, das dem Toner als äußerer Zusatzstoff zugesetzt wird, identisch mit der Zusammensetzung des Metalloxids, das in der die Trägeroberfläche bedeckenden Harzschicht enthalten ist.
Damit kann die Reibungsladungsmenge, die zwischen dem Toner und dem äußeren Zusatzstoff erzeugt wird, größer als die Reibungsladungsmenge gemacht werden, die zwischen dem äußeren Zusatzstoff und der Trägeroberfläche erzeugt wird. Dies führt zu einem Ef fekt dahingehend, dass die zeitliche Änderung der Tonerladungsmenge dadurch minimiert wird, dass verhindert wird, dass der äußere Zusatzstoff von der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche wandert. Im Ergebnis ist es möglich, (i) Mängel der Ladung und des Fließvermögens, zu denen es durch die Wanderung des äußeren Zusatzstoffs auf die Trägeroberfläche kommt, und (ii) Sekundärfehler im Entwicklungsprozess, d. h. Mängel bei der Entwicklung, die durch eine Beeinträchtigung der Funktion des Entwicklers aufgrund der Mängel der Ladung und des Fließvermögens verursacht sind, zu heilen. Dies ermöglicht es, Bilder hoher Qualität stabil mit hoher Reproduzierbarkeit dadurch zu erhalten, dass verhindert wird, dass Bilder aufgrund eines Dauergebrauchs beeinträchtigt werden.
Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Stärken der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung verdeutlicht. Ferner werden die Vorteile der Erfindung aus der folgenden Erläuterung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen Zustand von Metalloxidteilchen, die einer eine Trägeroberfläche bedeckenden Harzschicht zugesetzt sind.
2 zeigt eine zeitliche Änderung der spezifischen Tonerladungsmenge für Fälle, dass ein Toner und ein Träger, dessen Harzschicht Siliciumoxidteilchen enthält, miteinander gemischt und gerührt werden.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Haftung, mit der zwei Zielobjekte aneinander hauptsächlich durch eine elektrostatische Kraft aneinander anhaften, wenn diese zwei Objekte miteinander in Kontakt gelangen, hängt von der Stärke der elektrischen Ladung ab, die entsprechend der zwischen zwei Objekten erzeugten Reibungsladungsmenge erzeugt wird. Angesichts dieser Tatsache haben die Erfinder sorgfältig die Wanderung eines äußeren Zusatzstoffs von einer Toneroberfläche auf eine Trägeroberfläche untersucht. Im Ergebnis haben die Erfinder geschlossen, dass die Wanderung eines äußeren Zusatzstoffs auf eine Trägeroberfläche durch die Stärke der Reibungsladungsmenge dominiert wird, wie sie zwischen dem äußeren Zusatzstoff und dem Zielmaterial erzeugt wird, und so haben sie schließlich die Erfindung fertiggestellt.
Die Wanderung eines äußeren Zusatzstoffs von einer Toneroberfläche auf eine Trägeroberfläche ist durch die Kraftbeziehung zwischen (i) der Haftung F1, die der zwischen dem Toner und dem äußeren Zusatzstoff erzeugten Reibungsladungsmenge zuzuschreiben ist und (ii) die Haftung F2 bestimmt, die der zwischen dem Träger und dem äußeren Zusatzstoff erzeugten Reibungsladungsmenge zuzuschreiben ist. Es ist zu beachten, dass die zwischen dem Toner und dem äußeren Zusatzstoff vorhandene Reibungsladung in einem Prozessschritt erzeugt wird, in dem der äußere Zusatzstoff dem Toner zugesetzt wird. Ferner wird die Reibungsladung zwischen dem Träger und dem äußeren Zusatzstoff in einem Prozessschritt erzeugt, in dem dem Toner dadurch Ladung verliehen wird, dass dieser, dem der äußere Zusatzstoff zugesetzt wurde, und der Träger gemischt und gerührt werden.
Wenn F1 > F2 gilt, wird der äußere Zusatzstoff durch den Toner festgehalten und wandert daher nicht auf die Trägeroberfläche. Wenn jedoch F1 < F2 gilt, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass der äußere Zusatzstoff auf die Trägeroberfläche wandert. D. h., dass es, um zu verhindern, dass der äußere Zusatzstoff von der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche wandert, erforderlich, einen Entwickler durch Kombinieren der Eigenschaften des Toners, des Trägers und des äußeren Zusatzstoffs so aufzubauen, dass die zwischen dem Toner und dem äußeren Zusatzstoff erzeugte Rei bungsladungsmenge diejenige Reibungsladungsmenge überschreitet, die zwischen dem Träger und dem äußeren Zusatzstoff erzeugt wird. Angesichts dieser Tatsache ist die Erfindung so beschaffen, wie es unten beschrieben ist.
Ein Entwickler gemäß der Erfindung enthält Folgendes: einen Träger mit einem Kernmaterial, dessen Oberfläche mit einer Metalloxidteilchen enthaltenden Harzschicht bedeckt ist; und Toner, dessen Oberfläche Metalloxidteilchen zugesetzt sind, die als äußerer Zusatzstoff dienen, der dem Entwickler eine vorbestimmte Charakteristik verleiht, wobei das in der Harzschicht enthaltene Metalloxid und das dem Toner zugesetzte Metalloxid identische Zusammensetzungen aufweisen.
Der äußere Zusatzstoff wird der Toneroberfläche zugesetzt, um dem Entwickler eine vorbestimmte Charakteristik zu verleihen. Der äußere Zusatzstoff wird insbesondere dazu verwendet, die Fließfähigkeit des Entwicklers zu verbessern, oder die Ladecharakteristik durch zusätzliches Laden zu verbessern. Ferner verleiht der Träger dem Toner dadurch Ladung, dass er mit ihm gemischt und gerührt wird. Es ist erforderlich, dass die Metalloxidteilchen, wie sie in der die Trägeroberfläche bedeckenden Harzschicht enthalten sind, in der Harzschicht gleichmäßig verteilt sind und das zumindest ein Teil der Metalloxidteilchen über die Oberfläche der Harzschicht übersteht.
Damit gelangt, wenn der Toner und der Träger miteinander gemischt und gerührt werden, der äußere Zusatzstoff auf der Toneroberfläche mit demjenigen Teil der Metalloxidteilchen in Kontakt, die über die Oberfläche der die Trägeroberfläche bedeckenden Harzschicht übersteht. Da die Zusammensetzung der als äußerer Zusatzstoff dienenden Metalloxidteilchen und die Zusammensetzung der die Trägeroberfläche bedeckenden Metalloxidteilchen zueinander identisch sind, wird die zwischen der Trägeroberfläche und dem äußeren Zusatzstoff erzeugte Reibungsladungsmenge kleiner als diejenige, die zwischen dem äußeren Zusatzstoff und dem Toner erzeugt wird, so dass verhindert werden kann, dass der äußere Zusatzstoff von der Toneroberfläche zur Trägeroberfläche wandert.
Die Beziehung zwischen dem Typ des Materials und dem Ladungsaustausch im Kontaktfall ist der jeweiligen Ladungscharakteristik der miteinander in Kontakt gelangenden Materialien zuzuschreiben, und sie wird einfach durch einen Index bewertet, der als triboelektrische Reihe bezeichnet wird (siehe das Nichtpatentdokument 1). Die triboelektrische Reihe ist eine Liste von Materialien, die geladen werden, wobei sie mit einer solchen Reihenfolge angeordnet sind, dass ein Material, das wahrscheinlich positiv geladen wird, über einem Material steht, das wahrscheinlich negativ geladen wird. Die Messung der Reibungsladungsmenge, wie sie erzeugt wird, wenn zwei aus der triboelektrischen Reihe ausgewählte Materialien aneinander gerieben werden, zeigt, dass die zwischen Materialien erzeugte Reibungsladungsmenge, die in der triboelektrischen Reihe weiter voneinander entfernt sind, größer als diejenige Reibungsladungsmenge, die zwischen Materialien erzeugt wird, die in der triboelektrischen Reihe näher beieinander stehen. D. h., dass die zwischen zwei Materialien mit identischen Zusammensetzungen erzeugte Reibungsladungsmenge am kleinsten ist.
Beim Entwickler gemäß der Erfindung gelangt, wenn der Toner, dessen Oberfläche das Metalloxid zugesetzt ist, mit der die Trägeroberfläche bedeckenden Harzschicht in Kontakt gelangt, das Metalloxid auf der Toneroberfläche mit dem Metalloxid in Kontakt, das in der die Trägeroberfläche bedeckenden Harzschicht enthalten ist, so dass Reibungsladung erzeugt wird. Dabei ist die Menge der so erzeugten Reibungsladung klein, da die Zusammensetzung des Metalloxids auf der Toneroberfläche und die Zusammensetzung des Metalloxids, das in der die Trägeroberfläche bedeckenden Harzschicht enthalten ist, zueinander identisch sind. Dies ermöglicht es, die Haftung zu minimieren, die der zwischen dem äußeren Zusatzstoff und der Trägeroberfläche erzeugten Reibungsladungsmenge zuzuschreiben ist. Die Minimierung der Haftung zwischen dem äußeren Zusatzstoff auf der Toneroberfläche und der Trägeroberfläche ermöglicht es, die Kraft zu verringern, durch die der äußere Zusatzstoff auf der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche wandert (an dieser anhaftet). Dies ermöglicht es, den auf der Toneroberfläche gehaltenen äußeren Zusatzstoff aufrecht zu erhalten.
Ferner ist der Entwickler gemäß der Erfindung vorzugsweise so beschaffen, dass das dem Toner zugesetzte Metalloxid einen Teilchendurchmesser aufweist, der demjenigen des in der Harzschicht enthaltenen Metalloxids entspricht oder größer ist. Dies beruht auf den folgenden Gründen. Der Toner wird dadurch geladen, dass er wiederholt mit der Trägeroberfläche in Kontakt gelangt. Daher müssen das dem Toner zugesetzte Metalloxid und das in der Harzschicht enthaltene Metalloxid so zugesetzt werden, dass die Gelegenheiten des Toners mit der Trägeroberfläche in Kontakt zu gelangen, nicht beschnitten werden. Die Tonerladungsmenge ist die Summe aus der Ladungsmenge der Matrizen der Tonerteilchen und der Ladungsmenge des diesen zugesetzten Metalloxids. Daher müssen die Tonermatrizen und das ihnen zugesetzte Metalloxid beide wiederholt mit der Trägeroberfläche in Kontakt gelangen. Wenn die Trägeroberfläche beim Kontakt ein Metalloxid trägt, dessen Teilchendurchmesser größer als derjenige des dem Toner zugesetzten Metalloxids ist, können zumindest die Tonermatrizen nicht in Kontakt mit der Trägeroberfläche gelangen. Dies macht es unmöglich, dem Toner die gewünschte Ladungsmenge zu verleihen. Daher sind die oben genannten Bedingungen erforderlich, um einem guten Kontaktzustand zu genügen. Außerdem kann die Wanderung des äußeren Zusatzstoffs auf die Trägeroberfläche verhindert werden, wenn die zwischen dem äußeren Zusatzstoff und der Trägeroberfläche erzeugte Reibungsladungsmenge kleiner als die jenige ist, die zwischen dem Toner und dem äußeren Zusatzstoff erzeugt wird.
Angesichts dieser Tatsache ist der Entwickler gemäß der Erfindung so beschaffen, dass der Teilchendurchmesser des in der Trägeroberfläche enthaltenen Metalloxids kleiner als der Teilchendurchmesser des im äußeren Zusatzstoff enthaltenen Metalloxids gemacht ist. Damit ist die zwischen dem äußeren Zusatzstoff und der Trägeroberfläche erzeugte Reibungsladungsmenge kleiner gemacht als diejenige, die zwischen dem Toner und dem äußeren Zusatzstoff erzeugt wird. Gleichzeitig kann ein guter Kontaktzustand zwischen dem Toner und dem Träger aufrecht erhalten bleiben. Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass der äußere Zusatzstoff auf die Trägeroberfläche wandert.
Der Entwickler gemäß der Erfindung ist vorzugsweise so beschaffen, dass dann, wenn das dem Toner zugesetzte Metalloxid aus Metalloxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 80 nm bis 150 nm besteht, der mittlere Teilchendurchmesser des in der Harzschicht enthaltenen Metalloxids im Bereich von 20 nm bis 80 nm liegt. Ferner gehören zu Beispielen des dem Toner zugesetzten Metalloxids und des in der Harzschicht enthaltenen Metalloxids im Entwickler gemäß der Erfindung, Siliciumoxid, Titanoxid, Calciumcarbonat, Calciumsilikat und Magnesiumcarbonat, ohne dass eine Einschränkung hierauf bestünde. Dem Toner, wie er im Entwickler gemäß der Erfindung enthalten ist, und der Harzschicht, die die Oberfläche des im Entwickler gemäß der Erfindung enthaltenen Trägers bedeckt, kann ein anderes Metalloxid als die oben genannten zugesetzt werden, vorausgesetzt, dass dieses so angebracht werden kann, dass es die Ladecharakteristik des Toners verbessert und die Wanderung des äußeren Zusatzstoffs auf die Trägeroberfläche unterdrückt.
Ferner ist es beispielsweise dann, wenn magnetische Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von 35 μm bis 90 μm als Kernmaterial des im Entwickler gemäß der Erfindung enthaltenen Trägers verwendet werden, bevorzugt, dass die Harzschicht, die aus einem Silikonharz, einem Fluorkohlenstoffharz oder dergleichen besteht, die die Oberfläche des Kernmaterials bedeckt, eine Dicke von 0,1 μm bis 5 μm aufweist.
[Beispiele]
[1. Aufbau des Entwicklers]
Als Toner, wie er im Entwickler gemäß der Erfindung enthalten ist, wurde ein Toner verwendet, der innere Zusatzstoffe enthielt, wie ein als Bindeharzmittel dienendes Bindemittelharz, einen Farbstoff, ein Ladungssteuerungsmittel und als Formtrennmittel dienendes Wachs. Als äußerer Zusatzstoff wurde einer Oberfläche der Tonerteilchen ein auf Mikrometergröße zerkleinertes Siliciumoxidpulver zugesetzt, das für Hydrophobie bearbeitet wurde. Für Komponenten des Toners besteht keine Einschränkung auf die oben Genannten, und es können diejenigen sein, die allgemein bekannt sind. Als dem Toner als innerer Zusatzstoff zugesetztes Bindemittelharz wurde in Polyesterharz verwendet. Als Farbstoff für Cyan, Gelb, Magenta und Schwarz wurden Phthalocyaninblau, Chinolingelb, Pigmentrot bzw. Ruß verwendet. Ferner wurde als Ladungssteuerungsmittel eine Azometallkomplexverbindung verwendet. Als Formtrennmittel wurde Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht verwendet. Der mittlere Durchmesser des verwendeten Toners betrug 6,5 μm.
Als als äußerer Zusatzstoff dem Toner zugesetztes, auf Mikrometergröße zerkleinertes Siliciumoxidpulver wurde Siliciumdioxid verwendet, das durch ein Gasphasenverfahren erzeugt wurde, bei dem Siliciumtetrachlorid durch Erhitzen in einem Oxihydrogensalz hydrolysiert wurde. Der Teilchendurchmesser der Siliciumoxidteilchen lag im Bereich von 30 nm bis 180 nm, und der mittlere Teilchendurchmesser betrug 80 nm. Auf das Gewicht des Toners wurden zwei Gewichtsteile Siliciumoxidteilchen zugesetzt. Die Siliciumoxidteilchen wurden durch eine allgemein bekannte Technik auf Hydrophobie bearbeitet. D. h., dass die Siliciumoxidteilchen einer Oberflächenbehandlung mit Hexamethyldisilazan, Dimethyldichlorsilan oder dergleichen unterzogen wurden.
Als im Entwickler enthaltene Trägerteilchen wurden magnetische Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 50 μm, die mit einem Harz beschichtet waren, verwendet. Die magnetischen Teilchen wurden unter Verwendung eines herkömmlichen Beschichtungsverfahrens mit dem Harz beschichtet. Zu Beispielen des herkömmlichen Beschichtungsverfahrens gehören ein Tauchverfahren, durch das ein als Kernmaterial des Trägers dienendes magnetisches Teilchen in eine Lösung zum Herstellen einer Harzschicht getaucht wird, ein Prüfverfahren, durch das eine Lösung zum Herstellen einer Harzschicht auf ein Kernmaterial des Trägers gesprüht wird, und ein Fließbettverfahren, gemäß dem eine Lösung zum Herstellen einer Harzschicht auf ein Kernmaterial des Trägers gesprüht wird, während das Kernmaterial durch Luft suspendiert wird, ohne dass jedoch eine Einschränkung hierauf besteht.
Als Hauptharz, das das die Trägeroberfläche bedeckende Harzschicht bildet, wurde ein Silikonharz verwendet, das als Material mit niedriger Oberflächenenergie diente. Diesem Silikonharz wurden fünf Gewichtsteile Ruß, ein Gewichtsteil vierwertiges Ammonium und ein Gewichtsteil Amin zugesetzt. Ferner wurden dem Silikonharz 2,5 Gewichtsteile Siliciumoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 35 nm zugesetzt. Ein Lösungsmittel zum Herstellen einer Harzschicht muss nur das Hauptharz lösen. Zu Beispielen des Lösungsmittels gehören Toluen, Aceton und Tetrahydrofuran, ohne dass jedoch eine Einschränkung hierauf bestünde.
Die die Trägeroberfläche bedeckende Harzschicht wurde so hergestellt, dass sie eine Dicke von 0,5 μm bis 2 μm aufwies. Der so hergestellten Harzschicht wurden Siliciumoxidteilchen zugesetzt. Die Siliciumoxidteilchen wurden der Harzschicht so zugesetzt, dass sie in dieser gleichmäßig dispergiert waren und teilweise über die Oberfläche derselben vorstanden, wie es in der 1 dargestellt ist. Die 1 zeigt eine Trägerharzschicht, der Siliciumoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 100 nm zugesetzt worden waren. Wie es aus dem umkreisten Bereich in der 1 erkennbar ist, wurden die Siliciumoxidteilchen so zugesetzt, dass sie in der Harzschicht überstehende Abschnitte bildeten.
Damit gelangen, wenn der Toner, dem die Siliciumoxidteilchen zugesetzt sind, mit der Harzschicht des Trägers in Kontakt gelangen, die Siliciumoxidteilchen auf der Toneroberfläche mit demjenigen Teil der Siliciumoxidteilchen in Kontakt, der über die Harzschicht des Trägers übersteht. Daher ist die zwischen der Toneroberfläche und der Trägeroberfläche erzeugte Reibungsladungsmenge minimiert, so dass die der Reibungsladungsmenge zuzuschreibende Haftung zwischen dem Toner und dem Träger ebenfalls minimiert ist. Dies sorgt dafür, dass die Siliciumoxidteilchen an der Toneroberfläche weniger mit der Trägeroberfläche Wechselwirken, so dass die Siliciumoxidteilchen an der Toneroberfläche auf dem Toner verbleiben, ohne zum Träger zu wandern.
[2. Messung der Ladungsmenge]
Das Folgende zeigt ein Ergebnis, das dadurch erhalten wurde, dass die Änderung der Ladungsmenge des Entwicklers gemäß der Erfindung als Funktion der Rührzeit gemessen wurde. In einer Polyethylenflasche mit einem Fassungsvermögen von 50 ml wurden 19 g des auf die oben beschriebene Weise aufgebauten Trägers und 1 g auf die oben beschriebene Weise aufgebauten Toners eingeschlos sen. Die Polyethylenflasche erfuhr durch Drehen mit einem Walzenmühle-Drehrührer mit einer Drehzahl von 200 U/Min. einen Rührvorgang. Die 2 zeigt ein Ergebnis, das dadurch erhalten wurde, dass die spezifische Tonerladungsmenge C/g (Tonerladungsmenge/Tonergewicht) als Funktion der Rührzeit gemessen wurde. Die 2 zeigt auch ein Vergleichsbeispiel des Entwicklers gemäß der Erfindung, d. h. ein Ergebnis, das dadurch erhalten wurde, dass die Ladungsanstiegsrate gemessen wurde, wenn Träger verwendet wurde, der mit einer keine Siliciumoxidteilchen enthaltenden Harzschicht bedeckt war.
Wie es in der 2 dargestellt ist, wurde, wenn Träger verwendet wurde, dem Siliciumoxidteilchen zugesetzt waren, der Toner innerhalb von 10 Minuten nach dem Beginn des Rührens mit Ladung gesättigt, und danach wurde die Ladungsmenge im Wesentlichen konstant aufrecht erhalten. Wenn dagegen der Träger verwendet wurde, dem keine Siliciumoxidteilchen zugesetzt waren, trat in der spezifischen Ladungsmenge ein starker Anstieg auf. Der starke Anstieg wurde der Tatsache zugeschrieben, dass sich der äußere Zusatzstoff des Toners unmittelbar nach Beginn des Rührvorgangs vom Toner ablöst. Ferner verhinderten, mit fortschreitender Zeit, derjenige Teil der Metalloxidteilchen, der vom Toner auf den Träger gewandert war, und derjenige Teil der Metalloxidteilchen, der auf der Toneroberfläche verblieben war, dass der Toner und der Träger miteinander in Kontakt gelangten. Daher befand sich die spezifische Tonerladungsmenge in einem abnehmenden Trend.
Demgemäß ermöglichte es, da der Entwickler gemäß der Erfindung die die Trägeroberfläche bedeckende Harzschicht und die in der Toneroberfläche enthaltenen Siliciumoxidteilchen enthält, die Verwendung des Entwicklers gemäß der Erfindung, zu verhindern, dass die Siliciumoxidteilchen von der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche wanderten. Im Ergebnis wurde nicht verhindert, dass der Toner und der Träger miteinander in Kontakt gelangten.
Daher wurde die Tonerladung stabilisiert. Dies ermöglichte es, auf stabile Weise, Bilder hoher Qualität zu erhalten.
[3. Bewertung der Ladestabilität]
Die Ladestabilität wurde unter Verwendung von Folgendem bewertet: (i) eines Entwicklers, der einen Toner mit dem obigen Aufbau und einen Träger enthielt, dessen Harzschicht Titanoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 nm enthielt, (ii) eines Entwicklers, der einen Toner mit dem obigen Aufbau und einen Träger enthielt, dessen Harzschicht Titanoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 35 nm enthielt, (iii) eines Entwicklers, der einen Toner mit dem obigen Aufbau und einen Träger enthielt, dessen Harzschicht Titanoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 80 nm enthielt, und (iv) eines Entwicklers, der einen Toner mit dem obigen Aufbau und einen Träger enthielt, dessen Harzschicht Titanoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 100 nm enthielt.
Wenn der Toner, dessen Oberfläche Titanoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 80 nm enthält, und der Träger, dessen Harzschicht Titanoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 nm enthält, miteinander gemischt und gerührt wurden, war die Tonerladung stabilisiert. Die Titanoxidteilchen weisen einen solchen Widerstand auf, dass sie als Hableiter zu definieren sind, und sie zeigen einen kleineren Widerstand als die als isolierende Teilchen dienenden Siliciumoxidteilchen. Der Effekt des Verhinderns einer Wanderung des äußeren Zusatzstoffs vom Toner zum Träger war derselbe wie dann, wenn Siliciumoxidteilchen verwendet wurden. Jedoch ist Träger mit niedrigerem Widerstand für einen Entwicklungsprozess unter Verwendung eines farbigen Toners als Entwickler vorteilhafter. Daher ist ein Träger von Nutzen, dessen Harzschicht Titanoxidteilchen enthält.
Beim Träger, dessen Harzschicht Titanoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 nm enthält, wandert der äußere Zusatzstoff nicht vom Toner zum Träger, so dass keine Ladungsdefekte durch eine Wanderung des äußeren Zusatzstoffs verursacht wurden. Wenn jedoch der Teilchendurchmesser des der Harzschicht des Trägers zugesetzten Metalloxids kleiner als 20 nm ist, existiert ein Problem dahingehend, dass es im Verlauf der Zeit dazu kommt, dass die Titanoxidteilchen in die Harzschicht eingebettet werden. Aus diesem Grund destabilisiert sich die Tonerladungsmenge über lange Zeit, und dies erweist sich als nicht praxisgerecht.
Wenn der Toner, dessen Oberfläche Siliciumoxidteilchen mit einer mittleren Teilchendurchmesser von 80 nm enthält, und der Träger, dessen Harzschicht Siliciumoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 35 nm enthält, miteinander gemischt und gerührt wurden, war die Tonerladung stabilisiert (2). Auch war die Tonerladungsmenge stabilisiert, wenn der Toner, dessen Oberfläche Siliciumoxidteilchen mit einen mittleren Teilchendurchmesser von 80 nm enthält, und der Träger, dessen Harzschicht Siliciumoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 80 nm enthält, miteinander gemischt und gerührt wurden.
Beim Träger, dessen Harzschicht Siliciumoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 80 nm enthält, ist der Teilchendurchmesser der der Harzschicht zugesetzten Siliciumoxidteilchen zu groß. Daher verhindert der Träger, dass der Toner mit ihm in Kontakt gelangt, wodurch Ladungsdefekte verursacht werden. D. h., dass die Möglichkeit eines Problems wie des Folgenden besteht: die Tonerladungsmenge nimmt nicht zu, so dass nicht die gewünschte Ladungsmenge erzielt wird.
Angesichts dieser Tatsache wurde die Ladungsmenge auf die folgende Weise unter Verwendung eines Trägers gemessen, dessen Harzschicht Siliciumoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 100 nm enthielt. Wenn der Toner, dessen Oberfläche Siliciumoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 80 nm enthält, und der Träger, dessen Harzschicht Siliciumoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 100 nm enthält, miteinander gemischt und gerührt wurden, nahm die Tonerladungsmenge nicht zu, so dass die gewünschte Ladungsmenge nicht erzielt wurde.
Die Erfindung ist nicht auf die Beschreibung der obigen Ausführungsformen eingeschränkt, sondern sie kann vom Fachmann innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche geändert werden. Eine Ausführungsform auf Grundlage einer geeigneten Kombination technischer Maßnahmen, wie sie bei verschiedenen Ausführungsformen offenbart sind, ist im technischen Umfang der Erfindung enthalten.
(Andere Anordnungen)
Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung auf die folgenden Arten ausgedrückt werden kann.
(Anordnung 1)
Ein elektrostatischer Zweikomponentenentwickler zur Verwendung bei einem elektrofotografischen Zweikomponentenentwicklungsverfahren, der ein Gemisch von Folgendem aufweist: einen Träger mit einer Harzbedeckungsschicht, die ein als Kernmaterial dienendes magnetisches Teilchen bedeckt; und einem Toner, dessen Oberfläche einen äußeren Zusatzstoff mit Metalloxidteilchen enthält, wobei die Harzbedeckungsschicht des Trägers Metalloxidteilchen enthält, deren Zusammensetzung identisch mit derjenigen der der Toneroberfläche zugesetzten Teilchen des äußeren Zusatzstoffs ist.
(Anordnung 2)
Der Zweikomponentenentwickler gemäß der Anordnung 1, wobei der Toner als äußerer Zusatzstoff Titanoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 80 nm enthält; und die Harzbedeckungsschicht des Trägers als inneren Zusatzstoff Titanoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 35 nm enthält.
(Anordnung 3)
Der Zweikomponentenentwickler gemäß der Anordnung 1, wobei der Toner als äußeren Zusatzstoff Titanoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 80 nm enthält; und die Harzbedeckungsschicht des Toners als inneren Zusatzstoff Titanoxidteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 nm enthält.
Wie oben beschrieben, ist der äußere Zusatzstoff gemäß der Erfindung so beschaffen, dass die dem Toner zugesetzten Metalloxidteilchen und die Metalloxidteilchen, wie sie in der den Träger bedeckenden Harzschicht enthalten sind, identische Zusammensetzungen aufweisen. Dies führt zum Effekt, dass die zeitliche Änderung der Tonerladungsmenge dadurch minimiert wird, dass verhindert wird, dass der äußere Zusatzstoff von der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche wandert. Im Ergebnis ist es möglich, (i) Mängel der Ladung und des Fließvermögens, zu denen es durch die Wanderung des äußeren Zusatzstoffs von der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche kommt, und (ii) Sekundärfehler zu lindern, d. h. Mängel bei der Entwicklung, zu denen es durch eine Beeinträchtigung der Funktion des Entwicklers aufgrund von Mängeln der Ladung und des Fließvermögens kommt. Dies ermöglicht es, Bilder hoher Qualität stabil mit hoher Reproduzierbarkeit dadurch zu erhalten, dass verhindert wird, dass Bilder durch Dauergebrauch beeinträchtigt werden.
Ein Entwickler gemäß der Erfindung kann bei einer Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklungsverfahrens angewandt werden.
Der Entwickler gemäß der Erfindung ist vorzugsweise so beschaffen, dass das dem Toner zugesetzte Metalloxid einen mittleren Teilchendurchmesser aufweist, der größer als derjenige des in der Harzschicht enthaltenen Metalloxids ist.
Damit kann die zwischen dem Toner und dem äußeren Zusatzstoff erzeugte Reibungsladungsmenge größer gemacht werden als diejenige, die zwischen dem äußeren Zusatzstoff und der Trägeroberfläche erzeugt wird, und es kann verhindert werden, dass der äußere Zusatzstoff von der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche wandert. Dies ermöglicht es, (i) Mängel der Ladung und des Fließvermögens, zu denen es durch die Wanderung des äußeren Zusatzstoffs auf die Trägeroberfläche kommt, und (ii) Sekundärfehler beim Entwicklungsprozess zu lindern, d. h. Mängel bei der Entwicklung, zu denen es durch eine Beeinträchtigung der Funktion des Entwicklers aufgrund der Mängel bei der Ladung und dem Fließvermögen kommt.
Der Entwickler gemäß der Erfindung ist vorzugsweise so beschaffen, dass der mittlere Teilchendurchmesser des in der Harzschicht enthaltenen Metalloxids im Bereich von 20 nm bis 80 nm liegt.
Der Teilchendurchmesser gemäß der Erfindung ist vorzugsweise so beschaffen, dass das Metalloxid aus der aus Siliciumoxid, Titanoxid, Calciumcarbonat, Calciumsilikat und Magnesiumcarbonat bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass der äußere Zusatzstoff von der Toneroberfläche auf die Trägeroberfläche wandert, und einen Entwickler mit guter Anstiegscharakteristik der Tonerladung zu schaffen.
Die Ausführungsformen und die konkreten Realisierungsbeispiele, wie sie in der vorstehenden detaillierten Erläuterung erörtert sind, dienen lediglich zum Veranschaulichen der technischen Einzelheiten der Erfindung, die innerhalb der Grenzen derartigen Ausführungsformen und konkreten Beispiele nicht eng auszulegen ist, sondern die vielmehr innerhalb des Grundgedankens der Erfindung mit vielen Variationen angewandt werden sollen, vorausgesetzt, dass derartige Variationen den Schutzumfang der nachfolgend dargelegten Patentansprüche nicht überschreiten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Murata, Y.: "Contact charging", Kotai Butsuri, 27 (7): 501–509 (1992) [0019]

Claims

Entwickler mit: einem Träger mit einem Kernmaterial, dessen Oberfläche mit einem Harzschicht bedeckt ist, die Metalloxidteilchen enthält; und einem Toner, dessen Oberfläche Metalloxidteilchen zugesetzt sind; wobei das in der Harzschicht enthaltene Metalloxid und das dem Toner zugesetzte Metalloxid identische Zusammensetzungen aufweisen.
Entwickler nach Anspruch 1, bei dem das dem Toner zugesetzte Metalloxid einen mittleren Teilchendurchmesser aufweist, der demjenigen des in der Harzschicht enthaltenen Metalloxids entspricht oder größer ist.
Entwickler nach Anspruch 2, bei dem der mittlere Teilchendurchmesser des in der Harzschicht enthaltenen Metalloxids im Bereich von 20 nm bis 80 nm liegt.
Entwickler nach Anspruch 1, bei dem das Metalloxid aus der aus der Siliciumoxid, Titanoxid, Calciumcarbonat, Calciumsilikat und Magnesiumcarbonat bestehenden Gruppe ausgewählt ist.