DE3012530A1

DE3012530A1 - Entwicklermaterial und entwicklungsverfahren unter verwendung des entwicklermaterials

Info

Publication number: DE3012530A1
Application number: DE19803012530
Authority: DE
Inventors: Toshitaro Tondabayashi Osaka Kori; Tateki Sakai Osaka Oka
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1979-12-26
Filing date: 1980-03-31
Publication date: 1981-07-02
Also published as: JPS5692545A; US4301228A; DE3012530C2; JPH0121505B2

Description

GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER

PATENTANWÄLTE

Minolta Camera

Kabushiki Kaiaha

c/o Osaka Kokusai Building, 3O₁ Azuchi-machi 2-chome, Higashi-ku, Osaka 541, JAPAN

Entwicklermaterial und Entwicklungsverfahren unter Verwendung des Entwicklermaterials

ZUGcLASScNK VEMTREiER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

KLAUS DELFS

DIPL-ING

ULRICH MENGDEHL

DlPL-CHEM DR. RER. NAT.

HEINRICH NIEBUHR DIPL-PHYS DR. PHIL HABIL.

RICHARD GLAWE
DR-ING

WALTER MOLL
DIPL-PHYS DR RER. NAT.
OFF BEST DOLMETSCHER

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LIEBHERRSTR 20
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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Entwicklermaterial zur Verwendung in der Elektrophotographie und ein Entwicklungsverfahren unter Verwendung des Entwicklermaterials und insbesondere ein Entwicklermaterial in Pulverform mit elektrisch iso-5 lierenden Tonerteilchen und Trägerteilchen zur Entwicklung elektrostatischer latenter Abbilder und ein Entwicklungsverfahren zur Entwicklung der elektrostatischen latenten Abbilder unter Verwendung des Entwicklermaterials.

Elektrophotographische Kopieranlagen werden bereits in 10 großer Zahl verwendet, wobei Zweifach- oder Doppel-Komponenten-Entwicklermaterialien verwendet werden, wie etwas das Entwickler«

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BANK DRESDNER BANK, HAMBURG,4030448,lgLi2_pO80000) POSTSCHECK: HAMBURG 147607-200 (BLZ 20010020) · TELEGRAMM: SPECHTZIES

INSPECTED

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material für die Kaskadenentwicklung, das Trägerteilchen, ;

beispieleweise aus Glaskttgelchen u.dgl., und elektrisch iso- ι lierende Tonerteilchen aufweist, oder das Entwicklermaterial '·

i für die Magnetbürstenentwicklung, das sich aus Trägerteilchen :

aus Eisen u.dgl. und elektrisch isolierenden Tonerteilchen :

ι zusammensetzt, usw.. Bei den oben beschriebenen Kopieranlagen

wird die Entwicklung entweder durch Kaskadierung über dem elek- j trostatischen latenten Abbild, wobei die Trägerteilchen und Tonerteilchen elektrostatisch voneinander angezogen werden, \

und zwar durch reibungselektrisches Aufladen beim Miechen und ;

Aufrühren der beiden Teilchen, oder durch Reiben gegen das i

elektrostatische latente Abbild bewirkt, wobei die Trägerteilchen und Tonerteilchen durch Magnetkraft in Form einer Magnet-

bürste angeordnet sind. Obwohl im obigen Falle die Tonerteil- j

chen im Entwicklermaterial durch die elektrostatische Kraft i

des latentes Abbildes auf den Bereichen mit der Abbildung haf- ^:

I ten, so daß sie dadurch verbraucht werden, werden die Träger- ΐ teilchen wiederholt benutzt, da sie nicht verbraucht werden. Wenn damit das Entwicklermaterial über eine lange Zeit hinweg verwendet wird, neigt der Teil des Toners, der zur Entwicklung ! nichts direkt beiträgt, oder der sogenannte ^MÜberschuß"-Toner I dazu, in unerwünschter Weise auf der Oberfläche des Trägerteil- [ chen geschmolzen oder festgeschmolzen zu werden, wodurch die

werden ■

Eigenschaften der Trägerteilchen beeinträchtigt/, nämlich das ;

reibungselektrische Aufladen der Tonerteilchen, was zu nach- j teiligen Auswirkungen auf die Bildqualität führt, wie etwa eine [

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ORIGINALINSPECTED

Verminderung in der Dichte der entwickelten Bilder, die Erzeugung von Sohleiereffekten usw..

Bei den herkömmlichen Entwicklermaterialien ist es daher erforderlich, das verwendete Entwicklermaterial durch ein neues zu ersetzen, "bevor die oben genannten nachteiligen Wirkungen auftreten. Dies ist bei einem elektrophotographischen Kopiergerät, das ale Tischgerät verwendet wird, nach der Entwicklung von etwa 15OO DINA4 Kopien von elektrostatischen latenten Abbildungen der Fall.

Um die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden, wurde beispielsweise in der DE-OS 28 47 7^8 ein Zweifach-Komponenten-Entwicklermaterial beschrieben, bei dem Trägerteilchen mit kleinem Durchmesser verwendet werden, die durch Verkleben von magnetisierbaren feinen Teilchen mit Harz vorbereitet werden, und zwar an- stelle der Eisenträgerteilchen. Das vorgeschlagene Entwicklerma terial ist dahingehend vorteilhaft, daß aufgrund des kleinen Durchmessers (normalerweise 5 bis 30 ^un) der Trägerteilchen das Verschmelzen des "Überechuß"-Toners auf der Oberfläche der Trägerteilchen kaum stattfindet, was eine beträchtliche Verlängerung der Lebensdauer,d.h. der Dauer, nachdem das verwendete Entwicklermaterial ersetzt werden muß, des Entwicklermaterials führt. Es kann jedoch noch nicht das unerwünschte Phänomen des Verschmolzene des Überschuß-Toners auf der Oberfläche der Trägerteilohen vermieden werden, so daß dieses Entwicklermaterial die gleichen Nachteile

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wie die herkömmlichen Zweifach-Komponenten-Entwicklermaterialien insofern aufweist, als nach Beginn des Verschmelzens des Überschuß-Toners das Entwicklermaterial in unerwünschter Weise ersetzt werden muß.

Von den Erfindern wurden verschiedene Versuche darüber

unternommen, wie das Verschmelzen des Überschuß-Toners auf der Oberfläche der Ladungsträger verhindert werden kann. Dabei wurde herausgefunden, daß die Zugabe von elektrisch isolierenden feinen Teilchen oder Pulver, beispielsweise Metalloxiden, wie etwa Kieselerde, Aluminium u.dgl., zum Entwicklermaterial als dritte Komponente zu diesem Zweck wirkungsvoll ist. Die Zugabe der elektrisch isolierenden feinen Teilchen hat wohl zur Folge, daß das Verschmelzen der Überschuß-Toners wirksam verhindert werden kann und damit eine lange Lebensdauer des Ent-

Wicklermaterials erreicht wird. Ee tritt jedoch ein Phänomen

auf, das dem Verschmelzen des Überechuß-Toners auf der Oberfläche der Trägerteilchen ähnlich ist, nämlich das Anhaften der elektrisch isolierenden feinen Teilchen auf die Oberfläche der Ladungsträger durch das reibungaelektrische Aufladen, vas su einer Herabsetzung der Lebensdauer des Entvicklermaterials durch die Verschlechterung der Eigenschaften der Trägerteilchen führt, also zu einem gegenteiligen Effekt.

Semgegenüber besteht eine wesentliche Aufgabe der Erfindung

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darin, ein verbessertes Entwicklermaterial dee Breifach-Komponententype zur Vervendung bei der Elektrophotographie zu schaffen, das eine lange Lebensdauer, ein stabiles Betriebsverhalten und eine hohe Zuverlässigkeit durch Verwendung von elektrisch isolierenden feinen Teilchen besitzt. Biese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die elektrisch isolierenden feinen Teilchen durch Reibungskontakt mit den elektrisch isolierenden Tonerteilchen reibungselektrisch auf eine Polarität aufgeladen werden, die der Ladungspolarität der elektrisch isolierenden Tonerteilchen entgegengesetzt ist, und daß die elektrisch isolierenden feinen Teil chen auch bei einem Reibungskontakt mit den Trägerteilchen davon nicht reibungselektrisch aufgeladen werden, wodurch die Nachteile der herkömmlichen Entvickleraaterialien im wesentlichen eliminiert werden.

Außerdem soll da« erfindungsgemäBe Entwicklermaterial ein stabiles Betriebsverhalten und eine einfache Struktur aufweisen, sowie in großem Maßstab billig herstellbar sein.

Bas erfindungsgemäße Entwicklermaterial soll auch ein Entwicklungsverfahren ermöglichen, bei dem eine wirkungsvolle Entwicklung mit hoher Qualität unter Verwendung des erfindungsgemäßen Entwicklermaterials durchgeführt wird.

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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung . weist daß Entvicklermaterial zur Verwendung bei der Elektrophotographie elektrisch isolierende Tonerteilchen, die im wesentlichen aus Farbstoff, Farbe und thermoplastischem Harz be- ^: stehen, Trägerteilchen, die im wesentlichen aus magnetisierbarer! ! Teilohen und Bindmaterial bestehen und durch den Reibungskontakt mit den elektrisch isolierenden !Tonerteilchen reibungselektrisch auf eine Polarität aufgeladen werden, die der der elektrisch iso- _: lierenden Tonerteilchen entgegengesetzt ist, und elektrisch isolierende feine Teilchen auf, die aus Metalloxid bestehen. Die ! elektrisch isolierenden feinen Teilchen werden durch Reibungskontakt mit den elektrisch isolierenden Tonerteilchen reibungs- ! elektrisch auf eine Polarität aufgeladen, die der Polarität ,

der elektrisch isolierenden Tonerteilchen entgegengesetzt ist, ^r

und sie werden nicht durch die Trägerteilchen reibungselektrisch

aufgeladen, und zwar selbst dann nicht, wenn sie mit diesen in i Reibungskontakt treten.

Erfindungsgemäß wird ein verbessertes Entwicklermaterial vom Breikomponententyp geschaffen,bei dem die unerwünschte Adhäsion der elektrisch isolierenden feinen Teilchen auf der Ober fläche der Trägerteilchen vermieden wird, was zu einer langen : Lebensdauer und einem hohen Betriebsverhalten bzv. guten Eigen- ^; schäften des Entwicklermaterials führt. ,

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Damit sieht die Erfindung ein Entvioklermaterial zur Verwendung in der Elektrophotographie vor, das aufweist : Elektrisch isolierende Tonerteilchen, die im wesentlichen aus Farbstoffen, Farbe und thermoplastischem Harz bestehen, Trägerteilchen, die durch Reibungskontakt mit den elektrisch isolierenden Tonerteilchen reibjongselektrisch auf eine Polarität aufgeladen werden, die der der elektrisch isolierenden Tonerteilchen entgegengesetzt ist, sowei elektrisch isolierende feine Teilchen, die aus Metalloxid bestehen. Die elektrisch isolierenden feinen Teilchen werden dabei durch Reibungskontakt mit den elektrisch isolierenden Tonerteilchen reibungselektrisch auf eine Polarität aufgeladen, die der der elektrisch isolierenden Tonerteilchen entgegengesetzt ist. Sie werden jedoch nicht durch die Trägerteilchen reibungselektrisch aufge- laden, auch wenn aie mit diesen in Reibungskontakt treten.

Ausführungabeiepiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen t

Fig. 1(l) bii 1(G) sohematische Darstellungen zur Erläuterung

des Verhaltene der elektrisch isolierenden feinen Teilchen, wie sie im erfindungsgemäßen Entwicklerma

terial verwendet werdenι

Fig. 2 eine schematische Seitenschnittaneicht eines Entwicklungsgeräte, bei de· das erfindungsgemäße Entwickler-

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material Anwendung findet;

Fig. 3 ein Kurvenschaubild, das die Beziehung zwischen der Ladungsmenge und der Aufrührzeit dee erfindungsgemäßen Entwicklermaterials zeigtj '

Fig. 4 eine Kurvenechaubild, daβ die Beziehung zwischen der

Ladungsmenge des erfindungagemäßen Entwicklermaterials und der Zahl der Kopien zeigt, und

Fig. 5 *in Kurvensehaubild, das die Beziehung zwischen dem

(Kieselerde-)Gehalt der elektrisch isolierenden Teil- ' chen im erfindungegeaäßen Entwicklermaterial und der

Ladungsmenge zeigt.

Vorweg wird angemerkt, daS das erfindungsgemäße Entwickler- ' material besteht aus elektrisch isolierenden Tonerteilchen, die im wesentlichen aus Farbgebungs- oder Färbematerial, Farbe und thermoplastischem Harz bestehen, Trägerteilchen, die im wesentlichen aus magnetisierbaren Teilchen und Bindematerial bestehen und durch Reibungskontakt mit den elektrisch isolierenden Tonerteilchen reibungselektrisch auf eine Polarität aufgeladen werden, die der der elektrisch isolierenden Tonerteilchen entgegengesetzt ist, sowie elektrisch isolierende feine Teilchen, die aus Metalloxid bestehen und durch Reibungskontakt mit den elektrisch isolie-

I renden Tonerteilchen reibungselektrisch auf eine Polarität aufge-

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laden werden, die der der elektrisch isolierenden Tonerteilchen entgegengesetzt ist und die duroh die Trägerteilchen nicht reibungselektriech aufgeladen werden, und zwar selbst dann nicht, wenn sie mit dieeen in Reibungekontakt treten.

Bei der oben beschriebenen Struktur des erfindungsgemäßen Entwioklermaterials ist insbesondere darauf hinzuweisen, daß die elektrisch isolierenden feinen Teilchen selbst bei einem Reibungskontakt mit den Trägerteilchen reibungselektrisch nicht aufgeladen werden, sondern daß sie durch den Reibungskontakt mit den elektrisch isolierenden Tonerteilchen reibungselektriech auf eine Polarität aufgeladen werden, die der der Ladung der elektrisch isolierenden Tonerteilchen entgegengesetzt ist.

Als elektrisch isolierende Tonerteilchen, wie sie oben erwähnt wurden, sind insbesondere solche geeignet, die einen spezifischen Widerstand von mehr als 10 -Λ-cm und einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2 bis JO jum, vorzugsweise 5 bis 25 /un aufweisen. Als Farbgebungsmaterial, Farbe und thermoplastischer Harz, die die Hauptbestandteile der elektrisch isolierenden Tonerteilchen bilden, können die im Handel verfügbaren Stoffe verwendet werden. Beispielsweise kann als thermoplastisches Harz eines genommen werden, das als Bindemittel der Trägerteilchen verwendet wird, wie es im Detail später beschrieben wird. Zur Bildung der elektrisch isolierenden Tonerteilchen werden das Farbgebungs-

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material und die Farbe normalerweise jeweils im Verhältnis von 2 bis 20 Gewichtsteilen zu 100 Gewichtsteilen des thermoplastischem Harzes hinzugegeben. Ale Farbgebungsmaterial können normalerweise Druckerschwärze» wie etwa Ofenschwärze, Azetylenschwärze uew. verwendet werden. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß dann, wenn das Farbgebungsmaterial in einer Menge von weniger als 2 Gewiohtsteilen hinzugefügt wird, die beabsichtigten Ergebnisse nicht erreicht werden. Venn die Menge 20 Gewichtsteile überschreitet, so wird der spezifische Widerstand herabgesetzt, was zu einer Verminderung der Ladungsmenge durch den Reibungskontakt zwischen den Tonerteilchen und den Trägerteilchen führt, wodurch die Bildqualität und dergleichen verschlechtert wird. Die Farbe, die außer zur Farbgebung noch zu Zwecken der Aufladungskontrolle hinzugegeben wird, kann in geeigneter Weise danach ausgewählt werden, ob eine positive oder negative Ladung den Tonerteilchen aufgeprägt werden soll. Farben zum Aufprägen von positiven Ladungen sind etwa öllösliche Farben, wie etwa Ölschwärze aus der NigroBin-Gruppe, Kristallviolets usw.. Farben zur Aufprägung von negativen Ladunp-en sind etwa Metallkomplexfarben, wie etwa Polatin-Farben, Orazol-Farben usw.. Die hinzuzugebende Farbe kann den erwarteten Effekt nicht voll zeigen, wenn die hinzugegebene Menge geringer als 2 Gewichtsteile ist. Wenn die hinzugegebene Menge 20 Gewichtsteile überschreitet, wird die Bildqualität verschlechtert, was auf eine übermäßige Verminderung der Ladungsmenge der Tonerteilchen und

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Trägerteilchen zurückzuführen ist. Der durchschnittliche Teilchendurchmeseer der elektrisch isolierenden Tonerteilchen beträgt 2 bis 30 ^im und vorzugsweise 5 bis 25 »m. Wenn der Durchmesser kleiner als 2 jxa ist, bo wird das Fließvermögen beträchtlich vermindert und in großer Menge Staub er zeugt, was für die tatsächliche Anwendung ungeeignet ist. Andererseits wird bei einem Durchmesser von mehr als 30 pm die Bildqualität aufgrund des rauhen Grunds der Abbilder vermindert. Der spezifische Widerstand wird auf mehr als 10 JLcm eingestellt, um eine günstige Bildübertragung zu ermöglichen, insbesondere im Einblick auf den geringen Widerstand des Übertragungspapiers und TTmweltbedingungen mit hoher Feuchtigkeit.

Ale Ladungsträger sind solche mit einem spezifischen Wi-

12 derstand von mehr als 10 -Λ-cm und einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 bis 40 und insbesondere von 15 bis 25 Jim geeignet. Die Trägerteilchen bestehen im wesentlichen aus magnetisierbarem Pulver und Bindematerial, wobei Kohle hinzugefügt wird, je nachdem ob ein Steuerungsmittel für die elektrische Ladung oder den elektrischen Widerstand erforderlich ist.

Als magnetisierbarer Pulver und Bindematerial, die die Hauptbestandteile der Trägerteilchen bilden, können die handelsüblichen Werkstoffe verwendet werden. Beispielsweise können feine Teilchen aus Magnetit, Ferrit, Reinsteisen usw. mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von weniger als 3 Atm und vor-

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zugsweise weniger als 1,5 JUm als magnetisierbarer Pulver verwendet werden. Als Bindematerial können Wärmehärtungsharze, wie etwa modifiziertes Akrylharz, Phenolharz, Melaminharz, Harnstoffharz usw. verwendet werden, ebenso wie thermoplasti- ' sehe Harze, wie etwa Polystyren, Polyäthylen, Polypropylen, Harze der Vinylgruppe, Polyakrylat, Polymethakrylat, Polyvinylidenchlorid, Polyakrylonitrid, Polyäther,Polycarbonat, thermoplastisches Polyester, Harze der Zellulosegruppe und monomere und kopolymere Harze davon. Bas Mischungsverhältnis des Bindematerials zum magnetisierbaren Pulver, das einen großen Einfluß auf die Größe der Magnetisierung der Trägerteilchen hat, bedarf einer ; besonderen Aufmerksamkeit und sollte normalerweise bei 67 bis 300 Gewichtsteilen und vorzugsweise bei 150 bis 300 Gewichtsteilen des magnetisierbaren Pulvers zu 100 Gewiohtstellen des Binde- materials liegen. Dieses Verhältnis wird dadurch bestimmt, daß bei weniger als 67 Gewichtsteilen magnetisierbarer Pulver eine ausreichende Magnetisierung nicht erhalten werden kann, was zu einer Verschlechterung bei der Transporteigenschaft führt. Wenn der Anteil des magnetisierbaren Pulvers bei mehr als 300 Gewichts teilen liegt, so kann die gesamte Bindefähigkeit nicht erreicht werden, aufgrund der überschüssigen kleinen Menge von Bindematerial, wodurch die Teilchen in unerwünschter Weise brüchig werden. ^! Die Menge des erforderlichenfalls hinzuzufügenden Kohlenstoffs sollte vorzugsweise weniger als 15 Gewichtsteile bezüglich 100

Gewichteteile des Bindemittels betragen, so daß der spezifische

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12 Widerstand der Trägerteilehen größer als 10 .J"Lcm "bleibt. Der durchschnittliche Teilchendurchmeseer der Trägerteilchen beeinflußt die Bildqualität, die Ladungsmenge und die Transporteigenschaften der Trägerteilchen derart, daß bei einem durchschnittlichen Teilchendurchmeeser von weniger als 5 *™ die Transportfähigkeit beeinträchtigt wird. Andererseits erhalten die Kopien bei einem Teflohendurchmesser von mehr als 40 um. eine rauhe Körnung, vas zu einer Verschlechterung der Bildqualität führt.

Die Tonerteilchen und Trägerteilchen können in jedem beliebigen Gewichtsverhältnis im Bereich von 2 (Tonerteilchen) : 98 (Trägerteilchen) bie zu 50:50 und insbesondere von 6:94 ois 55*65 gemischt werden, wobei die Gesamtmenge mit 100 angenommen wird. Es sollte jedoch darauf geachtet werden, daß bei einer Tonerteilchenmenge von weniger als 1 Gew.-% die Bilddichte unzureichend ist, während bei mehr ale 50 Gew.-5& eine große Menge dee Staube der Tonerteilchen erzeugt wird.

Bie dem erfindungsgemäßen Entvicklennaterial als dritte Komponente hinzuzufügenden elektrisch isolierenden feinen Teilchen sind aus metallischen Oxiden, wie etwa Kieselerde, Aluminium usw. und es sind insbesondere Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 0,1/an geeignet. Die elektrisoh isolierenden feinen Teilchen werden so gewählt, daß sie beim Inkontaktbringtn mit den elektrisch isolierenden Tonerteilchen

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auf eine Polarität aufgeladen werden, die entgegengesetzt zu der Polarität ist, auf die die Tonerteilchen bei ihrem Reibungskontakt mit den Trägerteilchen reibungselektrisch aufgeladen werden. Die elektrisch isolierenden feinen Teilchen werden jedoch nicht reibungselektrisch aufgeladen, wenn sie mit den Trägerteilchen in Kontakt gebracht werden. Die elektrisch isolierenden feinen Teilchen werden im Verhältnis ▼on 0,05 bis 1,0 Gewichteteile bezüglich der 100 Gewichtsteile der Tonerteilchen diesen zum Mischen hinzugegeben. Das Miechungs verhältnis basiert darauf, daß bei einer Menge der elektrisch isolierenden feinen Teilchen von weniger als 0,05 Gewichteteile eine Verlängerung der Lebensdauer des Entwicklermaterials nicht erreicht werden kann. Übersteigt dagegen die Menge der elektrisch isolierenden feinen Teilchen 1,0 Gewichtsteile, so wird die Ladungsmenge des Entwicklermaterials so klein, daß sie für Entwicklungezwecke aufgrund der Erzeugung von Staub usw. nicht geeignet iet. Da die Tonerteilchen beim normalen Entwicklungevorgang auf «ine Polarität entgegengesetzt zu der des elektrostatischen latenten Abbilds aufgeladen werden, wer den die elektrisch isolierenden feinen Teilchen auf die gleiche Polarität wie die des elektrostatischen latenten Abbilds aufgeladen. Beim umgekehrten Entwicklungsvorgang werden jedoch die Tonerteilchen auf die gleiche Polarität wie die des elektrostatischen latenten Abbilds aufgeladen. In diesem Fall werden die elektrisch isolierenden feinen Teilchen auf eine Polarität

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entgegengesetzt der des latenten Abbilde aufgeladen. Als elektrisch isolierende feine Teilchen können im Handel verfügbare verwendet werden, beispielsweise feine Teilchen aus Kieselerde, wie etwa hydrophiles Aerosil No. 200, No. 300 und hydrophobes Aerosil R-972 (Handelsname und hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd., Japan), Carplex FPS-3 und FPS-4 (Handelsname und hergestellt von Shionogi & Co., Ltd., Japan), Finesil T-32B (Handelsname und hergestellt von Tokuyama Soda Co., Ltd., Japan), Syloid (Handelsname und hergestellt von Fuji-Davision Chemical Ltd., Japan), und D-17 (Handelsname und hergestellt von Degussa, Japan) usw. oder feine Teilchen aus Aluminium, wie etwa Al₂O₅-C (Handelsname und hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd., Japan).

Obwohl die elektrisch isolierenden feinen Teilchen reibungselektrisch nicht bezüglich der Trägerteilchen aufgeladen werden, haben sie die Eigenschaft, an elektrisch geladenen Teilen anzuhaften, unabhängig von -ihrer Ladungspolarität, und zwar aufgrund ihrer feinen Struktur in Form von extrem feinen Teilchen, und sie haften normalerweise auf der Oberfläche der Trägerteilchen im Entwicklermaterial. Dieses Anhaften ist jedoch sehr schwach im Vergleich zur elektrostatischen Anziehung. Darüber hinaus wird ein Teil der Oberfläche der Trägerteilchen, an der die elektrisch isolierenden feinen Teilchen haften, nicht dem Reibungskontakt bezüglich der Tonerteilchen ausgesetzt, weil

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sie nicht durch den Reibungskontakt bezüglich der anhaftenden elektrisch isolierenden Teilchen aufgeladen werden. Damit verlieren sie allmählich ihre Ladimg, so daß die elektrisch isolierenden feinen Teilchen danach den Teil der Oberfläche der Trägerteilchen verlassen. Danach wird die Oberfläche der Trägerteilchen, von der sich die elektrisch isolierenden feinen Teilchen abgelöst haben, wieder durch den Reibungskontakt bezüglich der Tonerteilchen aufgeladen, so daß frische elektrisch isolierende feine Teilchen daran anhaften. Da diese Erscheinungen wiederholt werden, wird das Verschmelzen des Überschuß-Toners auf der Oberfläche der Trägerteilchen durch die elektrisch isolierenden feinen Teilchen verhindert, während gleichzeitig ein Fixieren der elektrisch isolierenden feinen Teilchen auf den Trägerteilchen in vorteilhafter Weise verhindert wird, wodurch die Lebensdauer des Entwicklermaterials verlängert wird. Da die elektrisch isolierenden feinen Teilchen eich so verhalten, daß sie auf der Oberfläche der Trägerteilchen anhaften oder die Oberfläche verlassen, um auf den Tonerteilchen anzuhaften, dienen die elektrisch isolierenden Teilchen auch als Stabilisierungs- mittel zum Konstanthalten der Ladung der Trägerteilchen während der gesamten Betriebszeit. Andererseits werden die Ladungsmengen sowohl der Tonerteilchen als auch der Trägerteilchen vermindert und werden in dem Falle klein, wenn die elektrisch isolierenden feinen Teilchen den Tonerteilchen und Trägerteilchen zum Mischen und Aufrühren hinzugefügt werden, und zwar im Vergleich zu dem

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Fall, wo lediglich die Tonerteilchen und Trägerteilchen miteinander gemischt und aufgerührt werden. Die Ladungsmengen der Tonerteilchen und Trägerteilchen werden noch kleiner, wenn die Menge der Zugabe der elektrisch isolierenden feinen Teilchen erhöht wird. Es kann damit durch Einstellen der Menge der Zugabe der elektrisch isolierenden feinen Teilchen die Ladungsmenge der Tonerteilchen und Trägerteilchen auf gewünschte Werte eingestellt werden.

Um andererseits eine vorteilhafte Entwicklung beim Entwicklungsverfahren mit elektrostatischer latenter Abbildung zu erreichen, ist es erforderlich, daß jeder der Komponenten im Entwicklermaterial (d.h. das neu in das Gerät zum Entwickeln der elektrostatischen latenten Abbilder einzugebende Entwicklermaterial) gleichmäßig verteilt ist, während in dem Falle, in dem die Lebensdauer des Entwicklermaterials extrem verlängert ist, wie etwa beim erfindungagemäßen Entwicklermaterial, wenn beispielsweise die Entwicklung von mehr als 100.000 DIKA4 Blättern möglich ist, wie es in den später beschriebenen Beispielen dargestellt wird, es notwendig iet, die durch die Entwicklung verbrauchten Tonerteilchen und die an den Tonerteilchen und damit gleichzeitig verbrauchten elektrisch isolierenden feinen Teilchen nachzufüllen, um eine Verminderung der Bilddichte zu verhindern, die sich bei einer Änderung des MischungsVerhältnisses der Tonerteilchen zu den Trägerteilchen ergibt, d.h. bei einer Ver-

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minderung der Tonerteilchen. Bei dem oben erwähnten Nachfüllen der Komponenten ist es erforderlich, die entsprechenden Komponenten im Entwicklermaterial, einschließlich der so nachgefüllten Komponenten, sofort gleichmäßig zu verteilen.

Da beim erfindungsgemäßen Entwicklermaterial die elektrisch isolierenden feinen Teilchen so beschaffen sind, daß sie, obwohl sie bezüglich der Tonerteilchen reibungselektrisch aufgeladen werden, nicht bezüglich der Träger- teilchen reibungselektrisch aufgeladen werden, ist eine extrem lange Zeitdauer (normalerweise etwa 40 Stunden) zum Mischen und Aufrühren erforderlich, wenn die drei Komponenten, d.h. die elektrisch isolierenden Tonerteilchen, die Trägerteilchen und die elektrisch Isolierenden feinen Teil chen gleichzeitig gemischt und aufgerührt werden sollen.

Darüber hinaus ist eine gleichmäßige Verteilung insbesondere der elektrisch isolierenden feinen Teilchen nur schwer zu erreichen, wenn die Tonerteilchen und die elektrisch isolierenden feinen Teilchen für die bereits im Entwicklennaterial be- findlichen Nachfüllkomponenten oder Nachfüllentwicklermittel nachgefüllt werden. Als Ergebnis einer Reihe von Versuchen, die von den Erfindern zur Lösung der oben genannten Probleme durchgeführt wurden, kann festgehalten werden,daß, obwohl die elektrisch isolierenden feinen Teilchen, beispielsweise

Kieselerdepulver, so beschaffen sind, daß sie leicht aneinander

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anhaften, sie doch sehr leicht verteilter sind, wenn sie mit Tonerteilchen und dergleichen durch Mischen reibungselektrisch aufgeladen werden, so daß sie an den Tonerteilchen selbst bei einem leichten Aufrühren für die Dispersion anhaften, wobei ihre Kohäsion verlorengeht. Wenn andererseits die Tonerteilchen und elektrisch isolierenden feinen Teilchen einzeln in die Trägerteilchen eingemiacht werden, da das Entwicklermaterial grundsätzlich aus Tonerteilchen und Trägerteilchen besteht, und die Trägerteilchen mengenmäßig mehr sind, so haben die elektrisch isolierenden feinen Teilchen nur einige Partner für ihre reibungselektrische Aufladung, mit nachfolgenden Schwierigkeiten bei der Dispersion und ihrer Adhäsion an den Tonerteilchen. Wenn jedoch die Tonerteilchen und die elektrisch isolierenden feinen Teilchen, die beide durch Mischen und Aufrühren reibungselektrisch aufgeladen wurden, mit den Trägerteilchen vermischt und aufgerührt werden, so werden die drei Komponenten leicht und gleichmäßig verteilt.

Aufgrund der obigen Ergebnisse haben die Erfinder ein Verfahren zur Herstellung des Entwicklermaterials wie folgt durchgeführt. So kann insbesondere gesagt werden, daß die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Dreifach-Komponenten-Entwicklermaterials vorsieht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Herstellung des Dreifach-Komponenten-Entwicklermaterials, das aus elektrisch isolierenden Tonerteilchen, Trägerteilchen und elektrisch isolierenden feinen Teilchen besteht, die elektrisch

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isolierenden feinen Teilchen durch Mischen und Aufrühren der elektrisch isolierenden Tonerteilchen und der elektrisch isolierenden feinen Teilchen einem reibungselektrischen Aufladen unterzogen werden und daß danach die Trägerteilchen hineingemischt und aufgerührt werden. Nach diesem Verfahren kann das Nachfüll-Entvicklermaterial, das aus den Tonerteilchen mit den auf ihrer Oberfläche elektrostatisch anhaftenden elektrisch isolierenden feinen Teilchen besteht, sehr schnell durch reibungselektrisches Auf- laden der elektrisch isolierenden feinen Teilchen in Folge eines ausreichenden Hischens und Aufrührens der Tonerteilchen und der elektrisch isolierenden feinen Teilchen während des Vorbereitungsvorgangs des Entwicklermaterials erhalten werden. Venn beispielsweise die Tonerteilchen und die elek trisch isolierenden feinen Teilchen für eine gleichmäßige Dispersion im Gewichteverhältnis von 99t7sO,3 gemischt und aufgerührt werden sollen, so ist zu diesem Zwecke ein Mischen und Aufrühren während einer Zeitdauer von einer Stunde auereichend. Wenn das Entwieklermaterial durch Hinzufügen der Trägerteilchen zu dem sich ergebenden gemischten und dispergierten Material gebildet wird, wie es oben beschrieben wurde, so wird eine gleichmäßige Verteilung der entsprechenden Komponenten in einer Zeitdauer erreicht, die etwa I/4 der Zeitdauer ist, die für die Bildung des Entwicklermaterials bei gleichzeitigem Mischen der drei Komponenten erforderlich ist, d.h. in etwa 10 Stunden. Darüber hinaus kann eine gleich-

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mäßige Verteilung der entsprechenden Komponenten in kurzer Zeitdauer erreicht werden, nachdem das Nachfüllentwicklermaterial dem Entwicklermaterial zugefügt wurde, in dem die Tonerteilchen und die elektrisch isolierenden feinen Teilchen abgenommen haben. Damit können bei dem oben beschriebenen Verfahren die nachteilhaften Wirkungen, wie etwa die Ausbildung von Schleiereffekten in den entwickelten Bildern, die von einer ungleichmäSigen Verteilung der entsprechenden Komponenten im Entwickleraaterial herrühren, in vorteilhafter Weise verhindert werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird das Verhalten der elektrisch isolierenden feinen Teilchen, d.h. der feinen Teilchen aus Kieselerde, die im erfindungsgemäßen Entwicklermaterial verwendet werden, anhand der Fig. 1(A) bis 1 (H) beschrieben.

Zuerst werden durch Mischen und Aufrühren der elektrisch isolierenden Tonerteilchen NZ und der feinen Kieselerdeteilchen S die auf eine negative Polarität aufgeladenen feinen Kieselerdeteilchen S elektrostatisch auf die Oberfläche der Tonerteilchen NT angezogen, die auf eine positive Polarität aufgeladen sind, wie es in Pig. 1(Α) dargestellt ist.

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Nach Mischen und Aufrühren der Tonerteilchen NT und der Trägerteilchen MC zur Slidung des Entwicklennateriala werden die Tonerteilchen NT auf eine positive Polarität aufgeladen, während die Trägerteilchen MC durch den Reibungskontakt auf negative Polarität aufgeladen (Fig. 1(B)). Nach dem Aufladen der Trägerteilchen MC haften die feinen Kieselerdeteilchen S, die auf eine negative Polarität aufgeladen sind und an der Oberfläche der Tonerteilchen NT anhaften, an der Oberfläche der auf eine negative Polarität aufgeladenen Trägerteilchen MC, und zwar aufgrund der großen Ladungsmenge der Trägerteilchen MC, obwohl die Adhäsion nicht sehr stark ist, da es sich nicht um eine reibungselektrische Aufladung handelt (Fig. 1(C)). Aufgrund der oben beschriebenen Adhäsion der feinen Kieeelerdeteilchen S auf der Oberfläche der Trägerteilchen MC nimmt die Ladungsmenge der Trägerteilchen MC ab und die feinen Kieselerdeteilchen S werden wieder zu den elektrisch isolierenden Tonerteilchen NT (Fig. 1(D)) angezogen. Ba die feinen Kieselerdeteilchen S und die Trägerteilchen MC keiner reibungaelektriachen Aufladung unterzogen werden, hängt die Menge der an den Trägerteilchen MC anhaftenden feinen Kieeelerdeteilchen S lediglich von der Ladungsmenge der Trägerteilchen MC ab. Im Gleichgewichtszustand hängt die Ladungsmenge des Entwicklermaterials von der Menge der feinen Kieselerdeteilchen S auf den Trägerteilchen MC ab und je mehr feine Kieselerdeteilchen auf den Trägerteilchen anhaften, um so geringer ist die Ladungsmenge der Trägerteilchen (Fig. 1(E)).

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Ea ist hier anzumerken, daß diese Erscheinungen auf Ergebniesen beruhen, die bei Beobachtungen des Zustande dee Entwicklennaterials für elektrostatische latente Abbilder unter Verwendung eines Elektronenmikroskops erhalten wurden. Obwohl immer noch einige Frage offen bleiben, inwiefern diese Erscheinungen tatsächlich korrekt sind, wird durch die Ergebnisse der Beobachtung bestätigt, daß die Erscheinungen im großen und ganzen korrekt sind. Darüber hinaus können die Wirkungen der Erfindung durch die so weit beschriebenen Erscheinungen klar erläutert werden.

Insbesondere werden die oben erwähnten Erscheinungen, bei denen die feinen Kieselerdeteilchen S, die einmal auf der Oberfläche der Trägerteilchen MC angehaftet haben, wie es bezüglich Fig. 1 (C) beschrieben wurde, diese Oberfläche der Trägerteilohen MC wieder verlassen, in nachfolgenden im Detail analysiert.

Ee wird auf Fig. 1(F) bezug genommen. Da ein Teil der fläche eines jeden Trägerteilchens MC, an dem die feinen Kieselerdeteilchen S angehaftet haben, keinem Reibungskontakt bezüglich der elektrisch isolierenden Tonerteilchen NT ausgesetzt wird und auch durch seinen Reibungskontakt mit den feinen Kieselerdeteilchen S nicht aufgeladen wird, verliert dieser Teil der Oberfläche allmählich seine Ladung und die feinen Kie3elerdeteilchen S verlassen schließlich diesen Teil der Oberfläche. Danach wird dieser Teil der Oberfläche des Trägerteilchens MC, den die

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INSPECTED

feinen Kieselerdeteilchen S verlassen haben und der seine Ladung verloren hat, durch seinen Reibungskontakt mit den Tonerteilchen NT erneut aufgeladen.

Die oben beschriebenen Erscheinungen können wie folgt zusammengefaßt werden.

a) Sie Menge der feinen Kieeelerdeteilchen S, die an der Oberfläche des Trägerteilchens MC anhaften können, ist proportional zur Größe der Oberfläche des Trägerteilchens MC, an der die feinen Kieselerdeteilchen S nooh nicht angehaftet haben (d.h. der aufgeladenen Oberfläche des Trägerteilchens MC).

b) Die Menge der feinen Kieselerdeteilchen S, die zu einem Verlassen der Oberfläche des Trägerteilchens MC neigen, ist proportional zur Menge der feinen Kieselerdeteilchen S, die bereite an dem Trägerteilchen MC angehaftet haben.

Venn insbesondere die Menge der bereits an den Trägerteilchen MC anhaftenden feinen Kieselerdeteilchen S groß ist, so nimmt die Menge der zu einem Anhaften an die Trägerteilchen MC neigenden feinen Kieselerdeteilchen S ab, während die Menge der zu einem Verlassen der Trägerteilchen MC neigenden feinen Kieselerdeteilchen S zunimmt, so daß die Menge der an den Trägerteilchen anhaftenden feinen Kieselerdeteilchen S abnimmt. Wenn im Gegensatz dazu die Menge der bereits an den Trägerteilchen MC

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ORlOtNAL INSPECTED

anhaftenden feinen Kieselerdeteilchen S gering ist, so nimmt die Menge der zu einem Anhaften an den Trägerteilchen MC neigenden feinen Kieselerdeteilchen S zu, während die Menge der zu einem Verlassen der Trägerteilchen MC neigenden feinen Kieselerdeteilchen S abnimmt, so daß die Menge der an den Trägerteilchen MC anhaftenden feinen Kieeelerdeteilchen S zunimmt. Mit anderen Worten, der Gleichgewichtszustand wird damit hergestellt, daß die an den Trägerteilchen MC anhaftenden feinen Kieselerdeteilchen S zu allen Zeiten die Plätze miteinander tauschen.

Bevor mit der Beschreibung der erfindungsgemäßen Beispiele fortgefahren wird, wird im nachfolgenden anhand von Fig. 2 ein Trockenentwicklungsgerät beschrieben,bei dem das erfindungsgemäße Entwicklermaterial verwendet werden kann.

Das in Fig. 2 dargestellte Trockenentwicklungsgerät G, bei dem das erfindungegemäße Entwicklermaterial verwendet wird, weist allgemein ein Gehäuse H, das sich in der Breite eines bekannten Bildträgers D in der Form einer Trommel erstreckt und diese im wesentlichen einschließt, mit Ausnahme einer Öffnung 0 in der Nähe der lichtempfindlichen oder Bildträgerfläche Da des Bildträgers D, wo die Entwicklung der auf der Bildträgeroberfläohe Da ausgebildeten elektrostatischen latenten Abbilder durchgeführt wird, einen AuBenzylInder oder eine Entwicklungsmanschette SD, die im Gehäuse Ξ in der Nähe

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der Bildträgeroberfläche Da drehbar angeordnet ist, einen Drehmagnet oder Mehrpolmagnet M, der in der Entwicklermanschette SD drehbar eingeschlossen ist, sowie eine Transportvorrichtung R für das Entwicklermaterial auf, die im Gehäuse H unterhalb der Entwicklermanschette SD vorgesehen ist, und eine Drehwelle Re, die eich axial im Entwicklergerätegehäuse H erstreckt, auf der Welle Rs befestigte Drehscheibe Rd1 und Rd2, eine Mehrzahl von trogartigen Teilen TJ, die jeweils einen U-förmigen Querschnitt besitzen und axial in gleichen Abständen um die Umfangskanten der Drehscheiben Rd1 und Rd2 in Form eines Schaufelrads angeordnet sind, eine Vielzahl von plattenähnlichen Teilen Rp, die an der Innenseite der entsprechenden trogartigen Teile ü befestigt sind, wobei ein Zylinderteil Rc die Drehwelle Rs teilweise umgibt, sowie eine Spiralfeder Rw auf, die spiralförmig UB die Drehwelle Re innerhalb des Zylinderteils Rc gewunden ist, so daß sie als Transportvorrichtung für das Entwicklennaterial dient. Eine Entwicklermaterialzuführungsvorrichtung (nicht dargestellt) ist oberhalb des Zylinderteils Rc der Entwicklermaterialtransportvorrichtung R zum Nachfüllen des Toners in das Entwicklergerät G angeordnet.

Die zylinderförmige und aus nicht magnetisierbarem elektrisch leitenden Material, wie etwa Aluminium, bestehende Entwicklungsmanschette SD dreht sich im Gegenuhrzeigersinne, beispielsweise

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mit 30,2 U/min., an einer Stelle in der Nähe der Oberfläche Da des Bildträgers D, der wiederum sich im Uhrzeigersinne dreht. Der Mehrpolmagnet M in Form einer Walze weist Magnetpole N und S auf, die abwechselnd nacheinander am Außenumfang angeordnet sind, und dreht sich mit einer Geschwindigkeit von 1300 U/min, in der gleichen Richtung wie die Entwicklungsmanschette SD. Insbesondere wird das Entwicklermaterial W einer Bewegungskraft durch die Drehung der Entwicklung manschette SD in Gegenuhrzeigerrichtung und durch den Magnet M in tJhrzeigerrichtung unterzogen und danach über die Entwicklunga manschette SD in Uhrzeigerrichtung bewegt, und zwar aufgrund der unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindigkeiten zwischen der Entwicklungsmansehette SD und dem Magnetteil M. Das Gehäuse H weist weiterhin Seitenwände Hb und eine obere Wand Ha über und in der Nähe der Entwicklungsmansehette SD sowie ein Gehäuseteil Hm auf, das einen Teil des oberen Gehäuses Ha bildet und durch Zapfen Hp und das vordere Ende dee oberen Gehäuses Ha in Stellung gehalten wird, während die innere Umfangsfläche Em1 des Gehäuseteils Hm eine bogenförmigen Querschnitt aufweist, um mit der auf der Entwicklungsmanschette SD auszubildenden Magnetbürste in Kontakt zu kommen. Am vorderen Ende des Gehäuses Hm und an einer Verlängerung des Bogens der inneren Dmfangsfläche Hm1 ist ein elastisches isolierendes Dichtungsteil F angeordnet, das die Oberfläche Da der Bildträgertrominel D berührt. Andererseits sind unterhalb der Entwicklungsmanschette SD

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eine Platte K1, die an einem Rand des Gehäuses H befestigt ist und ein Austreten "bzw. Vergeuden des Entwicklermaterials verhindert, eine Platte K2, die ein Verstreuen des Entwicklermaterials verhindert, eine Hilfs-Reinigungsklinge b1 und eine Entwicklermaterial-Abstreifrakel b2, die nacheinander die Entwicklungemanschette SD in und entgegen der Umdrehungsrichtung der Entwicklungsmanschette SD berühren, sowie eine weitere Reinigungeklinge b3» die die Entwicklungsmanschette entgegen der Umdrehungsrichtung "berührt, sowie ein Entwicklermaterial-Zuführungeflügel Y vorgesehen, der sich im Uhrzeigersinne dreht.

Das Entwicklermaterial V, das sukzessive und kontinuierlich durch die trogartigen Teile U der Entwicklermaterialstransportvorrichtung R bis zu einer Stelle A gebracht wird, wo es der Bewegungskraft aufgrund der Drehung des Magneten M ausgesetzt wird, wird von der Stelle A über die Entwicklungsmanschette SD in Form einer Magnetbürste im Uhrzeigersinne bewegt, so daß es gegen die auf der Oberfläche Da der Bildträgertrommel D ausgebildete elektrostatische latente Abbild\mg in bekannter Weise reibt, um die latente Abbildung zu entwickeln. Nach der Entwicklung wird das Entwicklermaterial W von der Entwicklungsmanschette SD durch die Rakel b2 abgestreift und weiter in die trogartigen Teile U der Entwicklermaterialtransportvorrichtung zugeführt, und zwar durch die Drehung des Zuführungsflügels V.

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Sas oben beschriebene Entwicklungsgerät G ist bereits in der deutschen Patentanmeldung P 29 37 481 beschrieben, so daß hierauf bezug genommen werden kann.

Zur Erläuterung der Erfindung werden im nachfolgenden Beispiele gegeben, die jedoch den Schutzumfang der Erfindung nicht begrenzen sollen.

Beispiel 1

100 Gewichteteile aus Styrol-Akryl-Copolymerharz PLIOLITE ACL (Handelsname und hergestellt von Good Year Chemical Co., TJSA), 100 Gewichtsteile von Tri-Eisen-Tetroxid MAPICO BLACK BL-500 (Handelsname und hergestellt von Chitan Koygo Co., Ltd., Japan) und 5 Gewichtsteile Druckerschwärze MA No. 100 (Handelsname und hergestellt von Mitsubishikasei Co. Ltd., Japan) werden von einer bekannten Mühle mit drei Walzen ausreichend geknetet und nach dem Zerkleinern nach einem herkömmlichen Verfahren so klassifiziert, daß T_rägerteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesaer von 16 um und einem spezifischen Widerstand von 10 Ac erhalten werden. Unabhängig von dem obigen werden 100 Gewichtsteile Styrol-Akryl-Copolymerharz PICCOLASTIC D-125 (Handelsname und hergestellt von Eseo Standard Co., USA), 8 Gewichtsteile Druckerschwärze MA 100 (bereite oben erwähnt) und 2 Gewichtsteile 01-

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GO

schwärze BS (Handelsname und hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd., Japan) mit der bekannten Mühle mit drei Walzen ausreichend geknetet und danach zerkleinert und klassifiziert, so daß sich elektrisch isolierende Tonerteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 14 pm und einem spezifischen Widerstand von 10 Sl cm ergeben.

0,25 Gewichteteile von elektrisch isolierenden feinen Teilchen Silika R-972 (Handelsname und hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd., Japan) mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 1 pn werden zu 99»75 Gewichtsteilen der in der oben beschriebenen Weise vorbereiteten elektrisch isolierenden Tonerteilchen hinzugegeben und die sioh ergebende Mischung wurde weiter gemischt und während einer Stunde mit einer be kannten Kugelmühle (ohne Kugel) aufgerührt, um eine ausreichen de Verteilung zu erhalten und das Nachfüll-Entvicklermaterial vorzubereiten. 900 Gewichtsteil· der in der oben beschriebenen Weise vorbereiteten Trägerteilchen werden 100 Gewichtsteilen des so vorbereiteten Nachfüllentwicklermaterials hinzugegeben

die

und/sich ergebende Mischung wurde weiterhin während einer Zeitdauer von 15 Stunden durch einen V-Miecher gemischt und aufgerührt, um das Entwicklermaterial zu bilden.

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- -^iVV ***** '■ '■ ₍ ORIGINAL INSPECTED

Unter Verwendung dee oben beschriebenen Entwicklematerials und intermittierendem Zuführen des oben beschriebenen Naehfttll-Entwickleroaterials wurden unter Verwendung eines im Handel verfügbaren elektrophotographischen Kopiergerätes mit Pulverbildübertragung, das das Entwicklungsgerät G mit der Aufrühranordnung nach Fig. 2 aufweist, ergaben sich Kopien mit guter Qualität auch noch nach einer Entwicklung von 100.000 DINA4 Blättern, wobei di· Entwicklungsbedingungen wie folgt waren.

Systemgeechwindigkeit (Bewegungsgeschwindigkeit

dee Bildträgers)

10 Entwicklungs-Vorspannung

Abstand zwischen Bildträger D und EntwicklungsmanBchette SB

Magnetkraft der Magnetwalze M

Oberflächenpotential des Bildträgers D Abschnitt mit Abbildung Abschnitt ohne Abbildung

Bei der Darstellung des oben beschriebenen Entwicklermaterials wurde die Beziehung zwischen der Mischzeit und der Ladungsmenge des Entwieklermaterials untersucht und die Ergegnisse in Fig.¹ 3 dargestellt. Daraus ist zu ersehen, daß eine gleichmäßige Verteilung einer jeden Komponente nach etwa 12 Stunden abgeschlossen ist, wenn die Ladungsmenge des Entwieklermaterials einen konstanten Wert erreicht. Andererseits kann aus Fig. 4, daß die Beziehung zwischen der Zahl der Kopien und der Ladungsmenge des

110	mm/sec.	V bis - 250 V
- 300	V
0,7	min
1000 G
- 550 - 200

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Entwicklermaterials zeigt, entnommen werden, daß das erfindungsgemäße Entwicklermaterial eine annähernd konstante Ladungsmenge von der anfänglichen Entwicklung bis zur Entwicklung nach 100.000 Kopien zeigt. Es ist hier anzumerken, daß die oben genannte Ladungsmenge gemessen wurde unter annäherndem Konstanthalten des Mischungsverhältnisses (Gewichtsverhältnis 1:9) der Tonerteilchen und der Trägerteilchen im Entwicklermaterial während des Kopierens von 100.000 Kopien, und zwar durch periodisches oder intermittierendes Nachfüllen des Nachfüllentwicklermaterials, das durch Mischen und Aufrühren der Tonerteilchen und elektrisch isolierenden feinen Teilchen gebildet wurde. So wurde beispielsweise die Nachfüllmenge des Nachfüllentwicklermateriale bei jedem Entwickeln des elektrostatischen latenten Abbilds, gleich bedeutend mit 3 BINA 4 Kopien, auf 105 ng eingestellt. Aus den obigen Ergebnissen ist auch ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Entwicklermaterial frei von dem unerwünschten Verschmelzen des Überschuß-Toners auf der Oberfläche der Trägerteilchen und auch frei von der Adhäsion der elektrisch isolierenden feinen Teilchen auf der Oberfläche der Trägerteilchen ist, und zwar selbst während einer langen Verwendungsdauer, wodurch die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Entwicklermaterials beträchtlich verlängert wird.

Aus der in Fig. 5 dargestellten Kurve, die den Zustand der Änderung der Ladungsmenge bei Änderung des Kieselerdegehalts in Entwicklermaterial darstellt, wobei jede Ladungsmenge durch den

Vert nach einem Aufrühren während einer Zeitdauer von 10 Stun-' den dargestellt wird, ist zu entnehmen, daß die Ladungsmenge mit zunehmenden Kieselerdegehalt abnimmt und damit die Ladungsmenge des Entwicklermaterials auf den gewünschten Wert eingestellt werden kann durch die Einstellung der hinzuzugebenden Menge an Zieselerde im Bereich von O_tO5 his 1,0 Gewichtsteilen zu 100 Gewichteteilen der Tonerteilchen.

Beispiel 2

100 Gewichteteile aus Styrol-Akryl-Kopolymerharz HYMER-SBM 73 (Handelsname und hergestellt von Sanyo Chemical Industries Ltd., Japan), 200 Gewichtsteile aus Tri-Eisen-Tetroxid RB-BL (Handelsname und hergestellt von Chitan Kogyo Co., Ltd., Japan), 4 Gewichtsteile Druckerschwärze MA No. 100 (bereits oben erwähnt) wurden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt, um Trägerteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 21 pm und einem spezifischen Widerstand von 10 SL cm zu erhalten.

Unter Verwendung der so dargestellten Trägerteilchen und der Tonerteilchen und der Kieselerde nach Beispiel 1 wurde das Drei-Komponenten-Entwicklermaterial mit dem gleichen Mischungsverhältnis wie das Entwicklermaterial nach Beispiel 1 nach dem selben Verfahren und unter den selben Bedingungen wie in Beispiel 1 für eine ähnlichen Kopierversuch vorbereitet und die

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sich einstellenden Ergebnisse waren ia wesentlichen gleich wie im Beispiel 1.

Beispiel 3

100 Gewichtsteile aus Styrol-Akryl-Kopolymerharz FLIOLITEl ACL (bereits oben erwähnt) und 200 Gewichtsteile aus Tri-Eisen-Tetroxid MAPICO BLACK BL-500 (bereite oben erwähnt) wurden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt, um Trägerteilchen mit einem durchschnittlichen Teilohendurehmesser von 16 yum und einem spezifischen Widerstand von 1 ζ 10 Λ cm zu erhalten.

Unabhängig davon wurden 100 Gewichtsteile Styrol-Harz

FICCOLASTIC E-125 (Handelsname und hergestellt von Esao Standard Co., USA), 8 Gewichtsteile Druckerschwärze KETCHEN BLACK (Eandelsname und hergestellt von Lion Yuehi Co., Ltd., Japan) und zwei Gewichtsteile Ölschwärze auf Nigrosinbasis EX (Handels name und hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd., Japan) in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt, um elektrisch isolierende Tonerteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 14 Aus und einem spezifischen Widerstand von 10 vft. cm zu erhalten.

Unter Verwendung der so dargestellten Trägerteilchen und Tonerteilchen sowie den feinen Kieselerdeteilchen nach Bei-

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ORiQiKAL INSPECTED

spiel 1 wurde ein Drei-Komponenten-Entwicklermaterial mit dem gleichen Mischungsverhältnis wie in Beispiel 1 erhalten. Bei einem Kopierversuch unter Verwendung des so dargestellten Entwicklermaterials mit dem gleichen Kopiergerät wie in Beispiel 1 wurden im wesentlichen gleiche Ergebnisse erzielt wie mit dem Entwicklermaterial nach Beispiel 1.

Vergleichsversuch 1

Eisenteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 80 jxa wurden als Trägerteilchen verwendet und ein Drei-Komponenten-Entwicklermaterial wurde zum Vergleich durch Mischen und Aufrühren mit einem V-Miecher während einer Zeitdauer von 5 Stunden dargestellt, und zwar durch 4 Gewichtsteile einer durch Mischen und Aufrühren erhaltenen Mischung aus Tonerteilchen und feinen Kieselerdeteilchen nach Beispiel 1 mit einem Gewichtsverhältnis von 99,5*0,5 und 100 Gewichtsteilen Eisenteilchen. Unter Verwendung dieses Entwicklermaterials wurden mit dem gleichen Kopiergerät wie in Beispiel 1 Kopierversuche durchgeführt. Obwohl die Kopien am Anfang noch eine gute Bildqualität aufwiesen, nahm die Bilddichte nach etwa 100.000 Kopien etwas ab und bei 20.000 Kopien wurden Schleiereffekte deutlich, bei merklicher Verminderung der Bilddichte, so daS lediglich Kopien geliefert wurden, die für den tatsächlichen Gebrauch ungeeignet sind. Nach Mischen und Aufrühren

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von 0,5 Gewichtsteilen Kieselerde, die den Trägerteilchen hinzugefügt wurden, wurde beobachtet, daß die Kieselerdeteilchen in einer Stunde vollständig verteilt waren, während die Kieselerdeteilchen und die Eisenteilchen einer reibungselektrischen Aufladung unterzogen wurden.

Vergleichsversuch 2

Unter Verwendung von 100 Gewichteteilen Styrol-Akryl-Kopolymerharz PLIOLITE ACL (bereits oben erwähnt), 100 Gewichteteilen Tri-Eisen Tetroxid MAPICO BLACK BL-100 (Handelsname und hergestellt von Chitan Kogyo Co., Ltd., Japan) und 5 Gewichteteilen Druckerschwärze MA No. 100 (bereits oben erwähnt) sowie 5 Gewichteteilen Ölschwärze Oil Black BS (bereits oben erwähnt) als Rohstoffe wurden Trägerteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 23 Mm und einem spezifischen Widerstand von 2 χ 10 _A-cm in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 dargestellt.

Unabhängig davon wurden unter Verwendung von 100 Gewichtsteilen Styrolharz PICCOLASTIC E-124 (Handelsname und hergestellt von Esso Standard Co., USA), 8 Gewichtsteile Druckerschwärze, KETCHEN BLACK EC (bereits oben erwähnt) und 2 Gewichtsteile metallischer Farbe CR-20 (Handelsname und herge stellt von Orient Chemical Co., Ltd., Japan), elektrisch iso-

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ORiQiNAL

Ή)

lierende Tonerteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmeseer von 11 tun in ähnlicher Veise wie in Beispiel 1 dargestellt.

Danach wurde das Drei-Komponenten-Entwicklermaterial in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung von 10 Gewichtsteilen einer Mischung dargestellt, die durch einstündiges Mischen und Aufrühren der so erhaltenen Tonerteilchen und feiner Kieselerdeteilchen R 972 (bereits oben erwähnt) im Gewichtsverhältnis von 99»5 : 0,5 und 90 Gewichtsteilen Trägerteilchen erhalten.

Unter Verwendung dieses Entwicklermaterials wurden bei dem gleichen Kopiergerät wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die Polarität der Entwicklungsvorspannung und die des Oberflächenpotentials des Bildträgere umgekehrt waren, am Anfang gute Kopien erhalten. Nach etwa 20.000 Kopien wurde jedoch ein merklicher Schleiereffekt und eine Verminderung der Bilddichte festgestellt, so daß die Kopien für den tatsächlichen Gebrauch ungeeignet varen. In diesem Fall wurde festgestellt, daß die Tonerteilchen negativ und die Trägerteilchen positiv aufgeladen wurden und daß die feinen Kieselerdeteilchen, obwohl sie nicht bezüglich der Tonerteilchen reibungselektrisch aufgeladen wurden, bezüglich der Trägerteilchen einer reibungselektrischen Aufladung unterzogen wurden, so daß aie leicht in den Trägerteilchen verteilt wurden.

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Beispiel 4

Bezüglich der im Vergleichsversuch 2 dargestellten Trägerteilchen und Tonerteilchen wurden feine Aluminiumteilchen Al₂Oi-C (hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd., Japan) mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 1 ym. als elektrisch isolierende feine Teilchen hinzugefügt. Es wurde festgestellt, daß in diesem Fall die feinen Aluminiumteilchen, obwohl sie bezüglich der Tonerteilchen reibungselektrisch aufgeladen wurden (die Tonerteilchen sind negativ geladen, während die feinen Aluminiumteilchen positiv geladen sind), so daß sie leicht verteilt wurden, keiner reibungselektrisohen Aufladung bezüglich der Trägerteilchen unterzogen werden.

Unter Vervendung der oben beschriebenen Trägerteilchen, Tonerteilchen und feinen Aluminiumteilchen wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 ein Drei-Komponenten-Entwicklermaterial dargestellt und zur Entwicklung positiver elektrostatischer latenter Abbilder durch da· im Vergleichsversuch verwendete Kopiergerät verwendet, wobei sich Kopien mit guter Bildqualitäb auch nach einer großen Anzahl von Kopien ergaben.

Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für den Fachmann ohne weiteres möglich und fallen in den Bahnen der Erfindung.

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ORIGINAL INSPECTED

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Entwicklermaterial zur Verwendung bei der Elektrophotographie, daa aufweist : Hauptsächlich aus Farbgebungsmaterial, Farbe und thermoplatisehem Harz bestehende elektrisch isolierende Tonerteilchen, Trägerteilchen, die durch Reibungskontakt mit 5 den elektrisch isolierenden Tonerteilchen reibungselektrisch auf eine zur Polarität der elektrisch isolierenden Tonerteilchen entgegengesetzte Polarität aufgeladen werden, sowie aus Metalloxid bestehende elektrisch isolierende feine Teilchen, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrisch isolierenden feinen 10 Teilchen durch Reibungekontakt mit den elektrisch isolierenden Tonerteilchen reibungselektriech auf eine Polarität aufgeladen werden, die der Polarität der elektrisch isolierenden Tonerteilchen entgegengesetzt ist, und daß sie nicht durch die Trägerteilchen reibungselektrisch aufgeladen werden, und zwar auch nicht

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bei einem Reibungskontakt damit.

2. Entwicklermaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die elektrisch isolierenden feinen Teilchen einen Teilchendurchmesser von weniger als 0,1 pm aufweisen.

3. Entwicklermaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daB die elektrisch isolierenden feinen Teilchen feine Kieselerdeteilchen sind.

4. Entwicklermaterial nach Anspruch 1 , dadurch g e kennzeichnet, daß die elektrisch isolierenden feinen Teilohen feine Aluminiumteilchen sind.

5. Entwicklermaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß das Mischungsverhältnis der elektrisch isolierenden feinen Teilchen zu den elektrisch isolierenden Tonerteilchen im Bereich von 0,05 "bis 1,0 Gewichtsteilen elektrisch isolierende feine Teilchen zu 100 Gewichtsteilen elektrisch isolierende Tonerteilchen liegt.

6. Entwicklermaterial nach Anspruch 5 » dadurch g ekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis der elektrisch isolierenden Tonerteilchen im Bereich von 2 bis

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Gew.-# bezüglich der Gesamtmenge des Entwicklermaterials liegt.

7. Entwicklermaterial nach Anspruch 5 » dadurch gekennzeichnet , daß das Mischungsverhältnis der elektrisch isolierenden Tonerteilchen im Bereich von 6 bis 35 Gew.-¹Ja bezüglich der Gesamtmenge des Entwicklermaterials liegt.

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