DE60015651T2

DE60015651T2 - Magnetische Teilchen für elektrische Aufladung, Verfahren zu ihrer Herstellung, und Aufladungselement, Verfahrenskassette sowie Bildherstellungsapparat worin diese magnetische Teilchen eingesetzt werden

Info

Publication number: DE60015651T2
Application number: DE60015651T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Aita; Fumihiro Arahira; Kiyoshi Mizoe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2020-06-10
Also published as: DE60015651D1; US6405007B1; EP1059569B1; EP1059569A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf magnetische Teilchen zum Aufladen, welche ein bildtragendes Element elektrostatisch aufladen, das in Aufzeichnungsverfahren verwendet wird, die Elektrophotographie verwenden, das bei Kopiermaschinen, Druckern und Faxmaschinen anwendbar ist. Diese bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen von derartigen magnetischen Teilchen, und auf ein Aufladungselement, eine Prozesskassette und ein bildbildendes Gerät, welche die magnetischen Teilchen besitzen.
Eine Anzahl von Verfahren sind herkömmlicherweise als Elektrophotographie bekannt. Kopien oder Drucke werden gewöhnlich erhalten, indem ein elektrostatisches latentes Bild auf einem lichtempfindlichen Element gebildet wird, indem ein lichtleitendes Material verwendet wird und durch verschiedene Mittel, anschließend das latente Bild durch Verwendung eines Toners entwickelt wird, um ein sichtbares Bild als ein Tonerbild auszubilden, das Tonerbild auf ein Transfermedium, wie etwa Papier, je nach Anforderung zu übertragen, und danach das Tonerbild auf dem Transfermedium durch Wärme und/oder Druck zu fixieren. Tonerteilchen, die nicht auf das Transfermedium übertragen worden sind und auf dem lichtempfindlichen Element verblieben sind, werden von dem lichtempfindlichen Element durch einen Reinigungsschritt entfernt.
Als Einrichtung zum Aufladen des lichtempfindlichen Elementes bei einer derartigen Elektrophotographie, sind Aufladungsverfahren verfügbar, welche Coronaaufladen, so genanntes Corotron oder Scorotron, verwenden. Zudem Aufladungsverfahren, in welchen ein Aufladungselement, wie etwa eine Walze, eine Filzbürste oder eine Klinge in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes gebracht wird, um eine Entladung in einem schmalen Raum in der Nachbarschaft der Kontaktfläche zu bewirken, um die Entstehung so wenig Ozon wie möglich zu verursachen und diese sind praktisch umgesetzt worden.
In dem Aufladungsverfahren, das Coronaentladung verwendet, muss jedoch ein elektrophotographisches Gerät mit einem Filter zum Einfangen von Ozon ausgestattet werden, da Ozon in einer großen Menge erzeugt wird insbesondere, wenn eine negative oder positive Corona ausgebildet wird. Dies führt zu Problemen, dass das Gerät eine große Größe aufweist und hohe Betriebskosten verschlingt. Zu dem das Verfahren, in welchem das Aufladungselement, wie etwa eine Klinge oder eine Walze in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element gebracht wird, um Aufladen zu bewirken, tendiert dazu, Probleme zu verursachen, dass Toner auf dem lichtempfindlichen Element schmelzanhaftet.
Demgemäß ist auch ein Verfahren untersucht worden, in welchem das Aufladungselement in dem Zustand verwendet wird, in dem dieses nur nahe zu dem lichtempfindlichen Element aufgestellt wird, um direkten Kontakt zu vermeiden.
Elemente für lichtempfindliche Aufladungselemente beinhalten die vorstehende Walze, Klinge und Bürste, oder Elemente, die ein schlankes leitendes plattenähnliches Material umfassen, das mit einer Widerstandsschicht ausgestattet ist. Jedoch weist das Aufladen, das unter Verwendung von derartigen Elementen ausgeführt wird, ein Problem auf, dass der Abstand zwischen dem Aufladungselement und dem lichtempfindlichen Element mit Schwierigkeit gesteuert werden kann, und es ist schwierig gewesen, dieses praktisch umzusetzen.
Demgemäß ist auch eine Technik untersucht worden, in welcher, was eine magnetische Bürste genannt wird, als ein Aufladungselement verwendet wird, welches eine relativ geringe Last auf das lichtempfindliche Element während dem Kontakt anwenden kann und magnetische Teilchen mit einem magnetischen Element hält. Als Aufladungsverfahren, die von magnetischen Teilchen Verwendung machen, sind zwei Verfahren in Kombination mit lichtempfindlichen Elementen vorgeschlagen worden. Eines von diesen ist ein Verfahren, in welchem eine Aufladungseinspritzschicht als eine Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elementes bereitgestellt wird und elektrische Ladungen direkt durch Kontakt mit dieser Ladungseinspritzschicht eingespritzt werden, um das lichtempfindliche Element elektrostatisch aufzuladen. Das andere ist ein Verfahren, in welchem ein gewöhnliches lichtempfindliches Element verwendet wird und Entladen an mikroskopischen Spalten zwischen magnetischen Teilchen und der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes verwendet wird.
Hinsichtlich der magnetischen Teilchen, die als Aufladungselement verwendet werden, offenbart die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 59-133569, dass magnetische Teilchen mit Eisenpulver beschichtet werden, um eine Einstellung des spezifischen Widerstands herzustellen; und die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 6-295115, dass Harzschichten, die leitende Teilchen enthalten, auf Oberflächen der magnetischen Teilchen gebildet werden, um eine Verbesserung zu bewirken, dass die Umweltabhängigkeit des spezifischen Widerstands klein wird und die Oberfläche der magnetischen Teilchen weniger wird. Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 8-6355 offenbart ferner einen Vorschlag, dass die Betriebsleistung (Haltbarkeit) eines Aufladungselementes verbessert wird, indem magnetische Teilchen mit glatten Oberflächen und magnetische Teilchen mit unebenen Oberflächen vermischt werden, und die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 8-69149 offenbart, dass magnetische Teilchen mit einer Teilchengrößenverteilung mit einer Mehrzahl von Peaks verwendet werden, um eine Oberflächenkontamination der magnetischen Teilchen zu verhindern, um eine Langzeitaufladungsstabilität zu erreichen.
Techniken zum Anwenden einer Magnetbürstenaufladungseinheit bei der Bildung von Vollfarbbildern werden auch offenbart. Zum Beispiel offenbart die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 6-317969 ein Gerät mit gelben, cyan, magenta und schwarzen Entwicklungseinheiten für ein lichtempfindliches Element und Aufladen des lichtempfindlichen Elementes durch eine Magnetbürste. Diese offenbart jedoch überhaupt keine bevorzugten magnetischen Teilchen in Bezug auf die Bildung von Farbbildern.
Wie vorstehend diskutiert, ist es in Hinblick auf magnetische Teilchen, die als ein Aufladungselement zum Aufladen von lichtempfindlichen Elementen dienen, erwünscht, dass diese weiter bevorzugt zusammengesetzt sind. Zudem sind in den letzten Jahren mit dem Voranschreiten von Bildeingabe-Ausstoß, Verarbeitungs- und Anzeigetechniken, Hartkopier-/Drucktechniken, welche einfacher und mit niedrigen Kosten betrieben werden können, erwünscht gewesen, was zu der Suche nach einem Lösungsweg geführt hat, auch in Bezug auf Probleme für Fälle, wo die magnetischen Teilchen verwendet werden und Vollfarbbilder gebildet werden.
Wie vorstehend angegeben, müssen magnetische Teilchen zur Aufladung hergestellt werden, die weiter bevorzugt als Aufladungselement zusammengesetzt sind. Im Einzelnen ist es erforderlich, magnetische Teilchen bereitzustellen, die eine stabile Aufladungsleistung besitzen und für eine lange Einsatzdauer haltbar sind, wenn eine Aufladungseinheit von magnetischen Teilchen zu Aufladen Verwendung macht, kontinuierlich verwendet wird, und zudem, um ein Aufladungselement, eine Prozesskassette und ein bildbildendes Gerät bereitzustellen, welche derartige magnetische Teilchen verwenden. Bei der Bildung von Vollfarbbildern wird zudem versucht, magnetische Teilchen bereitzustellen, die zu der Bildung von scharfen Bildern über eine lange Zeitdauer beitragen können, und zudem ein Aufladungselement, eine Prozesskassette und ein bildbildendes Gerät bereitzustellen, welche derartige magnetische Teilchen verwenden.
EP-A-0889369 beschreibt Kompositteilchen, die als ein magnetischer Träger verwendbar sind, wobei die Teilchen einen durchschnittlichen Durchmesser von 10 bis 300 μm besitzen und magnetische Kernteilchen, eine Beschichtungsschicht, die auf den Teilchen bereitgestellt ist, und eine äußere Schicht, die auf der Beschichtungsschicht bereitgestellt ist, umfassen. Der durchschnittliche Radius der Kernteilchen und die Dicke der äußeren Schicht besitzen ein spezifiziertes Verhältnis.
Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage des vorstehenden entwickelt. Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, magnetische Teilchen zum Aufladen bereitzustellen, welche eine überlegene Betriebshaltbarkeit besitzen, und ein Aufladungselement, eine Prozesskassette und ein bildbildendes Gerät, welche derartige Magnetteilchen verwenden.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Prozesskassette und ein bildbildendes Gerät bereitzustellen, welche Abrasion von lichtempfindlichen Elementen weniger verursachen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung es, magnetische Teilchen zum Aufladen bereitzustellen, welche zur Bildung von scharfen Bildern über eine lange Zeitdauer auch bei der Bildung von Vollfarbbildern beisteuern können, und ein Aufladungselement, eine Prozesskassette und ein bildbildendes Gerät bereitzustellen, welche derartige Magnetteilchen verwenden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Magnetteilchen zum Aufladen bereitzustellen, welche eine überlegene Betriebshaltbarkeit besitzen, weniger Abrasion von lichtempfindlichen Elementen verursachen und zur Bildung von Vollfarbbildern beitragen können, die über eine lange Zeitdauer stabil sind.
Um die vorstehenden Aufgaben zu erreichen stellt die vorliegende Erfindung magnetische Teilchen zum Aufladen bereit, welche gegen ein bildtragendes Element gerieben werden, auf welchen ein elektrostatisches latentes Bild gebildet wird, um das bildtragende Element elektrostatisch aufzuladen; wobei die magnetischen Teilchen zum Aufladen umfassen;
magnetische Teilchen;
erste Oberflächenbeschichtungsschichten, die ein erstes Oberflächenbeschichtungsmittel enthalten und die Oberflächen der magnetischen Teilchen bedecken; und
zweite Oberflächenbeschichtungsschichten, die ein zweites Oberflächenbeschichtungsmittel enthalten und die Oberflächen der magnetischen Teilchen bedecken, die mit dem ersten Oberflächenbeschichtungsschichten bedeckt sind;
wobei die magnetischen Teilchen zum Aufladen magnetische Teilchen zum Aufladen enthalten, welche eine maximale Sehnenlänge von 5 μm oder mehr besitzen, und die magnetischen Teilchen zum Aufladen, welche eine maximale Sehnenlänge von 5 μm oder mehr besitzen, wobei eine Standardabweichung der kleineren Achsenlänge – größeren Achsenlänge 0,08 oder mehr beträgt.
Die vorliegende Erfindung stellt zudem ein Verfahren zum Herstellen der magnetischen Teilchen gemäß der vorliegenden Erfindung bereit; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Herstellen von magnetischen Teilchen durch Pulverisieren;
Beschichten der pulversierten magnetischen Teilchen mit einem ersten Oberflächenbeschichtungsmittel, um eine erste Oberflächenbeschichtungsschicht auf deren Oberflächen auszubilden; und
Beschichten der magnetischen Teilchen, auf welchen die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten gebildet worden sind, mit einem zweiten Oberflächenbeschichtungsmittel, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auf den ersteren Oberflächen auszubilden.
Die vorliegende Erfindung stellt zudem ein Aufladungselement bereit, welches gegen ein bildtragendes Element gerieben wird, auf welchen ein elektrostatisches latentes Bild gebildet wird, um das bildtragende Element elektrostatisch aufzuladen; wobei das Aufladungselement ein Magnetelement mit einem Leiter umfasst, auf welchen eine Spannung angelegt wird, und magnetische Teilchen gemäß der vorliegenden Erfindung, welche auf dem Magnetelement durch die Wirkung vom Magnetismus gehalten werden.
Die vorliegende Erfindung stellt zudem eine Prozesskassette bereit, welche abnehmbar auf ein bildbildendes Gerät montierbar ist, in welchem ein elektrostatisches latentes Bild auf einem bildtragenden Element durch die Verwendung eines Toners sichtbar gemacht wird und ein Tonerbild, das durch Sichtbarmachen des elektrostatischen latenten Bildes gebildet wird, auf ein Transfermedium übertragen wird, um ein Bild auszubilden; wobei die Prozesskassette umfasst:
Eine Aufladungseinrichtung zum elektrostatischen Aufladen des bildtragenden Elementes, indem das zuvor beschriebene Aufladungselement in Kontakt mit dem bildtragenden Element gebracht wird; und
wenigstens eine Einrichtung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: i) dem bildtragenden Element auf welchem das elektrostatische latente Bild gebildet wird, ii) eine Entwicklungseinrichtung zum Sichtbarmachen des gebildeten elektrostatischen latenten Bildes durch die Verwendung eines Toners, und iii) eine Reinigungseinrichtung zum Entfernen des Toners, der auf dem bildtragenden Element verbleibt, nachdem das Tonerbild, das durch Sichtbarmachen des elektrostatischen latenten Bildes gebildet wurde, auf das Transfermedium übertragen worden ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein bildbildendes Gerät bereit, das umfasst:
Ein bildtragendes Element, auf welchem ein elektrostatisches latentes Bild ausgebildet wird;
eine Aufladungseinrichtung zum elektrostatischen Aufladen des bildtragenden Elementes, indem das zuvor beschriebene Aufladungselement in Kontakt mit dem bildtragenden Element gebracht wird;
eine Belichtungseinrichtung zum Belichten der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes, das durch die Aufladungseinrichtung aufgeladen wird, um ein elektrostatisches latentes Bild auszubilden;
eine Entwicklungseinrichtung zum Sichtbarmachen des latenten elektrostatischen Bildes, das durch Verwendung eines Toners gebildet wurde, um ein Tonerbild auszubilden; und
eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen des gebildeten Tonerbildes, auf ein Transfermedium.
1 veranschaulicht im Querschnitt ein Beispiel für ein Gerät zum Messen des spezifischen Volumenwiderstands in der vorliegenden Erfindung.
2 veranschaulicht schematisch den Aufbau eines bildbildenden Geräts der vorliegenden Erfindung.
3 veranschaulicht schematisch ein Vollfarbbild bildendes Gerät, das vorzugsweise Verwendung von den magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung macht.
4 veranschaulicht schematisch ein anderes Vollfarbbild bildendes Gerät, das vorzugsweise Verwendung von den magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung macht.
5 veranschaulicht schematisch ein weiteres Vollfarbbild bildendes Gerät, das vorzugsweise Verwendung von den magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung macht.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung werden gegen ein bildtragendes Element gerieben, auf welchem ein elektrostatisches latentes Bild gebildet wird, um das bildtragende Element elektrostatisch Aufzuladen, und diese umfassen magnetische Teilchen, erste Oberflächenbeschichtungsschichten, die ein erstes Oberflächenbeschichtungsmittel enthalten und die Oberflächen der Magnetteilchen bedecken, und zweite Oberflächenschichtschichten, die ein zweites Oberflächenbeschichtungsmittel enthalten und die Oberflächen der magnetischen Teilchen bedecken, die mit den ersten Oberflächenbeschichtungsschichten bedeckt sind. Die magnetischen Teilchen zum Aufladen enthalten magnetische Teilchen zum Aufladen, welche eine maximale Sehnenlänge von 5 μm oder mehr besitzen und die magnetischen Teilchen zum Aufladen, welche eine maximale Sehnenlänge von 5 μm oder mehr besitzen, besitzen eine Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse von 0,08 oder mehr.
Die Verwendung der magnetischen Teilchen zum Aufladen, welche auf diese Weise zusammengesetzt sind, hat sich herausgestellt, bemerkenswert effektiv für die Lebensdauer der magnetischen Teilchen zum Aufladen und die Bildqualität der gebildeten Bilder zu sein. Der Grund für eine Herabsetzung der Lebensdauer von magnetischen Teilchen zum Aufladen ist die Kontamination der Oberflächen der magnetischen Teilchen zum Aufladen gewesen, die durch fremde Materie, wie etwa Toner oder Tonerkomponenten und Papierstaub verursacht wird, welche sich in das Aufladungselement vermischt haben, das darauf die magnetischen Teilchen zum Aufladen hält. Dies verursacht eine Zunahme des spezifischen Widerstands des Aufladungselementes, sodass dieses die Oberfläche des bildtragenden Elementes (lichtempfindliches Element) nicht ausreichend aufladen können wird. Es hat sich ferner herausgestellt, dass ein Fehlen eines dichten Kontaktes zwischen den magnetischen Teilchen zum Aufladen und der Oberfläche des bildtragenden Elementes lokales ungleichförmiges Aufladen verursacht, welches als problematische ungleichförmige Farben insbesondere in Vollfarbbildern erscheint. Zudem kann unter den existierenden Umständen das bildtragende Element nicht gut in einer Umgebung mit geringer Feuchtigkeit aufgeladen werden, das heißt irgendeine ausreichende Lebensdauer kann nicht gut erreicht werden, und es besteht die Tendenz, dass ungleichförmige Vollfarbbilder gebildet werden.
Ein Einfluss von Bildern, der durch die vorstehenden Probleme verursacht wird, ist wie folgt: Man nehme als ein Beispiel den von Bildern, die gebildet werden, wenn reverse Entwicklung verwendet wird. Mit dem Voranschreiten eines Betriebstestes zum kontinuierlichen Aufnehmen von Kopien, treten Schattenbilder entlang Rotationszyklen des bildtragenden Elementes auf, obwohl sogar Bilder ohne irgendein Problem bei der anfänglichen Stufe gebildet werden. Das Aufladungspotential des bildtragenden Elementes zu der Zeit, wie derartige Schattenbilder auftreten, entspricht demjenigen der anfänglichen Stufe. Mit weiterem Voranschreiten des Betriebstests tritt Grundnebel auf. Das Aufladungspotential des bildtragendes Elementes (lichtempfindliches Element) bei dieser Stufe ist schwächer geworden als dasjenige der anfänglichen Stufe, und in einem derartigen Zustand, dass irgendwelches Potential, das hoch genug ist, um nebelfreie Bilder zu erhalten, ist nicht erhältlich.
Die Schattenbilder werden durch eine Differenz im Potential zwischen belichteten Flächen und unbelichteten Flächen auf dem bildtragenden Element verursacht. Im Einzelnen werden sie verursacht, wenn die Aufladungsgleichförmigkeit zu der Zeit, zu der die Flächen, wo das Potential einen niedrigen absoluten Wert besitzt (das heißt die belichteten Flächen) aufgeladen werden, schwächer ist als die Ladungsgleichförmigkeit zu der Zeit, zu der die Flächen, wo das Potential einen hohen absoluten Wert besitzt (das heißt die unbelichteten Flächen) aufgeladen werden. Somit erscheint die Potentialgeschichte auf dem bildtragenden Element unvermeidlich als die Schattenbilder.
Bezüglich des Mechanismus, durch welchen derartige Probleme auf Bildern auftreten wird der folgende hinsichtlich der Schattenbilder in Betracht gezogen.

(A) Das Aufladungspotential unterscheidet sich erheblich zwischen belichteten Flächen und unbelichteten Flächen des bildtragenden Elementes.
(B) Tonerkomponenten, die nicht vollständig durch Reinigen entfernbar sind, verbleiben auf den belichteten Flächen des bildtragenden Elementes, und inhibieren die Leichtigkeit des Kontaktes zwischen den magnetischen Teilchen zum Aufladen und der Oberfläche des bildtragenden Elements, sodass das Aufladungspotential ungleichförmig wird.

Wenn die belichteten Flächen und die unbelichteten Flächen aufgeladen werden, lässt irgendein Unterschied in dem Aufladungspotential zwischen den beiden eine Geschichte zur Zeit der Bildung eines vorherigen Bildes verbleiben, um Schattenbilder zu verursachen. Derartige Schattenbilder können nicht nur beim Aufladen auftreten, das Verwendung von magnetischen Teilchen macht, sondern auch beim Coronaaufladen oder auf ähnliche Weise beim Walzenaufladen.
In dem Fall des Aufladens, das Verwendung von magnetischen Teilchen macht, reflektiert dieses irgendein geringfügig ungleichförmiges Potential, sogar, wenn das Aufladungspotential von belichteten Flächen denjenigen von unbelichteten Flächen entspricht, was die Tendenz bewirkt, dass Schattenbilder verursacht werden. Dies kann auf ein Problem zurückgeführt werden, das für das Aufladen speziell ist, das von magnetischen Teilchen Verwendung macht.
Die vorstehenden Probleme werden als Probleme gesehen, die für das Aufladen speziell sind, das Verwendung von magnetischen Teilchen macht, da keine Korrelation zwischen dem Potential des bildtragenden Elementes und der Bildqualität gefunden wurde, solange wie das Aufladungspotential von bildtragenden Elementen durch herkömmliche Verfahren gemessen wird. Zudem sind diese Merkmale, die nicht für alle magnetischen Teilchen für Entwicklungsträger benötigt werden.
Zudem werden im Fall eines bildbildenden Geräts, das keine unabhängige Reinigungseinheit besitzt, was reinigungsmittelfreies bildbildendes Gerät genannt wird, insbesonders schwere Bedingungen benötigt, um das Auftreten von Schattenbildern zu verhindern, insbesondere, da das Teil, wo restliche Transfertoner vorhanden ist, mit dem Teil zusammentrifft, wo das bildtragende Element belichtet wird. Demgemäß bewirkt, wenn man den Fall des reinigungsmittelfreien bildbildenden Geräts als ein Beispiel nimmt, um den Betrieb und den Effekt der vorliegenden Erfindung zu erläutern, die Verwendung der magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung den folgenden Betrieb und Effekt:

(1) Die Leichtigkeit des Kontakts zwischen den magnetischen Teilchen zum Aufladen und der Oberfläche des bildtragenden Elementes wird verbessert, und somit kann das bildtragende Element ausreichend sogar bei Vorhandensein der restlichen Transfertonerkomponenten aufgeladen werden.
(2) Der Effekt des wechselseitigen Reinigens der Oberflächen er magnetischen Teilchen zum Aufladen ist erhältlich, unter dessen Berücksichtigung irgendwelche fremde Materie davon abgehalten wird, auf den Oberflächen der magnetischen Teilchen zum Aufladen abgeschieden zu werden, und somit die vorstehende gute Leichtigkeit des Kontakts sogar nach Langzeitdienst sich nicht verschlechtern kann.

Folglich ist es möglich geworden, stabile Bilder über eine lange Zeitdauer auszubilden, sogar wenn Komponenten, die inhibierend auf die Leichtigkeit des Kontakts sind, auf dem lichtempfindlichen Element in einer großen Menge in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit vorhanden sind. Bei dem magnetischen Teilchen für Entwicklungsträger, ist Toner zwischen magnetischen Teilchen in einer großen Menge vorhanden, und somit kann irgendein Effekt des Oberflächenreinigens, der dem wechselseitigen Kontakt vom magnetischen Teilchen zuschreibbar ist, nicht erwartet werden. So unterscheiden sich die Umgebung, die die magnetischen Teilchen umgibt, und das Merkmal, das für diese benötigt wird, zwischen dem Aufladen und der Entwicklung stark.
Wie vorstehend beschrieben sind unter den magnetischen Teilchen, die die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung zusammensetzen, diejenigen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm oder mehr dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/größeren Achse von 0,08 oder mehr besitzen. Wenn diese Standardabweichung kleiner als die untere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, können die magnetischen Teilchen zu wenig Streuung in der Gestalt besitzen, um keinen ausreichenden wechselseitigen Oberflächenreinigungseffekt zu bewirken. Es wird angenommen, dass, da das Vorhandensein von Teilchen mit Gestalten, die zum Reinigen gegen eine Last geeignet sind, die zwischen dem Aufladungsteilchen wirkt, das Streuen der Gestalt der magnetischen Teilchen für z.B. einige magnetischen Teilchen mit scharfen Kanten ermöglicht, die Kontamination von anderen magnetischen Teilchen abzuschaben, um den Oberflächenreinigungseffekt zu bewirken.
Unter den vorstehenden magnetischen Teilchen können diejenigen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 bis 20 μm vorzugsweise eine Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/der Länge der größeren Achse von 0,08 oder mehr aufweisen. Dies ist bevorzugt, da der Oberflächenreinigungseffekt weiter verbessert werden kann. Diejenigen mit dieser Standardabweichung in einem Bereich von 0,10 oder mehr sind weiter bevorzugt.
Die maximale Sehnenlänge von magnetischen Teilchen bezieht sich auf einen maximalen Wert der Länge zwischen zwei willkürlichen Punkten auf der Oberfläche der magnetischen Teilchen. Zudem kann die Länge der kleineren Achse und die Länge der größeren Achse von magnetischen Teilchen in der vorliegenden Erfindung sein, wo die Form eines zweidimensionalen Bildes (wie etwa eines Elektronenmikroskopbildes) des magnetischen Teilchen durch eine Ellipse ersetzt wird, die als die Länge der kleineren Achse und Länge der größeren Achse der Ellipse betrachtet wird.
Ein Verfahren zum Messen der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse wird nachstehend beispielhaft dargestellt. Unter Verwendung eines Elektronenmikroskop FE-SEM (S-800), hergestellt von Hitachi Ltd., werden 100 Teilchen zufällig aus Magnetteilchenbildern ausgewählt, die auf das 500-fache vergrößert sind. Auf der Basis von deren Bildinformation werden die Ergebnisse der Bildanalyse statistisch auf einer Bildanalysiervorrichtung V10 (hergestellt von Toyobo Co., Ltd.) verarbeitet. Bezüglich Details der Analyse werden Bildsignale, die durch ein Stereomikroskop geführt wurden, aus einer Elektronenmikroskopiephotographie in die Analysiervorrichtung eingegeben, wo die Bildinformation binär codiert wird. Als nächstes wird auf der Basis der binärcodierten Bildinformation eine nachstehend gezeigte Analyse durchgeführt. Deren Details werden im Einzelnen in einer Beschreibung der Bildanalysiervorrichtung V10 dargestellt. Um das Verfahren einfach zu beschreiben, wird nach dem Verarbeiten, um die Gestalt eines Gegenstandes durch eine Ellipse zu ersetzen, das Verhältnis der Länge der größeren Achse zu der Länge der kleineren Achse ermittelt. Das Verarbeiten wird auf die folgende Weise ausgeführt.
Wenn die spezifische Gravität einer mikroskopischen Fläche Δs = Δu · Δv an Koordinaten (u, v) als 1 im Hinblick auf die binärcodierte Gestalt eines magnetischen Teilchens betrachtet wird, wobei das Zentrum der Gravität der binärcodierten Gestalt des Teilchens durchgeführt wird, wird im Hinblick auf den Ursprung (x, y), das sekundäre Moment jeweils im Hinblick auf die horizontale Achse und diejenige der vertikalen Achse) das sekundäre Moment im Hinblick auf die horizontale Achse wird durch Mx dargestellt, und das sekundäre Moment im Hinblick auf die vertikale Achse durch My) durch die folgenden Gleichungen dargestellt. Mx = ΣΣ (u – X)2, My = ΣΣ (v – Y)2.
Die Multiplikation des Trägheitsmomentes, Mxy, wird durch die folgende Gleichung dargestellt. Mxy = ΣΣ (u – X) · (v – Y).
Der Winkel θ, der die folgende Gleichung erfüllt, besitzt zwei Lösungen. θ = 1/2 · {2 · Mxy/(Mx – My)}.
Das Trägheitsmoment in der axialen Richtung, das bei einem Winkel θ mit der horizontalen Achse ist, Mθ, wird auch durch die folgende Gleichung dargestellt. Mθ = MX · (cosθ)2 + My · (sinθ)2 – Mxy · sin2θ.
Die zwei Lösungen des vorstehenden θ werden ersetzt, und ein kleineres Mθ von den so berechneten ist die Hauptachse. Zudem werden Punkte, die (1/Mθ)^0,5 entsprechen, auf eine willkürliche Achse gezeichnet, wo diese einer Ellipse entsprechen. Wo diese Hauptachse mit der Hauptachse der Trägheit zusammenfällt, wird die folgende Ellipse gebildet, wenn die Richtung, welche einen kleineren Wert von Mθ annimmt, durch A dargestellt wird, und diejenige, die einen größeren Wert von B annimmt. A · x2 + B · y2 = 1.
Die Länge der kleineren Achse/größeren Achse, auf die in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird, ist eine, die durch die folgende Gleichung im Hinblick auf die vorstehende Ellipse dargestellt wird.
Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse = (A/B)^0,5.
Die Standarbabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse der magnetischen Teilchen der magnetischen Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm und mehr und diejenige der magnetischen Teilchen der magnetischen Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm bis 20 μm werden zudem auf den magnetischen Teilchen der magnetischen Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm oder mehr und denjenigen mit 5 μm bis 20 μm in der vorstehenden Elektronenmikroskopphotographie analysiert.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser und die Teilchengrößenverteilung der vorstehenden magnetischen Teilchen zum Aufladen werden mit einem Teilchengrößenverteilungsmessinstrument vom Laserdiffraktionstyp HELOS (hergestellt von Nippon Denshi K.K.) gemessen, wobei als ein Messbereich der Bereich von 0,5 bis 350 μm im Teilchendurchmesser logarithmisch in 32 geteilt wird, und der Durchmesser bei 50% des Volumenmedians als der durchschnittliche Teilchendurchmesser betrachtet wird.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen können vorzugsweise einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser in dem Bereich von 10 bis 200 μm besitzen, und weiter bevorzugt in dem Bereich von 15 bis 30 μm. Wenn die magnetischen Teilchen zum Aufladen einen Teilchendurchmesser besitzen, der kleiner als die untere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, besteht die Tendenz, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen einen Leckstrom aus dem Aufladungselement besitzen, und zudem, wenn die magnetischen Teilchen zum Aufladen in der Form einer magnetischen Bürste verwendet werden, können die so verwendeten magnetischen Teilchen zum Aufladen eine schlechte Transportleistung besitzen. Wenn diese andererseits einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser besitzen, der größer als die obere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, besteht die Tendenz, dass die Gleichförmigkeit des Aufladens des bildtragenden Elementes sich verschlechtert, wenn die magnetischen Teilchen zum Aufladen in einem Verfahren des Einspritzaufladens, das nachstehend beschrieben wird, verwendet werden.
Als die magnetischen Teilchen, die in den magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können Ferritteilchen vorzugsweise verwendet werden. Als eine Zusammensetzung für Ferrit können vorzugsweise diejenigen, die irgendwelche Metallelemente, wie etwa Kupfer, Zink, Mangan, Magnesium, Eisen, Lithium, Strontium und Barium enthalten, vorzugsweise verwendet werden.
Ein gewisser Stand der Technik offenbart die Verwendung von magnetischen Teilchen, die hergestellt wurden, indem Magnit und Harz geknetet wurden, gefolgt von Pulverisieren.
Derartige magnetische Teilchen enthalten jedoch eine Harzkomponente in großer Menge, und somit besteht die Tendenz eines großen Leckstroms aus dem Aufladungselement.
Zudem ist in derartigen magnetischen Harzteilchen das Harz auf den Teilchenoberflächen in einem hohen Prozentsatz vorhanden, und einen Leitungsweg zur Verfügung stellende magnetische Teilchen sind in einem niedrigen Prozentsatz vorhanden. Wegen dieser Tatsache besteht die Tendenz, dass deren spezifischer Widerstand als Folge der Oberflächenkontamination wegen fremder Materie zunimmt, und ein ausreichender Effekt der Verbesserung der Lebensdauer kann mit Schwierigkeit erhalten werden.
Während dessen wurden, für Untersuchungen nur die magnetischen Teilchen mit der vorstehenden bevorzugten Gestaltverteilung als die magnetischen Teilchen zum Aufladen bei der Bildung von Vollfarbbildern verwendet. Folglich hat sich herausgestellt, dass eine Änderung in Tinten auf Farbbildern auftritt, insbesondere gelbe Bilder, um ein Problem bei der Farbreproduzierbarkeit betreffend Gelb zu verursachen. Gemäß den durch die Erfinder durchgeführten Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass eine Herabsetzung der Farbreproduzierbarkeit auf ultrafeine dunkelbraune Teilchen von ungefähr 0,1 μm Teilchendurchmesser zurückgeht, welche auf gelben Bildern zusammen mit Tonern vorhanden sind. Magnetische Teilchen von ungefähr 0,1 μm im Teilchendurchmesser werden als ultrafeine Teilchen von ungefähr 0,1 μm gebildet, wenn die Gestalt der magnetischen Teilchen derart gesteuert wird, dass die magnetischen Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm oder mehr eine Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse von 0,08 oder mehr besitzen können. Derartige ultrafeine Teilchen haften stark an den Oberflächen von magnetischen Teilchen mit einem relativ großen Teilchendurchmesser, durch die Wirkung der elektrostatischen Kraft, von der Walzkraft, oder magnetische Spannung, die dem Feinmachen der Teilchen zuschreibbar ist, und kann nicht in gewöhnlichen Einteilungsschritten entfernt werden, um auf Teilchenoberflächen zu verbleiben und in diesem Zustand vorhanden zu sein. Wo magnetische Teilchen in einem Aufladungselement in diesem Zustand aufgesellt werden und Bilder ausgebildet werden, verursacht eine auf den Kontaktteil zwischen der Magnetbürste und dem bildtragenden Element angewendete Last, das die ultrafeinen Teilchen aus den Oberflächen von magnetischen Teilchen mit einem relativ großen Teilchendurchmesser freigesetzt werden, und an die Oberfläche des bildtragenden Elementes anhaften. In diesem Zustand erreichen die ultrafeinen Teilchen eine Entwicklungseinheit, und werden in der Entwicklungseinheit gesammelt, um an Tonerteilchenoberflächen befestigt zu werden. Dieser Toner, an welchem die ultrafeinen Teilchen anhaften, nimmt an der Entwicklung teil, und bewegt sich auf Bildern, sodass die ultrafeinen dunkelbraunen Teilchen von ungefähr 0,1 μm im Toner vorhanden sind, der auf das Transfermedium fixiert worden ist und die Farben sehen dunkel aus, wie so festgestellt worden ist.
Als Folge von ausführlichen Untersuchungen haben die Erfinder ein Verfahren zum Verhindern einer derartigen Herabsetzung der Farbreproduzierbarkeit entwickelt, ohne irgendeine Verschlechterung von Eigenschaften zu verursachen, die als magnetische Teilchen benötigt werden. Im Einzelnen besitzen die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung: i) Die vorstehende magnetischen Teilchen, ii) Erste Oberflächenschichten, die ein erstes Oberflächenbeschichtungsmittel enthalten und die Oberflächen der magnetischen Teilchen bedecken und iii) Zweite Oberflächenbeschichtungsschichten, die ein zweites Oberflächenbeschichtungsmittel enthalten und die Oberflächen der ersten Oberflächenbeschichtungsmittel bedecken.
Die Bildung von ersten Oberflächenbeschichtungsmitteln auf den Oberflächen der magnetischen Teilchen ermöglicht, dass die ultrafeinen Teilchen von ungefähr 0,1 μm an die magnetischen Teilchen mit relativ großem Teilchendurchmesser an deren hohlen Punkten auf den Oberflächen gebunden werden, um so nicht abzugehen. Die weitere Bildung der zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten auf den Oberflächen der ersten Oberflächenbeschichtungsschichten ermöglicht es, irgendwelche ultrafeinen Teilchen zu binden, welche sich nicht vollständig an die magnetischen Teilchen nur über die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten gebunden haben und zu dem eine Zusammensetzung zum Schützen der ersten Oberflächenbeschichtungsschichten bereitzustellen, um zu verhindern, dass Farben dunkel werden.
Hierbei können die ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsmittel, die die ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten zusammensetzen, vorzugsweise Stickstoff enthaltene Materialien und/oder Verbindungen sein, die eine Alkylkette mit sechs oder mehr Kohlenstoffatomen enthalten (nachstehend "C6 oder mehr" in einigen Fällen). Die Verwendung von derartigen Oberflächenbeschichtungsmitteln ermöglicht, dass verhindert wird, dass die ultrafeinen Teilchen aus den magnetischen Teilchen frei gesetzt werden, sogar gegen die Last, die auf deren Teil angelegt wird, das in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element (bildtragendes Element) kommt, in dem Fall, wenn die magnetischen Teilchen zum Aufladen in der Form einer Magnetbürste verwendet werden. Somit kann verhindert werden, dass die Farben von Bildern wegen der Adhäsion von Ultrafeinteilchen an den Toner dunkel sind.
Diese Beschichtungsschichten können ein Stickstoff enthaltenes Material enthalten. Insbesondere, wo die Beschichtungsschichten, die ein Stickstoff enthaltenes Material enthalten, auf den Oberflächen von magnetischen Teilchen vorhanden sind, wird eine triboelektrische Aufladbarkeit für den Toner den magnetischen Teilchen zum Aufladen verliehen, und somit kann die Polarität eines Toners, der in ein Aufladungselement vermischt wird, gesteuert werden und der Toner kann elektrostatisch begrenzt werden. Der Toner, dessen Polarität gesteuert worden ist, kann auf die Seite des lichtempfindlichen Elementes elektrostatisch mittels einer Aufladungsbias geworfen werden, und somit wird verhindert, dass der Toner sich im Inneren des Aufladungselementes akkumuliert. Folglich kann verhindert werden, dass der Toner streut und ein Herabsetzen der Aufladungsleistung verursacht.
Gewöhnlich erhältliche Beschichtungsmittel, die verwendet werden, um die Beschichtungsschichten in der vorliegenden Erfindung auszubilden, können zum Beispiel Kupplungsmittel, Harze, Öle, wie etwa Silikonöl, Harze, die mit Kupplungsmitteln modifiziert sind, und Materialien, die aus einer Mischung von beliebigen von diesen zusammengesetzt sind, einschließen. Von diesen können die Beschichtungsmittel vorzugsweise organische Verbindungen sein, die ein Metall enthalten, das aus Titan, Aluminium, Silizium und Zirkon oder den Kupplungsmitteln ausgewählt ist. Diese Beschichtungsmittel reagieren mit Oberflächen von magnetischen Teilchen, und können somit bewirken, dass die ultrafeinen Teilchen weniger von den magnetischen Teilchen abgehen. Dies ermöglicht die Bildung von stabilen Bildern über eine lange Zeitdauer.
Von den vorstehenden Beschichtungsmitteln können die Harze, Silikonharze, wie etwa Methylsilikon, Methylphenylsilikon, Silikonacryl, und Silikone, die mit Kupplungsmitteln vom Silantyp modifiziert sind, Polyamidharze, wie etwa Nylon 6, Nylon 12, Nylon 46 und Aramide, Polyurethanharze, Melaminharze, Fluorharze, wie etwa Polytetrafluorethylen, Vinylchloridharze, Polyolefinharze, wie etwa PE und PP, Epoxidharze, Polyesterharze, wie etwa PET, und Polystyrolharze einschließen.
Als die Öle sind Dimethylsilikonöl, Öle, die mit Silanolgruppen terminiert sind, modifizierte Silikonöle, die durch Einführen verschiedener organischer Gruppen in die Seitenketten oder Endstücke modifiziert sind, und Methylhydrogensilikonöl, mit in die Seitenkette eingeführten Wasserstoff verwendbar.
Die modifizierten Silikonöle können beinhalten:
aminomodifizierte, alkoholmodifizierte, epoxidmodifizierte, carboxylmodifizierte, methacrylmodifizierte, phenolmodifizierte, mercaptomodifizierte, alkoxylmodifizierte, polyethermodifizierte, fettsäureestermodifizierte, alkylmodifizierte, styrylmodifzierte und fluormodifizierte Silikonöle. Diese können auch diejenigen beinhalten, die modifiziert wurden, indem zwei Arten oder mehr organischen Gruppen eingeführt wurden, z.B. eine Aminogruppe und eine Alkoxylgruppe oder eine Aminogruppe und eine Epoxidgruppe.
Die Kupplungsmittel in der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Verbindungen mit einer hydrolisierbaren Gruppe und einer hydrophoben Gruppe in dem gleichen Molekül, die an das Zentralelement, wie etwa Silizium, Aluminium, Titan oder Zirkon, gebunden wurden. Bevorzugte Kupplungsmittel können beinhalten: Kupplungsmittel vom Silantyp, Kupplungsmittel vom Titantyp und Kupplungsmittel vom Aluminiumtyp.
Als die hydrolisierbare Gruppe der vorstehenden Kupplungsmittel sind z.B. verwendbar: Alkoxylgruppen, wie etwa eine Methoxylgruppe, eine Ethoxylgruppe, eine Propoxylgruppe und eine Butoxylgruppe, welche relativ hoch hydrophyl sind. Daneben sind auch verwendbar: Eine Acryloxylgruppe, eine Methacryloxylgruppe, modifizierte Produkte von diesen und Halogene.
Als die hydrophobe Gruppe sind in den Kupplungsmitteln von Titanattyp verwendbar: Acrylat, Phosphat, Sulfonat, aminoartige und Alkoholatgruppen; in den Kupplungsmitteln vom Silantyp, funktionale Gruppen, wie etwa eine Vinylgruppe, eine Methacrylgruppe, eine Etherbindung, eine Epoxidgruppe, eine Aminogruppe und eine Mercaptogruppe; und in den Kupplungsmitteln vom Aluminiumtyp, eine Gruppe vom Chelattyp.
Das Stickstoff enthaltene Material für die Beschichtungsschichten kann vorzugsweise ein Material sein, das eine Aminogruppe enthält. Das Material, das eine Aminogruppe enthält, kann aus den vorstehenden Beschichtungsmitteln z.B. enthalten: Aminogruppen enthaltene Kupplungsmittel, aminomodifizierte Harze, aminomodifizierte Silikonöle, die durch Einführen von Aminogruppen in die Seitenketten oder Endstücke von Silikonöl modifiziert wurden, Harze, die mit aminogruppenhaltigen Kupplungsmitteln modifiziert wurden, und Materialien, die erhalten wurden, indem beliebige von diesen Aminogruppen enthaltenden Materialien mit anderen Harzen, Ölen und Kupplungsmitteln vermischt wurden.
Damit die magnetischen Teilchen zum Aufladen gleichförmige Aufladbarkeit und hohe Lebensdauer zeigen, ist die Leichtigkeit des Kontakts zwischen den magnetischen Teilchen zum Aufladen und dem lichtempfindlichen Element ein wichtiger Faktor. Um den magnetischen Teilchen zum Aufladen eine bevorzugte Leichtigkeit des Kontakts zu verleihen, ist es bevorzugt, Materialien zu verwenden, welche die Oberflächengestalt von magnetischen Teilchen so weit wie möglich reflektieren können, auch nach der Bildung der Beschichtungsschichten. Derartige Materialien für die Beschichtungsschichten können vorzugsweise Kupplungsmittel und Öle sein, die Dünnschichtbeschichten ermöglichen. Wie vorstehend angegeben, sind angesichts der Lebensdauer der Beschichtungsschichten Kupplungsmittel weiter bevorzugt, was direktes Kuppeln mit den Oberflächen der magnetischen Teilchen ermöglicht.
Derartige Kupplungsmittel können ferner vorzugsweise Aminogruppen enthaltene Kupplungsmittel sein, von denen das Zentralatom ein Element ist, das aus Silizium, Titan, Aluminium und Zirkon ausgewählt ist.
Als Beispiele für die Kupplungsmittel können diese beinhalten:
Isopropyltri(N-aminoethyl-aminoethyl)titanat,
Aminopropyltrimethoxysilan,
Aminopropyltriethoxysilan,
Dimethylaminopropyltrimethoxysilan,
Diethylaminopropyltrimethoxysilan,
Dipropylaminopropyltrimethoxysilan,
Dibutylaminopropyltrimethoxysilan,
Monobutylaminopropyltrimethoxysilan,
Dioctylaminopropyldimethoxysilan,
Dibutylaminopropyldimethoxysilan,
Dibutylaminopropylmonomethoxysilan,
Dimethylaminophenyltriethoxysilan,
Trimethoxysilyl-γ-propylphenylamin und
Trimethoxysilyl-γ-propylbenylamin. Diese Kupplungsmittel können allein verwendet werden oder in Form einer Mischung von beliebigen zwei oder mehreren Arten.
Die Alkylkette kann vorzugsweise 6 bis 30 Kohlenstoffatome besitzen, und weiter bevorzugt 8 bis 30 Kohlenstoffatome. Wenn die Alkylkette eine größere Zahl von Kohlenstoffatomen als die obere Grenze des vorstehenden Bereichs besitzt, tendieren die Beschichtungsmittel dazu, in Lösungsmittel unlöslich zu sein, und es wird so erschwert die ersten und zweiten Beschichtungsschichten gleichförmig auf den Oberflächen der magnetischen Teilchen auszubilden. Zudem können die magnetischen Teilchen zum Aufladen eine sehr schlechte Fluidität besitzen, was zu einer nicht gleichförmigen Aufladungsleistung in einigen Fällen führt.
Die hydrophobe Gruppe kann vorzugsweise eine Struktur enthalten, in der 6 oder mehr Kohlenstoffatome in einer geraden Kette stehen. In deren Form der Bindung zu den Zentralelement können diese über Carbonsäureester, Alkoxyl, Sulfonsäureester oder Phosphorsäureester oder direkt gebunden sein. Die hydrophobe Struktur kann ferner eine funktionale Gruppe enthalten, wie etwa eine Etherbindung, eine Epoxidgruppe oder eine Aminogruppe.
Einige bevorzugte Beispiele für die Verbindung mit einer hydrolisierbaren Gruppe und einer hydrophoben Gruppe, die eine Struktur enthält, in der sechs oder mehr Kohlenstoffatome in einer geraden Kette stehen, die zu den Zentralelement, das aus Titan, Aluminium, Silizium und Zirkon ausgewählt ist, gebunden sind, werden nachstehend gezeigt, welche vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind. (CH₃O)₃-Si-C₁₂H₂₅ (CH₃O)₃-Si-C₁₈H₃₇ (CH₃O)₃-Si-C₈H₁₇ (CH₃O)₃-Si-(C₁₂H₂₅)₂
Die Kupplungsmittel von Silantyp können z.B. beinhalten:
Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylchlorsilan,
Trimethylethoxysilan, Dimethyldichlorsilan,
Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan,
Allylphenyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan,
Brommethyldimethylchlorsilan,
α-Chlorethyltrichlorsilan,
β-Chlorethyltrichlorsilan,
Chlormethyldimethylchlorsilan, Triorganosilylmercaptan,
Trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacrylat,
Vinyldimethylacetoxysilan, Dimethyldiethoxysilan,
Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan,
Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan und
1,3-Diphenyltetramethyldisiloxan.
Die Kupplungsmittel vom Titantyp können z.B. beinhalten:
Diisopropyldidodecylbenzolsufonyltitanat,
Isopropyltrioctanoyltitanat,
Isopropyldimethacrylisostearoyltitanat,
Diisopropyldiisostearoyltitanat,
Isopropylstearoyldiacryltitanat, und
Isopropyltricumylphenyltitanat.
Die Kupplungsmittel vom Aluminiumtyp können z.B. beinhalten:
Acetoalkoxyaluminiumdiisopropylate.
Die ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten können in einer Menge von 0,01 bis 2,0 Gewichtsprozent vorhanden sein, und weiter bevorzugt von 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent, insgesamt, basierend auf dem Gewicht der magnetischen Teilchen. Wenn die ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten in einer Menge von weniger als der unteren Grenze des vorstehenden Bereichs vorhanden sind, können die ultrafeinen Teilchen an die magnetischen Teilchen mit einer unzureichenden Kraft gebunden sein. Wenn diese andererseits in einer Menge von mehr als der oberen Grenze des vorstehenden Bereichs sind, können die magnetischen Teilchen zum Aufladen einen hohen spezifischen Widerstand besitzen und zudem können Sie eine schlechte Fluidität besitzen, was es erschwert, dass diese als magnetische Teilchen zum Aufladen verwendbar sind.
Hierbei wird die Menge, in welcher die ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten vorhanden sind, auf der Basis des Gewichtsverlusts beim Erhitzen berechnet, und entspricht dem Prozentverlust der Masse bei 150 bis 800°C in einer Stickstoffatmosphäre in einer Analyse, die unter Verwendung einer Thermowaage durchgeführt wurde.
Bei der Bildung der ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten besitzen die magnetischen Teilchen zum Aufladen eine schlechte Fluidität in einigen Fällen, wenn eine Beschichtungsbehandlung so einmal durchgeführt wird, dass die Schichten in einer Menge von 1,0 bis 2,0 Gewichtsprozent vorhanden sind. Die Fluidität wird verbessert, wenn die Beschichtungsbehandlung stufenweise mehrere Male eingeteilt wird.
In der vorliegenden Erfindung können, wenn die ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Kupplungsmittel ausgebildet werden, die jeweiligen Oberflächenbeschichtungsschichten vorzugsweise unter Verwendung nur der Kupplungsmittel ausgebildet werden, aber eine Harzkomponente kann zudem in einer Spurenmenge beschichtet werden. In einem derartigen Fall kann die Harzkomponente vorzugsweise im Wesentlichen gleich oder weniger als die Menge der Kupplungsmittel sein.
Das erste Oberflächenbeschichtungsmittel, das die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten zusammensetzt, und das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel, das die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten zusammensetzt, können die gleichen oder verschiedene Verbindungen, die vorstehend beschrieben wurden, sein.
Es ist bekannt, dass das Streuen des Toners von dem Aufladungselement mit der Zunahme des restlichen Transfertoners, Hochfeuchtigkeitsbedingung, Hochgeschwindigkeitsrotation des Aufladungselementes usw. zusammenhängt.
Zum Beispiel bewirkt eine kontinuierliche Bildung von Bildern mit einem hohen Prozentsatz an Bildfläche eine Zunahme des restlichen Transfertoners, und zudem eine Zunahme des Toners, der sich in das Aufladungselement vermischt. Sogar in einem derartigen Fall besitzen die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung eine gute Schmierfähigkeit, triboelektrizitätsbereitstellende Leistung und Freisetzbarkeit, und können somit verhindern, dass sich der Toner in dem Aufladungselement akkumuliert und die magnetischen Teilchen zum Aufladen sich einer Oberflächenkontamination unterziehen, und können verhindern, dass der Toner streut und das Aufladungselement sich einer Variation des spezifischen Widerstands unterzieht.
Unter den Bedingungen hoher Feuchtigkeit kann die Aufladbarkeit des Toners sich unter dem Einfluss von Feuchtigkeitsgehalt in der Luft herabsetzen, was zu einem Zustand führt, wo das Streuen des Toners von dem Aufladungselement dazu tendiert, aufzutreten. Die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung besitzen eine hohe Leichtigkeit des Kontakts mit dem Toner, und können somit einen vorteilhaften Effekt in Bezug auf die Triboelektrizität des Toners zeigen, um Tonerstreuen zu verhindern. Wenn die Beschichtungsmittel mit einer Alkylkette von C6 oder mehr verwendet werden, werden die Oberflächen der magnetischen Teilchen zudem hydrophob gemacht, und somit kann der Toner ausreichend aufgeladen werden, während der Einfluss von Feuchtigkeitsgehalt sogar über Langzeithochfeuchtigkeitsbedingungen eliminiert wird.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung können effektiv wirken, um eine Akkumulation von und Kontamination durch Toner sogar in z.B. Maschinen mit hoher Verfahrensgeschwindigkeit, zu verhindern, sodass das Aufladungselement das lichtempfindliche Element auflädt, während die Oberfläche des letzteren mit einer hohen Geschwindigkeit abgerieben wird. In den letzten Jahren sind bildbildende Geräte mit einer Reinigung bei Entwicklung (reinigungsfreiem) System, kommerzialisiert worden, welche keine unabhängige Reinigungseinheit zum Entfernen und Sammeln des restlichen Transfertoners auf dem lichtempfindlichen Element besitzen und das lichtempfindliche an dem Teil einer Entwicklungseinheit reinigen. In einem derartigen bildbildenden Gerät ist es restliche Transfertoner immer an dem Aufladungswalzenspalt vorhanden, uns somit ist angenommen worden, dass es schwerer ist, Tonerstreuen, Variation des spezifischen Widerstands des Aufladungselementes, und Auftreten von Schattenbildern usw. zu verhindern. Demgemäß können die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wo der restliche Transfertoner effektiv aufgenommen und ausgestoßen werden kann, und somit wird der Toner nicht auf dem Aufladungselement akkumuliert und gleichzeitig an das Tonerstreuen mittels guter Aufladungsbereitstellungsleistungen für den Toner verhindert werden. Zudem besitzen die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung eine gute Oberflächenfreisetzbarkeit und besitzen den Effekt des wechselseitigen Reinigens von Teilchenoberflächen zwischen magnetischen Teilchen, sodass der Toner davon abgehalten werden kann, kontaminiert zu werden, sogar während seiner Langzeitbenützung bzw. Lebensdauer.
Die Oberflächenstruktur der magnetischen Teilchen zum Aufladen, die durch das Produktionsverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, können auf die folgende Weise erhalten werden.
Im Einzelnen kann der Schichtaufbau in der Nachbarschaft der Oberflächen der magnetischen Teilchen zum Aufladen mit einem Mikroskop vom Querschnittstransmissionstyp beobachtet werden. In dem Fall, wenn die ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsmittel Elemente enthalten, die sich voneinander unterscheiden, können charakteristische Röntgenstrahlen, die in der Nachbarschaft der Oberflächen der magnetischen Teilchen zum Aufladen erzeugt werden, beobachtet werden, wodurch der Zustand der Verteilung von Elementen in Schichten beobachtet wird. Zudem können die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung aufeinander folgend aus der Oberfläche gelöst werden, unter Verwendung eines hoch auflösenden Lösungsmittels, wie etwa Chloroform, und die resultierende Lösung kann durch Infrarotabsorptionsspektroskopie oder H, oder ¹³C-NMR analysiert werden, um sicherzustellen, dass Komponenten, die die Oberflächenschichten zusammensetzen, eine Abstufung besitzen. Ferner können zudem TOF-SIMS ("tine-of-flight secondary-ion mas spectroscopy"; Zeit des Flugs sekundäre Ionenmassenspektroskopie) und ESCA ("electon spectroscopy für chemical analysis"; Elektronenspektroskopie zur chemischen Analyse) Oberflächenanalysemittel verwendet werden.
Zum Beispiel besitzt beim IR (Infrarotabsorptionsspektroskopie) das Stickstoff enthaltene Material Peaks auf Grund von NH₂ und NH, welche bei 3.360 cm^–1 und 1.590 cm^–1 und 150 erscheinen, und ein Peak, der tertiären Amid zugeschrieben wird, bei 1.631 cm^–1. In dem Fall eines Aminosilanbehandlungsmittels erscheint ein Peak auf Grund von Si-O-Si bei 1.120 cm^–1 zusätzlich zu den Peaks auf Grund von Stickstoff. Zudem ist im Fall eines titanartigen Kupplungsmittels vom Acylattyp (z.B. Isopropoxytitantristearat) das Vorhandensein von Carbonsäure und Carboxylaten aus Peaks bei 1.110 bis 1.249 cm^–1 und 1.735 cm^–1 und aus dem gleichzeitigen Vorhandensein dieser Peaks und eines Peaks in der Nachbarschaft von 1.710 cm^–1 erkennbar.
Bei der ESCA (Elektronenspektroskopie zur chemischen Analyse) sind N des stickstoffhaltigen Materials und Ti oder Si, welche das Zentralelement des Kupplungsmittels sind, leicht aus Spektren detektierbar. Aus dem Zustand des Spektrums (chemische Verschiebung) ist auch ersichtlich, dass N, Si und Ti jeweils ein Amin, eine Organosiliziumverbindung und eine Organotitanverbindung sind. Die Menge, in welcher jede Komponente vorhanden ist, kann relativ aus den Verhältnissen der Peakintensität erschlossen werden, und die absolute Menge ist zudem aus einer Kalibrierungskurve, basierend auf einem bekannten Material, abschätzbar.
Im Fall, wenn das vorstehende titanartige Kupplungsmittel Isopropoxytitantristearat (TTS) als das Material verwendet wird, das eine Aklylkette mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen enthält, ist dieses im H-NMR einer Isopropoxyverbindung und einer langkettigen Alkylcarbonsäureverbindung aus Peaks bei 5,13; 2,64; 1,88; 1,48 und 0,98 ppm zuschreibbar.
Bei dem TOF-SIMS (Zeit des Flugs sekundärer Ionenwasserspektrosopie) kann die äußerste Oberfläche (einige Atomschichten) der Beschichtungsschichten analysiert werden, und N aus dem stickstoffhaltigen Material und Ti oder Si, welche das Zentralelement des Kupplungsmittels sind, sind als Elementarionen detektierbar. Rationale Formeln können ferner aus der Detektion von Fragmetionenspezies spezifiziert werden. Zum Beispiel ist sichergestellt worden, dass Peaks von m/z = 147, 175 und 191 Aminosilan angeben. Zudem ändern sich sogar in dem gleichen Beschichtungsmaterial Peakintensitäten von Elementarionen oder Fragmenten abhängig von der Behandlungstemperatur. Im Fall, wenn Aminosilan als das stickstoffhaltige Material verwendet wird, nimmt die Peakintensität von NH₄ (m/z =18) um ungefähr 35% von 290 als Folge der Erhöhung der Behandlungstemperatur von 120°C auf 170°C ab. Die Behandlungsbedingungen können aus der Rate von derartigen Änderungen sichergestellt werden.
In den vorstehenden chemischen Analysen kann die Analyse durchgeführt werden, sogar wenn die Materialien, die die Beschichtungsschichten zusammensetzen, in Mehrzahl vorhanden sind, wobei die Abstufung der Konzentration von Beschichtungskomponenten untersucht werden kann, indem beobachtet wird, wie die Beschichtungskomponenten durch ein Lösungsmittel extrahiert werden. Dies ermöglicht es, einen Fall zu unterschieden, wo eine Mehrzahl von Materialien gleichzeitig beschichtet sind, um eine Beschichtungsschicht auszubilden (nachstehend als "gleichzeitiges Beschichten" in einigen Fällen bezeichnet) von einem Fall, wo sie separat beschichtet sind, das heißt eine zweite Beschichtungsschicht ist auf einer ersten Beschichtungsschicht gebildet (nachstehend als "Zweistufenbeschichten" in einigen Fällen bezeichnet) zu unterscheiden. Wenn z.B. Aminosilan, welches in Ethanol löslich ist, und TTs, welches in Ethanol unlöslich ist, als Beschichtungsmaterialien verwendet werden und eine zweite Aminosilanbeschichtungsschicht auf einer ersten TTS Beschichtungsschicht gebildet wird, löst sich das Aminosilan selektiv durch Ethanolextraktion. Wenn diese jedoch vermischt werden und gleichzeitig beschichtet werden, wird der Kontakt von Ethanol mit dem Aminosilan durch das TTS inhibiert, was zu einer niedrigen Extraktionsmenge führt.
Wenn eine Soxhlet-Extraktion durch Toluen, in welcher beide löslich sind, und H-NMR Analyse durchgeführt werden, ist ein Spektrum, das der Isopropoxyverbindung zurechenbar ist, das im Fall der Zweistufenbeschichtung nicht detektierbar ist, im Fall des gleichzeitigen Beschichtens erhältlich.
Bei dem TOF-SIMS, ESCA und Mikroskopie vom Querschnittstransmissionstyp, welche die äußerste Schicht analysieren, ist es detektierbar, dass die Intensität des Vorhandenseins der ersten Beschichtungsschicht (TTS) im Fall der Zweistufenbeschichtung eine Tendenz besitzt, dass diese niedriger als diejenige bei dem gleichzeitigen Beschichten ist, und somit ist das gleichzeitige Beschichten von dem Zweistufenbeschichten auf der Basis des Zusammenhangs zwischen der absoluten Menge (einschätzbar aus der vorstehenden chemischen Analyse) der Beschichtungsmaterialien und der Intensität von dessen Vorhandensein unterscheidbar. Zudem sind Beschichtungsmittel auch auf der Basis der Tatsache unterscheidbar, dass NH₄ Ionen, die durch TOF-SIMS detektiert wurden, eine stärkere Intensität bei der Zweistufenbeschichtung als bei der gleichzeitigen Beschichtung besitzen.
Die Komponenten vom Beschichtungsschichten und die Beschichtungsmittel können durch die vorstehenden Verfahren bewiesen werden.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung können vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 10⁴ bis 10⁹ Ω·cm besitzen. Wenn sie einen spezifischen Volumenwiderstand besitzen, der niedriger als die untere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, tendieren sie dazu, einen Nadellocheckstrom zu verursachen. Wenn sie andererseits einen spezifischen Volumenwiderstand besitzen, der höher als die obere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, tendiert das lichtempfindliche Element dazu, unzureichend aufgeladen zu werden. Zudem können, vom Gesichtspunkt des Verhinderns eines Leckstroms von magnetischen Teilchen, die magnetischen Teilchen zum Aufladen vorzugsweise eines spezifischen Volumenwiderstands von 10⁶ bis 10⁹ Ω·cm besitzen.
Ein Beispiel für ein Instrument zum Messen des spezifischen Volumenwiderstands von magnetischen Teilchen wird in 1 im Querschnitt gezeigt. Zunächst wird eine Zelle A, die mit magnetischen Teilchen zum Aufladen bepackt ist, 17, um gemessen zu werden. Entlang eines Führungsrings 13 sind Elektroden 11 und 12, dessen Umhüllungen mit Isolatoren 18 isoliert sind, derart bereitgestellt, dass sie in Kontakt mit den magnetischen Teilchen zum Aufladen 17 kommen. Eine Spannung wird über diese Elektroden 11 und 12 angelegt und der Strom, der dort strömt, wird mit einem Strommessgerät 14 gemessen. Die Spannung wird auf einen Spannungsmessgerät 15 überwacht. Der spezifische Volumenwiderstand wird aus der Spannung und dem detektierten Strom berechnet. Die Messung wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt; Kontaktfläche zwischen den magnetischen Teilchen zum Aufladen, die in der Zelle gehalten werden, und den Elektroden: 2 cm²; Dicke d der magnetischen Teilchen zum Aufladen: 1 mm; Last, die auf die obere Elektrode angelegt ist: 10 kg; und angelegte Spannung: 100V; bei einer Umgebungstemperatur von 23°C und einer Feuchtigkeit von 65%.
Ein bevorzugte Herstellungsverfahren für die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben werden.
Das Produktionsverfahren der vorliegenden Erfindung, welches verwendet wird, um die vorstehenden magnetischen Teilchen zum Aufladen herzustellen, ist dadurch gekennzeichnet, dass dieses die Schritte besitzt:
Herstellen von magnetischen Teilchen durch Pulverisieren; Beschichten der pulverisierten magnetischen Teilchen durch ein erstes Oberflächenbeschichtungsmittel, um erste Oberflächenbeschichtungsschichten auf deren Oberflächen auszubilden; und Beschichten der magnetischen Teilchen, auf welchen die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten gebildet worden sind, durch ein zweites Oberflächenbeschichtungsmittel, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auf den ersteren Oberflächen auszubilden.
In dem Fall, wenn Ferrit in den magnetischen Teilchen verwendet wird, kann ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für Ferritteilchen ein Verfahren einschließen, in welchen Ferritteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 bis 200 μm weiter pulverisiert werden. Zudem kann, nachdem sie pulverisiert sind, während die Gestaltverteilung gesteuert wird, eine Einteilung in geeigneter Weise ausgeführt werden. Ein Verfahren zum Herstellen von diesen, indem eine Ferritmasse pulverisiert wird, ist auch möglich, aber vom Gesichtspunkt der Produktionseffizienz ist es bevorzugt, die Ferritteilchen weiter zu pulverisieren.
In dem Schritt zum Ausbilden der ersten Oberflächenbeschichtungsschichten werden die magnetischen Teilchen und das erste Oberflächenbeschichtungsmittel vermischt und bewegt, um Oberflächenbeschichten auszuführen. Hierbei werden durch die Wirkung von Bewegungsscherung die ultrafeinen Teilchen, die auf den Oberflächen der magnetischen Teilchen vorhanden sind, in die letzteren hohlen Punkte bewegt und dort mit dem Oberflächenbeschichtungsmittel unbeweglich eingestellt. Jedoch können ultrafeine Teilchen, die nicht ausreichend mit nur diesem Oberflächenbeschichtungsmittel unbeweglich eingestellt wurden, verbleiben.
In dem Schritt des Ausbildens der zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten wird die gleiche Behandlung wie diejenige in dem Schritt des Ausbildens der ersten Oberflächenbeschichtungsschichten durchgeführt. Dies bewirkt, dass die verbleibenden ultrafeinen Teilchen ferner unbeweglich eingestellt werden und schützt zudem die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten. So können die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
Als Verfahren zum Ausbilden der jeweiligen Oberflächenbeschichtungsschichten ist sowohl ein Trockenbeschichtungsverfahren als auch ein Nassbeschichtungsverfahren verwendbar. Vom Gesichtspunkt der Gleichförmigkeit der Oberflächenbehandlung kann ein Nassbeschichtungsverfahren vorzugsweise verwendet werden. Als Beispiele für ein spezifisches Gerät, das bei der Herstellung verwendet wird, kann dieses beinhalten: Stationäre Agitatoren mit i) einem Behälter mit einer Erhitzungseinrichtung und ii) einer Agitationseinrichtung, wie etwa eine Henschelmischvorrichtung und eine Nauta-Mischvorrichtung, und Wirbelbetttrockenvorrichtungen. Zudem ist es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, stationäre Agitatoren zu verwenden, die eine Scherrkraft anlegen können, die zum effektiven Binden von ultrafeinen Teilchen bevorzugt ist.
Im Übrigen werden in der vorliegenden Patentanmeldung die Doppelschichtoberflächenbeschichtungsschichten, die auf den magnetischen Teilchenoberflächen gebildet werden, als die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten und die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten beschrieben. Hierbei ist mit "die erste" und "die zweite" die Reihenfolge der Doppelschichtoberflächenbeschichtungsschichten gemeint, und dies zeigt, dass die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten gebildet werden und danach die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten darauf gebildet werden, ohne irgendeine zusätzliche Beschichtung vor der ersten Beschichtung oder zwischen der ersten Beschichtung und der zweiten Beschichtung und dritten und nachfolgenden Beschichtung auszuschließen.
Die Verbindungen mit einer Schmierfähigkeit und mit einer C6 oder höheren Alkylgruppe können als die ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten verwendet werden, wodurch die Oberflächen der magnetischen Teilchen weniger durch die Bewegungsscherung zur Zeit der Oberflächenbehandlung beeinträchtigt werden können und die ultrafeinen Teilchen, die auf die Oberflächen der magnetischen Teilchen umbeweglich eingestellt wurden, können hergestellt werden, um weniger während der Agitation abzugehen. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, Beschichtungsmittel mit einer Alkylgruppe mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen zu verwenden, welche eine Schmierfähigkeit besitzen. Dies ist insbesondere bemerkenswert effektiv, wo die vorstehende Verbindung als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel verwendet wird. Wenn zudem die Verbindung als das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel verwendet wird, ist der Effekt der Schmierfähigkeit erhältlich, und somit können magnetischen Teilchen zum Aufladen, die zur Bildung von scharfen Vollfarbbildern beitragen, hergestellt werden.
Zum Zweck einer weiter gleichförmigen Oberflächenbeschichtung können die Oberflächenbeschichtungsmittel jeweils in einem Lösungsmittel dispergiert oder aufgelöst werden, gefolgt von Entfernung des Lösungsmittels, um die magnetischen Teilchen zum Aufladen zu erhalten. Insbesondere, wenn das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel beschichtet wird, ist es für das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel bevorzugt, beschichtet zu werden, nachdem dieses in einem Lösungsmittel dispergiert oder aufgelöst worden ist, in welchem das erste Oberflächenbeschichtungsmittel unlöslich ist. Dies beruht darauf, dass, wenn ein Lösungsmittel, in welchem das erste Oberflächenbeschichtungsmittel löslich ist, verwendet wird, wenn das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel beschichtet wird, dieses Lösungsmittel das erste Oberflächenbeschichtungsmittel, das bereits die ultrafeinen Teilchen umbeweglich eingestellt hat, attackieren kann und mehr ultrafeine Teilchen abgehen.
Die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten können zudem vorzugsweise bei einer Temperatur gehärtet werden, die höher als die Temperatur ist, bei welcher die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten gehärtet werden, wo die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten bei einer Temperatur gehärtet werden, die höher als die Härtungstemperatur für die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten ist, werden die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten bei einer Temperatur gebildet, die niedriger als bei den ersten Oberflächenbeschichtungsschichten ist. Somit kann verhindert werden, dass die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten thermisch dinaturiert werden, wenn die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten gebildet werden. Zudem kann verhindert werden, dass Komponenten der ersten Oberflächenbeschichtungsschichten nicht gleichförmig auf die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten wirken. Folglich können die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten und die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten mit einer guten Reproduzierbarkeit hergestellt werden, und somit kann der Effekt der vorliegenden Erfindung gut gezeigt werden.
Das bildbildende Gerät, das die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung verwendet, wird nachstehend beschrieben werden.
Das bildbildende Gerät der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist:
Ein bildtragendes Element, auf welchem ein elektrostatisches latentes Bild gebildet wird;
eine Aufladungseinrichtung zum elektrostatischen Aufladen des bildtragenden Elementes, in dem ein Aufladungselement in Kontakt mit dem bildtragenden Element gebracht wird;
wobei das Aufladungselement ein Magnetelement mit einem Leiter, auf welchen eine Spannung angelegt wird, und die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung, welche auf dem Magnetelement durch die Wirkung von Magnetismus gehalten werden, umfasst;
eine Belichtungseinrichtung zum Belichten der Oberfläche des bildtragenden Elementes, das durch die Aufladungseinrichtung aufgeladen wird, um ein elektrostatisches latentes Bild auszubilden;
eine Entwicklungseinrichtung zum Sichtbarmachen des elektrostatischen latenten Bildes, das sichtbar durch Verwendung eines Toners gebildet wird; und
eine Transfereinrichtung zum Übertragen eines Tonerbildes, das durch Sichtbarmachen des elektrostatischen latenten Bildes gebildet wurde.
2 zeigt schematisch ein Beispiel für das bildbildende Gerät der vorliegenden Erfindung. Das bildbildende Gerät, das in 2 gezeigt wird, umfasst:
Ein bildtragendes Element 205,
eine Magnetbürstenaufladungseinrichtung 202, die in Kontakt mit dem bildtragenden Element 205 angeordnet ist und das bildtragende Element 205 durch Anlegung einer Spannung elektrostatisch aufladen kann,
eine Belichtungseinrichtung 206 zum Ausbilden eines elektrostatischen latenten Bildes auf dem bildtragenden Element 205,
eine Entwicklungseinrichtung 208, die in Kontakt mit oder in Nachbarschaft zu dem bildtragenden Element 205 angeordnet ist, und das elektrostatische latentes Bild entwickeln kann, um ein Tonerbild auszubilden und zudem einen restlichen Transfertoner, der auf dem bildtragenden Element 205 verbleibt, sammeln kann,
eine Transfereinrichtung 220 zum Übertragen des Tonerbildes auf ein Transfermedium 213, und
eine Fixiereinrichtung 201 zum Fixieren des auf das Transfermedium 213 übertragenen Tonerbildes auf dem Transfermedium 213.
Die Aufladungseinrichtung 202 besitzt eine leitende Hülse 204 (die einem Magnetelement entspricht), die intern mit einem Magneten als ein Halteelement bereitgestellt ist, und magnetische Teilchen zum Aufladen, 203, der vorliegenden Erfindung, als das Aufladungselement, das auf der leitenden Hülse 204 durch die Wirkung von Magnetismus getragen wird.
In der Aufladungseinrichtung 202 in dem bildgebenden Gerät der vorliegenden Erfindung kann Einspritzaufladen vorzugsweise verwendet werden. Wenn das Einspritzaufladen verwendet wird, kann das bildtragende Element 205 vorzugsweise so zusammengesetzt sein, dass dieses ein zylindrisch leitendes Substrat, eine lichtempfindliche Schicht, welche die Oberfläche des Substrats bedeckt, und eine Aufladungseinspritzschicht, die auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht gebildet ist, besitzt. Ein derartiger Aufbau ermöglicht das Erreichen eines Aufladungspotentials von 80% oder mehr, und ferner 90% oder mehr, in Hinblick auf die angelegte Spannung. Somit kann ein ozonfreieres Aufladungsverfahren für das Aufladungsverfahren, das durch das Paschensche Gesetz interpretiert wird, verwirklicht werden. In diesem Fall kann, wenn das bildtragende Element 205 diese Aufladungseinspritzschicht an einer Position besitzt, die von dem leitenden Substrat am Entferntesten ist, das Potential von 90% oder mehr der angelegten Spannung auf dem bildtragenden Element durch DC-Aufladung ausgebildet werden.
Damit diese Aufladungseinspritzschicht eine ausreichende Aufladungsleistung besitzt und zudem Bedingungen zum Verursachen von keinen verschmierten Bildern erfüllt, kann diese vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand in dem Bereich von 1 × 10⁸ bis 1 × 10¹⁵ Ω·cm besitzen. Vom Standpunkt der Verhinderung von verschmierten Bildern kann diese Schicht vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10¹⁰ bis 1 × 10¹⁵ Ω·cm besitzen, und wenn man Umweltvariationen berücksichtigt, zudem weiter bevorzugt von 1 × 10¹² bis 1 × 10¹⁵ Ω·cm. Wenn die Aufladungseinspritzschicht einen spezifischen Volumenwiderstand besitzt, der kleiner als die untere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, kann das bildtragende Element das elektrostatische latente Bild nicht tragen oder halten, und kann verschmierte Bilder verursachen, insbesondere in einer Hochtemperatur-/Hochfeuchtigkeitsumgebung. Wenn dieses andererseits einen spezifischen Volumenwiderstand besitzt, der größer als die obere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, kann das bildtragende Element 205 nicht ausreichend elektrische Ladungen aus der Aufladungseinrichtung 202 empfangen, um fehlerhaftes Aufladen zu verursachen.
In der Aufladungseinrichtung und dem bildgebenden Gerät der vorliegenden Erfindung ist es zudem bevorzugt, eine oszillierende Spannung als die Spannung, die auf die Aufladungseinrichtung 202 angelegt wird, anzulegen. Die Anlegung einer oszillierenden Spannung ermöglicht die Leistung eines stabilen Aufladens gegen irgendeine externe Unordnung von z.B. der mechanischen Präzision. In dem Einspritzaufladen bewirkt die Anlegung einer oszillierenden Spannung den vorstehend angegebenen Vorteil, aber bewirkt andererseits eine Begrenzung der oszillierenden Spannung, die angelegt wird, wobei diese vorzugsweise mit einer Frequenz von ungefähr 100 Hz bis 10 kHz und einer Peak-zu-Peak-Spannung von 1000 V oder darunter angelegt werden kann. Dies beruht darauf, dass bei dem Einspritzaufladen das Potential des bildtragenden Elementes 205 der angelegten Spannung folgt, und somit das Potential des bildtragenden Elementes 205 abfallen kann, wenn die Peak-zu-Peak-Spannung zu hoch ist, um Nebel oder reversen Nebel zu verursachen. Die oszillierende Spannung kann zudem effektiv sein, wenn bei einer Peak-zu-Peak-Spannung von 100 V oder darüber angelegt, und vorzugsweise 300 V oder darüber. Als dessen Wellenform kann eine siniuine Welle, eine rechteckige Welle und eine Sägezahnwelle verwendet werden.
Die Aufladungseinspritzschicht, die auf der obersten Schicht des bildtragenden Elementes 205 gebildet wird, kann aus einem Material zusammengesetzt sein, das hergestellt wurde, um eine mittleren spezifischen Widerstand zu besitzen, indem in ein isolierendes Bindemittelharz lichttransmittierende und leitende Teilchen in einer zweckmäßigen Menge dispergiert wurden. Es ist zudem effektiv, eine anorganische Schicht mit dem vorstehenden spezifischen Widerstand auszubilden. Eine derartige funktionelle Oberflächenschicht, die als eine Ladungseinspritzschicht bereitgestellt wurde, besitzt die Funktion, um elektrische Ladungen so zu halten, die durch die Aufladungseinrichtung 202 initiiert wurden, und besitzt ferner die Funktion, um die elektrischen Ladungen zu dem leitenden Substrat zur Zeit der Belichtung entkommen zu lassen, um restliches Potential zu verringern.
Hier wird der spezifische Volumenwiderstand der Ladungseinspritzschicht auf die folgende Weise gemessen. Eine Aufladungseinspritzschicht wird auf einem Polyethylenterephtalat (PET) zu Film ausgebildet, auf dessen Oberfläche ein leitender Film durch Vakuumabscheidung gebildet worden ist. Dieser wird in ein Messinstrument für spezifischen Volumenwiderstand (4140B pAMATER, hergestellt von Hewlett Packard Co.) gestellt und eine Spannung von 100 V wird in einer Umgebung mit einer Temperatur von 23°C und einer Feuchtigkeit von 65% angelegt, um eine Messung durchzuführen.
Die leitenden Teilchen, die in dem Bindemittelharz dispergiert werden, können einen Teilchendurchmesser von 0,3 μm oder weniger vom Gesichtspunkt der Lichttransmissionseigenschaften besitzen, und insbesondere bevorzugt von 0,1 μm oder weniger.
Sie können zudem in einer Menge von 2 bis 250 Gewichtsteilen, und weiter bevorzugt von 2 bis 190 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes dispergiert werden. Wenn die leitenden Teilchen in einer Menge dispergiert werden, die kleiner als die untere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, kann ein bevorzugter spezifischer Volumenwiderstand mit Schwierigkeit erreicht werden. Wenn diese andererseits in einer Menge dispergiert werden, die höher als die obere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, kann die Ladungseinspritzschicht eine niedrige Filmfestigkeit besitzen, um dazu zu tendieren, abradiert zu werden. Die magnetischen Teilchen zum Aufladen können vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,1 bis 10 μm und insbesondere bevorzugt von 1 bis 7 μm besitzen.
Die Ladungseinspritzschicht kann zudem vorzugsweise mit einem Schmiermittelpulver eingebaut werden. Als erwartete Effekte kann aufgezählt werden, dass die Reibung zwischen dem bildtragenden Element 205 und der Aufladungseinrichtung 202 zur Zeit des Aufladens verringert wird und der Walzenspalt, der bei dem Aufladen teilnimmt, verbreitert wird, um eine Verbesserung der Aufladungseigenschaften zu bewirken. Zudem kann die Oberfläche des bildtragendes Elementes 205 in Bezug auf die Freisetzbarkeit verbessert werden, und somit können die magnetischen Teilchen zum Aufladen weniger daran anhaften. Als das Schmiermittelpulver kann vorzugsweise Fluorharz, Silikonharz oder Polyolefinharz verwendet werden, da diese eine niedrige kritische Oberflächenspannung besitzen. Insbesondere bevorzugt ist Polytetrafluorethylenharz. In diesem Fall kann das Schmiermittelpulver vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 50 Gewichtsteilen, und weiter bevorzugt von 5 bis 40 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes zugegeben werden. Wenn das Schmiermittelpulver in einer Menge zugegeben wird, die geringer als die untere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, ist das Schmiermittelpulver in einer so unzureichenden Menge, dass die Aufladungsleistung für das bildtragende Element 205 nicht gut effektiv verbessert werden kann, und somit vom Standpunkt eines reinigungsmittelfreien Geräts, der restliche Transfertoner dazu tendiert, sich zu vergrößern. Wenn dieses in einer Menge zugegeben wird, die höher als die obere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, tendiert die Bildauflösungskraft und die Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht dazu, sich herabzusetzen.
In dem Fall, wenn die Oberflächenschicht mit der anorganischen Schicht als die Ladungseinspritzschicht bedeckt wird, kann dessen darunter liegende lichtempfindliche Schicht vorzugsweise aus amorphen Silizium hergestellt werden, wo eine blockierende Schicht, die lichtempfindliche Schicht und die Ladungseinspritzschicht vorzugsweise aufeinander folgend auf dem leitenden Substrat durch Glühentladen oder dergleichen gebildet werden kann.
Als Materialien für die lichtempfindliche Schicht können herkömmlicherweise bekannte Materialien verwendet werden. Zum Beispiel können als organische Materialien diese Phthalocyaninpigmente und Azopigmente einschließen. Eine Zwischenschicht kann zudem zwischen einer Oberflächenschutzschicht (wie etwa die Ladungseinspritzschicht) und der lichtempfindlichen Schicht bereitgestellt werden. Eine derartige Zwischenschicht zielt auf eine Verbesserung der Adhäsion zwischen der Schutzschicht und der lichtempfindlichen Schicht oder dessen Funktion als eine elektrische Ladungsbarriereschicht ab. Als die Zwischenschicht sind z.B. herkömmliche verfügbare Harzmaterialien verwendbar, wie etwa Epoxidharze, Polyesterharze, Polyamidharze, Polystyrolharze, Akrylharze und Silikonharze.
Als Materialien für das leitende Substrat des bildtragenden Elementes 205 sind Aluminium, Nickel und rostfreier Stahl genauso wie Kunststoff oder Glas mit einem Metall oder leitenden Film und Papier, das leitend gemacht wurde, verwendbar.
In dem bildtragenden Gerät der vorliegenden Erfindung kann die auf das bildtragende Element angelegte Spannung eine DC-Spannung sein, auf welcher die oszillierende Spannung überlagert worden ist. In einem derartigen Fall kann ein oszillierendes Geräusch, das durch oszillierende elektrische Felder verursacht wird, verringert werden. Dies beruht vermutlich auf der Tatsache, dass das Streuen der Gestalt der magnetischen Teilchen zum Aufladen die Oszillation absorbiert. Zudem kann dies weiter effektiv sein, wenn das leitende Substrat des bildtragenden Elementes eine Dicke von 0,5 bis 3,0 mm besitzt. Wenn dieses leitende Substrat eine Dicke besitzt, die kleiner als die untere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, kann dieses eine schlechte Dimensionsstabilität besitzen. Wenn dieses andererseits eine Dicke besitzt, die größer als die Obergrenze des vorstehenden Bereichs ist, können Kostennachteile, wie beispielhaft durch eine Zunahme des Drehmoments und höherer Materialkosten in unerwünschter Weise resultieren. Es gibt einen bevorzugten Bereich im Hinblick auf die triboelektrische Aufladbarkeit zwischen dem verwendeten Tone und den magnetischen Teilchen zum Aufladen 203 der Aufladungseinrichtung 202. Wenn der Toner in einem Verhältnis von 7, basierend auf 100 der magnetischen Teilchen zum Aufladen verwendet wird, kann der gemessene triboelektrische Wert des Toners, welcher das gleiche Vorzeichen wie die Ladungspolarität des bildtragenden Elementes 205 besitzt, einen absoluten Wert von 1 bis 90 mC/kg, vorzugsweise von 5 bis 80 mC/kg, du weiter bevorzugt von 10 bis 40 mC/kg besitzen. Solange wie der absolute Wert des triboelektrischen Wertes innerhalb des vorstehenden Bereichs ist, kann der Toner gut aufgenommen und ausgestoßen werden und das bildtragende Element 205 kann mit einer guten Leistung aufgeladen werden.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Messen des vorstehenden Wertes ist wie folgt: Zunächst wird in einer Umgebung mit eine Temperatur von 23°C und einer relativen Feuchtigkeit von 60% eine durch Zugeben von 200 mg Toner zu 40 g magnetischen Teilchen zum Aufladen als Ziel der Messung hergestellte Mischung in eine Polyethylenflasche mit einem Volumen von 50 bis 100 ml gefüllt, und diese wird manuell 150 mal geschüttelt. Die Mischung des Toners und der magnetischen Teilchen zum Aufladen wird in einer Aufladungseinrichtung 202 als die magnetischen Teilchen zum Aufladen gefüllt. Als nächstes wird eine Metalltrommel mit den gleichen Dimensionen wie das bildtragende Element 205, das verwendet wird, in das bildgebende Gerät gestellt, und eine DC-Bias mit der gleichen Polarität wie die Ladungspolarität des Toners wird auf die Aufladungszone angelegt, wo die Metalltrommel unter Bedingungen angetrieben wird, die eingestellt werden, wenn das bildtragende Element aufgeladen wird. Die Aufladungsmenge des Toners, der hier aus der Aufladungseinrichtung 202 auf die Metalltrommel bewegt wird, wird gemessen.
In dem bildtragenden Gerät der vorliegenden Erfindung kann dieses, in dem Fall, wenn die Magnetbürste als das Aufladungselement, das in Kontakt mit dem bildtragenden Element 205 kommt, verwendet wird, aus einer Magnetwalze oder einer leitenden Hülse mit einer internen Magnetwalze zusammengesetzt sein, die als ein Element (magnetisches Element) zum Halten der magnetischen Teilchen zum Aufladen dienen, auf der Oberfläche von welcher die magnetischen Teilchen zum Aufladen gleichförmig beschichtet worden sind. Ein derartiges Element kann verwendet werden, insbesondere eine leitende Hülse mit einer Magnetwalze und auf dessen Oberfläche die magnetischen Teilchen zum Aufladen gleichförmig beschichtet worden sind, kann vorzugsweise verwendet werden.
Das Halteelement für die magnetischen Teilchen zum Aufladen (eine leitende Hülse 204, welche ein Leiter ist, die das magnetische Element besitzt) und das bildtragende Element 205 kann bei einem benachbarten Spalt von 0,3 bis 2,0 mm aufgestellt werden. Wenn dieser Spalt kleiner als die untere Grenze dieses Bereichs ist, kann ein Leckstrom zwischen dem leitenden Teil des Elementes für haltene magnetische Teilchen zum Aufladen und dem bildtragenden Element 205 abhängig von angelegten Spannungen auftreten, um dieses bildtragende Element 205 zu beschädigen.
Die Aufladungsmagnetbürste kann in entweder Vorwärts- oder Rückwärtsbewegungsrichtungen in Hinblick auf die Bewegungsrichtung des bildtragenden Elementes 205 an dem Kontaktteil zwischen diesen bereitgestellt werden. Vom Gesichtspunkt der Art, welcher der restliche Transfertoner aufgenommen wird, kann dieser sich vorzugsweise in der Rückwärtsrichtung bewegen.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 203, die auf dem Halterungselement 204 für magnetische Teilchen zum Aufladen gehalten werden, können vorzugsweise in einer Menge von 50 bis 500 mg/cm² sein, und weiter bevorzugt von 100 bis 300 mg/cm², wo eine stabile Aufladungsleistung erreicht werden kann.
Wie in 2 gezeigt können die magnetischen Teilchen zum Aufladen 203 im Überschuss in der Aufladungseinrichtung 202 erhalten werden, um so zirkuliert zu werden.
Als die bildweise Belichtungseinrichtung können bekannte Einrichtungen, wie etwa ein Laser oder ein LED, verwendet werden.
In dem bildbildenden Gerät der vorliegenden Erfindung kann zudem ein Schritt, der in dem reinigungsfreien Bildbildungsverfahren bevorzugt ist, hinzugefügt werden. In dem bildbildenen Gerät der vorliegenden Erfindung kann ein Potentialsteuerungselement zum Steuern des Potentials des bildtragenden Elementes nach dem Schritt des Transfers und vor dem Schritt des Aufladens bereitgestellt werden. Dies bewirkt eine weitere Verbesserung der Stabilität als ein bildbildendes Gerät.
Als das Potentialsteuerungselement sind ein Element zum Steuern des Oberflächenpotentials des lichtempfindlichen Elementes (bildtragenden Elementes) durch imitieren von Licht, eine leitende Walze, Klinge oder Filzbürste, die in Kontakt oder Nachbarschaft zu dem lichtempfindlichen Element bereitgestellt werden, verwendbar. Insbesondere kann die Walze oder Filzbürste vorzugsweise verwendet werden. Wenn zudem das Potential des bildtragenden Elementes gesteuert wird, indem eine Spannung auf ein derartiges Potentialsteuerungselement angelegt wird, kann das Potentialsteuerungselement vorzugsweise gesteuert werden, um eine Polarität zu besitzen, die revers zu derjenigen in dem Schritt des Aufladens des bildtragenden Elementes ist. Dies ist, weil das Potential dieses bildtragenden Elementes auf ein niedrigeres Potential vor dem Schritt des Aufladens des bildtragenden Elementes gleichförmig gemacht werden sollte, sodass die Geschichte von Bildern, die zuvor gebildet wurden, gelöscht wird, um eine Aufladungsgleichförmigkeit zu erleichtern.
Die Entwicklungseinrichtung 208 benötigt keine besondere Auswahl. In dem Fall des bildbildenden Geräts ohne Reinigungseinrichtung (das reinigungsmittelfreie bildbildende Gerät), ist eine reverse Entwicklung bevorzugt. Zudem kann, wie in 2 gezeigt, die Entwicklungseinrichtung vorzugsweise derart aufgebaut werden, dass ein Entwicklungsmittel 211 in Kontakt mit dem bildtragenden Element 205 kommt. Zum Beispiel sind eine Kontaktzweikomponentenentwicklung und Kontakteinkomponentenentwicklung bevorzugte Entwicklungsverfahren. Dies ist, da, wo die Entwicklungsvorrichtung 211 und der restliche Transfertoner in Kontakt mit dem bildtragenden Element 205 kommen eine elektrostatische Reibungskraft angelegt wird und der restliche Transfertoner effektiv in der Entwicklungseinrichtung 208 eingesammelt werden kann. Bezüglich eines Bias, das an die Entwicklungseinrichtung 208 angelegt wird, kann dessen DC-Komponente vorzugsweise zwischen dem Potential von schwarzen Druckzeichenflächen (bildweise belichteten Flächen) und demjenigen von weißen Hintergrundflächen stehen. Bezugszeichen 207 bezeichnet ein entwicklungsmitteltragendes Element; und 209 und 210 bewegende Schrauben.
Die Transfereinrichtung 216 kann zudem beliebige bekannte Einrichtungen, eine Walze oder einen Gürtel, verwenden. In 2 wird eine Transfereinrichtung 216, die Verbindung von einer Transferwalze 214 macht, gezeigt. Bezugszeichen 212 zeichnet eine Papierauslieferungsschiene; und 215 einen Papierauslieferungsgürtel.
Wenn der restliche Transfertoner ferner von der Aufladungseinrichtung 202, in welcher dieser gesammelt worden ist, zu der Entwicklungseinrichtung 208 über die Oberfläche des bildtragenden Elementes 205 transportiert worden ist, um so gesammelt und wieder verwendet zu werden, kann dies sogar ohne Änderung des Aufladungsbias des bildtragenden Elementes 205 geschehen. Bei der praktischen Verwendung kann jedoch irgendein überschüssiger Toner sich in einer Aufladungseinheit vermischen, wenn z.B. das System mit Transferpapier oder Bildern mit einem hohen Flächenprozentsatz an Bildern kontinuierlich gebildet werden. In einem derartigen Fall kann, während des Betriebs der Bildbildung die Zeiteinstellung, für welche irgendein Bild nicht auf dem bildtragenden Element 205 gebildet wird, verwendet werden, um den Toner aus der Aufladungseinheit zu der Entwicklungseinheit zu bewegen. Eine derartige Nichtbildbildungszeit ist z.B. die Vorwärtsrotationszeit, Rückwärtsrotationszeit und die Transferpapierzuführungsintervalle. In einem derartigen Fall ist es zudem bevorzugt, die Aufladungsbias auf diejenige zu ändern, die den Toner leicht aus der Aufladungseinrichtung 202 zu dem bildtragenden Element 205 beweglich machen kann. Als das Bias, das den Toner aus der Aufladungseinrichtung 202 beweglich machen kann, kann die Peak-zu-Peak-Spannung der AC-Komponente ein wenig niedriger eingestellt werden oder eine DC-Komponente kann verwendet werden. Alternativ kann ein Verfahren verwendet werden, in welchem die Peak-zu-Peak-Spannung gleich eingestellt wird und die Wellenform geändert wird, um den effektiven AC-Wert herabzusetzen.
Zusätzlich kann in der vorliegenden Erfindung, wenn man von der Lebensdauer der Aufladungseinrichtung 202 und der Verwendung einer nicht-magnetischen Hülse 204, die intern mit einem Magneten ausgestattet ist, berücksichtigt, das Gerät vorzugsweise so aufgebaut sein, dass der Toner ferner zugegeben werden kann, wegen eines Bedarfs hinsichtlich der Kosten. In einem derartigen Fall kann, wie auch die magnetischen Teilchen zum Aufladen, das Gerät vorzugsweise so aufgebaut sein, dass diese an der Aufladungszone in einer Menge vorhanden sind, die größer als die notwendige minimale Menge sind, sodass deren Lebensdauer verlängert werden kann, wenn Zirkulieren verwendet.
Als eine Einrichtung für eine derartige Zirkulierung ist es bevorzugt, magnetische Teilchen mechanisch zu bewegen, oder magnetische Pole aufzustellen, die eine Zirkulierung von magnetischen Teilchen ermöglichen können, oder ein Element bereitzustellen, das magnetische Teilchen beweglich machen kann. Zum Beispiel können die Einrichtungen so aufgebaut werden, dass ein Bewegungsschraubenelement oder ein Abstoßungspol auf der Rückseite der Magnetbürste bereitgestellt wird, sodass magnetische Teilchen wiederum beschichtet werden können, während sie abgenommen werden, oder mit einem Drosselelement bereitgestellt werden können, das den Strom der magnetischen Teilchen stören kann.
In der vorliegenden Erfindung können das bildtragende Element, die Aufladungseinrichtung, und zudem gegebenenfalls die Entwicklungseinrichtung und die Reinigungseinrichtung als eine Einheit unterstützt werden, um so eine Prozesskassette (217 in 2) aufzustellen, die abnehmbar auf einen Hauptkörper des bildbildenden Geräts montierbar ist. Zudem kann die Entwicklungseinrichtung als eine Kassette (218 in 2) aufgestellt werden, die von der Kassette mit dem bildtragenden Element separat ist.
Als Beispiele für ein Vollfarbbild bildendes Gerät, in welchem die magnetischen Teilchen zum Aufladen vorzugsweise verwendbar sind, können die folgenden Ausführungsformen angegeben werden.
Was zunächst angegeben werden kann, ist ein Gerät mit einer Mehrzahl von Einheiten, in jeder von welchen ein bildtragendes Element eine Entwicklungseinrichtung besitzt. 3 zeigt ein Beispiel hierfür. In 3 sind Einheiten, die jeweils aus einer Transferbiasanlegungseinrichtung 30A, einem bildtragenden Element (lichtempfindliches Element) 31A, einer Aufladungseinrichtung (primäre Aufladungseinheit), die Verwendung von den magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung macht, eine Entwicklungseinrichtung 33a, eine Transferklinge 34a, ein Tonertrichter 35a, eine Auffüllwalze 36A und eine Belichtungseinrichtung 37A, Toner zu Toner mit jeweiligen Farben angeordnet. In 3 bezeichnen Bezugszeichen Pa, Pb, Pc und Pd Einheiten zum Ausbilden von Bildern durch die Verwendung von jeweils gelbfarbigen, magentafarbigen, cyanfarbigen und schwarzen Tonern. Zudem bezeichnet Bezugszeichen 301 eine Gürtelnachfolgewalze; 302 einen Gürtelladungseliminator; 303 eine Widerstandswalze; 304 eine Papierzuführungswalze; 305 ein Übertragungsmediumtragetransportelement; 306 eine Transfergürtelreinigungseinrichtung; 307 eine Antriebswalze; 308 eine Papierseparierungsaufladungseinheit; 309 eine Fixiereinheit; 310 ein Netz; 311 eine Temperaturbestimmungseinrichtung; 312 und 313 Aufheizeinrichtungen; 314 eine Fixierwalze; und 315 eine Druckwalze; welche diejenigen sind, die gewöhnlich in herkömmlichen Bildbildungsgeräten verwendet werden. Im Übrigen bezeichnen in 3 Buchstabensymbole a und e Rotationsrichtungen.
Was als nächstes angegeben werden kann, ist ein Gerät, das so aufgebaut ist, dass ein bildtragendes Element mit einer Mehrzahl von Entwicklungseinrichtungen bereitgestellt wird, die aufeinander folgend angeordnet sind, entsprechend den Arten von Farbtonern, die verwendet werden, oder mit einem derartigen beweglichen Aufbau, dass Entwicklung unter Verwendung von einer Mehrzahl von Entwicklungseinheiten auf diesem bildtragenden Element hergestellt werden kann. 4 und 5 zeigen Beispiele.
In 4 bezeichnet Bezugszeichen 401 Belichtungslicht; und 402 eine Aufladungseinrichtung (primäre Aufladungseinheit), die Verwendung der magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung macht. Zudem bezeichnet Bezugszeichen 403 eine Entwicklungseinrichtung, die aus Entwicklungseinheiten 403a bis 403d zum Herstellen einer Entwicklung unter Verwendung von gelb-, cyan-, magenta- und schwarzfarbigen Tonern zusammengesetzt ist. Ferner bezeichnet Bezugszeichen 404 eine Fixiereinheit; 405 ein lichtempfindliches Element; 406 eine Reinigungseinheit für das lichtempfindliche Element; 407 ein Transferelement; 408 eine Transfermediumtransporteinrichtung; 409 eine Transfereinrichtung; 410 eine Widerstandswalze; 411 eine Aufnahmewalze; und 412 eine Transfermediumkassette.
In 5 bezeichnet Bezugszeichen 501 eine Entwicklungsaufbaueinheit, die aus Entwicklungseinheiten 501a bis 501d zur Entwicklung unter Verwendung von gelb-, cyan-, magenta- und schwarzfarbigen Toner aufgebaut sind, die verwendet werden, um Vollfarbbilder auszubilden.
Bezugszeichen 401 bis 412 bezeichnen die gleichen wie diejenigen in 4.
In der vorliegenden Erfindung können in dem in der Entwicklungseinrichtung verwendeten Toner Tonerteilchen, die entweder durch ein Pulverisierungsverfahren oder ein Polymerisationsverfahren hergestellt wurden, verwendet werden. Tonerteilchen, die durch Polymerisation, insbesondere Suspensionspolymerisation hergestellt wurden, können vorzugsweise verwendet werden. Keimpolymerisation, welche Monomere ferner auf Polymerteilchen, die einmal erhalten wurden, adsorbiert werden und danach ein Polymerisationsinitiator zugegeben wird, um Polymerisation auszuführen, können zudem vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Bei der Herstellung von Tonerteilchen durch Pulverisation werden Zusammensetzungsmaterialien, wie einem Bindemittelharz, ein Farbstoff und ein Ladungssteuerungsmittel gründlich unter Verwendung einer Kugelmühle oder einer anderen Mischmaschine vermischt, und die erhaltene Mischung wird gut unter Verwendung einer Wärmeknetmaschine, wie etwa einer Erhitzungswalze, einer Kentvorrichtung oder einem Extruder schmelzgeknetet. Das geknetete Produkt, das erhalten wurde, wird abgekühlt, um zu verfestigen, gefolgt von mechanischer Pulverisation und Einteilung, um Tonerteilchen zu erhalten. Weiter bevorzugt werden Tonerteilchen, die einer sphärischen Behandlung unterzogen wurden, indem eine Heißluftbehandlung oder mechanischer Stoß nach der Einteilung angewendet wurde.
Als Arten von bei der Herstellung der Tonerteilchen durch Pulverisation verwendeten Bindemittelharz sind verwendbare Bindemittelharze z.B. Homopolymere vom Styrol oder deren Derivate, wie etwa Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol und Polyvinyltoluol; Styrol-Copolymere, wie etwa Styrol-p-chlorstyrol-Copolymer, Styrol-vinyltoluol-Copolymer, Styrol-vinylnaphthalen-Copolymer, Styrol-acrylat-Copolymer, Styrol-methacrylat Copolymer, Styrol-methyl-α-chlormethacrylat-Copolymer, Styrol-acrylnitril-Copolymer, Styrol-methylvinylether-Copolymer, Styrol-ethylvinylether-Copolymer, Styrol-methylvinylketon-Copolymer, Styrolbutadien-Copolymer, Styrol-isopren-Copolymer und Styrolacrylnitril-inden-Copolymer; Polyvinylchlorid, Phenolharze, Naturharz modifizierte Phenolharze, Naturharz modifizierte Maleinsäureharze, Acrylharze, Methacrylharze, Polyvinylacetat, Silikonharze, Polyesterharze, Polyurethan, Polyamidharze, Furanharze, Epoxidharze, Xylolharze, Polyvinylbutyral, Terpenharze, Cumaronindenharze, und Petroleumharze. Vernetzte Styrolharze sind auch bevorzugte Bindemittelharze.
Wenn die Suspensionspolymerisation zum Herstellen von Tonerteilchen verwendet wird, können die Tonerteilchen im Einzelnen durch ein Herstellungsverfahren, wie nachstehend beschrieben, hergestellt werden. Eine Monomerzusammensetzung, die hergestellt wurde, indem in ein polymerisierbares Monomer ein wenig weich machendes Substanzfreisetzungsmittel ein Farbstoff, ein Ladungssteuerungsmittel, ein Polymerisationsinitiator und andere Zusatzstoffe zugegeben wurden, und diese mittels einer Homogenisiervorrichtung oder einer Ultraschalldispersionsmaschine gleichförmig aufgelöst oder dispergiert wurden, wird in einem wässrigen Medium, das ein Dispergiermittel enthält, dispergiert, mittels einer herkömmlichen Rührvorrichtung oder einem Rührgerät, wie etwa einem Homomischgerät oder einer Homogenisiervorrichtung. Die Granulierung wird vorzugsweise ausgeführt, während die Rührgeschwindigkeit und Zeit derart gesteuert wird, dass Tröpfchen, die aus der Monomerzusammensetzung gebildet wurden, die gewünschte Tonerteilchengröße aufweisen können. Nach der Granulierung kann Rühren in einem derartigen Ausmaß ausgeführt werden, dass der Zustand von Teilchen beibehalten wird und die Teilchen durch die Wirkung des Dispergiermittels daran gehindert werden können, sich abzusetzen. Die Polymerisation kann bei einer Polymerisationstemperatur ausgeführt werden, die bei 40°C oder darüber eingestellt wurde, gewöhnlich von 50 bis 90°C. Bei der letzteren Hälfte der Polymerisation kann die Temperatur erhöht werden, und zudem kann das wässrige Medium teilweise bei der letzteren Hälfte der Polymerisation kann die Temperatur erhöht werden, und zudem kann das wässrige Medium teilweise bei der letzteren Hälfte der Reaktion oder nachdem die Reaktion vervollständigt worden ist, um nicht umgesetzte polymerisierbare Monomere, Nebenprodukte usw. zu entfernen. Nachdem die Reaktion vervollständigt worden ist, werden die gebildeten Tonerteilchen durch Waschen und Filtration, gefolgt von Trocknen, gesammelt. Bei der Supensionspolymerisation kann Wasser vorzugsweise als das Dispersionsmedium gewöhnlich in einer Menge von 300 bis 3000 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen der Monomerzusammensetzung verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung können Tonerteilchen mit einer Kern-/Schalenstruktur, wobei eine weichmachende Substanz mit einem Schalenharz bedeckt wird, vorzugsweise verwendet werden. Dies ist, da die Kern-/Schalenstruktur wirken kann, um Antiblockiereigenschaften dem Toner zu verleihen, ohne dessen Fixierleistung zu beschädigen, und, verglichen, mit Polymerisationstonerteilchen, die als Bulk gebildet wurden, die keine Kerne besitzen, können irgendwelche restlichen Monomere mit Leichtigkeit in dem Schritt der Nachbehandlung nach dem Schritt der Polymerisation entfernt werden.
Die Tonerteilchen mit einer derartigen Kern-/Schalenstruktur können erhalten werden, indem die Polarität der Materialien in dem wässrigen Medium auf eine derartige Weise eingestellt wird, dass die Polarität der weichmachenden Substanz kleiner ist als diejenige des Hauptmonomers. In Einzelnen angegeben, sind als die weichmachende Substanz Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs, Polyolefinwachs, Fischer-Tropsch-Wachs, Carnaubawachs, Amidwachse, Alkohole, höhere Fettsäuren, Säureamidwachse, Esterwachse, Ketone, gehärtetes Castoröl, pflanzliche Sorten, tierische Sorten, mineralische Sorten, Petrolat, und Derivate von diesen oder aufgepfropfte oder blockierte Verbindungen von diesen verwendbar.
Die weichmachende Substanz kann vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 30 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gewicht der Tonerteilchen, zugegeben werden. Wenn dieses in einer Menge zugegeben wird, die weniger als 5 Gewichtsprozent ist, kann eine Last angelegt werden, wenn die restlichen Monomere entfernt werden, wie vorstehend beschrieben. Wenn andererseits diese mehr als 30 Gewichtsprozent beträgt, tendieren die Tonerteilchen dazu, zur Zeit der Granulation zu Coaleszieren, wenn durch Polymerisation hergestellt, und diejenigen mit einer Breitenteilchengrößenverteilung tendieren dazu, gebildet zu werden, welche für die vorliegende Erfindung ungeeignet sind.
Das Harz, das verwendet wird, um die Schale auszubilden, kann vorzugsweise sein: Ein Styrol-acrylat- oder Methacrylat-Copolymer, ein Polyesterharz, ein Epoxidharz oder ein Styrol-butadien-Copolymer. Als Monomere zum Erhalten von styrolartigen Copolymeren, können nachstehend aufgelistete Monomere vorzugsweise verwendet werden. Vorzugsweise verwendbar sind Styrol; styrolartige Monomere, wie etwa o-, m- oder p-Methylstyrol, und m- oder p-Ethylstyrol; Acryl- oder Methacrylsäureestermonomere, wie etwa Methylacrylat oder Methacrylat, Ethylacrylat oder Methacrylat, Propylacrylat oder Methacrylat, Butylacrylat oder Methacrylat, Octylacrylat oder Methacrylat, Dodecylacrylat oder Methacrylat, Stearylacrylat oder Methacrylat, Behenylacrylat oder Methacrylat, 2-Ethylhexylacrylat oder Methacrylat, Dimethylaminoethylacrylat oder Methacrylat, und Dimethylaminoethylacrylat oder Methacrylat; und Olefinmonomere, wie etwa Butadien Isopren, Cyclohexen, Acryl- oder Methacrylnitril und Acrylsäureamid. Beliebige von diesen können allein verwendet werden, oder gewöhnlich in der Form einer zweckmäßigen Mischung von Monomeren, die so gemischt wurden, dass die theoretische Glasübergangstemperatur (Tg) wie in der Veröffentlichung Polymerhandbuch, zweite Auflage III, Seiten 139–192 (John Wiley & Sons, Inc.) beschrieben, von 40 bis 75°C reicht. Wenn die theoretische Glasübergangstemperatur niedriger als 40°C ist, können Probleme im Hinblick auf die Lagerungsstabilität oder Betriebsstabilität des Toners entstehen. Wenn diese andererseits höher als 75°C ist, kann der Fixierpunkt des Toners höher werden. Insbesondere im Fall von Farbtonern, die verwendet werden, um Vollfarbbilder auszubilden, kann sich die Farbmischleistung der jeweiligen Farbtoner zur Zeit des Fixierens herabsetzen, was zu einer schlechten Farbreproduzierbarkeit führt, und zudem die Transparenz von OHP Bildern erheblich herabsetzen kann. So sind derartige Temperaturen im Hinblick auf die hohe Bildqualität nicht bevorzugt.
Das Molekulargewicht des Schalenharzes wird durch GPC (Gelpermeationschromatographie) gemessen. Als ein spezifisches Verfahren zur Messung durch GPC wird der Toner zunächst mit einem Toluollösungsmittel 20 Stunden mittels eines Soxhletextraktors extrahiert, und danach wird das Toluol mittels eines Rotationsverdampfers verdampft, gefolgt von Zugabe eines organischen Lösungsmittels, das die weichmachende Substanz auflöst, aber nicht das Schalenharz (z.B. Chloroform), um Waschen gründlich auszuführen. Danach wird die Lösung in THF (Tetrahydrofuran) aufgelöst, und dann mit einem lösungsmittelbeständigen Membranfilter mit einem Porendurchmesser von 0,3 μm filtriert, um eine Probe zu erhalten. Das Molekulargewicht der Probe wird unter Verwendung eines Detektors 150C, hergestellt von Waters Co., gemessen. Als Säulenaufbau werden A-801, A-802, A-803, A-804, A-805, A-806 und A-807, erhältlich von Showa Denko K.K. verbunden, und die Molekulargewichtsverteilung kann unter Verwendung einer Calibrationskurve eines Standardpolystyrolharzes gemessen werden. Die erhaltene Harzkomponente kann vorzugsweise ein zahlenbezogenes durchschnittliches Molekulargewicht (Mn) von 5000 bis 1000000 besitzen, und ein Schalenharz, das 2 bis 100 als das Verhältnis von durchschnittlichen gewichtsbezogenen Molekulargewicht (Mw) zu dem durchschnittlichen zahlenbezogenen Molekulargewicht (Mn), Mw/Mn, besitzt, ist bevorzugt.
Wenn die Tonerteilchen mit dem Kern-/Schalenaufbau hergestellt werden, ist es in der vorliegenden Erfindung, um die weichmachende Substanz mit dem Schalenharz einzuschließen, insbesondere bevorzugt, ferner ein polares Harz zusätzlich zu dem Schalenharz zuzugeben. Als das polare Harz, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, werden vorzugsweise Copolymere aus Styrol mit Acryl- oder Methacrylsäure, Maleinsäurecopolymere, Polyesterharze, gesättigte Polyesterharze und Epoxidharze verwendet. Das polare Harz kann insbesondere bevorzugt diejenigen sein, die in dem Molekühl nicht irgendwelche ungesättigten Gruppen enthalten, die mit polymerisierbaren Monomeren reagieren können. Wenn ein polares Harz mit derartigen ungesättigten Gruppen enthalten ist, findet eine Vernetzungsreaktion mit den polymerisierbaren Monomeren statt, die das Schalenharz bilden, sodass das Schalenharz ein zu hohes Molekulargewicht für die Toner zum Ausbilden von Vollfarbbildern erhält und nachteilig für eine Farbmischung von vier Farbtonern ist. Daher ist ein derartiges Harz nicht bevorzugt.
In der vorliegenden Erfindung können die Oberflächen der Tonerteilchen ferner mit einer äußersten Schalenharzschicht bereitgestellt werden.
Eine derartige äußerste Schalenharzschicht kann vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur besitzen, die so aufgebaut ist, dass sie höher als die Glasübergangstemperatur des Schalenharzes ist, um dem Blockierwiderstand weiter zu verbessern. Die äußerste Schalenharzschicht kann zudem vorzugsweise in einem derartigen Ausmaß vernetzt sein, dass die Fixierleistung nicht beschädigt ist. Die äußerste Schalenharzschicht kann vorzugsweise mit einem polaren Harz oder einem Ladungssteuerungsmittel eingebaut werden, um die Aufladungsleistung zu verbessern.
Es gibt keine besonderen Beschränkungen im Bezug darauf, die äußerste Schalenharzschicht bereitzustellen. Zum Beispiel kann diese durch ein Verfahren bereitgestellt werden, das die folgenden einschließt.

1) Ein Verfahren, in welchem bei der letzteren Hälfte oder nach Vervollständigung der Polymerisationsreaktion eine Monomerzusammensetzung, die durch Auflösen oder dispergieren des polaren Harzes hergestellt wurde, das Ladungssteuerungsmittel, ein Vernetzungsmittel usw., gegebenenfalls zugegeben wird, und auf Polymerisationsteilchen adsorbiert wird, gefolgt von Zugabe eines Polymerisationsinitiators, um Polymerisation auszuführen.
2) Ein Verfahren, in welchem Emulsions-Polymerisationsteilchen oder seifenfreie Polymerisationsteilchen, die aus einer Monomerzusammensetzung hergestellt wurden, die das polare Harz, das Ladungssteuerungsmittel, ein Vernetzungsmittel usw. enthält, je nach Anforderung in das Reaktionssystem zugegeben werden, und an die Oberflächen der Polymerisationsteilchen gebunden werden, optional gefolgt von Erhitzen, um diese zu fixieren.
3) Ein Verfahren, in welchen Emulsions-Polymerisationsteilchen oder seifenfrei Polymerisationsteilchen, die aus einer Monomerzusammensetzung hergestellt wurden, die das polare Harz, das Ladungssteuerungsmittel, ein Vernetzungsmittel usw. enthält, je nach Anforderung, mechanisch an die Oberflächen der Tonerteilchen fixiert werden.

Als ein spezifisches Verfahren, durch welches die weich machende Substanz in Tonerteilchen eingeschlossen wird, kann eine weichmachende Substanz, dessen Materialpolarität in einem wässrigen Medium kleiner als das Hauptmonomer eingestellt wird, verwendet werden und zudem kann eine kleine Menge an Harz oder Monomer mit einer größeren Polarität zugegeben werden. So können die Tonerteilchen mit einer Kern/Schadensstruktur erhalten werden.
Die Teilchengrößenverteilung und der Teilchendurchmesser der Tonerteilchen kann durch ein Verfahren gesteuert werden, in welchem die Arten und Mengen von geringfügig wasserlöslichen anorganischen Salzen oder Dispersionsmitteln, die die Wirkung von Schutzkolloiden besitzen, geändert werden, oder, indem mechanische Gerätbedingungen, z.B. Rührbedingungen, wie etwa periphere Rotorgeschwindigkeit, Durchführzeiten und Rührklingen gestalten, und Gestalt von Behältern oder die Feststoffkonzentration in wässrigen Lösungen gesteuert wird, wodurch ein Toner mit einer gewünschten Teilchengröße erhalten werden kann.
Als das Bindemittelharz für den Toner, der beim Druckfixieren verwendet wird, kann dieser Niedrigmolekulargewichtspolyethylen, Niedrigmolekulargewichtspolypropylen, ein Copolymer aus Ethyl-Vinylacetat, ein Ethylen-acrylat-Copolymer, höhere Fettsäuren, Polyamidharze, und Polyesterharze enthalten. Beliebige von diesen können allein oder in der Form einer Mischung verwendet werden. Insbesondere sind in der vorliegenden Erfindung diejenigen, die weder eine Polymerisationsinhibitorwirkung noch Löslichkeit in wässrigen Medien bevorzugt, wenn das Polymerisationsverfahren als das Tonerteilchenherstellungsverfahren verwendet wird.
In der vorliegenden Erfindung könne die gelben, magenta, cyan und schwarzen Tonerteilchen vorzugsweise einen gewichtsbezogenen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2 bis 9 μm besitzen, um Wirklichkeitsgetreu genauere latente Bildpunkte zu entwickeln, um eine hohe Bildqualität zu erreichen und Nebel und Tonerstreuung zu verhindern. Tonerteilchen mit einem gewichtsbezogenen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, der kleiner als 2 μm ist, können eine niedrige Transfereffizienz besitzen, damit der restliche Transfertoner auf dem lichtempfindlichen Element in großer Menge verbleibt, und tendieren auch dazu, nicht gleichförmige Bilder auf Grund von fehlerhaften Transfer zu verursachen. So sind derartige Tonerteilchen für den Toner, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, nicht bevorzugt. Wenn andererseits die Tonerteilchen einen gewichtsbezogenen durchschnittlichen Teilchendurchmesser besitzen, der größer als 9 μm ist, besteht die Tendenz, dass Flecken um Druckzeichen oder Linienbilder auftreten.
In der vorliegenden Erfindung können die Tonerteilchen vorzugsweise einen Gestaltfaktor SF-1 von 100 bis 140 und einen Gestaltfaktor SF-2 von 10 bis 120 besitzen.
Als das Ladungssteuerungsmittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, können beliebige bekannte Mittel verwendet werden. Im Fall von Farbtonern ist es insbesondere bevorzugt, Ladungssteuerungsmittel zu verwenden, die farblos sind, die Toneraufladungsgeschwindigkeit höher machen und eine konstante Ladungsmenge stabil beibehalten. Wenn die Direktpolymerisation in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um die Tonerteilchen zu halten, sind Ladungssteuerungsmittel mit weder Polymerisationsinhibitorwirkung noch Löslichkeit in wässrigen Medien insbesondere bevorzugt. Als spezifischen Verbindungen können diese als negative Ladungssteuerungsmittel beinhalten: Metallverbindungen von Salicylsäure, Naphtylsäure und Dicarbonsäuren, polymerartige Verbindungen mit Sulfonsäure oder Carbonsäure in der Seitenkette, Borverbindungen, Harnstoffverbindungen, Siliziumverbindungen, und Cariaxarine. Als positive Ladungssteuerungsmittel können diese beinhalten: Quartäre Ammoniumsalze, polymerartige Verbindungen mit einem derartigen quartären Ammoniumsalz in der Seitenkette, Guanidinverbindungen, und Imidazolverbindungen. Beliebige von den vorstehenden Ladungssteuerungsmitteln können vorzugsweise in der Form von Feinteilchen verwendet werden, wo derartige Ladungssteuerungsteilchen vorzugsweise einen zahlenbezogenen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2 μm oder weniger besitzen können, und weiter bevorzugt 1 μm oder weniger. Das Ladungssteuerungsmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 5 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung ist jedoch die Zugabe des Ladungssteuerungsmittels nicht essentiell. In dem Fall, wenn eine Zweikomponentenentwicklung verwendet wird, kann das triboelektrische Aufladen mit einem Träger verwendet werden, und zudem in dem Fall, wenn eine nichtmagnetische Einkomponentenklingenbeschichtungsentwicklung verwendet wird, kann das triboelektrische Aufladen mit einem Klingenelement oder Hülsenelement absichtlich verwendet werden. In jedem Fall muss das Ladungssteuerungsmittel nicht notwendigerweise in den Tonerteilchen enthalten sein.
Wenn die Polymerisation verwendet wird, um die Tonerteilchen der vorliegenden Erfindung herzustellen, kann der Polymerisationsinitiator z.B. beinhalten:
Polymerisationsinitiatoren von Azotyp, wie etwa 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobisisobutyronitril), 1,1'-Azobis-(cyclohexan-1-carbonitril), 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril und Azobisisobutyronitril; und peroxidartige Polymerisationsinitiatoren, wie etwa Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumolhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzolperoxid und Lauroylperoxid. Der Polymerisationsinititator kann gewöhnlich in einer Menge von 0,5 bis 20 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gewicht der polymerisierbaren Monomeren verwendet werden, welches abhängig von dem beabsichtigten Grad der Polymerisation variiert. Der Polymerisationsinitiator kann ein wenig in der Art variieren, abhängig von den Verfahren der Polymerisation, und kann allein oder in der Form einer Mischung verwendet werden, wobei Bezug auf dessen 10 Stunden Halbwärtslebensdauertemperatur genommen wird.
Um den Grad der Polymerisation zu steuern, kann ein beliebiges bekanntes Vernetzungsmittel, Kettenübertragungsmittel und Polymerisationsinhibitor ferner zugegeben werden.
Das Dispersionsmittel kann z.B. als anorganische Oxide einschließen: Tricalciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Calciummethasilikat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Sililiziumdioxid, Aluminiumoxid, magnetische Materialien und Ferrit. Als organische Verbindungen kann dieses z.B. beinhalten: Polyvinylalkohol, Gelatin, Methylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Ethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Natriumsalz und Stärke. Beliebige von diesen Dispersionsmitteln können vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 10,0 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des polymerisierbaren Monomers verwendet werden.
Als diese Dispersionsmittel können diejenigen, die kommerziell verfügbar sind, verwendet werden wie sie sind. Um dispergierte Teilchen mit einer feinen und gleichförmigen Teilchengröße zu erhalten, können jedoch Feinteilchen der anorganischen Verbindung in dem Dispersionsmedium unter Hochgeschwindigkeitsbewegung gebildet werden. Zum Beispiel kann im Fall von Tricalciumphosphat eine wässrige Natriumphosphatlösung und eine wässrige Calciumchloridlösung unter Hochgeschwindigkeitsbewegen vermischt werden, wodurch ein feinteiliges Dispersionsmittel, das für die Suspensionspolymerisation bevorzugt ist, erhalten werden kann. Um die Teilchen dieser Dispersionsmittel feiner zu machen, kann zudem 0,001 bis 0,1 Gewichtsprozent eines oberflächenaktiven Mittels in Kombination verwendet werden.
Im Einzelnen angegeben können, kommerziell verfügbare nicht ionische, anionische oder kationische oberflächenaktive Mittel verwendet werden. Zum Beispiel sind diejenigen, die vorzugsweise verwendet werden: Natriumdodecylsulfat, Matriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat und Calciumoleat.
Als der Farbstoff, der in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, können Ruß, magnetische Materialien, und Farbstoffe, die in schwarz durch die Verwendung von gelben, magenta und Cyanfarbstoffen, die nachstehend gezeigt werden, gefärbt sind als schwarze Farbstoffe verwendet werden.
Als der gelbe Farbstoff werden Kondensationsazoverbindungen, Isoindulinonverbindungen, Anthraquinmonverbindungen, Azometallkomplexe, Methinverbindungen und Allylamidverbindungen verwendet. Im Einzelnen angegeben werden vorzugsweise verwendet: C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 111, 120, 127, 128, 129, 147, 168, 174, 176, 180, 181 und 191 verwendet.
Als der Magentafarbstoff werden verwendet:
Kondensationsazoverbindungen, Diketopyroropyrolverbindungen, Anthraquinonverbindungen, Quinacridonverbindungen, basische Beizenfarbstoffverbindungen, Naphtolverbindungen, Benzimidazolonverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen verwendet. Im Einzelnen angegeben sind insbesondere bevorzugt: C.I. Pigment Red, 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 und 254.
Als der Cyanfarbstoff können Kupferphthalocyaninverbindungen und deren Derivate, Anthraquinonverbindungen und basische Beizenfarbstoffverbindungen verwendet werden. Im Einzelnen angegeben können C.I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62 und 66 insbesondere bevorzugt verwendet werden.
Beliebige von diesen Farbstoffen können allein in der Form einer Mischung oder ferner im Zustand einer festen Lösung verwendet werden. Die Farbstoffe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden ausgewählt unter Berücksichtigung von Glanzwinkel, Sättigung bzw. Chromazität, Helligkeit, Wetterfestigkeit, Transparenz auf OHP-Filmen und Dispergierbarkeit in Tonerteilchen. Der Farbstoff kann in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-Teilen, basierend auf 100 Gew.-Teilen des Bindemittelharzes zugegeben werden.
Externe Zusatzstoffe zum Toner, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, können Oxide einschließen, wie etwa Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliciumdioxid, Zirkonoxid und Magnesiumoxid, und daneben Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Bornitrid, Aluminiumnitrid, Magnesiumcarbonat und Organosiliciumverbindungen.
Von diesen sind als anorganische Oxidfeinteilchen, Feinteilchen aus Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkonoxid, oder Magnesiumoxid, oder Siliciumdioxid behandelte Feinteilchen von beliebigen von diesen bevorzugt, da sie das Aufladen des Toners unabhängig von Temperatur und Feuchtigkeit weiter stabilisieren können. Zudem sind Feinteilchen aus Aluminiumoxid oder Titandioxid, oder Siliciumdioxid behandelte Feinteilchen von beliebigen von diesen bevorzugt, um die Fluidität des Toners zu verbessern.
Das anorganische Oxidfeinpulver kann vorzugsweise einer hydrophobisierenden Behandlung unterzogen werden, damit der Toner eine geringere Umweltabhängigkeit von dessen Ladungsmenge von Temperatur und Feuchtigkeit besitzt, und, um zu verhindern, dass die Feinteilchen von den Tonerteilchenoberflächen abgehen. Ein Mittel für diese hydrophobisierende Behandlung kann z.B. einschließen:
Kupplungsmitteln, wie etwa Silankupplungsmittel, Titankupplungsmittel und Aluminiumkupplungsmittel, und Öl, wie etwa Silikonöl, Öle vom Fluortyp und verschiedene modifizierte Öle. Von diesen hydrophoben Behandlungsmitteln sind Kupplungsmittel angesichts von stabilisierender Toneraufladung und Bereitstellung von Fließfähigkeit bevorzugt.
Der Träger, welcher in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 10⁹ bis 10¹⁵ Ω·cm besitzen. Dieser kann weiter bevorzugt einen spezifischen Volumenwiderstand von 10¹³ bis 10¹⁵ Ω·cm besitzen. Wenn der Träger einen spezifischen Volumenwiderstand besitzt, der kleiner als die untere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, ist dessen spezifischer Widerstand so niedrig, dass das Entwicklungsbias an der Entwicklungszone eingespritzt werden kann, was zu einer Unordnung von latenten Bildern führt. Wenn der Träger andererseits einen spezifischen Volumenwiderstand besitzt, der höher als die obere Grenze des vorstehenden Bereichs ist, kann der Träger selbst sich einer Aufladung unterziehen, um eine Herabsetzung der Fließfähigkeit bereitstellenden Leistung des zugeführten Toners zu verursachen.
Träger, die vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, sind Harzträger vom Magnetpulver dispergierten Typ, die hergestellt wurden, indem Magnetpulver, wie etwa Eisenpulver oder Ferriteisenoxidpulver in ein Harz dispergiert wurde, oder Ferritträger, in Mn, Cu, Zn, Ni, Sr oder Mg enthalten.
Das Harz, in welchem das Magnetpulver dispergiert wird, kann Styrolacryl oder Methacryl-Copolymere, Polyesterharze, Epoxidharze, ein Styrol-butadien-Copolymer, Acidoharze und Melaminharze enthalten. Zudem können die vorstehenden Träger vorzugsweise diejenigen sein, die mit Silikonharz, Acrylharz oder Fluorharz beschichtet worden sind, um Tonerverbrauch zu verhindern.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in größerem Detail anhand von Beispielen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist in keiner Weise auf diese Beispiele beschränkt.
Magnetteilchenherstellungsbeispiel 1
Zu 100 Gewichtsteilen eines Eisenoxids, das hauptsächlich aus Fe₂O₃ (54 mol%), CuO (23,5 mol%) und ZnO (23,5 mol%) zusammengesetzt war, wurde 0,05 Gewichtsteile von Phosphor zugegeben, und diese wurden pulverisiert und vermischt, gefolgt von Zugabe von Wasser, einen Dispergiermittel und einen Bindemittel, um eine Aufschlemmung auszubilden. Diese Aufschlemmung wurde durch Sprühtrocknen granuliert, und das granulierte Produkt, das erhalten wurde, wurde bei 1.170°C gebrannt, um CuZn Ferrit zu erhalten. Nach diesem Brennen wurden Zerkleinerung und Einteilung ausgeführt, um sphärische Magnetteilchen 1 mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 25 μm zu erhalten. Die Standardabweichungen der Länge der kleinren Achse/Länge der größeren Achse von magnetischen Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm oder mehr und diejenigen von 5 bis 20 μm betrugen jeweils 0,05 und 0,06.
Die Magnetteilchen 1, die so erhalten wurden, zeigten eine Magnetisierung von 57 Am²/kg (57 emu/g) unter Anlegung eines magnetischen Feldes von 8 × 10⁴ A/m (1 kOe).
Magnetteilchenherstellungsbeispiel 2
Zu 100 Gewichtsteilen eines Oxids, das hauptsächlich aus Fe₂O₃ (53 mol%), MnO (32 mol%) und MgO (15 mol%) zusammengesetzt war, wurde 0,3 Gewichtsteile Phosphor zugegeben, und diese wurden pulverisiert und vermischt, gefolgt von Zugabe von Wasser, einem Dispergiermittel und einem Bindemittel, um eine Aufschlemmung auszubilden. Diese Aufschlemmung wurde durch Sprühtrocknen granuliert, und das granulierte Produkt, das erhalten wurde, wurde in einem Sauerstoffpartialdruck eingestellten elektrischen Ofen gebrannt, um MnMg Ferrit zu erhalten. Nach diesem Brennen wurden Zerkleinerung und Einteilung ausgeführt, um sphärische Magnetteilchen 2 mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 30 μm zu erhalten. Die Standardabweichungen der Länge der kleinren Achse/Länge der größeren Achse von magnetischen Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm oder mehr und diejenigen von 5 bis 20 μm betrugen jeweils 0,05 und 0,06.
Die magnetischen Teilchen 2, die so erhalten wurden, zeigten eine Magnetisierung von 57 Am²/kg (57 emu/g), wie diejenige in Herstellungsbeispiel 1, unter Anlegung eines Magnetfeldes von 8 × 10⁴ A/m (1 kOe).
Magnetteilchenherstellungsbeispiel 3
Die Granulierung durch Sprühtrocknen in Magnetteilchenherstellungsbeispiel 1 wurde wiederholt, aber die Bedingungen hierfür wurden eingestellt, gefolgt von Brennen und Zerkleinern, um sphärische Magnetteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von ungefähr 70 μm zu erhalten. Dieses Produkt wurde ferner pulverisiert mittels einer Vibrationsmühle, um die Teilchengestalt irregulär herzustellen, gefolgt von Einteilung, m die Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 35 μm herzustellen, um magnetische Teilchen 3 zu erhalten.
Die Standardabweichungen der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse von magnetischen Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm oder mehr und diejenigen von 5 bis 20 μm betrugen jeweils 0,13 und 0,14.
Die magnetischen Teilchen 3, die so erhalten wurden, zeigten eine Magnetisierung von 57 Am²/kg (57 emu/g) unter Anlegung eines Magnetfeldes von 8 × 10⁴ A/m (1 kOe).
Entwicklungsmittelherstellungsbeispiel 1
100 Gewichtsteile Polyesterharz, 2 Gewichtsteile metallenthaltender Azofarbstoff, 3,5 Gewichtsteile Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht und 5 Gewichtsteile Ruß wurden trockenprozessvermischt, gefolgt von Kneten mittels eines Zwillingsschraubenextrudersets bei 150°C. Das erhaltene geknetete Produkt wurde luftgekühlt, und danach fein pulverisiert mittels einer Luftstrompulverisiervorrichtung, ferner gefolgt von Lufteinteilung, um einer Einstellung der Teilchengrößenverteilung herzustellen, um ein eingeteiltes Tonerprodukt zu erhalten. Zu 100 Gewichtsteilen dieses tonereingeteilten Produktes, wurden hydrophob behandeltes Titanoxid und Siliziumdioxid extern in einer Menge von 1 Gewichtsteil jeweils zugegeben, um einen schwarzen Toner mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 7 μm herzustellen.
Ein Entwicklungsträger eines Entwicklungsmittels wurde auf die folgende Weise hergestellt. Phenol/Formaldehydmonomere (Gewichtsverhältnis: 50:50) wurden vermischt und in einem wässrigen Medium dispergiert. Danach wurden in 100 Gewichtsteilen der Monomermischung 600 Gewichtsteile magnetisches Pulver, das hergestellt wurde, indem Magnetteilchen, die mit Aluminiumoxid oberflächenbehandelt wurden, einer hydrophoben Behandlung mit Isopropoxytriisostearoltitanat unterzogen und 400 Gewichtsteile nichtmagnetische Hämatitteilchen, die einer hydrophoben Behandlung mit Isopropoxytriisostearoltitanat unterzog wurden, wurden gleichförmig dispergiert. Die Monomere wurden polymerisiert, während Ammoniak zweckmäßigerweise zur Dispersion zugegeben wurde, um sphärische Magnetharzträgerkerne mit darin eingekapselten magnetischen Teilchen zu erhalten. Auf 100 Gewichtsteile der sphärischen Magnetharztägerkerne wurde 0,5 Gewichtsteile Acrlyharz beschichtet, um einen Entwicklungszweckträger 1 zu erhalten. Dieser Träger besaß einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 40 μm und einen spezifischen Volumenwiderstand von 4 × 10¹³ Ω·cm.
Der vorstehende Toner und Entwicklungszweckträger 1 wurden in einem Verhältnis von 7:100 in einem Gewichtsverhältnis vermischt, um ein Entwicklungsmittel 1 zu erhalten.
Entwicklungsmittelherstellungsbeispiel 2
100 Gewichtsteile Polyesterharz, 4 Gewichtsteile einer Chromverbindung von Ditertiärbutylsalicylsäure und 4 Gewichtsteilen gelbes Pigment von Diaryltyp (C.I. Pigment Yellow 17) wurden vorvermischt, gefolgt von Kneten mittels eines Zwillingsschraubenextruders auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung des schwarzen Toners. Das erhaltene geknetete Produkt wurde luftgekühlt, und danach fein pulverisiert mittels einer Luftstrompulverisiervorrichtung, gefolgt von Lufteinteilung, um einer Einstellung der Teilchengrößenverteilung herzustellen, um ein tonerklassifiziertes Produkt zu erhalten. Zu 100 Gewichtsteilen dieses tonerklassifizierten Produktes, wurden hydrophob behandeltes Titanoxid und Siliziumdioxid extern in einer Menge von 1 Gewichtsteil jeweils zugegeben, um einen Toner mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 6,8 μm herzustellen.
Dieser Toner und der Entwicklungsmittelzweckträger 1, der in dem Entwicklungsmittelherstellungsbeispiel 1 erhalten wurde, wurden in einem Verhältnis von 7:100 in einem Gewichtsverhältnis vermengt, um ein Entwicklungsmittel 2 zu erhalten.
Bildtragendes Element Herstellungsbeispiel
Auf einem Aluminiumzylinder mit 30 mm Durchmesser und 1,0 mm Randdicke wurden funktionale Schichten übereinanderlagernd gebildet, um ein OPC lichtempfindliches Element herzustellen. Die Schichten, die übereinander lagernd gebildet wurden, werden hierbei als erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Schichten in der Reihenfolge von der Aluminiumzylinderseite bezeichnet.
Die erste Schicht ist eine Grundierungsschicht. Um Defekte usw. des Aluminiumzylinders zu nivellieren und zudem zu verhindern, dass Moiré durch die Reflektion von Laserbelichtungslicht verursacht wird, wurde eine leitende Schicht von 20 μm Dicke bereitgestellt.
Die zweite Schicht ist eine positive Ladungseinspritzblockierungsschicht. Damit positive elektrische Ladungen, die von der Aluminiumzylinderseite eingespritzt werden, daran gehindert werden können, negative elektrische Ladungen auszulöschen, die hergestellt wurden, indem auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes aufgeladen wurde, wurde eine Schicht, die aus Amilanharz und methoxymethylierten Nylon umfasst ist, auf 6 × 10⁶ Ω·cm im spezifischen Volumenwiderstand eingestellt, wurde in einer Dicke von ungefähr 1 μm ausgebildet.
Die dritte Schicht ist eine Ladungserzeugungsschicht. Um positiv negative elektrische Ladungspaare durch Laserbelichtung zu erzeugen, wurde eine Schicht mir darin dispergierten Disaozopigment in einer Dicke von ungefähr 0,5 μm ausgebildet.
Die vierte Schicht ist eine Ladungstransportschicht. Eine Halbleiterschicht vom p-Typ wurde ausgebildet, die Polycarbonatharz mit darin dispergiertem Hydrazon umfasste. Diese Schicht besitzt die Funktion, die positiven elektrischen Ladungen zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes in die Ladungserzeugungsschicht zu transportieren, und die negativen elektrischen Ladungen, die hergestellt wurden, in dem auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes aufgeladen wurde, können sich nicht durch diese Schicht bewegen.
Die fünfte schicht ist eine Ladungseinspritzschicht. Diese Ladungseinspritzschicht ist eine Harzschicht, die ein lichthärtbares Acrylharz mit einem darin dispergierten Zinnoxid umfasst und eine Leitfähigkeit besitzt. Das Zinnoxid waren ultrafeine Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchenmesser von ungefähr 0,3 μm, dotiert mit Antimon, um leitend zu machen, welche in einer Menge von 180 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des lichthärtbaren Acrylharzes dispergiert wurden. Die Schicht besaß einen spezifischen Widerstand von 6 × 10¹² Ω·cm. In der Ladungseinspritzschicht wurden 20 Gewichtsteile Polytetrafluorethylenharzteilchen und ein Gewichtsteil Dispergiermittel zum Zweck des Verbesserns der Oberflächenschmierfähigkeit dispergiert.
Beispiel 1
(Herstellungsbeispiel 1 von magnetischen Teilchen zum Aufladen)
Auf 100 Gewichtsteilen der magnetischen Teilchen 3, wurden 0,15 Gewichtsteile Kupplungsmittel vom Titantyp, Isopropoxytitantristearat, bei 120°C unter Rühren in einem Beschichtungsbehälter durch die Verwendung von Ethanol als Lösungsmittel nassprozessbeschichtet. Die Temperatur des Beschichtungsbehälters wurde ferner auf 220°C erhöht, um Härten für 90 Minuten zu bewirken, wobei so erste Oberflächenbeschichtungsschichten ausgebildet wurden. Als nächstes wurde die Temperatur durch Luftkühlen auf ungefähr Raumtemperatur abgesenkt. Danach wurden 0,10 Gewichtsteile Aminosilan, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan bei 80°C in dem vorstehenden Beschichtungsbehälter durch die Verwendung von Toluol als ein Lösungsmittel nassprozessbeschichtet, Ferner gefolgt von Härten bei 170°C für 90 Minuten, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden, wobei so magnetische Teilchen zum Aufladen, 1, erhalten wurden. Die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, zeigten keine Änderungen des Teilchendurchmessers, der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse – Länge der größeren Achse und magnetischen Eigenschaften vor und nach dem Beschichten.
Beispiele 2 bis 18
(Herstellungsbeispiele 2 bis 18 von magnetischen Teilchen zum Aufladen)
Magnetische Teilchen zum Aufladen, zwei bis 18, wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen oberflächenbehandelt wurden. Materialentnahmen, die den Abkürzungen, die in Tabelle 1 für die Behandlungsmittel der ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten verwendet wurden, entsprechen, werden in Tabelle 2 gezeigt.
Beispiel 19
(Herstellungsbeispiel 19 von magnetischen Teilchen zum Aufladen)
Auf 100 Gewichtsteilen der magnetischen Teilchen 2, wurde eine Mischung aus 0,10 Gewichtsteilen N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan und 0,10 Gewichtsteile Acrylharz nassbeschichtet (simultanes Beschichten) bei 120°C unter Rühren in einem Beschichtungsbehälter durch die Verwendung von Toluol als ein Lösungsmittel. Die Temperatur des Beschichtungsbehälters wurde ferner auf 170°C erhöht, um Härten für 90 Minuten zu bewirken, um magnetische Teilchen zum Aufladen, 19, zu erhalten.
Beispiel 20
(Herstellungsbeispiel 20 von magnetischen Teilchen zum Aufladen)
Magnetische Teilchen zum Aufladen, 20, wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 19 erhalten, bis darauf, dass das darin verwendete Acrylharz durch Isopropoxytitantristearat ersetzt wurde.
Eine digitale Laserstrahlkopiermaschine (GP55, hergestellt von Canon Inc.) wurde wie in 2 gezeigt umgebaut und als das bildbildende Gerät verwendet. GP55 ist eine digitale Kopiermaschine vom reversen Entwicklungstyp, die grundsätzlich eine Coronaaufladungseinheit, eine Einkomponentensprungentwicklungseinheit, eine Coronatransfereinheit, eine Reinigungseinheit vom Klingentyp und eine Belichtungseinheit besitzt und eine Prozessgeschwindigkeit von 150 mm/sec. aufweist. Diese wird auf eine Prozessgeschwindigkeit von 200 mm/sec. eingestellt, und wurde ferner auf die folgende Weise umgebaut.
Die Entwicklungseinheit wurde in eine Zweikomponentenmagnetbürstenentwicklungseinheit umgebaut, um Leistung von Reinigung-bei-Entwicklung zu ermöglichen. Die Entwicklungseinheit besitzt eine Entwicklungshülse, eine Magnetwalze, die stationär innerhalb der Entwicklungshülse bereitgestellt ist, eine Bewegungsschraube zum Transportieren eines Entwicklungsmittels auf die Entwicklungshülse, während das Entwicklungsmittel bewegt wird, und eine Regulierungsklinge zum Ausbilden einer dünnen Entwicklungsmittelschicht auf der Entwicklungshülse. Die Entwicklungshülse wird so angeordnet, dass der benachbarte Spalt ungefähr 500 μm im Hinblick auf ein bildtragendes Element wenigstens zur Zeit der Entwicklung sein wird und ist so eingestellt, dass diese Entwicklung in Kontakt mit dem bildtragenden Element leisten kann.
Eine DC-Spannung eine AC-Spannung werden auf die Entwicklungshülse aus einer Spannungsquelle angelegt. In dem vorliegenden Beispiel wurden eine Spannung von –500V und einer Spannung von Vpp = 1.500V und Vf = 2.000 Hz jeweils als die DC-Spannung und die AC-Spannung angelegt.
Die Aufladungseinheit ist eine Aufladungseinheit vom Magnetbürstentyp. Eine nichtmagnetische Elektrodenhülse (externer Durchmesser 16 mm), die intern mit einem stationären Magneten ausgestattet ist, wird Fläche zu Fläche im Hinblick auf das bildtragende Element rotiert. In dem vorliegenden Beispiel wurde diese Fläche zur Fläche bei einer peripheren Geschwindigkeit von 120 im Hinblick auf die Rotationsgeschwindigkeit des bildtragendes Elementes rotiert. Die Aufladungsbias betrug DC –700 V/AC 700 Vpp (1 kHz).
Als das bildtragende Element wurde dasjenige, das in dem vorstehenden bildtragenden Element Herstellungsbeispiel erhalten wurde, verwendet.
Die Reinigungseinheit (eine Klinge und ein Behälter) wurde entfernt, um so in ein reinigungsmittelfreies System (Reinigen bei Entwicklung) umgebaut zu werden. Zudem wurde als die Transfereinheit eine Transferwalze vom Kontakttyp eingestellt und wurde mit konstantem Strom gesteuert.
Beispiel 21
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, die im Beispiel 1 hergestellt wurden, wurden eingestellt, um auf der vorstehenden Aufladungseinheit gehalten zu werden, um eine Magnetbürstenaufladungseinheit aufzubauen, und diese wurde in das vorstehende bildbildende Gerät gestellt. Eine Bewertung wurde gemäß dem Bewertungsverfahren 1 und 2, die nachstehend gezeigt werden, durchgeführt.
Bewertungsverfahren 1
Unter Verwendung des Entwicklungsmittels 1 wurde ein A4-Größen-10%-Druckzeichen original kontinuierlich auf 30.000 Blättern bei blattweiser Papierzuführung kopiert, um eine Bewertung bezüglich der folgenden Punkte (1) bis (4) durchzuführen. Bezüglich der Punkte (1) und (2) wurden Experimente in einer Umgebung mit Normaltemperatur und Niedrigfeuchtigkeit (23°C/5% relative Feuchtigkeit; nachstehend "N/L-Umgebung"); bezüglich der Punkte (3) und (4) in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (30°C/80% relativer Feuchtigkeit; nachstehend "H/H-Umgebung" durchgeführt).

(1) Bildnebel, der durch fehlerhaftes Aufladen verursacht wurde, wurde mit einem Reflektionsmessgerät gemessen. Unter Verwendung eines Reflektionsmessgerätes (TC-6MC, Tokyo Denshoku Technical Center), das in Übereinstimmung mit JIS Z8722 war (das 0-bis-45-Grad-Verfahren) wurde eine Differenz (Prozent) in der Dichte vor und nach Bildwiedergabe berechnet und der erhaltene Wert wurde als Nebeldichte betrachtet. Die Bewertungsränge werden in Tabelle 3 gezeigt. Als Bildqualität wurde eine Nebeldichte von weniger als 2% als ohne Problem bei praktischer Verwendung bewertet.
(2) Die Gleichförmigkeit der Aufladungsleistung wurde durch Feinlinienwiedergabefähigkeit bestätigt. Die Bewertungsränge werden in Tabelle 4 gezeigt.
(3) Wie Toner um die Aufladungseinheit und in der Nachbarschaft der Belichtungseinheit streute, wurde visuell beobachtet, und zudem wurde eine Bewertung in Bezug auf irgendeine Bildunordnung (Nebel), die durch Tonerstreuung verursacht wurde, durchgeführt. Die Bewertungsränge werden in Tabelle 5 gezeigt.
(4) Wie das lichtempfindliche Element verkratzt war, wurde visuell untersucht, und die Bewertung wurde durch Bildqualität durchgeführt. Die Bewertungsränge werden in Tabelle 6 gezeigt.

Bewertungsverfahren 2
Um eine Bewertung bezüglich von Änderungen in den Tönen von Bildern zu machen, wurde das Entwicklungsmittel 2 (gelbes Entwicklungsmittel) in die Entwicklungseinheit des bildbildenden Geräts gefüllt, und ein Leerlauf wurde für 30 Minuten unter Verwendung des bildbildenden Geräts durchgeführt. Danach wurde der Wert der Entwicklungsbias des bildbildenden Geräts auf verschiedene Weise geändert, um Kopien mit einfarbigen Bildern mit verschiedenen Dichten aufzunehmen. Unter Verwendung eines Spektrophotometers SP68 (X-Rite In.) wurde der Farbraum auf jede von L* (Lichtigkeit), a* (Chromatizität; rot-grün) und b* (Chromatizität; gelb-blau) gemessen, wobei der Wert von b*, der erhalten wurde, wenn L* 92,80 ± 0,10 betrug, durch b1 dargestellt wurde.
Als nächstes wurden die magnetischen Teilchen zum Aufladen zu der Entwicklungseinheit zugegeben. Die magnetischen Teilchen zum Aufladen wurden in einem Verhältnis von 17 Teilen, basierend auf 100 Teilen des Entwicklungsmittels 2, zugegeben. Leerlauf wurde für 30 Minuten durchgeführt und danach wurden Bilder auf die gleiche Weise wiedergegeben. Auf den gebildeten Bildern war der Farbraum genauso, wobei der Wert von b*, der erhalten wurde, wenn L* 92,80 ± 0,10 betrug, durch b2 dargestellt wurde. Der Wert von b1–b2 wurde als ein Index einer Änderung in Farbtönen verwendet, was den magnetischen Teilchen zum Aufladen zuschreibbar ist. Die Bewertungsränge werden in Tabelle 7 gezeigt.
Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. Wie aus den Ergebnissen in der N/L-Umgebung ersichtlich ist, die schwere Bedingungen zum Aufladen aufweist, betrug der Bildnebel weniger als 0,5% und zudem waren feine Linien gut reproduzierbar. In der H(H-Umgebung mit schweren Bedingungen für die triboelektrizitätsbereitstellende Leistung wurde das Tonerstreuen verhindert und weder Kratzer auf dem bildtragenden Element noch Bildunordnung trat auf. Zudem wurde das bildtragende Element vom Vibrieren abgehalten und dessen Rauschen wurde verhindert.
Bei der Bewertung von Änderungen in den Tönen, wo das gelbe Entwicklungsmittel verwendet wurde, wurde verhindert, dass sie die Töne änderten und eine gute Farbwiedergabe war bestätigbar, sogar obwohl die magnetischen Teilchen diejenigen waren, die durch Pulverisieren hergestellt wurden.
So kann aus dem vorhergehenden ersehen werden, dass das Tonerstreuen verhindert wurde und gleichförmiges Aufladen und hohe Bildqualität erreicht wurden. Zudem wurde das Erzeugen von Ozon weiter insgesamt beschränkt als bei herkömmlichen Aufladungseinheiten, wobei ein vorteilhafter Effekt für Umweltgegenmaßnahmen bewirkt wird.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, wurden einer Soxhletextraktion mit Toluol unterzogen und derjenige mit Ethanol, gefolgt von Konzentration zur Trockenheit. Die resultierenden jeweiligen extrahierten Komponenten wurden chemisch durch IR (Infrarotspektroskopie) und H-NMR analysiert.
Als das Ergebnis wurden bei der IR-Analyse Peaks von 3.360 cm^–1 (NH₂), 1.590 cm^–1 (NH) und 1. 631 cm^–1 (Amid), die Angaben, dass Stickstoff enthalten war, erhalten. Ein Peak auf Grund von Si-O-Si, der das Vorhandensein eines Silans angibt, wurde zudem bei 1.120 cm^–1 erhalten. Diese unterscheidbaren Peaks entsprachen denjenigen bei der Messung, die unter Verwendung als eine Referenzprobe des zweiten Oberflächenbeschichtungsmittels Aminosilan, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan durchgeführt worden.
Peaks, die Carboxylate (Carboxylsäure) angeben, wurden zudem bei 1.110 bis 1.249 cm^–1, 1.710 cm^–1 und 1.735 cm^–1 erhalten, und die H-NMR Analyse zeigte, dass die durch IR festgestellte Säure Isopropylester war. Diese unterscheidbaren Peaks waren denjenigen bei der Messung äquivalent, die unter Verwendung des ersten Oberflächenbeschichtungsmittels Kupplungsmittel von Titantyp, Isopropoxytitantristearat, durchgeführt wurde.
Die Zentralelemente (Ti-O und Si-O) des Kupplungsmittels wurden durch ESCA bestimmt. Aus diesen Tatsachen wurde durch chemische Analyse das Kupplungsmittel von Titantyp und Aminosilan bestätigt.
Als nächstes wurde die Extraktion mit Methanol mit der Zeit ausgeführt, um die Rate der Elution der Aminosilankomponente zu untersuchen (um Stickstoffkomponenten durch IR und TOF-SIMS zu bestimmen). Folglich wurde eine Differenz zwischen den vorhandenen magnetischen Teilchen zum Aufladen und dem magnetischen Teilchen zum Aufladen, 20, hergestellt durch gleichzeitiges Beschichten, festgestellt. So war die Differenz, die aus der Art des Bildens von Oberflächebeschichtungsschichten (Zweistufenbeschichten und gleichzeitiges Beschichten) zudem bestätigbar.
Beispiel 22
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch magnetische Teilchen zum Aufladen, 5, ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In Beispiel 22 waren auch gute Ergebnisse, wie in Beispiel 21 im Hinblick auf das gleichförmige Aufladen, Verhinderung von Tonerstreuen und Bildqualität erhältlich.
Beispiel 23
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch magnetische Teilchen zum Aufladen, 8, ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In Beispiel 23 waren gute Ergebnisse, wie diejenigen in Beispiel 21, auch erhältlich, bis darauf, dass geringfügige Kratzer die Bilder nicht beeinträchtigten, auf dem lichtempfindlichen Element, auftraten.
Beispiele 24 bis 27
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch magnetische Teilchen zum Aufladen 2, 3, 4 und 6 jeweils ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In jedem Beispiel waren gute Ergebnisse, wie diejenigen in Beispiel 21 erhältlich.
Beispiele 28 bis 31
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch die magnetischen Teilchen zum Aufladen 7, 9, 10 und 11 jeweils ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In jedem Beispiel waren gute Ergebnisse wie diejenigen in Beispiel 21 erhältlich, bis darauf, dass leichte Kratzer, die Bilder nicht beeinträchtigen, auf dem lichtempfindlichen Element auftraten.
Beispiele 32 und 33
Eine Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch die magnetischen Teilchen zum Aufladen 12 und 13 jeweils ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In jedem Beispiel traten Nebel und Tonerstreuen geringfügig auf, da das Acrylharz an Stelle des Kupplungsmittels als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel der magnetischen Teilchen zum Aufladen verwendet wurde. Jedoch war irgendein Einfluss auf die Bildqualität nicht ersichtlich, und zudem warn Änderungen in den Farbtönen auf ein niedriges Nivea beschränkt, wobei so Bilder mit einer ausreichenden Qualität erhältlich waren.
Beispiel 34
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 14, ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In Beispiel 34 waren Nebel und Kratzer auf dem lichtempfindlichen Element ersichtlich, da das Silikonöl an Stelle des Kupplungsmittels als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel der magnetischen Teilchen zum Aufladen verwendet wurde. Jedoch wurde ein minimales Niveau zur praktischen Verwendung beibehalten.
Beispiel 35
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 15, ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. Im Beispiel 35 traten Nebel und Tonerstreuen geringfügig auf, da das Acrylharz an Stelle des Kupplungsmittels als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel der magnetischen Teilchen zum Aufladen verwendet wurde. Jedoch wurde irgendein Einfluss auf die Bildqualität nicht gesehen, und zudem waren Änderungen in den Farbtönen auf ein niedriges Niveau beschränkt, sodass Bilder mit einer ausreichenden Qualität erhältlich waren.
Beispiel 36
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 16 ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In Beispiel 36, wurden, verglichen mit Beispiel 34, Verbesserungen bei der Verhinderung von Nebel und der Verhinderung von Tonerstreuen gesehen, da N-(2-aminoethyl)-3-Aminopropyltrimethoxysilan als das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel der magnetischen Teilchen zum Aufladen verwendet wurde.
Beispiel 37
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 17 ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In Beispiel 37, wurde, da das Silikonharz an Stelle des Kupplungsmittels als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel der magnetischen Teilchen zum Aufladen verwendet wurde, Nebel gesehen und die Feinlinienwiedergabe war niedrig, aber auf einen minimalen Niveau für die praktische Verwendung.
Insgesamt waren Bilder mit geringen Änderungen in den Farbtönen und ohne Probleme bei der praktischen Verwendung erhältlich.
Beispiel 38
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 18 ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In Beispiel 38, waren Änderungen bei Farbtönen beschränkt, und Nebel und Tonerstreuen waren auf ein Niveau beschränkt, das die Bildqualität nicht beeinträchtigte, sodass Bilder mit einer ausreichenden Qualität erhältlich waren.
Beispiel 39
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 19, ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In Beispiel 39, traten Änderungen bei den Farbtönen und Bildnebel auf, aber es wurde ein minimales Niveau für die praktische Verwendung beibehalten.
Beispiel 40
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 20, ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In Beispiel 40 waren gute Ergebnisse im Hinblick auf die Kratzer auf dem bildtragenden Element und die Änderungen der Farbtöne erhältlich. Zudem war, obwohl das teilweise auftreten von Nebel und Tonerstreuen festgestellt wurde, ein minimales Niveau zur praktischen Verwendung beibehalten.
Vergleichbeispiel 1
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch die magnetischen Teilchen 1 ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. In Vergleichsbeispiel 1 trat Tonerstreuen auf und das bildtragende Element wurde abgeschliffen, was zu einer niedrigen Bildqualität führte.
Vergleichsherstellungsbeispiel 1 von magnetischen Teilchen zum Aufladen
Auf 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen 1 wurde 0,2 Gewichtsteile Polycarbonatharz bei 100 °C unter Rühren in einen Beschichtungsbehälter durch die Verwendung als Toluol als ein Lösungsmittel nassprozessbeschichtet. Die Temperatur des Beschichtungsbehälters wurde ferner auf 120°C erhöht, um Härten für 90 Minuten zu bewirken. So wurden magnetische Teilchen zum Aufladen, 21, erhalten.
Vergleichsbeispiel 2
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 1, durch die magnetischen Teilchen 21 ersetzt wurden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 8 gezeigt. Wie aus den Ergebnissen ersichtlich ist, trat Tonerstreuen auf und die Feinlinienwiedergabe war niedrig.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können magnetische Teilchen zum Aufladen bereitgestellt werden, welche Tonerstreuen und Kratzer auf dem lichtempfindlichen Element verhindern können und eine überlegene Aufladungsleistung und Lebensdauer versprechen. Zudem können, wo die Aufladungseinheit, die die magnetischen Teilchen zum Aufladen der vorliegenden Erfindung hält, in dem bildbildenden Gerät aufgestellt wird, die Änderungen der Farbtöne des Toners verhindert werden und eine hohe Bildqualität kann zusätzlich zu der überlegenen Aufladungsleistung und der Lebensdauer erreicht werden.
Zusätzlich können gemäß der vorliegenden Erfindung überlegene Bildeigenschaften auch in dem bildbildenden Gerät, das das Reinigen-bei-Entwicklungssystem verwendet, verliehen werden. Somit können Aufladungseinheiten und bildbildende Geräte bereitgestellt werden, welche eine Entstehung von Ozon in dem Aufladungsschritt abhalten können und vorteilhafte Umwelteigenschaften besitzen. Magnetische Teilchen Herstellungsbeispiel 4

Fe₂O₂ 54 mol%

MnO 30 mol%

MgO 16 mol%
Die vorstehenden Oxide wurden pulverisiert und mittels einer Kugelmühle vermischt, gefolgt von Zugabe von Wasser, einem Dispergiermittel und einem Bindemittel, um eine Aufschlemmung auszubilden. Danach wurde die Aufschlemmung durch Sprühtrocknen granuliert. Das granulierte Produkt wurde nach zweckmäßiger Einteilung erhalten, bei 1.200°C in einer sauerstoffkonzenrations-eingestellten Atmosphäre gebrannt, und das gebrannte Produkt wurde zerkleinert, gefolgt von Gestalteinstellung mittels einer Kugelmühle, um ein Ferritpulver um erhalten, dessen Standardabweichungen der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vom magnetischen Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm oder mehr und denjenigen von 5 bis 20 μm jeweils 0,12 und 0,14 betrugen, wobei ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser 19 μm betrug und der spezifische Volumenwiderstand 4 × 10⁷ Ω·cm betrug. Dies wurde als magnetisches Teilchen 4 bezeichnet.
Magnetische Teilchen Herstellungsbeispiel 5
Das Verfahren von magnetische Teilchen Herstellungsbeispiel 1 wurde wiederholt, bis auf das Ändern der Bedingungen für die Gestalteinstellung, die hierin gemacht wurde, um Ferritpulver zu erhalten, dessen Standardabweichungen der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse von magnetischen Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm oder mehr und denjenigen von 5 bis 20 μm jeweils 0,09 und 0,11 betrugen, deren durchschnittlicher Teilchendurchmesser 22 μm betrug und dessen spezifischer Volumenwiderstand 3 × 10⁷ Ω·cm betrug. Dies wurde als magnetische Teilchen 5 bezeichnet.
Magnetische Teilchen Vergleichsherstellungsbeispiel 2
Eisenoxid wurde mittels einer Kugelmühle pulverisiert, gefolgt von Zugabe eines Dispergiermittels, eines Bindemittels und Wasser, um eine Aufschlemmung auszubilden. Danach wurde die Aufschlemmung durch Sprühtrocknen granuliert. Das erhaltene granulierte Produkt wurde nach zweckmäßiger Einteilung in einer sauerstoffkonzentrationseingestellten Atmosphäre gebrannt, und das gebrannte Produkt wurde zerkleinert, gefolgt von Gestalteinstellung mittels einer Kugelmühle, um Magnetitpulver zu erhalten, dessen Standardabweichungen der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse von magnetischen Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm oder mehr und denjenigen von 5 bis 20 μm jeweils 0,06 und 0,07 betrugen, deren durchschnittlicher Teilchendurchmesser 22 μm betrug und deren spezifischer Volumenwiderstand 4 × 10³ Ω·cm betrug. Dies wurde als magnetisches Teilchen 6 bezeichnet.
Magnetische Teilchen Herstellungsbeispiel 6
Das Verfahren von magnetischen Teilchen Vergleichsherstellungsbeispiel 2 wurde wiederholt, bis darauf, dass die Bedingungen für die Gestalteinstellung geändert wurden, die hierin gemacht wurden, um magnetische Teilchen, deren Standardabweichungen der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse von magnetischen Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm oder mehr und denjenigen von 5 bis 20 μm jeweils 0,11 und 1,13 betrugen, und der durchschnittliche Teilchendurchmesser 19 μm betrug. Dieses magnetische Pulver wurde einer Oxidationsbehandlung unterzogen, indem dieses in Sauerstoff erhitzt wurde, um magnetisches Pulver mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 4 × 10⁹ Ω·cm zu erhalten. Es gab keinen Unterschied in der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach der Oxidationsbehandlung. Dies wurde als magnetisches Teilchen 7 bezeichnet.
Magnetische Teilchen Herstellungsbeispiel 7
Die magnetischen Teilchen 4, die in magnetische Teilchen Herstellungsbeispiel 4 erhalten wurden, wurden einer Sauerstoffbehandlung unterzogen, indem diese in Luft erhitzt wurden, um Ferritpulver mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 4 × 10⁸ Ω·cm zu erhalten. Es gab keinen Unterschied in der Standardabweichung in der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach der Sauerstoffbehandlung. Dies wurde als magnetisches Teilchen 8 bezeichnet.
Magnetische Teilchen Herstellungsbeispiel 8
Die magnetischen Teilchen 4, die in magnetische Teilchen Herstellungsbeispiel 4 erhalten wurden, wurden einer Reduktionsbehandlung unterzogen, indem diese in Stickstoff erhitzt wurden, um Ferritpulver mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 7 × 10⁶ Ω·cm zu erhalten. Es gab keinen Unterschied in der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der Größeren Achse vor und nach der Reduktionsbehandlung. Dies wurde als magnetisches Teilchen 9 bezeichnet.
Bildtragendes Element
Auf einem Aluminiumzylinder von 30 mm Durchmesser und 0,75 mm Wanddicke wurden erste bis fünfte funktionale Schichten bereitgestellt, um ein lichtempfindliches Element herzustellen.
Die erste Schicht ist eine Grundierungsschicht. Um Defekte usw. des Aluminiumzylinders zu nivellieren und zudem die Verursachung von Moiré durch die Reflektion von Laserbelichtungslicht zu verhindern, wurde eine leitende Schicht von ungefähr 20 µm Dicke bereitgestellt.
Die zweite Schicht ist eine positive Ladungseinspritzblockierschicht. Damit verhindert werden kann, dass positive elektrische Ladungen, die aus der Aluminiumzylinderseite eingespritzt werden, negative elektrische Ladungen auslöschen, die durch Aufladen auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes hergestellt werden, wurde eine Schicht, die Amilanharz und methoxymethyliertes Nylon umfasste, die in ihrem spezifischen Volumenwiderstand auf ungefähr 10⁶ Ω·cm eingestellt war, in einer Dicke von ungefähr 1 μm ausgebildet.
Die dritte Schicht ist eine Ladungserzeugungsschicht. Um positiv-negative Ladungspaare durch Laserbelichtung zu erzeugen, wurde eine Schicht mit einem Oxytitanphthalocyaninpigment, das darin dispergiert war, in einer Dicke von ungefähr 0,3 μm ausgebildet.
Die vierte Schicht ist eine Ladungstransportschicht. Eine Halbleiterschicht vom p-Typ wurde ausgebildet, die Polycarbonatharz mit darin dispergierten Hydrazon umfasste. Somit können sich die negativen elektrischen Ladungen, die durch Aufladen auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes hergestellt werden, nicht durch diese Schicht bewegen, und nur die positiven elektrischen Ladungen, die in der Ladungserzeugungsschicht erzeugt werden, können zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elemente transportiert werden. Diese vierte Schicht wurde in einer Dicke von 15 m ausgebildet. Das bildtragende Element besitzt einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 3 × 10¹⁵ Ω·cm in dem Fall der Ladungstransportschicht allein.
Die fünfte Schicht ist eine Ladungseinspritzschicht. Diese Ladungseinspritzschicht wird aus einem lichthärtbaren Acrylharz mit ultrafeinen SnO₂-Teilchen, die darin dispergiert sind, ausgebildet. Im Einzelnen angegeben wurden SnO₂-Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von ungefähr 0,03 μm, die mit Antimon dotiert waren, um einen spezifischen niedrigen Widerstand herzustellen, in einer Menge von 160 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des lichthärtbaren Acrylharzes dispergiert, und ferner wurden 18 Gewichtsteile Polytetrafluorethylenharzteilchen und 1,0 Gewichtsteildispergiermittel ferner dispergiert. Diese fünfte Schicht wurde in einer Dicke von 3,0 μm ausgebildet. So bekam das bildtragende Element einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 5 × 10¹² Ω·cm.
Cyantoner Herstellungsbeispiel
In 710 Gewichtsteile ionenausgetauschtem Wasser wurde 450 Gewichtsteile wässrige 0,1 M Na₃PO₄-Lösung eingeführt. Die gebildete Mischung wurde auf 60°C erhitzt, und danach bei 1.200 U/min mittels einem Homomischgerät vom TK-Typ (hergestellt von Tokushukika Kogyo K.K.) gerührt. Dann wurde langsam 68 Gewichtsteile wässrige 1,0 M CaCl₂-Lösung hinzugegeben, um ein wässriges Medium, das Calciumphosphat enthielt, zu erhalten.
Als nächstes wurden 165 Gewichtsteile Styrol und 35 Gewichtsteile n-Butylacrylat als Monomeren und 14 Gewichtsteile C.I. Pigment Blue 14:3 als ein Farbstoff mittels einer Kugelmühle fein dispergiert, und danach zwei Gewichtsteile Salicylsäurealuminiumverbindung als ein Ladungssteuerungsmittel, 10 Gewichtsteile gesättigtes Polyesterharz als ein polares Harz und 50 Gewichtsteile Esterwachs (Schmelzpunkt: 70°C) als ein Freisetzungsmittel hinzugegeben und gleichförmig bei 12.000 U/min mittels eines Homomischgeräts vom TK-Typ (hergestellt von Tokushukika Kogyo K.K.), das auf 60°C aufgeheizt war, aufgelöst oder dispergiert. Zu der resultierenden Mischung wurden 10 Gewichtsteile Polymerisationsinitiator 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) zugegeben, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung herzustellen.
Als nächstes wurde die polymerisierbare Monomerzusammensetzung in das vorstehende wässrige Medium eingeführt, um die polymerisierbare Monomerzusammensetzung unter Rühren für 10 Minuten bei 10.000 U/min mittels eines Homomischgeräts von TK-Typ in einer Atmosphäre von N₂ bei 60°C zu granulieren. Danach wurde unter Rühren unter Verwendung von Paddelrührklingen die Temperatur auf 80°C erhöht, um die Reaktion für 10 Stunden auszuführen. Nachdem die Polymerisationsreaktion vervollständigt war wurden restliche Monomere und verminderten Druck verdampft und die Reaktionsmischung wurde abgekühlt. Danach wurde Salzsäure zugegeben, um das Kalziumphosphat aufzulösen, gefolgt von Filtration, Waschen mit Wasser und Trocknen, um Tonerteilchen mit einem gewichtsbezogenen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 6,5 μm, einem SF-1 von 114 und einem SF-2 von 107, und die eine scharfe Teilchengrößenverteilung zeigten, zu erhalten.
Zu 100 Gewichtsteilchen der Tonerteilchen, die so erhalten wurden, wurden extern 1,0 Gewichtsteile hydrophobes Titanoxid und 1,0 Gewichtsteile hydrophobes Feinsiliziumdioxidpulver zugegeben, um einen Cyantoner zu erhalten.
Herstellung von gelben, magenta und schwarzen Tonern
Gelbe, magenta und schwarze Toner wurden auf die gleiche Weise wie im Cyantonerherstellungsbeispiel hergestellt, bis darauf, dass das Pigment geändert wurde.
Entwicklungsträgerherstellungsbeispiel
Phenol/Formaldehydmonomere (Gewichtsverhältnis 50:50) wurden vermischt und in einem wässrigen Medium dispergiert. Danach wurden in 100 Gewichtsteile Monomermischung, 600 Gewichtsteile magnetisches Pulver, das durch Unterziehen von mit Aluminiumoxid oberflächenbehandelten magnetischen Teilchen eine Hydrophobenbehandlung mit Isopropoxystearoltitanat hergestellt wurden und 400 Gewichtsteile nichtmagnetische Hämatitteilchen, die einer hydrophoben Behandlung mit Isopropoxytriisostearoltitanat unterzogen worden sind, gleichförmig dispergiert. Die Monomere wurden polymerisiert, während in zweckmäßiger Weise Ammoniak zu der Dispersion zugegeben wurde, um sphärische magnetische Harzträgerkerne mit darin eingekapselten magnetischen Teilchen zu erhalten.
Auf 100 Gewichtsteile der sphärischen magnetischen Harzträgerkerne wurde 0,5 Gewichtsteile Acrylharz ferner beschichtet, um einen Entwicklungszweckträger zu erhalten. Dieser Träger besaß einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm und einen spezifischen Volumenwiderstand von 4 × 10¹³ Ω·cm.
Entwicklungsherstellungsbeispiel 3
Gelbe, magenta, cyan und schwarze Entwicklungsmittel Jedes der gelben, magneta, cyan und schwarzen Toner und der Entwicklungsmittelzweckträger 1 wurden in einem Verhältnis von 8:100 in einem Gewichtsverhältnis von Toner/Träger vermengt, um Entwicklungsmittel zu erhalten.
Bildbildendes Gerät
Eine digitale Laserstrahlkopiermaschine (GT55, hergestellt von Canon Inc.) wurde zur Verwendung als bildbildende Gerät fertig gemacht. Dieses Gerät besaß grundsätzlich eine Coronaaufladungseinheit als die Aufladungseinheit des bildtragenden Elementes, eine Einkomponentenentwicklungseinheit als die Entwicklungseinrichtung, wobei Einkomponentensprungentwicklung angewendet wurde, eine Coronatransferaufladungseinheit als die Transfereinrichtung, eine Reinigungseinrichtung vom Klingentyp und eine Belichtungsvoraufladungseinrichtung. Zudem werden die Aufladungseinheit, Reinigungseinrichtung und das bildtragende Element als eine Einheit vom Integraltyp aufgestellt. Das Gerät besitzt eine Prozessgeschwindigkeit von 150 mm/sek.
In dem vorliegenden Beispiel wurde diese digitale Kopiermaschine auf die folgende Weise umgebaut. Zunächst wurde diese so umgebaut, dass sie eine Prozessgeschwindigkeit von 200 mm/sek besaß. Als nächstes wurde dessen Entwicklungsteil so umgebaut, um Zweikomponentenentwicklung an Stelle der Einkomponentensprungentwicklung zu ermöglichen. An dem Aufladungsteil wurde eine leitende nichtmagnetische Hülse von 16 mm Durchmesser, die intern mit einer magnetischen Walze ausgestattet war, ferner angeordnet, um eine magnetische Aufladungsbürste auszubilden. Die Tansfereinrichtung, die Verwendung von der Coronatransferaufladungseinheit macht, wurde ferner in einem Walzentransfersystem geändert, und die Belichtungsvoraufladungseinrichtung wurde entfernt.
Der Spalt zwischen der leitenden Hülse und dem bildtragenden Element an der Aufladungszone wurde auf 0,5 mm eingestellt. Als ein Entwicklungsbias wurde eine rechteckige Welle von 1000 Vpp/3 kHz auf eine DC-Komponente von –500 V überlagert. Die Reinigungslänge wurde ferner entfernt, um eine reinigungsmittelfreie Kopiermaschine bereitzustellen. Dessen schematische Ansicht wird in 2 angegeben.
Beispiel 41
Zunächst wurden magnetischen Teilchen zum Aufladen, 22, die in dem vorliegenden Beispiel 41 verwendet wurden, auf die folgende Weise hergestellt.
Eine stationäre Mischvorrichtung mit einem Rührer und einer Heizvorrichtung wurde bei 100°C gehalten und 100 Gewichtsteilchen der magnetischen Teilchen 4 und eine Toluollösung, in welcher 0,3 Gewichtsteile Isopropoxytitantristearat als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, wurden hierin eingeführt, um Nassprozessbeschichten des ersteren mit dem letzteren Auszuführen. Die Temperatur wurde auf 180°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um erste Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden, gefolgt von Stehenlassen, um abzukühlen. Als nächstes wurde eine Methanoldispersion, in welcher 0,3 Gewichtsteile Aluminium 9-Octadecenylacetoacetatdiisopropoxid dispergiert war als das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel zugegeben, um Nassprozessbeschichten auszuführen. Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht, um Trocknen, Härten, auszuführen, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auf den ersten Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden. So wurden die magnetischen Teilchen zum Aufladen, 22, erhalten. Der Gewichtsverlust beim Erhitzen der magnetischen Teilchen zum Aufladen 22 betrug 0,5 Gewichtsprozent. Im übrigen war das Isopropoxytitantristearat in dem Toluol löslich und wurden transparent bernsteinfarbig, aber stellten sich als unlöslich in dem Methanol heraus, als dieses braun-trüb wurde.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 22 zeigten keine Unterschied in der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten, und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 2 × 10⁷ Ω·cm.
Die Bedingungen zum Herstellen der magnetischen Teilchen zum Aufladen, welche in dem vorliegenden Beispiel verwendet werden, und die magnetischen Teilchen zum Aufladen, welche in dem Beispielen und Vergleichsbeispielen, die nachstehend angegeben werden, verwendet werden, werden in Tabelle 9 gezeigt. Die Materialnamen, die den Abkürzungen entsprechen, die in Tabelle 9 für die ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsmittel verwendet werden, werden in Tabelle 10 gezeigt.
Als nächstes wurden die vorstehenden magnetischen Teilchen zum Aufladen auf die folgende Weise bewertet.
Die vorstehende digitale Kopiermaschine wurde verwendet. Die magnetischen Teilchen zum Aufladen wurden eingestellt, um auf der Aufladungseinheit in einer Beschichtungsdichte von 180 mg/cm² gehalten zu werden, und das bildtragende Element wurde hineingestellt. Damit die Beschichtungsdichte in dem vorstehenden Wert war, werden wenigstens ungefähr 30g der magnetischen Teilchen zum Aufladen benötigt. Die so hergestellt magnetischen Bürstenaufladungseinheit wurde in der Richtung rotiert, die entgegengesetzt zu der Rotation des bildtragenden Elementes an dem ersteren Kontaktteil mit dem letzteren war. Hierbei wurde die Aufladungseinheit mit einer peripheren Geschwindigkeit von 240 mm/sek rotiert.
Die Bewertungsbedingungen waren wie folgt: Als eine Bias, die auf die Aufladungseinheit angelegt wurde, wurden eine DC-Spannung mit einer angelegten Spannung von –700V und einer rechteckigen oszillierenden Spannung von 700 Vpp bei 1 kHz angelegt. Bezüglich der Temperatur und Feuchtigkeit wurden Bewertungstests unter Bedingungen von 15°C/20 Prozent relative Feuchtigkeit durchgeführt. Als eine Entwicklungsbias wurde eine rechteckige Welle von 1000 Vpp/3 kHz auf eine DC-Komponente von –500 V überlagert.
Unter Verwendung des gelben Entwicklungsmittels wurde ein Bild 17 Abstufungen kopiert. Danach wurde ein Bild mit einem Bildflächenprozentsatz von 0%, das heißt, ein einfarbiges weißes Bild in einem Tausendblattmodus in fünf Zyklen kopiert, das heißt, auf 5.000 Blättern unter Bedingungen einer peripheren Rotationsgeschwindigkeit von 300 mm/sek. Danach wurden wie in der anfänglichen Stufe das Bild mit 17 Abstufungen wiedergegeben. Irgendeine Differenz des Farbraums vor und nach diesem Betrieb wurde untersucht, um eine Bewertung durchzuführen.
Bei der Bewertung wurde Colorlaserkopierpapier (erhältlich von Canon Sales Co., Inc.) verwendet. Um den Farbraum zu bewerten, wurde ein SP68 Spektrophotometer (hergestellt von X-Rite Inc.) verwendet, um L* (Helligkeit), a* (Chromatizität bzw. Farbsättigung; rot-grün) und b* (Chromatizität; gelb-blau) zu messen. Hierbei wurden die 17 Abstufungen so ausgewählt, dass der Wert von L* 92,80 ± 0,10 war, und eine Differenz in b* Zwischenbildern bei der anfänglichen Stufe und denjenigen nach 5.000 Blatt Kopien wurde aufgenommen. Diese Differenz wird als Δb* aus ausgedrückt. Je kleiner das Δb* ist, desto kleiner ist die Änderung in den Farbtönen und somit desto bevorzugter sind die Bilder vom Standpunkt von Farbbildern.
Als Folge der Bewertung, die unter Verwendung der magnetischen Teilchen zum Aufladen 22, des vorstehenden gelben Entwicklungsmittels und des vorstehenden lichtempfindlichen Elementes durchgeführt wurde, das Δb*2. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 11 gezeigt.
Beispiel 42
Ein stationäres Mischgerät mit einem Rührer und einer Heizeinrichtung wurde bei 100°C gehalten, und 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen 4 und eine Toluollösung, in welcher 0,3 Gewichtsteile Isopropoxytitantristearat als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, wurden hierin eingeführt, um Nassprozessbeschichten den ersteren mit dem letzteren auszuführen. Die Temperatur wurde auf 180°C erhöht, um Trocknen (Härten) auszuführen, um erste Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden, gefolgt von Stehenlassen, um abzukühlen. Als nächstes wurde Ethanollösung, in welcher 0,3 Gewichtsteile Dodecyltrimethoxysilan als das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, zugegeben, um Nassprozessbeschichten auszuführen. Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auf den ersten Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden. So wurden die magnetischen Teilchen zum Aufladen 23 erhalten. Der Gewichtsverlust beim Erhitzen der magnetischen Teilchen zum Aufladen 23 betrug 0,5 Gewichtsprozent. Im Übrigen stellte sich das Isopropoxytitantristearat als unlöslich in dem Ethanol heraus, als dieses bräunlich trüb wurde.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 23 zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 5 × 10⁷ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 23 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt.
Beispiel 43
Ein stationäres Mischgerät mit einem Rührer und einer Heizeinrichtung wurde bei 100°C gehalten, und 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen 4 und einer Toluollösung, in welcher 0,3 Gewichtsteile Isopropoxytitantristearat als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, wurden hierin eingeführt, um Nassprozessbeschichten des ersteren mit dem letzteren auszuführen. Die Temperatur wurde auf 180°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um erste Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden, gefolgt von Stehenlassen, um abzukühlen. Als nächstes wurde eine Ethanlösung, in welche 0,3 Gewichtsteile n-Propyltrimethoxysilan als das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, zugegeben, um Nassprozessbeschichten durchzuführen. Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auf den ersten Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden. So wurden die magnetischen Teilchen zum Aufladen 24 erhalten. Der Gewichtsverlust beim Erhitzen der magnetischen Teilchen zum Aufladen 24 betrug 0,4 Gewichtsprozent.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 24 zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 6 × 10⁷ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 24 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt.
Beispiel 44
Magnetische Teilchen zum Aufladen 25 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 43 erhalten, bis darauf, dass Ethanol durch Toluol ersetzt wurde. Sie zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten, und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 6 × 10⁷ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 25 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt. Der Wert von Δb* betrug 10, welches ein wenig höher war, aber innerhalb des Bereichs, indem es keine Probleme bei der praktischen Verwendung gab. Dies beruhte vermutlich drauf, dass Toluol, in welchem das Isopropoxytitantristearat löslich war, als das Lösungsmittel verwendet wurde, wenn die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten ausgebildet wurden.
Beispiel 45
Ein stationäres Mischgerät mit einem Rührer und einer Heizeinrichtung wurde bei 100°C gehalten, und 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen 4 und eine Toluollösung, in welcher 0,2 Gewichtsteile Isopropoxytitantristearat als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, wurden hierin eingeführt, um Nassprozessbeschichten des ersteren mit dem letzteren auszuführen. Die Temperatur wurde auf 180°C erhöht, während das Toluol entfernt wurde, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um erste Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden, gefolgt von Stehenlassen, um abzukühlen. Als nächstes wurde eine Ethanollösung, in welcher 0,05 Gewichtsteile n-Propyltrimethoxysilan als das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, zugegeben, um Nassprozessbeschichten auszuführen. Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auf den ersten Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden. So wurden die magnetischen Teilchen zum Aufladen 26 erhalten. Der Gewichtsverlust beim Erhitzen der magnetischen Teilchen zum Aufladen 26 betrug 0,3 Gewichtsprozent.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 26 zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 4 × 10⁷ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 26 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt.
Beispiel 46
Ein stationäres Mischgerät mit einem Rührer und einer Heizeinrichtung wurde bei 100°C gehalten, und 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen 4 und eine Toluoldispersion, in welcher 0,3 Gewichtsteile Aluminium 9-Octadececenylacetoacetatdiisopropoxid als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel dispergiert war, wurden hierin eingeführt, um Nassprozessbeschichten des ersteren mit dem letzteren auszuführen. Die Temperatur wurde auf 180°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um erste Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden, gefolgt von Stehenlassen, um abzukühlen. Als nächstes wurde eine Methanollösung, in welcher 0,3 Gewichtsteile n-Propyltrimethoxysilan als das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, zugegeben, um Nassprozessbeschichten auszuführen. Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auf den ersten Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden. So wurden die magnetischen Teilchen zum Aufladen 27 erhalten. Der Gewichtsverlust beim Erhitzen der magnetischen Teilchen zum Aufladen 27 betrug 0,4 Gewichtsprozent. Im Übrigen stelle sich heraus, dass das Aluminium-9-octadecenylacetoacetatdiisopropoxid in dem Methanol unlöslich war, als dieses trüb wurde.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 27 zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 5 × 10⁷ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 27 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt.
Beispiel 47
Magnetische Teilchen zum Aufladen 28 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 46 erhalten, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen 4 durch die magnetischen Teilchen 5 ersetzt wurden. Diese zeigten keine Differenz in der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten, und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 4 × 107 Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 28 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt.
Beispiel 48
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 30 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 46 erhalten, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen 4 durch die magnetischen Teilchen 7 ersetzt wurden. Diese zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten, und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 3 × 10⁹ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 30 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt, bis darauf, dass die angelegte DC-Spannung und das Potential des bildtragenden Elementes wurden jeweils auf –950V und –700V geändert, auf Grund des hohen spezifischen Widerstands der magnetischen Teilchen zum Aufladen. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt.
Beispiel 49
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 31 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 46 erhalten, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen zum Aufladen durch die magnetischen Teilchen 8 ersetzt wurden. Diese zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten, und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 3 × 10⁸ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 31 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt.
Beispiel 50
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 32 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 46 erhalten, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen 4 durch die magnetischen Teilchen 9 ersetzt wurden. Diese zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten, und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 7 × 10⁶ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 32 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt.
Beispiel 51
Ein stationäres Mischgerät mit einem Rührer und einer Heizeinrichtung wurde bei 100°C gehalten, und 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen 9 und eine Ethanollösung, in welcher 0,3 Gewichtsteile n-Octyltrimethoxysilan als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, wurden hierin eingeführt, um Nassprozessbeschichten des ersteren mit dem letzteren auszuführen. Die Temperatur wurde auf 120°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um erste Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden, gefolgt von Stehenlassen, um abzukühlen. Als nächstes wurde eine Ethanollösung, in welcher 0,3 Gewichtsteile n-Propyltrimethoxysilan als das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, hinzugegeben, um Nassprozessbeschichten auszuführen. Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auf den ersten Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden. So wurden die magnetischen Teilchen zum Aufladen 33 erhalten. Der Gewichtsverlust beim Erhitzen der magnetischen Teilchen zum Aufladen 33 betrug 0,5 Gewichtsprozent.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 33 zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 9 × 10⁶ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 33 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt.
Beispiel 52
Ein stationäres Mischgerät mit einem Rührer und einer Heizeinrichtung wurde bei 100°C gehalten, und 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen 7 und eine Ethanollösung, in welcher 0,3 Gewichtsteile n-Propyltrimethoxysilan als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, wurden hierin eingeführt, um Nassprozessbeschichten des ersteren mit dem letzteren auszuführen. Die Temperatur wurde auf 120°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um erste Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden, gefolgt von Stehenlassen, um abzukühlen. Als nächstes wurde eine Ethanollösung, in welcher 0,3 Gewichtsteile n-Propyltrimethoxysilan als das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, hinzugegeben, um Nassprozessbeschichten auszuführen. Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auf den ersten Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden. So wurden die magnetischen Teilchen zum Aufladen 34 erhalten. Der Gewichtsverlust beim Erhitzen der magnetischen Teilchen zum Aufladen 34 betrug 0,5 Gewichtsprozent.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 34 zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 5 × 10⁹ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 34 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt. Der Wert von Δb* betrug 14, welches ein wenig höher war, aber innerhalb des Bereichs, der kein Problem bei der praktischen Verwendung verursachte. Dies beruhte vermutlich darauf, dass die ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsmittel n-Propyltrimethoxysilan Verbindungen mit einer Alkylkette mit 3 Kohlenstoffatomen waren und da das Ethanol, in welchen das erste Oberflächenbeschichtungsmittel n-Propyltrimethoxysilan löslich war, als das Lösungsmittel verwendet wurde, wenn die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten ausgebildet wurden.
Beispiel 53
Ein stationäres Mischgerät mit einem Rührer und einer Heizeinrichtung wurde bei 100°C gehalten, und 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen 7 und eine Ethanollösung, in welcher 1,0 Gewichtsteile n-Propyltrimethoxysilan als das erste Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, wurden hierin eingeführt, um Nassprozessbeschichten des ersteren mit dem letzteren auszuführen. Die Temperatur wurde auf 120°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um erste Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden, gefolgt von Stehenlassen, um abzukühlen. Als nächstes wurde eine Ethanollösung, in welcher 1,0 Gewichtsteile n-Propyltrimethoxysilan als das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst war, hinzugegeben, um Nassprozessbeschichten auszuführen. Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auf den ersten Oberflächenbeschichtungsschichten auszubilden. So wurden die magnetischen Teilchen zum Aufladen 35 erhalten. Der Gewichtsverlust beim Erhitzen der magnetischen Teilchen zum Aufladen 35 betrug 1,7 Gewichtsprozent.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 35 zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 4 × 10⁹ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 35 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt. Der Wert von Δb* betrug 12, welches ein wenig höher war, aber innerhalb des Bereichs, der kein Problem bei der praktischen Verwendung verursachte. Dies beruht vermutlich darauf, dass die ersten und zweiten Oberflächenbeschichtungsmittel n-Propyltrimethoxysilan Verbindungen waren mit einer Alkylkette mit 3 Kohlenstoffatomen und da das Ethanol, in welchem das erste Oberflächenbeschichtungsmittel n-Propyltrimethoxysilan löslich war, als das Lösungsmittel verwendet wurde, wenn die zweiten Oberflächenbeschichtungsschichten ausgebildet wurden.
Beispiel 54
Im Beispiel 41 wurde nach der Bewertung von Δb*, ein Druckzeichenbild mit einem Bildflächenprozentsatz von 4% auf 50.000 Blätter kopiert, um einen Betriebstest durchzuführen. Die erhaltenen Resultate werden in Tabelle 11 gezeigt. Einfarbige gelbe Bilder wurden in einer guten Bildqualität ausgebildet, und Bilder mit wenig Nebel waren erhältlich. Die Kontaminationsmenge betrug 0,08 Prozent.
Hierbei bezieht sich die Kontaminationsmenge auf ein Gewicht, das erhalten wurde, wenn der Gewichtsverlust der magnetischen Teilchen zum Aufladen, der vor der Bewertung gemessen wurde, von dem Gewichtsverlust von magnetischen Teilchen zum Aufladen abgezogen wird, der bei Temperaturen von 150°C bis 400°C in einer Stickstoffatmosphäre gemessen wird, und als Prozentsatz im Hinblick auf das Probengewicht (Gewicht der magnetischen Teilchen zum Aufladen) ausgedrückt wird.
Beispiel 55
Im Beispiel 47 wurde nach der Bewertung von Δb*, ein Druckzeichenbild mit einem Bildflächenprozentsatz von 4% auf 50.000 Blätter kopiert, um einen Betriebstest durchzuführen. Folglich wurden einfarbige gelbe Bilder in einer guten Bildqualität ausgebildet, und Bilder mit wenig Nebel waren erhältlich. Die Kontaminationsmenge betrug 0,35 Prozent. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt.
Beispiel 56
Im Beispiel 48 wurde nach der Bewertung von Δb*, ein Druckzeichenbild mit einem Bildflächenprozentsatz von 4% auf 50.000 Blätter kopiert, um einen Betriebstest durchzuführen. Die erhaltenen Resultate werden in Tabelle 11 gezeigt. Das ungleichförmige lichtempfindliche Elementaufladungspotential auf Grund eines hohen spezifischen Widerstands der magnetischen Teilchen war so groß, dass Bilder mit viel Nebel gebildet wurden. Jedoch waren einfarbige gelbe Bilder gut. Die Kontaminationsmenge nach dem 50.000 Blatt Betrieb betrug 0,10, was gute Ergebnisse angab.
Beispiel 57
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 22 wurden in der Aufladungseinheit in der Einheit PA des bildbildenden Geräts, das in 3 gezeigt wird, verwendet und die Entwicklungseinheit davon wurde mit dem gelben Toner und dem vorstehend beschriebenen Entwicklungsmittel gefüllt. Auf ähnliche Weise wurden die magnetischen Teilchen zum Aufladen 22 zudem in den Aufladungseinheiten in den Einheiten Pb, Pc und Pd verwendet und deren Entwicklungseinheiten wurden jeweils mit magenta-, cyan- und schwarzen Tonern und Entwicklungsmitteln, die vorstehend beschrieben wurden befüllt. Gelb, Magenta und Cyan und deren zweite Farben Rot, Grün und Violett wurden ausgegeben. Als Folge eines 1.000-Blatt-Betriebstestes waren gute Farbbilder von der anfänglichen Stufe bis zu dem 1.000-Blatt-Betrieb erhältlich.
Vergleichsbeispiel 3
Ein stationäres Mischgerät mit einem Rührer und einer Heizeinrichtung wurde bei 100°C gehalten, und 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen 7 und eine Ethanollösung in welcher 0,3 Gewichtsteile n-Octyltrimethoxysilan und 0,3 Gewichtsteile n-Propyltrimethoxysilan als Oberflächenbeschichtungsmittel aufgelöst waren, wurden hierin eingeführt, um Nassprozessbeschichten des ersteren mit dem letzteren auszuführen. Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um magnetische Teilchen zum Aufladen 36 zu erhalten. Der Gewichtsverlust beim Erhitzen der magnetischen Teilchen zum Aufladen 36 betrug 0,4 Gewichtsprozent.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 36 zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 3 × 10⁹ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 36 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt. Der Wert von Δb* war so groß, dass irgendwelche guten Ergebnisse nicht erhältlich waren.
Vergleichsbeispiel 4
Ein stationäres Mischgerät mit einem Rührer und einer Heizeinrichtung wurde bei 100°C gehalten, und 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen 7 und eine Ethanollösung in welcher 0,6 Gewichtsteile n-Propyltrimethoxysilan aufgelöst war, wurden hierin eingeführt, um Nassprozessbeschichten des ersteren mit dem letzteren durchzuführen. Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um magnetische Teilchen zum Aufladen 37 zu erhalten. Der Gewichtsverlust beim Erhitzen der magnetischen Teilchen zum Aufladen 37 betrug 0,4 Gewichtsprozent.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 37 zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 5 × 10⁹ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 37 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt. Der Wert von Δb* war so groß, dass irgendwelche guten Ergebnisse nicht erhältlich waren.
Vergleichsbeispiel 5
Ein stationäres Mischgerät mit einem Rührer und einer Heizeinrichtung wurde bei 100°C gehalten, und 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen 7 und eine Ethanollösung in welcher 2,0 Gewichtsteile n-Propyltrimethoxysilan aufgelöst waren, wurden hierin eingeführt, um Nassprozessbeschichten des ersteren mit dem letzteren durchzuführen. Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht, um Trocknen (Härten) zu bewirken, um magnetische Teilchen zum Aufladen 38 zu erhalten. Der Gewichtsverlust beim Erhitzen der magnetischen Teilchen zum Aufladen 38 betrug 1,8 Gewichtsprozent.
Die magnetischen Teilchen zum Aufladen 38 zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 5 × 10⁹ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 38 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt. Der Wert von Δb* war so groß, dass irgendwelche guten Ergebnisse nicht erhältlich waren.
Vergleichsbeispiel 6
Die Bewertung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt, bis darauf, dass magnetische Teilchen 6 selbst als die magnetischen Teilchen zum Aufladen verwendet wurden. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt. Der Wert von Δb* war so groß, dass irgendwelche guten Ergebnisse nicht erhältliche waren.
Vergleichsbeispiel 7
Magnetische Teilchen zum Aufladen 29 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 46 erhalten, bis darauf, dass die magnetischen Teilchen 4 durch die magnetischen Teilchen 6 ersetzt wurden. Diese zeigten keine Differenz der Standardabweichung der Länger der kleineren Achse/Länge der größeren Achse vor und nach dem Oberflächenbeschichten und besaßen einen spezifischen Volumenwiderstand von 8 × 10³ Ω·cm.
Die Bewertung wurde bezüglich der magnetischen Teilchen zum Aufladen 29 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 41 durchgeführt, bis darauf, dass ein spezifischer Schutzwiderstand von 0,5 MΩ zwischen der Aufladungseinheit und der Hochspannungsquelle bereitgestellt wurde, sodass irgendein Nadellochleck auf Grund eines niedrigen spezifischen Widerstands von magnetischen Teilchen verhinderbar war. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt. Ein Phänomen eines Lecks, das dem niedrigen spezifischen Widerstand zuschreibbar war, wurde um Trommelnadellöcher im Verlauf der Wiedergabe von einfarbigen weißen Bildern gesehen.
Vergleichsbeispiel 8
In Vergleichsbeispiel 7 wurde nach der Bewertung von Δb* ein Druckzeichenbild mit einem Bildflächenprozentsatz von 4% auf 50.000 Blättern kopiert, um einen Betriebstest durchzuführen.
Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt. Bei der Stufe, wo Kopien auf mehr als 20.000 Blättern in den Betriebstest durchgeführt wurden, begann viel Nebel aufzutreten. Die Bewertung, die einfarbige gelbe Bilder betraf, zeigte gute Ergebnisse. Die Kontaminationsmenge an der Stufe von 20.000 Blättern Betrieb betrug 0,55 Gewichtsprozent, welches der Tatsache zuschreibbar war, dass die Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse 0,06 betrug.
Wie vorstehend beschrieben kann die vorliegende Erfindung magnetische Teilchen zum Aufladen, ein Aufladungselement, eine Prozesskassette und ein bildbildendes Gerät bereitstellen, welche eine überlegene Aufladungsleitung versprechen. Diese kann zudem eine Prozesskassette und ein bildbildendes Gerät bereitstellen, welche weniger Abrasion des lichtempfindlichen Elementes verursachen.
Die vorliegende Erfindung kann zudem magnetischen Teilchen zum Aufladen, ein Aufladungselement, eine Prozesskassette und ein bildbildendes Gerät bereitstellen, welche die Bildung von scharfen Bildern über eine lange Zeitdauer ermöglichen. Die vorliegende Erfindung kann zudem ein Prozess zum Herstellen von magnetischen Teilchen zum Aufladen bereitstellen, welche eine überlegene Lebensdauer besitzen, weniger Abrasion des lichtempfindlichen Elementes verursachen können, und eine Bildung von Vollfarbbildern ermöglichen, die über eine lange Zeitdauer stabil sind.

Claims

Magnetische Teilchen zum Aufladen, welche gegen ein bildtragendes Element gerieben werden, auf welchem ein elektrostatisches latentes Bild gebildet wird, um das bildtragende Element elektrostatisch aufzuladen; wobei die magnetischen Teilchen zum Aufladen umfassen: magnetische Teilchen; erste Oberflächenbeschichtungsschichten, die ein erstes Oberflächenbeschichtungsmittel enthalten und die Oberflächen der magnetischen Teilchen bedecken; und zweite Oberflächenbeschichtungsschichten, die ein zweites Oberflächenbeschichtungsmittel enthalten und die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten bedecken; wobei die magnetischen Teilchen zum Aufladen magnetische Teilchen zum Aufladen enthalten, welche eine maximale Sehnenlänge von 5 μm oder mehr besitzen, und die magnetischen Teilchen zum Aufladen, welche eine maximale Sehnenlänge von 5 μm oder mehr besitzen eine Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse von 0,08 oder mehr aufweisen.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 1, wobei die magnetischen Teilchen zum Aufladen magnetische Teilchen zum Aufladen enthalten, welche eine maximale Sehnenlänge von 5 μm bis 20 μm besitzen, und die magnetischen Teilchen zum Aufladen, welche eine maximale Sehnenlänge von 5 μm bis 20 μm besitzen, eine Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse von 0,08 oder mehr aufweisen.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 2, wobei die Standardabweichung der Länge der kleineren Achse/Länge der größeren Achse 0,10 oder mehr beträgt.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 1, wobei die magnetischen Teilchen zum Aufladen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 10 μm bis 200 μm aufweisen.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 4, wobei die durchschnittliche Teilchengröße von 15 μm bis 30 μm beträgt.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens eines aus dem ersten Oberflächenbeschichtungsmittel und dem zweiten Oberflächenbeschichtungsmittel ein stickstoffenthaltendes Material oder eine Verbindung, die eine Alkylkette mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen enthält, ist.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 6, wobei das stickstoffenthaltende Material eine Aminogruppe besitzt.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 6, wobei das zweite Oberflächenbeschichtungsmittel ein stickstoffenthaltendes Material ist.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 8, wobei das stickstoffenthaltende Material eine Aminogruppe aufweist.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens eines aus dem ersten Oberflächenbeschichtungsmittel und dem zweiten Oberflächenbeschichtungsmittel ein Kupplungsmittel ist.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 6, wobei wenigstens eines aus dem ersten Oberflächenbeschichtungsmittel und dem zweiten Oberflächenbeschichtungsmittel ein Kupplungsmittel ist.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 1, wobei die magnetischen Teilchen zum Aufladen einen spezifischen Volumenwiderstand von 10⁴ Ohm × cm bis 10 Ohm × cm aufweisen.
Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß Anspruch 1, wobei das bildtragende Element eine Ladungseinspritzschicht als eine Oberflächenschicht besitzt.
Verfahren zum Herstellen von Magnetische Teilchen zum Aufladen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Herstellen von magnetischen Teilchen durch Pulverisieren; Beschichten der pulverisierten magnetischen Teilchen mit einem ersten Oberflächenbeschichtungsmittel, um erste Oberflächenbeschichtungsschichten auf deren Oberflächen zu bilden; Beschichten der magnetischen Teilchen, auf welche die ersten Oberflächenbeschichtungsschichten gebildet worden sind, mit einem zweiten Oberflächenbeschichtungsmittel, um zweite Oberflächenbeschichtungsschichten auf den ersteren Oberflächen auszubilden.
Aufladungselement, welches gegen ein bildtragendes Element gerieben wird, auf welchem ein elektrostatisches latentes Bild gebildet wird, um das bildtragende Element elektrostatisch aufzuladen; wobei das Aufladungselement umfasst: ein magnetisches Element mit einem Leiter, auf welchen eine Spannung angelegt wird, und magnetische Teilchen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, welche auf dem magnetischen Element durch die Wirkung vom Magnetismus gehalten werden.
Prozesskassette, welche abnehmbar auf einem bildbildenden Gerät montierbar ist, in welchem ein auf einem bildtragenden Element gebildetes latentes Bild durch die Wirkung eines Toners sichtbar gemacht wird und ein durch Sichtbarmachen eines elektrostatischen latenten Bildes gebildetes Tonerbild auf ein Transfermedium übertragen wird, um ein Bild auszubilden; wobei die Prozesskassette umfasst: eine Aufladungseinrichtung zum elektrostatischen Aufladen des bildtragenden Elementes, in dem ein Aufladungselement gemäß Anspruch 15 in Kontakt mit dem bildtragenden Element gebracht wird; und wenigstens eine Einrichtung, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus: i) dem bildtragenden Element, aus welchem das elektrostatische latente Bild ausgebildet wird, ii) eine Entwicklungseinrichtung zum Sichtbarmachen des elektrostatischen latenten Bildes durch die Verwendung eines Toners, und iii) eine Reinigungseinrichtung zum Entfernen des Toners, der auf dem bildtragenden Element verbleibt, nachdem das Tonerbild, das durch Sichtbarmachen des elektrostatischen latenten Bildes gebildet wurde, auf das Transfermedium übertragen worden ist.
Bildbildendes Gerät, das umfasst ein bildtragendes Element, auf welches ein elektrostatisches latentes Bild ausgebildet wird; eine Aufladungseinrichtung zum elektrostatischen Aufladen des bildtragenden Elementes, in dem ein Aufladungselement gemäß Anspruch 15 in Kontakt mit dem bildtragenden Element gebracht wird; eine Belichtungseinrichtung zum Belichten der Oberfläche des bildtragenden Elementes, das durch die Aufladungseinrichtung aufgeladen wird, um ein elektrostatisches latentes Bild auszubilden; eine Entwicklungseinrichtung zum Sichtbarmachen des gebildeten elektrostatischen latenten Bildes durch die Verwendung eines Toners, um ein Tonerbild auszubilden; und eine Transfereinrichtung zum Übertragen des gebildeten Tonerbildes auf ein Transfermedium.