DE69126549T2

DE69126549T2 - Nichtmagnetischer Einkomponententwickler

Info

Publication number: DE69126549T2
Application number: DE69126549T
Authority: DE
Inventors: Minoru Isobe; Katsuyuki Ito; C O Oke Electric Kikuchi; Yoshihiro Makuta; Mitsuo Ueno
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd; Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp; Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1990-01-16
Filing date: 1991-01-14
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2011-01-15
Also published as: EP0438245A3; AU6935491A; AU652138B2; EP0438245B1; EP0438245A2; DE69126549D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft einen Entwickler und insbesondere einen nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwickler, der zur Verwendung bei der Entwicklung von mit Hilfe eines elektrophotographischen Apparats oder eines elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts auf einem lichtempfindlichen oder dielektrischen Element erzeugten elektrostatischen latenten Bildern geeignet ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Eine aus gefärbten Feinteilchen, die mindestens ein Bindemittel-Harz und ein Färbemittel umfassen, und noch feinerer kolloidaler Kieselsäure, die als Fließfähigkeit-verleihendes Mittel unabhängig von den gefärbten Feinteilchen zugegeben wird, zusammengesetzte Mischung wird im folgenden als "Toner" bezeichnet. Aus einem Toner und einem Träger zusammengesetzte Zweikomponenten-Entwickler werden aufgrund der guten Qualität der dadurch entwickelten Bilder verbreitet eingesetzt.
Die Zweikomponenten-Entwickler bringen dagegen jedoch die folgenden häufig auftretenden Mängel mit sich. Nämlich:
(1) ein Toner wird durch gegenseitige Reibung zwischen dem Toner und einem Träger triboelektrisch aufgeladen. Wenn jedoch ein Zweikomponenten-Entwickler über einen langen Zeitraum hinweg verwendet wird, wird die Oberfläche des Trägers mit dem Toner verunreinigt, so daß es unmöglich ist, den Toner ausreichend triboelektrisch aufzuladen;
(2) der Toner und der Träger müssen bei einem Mischungsverhältnis innerhalb eines festgelegten Bereichs gehalten werden. Wenn der Entwickler jedoch über einen langen Zeitraum hinweg verwendet wird, ändert sich das Mischungsverhältnis über den festgelegten Bereich hinaus; und
(3) die Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements wird durch Eisenpulver, dessen Oberfläche oxidiert ist, oder Glasperlen, die beide im allgemeinen als Träger verwendet werden, mechanisch beschädigt.
Deshalb wurden in den letzten Jahren vielfältige Entwicklungsverfahren unter Verwendung eines magnetischen Einkomponenten-Entwicklers, der frei von jeglichem Träger ist und Magnetpulver in einem Toner enthält, vorgeschlagen (z.B. US-Patente Nr.3,909,258 und 4,121,931).
Diese bekannten Verfahren werden jedoch ebenfalls von den folgenden Nachteilen begleitet. Nämlich:
(1) da der magnetische Einkomponenten-Entwickler eine große Menge an Magnetpulver mit geringem elektrischem Widerstand enthält, ist es schwierig, ein auf einem elektrostatischen latenten Bild entwickeltes Bild elektrostatisch auf ein Trägermaterial, wie z.B. Normalpapier, zu übertragen. Insbesondere in einer Atmosphäre hoher Feuchtigkeit kann keine ausreichende Leistung bei der Übertragung erzielt werden;
(2) es ist schwierig, Farbentwickler herzustellen, da der magnetische Einkomponenten-Entwickler eine große Menge des Magnetpulvers mit schwarzer Farbe enthält; und
(3) da der magnetische Einkomponenten-Entwickler eine große Menge des Magnetpulvers enthält, verringert sich seine Fixierbarkeit gegenüber dem Zweikomponenten-Entwickler. Infolgedessen müssen die Temperatur und der Druck einer Fixiervorrichtung erhöht werden, was erhöhte Betriebskosten zur Folge hat.
In den letzten Jahren konzentrierte sich die Aufmerksamkeit auf Entwicklungsverfahren unter Verwendung eines Einkomponenten-Entwicklers, der frei von jeglichem Magnetpulver ist und hohen elektrischen Widerstand aufweist. Als deren Entwicklungsverfahren können diejenigen genannt werden, die auf der Anpreßdruck- oder Nachdruck-Entwicklung beruhen, die z.B. in US-Patent Nr. 2,895,847 oder 3,152,012 oder der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 9475/1966, 2877/1970 oder 3624/1979 beschrieben ist. Diese Verfahren verwenden als nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwickler einen Toner, den man durch Entfernen eines Trägers aus einem herkömmlichen Zweikomponenten-Entwickler erhält.
Selbst in diesem Fall ist es jedoch unmöglich, das Auftreten verschiedener mit dem nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwickler verbundener Probleme, wie unten beschrieben, zu vermeiden.
Das erste Problem ist ein Phänomen des Anhaftens des Entwicklers an einem lichtempfindlichen Element und/oder dergleichen. Bei den herkömmlichen Zweikomponenten-Entwicklern wird eine große Menge eines Trägers, wie z.B. Eisenpulver oder Glasperlen, einem Toner beigemischt. Deshalb stellt es kein Problem dar, wenn der Toner vorübergehend an einer Entwicklungswalze, Entwicklungsrakel und/oder einem lichtempfindlichen Element haftet, da sie von dem Träger poliert werden.
Da jedoch nur kolloidale Kieselsäure mit einer Teilchengröße von nur 10-20 mµ unabhängig als Fließfähigkeit-verleihendes Mittel dem Toner als herkömmlichem nicht-magnetischem Einkomponenten-Entwickler zugegeben wird, besitzt dieser Entwickler geringe Polierwirkung. Wenn der Entwickler über einen langen Zeitraum hinweg verwendet wird, haftet der Toner demzufolge oft an der Entwicklungswalze, Entwicklungsrakel und/oder dem lichtempfindlichen Element, wodurch sich ein Film des Entwicklers bildet.
Die Bildung eines derartigen Entwickler-Films macht es unmöglich, daß der aufzuladende Entwickler vollständig mit der Entwicklungswalze oder Entwicklungsrakel in Berührung kommt, was eine unzureichende Aufladung des Entwicklers und somit schlechtere Qualität des entwickelten Bildes zur Folge hat. Außerdem warf das Anhaften des Entwicklers an dem lichtempfindlichen Element das Problem auf, daß er als schwarzer Schleier erscheint.
In den letzten Jahren wurde deshalb vorgeschlagen, unabhängig ein feines anorganisches Pulver mit einer Teilchengröße von bis zu 0,1-10 µm (oder einer spezifischen Oberfläche von bis zu 0,2-30 m²/g) zuzugeben, um dadurch die Polierwirkung zu verbessern (z.B. japanische Patentanmeldungs- Offenlegungsschriften Nr. 32060/1985, 136752/1985, 183664/1986 und 88554/1989).
Nur durch die in den japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschriften Nr. 136752/1985 und 183664/1986 verwendeten feinen Pulver kann jedoch keine ausreichende Fließfähigkeit verliehen werden und es ist somit unerläßlich, die herkömmlichen Fließfähigkeit-verleihenden Mittel, wie z.B. kolloidale Kieselsäure, in Kombination zu verwenden, wie in den japanischen Patentanmeldungs- Offenlegungsschriften Nr. 32060/1985 und 88554/1959 beschrieben, was das folgende unvermeidliche Problem zur Folge hat.
Das zweite Problem besteht darin, daß derartige Entwickler nicht in einem Recyclisierungssystem verwendet werden können.
D.h., ein durch einen Entwickler nach der Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements erzeugtes Bild wird auf ein Trägermaterial, wie z.B. Papier, übertragen. Der gesamte bei der Entwicklung auf dem lichtempfindlichen Element verwendete Entwickler wird nicht vollständig übertragen und 20-40 Gew.-% des Entwicklers verbleiben im allgemeinen auf dem lichtempfindlichen Element. In einem Kopiergerät oder Drucker unter Verwendung des herkömmlichen nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwicklers wurde der nicht-übertragene, auf dem lichtempfindlichen Element verbleibende Entwickler mit Hilfe einer Reinigungsrakel oder dergleichen abgekratzt und zusammengetragen, um in einen Entwicklerabfallbehälter geworfen zu werden.
Der Grund dafür liegt darin, daß der Entwickler, wenn er in einem Recyclisierungssystem verwendet wird, wiederholt das Bild-erzeugende Verfahren durchläuft und somit einer externen mechanischen Kraft ausgesetzt ist, wodurch das auf den Oberflächen der Entwicklerteilchen vorliegende Fließfähigkeit-verleihende Mittel (kolloidale Kieselsäure) in die Entwicklerteilchen eingebettet wird und/oder veranlaßt wird abzufallen.
Infolge dessen ist seine Fließfähigkeit zu Beginn hervorragend, verschlechtert sich jedoch bei Verwendung in dem Recyclisierungssystem über einen langen Zeitraum hinweg, so daß es unmöglich ist, den Entwickler in konstanter Dicke auf eine Entwicklungswalze aufzutragen, was eine uneinheitliche Bildqualität zur Folge hat. Außerdem ändert sich sein Ladungsniveau und es bilden sich auch Schleier.
Wenn der nicht-übertragene Entwickler auf dem lichtempfindlichen Element des weiteren mit Hilfe einer Schnecke oder dergleichen gefördert wird, um ihn in dem Recyclisierungssystem zu verwenden, wird der Entwickler komprimiert und bildet Klumpen, haftet an verschiedenen Bauteilen und/oder agglomeriert. Es ist deshalb schwierig, ihn im kontinuierlichen Langzeit-Betrieb zu verwenden.
Die Recyclisierung zur Wiederverwendung eines Entwicklers als solche ist wirtschaftlich, da der Anteil von 20-40 Gew.-% des Entwicklers, der bisher abgekratzt wurde, wiederverwendet werden kann und kein Entwicklerabfallbehälter erforderlich ist, und sie ist auch wünschenswert, um Geräte, wie z.B. Kopiergeräte und Drucker, von kleiner Größe herzustellen.
JP-A-01138568 offenbart eine nicht-magnetische Tonerzusammensetzung, in der ein in einem Harzbindemittel dispergiertes Färbemittel mit anorganischen Feinteilchen, die mit einem Polysiloxan mit einem Ammoniumsalz als funktioneller Gruppe oberflächenbehandelt wurden, gemischt ist. Die als Beispiel genannten oberflächenbehandelten Teilchen haben durchschnittliche Teilchengrößen von 0,012 µm und 0,007 µm.
JP-A-59231550 offenbart eine isolierende nicht-magnetische Tonerzusammensetzung, die durch Behandeln eines durch Dampfphasen-Oxidation einer Siliciumhalogenid-Verbindung gebildeten feinen Kieselsäurepulvers mit einem Silan- Kupplungsmittel und anschließendes Behandeln mit einem Siliconöl erhalten wird.
Das als Beispiel genannte Kieselsäurepulver hat eine durchschnittliche Teilchengröße von nur 0,012 µm.
JP-A-59231552 offenbart einen isolierenden nicht-magnetischen Toner, der dadurch erhalten wird, daß man durch Dampfphasen-Oxidation einer Siliciumhalogenid- Verbindung gebildetes feines Kiesesäurepulver mit einem Silan-Kupplungsmittel behandelt und das Pulver dann einer Hydrophobierungs-Behandlung unterzieht, um eine Hydrophobie von 30-80º zu erzielen.

ZIELE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwicklers, der die oben genannten, mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme überwinden kann, ausreichende Aufladungseigenschaften, Fließfähigkeit und Umweltbeständigkeit aufweist, als Entwickler, der zur Verwendung in einem kontaktierenden oder berührungsfreien Entwicklungssystem geeignet ist, und ein hohes Bildqualitätsniveau aufweist, so daß hohe Bilddichte erhalten werden kann und es zu geringer Schleierbildung kommt.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwicklers, der frei von der durch Anhaften des Entwicklers an einer Entwicklungswalze, Entwicklungsrakel und/oder einem lichtempfindlichen Element verursachten Bildung eines Films und Verringerung der Bildqualität ist, selbst wenn der Entwickler über einen langen Zeiträum hinweg verwendet wird.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwicklers, der frei von einer Verringerung seiner Fließfähigkeit und Änderung der Bildqualität ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit ein nicht-magnetischer Einkomponenten-Entwickler bereitgestellt, welcher zur Verwendung in einem Entwicklungssystem geeignet ist, in welchem eine Entwicklungsrakel zur Regulierung der Schichtdicke des Entwicklers so angebracht wird, daß sie unter Druck mit der Oberfläche einer Entwicklungswalze in Berührung gebracht wird, der Entwickler gleichmäßig auf die Oberfläche der Entwicklungswalze aufgebracht wird und die Entwicklungswalze in direkten Kontakt mit einem elektrostatischen latenten Bild auf einem lichtempfindlichen Element gebracht wird oder veranlaßt wird, dem latenten Bild berührungsfrei gegenüberzuliegen, wodurch das latente Bild entwickelt wird, wobei der Entwickler 100 Gewichtsteile gefärbte Feinteilchen, die ein Bindemittel-Harz und ein Färbemittel umfassen, und 0,3-10 Gewichtsteile eines behandelten anorganischen Pulvers, das entweder (I) dadurch, daß man ein feines anorganisches Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,3-10 µm und einem Erhitzungsverlust (unter Trocknungsbedingungen von 150ºC und 1 Stunde) von höchstens 1 Gew.-% einer Hydrophobie-verleihenden Behandlung mit einem Siliconöl unterzieht, oder (II) dadurch, daß man ein feines anorganisches Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,3-10 µm einer zweistufigen Hydrophobieverleihenden Behandlung, zuerst mit einem Silan-Kupplungsmittel oder einem Silazan und dann mit einem Siliconöl, unterzieht, erhalten wird, umfaßt, wobei der Erhitzungsverlust (unter Trocknungsbedingungen von 150ºC und 1 Stunde) des behandelten anorganischen Pulvers höchstens 1 Gew.-% beträgt; das Ladungsniveau des behandelten anorganischen Pulvers, wie gemäß dem Wegblas-Verfahren bestimmt (dieses Ladungsniveau wird im folgenden das "Wegblas-Ladungsniveau" genannt), -50 bis -150 µC/g beträgt; und der Hydrophobiegrad des behandelten anorganischen Pulvers 5-50 beträgt.
Der Entwickler gemäß dieser Erfindung kann in Kopiergeräten und Druckern verschiedener Systeme verwendet werden, vorzugsweise kann er jedoch in einem Recyclisierungssystem verwendet werden, in welchem ein nicht-übertragener, auf einem lichtempfindlichen Element verbleibender Entwickler mit Hilfe einer Reinigungsrakel oder dergleichen abgekratzt wird, um ihn rückzugewinnen, und der so rückgewonnene Entwickler dann erneut einer Entwicklungszone (z.B. einem Entwicklerbehälter) zugeführt wird.
Als das feine anorganische Pulver können verschiedene Arten von Pulvern verwendet werden. Insbesondere sind Siliciumdioxid, Aluminiumsilicat, Magnesiumsilicat oder Aluminiumoxid bevorzugt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

FIG. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform eines Entwicklungsapparats und Verfahren, in denen ein nicht-magnetischer Einkomponenten-Entwickler gemäß dieser Erfindung verwendet werden kann, veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im folgenden ausführlich beschrieben.

Feines anorganisches Pulver

Das feine anorganische Pulver, das bei der Durchführung dieser Erfindung von Nutzen ist, hat eine Teilchengröße im Bereich von 0,3-10 µm, vorzugsweise 0,3-5 µm. Jegliche Teilchengrößen von mehr als 10 µm haben einen Entwickler zur Folge, durch den ein lichtempfindliches Element und dergleichen beschädigt werden und der verringerte Fließfähigkeit aufweist, wodurch sich die Bildqualität verschlechtert.
Der Anteil des feinen anorganischen Pulvers (I) und/oder (II), dem Hydrophobie verliehen wurde, liegt im Bereich von 0,3-10 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,5-5, Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der gefärbten Feinteilchen, die das Bindemittel- Harz und Färbemittel umfassen. Jegliche Anteile von weniger als 0,3 Gewichtsteilen haben einen Entwickler mit geringer Polierwirkung zur Folge. Jegliche Anteile von mehr als 10 Gewichtsteilen haben dagegen einen Entwickler mit verringerter Fließfähigkeit zur Folge, wodurch sich die Bildqualität verschlechtert.
Als Material für das in dieser Erfindung verwendete feine anorganische Pulver sind unter dem Gesichtspunkt der Polierwirkung Siliciumdioxid, Aluminiumsilicat, Magnesiumsilicat oder Aluminiumoxid bevorzugt.
Mit Hinblick auf das feine anorganische Pulver (I), dem Hydrophobie verliehen wurde, wird ein feines anorganisches Pulver mit einem Erhitzungsverust von höchstens 1 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,5 Gew.-%, wie unter Trocknungsbedingungen von 150ºC und 1 Stunde bestimmt, als Ausgangsmaterial verwendet. Wenn der Erhitzungsverlust mehr als 1 Gew.-% beträgt, kann die anschließende Hydrophobie-verleihende Behandlung nicht erfolgreich durchgeführt werden, wodurch die Fließfähigkeit eines resultierenden Entwicklers nicht verbessert werden kann. Wenn der Erhitzungsverust (unter Trocknungsbedingungen von 150ºC und 1 Stunde) des feinen anorganischen Pulvers vor der Hydrophobie-verleihenden Behandlung hoch ist, ist es deshalb wichtig, ihn bei höchstens 1 Gew.-% zu halten, indem man das Pulver im voraus einer Wärmebehandlung oder dergleichen unterzieht.

Hydrophobie-verleihende Behandlung

In dieser Erfindung werden die behandelten anorganischen Pulver (I) bzw. (II) jeweils verwendet, um die Fließfähigkeit eines resultierenden Entwicklers zu verbessern. Beide anorganischen Pulver, denen so Hydrophobie verliehen wurde, können in Kombination verwendet werden.
Mit Hinblick auf das feine anorganische Pulver (II), dem Hydrophobie verliehen wurde, wird ein feines anorganisches Pulver einer Hydrophobie-verleihenden Behandlung mit einem Silan-Kupplungsmittel oder einer Silazan-Verbindung unterzogen, bevor sein Erhitzungsverlust auf höchstens 1 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,5 Gew.-%, wie unter Trocknungsbedingungen von 150ºC und 1 Stunde bestimmt, eingestellt wird, und wird dann weiter der Hydrophobie-verleihenden Behandlung mit einem Siliconöl unterzogen.
Das Silan-Kupplungsmittel, das bei der Durchführung dieser Erfindung von Nutzen ist, kann z.B. die folgenden Verbindungen umfassen:

(1) Vinyl-haltige Verbindungen:

H&sub2;C=CHSiCl&sub3;
H&sub2;C=CHSi(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;
H&sub2;C=CHCH&sub2;SiCl&sub3;
H&sub2;C=CHCH&sub2;Si(CH&sub3;)Cl&sub2;
H&sub2;C=CHCH&sub2;Si(CH&sub3;)&sub2;Cl
H&sub2;C=CHCH&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;
H&sub2;C=CHSi(OC&sub2;H&sub4;OCH&sub3;)&sub3;
(H&sub2;C=CHCH&sub2;)&sub2;SiCl&sub2;
(H&sub2;C=CH)&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub2;
(H&sub2;C=CH)&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5; (2) Glycidoxy-haltige Verbindungen:

(3) Mercapto-haltige Verbindungen:

HSCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;
HSCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;) (4) Methacryl-haltige Verbindungen:
Die Alkoxygruppen der oben angeführten Silan-Kupplungsmittel können durch Chloratome ersetzt sein.
Die Silazan-Verbindung, die bei der Durchführung dieser Erfindung von Nutzen ist, kann z.B. die folgende Verbindung umfassen: Zusätzlich zu der obigen Verbindung können Hexamethylcyclotrisilazan, Octamethylcyclotetrasilazan und dergleichen genannt werden.
Diese Silan-Kupplungsmittel und Silazan-Verbindungen können entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Das Silan-Kupplungsmittel oder die Silazan-Verbindung werden so wie sie sind oder durch Verdünnen mit einem organischen Lösungsmittel verwendet. Im allgemeinen beträgt die zu verwendende Menge des Silan-Kupplungsmittels oder der Silazan- Verbindung vorzugsweise 0,1-10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des feinen anorganischen Pulvers.
Der erste Schritt der Hydrophobie-verleihenden Behandlung wird durchgeführt, indem man zunächst das Silan-Kupplungsmittel oder die Silazan-Verbindung selbst oder deren verdünnte Lösung mit einem organischen Lösungsmittel dem feinen anorganischen Pulver zugibt; die resultierende Mischung mit Hilfe eines Mischers, wie z.B. eines Henschel-Mischers, mischt und dann nach Entfernung des Lösungsmittels aus der Mischung durch Lufttrocknen, wenn das Lösungsmittel verwendet wird, das Silan-Kupplungsmittel oder die Silazan-Verbindung unter Erwärmen oder auf anderem Wege härtet.
Im ersten Schritt der Hydrophobie-verleihenden Behandlung unter Verwendung des Silan-Kupplungsmittels oder der Silazan-Verbindung wird in einigen Fällen ein Mischlösungsmittel von einem organischen Lösungsmittel und Wasser als Verdünnungsmittel verwendet, um die Reaktivität zu steuern. Aus diesem Grund enthält das behandelte feine anorganische Pulver noch absorbiertes Wasser, es sei denn, die Trocknung nach der Behandlung ist vollständig. Dies wirkt sich nachteilig auf die Härtung im zweiten Schritt der Hydrophobie-verleihenden Behandlung mit dem Siliconöl aus, was einen Entwickler mit unzureichender Fließfähigkeit zur Folge hat. Deshalb ist es wichtig, den Erhitzungsverlust des feinen anorganischen Pulvers nach Vollendung des ersten Schritts der Hydrophobie-verleihenden Behandlung bei höchstens 1 Gew.-% und vorzugsweise höchstens 0,5 Gew.-% zu halten, wie unter Trocknungsbedingungen von 150ºC und 1 Stunde bestimmt.
Das Siliconöl wird so wie es ist oder durch Verdünnen mit einem organischen Lösungsmittel verwendet. Im allgemeinen beträgt die zu verwendende Menge des Siliconöls etwa 0,1-10 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des feinen anorganischen Pulvers.
Die Hydrophobie-verleihende Behandlung wird durchgeführt, indem man das Siliconzöl selbst oder dessen verdünnte Lösung mit einem organischen Lösungsmittel dem feinen anorganischen Pulver oder jenem, das der Hydrophobie-verleihenden Behandlung mit dem Silan-Kupplungsmittel oder der Silazan-Verbindung unterzogen wurde, zugibt, die resultierende Mischung mit Hilfe eines Mischers, wie z.B. eines Henschel-Mischers, mischt und dann nach Entfernung des Lösungsmittels aus der Mischung durch Lufttrocknen, wenn das Lösungsmittel verwendet wird, das Siliconöl härtet oder das feine anorganische Pulver mit dem Siliconöl benetzt, indem man die Mischung entweder erwärmt oder einen Härtungskatalysator unter Temperaturbedingungen von Raumtemperatur bis 300ºC über mehrere Minuten bis mehrere Tage hinweg verwendet.
Als beispielhafte Siliconöle, die in dieser Erfindung verwendet werden können, können verschiedene Arten von Siliconölen, wie z.B. Dimethylsiliconöl, Methylphenylsiliconöl, Methylwasserstoffsiliconöl, Silanol-modifiziertes Siliconöl, Alkyl-modifiziertes Siliconöl, Amino-modifiziertes Siliconöl, Epoxy-modifiziertes Silicon-Öl und Fluorsiliconöl, und Silicon-Polyether-Copolymere genannt werden. Unter diesen sind das Dimethylsiliconöl, Methylwasserstoffsiliconöl und Silanolmodifizierte Siliconöl mit Hinblick auf die Einfachheit der Behandlung, das wasserabstoßende Verhalten usw. besonders bevorzugt.
Das Dimethylsiliconöl besitzt eine Viskosität von 10-2000 cSt und wird so wie es ist oder durch Verdünnen mit einem organischen Lösungsmittel verwendet. Das Dimethylsiliconöl wird in einem Anteil von 0,1-10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des feinen anorganischen Pulvers zugegeben und die resultierende Mischung wird mit Hilfe eines Henschel-Mischers oder dergleichen gemischt. Wenn das organische Lösungsmittel verwendet wird, wird dieses danach durch Lufttrocknen aus der Mischung entfernt. Die Mischung wurde bei 100-300ºC 10 Minuten bis 10 Stunden lang erwärmt, um das Siliconöl zu härten oder das feine anorganische Pulver damit zu benetzen, wodurch dem feinen anorganischen Pulver Hydrophobie verliehen wird.
Das Methylwasserstoffsiliconöl wird so wie es ist oder durch Verdünnen mit einem organischen Lösungsmittel verwendet. Das Methylwasserstoffsiliconöl wird in einem Anteil von 0,1-10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des feinen anorganischen Pulvers zugegeben und die resultierende Mischung wird mit Hilfe eines Henschel-Mischers gemischt. Wenn das organische Lösungsmittel verwendet wird, wird dieses danach durch Lufttrocknen aus der Mischung entfernt. Dann wurde die Mischung 0,5-5 Stunden lang bei 100-200ºC erwärmt, um das Siliconöl zu härten oder das feine anorganische Pulver damit zu benetzen. Alternativ wird ein Katalysator, wie z.B. Zinkoctylat, Zinnoctylat oder Dibutylzinndilaurat in einem Anteil von 0,1-5 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Methylwasserstoffsiliconöls zugegeben und nach der Entfernung des Lösungsmittels aus der Mischung durch Lufttrocknen, wenn das Lösungsmittel verwendet wird, wird die Hydrophobieverleihende Behandlung bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 200ºC 0,5- 24 Stunden lang durchgeführt.
Im Fall des Silanol-modifizierten Siliconöls werden 2-10 Gewichtsteile des Methylwasserstoffsiliconöls oder Alkoxy-modiflzierten Siliconöls als Vernetzungsmittel und 0,5-5 Gewichtsteile Zinkoctylat, Zinnoctylat oder Dibutylzinndilaurat als Katalysator mit 100 Gewichtsteilen des Silanol-modifizierten Siliconöls gemischt. Die resultierende Mischung wird mit einem organischen Lösungsmittel verdünnt. Die verdünnte Lösung wird mit dem feinen anorganischen Pulver derart verdünnt, daß das Silanol-modifizierte Siliconöl in einem Anteil von 0,5- 2 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des feinen anorganischen Pulvers enthalten ist. Danach wird die resultierende Mischung luftgetrocknet, das Silanol-modifizierte Siliconöl wird bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 200ºC 0,5-24 Stunden lang gehärtet oder das feine anorganische Pulver wird mit dem Siliconöl benetzt.
Das Wegblas-Ladungsniveau des feinen anorganischen Pulvers (I) oder (II), dem gemäß dieser Erfindung Hydrophobie verliehen wurde, liegt im Bereich von -50 bis -150 µC/g. Jegliche Wegblas-Ladungsniveaus von mehr als -50 µC/g sind zu unzureichend, als daß sich die Bilddichte nicht verringern würde. Jegliche Wegblas- Ladungsniveaus von weniger als -150 µC/g führen oft zu Schleierbildung.
Der Hydrophobie-Grad (gemäß dem Methanol-Benetzungsverfahren) des feinen anorganischen Pulvers (I) oder (II), dem Hydrophobie verliehen wurde, liegt im Bereich von 5-50. Wenn der Hydrophobie-Grad weniger als 5 beträgt, verringert sich die Fließfähigkeit eines resultierenden Entwicklers, und unter hoher Feuchtigkeit tritt eine Verschlechterung der Bilddichte und Schleierbildung auf. Wenn der Hydrophobie-Grad dagegen 50 überschreitet, verringert sich die Polierwirkung des feinen anorganischen Pulvers und in einer Haltbarkeitsprüfung kommt es zu einer Verschlechterung der Bilddichte und dem Auftreten von Schiern und Tonen durch Anhaften eines resultierenden Entwicklers an einem lichtempfindlichen Körper.

Bindemittel-Harz, Färbemittel u.a.

Als Bindemittel-Harz für den Entwickler, das in dieser Erfindung von Nutzen ist, können verschiedene Arten von Harzen, die bisher verbreitet in Entwicklern für die Elektrophotographie oder Druckern verwendet wurden, z.B. Polymere von Styrol und substituierten Styrolen, wie z.B. Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol und Polyvinyltoluol; Styrol-Copolymere, wie z. B. Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymere, Styrol-Propylen- Copolymere, Styrol-Vinyltoluol-Copolymere, Styrol-Vinylnaphthalin-Copolymere, Styrol-Methylacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylacrylat-Copolymere, Styrol- Butylacrylat-Copolymere, Styrol-Octylacrylat-Copolymere, Styrol-Methylmethacrylat- Copolymere, Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Butylmethacrylat- Copolymere, Styrol-Methyl-α-chlormethacrylat, Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Styrol- Vinylmethylether-Copolymere, Styrol-Vinylethylether-Copolymere, Styrol-Vinylmethylketon-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Isopren-Copolymere, Styrol- Acrylnitril-Inden-Copolymere, Styrol-Maleinsäure-Copolymere und Styrol- Maleinsäureester-Copolymere; Polymethylmethacrylat; Polyvinylchlorid; Polyvinylacetat; Polyethylen; Polypropylen; Polyester; Polyurethane; Polyamide; Epoxyharze; Polyvinylbutyral; Polyacrylsäure-Harze, Kolophonium; modifizierte Kolophonien; Terpen-Harze; Phenolharze; aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoff-Harze; aromatische Erdölharze; chlorierte Paraffine; und Paraffinwachs genannt werden. Diese Harze können entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Als Ladungssteuerungsmittel, die in dem Entwickler verwendet werden können, können herkömmlicherweise bekannte Mittel, wie z.B. oxidierte Stärke, metallisierte Farbstoffe, Metallkomplexe von Salicylsäure, Nigrosin-Farbstoffe, Triphenylmethan Farbstoffe, Rhodamin-Farbstoffe und Phthalocyanin-Farbstoffe genannt werden.
Als Färbemittel, die in dem Entwickler verwendet werden können, können herkömmlicherweise bekannte Färbemittel, wie z.B. Ruß, Farbstoffe und Pigmente, verwendet werden.
Recyclisierung und Wiederverwendung von nicht-übertragenem Entwickler Ein nach der Entwicklung mit Hilfe eines in einem Kopiergerät oder einem Drucker verwendeten Entwicklungsapparats auf einem lichtempfindlichen Element verbleibender, nicht-übertragener Entwickler wird vorzugsweise recyclisiert, wobei der nicht-übertragene Entwickler mit Hilfe einer Reinigungsrakel oder dergleichen abgekratzt wird, um ihn rückzugewinnen, und der so rückgewonnene Entwickler mit Hilfe einer Schnecke oder dergleichen erneut einem Behälter für den Entwickler (einer Entwicklungszone) zugeüihrt wird, um ihn wiederzuverwenden.

Entwicklungsverfahren

Der nicht-magnetische Einkomponenten-Entwickler gemäß dieser Erfindung ist zur Verwendung in einem Entwicklungssystem geeignet, in welchem eine Entwicklungsrakel zur Regulierung der Schichtdicke des Entwicklers so angebracht wird, daß sie unter Druck mit der Oberfläche einer Entwicklungswalze in Berührung gebracht wird, der Entwickler gleichmäßig auf die Oberfläche der Entwicklungswalze aufgebracht wird und die Entwicklungswalze in direkten Kontakt mit einem elektrostatischen latenten Bild auf einem lichtempfindlichen Element gebracht wird oder veranlaßt wird, dem latenten Bild berührungsfrei gegenüberzuliegen, wodurch das latente Bild entwickelt wird.
Ein Entwicklungsapparat und -verfahren, worin der Entwickler gemäß dieser Erfindung verwendet werden kann, werden im folgenden mit Bezug auf FIG. 1 beschrieben.
Wie in FIG. 1 veranschaulicht, wird ein in einem Entwicklerbehälter 5 enthaltener Entwickler 4 mit Hilfe eines Rührstabs 6 zwischen einer Entwicklungswalze 2 und einer Entwicklungsrakel 3 bewegt, damit er gezwungenermaßen eine dünne Schicht des Entwicklers auf der Entwicklungswalze 2 bildet, und gleichzeitig wird die dünne Schicht des Entwicklers 4 elektrisch aufgeladen.
Ein lichtempfindliches Element 1 wird im voraus mit Hilfe eines Aufladungsdrahtes 9, welchem ein Photosignal oder Photobild 10 ausgesetzt wird, elektrisch aufgeladen, wodurch sich ein elektrostatisches latentes Bild auf dem lichtempfindlichen Element 1 bildet. Der Entwickler auf der Entwicklungswalze 2 wird mit dem latenten Bild in Berührung gebracht, um es zu entwickeln. Das so entwickelte Bild auf dem lichtempfindlichen Element 1 wird dann auf ein Trägerelement 13, wie z.B. Papier, unter Verwendung eines Aufladungsdrahtes 11 zwecks Übertragung übertragen. Das Trägerelement 13 wird dann zwischen Heizwalzen 12 hindurchgeleitet, um das Bild auf dem Trägerelement 13 zu fixieren.
Zu diesem Zeitpunkt wird ein auf dem lichtempfindlichen Element 1 verbleibender, nicht-übertragener Entwickler mit Hilfe einer Reinigungsrakel 7 abgekratzt und mit Hilfe einer Schnecke 8 erneut dem Entwicklerbehälter 5 zugeführt, wodurch er zur Wiederverwendung recyclisiert wird.
Gemäß dieser Erfindung wird ein nicht-magnetischer Einkomponenten-Entwickler, welcher ausreichende Aufladungseigenschaft, Fließfähigkeit und Umweltbeständigkeit besitzt, als Entwickler bereitgestellt, der zur Verwendung in einem kontaktierenden oder berührungsfreien Entwicklungssystem geeignet ist und ein hohes Bildqualitätsniveau aufweist, so daß eine hohe Bilddichte erzielt werden kann und die Schleierbildung gering ist.
Der nicht-magnetische Einkomponenten-Entwickler gemäß der vorliegenden Erfindung ist frei von der durch Anhaften des Entwicklers an einer Entwicklungswalze, Enwicklungsrakel und/oder einem lichtempfindlichen Element verursachten Bildung eines Films und von der Änderung der Bildqualität, selbst wenn er in einem Recyclisierungssystem verwendet wird, und besitzt ein Vielzahl hervorragender Eigenschaften.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele ausführlich beschrieben. Diese Erfindung soll jedoch nicht allein auf diese Beispiele beschränkt sein.
Die Beurteilung der physikalischen Eigenschaften der Entwickler gemäß dieser Erfindung erfolgt übrigens mit Hilfe der folgenden Verfahren.

Fließfähigkeit

Die Fließfähigkeit jedes Entwicklers wurde durch Messen derselben mit Hilfe eines von der Hosokawa Micron Corporation hergestellten Pulver-Prüfgeräts beurteilt. Das heißt, ein vorgegebenes Gewicht des Entwicklers wurde abgewogen, um ihn auf ein 60 mesh-Sieb zu geben. Das Sieb wurde über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg bei einer vorher festgelegten Amplitude geschüttelt. Das Gewicht des durch das Sieb geleiteten Toners wird als seine Fließfähigkeit in Gewicht pro Minute ausgedrückt.

Wegblas-Ladungsniveau

Das Ladungsniveau eines feinen anorganischen Pulvers, dem Hydrophobie verliehen wurde, wurde auffolgende Weise gemessen. Das heißt, 59,7 g eines Trägers "TEFV 150/250" (Produkt von Powdertec K.K.) und 0,3 g des feinen anorganischen Pulvers wurden gewogen, um sie in ein Gefäß aus SUS zu geben. Nach 30-minütigem Rotieren des Gefäßes wurde das Pulver unter einem Stickstoffgasdruck von 1 kg/cm² in einem von Toshiba Chemical Corporation hergestellten Wegblas-Meßgerät weggeblasen.

Hydrophobie-Grad

Ein Rührstab eines Rührers wurde in einen 100 ml-Becher gegeben, in den 50 ml destilliertes Wasser gegossen wurden. 0,2 g eines zu bestimmenden feinen anorganischen Pulvers wurden abgewogen und trieben sanft auf der Oberfläche des Wassers. Der Becher wurde auf den Rührer gestellt und der Rührstab wurde bewegt, um das Wasser sanft zu rühren.
Eine Bürette wurde mit Methanol beschickt und so in den Becher gegeben, daß die Spitze der Bürette unter der Oberfläche des Wassers liegt, gefolgt vom Zutropfen von Methanol. Die Menge an zugetropftem Methanol wurde zu dem Zeitpunkt abgelesen, als das feine anorganische Pulver an der Oberfläche des Wassers zu sinken begann, um die Volumenprozent Methanol in dem Becher zu berechnen. Dieser Wert wurde als Hydrophobie-Grad genommen.

Bildeigenschaften

Als Haltbarkeitsprüfung wurde mit jeder Entwickler-Probe mit Hilfe des in FIG. 1 veranschaulichten Entwicklungsapparats ein 20000-faches Kopieren durchgeführt, um die Bilddichte und Scheierbildung für jede Kopie, die durch das Anhaften des Entwicklers an einem lichtempfindlichen Element verursachte Bildung eines Films usw. visuell zu beobachten, um dadurch ihre Bildeigenschaften zu beurteilen. Die Beurteilung der Bilddichte (ID) erfolgte durch Messen eines durchgehend schwarzen Bereichs mit Hilfe eines "Macbeth"-Aufsichtschwärzungsmessers. Der Entwickler wurde übrigens recyclisiert.
Als Umweltprüfung wurde ein Kopieren unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, d.h. 30ºC und 80% rF, und niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit, d.h. 10ºC und 20% rF, durchgeführt, um ein in gleicher Weise wie oben beschrieben kopiertes Bild zu beurteilen.
Die Bildeigenschaften in jedem Test wurden gemäß den folgenden 3 Klassifizierungen beurteilt:
o: Das Bild ist stabil und gut;
Δ: Die Bilddichte ist etwas gering oder es ist eine leichte Schleierbildung zu beobachten; und
X: Die Bilddichte ist gering, es ist eine Schleierbildung zu beobachten, auf dem Bild treten ungleichmäßige Bereiche auf oder ein Entwickler-Film haftet an dem lichtempfindlichen Element.

Beispiel 1:

Nach dem Mischen von 100 Gewichtsteilen eines Styrol-Butylacrylat-Copolymers als Bindemittel-Harz, 8 Gewichtsteilen Ruß als Färbemittel, 4 Gewichtsteilen eines niedermolekularen Polypropylens und 2 Gewichtsteilen eines metallisierten Farbstoffes mit Hilfe eines Henschel-Mischers wurde die resultierende Mischung mit Hilfe von Knetwalzen bei 150ºC innig geknetet. Danach wurde die so geknetete Mischung dann abgekühlt und mit Hilfe eines Granulators gemahlen, die resultierenden groben Teilchen wurden mit Hilfe einer Luftstrahl-Mahlvorrichtung auf 5-20 µm vermahlen und Teilchen mit einer Teilchengröße von 12 µm wurden mit Hilfe eines Klassierapparats gesammelt, wodurch gefärbte Feinteilchen hergestellt wurden.
Ein feines anorganisches Pulver, dem Hydrophobie verliehen worden war, wurde durch Zugabe von 1 Gewichtsteil eines Dimethylsiliconöls zu 100 Gewichtsteilen Siliciumdioxid, Mischen der resultierenden Mischung mit Hilfe eines Henschel- Mischers und anschließendes 2-stündiges Erwärmen der Mischung bei 250ºC, um das Siliconöl zu härten oder das Siliciumdioxid mit dem Siliconöl zu benetzen, hergestellt.
2 Gewichtsteile des feinen anorganischen Pulvers, dem so Hydrophobie verliehen worden war, wurden 100 Gewichtsteilen der gefärbten Feinteilchen zugegeben. Die resultierende Mischung wurde mit Hilfe eines Henschel-Mischers gemischt, um einen nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwickler zu erhalten.
Die Teilchengröße des verwendeten Siliciumdioxids betrug 2,5 µm und sein Erhitzungsverlust (150ºC und 1 Stunde) betrug 0,3 Gew.-%.
Die Fließfähigkeit des so erhaltenen Entwicklers betrug bis zu 65 und war somit ausreichend. Als Haltbarkeitsprüfung wurde ein 20000-faches Kopieren mit Hilfe des in FIG. 1 veranschaulichten Entwicklungsapparats durchgeführt. Die Bilder der Kopien waren von Anfang an stabil und ihre Qualität ändert sich selbst nach Durchführung der 20000sten Kopie nicht.
Des weiteren änderte sich die Bilddichte nur wenig und war selbst unter Bedingungen von sowohl einer Feuchtigkeit von nur 20% rF bei 10ºC als auch einer Feuchtigkeit von bis zu 80% rF bei 30ºC gut.

Vergleichsbeispiel 1:

Das gleiche Siliciumdioxid, das in Beispiel 1 verwendet worden war, wurde unter hoher Feuchtigkeit stehengelassen und dann wurde sein Erhitzungsverst (150ºC, 1 Stunde) bestimmt. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß er 1,6 Gew.-% betrug. Ein nicht-magnetischer Einkomponenten-Entwickler wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß dieses feine anorganische Pulver verwendet wurde.
Die Fließfähigkeit des so erhaltenen Entwicklers betrug nur 25 und war somit unzureichend. Weiter wurde die Haltbarkeitsprüfung durchgeführt. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß die Bilddichte von Anfang an gering war, und eine Schleierbildung war ebenfalls zu beobachten. Das Kopieren von 20000 Blättern ergab, daß auf den Bildern ungleichmäßige Bereiche auftraten, und somit war der Entwickler untauglich.

Beispiele 2-3:

Entwickler wurden getrennt in im wesentlichen der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß, wie in Tabelle 1 gezeigt, andere Arten von Siliconölen anstelle des in Beispiel 1 verwendeten Siliconöls verwendet wurden, um die Hydrophobie-verleihende Behandlung des feinen anorganischen Pulvers durchzuführen, und sie wurden auf ähnliche Weise beurteilt.
In Beispiel 2 wurde ein Methylwasserstoffsiliconöl und in Beispiel 3 wurde eine Mischung von 5 Gewichtsteilen des gleichen Methylwasserstoffsiliconöls, 100 Gewichtsteilen eines Silanol-modifizierten Siliconöls und 1,0 Gewichtsteil Dibutylzinndilaurat verwendet.
Als Ergebnis der Beurteilung wurde festgestellt, daß beide Entwickler hohe Fließfähigkeit besaßen und daraus erhaltene Bilder wie in Beispiel 1 stabil und von guter Qualität waren.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 2:

Ein nicht-magnetischer Einkomponenten-Entwickler wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß Siliciumdioxid mit einer Teilchengröße von nur 0,016 µm als feines anorganisches Pulver verwendet wurde. Die Fließfähigkeit des so erhaltenen Entwicklers betrug bis zu 75 und war somit ausreichend. Bei der Haltbarkeitsprüfung bereitete der Entwickler zu Beginn keine Probleme. Mit zunehmender Anzahl an Kopien erschienen jedoch schwarze Streifen auf den Kopien. Die Überprüfung der Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers ergab, daß sich ein durch das Anhaften des Entwicklers verursachter Entwickler-Film darauf gebildet hatte.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 3:

Ein nicht-magnetischer Einkomponenten-Entwickler wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß Siliciumdioxid mit einer Teilchengröße von bis zu 15 µm als feines anorganisches Pulver verwendet wurde. Die Fließfähigkeit des so erhaltenen Entwicklers betrug nur 20 und war somit unzureichend. Die Haltbarkeitsprüfung ergab, daß die Bilddichte von Anfang an gering war, und eine Schleierbildung war ebenfalls zu beobachten. Infolge des Kopierens von 20000 Blättern waren ungleichmäßige Bereiche auf den Bildern zu erkennen. Der Entwickler war somit untauglich.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiele 4-5:

Entwickler wurden getrennt in gleicher Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß, wie in Tabelle 1 gezeigt, in Beispiel 4 Aluminiumsilicat und in Beispiel 5 Magnesiumsilicat als feine anorganische Pulver verwendet wurden und ein Methylwasserstoffsiliconöl als Siliconöl verwendet wurde, und sie wurden auf ähnliche Weise beurteilt.
Als Ergebnis wurde festgestellt, daß beide so erhaltenen Entwickler hohe Fließfähigkeit besaßen und daraus erhaltene Bilder stabil und von guter Qualität waren. In Beispiel 4 war übrigens eine gewisse Scheierbildung zu beobachten, doch der Entwickler konnte noch immer ohne Probleme eingesetzt werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 4:

Ein Entwickler wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß das feine anorganische Pulver, das in Beispiel 1 erhalten worden war und dem Hydrophobie verliehen worden war, in einer Menge von 0,1 Gewichtsteilen verwendet wurde, und er wurde auf ähnliche Weise beurteilt. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß der so erhaltene Entwickler geringe Bilddichte besaß, eine Schleierbidung zu beobachten war und mit zunehmender Anzahl an Kopien schwarze Streifen auf den Kopien erschienen. Eine genauere Überprüfung ergab, daß sich ein Entwickler-Film auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gebildet hatte.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 5:

Ein Entwickler wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß das feine anorganische Pulver, das in Beispiel 1 erhalten worden war und dem Hydrophobie verliehen worden war, in einer Menge von 15 Gewichtsteilen verwendet wurde, und er wurde auf ähnliche Weise beurteilt. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß die Fließfähigkeit des so erhaltenen Entwicklers gering war und die Bilddichte ebenfalls gering war. Mit zunehmender Anzahl an Kopien erschienen Schleier und ungleichmäßige Bereiche auf dem Bild. Der Entwickler war somit untauglich.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 6:

Ein Entwickler wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß das in Beispiel 1 verwendete feine anorganische Pulver so wie es ist verwendet wurde, ohne es einer Hydrophobie-verleihenden Behandlung zu unterziehen, und er wurde auf ähnliche Weise beurteilt.
Die Fließfähigkeit des so erhaltenen Entwicklers betrug nur 23. Die Haltbarkeitsprüfung ergab, daß die Bilddichte von Anfang an gering war und auch oft eine Schleierbildung zu beobachten war. Mit zunehmender Anzahl an Kopien nahmen Schleier und ungleichmäßige Bereiche auf dem Bild an Stärke zu. Der Entwickler war somit untauglich.
Des weiteren nahm die Buddichte unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ab und die Schleierbildung nahm vom Beginn des Kopierens an noch mehr an Stärke zu.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Tabelle 1 (Fortsetzung)

Beispiel 6:

Gefärbte Feinteilchen wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
100 Gewichtsteilen Aluminiumsilicat als feines anorganisches Pulver wurde 1 Gewichtsteil Hexamethyldisilazan zugegeben. Die resultierende Mischung wurde mit Hilfe eines Henschel-Mischers gemischt. Nach dem 1-stündigen Erwärmen der Mischung bei 150ºC wurde 1 Gewichtsteil eines Methylwasserstoffsiliconöls zugegeben und die resultierende Mischung wurde mit Hilfe des Henschel-Mischers gemischt. Danach wurde die Mischung weiter 1 Stunde lang bei 150ºC erwärmt, um das Siliconöl zu härten oder das feine anorganische Pulver mit demselben zu benetzen, wodurch dem feinen anorganischen Pulver Hydrophobie verliehen wird.
2 Gewichtsteile des feinen anorganischen Pulvers, dem so Hydrophobie verliehen worden war, wurden 100 Gewichtsteilen der gefärbten Feinteilchen zugegeben. Die resultierende Mischung wurde mit Hilfe eines Henschel-Mischers gemischt, um einen nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwickler zu erhalten.
Die Teilchengröße des verwendeten Aluminiumsilicats betrug 1,4 µm. Die Fließfähigkeit des so erhaltenen Entwicklers betrug bis zu 65 und war somit ausreichend.
Als Haltbarkeitsprüfung wurde ein 20000-faches Kopieren mit Hilfe des in FIG. 1 veranschaulichten Entwicklungsapparats durchgeführt, um die Bilder der Kopien zu beurteilen. Es wurde festgestellt, daß die Bilddichte von Anfang an hoch war, keine Schleierbildung zu beobachten war und die Bilder der Kopien bis zur 200000sten Kopie eine stabile Qualität aufwiesen.
Außerdem wurde der Entwickler sowohl unter Bedingungen hoher Temperatur und Feuchtigkeit als auch niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit beurteilt. Bei jedem Test wurden wie bei der Haltbarkeitsprüfung gute Ergebnisse erhalten.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiele 7-9:

Entwickler wurden getrennt in gleicher Weise wie in Beispiel 6 erhalten, mit der Ausnahme, daß verschiedene Arten von Silan-Kupplungsmitteln anstelle des in Beispiel 6 verwendeten Hexamethyldisilazan verwendet wurden, um die Hydrophobie-verleihende Behandlung durchzuführen, und sie wurden auf ähnliche Weise beurteilt.
In Beispiel 7 wurden 1 Gewichtsteil γ-Chlorpropyltrimethoxysilan, in Beispiel 8 0,5 Gewichtsteile Vinyltriethoxysilan und in Beispiel 9 0,5 Gewichtsteile γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan verwendet. Statt dem in Beispiel 6 verwendeten wurde übrigens Aluminiumsilicat mit einer Teilchengröße von 0,8 µm verwendet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Die Beurteilung ergab, daß alle Entwickler hohe Fließfähigkeit besaßen und daraus erhaltene Bilder stabil und von guter Qualität waren.

Beispiele 10-11:

Entwickler wurden getrennt in gleicher Weise wie in Beispiel 6 erhalten, mit der Ausnahme, daß andere Arten von Siliconölen anstelle des in Beispiel 6 verwendeten Siliconöls verwendet wurden, um die Hydrophobie-verleihende Behandlung durchzuführen, und sie wurden auf ähnliche Weise beurteilt.
Ein Dimethylsiliconöl und eine Mischung von 5 Gewichtsteilen eines Methylwasserstoffsiliconöls, 100 Gewichtsteilen eines Silanol-modifizierten Siliconöls und 1,0 Gewichtsteil Dibutylzinndilaurat wurden in Beispiel 10 bzw. Beispiel 11 verwendet.
Wie in Beispiel 6 besaßen beide Entwickler hohe Fließfähigkeit und daraus erhaltene Bilder waren stabil und von guter Qualität.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiele 12-13:

Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurden Siliciumdioxid bzw. Magnesiumsilicat in Beispiel 12 bzw. Beispiel 13 als feine anorganische Pulver verwendet. Außerdem wurden in beiden Beispielen jeweils 1,0 Gewichtsteil Hexamethyldisilazan und 0,5 Gewichtsteile (Beispiel 12) oder 1,0 Gewichtsteil (Beispiel 13) eines Methylwasserstoffsiliconöls als Siliconöl verwendet.
Wie in Beispiel 6 besaßen beide Entwickler hohe Fließfähigkeit und daraus erhaltene Bilder waren stabil und von guter Qualität.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Tabelle 2 (Fortsetzung)

Vergleichsbeispiel 7:

Die Hydrophoble-verleihende Behandlung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Behandlung mit dem Hexamethyldisilazan allein durchgeführt wurde.
Der so erhaltene Entwickler besaß geringe Fließfähigkeit. Die Haltbarkeitsprüfung ergab, daß die anfängliche Bilddichte gering war und auch oft eine Schleierbildung zu beobachten war, und somit wies der Entwickler untaugliche Bildeigenschaften auf.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 8:

Siliciumdioxid mit einer Teilchengröße von 0,016 µm wurde als feines anorganisches Pulver verwendet. Das anorganische Pulver wurde der zweistufigen Hydrophobieverleihenden Behandlung mit Hexamethyldisilazan und einem Methylwasserstoffsiliconöl unterzogen. Das so behandelte Pulver wurde mit den gleichen gefärbten Feinteuchen, die in Beispiel 6 verwendet wurden, gemischt, wodurch ein Entwickler erhalten wurde.
Wie in Tabelle 3 gezeigt, war die anfängliche Bilddichte gut. Mit zunehmender Anzahl an Kopien nahm jedoch die Bilddichte ab, die Schleierbildung nahm zu und es erschienen auch schwarze Streifen auf den Kopien. Die Überprüfung des lichtempfindlichen Elements ergab, daß der Entwickler daran haftete, um einen Entwickler-Film zu bilden.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 9:

Ein Entwickler wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 6 erhalten, mit der Ausnahme, daß Siliciumdioxid mit einer so großen Teilchengröße wie 15 µm als feines anorganisches Pulver verwendet wurde.
Der so erhaltene Entwickler besaß geringe Fließfähigkeit und seine Bildqualität war derart, daß die Bilddichte gering war, sich oft Schleier bildeten und er somit untauglich war.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 10:

Ein Entwickler wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 6 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Menge des in Beispiel 6 verwendeten feinen anorganischen Pulvers, dem Hydrophobie verliehen worden war, von 2 Gewichtsteilen auf 0,1 Gewichtsteil geändert wurde.
Der so erhaltene Entwickler besaß hohe Fließfähigkeit. Bei der Haltbarkeitsprüfung waren jedoch die anfänglichen Bildeigenschaften gut, doch mit zunehmender Anzahl an Kopien erschienen schwarze Streifen auf den Kopien. Eine genauere Überprüfung ergab, daß der Entwickler an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements anhaftete, um einen Entwickler-Film zu bilden.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 11:

Ein Entwickler wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 6 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Menge des in Beispiel 6 verwendeten feinen anorganischen Pulvers, dem Hydrophobie verliehen worden war, von 2 Gewichtsteilen auf 15 Gewichtsteile geändert wurde.
Der so erhaltene Entwickler besaß geringe Fließfähigkeit
Die Haltbarkeitsprüfung ergab, daß die anfängliche Bilddichte gering war, sich oft Schleier bildeten und der Entwickler somit untaugliche Bildeigenschaften aufwies.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 12:

Ein Entwickler wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 6 erhalten, mit der Ausnahme, daß ein feines anorganisches Pulver, bei welchem es sich um das gleiche handelte, das in Beispiel 6 verwendet worden war, welches jedoch nicht behandelt worden war und einen Hydrophobie-Grad von 0 aufwies, verwendet wurde.
Der so erhaltene Entwickler war derart, daß die anfängliche Bilddichte etwas gering war, und mit zunehmender Anzahl an Kopien wurde die Bilddichte geringer und die Schleierbildung nahm ebenfalls zu.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 13:

Das Ladungsniveau von im allgemeinen verbreitet als Fließfähigkeit-verleihendes Mittel eingesetzter kolloidaler Kieselsäure wurde gemessen. Als Ergebnis zeigte sie einen sehr niedrigen Wert von -560 µc/g. Mit 100 Gewichtsteilen der gleichen gefärbten Feinteilchen, die in Beispiel 1 verwendet worden waren, wurden 0,5 Gewichtsteile dieser kolloidalen Kieselsäure gemischt, um einen Entwickler zu erhalten. Der so erhaltene Entwickler wurde auf ähnliche Weise beurteilt. Seine Buddichte war von Anfang an zu hoch und oft bildeten sich Schleier. Mit zunehmender Anzahl an Kopien nahmen die Schleier zu und die Anzahl an schwarzen Streifen auf den Kopien nahm ebenfalls zu. Die Überprüfung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements zeigte, daß daran Entwickler unter Bildung eines Entwickler-Films haftete.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Tabelle 3 (Fortsetzung)

Claims

1. Nicht-magnetischer Einkomponenten-Entwickler, umfassend:

100 Gewichtsteile gefärbte Feinteilahen, die ein Bindemittel- Harz und ein Färbemittel umfassen, und 0,3-10 Gewichtsteile eines behandelten anorganischen Pulvers, das entweder (I) dadurch, daß man ein anorganisches Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,3-10 µm und einem Erhitzungsverlust (unter Trocknungsbedingungen von 150ºC und 1 Stunde) von höchstens 1 Gew.-% einer Hydrophobie-verleihenden Behandlung mit einem Siliconöl unterzieht, oder (II) dadurch, daß man ein anorganisches Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,3-10 µm einer zweistufigen Hydrophobieverleihenden Behandlung, zuerst mit einem Silan-Kupplungsmittel oder einem Silazan und dann mit einem Siliconöl, unterzieht, erhalten wird, worin der Erhitzungsverlust des behandelten anorganischen Pulvers (unter Trocknungsbedingungen von 150ºC und 1 Stunde) höchstens 1 Gew.-% beträgt; das Wegblas- Ladungsniveau des behandelten anorganischen Pulvers -50 bis -150 µC/g beträgt; und der Hydrophobiegrad des behandelten anorganischen Pulvers 5-50 beträgt.

2. Entwickler nach Anspruch 1, worin das anorganische Pulver aus Siliciumdioxid, Aluminiumsilicat, Magnesiumsilicat und Aluminiumoxid ausgewählt ist.

3. Entwicklungssystem, in welchem eine Entwicklungsrakel (3) zur Regulierung der Schichtdicke eines Entwicklers (4) so angebracht wird, daß sie unter Druck mit der Oberfläche einer Entwicklungswalze (2) in Berührung gebracht wird, der Entwickler gleichmäßig auf die Oberfläche der Entwicklungswalze aufgebracht wird und die Entwicklungswalze in direkten Kontakt mit einem latenten elektrostatischen Bild auf einem lichtempfindlichen Element (1) gebracht wird oder veranlaßt wird, dem latenten Bild berührungsfrei gegenüberzuliegen, wodurch das latente Bild entwickelt wird, worin der Entwickler wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch beansprucht ist.

4. System nach Anspruch 3, worin nach der Entwicklung auf dem lichtempfindlichen Element verbleibender, nicht-übertragener Entwickler zurückgewonnen und recyclisiert wird.